KR101137578B1 - Band pass filter using a stub and communication device using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 단락 또는 오픈 스터브를 이용하여 고조파를 제거하는 대역 통과 필터에 관한 것이다. 상기 대역 통과 필터는 기판, 상기 기판의 일면 위에 형성된 접지판, 급전선 및 상기 기판 위에 배열되며 상기 급전선에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 단락 스터브를 포함한다. 여기서, 상기 단락 스터브는 상기 접지판에 전기적으로 연결된다. The present invention relates to a band pass filter that removes harmonics using at least one short or open stub. The band pass filter includes a substrate, a ground plate formed on one surface of the substrate, a feed line, and at least one shorting stub arranged on the substrate and electrically connected to the feed line. Here, the short stub is electrically connected to the ground plate.

대역 통과 필터, BPF, 스터브, stub Bandpass filter, BPF, stub, stub

Description

스터브를 이용하는 대역 통과 필터 및 이를 사용하는 통신 소자{BAND PASS FILTER USING A STUB AND COMMUNICATION DEVICE USING THE SAME}Band pass filter using a stub and communication device using the same {BAND PASS FILTER USING A STUB AND COMMUNICATION DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 대역 통과 필터 및 이를 사용하는 통신 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적어도 하나의 단락 스터브 또는 개방 스터브를 이용하여 고조파를 제거하는 대역 통과 필터 및 이를 사용하는 통신 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a band pass filter and a communication device using the same, and more particularly, to a band pass filter for removing harmonics using at least one short stub or open stub and a communication device using the same.

대역 통과 필터는 각종 무선통신 기지국 및 RF 대역에서 사용되는 소자로서, 특정 대역의 주파수 신호만을 통과시키고 나머지 주파수 신호는 감쇠시키는 특성을 가지는 수동 소자이다. 이러한 대역 통과 필터는 일반적으로 아래의 도 1에 도시된 구조를 가진다. The band pass filter is a device used in various wireless communication base stations and RF bands, and is a passive device having a characteristic of passing only a frequency signal of a specific band and attenuating the remaining frequency signals. Such a band pass filter generally has the structure shown in FIG. 1 below.

도 1은 일반적인 대역 통과 필터를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자의 일면을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a general band pass filter, and FIG. 2 is a diagram schematically illustrating one surface of a communication device using the band pass filter of FIG. 1.

도 1을 참조하면, 일반적인 대역 통과 필터는 기판(100) 및 기판(100) 위에 형성된 도체 패턴(102)으로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a general band pass filter includes a substrate 100 and a conductor pattern 102 formed on the substrate 100.

상기 대역 통과 필터는 도체 패턴(102)에서 알수 있는 바와 같이 캐패시터들과 인덕터들을 결합시켜서 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키도록 구현된다. 이렇게 대역 통과 필터를 구현하면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 대역 통과 필터의 사이즈가 증가할 수밖에 없었다. 예를 들어, 약 4.2㎓ 내지 약 4.4㎓ 대역의 주파수 신호를 통과시키기 위하여, 도체 패턴(102)의 사이즈가 상기 캐패시터들과 인덕터들을 고려하여 소정 크기만큼 확보되어야 했으며, 그 결과 상기 대역 통과 필터의 기판(100)의 사이즈가 53㎜×74.8㎜을 가져야만 했다. The band pass filter is implemented to combine only capacitors and inductors to pass signals of a particular frequency band, as can be seen in the conductor pattern 102. When the band pass filter is implemented as described above, the size of the band pass filter is inevitably increased as shown in FIG. 2. For example, in order to pass a frequency signal in the band of about 4.2 GHz to about 4.4 GHz, the size of the conductor pattern 102 had to be secured by a predetermined size in consideration of the capacitors and the inductors. The size of the substrate 100 had to have 53 mm x 74.8 mm.

일반적으로 통신 소자에서 상기 대역 통과 필터는 안테나의 전단에 배치된다. 즉, 특정 RF 신호가 상기 대역 통과 필터를 통과한 후 상기 안테나의 방사체로 제공된다. Typically in a communication element the band pass filter is arranged in front of the antenna. That is, a specific RF signal is provided to the radiator of the antenna after passing through the band pass filter.

위에서 언급한 바와 같이, 상기 대역 통과 필터의 사이즈가 증가되므로, 상기 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자의 사이즈가 증가될 수 밖에 없어서 소형화 추세에 부합하지 못할 수 있다. As mentioned above, since the size of the band pass filter is increased, the size of the communication element using the band pass filter may be increased, and thus may not meet the trend of miniaturization.

본 발명의 목적은 사이즈를 감소시키면서 용이하게 구현할 수 있는 대역 통과 필터 및 이를 사용하는 통신 소자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a band pass filter which can be easily implemented while reducing the size and a communication element using the same.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터는 기판; 상기 기판의 일면 위에 형성된 접지판; 급전선; 및 상기 기판 위에 배열되며 상기 급전선에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 단락 스터브를 포함한다. 여기서, 상기 단락 스터브는 상기 접지판에 전기적으로 연결된다.In order to achieve the above object, a band pass filter according to an embodiment of the present invention comprises a substrate; A ground plate formed on one surface of the substrate; Feeder; And at least one shorting stub arranged on the substrate and electrically connected to the feed line. Here, the short stub is electrically connected to the ground plate.

본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 소자는 순차적으로 배열된 대역 통과 필터 및 안테나를 포함하되, 급전선이 상기 대역 통과 필터 및 상기 안테나를 관통하여 배열되고, 상기 대역 통과 필터는 순차적으로 배열된 제 1 접지판, 제 1 기판, 스터브, 제 2 기판 및 제 2 접지판을 포함하고, 상기 안테나는 상기 제 2 접지판 위에 순차적으로 배열된 제 3 접지판, 제 3 기판 및 방사체를 포함하며, 소정 전력이 상기 급전선을 통하여 상기 방사체로 급전된다.According to another embodiment of the present invention, a communication element includes a band pass filter and an antenna sequentially arranged, wherein a feed line is arranged through the band pass filter and the antenna, and the band pass filter is sequentially arranged. A ground plane, a first substrate, a stub, a second substrate, and a second ground plate, wherein the antenna includes a third ground plate, a third substrate, and a radiator arranged sequentially over the second ground plate, and includes a predetermined power; Power is fed to the radiator through the feed line.

본 발명에 따른 대역 통과 필터는 적어도 하나의 스터브로서 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키도록 구현되므로, 종래의 대역 통과 필터에서와 같이 큰 사이즈를 가지지 않아도 된다. 즉, 상기 대역 통과 필터의 사이즈가 감소되며, 구조가 간단하므로 구현하기가 용이할 수 있다. 결과적으로, 상기 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자의 사이즈 또한 감소할 수 있다. Since the band pass filter according to the present invention is implemented to pass only signals of a specific frequency band as at least one stub, it does not have to have a large size as in the conventional band pass filter. That is, the size of the band pass filter is reduced, and since the structure is simple, it may be easy to implement. As a result, the size of the communication element using the band pass filter can also be reduced.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대역 통과 필터를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 대역 통과 필터의 S11 파라미터 특성을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a band pass filter according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating S11 parameter characteristics of the band pass filter of FIG. 3.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 대역 통과 필터(Band Pass Filter,BPF)는 특정 범위의 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 소자로서 불필요한 신호인 고조파를 제거하며, 유전체 기판(300), 급전선(302), 매칭 스터브(304) 및 단락 스터브들(306 및 308)을 포함한다. Referring to FIG. 3, the band pass filter (BPF) according to the present embodiment is a device that passes only signals in a specific range of frequency bands, and removes harmonics, which are unnecessary signals, and the dielectric substrate 300 and the feed line 302. , Matching stub 304 and shorting stubs 306 and 308.

유전체 기판(300)은 소정 유전율을 가지는 유전체로 이루어지며, 도 3에는 도시하지 않았지만 그의 하부면에는 접지판이 형성되어 있다. The dielectric substrate 300 is made of a dielectric having a predetermined dielectric constant, and although not shown in FIG. 3, a ground plate is formed on a lower surface thereof.

급전선(302)은 유전체 기판(300)을 관통하여 형성되며, 외부로부터 입력된 소정 전력을 스터브들(304, 306 및 308)로 전달하는 역할을 수행한다. The feed line 302 is formed through the dielectric substrate 300, and serves to transfer predetermined power input from the outside to the stubs 304, 306, and 308.

매칭 스터브(304)는 도전체로서 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하며, 유전체 기판(300) 위에 배열된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 매칭 스터브(304)의 사이즈는 단락 스터브들(306 및 308)보다 작은 사이즈를 가질 수 있다. The matching stub 304 performs impedance matching as a conductor and is arranged over the dielectric substrate 300. According to one embodiment of the invention, the size of the matching stub 304 may have a smaller size than the shorting stubs 306 and 308.

단락 스터브들(306 및 308)은 도전체로서 유전체 기판(300) 위에 배열되며, 도 3에 도시된 바와 같이 매칭 스터브(304)를 기준으로 대칭적으로 배열되며, 바람직하게는 각기 1/4 파장(λ)의 길이를 가진다. 여기서, 급전선(302)은 단락 스터브들(306 및 308)의 중앙 부분에 배열될 수 있다.The shorting stubs 306 and 308 are arranged on the dielectric substrate 300 as a conductor and symmetrically arranged relative to the matching stub 304 as shown in FIG. 3, preferably each quarter wavelength. has a length of (λ). Here, the feed line 302 may be arranged at the central portion of the shorting stubs 306 and 308.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 스터브들(306 및 308)은 유전체 기판(300)의 하부면에 형성된 접지판에 전기적으로 연결되는 단락 스터브(short stub)일 수 있다. 예를 들어, 각 스터브들(306 및 308)에는 비아홀(Via hole, 310 또는 312)이 형성되며, 스터브들(306 및 308)은 해당 비아홀(310 또는 312)을 통하여 상기 접지판에 전기적으로 연결된다. 여기서, 비아홀(310 및 312)의 내부면에는 도전체 물질이 도포되어 있다.According to one embodiment of the invention, each stub 306 and 308 may be a short stub electrically connected to a ground plate formed on the bottom surface of the dielectric substrate 300. For example, via holes 310 or 312 are formed in the respective stubs 306 and 308, and the stubs 306 and 308 are electrically connected to the ground plate through corresponding via holes 310 or 312. do. Here, a conductive material is coated on the inner surfaces of the via holes 310 and 312.

즉, 본 실시예의 대역 통과 필터에서는, 유전체 기판(300) 위에 'T' 자 형상의 스터브들(304, 306 및 308)이 형성되고, 스터브들(306 및 308)은 단락 스터브로서 매칭 스터브(304)에 대칭적으로 배열되고 각기 λ/4 길이를 가질 수 있다. 이러한 구조에서 S11 파라미터 특성을 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이 S11 곡선(400)이 예를 들어 4㎓ 인근의 주파수 대역의 신호만을 통과시킨다. 즉, 도 3의 구조로 구현함에 의해 대역 통과 필터의 기능이 구현됨이 확인된다. That is, in the band pass filter of this embodiment, 'T' shaped stubs 304, 306, and 308 are formed on the dielectric substrate 300, and the stubs 306 and 308 are matching stubs 304 as short stubs. May be arranged symmetrically and each may have a length of λ / 4. Looking at the S11 parameter characteristics in this structure, as shown in FIG. 4, the S11 curve 400 passes only signals in a frequency band near 4 kHz, for example. That is, it is confirmed that the function of the band pass filter is implemented by implementing the structure of FIG. 3.

위에서는, 매칭 스터브(304)가 상기 대역 통과 필터에 형성되는 것으로 언급하였으나, 매칭 스터브(304)는 필요에 따라 생략될 수 있다. 즉, 상기 대역 통과 필터는 매칭 스터브(304) 없이 급전선(302)과 단락 스터브들(306 및 308)로 이루어질 수 있다. Although the matching stub 304 is mentioned above as being formed in the band pass filter, the matching stub 304 may be omitted as necessary. That is, the band pass filter may consist of a feed line 302 and short stubs 306 and 308 without a matching stub 304.

이하, 본 실시예의 대역 통과 필터와 종래의 대역 통과 필터를 비교하겠다. Hereinafter, the band pass filter of this embodiment is compared with the conventional band pass filter.

종래의 대역 통과 필터는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 인덕터들과 캐패시터들이 다단 결합되어 형성되므로 상당한 사이즈를 가져야만 했다. 그러나, 본 실시예의 대역 통과 필터는 간단한 구조를 가지는 스터브들(304, 306 및 308)로 구현되므로, 상기 대역 통과 필터의 사이즈가 종래의 대역 통과 필터보다 상당히 작아질 수 있다. 종래의 대역 통과 필터와 본 실시예의 대역 통과 필터의 사이즈는 도 2와 도 3을 비교함에 의해 명백하게 확인된다. 결과적으로, 본 실시예의 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자, 예를 들어 수신기의 사이즈가 종래의 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자보다 작아질 수 있다. 이에 대한 자세한 구조 및 설명은 후술하겠다. The conventional band pass filter had to be of considerable size, as shown in Figs. 1 and 2, inductors and capacitors are formed in multiple stages. However, since the band pass filter of the present embodiment is implemented with stubs 304, 306 and 308 having a simple structure, the size of the band pass filter can be significantly smaller than that of the conventional band pass filter. The size of the conventional band pass filter and the band pass filter of this embodiment is clearly confirmed by comparing Figs. As a result, the size of the communication element using the band pass filter of the present embodiment, for example, the receiver, can be smaller than the communication element using the conventional band pass filter. Detailed structure and description thereof will be described later.

본 실시예의 대역 통과 필터는 헬기 등에서 고도를 측정하는 고도계 안테나를 위한 필터로서 사용될 수 있다. 다만, 상기 대역 통과 필터는 고도계 안테나를 위한 필터로 제한되지는 않으며, 단락 스터브로 구현되는 한 특별히 제한되지는 않는다. 즉, 상기 대역 통과 필터는 다양한 안테나들을 위해서 사용될 수 있다. The band pass filter of this embodiment can be used as a filter for an altimeter antenna for measuring altitude in a helicopter or the like. However, the band pass filter is not limited to a filter for an altimeter antenna, and is not particularly limited as long as it is implemented as a short stub. That is, the band pass filter can be used for various antennas.

이하, 종래의 대역 통과 필터와 본 실시예의 대역 통과 필터의 사이즈를 구체적으로 비교하겠다. Hereinafter, the size of the conventional band pass filter and the band pass filter of the present embodiment will be specifically compared.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터의 구조 및 통신 소자의 일부 구조를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a structure of a band pass filter and some structures of a communication device according to an embodiment of the present invention.

도 5(A) 및 도 5(B)를 참조하면, 본 실시예의 대역 통과 필터가 예를 들어 약 4㎓ 주변의 주파수 대역의 신호만을 통과시키기 위하여, 상기 대역 통과 필터의 유전체 기판(300)은 21㎜×24㎜ 사이즈를 가지고 구현된다. 여기서, 스터브들(306 및 308)은 도 3에 도시된 바와 같이 20㎜ 길이를 가지고 구현되며, 비아홀들(310 및 312)은 각기 스터브들(306 및 308)의 종단으로부터 0.4㎜ 이격된 거리에 형성된다. 5 (A) and 5 (B), in order for the band pass filter of this embodiment to pass only signals in a frequency band around, for example, about 4 kHz, the dielectric substrate 300 of the band pass filter is It is implemented with a size of 21 mm x 24 mm. Here, the stubs 306 and 308 are embodied with a length of 20 mm as shown in FIG. 3, and the via holes 310 and 312 are each 0.4 mm away from the ends of the stubs 306 and 308, respectively. Is formed.

종래의 대역 통과 필터를 살펴보면, 유전체 기판은 도 2에 도시된 바와 같이 53㎜×74.8㎜ 사이즈를 가진다. 즉, 본 실시예의 대역 통과 필터는 종래의 대역 통과 필터의 절반보다도 작은 사이즈를 가진다.  Looking at a conventional band pass filter, the dielectric substrate has a size of 53 mm x 74.8 mm, as shown in FIG. That is, the band pass filter of this embodiment has a size smaller than half of the conventional band pass filter.

요컨대, 본 실시예의 대역 통과 필터를 매칭 스터브(304) 및 이와 T자 모양을 형성하도록 연결된 단락 스터브들(306 및 308)로 구현하여서 그의 사이즈를 상당히 감소시킬 수 있다. In short, the bandpass filter of the present embodiment can be implemented with matching stub 304 and shorting stubs 306 and 308 connected to form a T-shape therewith to significantly reduce its size.

이하, 본 실시예의 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자, 예를 들어 수신기의 구체적인 구조를 살펴보겠다. Hereinafter, a detailed structure of a communication device using the band pass filter of the present embodiment, for example, a receiver, will be described.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자의 구조를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 패턴을 도시한 도면이다. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a communication device using a band pass filter according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a view showing a radiator pattern according to an embodiment of the present invention.

도 6(A) 및 도 6(B)를 참조하면, 상기 통신 소자는 순차적으로 배열된 제 1 기판(300), 제 2 기판(602) 및 제 3 기판(606)을 포함한다. 여기서, 급전선(302)은 기판들(300, 602 및 606)을 관통하여 배열된다. Referring to FIGS. 6A and 6B, the communication device includes a first substrate 300, a second substrate 602, and a third substrate 606 sequentially arranged. Here, the feed line 302 is arranged through the substrates 300, 602 and 606.

제 1 기판(300) 위에는 매칭 스터브(304) 및 단락 스터브들(306 및 308)이 형성된다. 여기서, 단락 스터브들(306 및 308)은 해당 비아홀(310 또는 312)을 통하여 제 1 기판(300)의 하부면에 형성된 제 1 접지판(600)에 전기적으로 연결된다. 물론, 단락 스터브들(306 및 308)은 비아홀(310 및 312)을 이용하지 않고 유전체 기판(300)의 표면을 따라서 제 1 접지판(600)에 연결될 수도 있다. Matching stubs 304 and shorting stubs 306 and 308 are formed on the first substrate 300. Here, the shorting stubs 306 and 308 are electrically connected to the first ground plate 600 formed on the bottom surface of the first substrate 300 through the corresponding via hole 310 or 312. Of course, the shorting stubs 306 and 308 may be connected to the first ground plate 600 along the surface of the dielectric substrate 300 without using the via holes 310 and 312.

제 2 기판(602)은 매칭 스터브(304) 및 단락 스터브들(306 및 308)의 상부에 배열되며, 그의 상단면에는 제 2 접지판(604)이 형성된다. The second substrate 602 is arranged on top of the matching stub 304 and the shorting stubs 306 and 308, on which the second ground plate 604 is formed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 대역 통과 필터는 제 1 접지판(600), 제 1 기판(300) 및 스터브들(304, 306 및 308)로만 이루어질 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 접지판(600), 제 1 기판(300), 스터브들(304, 306 및 308), 제 2 기판(602) 및 제 2 접지판(604)으로 이루어질 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the band pass filter may consist only of the first ground plate 600, the first substrate 300, and the stubs 304, 306, and 308, as shown in FIG. 6. The first ground plate 600, the first substrate 300, the stubs 304, 306, and 308, the second substrate 602, and the second ground plate 604 may be formed.

이러한 대역 통과 필터의 상부에는 안테나가 위치한다. 상세하게는, 제 2 접지판(604) 위에 제 3 접지판(608), 제 3 기판(606) 및 방사체(610)가 순차적으로 배열된다. 여기서, 제 3 기판(606)은 방사체(610)의 길이 확보를 위하여 특정 값 이상의 사이즈를 유지하여야 하므로, 일반적으로는 제 1 기판(300) 및 제 2 기판(602)의 사이즈보다 크게 형성된다. The antenna is located above the band pass filter. In detail, the third ground plate 608, the third substrate 606, and the radiator 610 are sequentially arranged on the second ground plate 604. In this case, the third substrate 606 should maintain a size greater than or equal to a specific value in order to secure the length of the radiator 610, and thus, the third substrate 606 is generally larger than the size of the first substrate 300 and the second substrate 602.

방사체(610)는 도전체로서 제 3 기판(606)의 상부에 배열되며, 소정 전류가 급전선(302)을 통하여 급전되면 특정 방사 패턴을 출력시켜서 전자기파를 송수신한다. 예를 들어, 상기 안테나는 도 7에 도시된 바와 같이 4개의 방사체들(610a, 610b, 610c 및 610d)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 방사체들(610a, 610b, 610c 및 610d)은 급전선(302)에 전기적으로 연결된다. 다만. 도 7의 구조는 일 예이며, 방사체(610)의 구조 및 배열은 제한되지 않고 다양하게 변형될 수 있다. The radiator 610 is arranged above the third substrate 606 as a conductor, and when a predetermined current is supplied through the feed line 302, the radiator 610 outputs a specific radiation pattern to transmit and receive electromagnetic waves. For example, the antenna may be composed of four radiators 610a, 610b, 610c and 610d as shown in FIG. 7. In this case, the radiators 610a, 610b, 610c and 610d are electrically connected to the feed line 302. but. The structure of FIG. 7 is an example, and the structure and arrangement of the radiator 610 are not limited and may be variously modified.

전체적인 RF 신호의 전달 과정을 살펴보면, 특정 전력(RF 신호)이 상기 대역 통과 필터를 통과한 후 상기 안테나로 급전된다. 결과적으로, 상기 안테나는 특정 주파수 대역의 RF 신호만을 송수신하고 불필요한 신호인 고조파를 제거할 수 있다. Looking at the overall process of transmitting the RF signal, a specific power (RF signal) is fed to the antenna after passing through the band pass filter. As a result, the antenna can transmit and receive only RF signals of a specific frequency band and eliminate harmonics, which are unnecessary signals.

급전선(302)의 일 종단에는 예를 들어 케이블의 내부 도체(612)가 전기적으로 연결될 수 있다. 결과적으로, 외부로부터 입력된 전력이 상기 케이블 및 급전선(302)을 통하여 상기 대역 통과 필터의 스터브들(304, 306 및 308) 및 방사체(610)로 급전된다. One end of the feed line 302 may be electrically connected, for example, to the inner conductor 612 of the cable. As a result, power input from the outside is fed through the cable and feed line 302 to the stubs 304, 306 and 308 and the radiator 610 of the band pass filter.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터의 실험 결과를 도시한 도면이다. 8 is a diagram illustrating an experimental result of a band pass filter according to an embodiment of the present invention.

도 8(A)를 참조하여 대역 통과 필터가 없을 경우의 안테나의 S11 파라미터 특성을 살펴보면, 약 4.3㎓의 공진 주파수를 기준으로 하여 고조파가 발생됨이 확인된다. 이러한 고조파는 안테나의 리액턴스를 형성하는 주된 요인으로서, 불필요한 신호이다. 따라서, 본 실시예의 통신 소자는 도 4에 도시된 바와 같은 특성 곡선을 가지는 대역 통과 필터를 사용하여 불필요한 신호를 필터링한다. 결과적으로, 도 8(B)에 도시된 바와 같이 고조파가 제거된 특성 곡선이 발생한다. 즉, 본 실시예의 통신 소자는 도 3에 도시된 바와 같은 구조를 가지는 대역 통과 필터를 사용하여 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시킨다. Referring to S11 parameter characteristics of the antenna in the absence of a band pass filter with reference to FIG. 8A, it is confirmed that harmonics are generated based on a resonance frequency of about 4.3 GHz. These harmonics are a major factor that forms the reactance of the antenna and are unnecessary signals. Therefore, the communication element of this embodiment filters out unnecessary signals by using a band pass filter having a characteristic curve as shown in FIG. As a result, as shown in Fig. 8B, a characteristic curve from which harmonics are removed occurs. That is, the communication element of this embodiment uses only a band pass filter having a structure as shown in Fig. 3 to pass only signals of a specific frequency band.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대역 통과 필터를 도시한 도면이다. 9 illustrates a band pass filter according to a second embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 실시예의 대역 통과 필터는 기판(900), 급전선(902), 매칭 스터브(904) 및 단락 스터브(906)를 포함한다. 즉, 2개의 단락 스터브들(306 및 308)로 구현되었던 제 1 실시예에서와 달리, 본 실시예의 대역 통과 필터에서는 1개의 단락 스터브(908)만을 포함한다. 여기서, 단락 스터브(908)는 비아홀(908)을 통하여 기판(900)의 하단면에 형성된 접지판에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 단락 스터브(908)는 바람직하게는 λ/4 길이를 가진다. Referring to FIG. 9, the band pass filter of this embodiment includes a substrate 900, a feed line 902, a matching stub 904, and a shorting stub 906. That is, unlike in the first embodiment, which was implemented with two short stubs 306 and 308, the band pass filter of this embodiment includes only one short stub 908. Here, the shorting stub 908 may be electrically connected to the ground plate formed on the bottom surface of the substrate 900 through the via hole 908. In addition, short stub 908 preferably has a length of λ / 4.

이러한 구조의 대역 통과 필터는 제 1 실시예의 대역 통과 필터와는 다른 특성을 가지므로, 사용자는 구현하고자 하는 특성에 따라 선택하여 사용할 수 있다. The band pass filter having such a structure has a different characteristic from that of the band pass filter of the first embodiment, and thus a user may select and use the same according to a characteristic to be implemented.

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 대역 통과 필터를 도시한 도면이다. 10 is a diagram illustrating a band pass filter according to a third embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 실시예의 대역 통과 필터는 기판(1000), 급전선(1002), 매칭 스터브(1004), 제 1 단락 스터브(1006) 및 제 2 단락 스터브(1008)를 포함한다. Referring to FIG. 10, the band pass filter of the present embodiment includes a substrate 1000, a feed line 1002, a matching stub 1004, a first short stub 1006, and a second short stub 1008.

즉, 2개의 단락 스터브들(306 및 308)이 매칭 스터브(304)를 기준으로 대칭적으로 배열되었던 제 1 실시예에서와 달리, 본 실시예의 대역 통과 필터에서는 단락 스터브들(1006 및 1008)이 매칭 스터브(1004)를 기준으로 비대칭적으로 배열된다. 여기서, 단락 스터브들(1006 및 1008)은 바람직하게는 각기 λ/4 길이를 가진다. That is, unlike in the first embodiment in which two short stubs 306 and 308 are arranged symmetrically with respect to the matching stub 304, in the band pass filter of this embodiment, the short stubs 1006 and 1008 It is arranged asymmetrically with respect to the matching stub 1004. Here, short stubs 1006 and 1008 preferably each have a λ / 4 length.

도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 대역 통과 필터를 도시한 도면이다. 11 is a diagram illustrating a band pass filter according to a fourth embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 실시예의 대역 통과 필터는 기판(1100) 및 개방 스터브들(open stub, 1104 및 1106)을 포함한다. Referring to FIG. 11, the band pass filter of this embodiment includes a substrate 1100 and open stubs 1104 and 1106.

즉, 본 실시예의 스터브들(1104 및 1106)은 제 1 내지 제 3 실시예들의 단락 스터브들과 달리 개방 스터브들이다. That is, the stubs 1104 and 1106 of the present embodiment are open stubs, unlike the short stubs of the first to third embodiments.

도면으로 도시하지는 않았지만, 제 1 내지 제 3 실시예들의 대역 통과 필터 들에서의 단락 스터브들이 개방 스터브들로 대체된 형태의 대역 통과 필터들도 모두 본 발명의 권리 범위에 포함된다. Although not shown in the drawings, band pass filters of the form in which short stubs in the band pass filters of the first to third embodiments are replaced with open stubs are also included in the scope of the present invention.

요컨대, 제 1 실시예 내지 제 4 실시예를 다시 참조하면, 본 발명의 대역 통과 필터는 적어도 하나의 단락 스터브 또는 개방 스터브로 이루어져서 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 한 다양한 형태로 변형될 수 있다. In other words, referring back to the first to fourth embodiments, the band pass filter of the present invention may be modified in various forms as long as it consists of at least one short stub or open stub to pass only signals of a specific frequency band.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Should be considered to be within the scope of the following claims.

도 1은 일반적인 대역 통과 필터를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a general band pass filter.

도 2는 도 1의 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자의 일면을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating one surface of a communication device using the band pass filter of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대역 통과 필터를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a band pass filter according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 대역 통과 필터의 S11 파라미터 특성을 도시한 도면이다. 4 is a diagram illustrating S11 parameter characteristics of the bandpass filter of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터의 구조 및 통신 소자의 일부 구조를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a structure of a band pass filter and some structures of a communication device according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터를 사용하는 통신 소자의 구조를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a communication device using a band pass filter according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체 패턴을 도시한 도면이다. 7 is a diagram illustrating a radiator pattern according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터의 실험 결과를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an experimental result of a band pass filter according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 대역 통과 필터를 도시한 도면이다. 9 illustrates a band pass filter according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 대역 통과 필터를 도시한 도면이다. 10 is a diagram illustrating a band pass filter according to a third embodiment of the present invention.

Claims (10)

기판; Board; 상기 기판의 일면 위에 형성된 접지판;A ground plate formed on one surface of the substrate; 급전선; 및Feeder; And 상기 기판 위에 배열되며 상기 급전선에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 단락 스터브를 포함하되,At least one shorting stub arranged on the substrate and electrically connected to the feed line, 상기 단락 스터브는 상기 접지판에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터. And the short stub is electrically connected to the ground plate. 제 1 항에 있어서, 상기 기판 위에는 적어도 하나의 단락 스터브가 형성되되, The method of claim 1, wherein at least one shorting stub is formed on the substrate, 상기 단락 스터브는 해당 비아홀을 통하여 상기 접지판에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터. And the short stub is electrically connected to the ground plate through a corresponding via hole. 제 2 항에 있어서, 상기 기판 위에는 2개의 단락 스터브들이 형성되되, 상기 단락 스터브들은 상기 급전선을 기준으로 대칭적으로 배열되며 각기 주파수에 상응하는 파장의 1/4 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터. The band pass of claim 2, wherein two short stubs are formed on the substrate, wherein the short stubs are symmetrically arranged with respect to the feed line and have a quarter length of a wavelength corresponding to each frequency. filter. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 기판 위에는 상기 급전선과 연결된 단락 스터브와 매칭 스터브가 형성되는 것을 특징으로 하는 대역 통과 필터.The band pass filter of claim 1, wherein a shorting stub and a matching stub are formed on the substrate. 순차적으로 배열된 대역 통과 필터 및 안테나를 포함하되,A band pass filter and antenna arranged sequentially; 급전선이 상기 대역 통과 필터 및 상기 안테나를 관통하여 배열되고, 상기 대역 통과 필터는 순차적으로 배열된 제 1 접지판, 제 1 기판, 스터브, 제 2 기판 및 제 2 접지판을 포함하고, 상기 안테나는 상기 제 2 접지판 위에 순차적으로 배열된 제 3 접지판, 제 3 기판 및 방사체를 포함하며, 소정 전력이 상기 급전선을 통하여 상기 방사체로 급전되는 것을 특징으로 하는 통신 소자. A feed line is arranged through the band pass filter and the antenna, the band pass filter comprising a first ground plate, a first substrate, a stub, a second substrate, and a second ground plate, which are arranged sequentially; And a third ground plate, a third substrate, and a radiator sequentially arranged on the second ground plate, wherein a predetermined power is supplied to the radiator through the feed line. 삭제delete 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 기판 위에는 상기 급전선과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 단락 스터브 및 매칭 스터브가 형성되고, 상기 단락 스터브는 해당 비아홀을 통하여 상기 제 1 접지판에 전기적으로 연결되며, 상기 단락 스터브는 주파수에 상응하는 파장의 1/4 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 통신 소자. 7. The apparatus of claim 6, wherein at least one shorting stub and a matching stub are electrically connected to the feed line, and the shorting stub is electrically connected to the first ground plate through a corresponding via hole. A stub has a quarter length of a wavelength corresponding to a frequency. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 기판 위에는 상기 급전선을 기준으로 대칭적으로 배열된 2개의 단락 스터브들이 형성되고, 상기 단락 스터브들 및 상기 매칭 스 터브는 T자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 통신 소자. 10. The communication device of claim 8, wherein two short stubs are arranged symmetrically with respect to the feed line, and the short stubs and the matching stub have a T shape. . 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 기판 위에는 상기 급전선과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 개방 스터브 및 매칭 스터브가 형성되는 것을 특징으로 하는 통신 소자. 7. The communication device of claim 6, wherein at least one open stub and a matching stub are formed on the first substrate to be electrically connected to the feed line.
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