KR101061106B1 - 평행 결합 선로를 이용한 소형화된 대역 통과 필터 및 그 설계 방법 - Google Patents

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Abstract

평행 결합 선로를 이용한 소형화된 대역 통과 필터 및 그 설계 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 평행 결합 선로를 이용한 대역 통과 필터는, 각각이 제1 내지 제4 포트를 구비하는 N+1 단의 평행 결합 선로-여기서, 제1 포트와 제3 포트가 입력측 포트에 해당하고 제2 포트와 제4 포트가 출력측 포트에 해당함; 상기 대역 통과 필터의 입력단과 첫 번째 단 평행 결합 선로의 제1 포트 사이에 연결되는 제 0 인덕터; 제 i(여기서, i=1, 2, ..., N) 번째 단 평행 결합 선로의 제4 포트와 제 i+1 번째 단 평행 결합 선로의 제1 포트 사이에 연결되는 제 i 인덕터; 및 제 N+1 번째 단 평행 결합 선로의 제4 포트와 상기 대역 통과 필터의 출력단 사이에 연결되는 제 N+1 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
평해 결합 선로, 대역 통과 필터

Description

평행 결합 선로를 이용한 소형화된 대역 통과 필터 및 그 설계 방법{Miniaturized bandpass filter using parallel coupled line and method for designing the same}
본 발명은 평행 결합 선로 필터에 관한 것으로 보다 상세하게는 평행 결합 선로를 이용한 소형화된 대역 통과 필터에 한 것이다.
마이크로파 필터의 소형화는 현대 무선 통신 시스템에 있어서 주요 관건 중의 하나이다. 마이크로파 필터를 소형화하기 위해서는 hair-pin 필터, combline 필터, stepped impedance resonator 등을 이용한 필터 등이 사용되었다. 그러나 이러한 방법들은 시간 소모적인 전자기 시뮬레이션을 필요로 한다거나 소형화의 정도가 제한적인 한계점을 가진다. 한편, 평행 결합 선로(parallel coupled lines)를 이용한 필터는 그 구조가 간단하고 제작이 용이해 대역 통과 필터에 많이 적용되어 왔다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 평행 결합 선로를 이용한 소형화된 대역 통과 필터 및 그 설계 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 평행 결합 선로를 이용한 대역 통과 필터는, 각각이 제1 내지 제4 포트를 구비하는 N+1 단의 평행 결합 선로-여기서, 제1 포트와 제3 포트가 입력측 포트에 해당하고 제2 포트와 제4 포트가 출력측 포트에 해당함; 상기 대역 통과 필터의 입력단과 첫 번째 단 평행 결합 선로의 제1 포트 사이에 연결되는 제 0 인덕터; 제 i(여기서, i=1, 2, ..., N) 번째 단 평행 결합 선로의 제4 포트와 제 i+1 번째 단 평행 결합 선로의 제1 포트 사이에 연결되는 제 i 인덕터; 및 제 N+1 번째 단 평행 결합 선로의 제4 포트와 상기 대역 통과 필터의 출력단 사이에 연결되는 제 N+1 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 N+1 단의 평행 결합 선로 각각의 제2 포트와 제3 포트는 개방된 것이 바람직하다.
또한, 상기 N+1 단의 평행 결합 선로 각각의 전기적 길이 θ는 통과 대역의 중심 주파수에서 90°보다 작은 값인 것이 바람직하다.
또한, 제 i 번째 단(여기서, i=1, 2, ..., N+1) 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스는 각각,
Figure 112009054163103-pat00001
,
Figure 112009054163103-pat00002
인 것이 바람직하다. 여기서 R은 임의의 양수이고, Zo 0e,i 및 Zo 0o,i는 N+1 단의 평행 결합 선로가 캐스캐이드 연결된 구조의 대역 통과 필터의 설계 파라미터를 구하되, 설계하고자 하는 대역폭을 Δ'라 할 때, 상기 R 값을 가지고 대역폭이 Δ=Δ'/R이 되도록 설계된 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스이다.
또한, 제 0 인덕터, 제 i 인덕터(여기서, i=1, 2, ..., N), 및 제 N+1 인덕터의 인덕턴스 L0, Li, 및 LN+1은 각각,
Figure 112009054163103-pat00003
인 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 상기된 본 발명에 따른 대역 통과 필터를 설계하는 방법은, (a) N+1 단의 평행 결합 선로가 캐스캐이드 연결된 구조의 대역 통과 필터의 설계 파라미터를 구하되, 설계하고자 하는 대역폭을 Δ'라 할 때, 임의로 설정된 양수 R 값을 가지고 Δ=Δ'/R이 되도록 상기 설계 파라미터를 구하는 단계; 및 (b) 상기 R 값을 가지고 상기 대역 통과 필터의 설계 파라미터로서 제 i 번째 단(여기서, i=1, 2, ..., N+1) 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스, 제 0 인덕터, 제 i 인덕터(여기서, i=1, 2, ..., N), 및 제 N+1 인덕터의 인덕턴스 L0, Li, 및 LN+1를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기된 본 발명에 따른 대역 통과 필터의 상기 N+1 단의 평행 결합 선로 각각의 전기적 길이 θ는 통과 대역의 중심 주파수에서 90°보다 작은 값인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스는 각각,
Figure 112009054163103-pat00004
,
인 것이 바람직하다. 여기서 Zo 0e,i 및 Zo 0o,i는 상기 (a) 단계에서 구해진 설계 파라미터로서 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스이다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 제 0 인덕터, 제 i 인덕터(여기서, i=1, 2, ..., N), 및 제 N+1 인덕터의 인덕턴스 L0, Li, 및 LN +1은 각각,
Figure 112009054163103-pat00006
인 것이 바람직하다.
상기된 본 발명에 따르면, 평행 결합 선로와 직렬 인덕터를 이용하여 소형화된 대역 통과 필터의 구현이 가능하다. 게다가 평행 결합 선로의 우모드 및 기모드 임피던스 조절의 자유도가 부여되므로 실제 회로로 구현할 때 적합한 장점을 가진다. 또한 직렬 인덕터는 높은 임피던스의 전송선로로 구현이 가능하므로 고주파 회로에서도 성능 저하가 일어나지 않는다. 또한 직렬 인덕터를 이용하므로 평면형 구조로 구현 시 비아 홀을 필요로 하지 않아서 제작 단가가 낮고 공정이 단순한 장점이 있다. 요즘 공정에서 많이 사용되고 있는 LTCC(Low temperature co-fired ceramic)와 같은 다층 구조로 구현 시 임피던스가 낮을수록 구현에 용이해지며 이는 R 값을 크게 가져갈수록 결합선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스가 낮아지게 되고 동시에 인덕터의 값도 작아지게 되어 다층 구조 구현에도 매우 유리한 장점이 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행 결합 선로를 이용한 대역 통과 필터의 기초가 되는 기존의 평행 결합 선로 대역 통과 필터의 회로도이고, 도 1b는 평행 결합 선로 대역 통과 필터를 구성하는 하나의 평행 결합 선로를 나타낸다.
도 1b를 참조하면, 평행 결합 선로는 도시된 바와 같이, 4개의 포트(제1 내지 제4 포트)를 가지며, 제1 및 제3 포트가 입력측 포트에 해당하고, 제2 내지 제4 포트가 출력측 포트에 해당한다. 평행 결합 선로는 설계 파라미터로서 통과 대역의 중심 주파수 f1에서 90˚(=λ/4)의 전기적 길이를 가지며, 우모드 임피던스(even-mode impedance) Z0e와 기모드 임피던스(odd-mode impedance) Z0o를 가진다.
도 1a를 참조하면, 도시된 평행 결합 선로 필터는 N차 필터로서, N+1 단의 평행 결합 선로(10, 20, ..., 30)가 도시된 바와 같이 캐스캐이드 연결된 형태로 구성된다. 구체적으로, 각 단의 평행 결합 선로의 제4 포트와 다음 단의 평행 결합 선로의 제1 포트가 연결되는 형태로 구성된다. 그리고 첫 번째 단의 평행 결합 선로(10)의 제1 포트(1)가 전체 대역 통과 필터의 입력단이 되고, 마지막 단의 평행 결합 선로(30)의 제4 포트(2)가 출력단이 된다. 그리고 각 평행 결합 선로의 제2 포트와 제3 포트는 개방된다. 각 평행 결합 선로의 전기적 길이는 통과 대역의 중심 주파수 f1에서 90˚(=λ/4)이다. 그리고 각 단의 평행 결합 선로마다 우모드 임 피던스와 기모드 임피던스를 가지는데, 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스를 Zo 0e,i 및 Zo 0o,i로 표시하기로 한다. 여기서, i=1, 2, ..., N이다.
평행 결합 선로 각각의 전기적 길이, 우모드 임피던스, 및 기모드 임피던스가 대역 통과 필터의 설계 파라미터가 된다. 통과 대역이 주어졌을 때 이 설계 파라미터를 구하는 방법은 이미 잘 알려져 있으며, 예를 들어 문헌 [G. L. Matthaei, L. Young, and E. M. Jones, Microwave Filters, Impedance-Matching Network, and Coupling Structures, Artech House, Inc., Dedham, Massachusetts, 1980.]에 자세히 소개되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행 결합 선로를 이용한 소형화된 대역 통과 필터의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 대역 통과 필터는 N차(N=1, 2, ...) 필터로서, N+1 단의 평행 결합 선로(100, 200, ..., 300)와, 각 단의 평행 결합 선로와 연결되는 인덕터들(L0, L1, L2, ..., LN+1)로 구성된다. 구체적으로, 대역 통과 필터의 입력단(3)과 첫 번째 단 평행 결합 선로(100)의 1번 포트 사이에 제 0 인덕터(L0)가 연결되고, 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 제4 포트와 그 다음 단, 즉 제 i+1 번째 단 평행 결합 선로의 제1 포트 사이에 제 i 인덕터(Li)가 연결되고, 마지막 단, 즉 제 N+1 번째 단 평행 결합 선로(300)의 제4 포트와 대역 통과 필터의 출 력단(4) 사이에 제 N+1 인덕터(LN+1)가 연결된다. 여기서, i=1, 2, ..., N이다. 각 평행 결합 선로의 제2 포트와 제3 포트는 개방된다.
각 단의 평행 결합 선로의 전기적 길이는 통과 대역의 중심 주파수 f1에서 θ이고, 각 단의 평행 결합 선로마다 우모드 임피던스와 기모드 임피던스를 가지는데, 제 i 번째 단의 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스를 Zo 0e,i′ 및 Zo 0o,i′로 표시하기로 한다. 평행 결합 선로 각각의 전기적 길이 θ, 우모드 임피던스, 및 기모드 임피던스 Zo 0e,i′ 및 Zo 0o,i′, 그리고 인덕터들 각각의 인덕턴스(L0, L1, L2, ..., LN+1) 값들이 대역 통과 필터의 설계 파라미터가 된다. 여기서, 평행 결합 선로의 전기적 길이 θ는 임의로 정하는 값으로서 소형화를 위해 통과 대역의 중심 주파수 f1에서 90˚(=λ/4)보다 작은 값으로 정하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 구조의 회로는 평행 결합 선로를 마이크로스트립 라인으로 구현하였을 때 비아 홀을 필요로 하지 않는 장점을 가진다. 따라서 제작 단가가 낮고 공정이 단순해지는 유리함이 있다.
이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터를 설계하는 방법으로서, 상기된 설계 파라미터를 구하는 과정을 설명한다.
우선, 도 1a에 도시된 기존의 대역 통과 필터를 설계한다. 이때, 도 2에 도 시된 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터의 대역폭을 △ㅄ로 설계하고자 한다면, 도 1a에 도시된 기존의 대역 통과 필터는 그 대역폭을 △=△ㅄ/R로 결정한다. 여기서 R은 임의의 양수로서 R을 1로 설정하면 도 1a에 도시된 필터와 도 2에 도시된 필터가 대역폭이 같게 되며, R을 1보다 작은 값으로 설정하면 도 2에 도시된 필터가 도 1a에 도시된 필터보다 대역폭이 작게 되며, R을 1보다 큰 값으로 설정하면 도 2에 도시된 필터가 도 1a에 도시된 필터보다 대역폭이 크게 된다. 예를 들어 필터의 대역폭을 10% 로 하고자 하는 경우 R=0.8로 설정한다면 도 1a에 도시된 필터는 대역폭을 10%/0.8=12.5% 로 설계한다. 또는, 필터의 대역폭을 7.5% 로 하고자 하는 경우 R=1.5로 설정한다면 도 1a에 도시된 필터는 대역폭을 7.5%/1.5 = 5% 로 설계한다. 이 R 값을 조절함으로써 대역 통과 필터의 설계 파라미터 조절의 자유도가 커지게 된다. 이 점에 관하여는 아래에서 다시 설명한다.
다음으로, 상기 결정된 대역폭 △에 따라서 구해진 도 1a에 도시된 필터의 설계 파라미터 Zo 0e,i 및 Zo 0o,i 를 가지고 다음 수학식을 이용하여 도 2에 도시된 필터의 설계 파라미터 Zo 0e,i′ 및 Zo 0o,i′, 인덕턴스 L0, L1, L2, ..., LN+1 을 결정한다.
Figure 112009054163103-pat00007
여기서, 평행 결합 선로의 전기적 길이 θ는 임의로 정하는 값으로서 중심 주파수 f1에서 90˚(=λ/4)보다 작은 값이다.
상기된 수학식 1을 참조하면, R 값을 크게 설정할수록 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스는 작은 값이 되고, 직렬 인덕터의 인덕턴스 값 역시 작은 값이 됨을 알 수 있다. 따라서 R 값을 적절하게 설정함으로써 우모드 및 기모드 임피던스, 인덕터 값이 원하는 적절한 범위 내에서 나오도록 할 수 있어 설계 파라미터 조절의 자유도가 커지게 되는 것이다.
이하에서는, 상기된 수학식이 도출되는 원리를 설명한다.
먼저 대역 통과 필터의 기본이 되는 설계 방법을 임피던스 인버터(Ki,i+1)와 리액턴스(Xi)로 나타낸 N 차 대역 통과 필터의 회로도를 나타내는 도 3a를 참고하여 설명하면 다음과 같다. 대역 통과 필터의 설계는 임피던스 인버터 값 Ki,i+1 과 리액 턴스 슬롭 파라미터 χj 를 아래 수학식 2 및 3에 맞도록 설계하면 된다.
리액턴스 슬롭 파라미터(reactance slope parameter)는 다음 수학식과 같이 표현된다.
Figure 112009054163103-pat00008
여기서, ω0는 통과 대역의 중심 각주파수이다.
그리고 각 단의 인버터의 임피던스 인버터 값 Ki,i+1 은 다음 수학식과 같이 표현된다. 여기서, Δ는 설계 대역폭이다.
Figure 112009054163103-pat00009
여기에서 gi 는 Low-pass prototype 으로 필터 설계의 기본이 되는 파라미터이다. 상기 수식과 파라미터들에 관련하여 문헌 [G. L. Matthaei, L. Young, and E. M. Jones, Microwave Filters, Impedance-Matching Network, and Coupling Structures, Artech House, Inc., Dedham, Massachusetts, 1980.]에 자세히 소개되어 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 잘 알려진 수식이다.
도 3b는 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스 Z0e 및 Z0o를 가지는 일반적인 평행 결합 선로를 임피던스 인버터와 리액턴스 부분인 직렬 스터브로 나타낸 등가회로이며, 도 3c는 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스 Z′0e 및 Z′0o, 그리고 전기적 길이 θ(<90°)를 가지는 소형화된 평행 결합 선로의 제1 포트와 제4 포트에 인덕터가 연결된 구조를 임피던스 인버터와 리액턴스 부분인 직렬 스터브 및 직렬 인덕터로 나타낸 등가 회로이다.
도 3b 등가 회로의 임피던스 인버터 값 K 및 리액턴스 슬롭 파라미터 χ, 그리고 도 3c 등가 회로의 임피던스 인버터 값 K′ 및 리액턴스 슬롭 파라미터 χ′는 다음 수학식과 같이 표현된다.
Figure 112009054163103-pat00010
여기서, θ는 중심 주파수 f1에서 90˚(=λ/4)보다 작은 임의의 값이다.
필터가 공진을 하기 위해서 리액턴스 X 는 중심 주파수 f1 에서 0이 되어야 한다. 기존의 필터는 전기적 길이가 90˚(=λ/4) 이므로 중심 주파수 f1 에서 리액턴스는 0이 되며 소형화 필터가 0이 되기 위해서는 아래 수학식 5를 만족해야 한다.
Figure 112009054163103-pat00011
다음 수학식과 같이, 모든 단에서 임피던스 인버터 값은 동일하고 리액턴스 슬롭 파라미터는 모든 단에서 공통적으로 일정 비율(R)로 차이가 난다(즉, K=K′, χ=Rχ).
Figure 112009054163103-pat00012
통과 대역폭 Δ와 Δ′은 다음과 같은 관계가 성립한다.
Figure 112009054163103-pat00013
따라서 기존 대역 통과 필터의 통과 대역폭을 R 값에 따라서 설계하고, 원하는 통과 대역폭 Δ′을 얻을 수 있다.
또한, 수학식 4 내지 7로부터 다음과 같이 Z′0e, Z′0e 및 L 값이 구해진다.
Figure 112009054163103-pat00014
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 소형화된 대역 통과 필터의 회로도로서, 중심 주파수 5GHz에서 상대 대역폭 5%를 가지며, 통과 대역 리플 0.1 dB를 가지는 3차 체비셰프 필터를 설계하였다. 평행 결합 선로의 전기적 길이는 45°로 1/2 만큼 소형화되었다. 도 4a는 R=0.5로, 도 4b는 R=1로, 도 4c는 R=1.5로 설정하여 설계한 것이다. 물론 R 값은 임의의 어떤 값이든 될 수 있다.
도 4c 회로도(R=1.5)의 경우 임피던스 레벨이 낮아서 다층 기판 구조로의 구현이 유리한 것을 알 수 있으며, 또한 인덕턴스의 값도 작아져서 고주파 회로로 구현시에도 성능 저하 없이 필터 구현에 유리한 것을 알 수 있다.
도 5는 도 4a 도 4b 및 도 4c 회로도 각각의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 세 필터는 삽입 손실과 반사 손실이 거의 같은 것을 알 수 있다. 도 5에서, dB(S(1,1)), dB(S(3,3)) 및 dB(S(5,5))는 각각 도 4a 도 4b 및 도 4c 회로도의 반사 손실이고, dB(S(2,1)), dB(S(4,3)), 및 dB(S(6,5))는 각각 도 4a 도 4b 및 도 4c 회로도의 삽입손실을 나타낸다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으 로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행 결합 선로를 이용한 대역 통과 필터의 기초가 되는 기존의 평행 결합 선로 대역 통과 필터의 회로도이다.
도 1b는 평행 결합 선로 대역 통과 필터를 구성하는 하나의 평행 결합 선로를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평행 결합 선로를 이용한 소형화된 대역 통과 필터의 회로도이다.
도 3a는 인버터(Ki,i+1)와 리액턴스(Xi)로 나타낸 N 차 대역 통과 필터의 회로도이다.
도 3b는 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스 Z0e 및 Z0o를 가지는 일반적인 평행 결합 선로를 임피던스 인버터로 나타낸 등가회로이다.
도 3c는 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스 Z′0e 및 Z′0o, 그리고 전기적 길이 θ(<90°)를 가지는 소형화된 평행 결합 선로의 제1 포트와 제4 포트에 인덕터가 연결된 구조를 임피던스 인버터로 나타낸 등가 회로이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 소형화된 대역 통과 필터의 회로도이다.
도 5는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 회로도 각각의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

Claims (9)

  1. 평행 결합 선로를 이용한 대역 통과 필터에 있어서,
    각각이 제1 내지 제4 포트를 구비하는 N+1 단의 평행 결합 선로-여기서, 제1 포트와 제3 포트가 입력측 포트에 해당하고 제2 포트와 제4 포트가 출력측 포트에 해당함;
    상기 대역 통과 필터의 입력단과 첫 번째 단 평행 결합 선로의 제1 포트 사이에 연결되는 제 0 인덕터;
    제 i(여기서, i=1, 2, ..., N) 번째 단 평행 결합 선로의 제4 포트와 제 i+1 번째 단 평행 결합 선로의 제1 포트 사이에 연결되는 제 i 인덕터; 및
    제 N+1 번째 단 평행 결합 선로의 제4 포트와 상기 대역 통과 필터의 출력단 사이에 연결되는 제 N+1 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 N+1 단의 평행 결합 선로 각각의 제2 포트와 제3 포트는 개방된 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 N+1 단의 평행 결합 선로 각각의 전기적 길이 θ는 통과 대역의 중심 주파수에서 90°보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    제 i 번째 단(여기서, i=1, 2, ..., N+1) 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스는 각각,
    Figure 112009054163103-pat00015
    ,
    Figure 112009054163103-pat00016
    인 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터-여기서 R은 임의의 양수이고, Zo 0e ,i 및 Zo 0o ,i는 N+1 단의 평행 결합 선로가 캐스캐이드 연결된 구조의 대역 통과 필터의 설계 파라미터를 구하되, 설계하고자 하는 대역폭을 Δ'라 할 때, 상기 R 값을 가지고 대역폭이 Δ=Δ'/R이 되도록 설계된 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스임.
  5. 제3항에 있어서,
    제 0 인덕터, 제 i 인덕터(여기서, i=1, 2, ..., N), 및 제 N+1 인덕터의 인덕턴스 L0, Li, 및 LN+1은 각각,
    Figure 112011020427876-pat00017
    인 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터-여기서 R은 임의의 양수이고, Zo 0e,i 및 Zo 0o,i는 N+1 단의 평행 결합 선로가 캐스캐이드 연결된 구조의 대역 통과 필터의 설계 파라미터를 구하되, 설계하고자 하는 대역폭을 Δ'라 할 때, 상기 R 값을 가지고 대역폭이 Δ=Δ'/R이 되도록 설계된 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스이며, ω는 통과 대역의 중심 각주파수임.
  6. 제1항에 기재된 대역 통과 필터를 설계하는 방법으로서,
    (a) N+1 단의 평행 결합 선로가 캐스캐이드 연결된 구조의 대역 통과 필터의 설계 파라미터를 구하되, 설계하고자 하는 대역폭을 Δ'라 할 때, 임의로 설정된 양수 R 값을 가지고 Δ=Δ'/R이 되도록 상기 설계 파라미터를 구하는 단계; 및
    (b) 상기 R 값을 가지고 상기 대역 통과 필터의 설계 파라미터로서 제 i 번째 단(여기서, i=1, 2, ..., N+1) 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스, 제 0 인덕터, 제 i 인덕터(여기서, i=1, 2, ..., N), 및 제 N+1 인덕터의 인덕턴스 L0, Li, 및 LN+1를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터 설계 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    제1항에 기재된 대역 통과 필터의 상기 N+1 단의 평행 결합 선로 각각의 전기적 길이 θ는 통과 대역의 중심 주파수에서 90°보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터 설계 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스는 각각,
    Figure 112011020427876-pat00018
    ,
    Figure 112011020427876-pat00019
    인 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터 설계 방법-여기서 Zo 0e,i 및 Zo 0o,i는 상기 (a) 단계에서 구해진 설계 파라미터로서 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스임.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 제 0 인덕터, 제 i 인덕터(여기서, i=1, 2, ..., N), 및 제 N+1 인덕터의 인덕턴스 L0, Li, 및 LN+1은 각각,
    Figure 112011020427876-pat00020
    인 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터 설계 방법-여기서 Zo 0e,i 및 Zo 0o,i는 상기 (a) 단계에서 구해진 설계 파라미터로서 제 i 번째 단 평행 결합 선로의 우모드 임피던스 및 기모드 임피던스이고, ω는 통과 대역의 중심 각주파수임.
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