KR101028459B1 - 커플링 금속을 구비한 노치 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주파수의 중앙을 기준으로 일측 끝단의 스커트 특성을 더욱 가파르게 형상할 수 있도록 하는 커플링 금속을 구비한 노치 필터에 관한 것으로, 외부와 차폐되며 상호 대향되는 복수의 공동을 형성하되 상호 대각 방향에 위치하는 두 개의 공동을 상호 연결하는 통로가 형성되도록 그 내부에 격벽이 설치되며 상기 격벽에는 인접하는 상기 공동이 연통되도록 하는 윈도우가 절개 형성된 하우징과; 상기 하우징의 내부에 형성된 상기 공동에 각각 설치되어 공진이 이루어지도록 하는 복수의 공진기와; 상기 하우징의 일측 외벽에 외부로 노출되도록 설치되어 신호를 입력하는 입력포트와; 상기 하우징의 타측 외벽에 외부로 노출되도록 설치되어 신호가 출력되는 출력포트와; 상기 격벽에 의하여 형성되는 상기 통로에는 그 양단이 각각 상호 대각 방향에 위치하는 공동의 저부면과 연결되도록 설치되는 커플링 금속을 포함하여 구성됨으로써, 주파수의 중앙을 기준으로 어느 한쪽 끝단만 매우 가파른 스커트 특성을 요구하는 필터에 적용하여 사용자가 원하는 신호 대역만을 제품에 적용함으로써 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Description

커플링 금속을 구비한 노치 필터{NOTCH FILTER HAVING COUPLING METAL}

본 발명은 커플링 금속을 구비한 노치 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 주파수의 중앙을 기준으로 어느 한쪽 끝단만 매우 가파른 스커트 특성을 요구하는 필터에 적용하여 사용자가 원하는 신호 대역만을 제품에 적용함으로써 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 커플링 금속을 구비한 노치 필터에 관한 것이다.

필터는 미리 설정된 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 기능을 하는 장치로서, 필터링하는 주파수 대역에 따라, 로우 패스 필터, 밴드 패스 필터, 하이 패스 필터 및 밴드 스탑 필터 등으로 구분된다.

필터의 중요한 특성으로는 삽입 손실과 스커트 특성이 있다. 삽입 손실이란 신호가 필터를 통과하면서 손실되는 전력을 의미하며, 스커트 특성은 필터의 통과 대역과 저지 대역이 가파른 정도를 의미한다.

위 삽입 손실과 스커트 특성은 필터의 차수에 따라 서로 트레이드 오프(Trade Off) 관계에 있다. 필터의 차수가 높아질수록 스커트 특성은 좋아지나 삽입 손실은 나빠지는 관계가 성립한다.

필터의 차수를 높이지 않으면서 필터의 스커트 특성을 개선하기 위해 노치(감쇠 극)를 형성하는 방법이 주로 사용된다. 이는 특정 주파수 대역에서 노치를 형성함으로써 필터의 차수를 높이지 않으면서 필터의 스커트 특성을 강화하는 방법이다.

노치를 형성하는 가장 일반적인 방법으로 크로스 커플링 방법이 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여 크로스 커플링을 이용한 노치 형성에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 크로스 커플링을 이용한 노치 필터의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 종래의 크로스 커플링을 이용한 노치 필터에 대한 주파수 특성을 그래프로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 크로스 커플링을 이용한 노치 필터는 하우징(10), 공동(11), 다수의 공진기(20), 입력포트(30), 출력 포트(40) 및 커플링 바(50)를 포함한다.

도 1에서, 입력포트(30)로 인가된 RF 신호는 각 공동(11)에 구비된 공진기(20)에 의해 공진되면서 일측 공진기(20)에서 타측 공진기(20)로 진행하면서 필터링이 수행된다.

RF 신호는 공동(11)에서 개구된 곳을 향해 커플링되면서 진행하며, 이때 RF 신호가 진행하는 순서는 입력포트(30)와 연결된 공진기(20)에서 시계 방향으로 진행되며 출력포트(40)와 연결된 공진기(20) 측으로 진행된다.

크로스 커플링이 없는 통상적인 RF 필터에서 인접한 공지기간 순차적으로 커플링이 일어나지만, 도 1에 도시된 것과 같이 커플링 바(50)를 이용할 경우 순차적인 공진기간의 커플링이 아닌 크로스 커플링이 발생한다.

도 1을 참조하면, 커플링 바(50)는 공동(20)을 정의하는 내벽에 관통되어 설치되며, 입력포트(30)와 연결된 공진기(20) 및 출력포트(40)와 연결된 공진기(20) 사이에 커플링이 일어나도록 한다.

커플링 바(50)도 금속 재질이고 공동(11)을 정의하는 내벽 역시 금속 재질이므로 커플링 바(50)를 내벽과 전기적으로 격리시키기 위해 커플링 바(50)의 외부는 테프론과 같은 유전체 재질(51)로 싸여진 후 내벽에 결합된다.

도 1과 같이, 커플링 바(50)가 공동(11)을 형성하는 내벽에 설치될 경우, 순차적으로 발생하는 커플링 이외에도 공진기간에 크로스 커플링 현상이 발생하며, 이러한 크로스 커플링은 특정 주파수 대역에서 노치를 형성함으로써 결과적으로 필터의 스커트 특성을 변화시켰다.

도 2는 도 1에 도시된 종래의 크로스 커플링을 이용한 노치 필터에 대한 주파수 특성을 그래프로 도시한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 커플링 바(50)에 의해 좌측 상단의 공진기(20) 및 우측 상단의 공진기(20) 사이에 캐패시턴스가 형성되며, 이로 인해 공진기(20)와 공진기(20) 사이에 커플링 현상이 발생하는 것이다.

그런데, 이러한 종래의 크로스 커플링을 이용한 노치 필터는 커플링 바를 이용하여 크로스 커플링에 의한 노치를 형성하는데, 이 방법은 좌측 상단에 위치한 공진기(20)와 우측 상단에 위치한 공진기(20)에서 등가의 노치 현상이 발생되므로 RF 신호의 노치 현상을 이용한 무선 통신기기 등에 사용시에 잡음을 완벽하게 제거하지 못하여 제품에 대한 신뢰도가 저하된다는 문제점 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 주파수의 중앙을 기준으로 어느 한쪽 끝단만 매우 가파른 스커트 특성을 요구하는 필터에 적용하여 사용자가 원하는 신호 대역만을 제품에 적용함으로써 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 커플링 금속을 구비한 노치 필터를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 커플링 금속을 구비한 노치 필터는, 외부와 차폐되며 상호 대향되는 복수의 공동을 형성하되 상호 대각 방향에 위치하는 두 개의 공동을 상호 연결하는 통로가 형성되도록 그 내부에 격벽이 설치되며 상기 격벽에는 인접하는 상기 공동이 연통되도록 하는 윈도우가 절개 형성된 하우징과; 상기 하우징의 내부에 형성된 상기 공동에 각각 설치되어 공진이 이루어지도록 하는 복수의 공진기와; 상기 하우징의 일측 외벽에 외부로 노출되도록 설치되어 신호를 입력하는 입력포트와; 상기 하우징의 타측 외벽에 외부로 노출되도록 설치되어 신호가 출력되는 출력포트와; 상기 격벽에 의하여 형성되는 상기 통로에는 그 양단이 각각 상호 대각 방향에 위치하는 공동의 저부면과 연결되도록 설치되는 커플링 금속을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공동은 정사각 형상의 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 커플링 금속의 양단에는 내측으로 소정의 깊이를 갖는 결합홈이 함몰 형성되고, 상기 공동의 저부면에는 관통공이 관통 형성되며 상기 관통공을 통하여 고정볼트가 삽입되어 상기 결합홈에 결합됨으로써 상기 커플링 금속은 상기 공동의 저부면과 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 커플링 금속의 양단에는 내측으로 소정의 깊이를 갖는 결합홈이 함몰 형성되고, 상기 공동의 저부면에는 관통공이 관통 형성되며 상기 관통공을 통하여 고정볼트가 삽입되어 상기 결합홈이 상기 고정볼트의 단부에 안착됨으로써 상기 커플링 금속은 상기 공동의 저부면과 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 고정볼트의 단부와 상기 결합홈은 납땜에 의하여 고정되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 커플링 금속을 구비한 노치 필터는 주파수의 중앙을 기준으로 어느 한쪽 끝단만 매우 가파른 스커트 특성을 요구하는 필터에 적용하여 사용자가 원하는 신호 대역만을 제품에 적용함으로써 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 크로스 커플링을 이용한 노치 필터의 구조를 도시한 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 종래의 크로스 커플링을 이용한 노치 필터에 대한 주파수 특성을 그래프로 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터의 구조를 도시한 평면도이고,
도 4는 도 3의 수용부재와 회전부재의 구조를 확대하여 도시한 평면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터에서 커플링 금속이 결합되는 구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터에서 커플링 금속이 결합되는 구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터의 구조를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 수용부재와 회전부재의 구조를 확대하여 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터에서 커플링 금속이 결합되는 구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터에서 커플링 금속이 결합되는 구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터는, 외부와 차폐되며 상호 대향되는 복수의 공동(110)을 형성하되 상호 대각 방향에 위치하는 두 개의 공동(110)을 상호 연결하는 통로(120)가 형성되도록 그 내부에 격벽(130)이 설치되며 격벽(130)에는 인접하는 공동(110)이 연통되도록 하는 윈도우(131)가 절개 형성된 하우징(100)과, 하우징(100)의 내부에 형성된 공동(110)에 각각 설치되어 공진이 이루어지도록 하는 복수의 공진기(200)와, 하우징(100)의 일측 외벽에 외부로 노출되도록 설치되어 신호를 입력하는 입력포트(300)와, 하우징(100)의 타측 외벽에 외부로 노출되도록 설치되어 신호가 출력되는 출력포트(400)와, 격벽(130)에 의하여 형성되는 통로(120)에는 그 양단이 각각 상호 대각 방향에 위치하는 공동(110)의 저부면과 연결되도록 설치되는 커플링 금속(500)을 포함하여 구성되어 있다.

하우징(100)은 정사각 형상의 단면을 가지며 외부와 차폐되는 일정한 내부공간을 형성하는 부재로서, 그 내부에는 다수의 공동(110)이 형성되도록 하는 격벽(130)이 마련되어 있다.

하우징(100)의 내부에 마련된 격벽(130)에 의하여 공동(110)은 네 개가 형성되고 각각의 공동(110)도 하우징(100)과 마찬가지로 정사각 형상의 단면을 갖도록 형성되며, 상호 대각 방향에 위치하는 공동(110) 중에서 어느 두 개의 공동(110)은 통로(120)에 의하여 연통되어 있다.

후술할 공진기(200)는 공동(130)의 측벽에서부터 일정 거리 이격되도록 공동(130)의 중앙에 설치되는데, 이는 공동(130)의 측벽과 공동(130)의 중앙에 위치한 공진기(200) 사이의 거리에 따라 커플링 값이 결정되며 이 커플링 값은 필터의 성능을 가능하는 척도가 되는 퀄러티 값에 직접적인 영향을 미치게 되므로 공동(130)이 정사각 형상의 단면으로 형성될 때 가장 안정적이지만, 직사각 형상이나 혹은 사각 형상으로 형성될 수도 있음은 물론이다.

공동(110)을 형성하는 격벽(130)에는 이웃하는 공동(110)이 상호 연통되도록 격벽(130)의 일정 부분이 절개된 윈도우(131)가 마련되어 있는데, 윈도우(131)는 격벽(130)의 하측은 남겨두고 상측의 일정 부분이 장방 형상으로 절개되어 형성된다.

공진기(200)는 원반 형상의 부재로 공동(110)의 측벽으로부터 일정 거리 이격되도록 공동(110) 중앙에 각각 설치되어 네 개가 마련되며, 각각의 공동(110)에서 공진이 발생하도록 하는 장치로서 하우징(110)의 저부면에서부터 일정거리 이격되도록 설치된다.

하우징(100) 외주면의 일측과 타측에는 각각 전기적인 신호가 입력되어 공동(110)의 내부에서 공진이 발생되도록 하는 입력포트(300)와 하우징(100)의 내부에서 발생된 전기적인 신호가 출력되는 출력포트(400)가 구비된다.

이러한 입력포트(300)와 출력포트(400)는 하우징(100)의 외부에 돌출 되도록 부착되며 그 중심에 중공이 형성된 원통 형상의 커넥터(310, 410)와, 일단이 공진기(200)의 일측면에 접촉되고 타단이 커넥터(310, 410)의 중공을 통과하여 외부로 연장되는 와이어(320, 420)로 구성된다.

커플링 금속(500)은 격벽(130)에 의하여 형성되는 통로(120)에 그 양단이 각각 상호 대각 방향에 위치하는 공동(110)의 저부면과 연결되도록 설치되어 있다.

커플링 금속(500)의 양단에는 내측으로 소정의 깊이를 갖는 결합홈(510)이 함몰 형성되고, 공동(110)의 저부면에는 관통공(111)이 관통 형성되며 관통공(111)을 통하여 고정볼트(600)가 삽입되어 결합홈(510)에 결합됨으로써 커플링 금속(500)은 공동(110)의 저부면과 연결되어 있다.

한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터에서 커플링 금속(700)이 결합되는 구조는 커플링 금속(700)의 양단에 내측으로 소정의 깊이를 갖는 결합홈(710)이 함몰 형성되고, 공동(110)의 저부면에는 관통공(111)이 관통 형성되며 관통공(111)을 통하여 고정볼트(600)가 삽입되어 결합홈(710)이 고정볼트(600)의 단부에 안착되도록 구성할 수도 있다.

여기서, 고정볼트(600)의 단부와 결합홈(710)은 납땜(610)에 의하여 고정되는데, 납땜(610)에 한정되는 것은 아니며 커플링 금속(700)을 전기적으로 하우징(100)의 저부면과 연결할 수 있는 구성이면 어떤 구성이라도 가능함은 자명할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 커플링 금속을 구비한 노치 필터가 작동되는 과정은 다음과 같다.

입력포트(300)로 인가된 RF 신호는 각 공동(110)에 구비된 공진기(200)에 의해 공진되면서 입력포트(300)와 연결된 공진기(200)에서 출력포트(400)와 연결된 공진기(200)로 진행하면서 필터링이 수행된다.

RF 신호는 공동(110)에서 개구된 곳을 향해 커플링되면서 진행하며, 이때 RF 신호가 진행하는 순서는 입력포트(300)와 연결된 공진기(200)에서 시계 방향으로 진행되며 출력포트(400)와 연결된 공진기(200) 측으로 진행된다.

크로스 커플링이 없는 통상적인 RF 필터에서 인접한 공지기간에 순차적으로 커플링이 일어나지만, 도 3에 도시된 것과 같이 커플링 금속(500)를 이용할 경우 순차적인 공진기간의 커플링이 아닌 크로스 커플링이 발생한다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 커플링 금속(500)에 의하여 상호 대각 방향에 위치하는 공동(200)이 병렬로 연결되어 있으므로 좌측 상단에 위치한 공동(200) 측으로 노치 현상이 집중되어 더욱 가파른 특성을 갖는 주파수 특성을 얻을 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 커플링 금속을 구비한 노치 필터를 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 하는 것이 아님은 물론이다.

본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

100 : 하우징 110 : 공동
120 : 통로 130 : 격벽
131 : 윈도우 200 : 공진기
300 : 입력포트 400 : 출력포트
500, 700 : 커플링 금속 510, 710 : 결합홈
600 : 고정볼트 610 : 납땜

Claims (5)

1. 외부와 차폐되며 상호 대향되는 제1 내지 제4 공동(110)들을 형성하는 격벽(130)이 설치되고, 상기 격벽(130)에는 인접하는 상기 제1 내지 상기 제4 공동(110)들이 연통되도록 하는 윈도우(131)가 형성된 하우징(100)과;
   상기 격벽(130)에 의해 형성되고, 상기 제1 내지 제4 공동(110)들 중 상호 대각 방향에 위치하는 상기 제1 및 상기 제3 공동(110)을 상호 연결하는 통로(120)와;
   상기 하우징(100)의 내부에 형성된 상기 제1 내지 상기 제4 공동들에 각각 설치되어 공진이 이루어지도록 하는 제1 내지 제4 공진기(200)와;
   상기 하우징(100)의 일측 외벽에 외부로 노출되도록 상기 제1 공동에 설치되어 신호를 입력하는 입력포트(300)와;
   상기 하우징(100)의 타측 외벽에 외부로 노출되도록 상기 제4 공동에 설치되어 신호가 출력되는 출력포트(400) 및;
   양단 각각이 상기 제1 및 상기 제3 공동(110)들 각각의 상기 하우징의 저부면과 연결되도록 상기 통로(120)에 설치되는 커플링 금속(500)을 포함하되;
   상기 노치 필터는 상기 커플링 금속에 의해 상기 제1 및 상기 제3 공동을 크로스 커플링하여, 상기 제2 공동에서 노치 발생을 집중시켜서 중앙 주파수를 기준으로 일측에만 스커트 특성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 커플링 금속을 구비한 노치 필터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 내지 상기 제4 공동(110)들 각각은 정사각 형상의 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 커플링 금속을 구비한 노치 필터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 커플링 금속(500)의 양단에는 내측으로 소정의 깊이를 갖는 결합홈(510)이 함몰 형성되고, 상기 제1 및 상기 제3 공동(110) 각각의 저부면에는 관통공(111)이 관통 형성되며 상기 관통공(111)을 통하여 고정볼트(600)가 삽입되어 상기 결합홈(510)에 결합됨으로써 상기 커플링 금속(500)은 상기 제1 및 상기 제3 공동(110)의 저부면과 연결되는 것을 특징으로 하는 커플링 금속을 구비한 노치 필터.
4. 제2항에 있어서,
   상기 커플링 금속(700)의 양단에는 내측으로 소정의 깊이를 갖는 결합홈(710)이 함몰 형성되고, 상기 제1 및 상기 제3 공동(110) 각각의 저부면에는 관통공(111)이 관통 형성되며 상기 관통공(111)을 통하여 고정볼트(600)가 삽입되어 상기 결합홈(710)이 상기 고정볼트(600)의 단부에 안착됨으로써 상기 커플링 금속(700)은 상기 제1 및 상기 제3 공동(110)의 저부면과 연결되는 것을 특징으로 하는 커플링 금속을 구비한 노치 필터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 고정볼트(600)의 단부와 상기 결합홈(710)은 납땜(610)에 의하여 고정되는 것을 특징으로 하는 커플링 금속을 구비한 노치 필터.

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