KR101258034B1 - Microstrip dual-band bandpass filter using stepped impedance resonator - Google Patents

Microstrip dual-band bandpass filter using stepped impedance resonator Download PDF

Info

Publication number
KR101258034B1
KR101258034B1 KR1020110138186A KR20110138186A KR101258034B1 KR 101258034 B1 KR101258034 B1 KR 101258034B1 KR 1020110138186 A KR1020110138186 A KR 1020110138186A KR 20110138186 A KR20110138186 A KR 20110138186A KR 101258034 B1 KR101258034 B1 KR 101258034B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
feed line
band
resonators
pass band
bandpass filter
Prior art date
Application number
KR1020110138186A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이재현
임지은
Original Assignee
충남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교산학협력단 filed Critical 충남대학교산학협력단
Priority to KR1020110138186A priority Critical patent/KR101258034B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101258034B1 publication Critical patent/KR101258034B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203Strip line filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207Hollow waveguide filters
    • H01P1/208Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/08Strip line resonators

Abstract

PURPOSE: A microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator is provided to prevent resonators from being combined by differently setting a resonant frequency and a harmonic frequency. CONSTITUTION: A first feed line(110) has a stepped impedance resonator structure. One end of the first feed line is opened. One end of a second feed line(120) which is opposite to the first feed line is opened. First and second resonators(130) form a first pass band. Third and fourth resonators(140) form a second pass band.

Description

계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터{MICROSTRIP DUAL-BAND BANDPASS FILTER USING STEPPED IMPEDANCE RESONATOR}MICROSTRIP DUAL-BAND BANDPASS FILTER USING STEPPED IMPEDANCE RESONATOR}

본 발명은 두 개의 특정 주파수 대역 신호를 통과시키기 위한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a microstrip dual band bandpass filter for passing two specific frequency band signals.

현재 널리 사용되고 있는 휴대폰, 스마트폰와 같은 이동통신단말기에는 각종 전자소자가 기판상에 집적된 통신모듈이 구비된다.Mobile communication terminals such as mobile phones and smart phones, which are widely used at present, are provided with a communication module in which various electronic devices are integrated on a substrate.

이러한 통신모듈은 듀플렉서단, RF 송수신단, 중간주파수처리단, 베이스밴드처리단 등으로 이루어지는데, 각 구성 단에는 고조파, 반사파와 같은 불요파 성분의 신호를 제거하거나, 송수신 신호를 분리하거나, 증폭기 또는 믹서와 같은 회로의 입출력 임피던스를 매칭시키기 위하여 필터가 삽입된다.The communication module is composed of a duplexer stage, an RF transceiver stage, an intermediate frequency processor stage, a baseband processor stage, and the like, and each component stage removes signals of unwanted components such as harmonics and reflected waves, or separates transmission / reception signals or amplifiers. Or a filter is inserted to match the input and output impedance of a circuit such as a mixer.

또한, 이동통신단말기 제품의 소형화 추세에 따라 부품의 개수 및 실장 영역을 감소시키는 방법이 많이 이용되고 있다.In addition, according to the trend of miniaturization of mobile communication terminal products, a method of reducing the number of components and the mounting area has been widely used.

따라서, 단일 구조로 복수의 공진기 역할을 하는 계단형 임피던스 공진기(SIR, Stepped Impedance Resonator)를 이용한 대역통과필터가 제안되었다. SIR은은 스트립라인 폭의 차이에 따른 임피던스의 차이를 이용하여 특정 주파수에서 공진을 발생시킴으로써 대역통과필터로 기능 된다.Accordingly, a bandpass filter using a stepped impedance resonator (SIR) that functions as a plurality of resonators in a single structure has been proposed. SIR functions as a bandpass filter by generating resonance at a specific frequency using a difference in impedance according to a difference in stripline width.

최근 이중대역을 형성하기 위해서는 각 통과 대역의 중심주파수를 조정시킬 수 있으면서 대역폭 또한 독립적으로 조절이 가능해야 한다. 중심주파수만 조정이 가능한 구조를 시작으로 각 통과 대역의 대역폭도 조절이 가능한 이중대역 대역통과 필터들이 연구되어져 왔으나, 각 통과 대역의 신호들이 동시에 공통의 입력과 출력 경로를 통과하면서 설계 절차가 복잡해지고 대역폭 조절에도 한계가 따르는 어려움이 존재하면서 이런 단점들을 개선하려는 필터 구조들이 연구되고 있다.In order to form a dual band in recent years, the center frequency of each pass band must be adjusted while the bandwidth must be independently adjustable. Starting with a structure that only adjusts the center frequency, dual-band bandpass filters that can adjust the bandwidth of each passband have been studied.However, as the signals of each passband pass through a common input and output path simultaneously, the design procedure becomes complicated. There are limitations in bandwidth control, and filter structures are being studied to overcome these shortcomings.

공통 입력과 출력에 해당되는 두 개의 균일 피드 라인 사이에 각 통과 대역을 형성하는 두 쌍의 균일 선로 폭의 개방형 링 공진기를 위치시킨 종래 필터의 경우, 균일 피드 라인을 이용하여 공진기를 최대 자기장으로 결합시켜 여기 시키기 때문에 피드 라인 길이가 각 통과 대역의 중심주파수에서 반 파장의 정수배 길이가 되어야 한다.In a conventional filter where two pairs of uniform line width open ring resonators are formed between two uniform feed lines corresponding to a common input and output, the resonator is coupled to the maximum magnetic field using a uniform feed line. Because of this, the feed line length must be an integer multiple of half the wavelength at the center frequency of each pass band.

따라서 상기 이중대역 대역통과 필터의 경우 두 개의 통과 대역 중심주파수에서 반 파장 길이의 최소 공배수가 되는 길이가 되어야 하므로, 불필요하게 길이가 증가하여 필터 크기가 커지는 문제가 발생한다.Therefore, in the case of the dual band bandpass filter, the length must be the minimum common multiple of the half wavelength length at the two passband center frequencies, so that the length is unnecessarily increased to increase the filter size.

한편, 균일 선로 폭의 반 파장 공진기를 제1 통과 대역 공진기에 이용하게 되면 이의 고조파 성분이 저지대역인 제1 통과 대역과 제2 통과 대역 사이의 주파수에 발생할 수 있어서 저지대역 특성이 악화되는 문제점이 발생한다.On the other hand, when a half-wave resonator having a uniform line width is used for the first passband resonator, its harmonic content may occur at a frequency between the first passband and the second passband, which is a stopband, and thus, the stopband characteristic is deteriorated. Occurs.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 SIR 구조를 적용한 피드 라인과 SIR 구조의 개방형 링 공진기를 이용하여 SIR 구조의 피드 라인을 통해 제1 통과대역 중심주파수에서는 반 파장을 형성하고, 제2 통과대역 중심주파수에서는 한 파장을 형성시킴으로써 불필요한 길이 증가를 최소화하여 필터 전체 길이를 감소시키는 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터를 제공하고자 한다.Therefore, in order to solve this problem, the present invention forms a half wavelength at the first passband center frequency through the feed line of the SIR structure and the second passband using the feed line of the SIR structure and the open ring resonator of the SIR structure. At the center frequency, a microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator is proposed to reduce the length of the filter by minimizing unnecessary length increase by forming one wavelength.

또한, 본 발명은 SIR 구조의 개방형 링 공진기를 통하여 제1 통과대역 공진기의 고조파 성분을 필터 사용대역 이외의 주파수로 이동시킴으로써 저지대역 특성을 개선시키는 SIR를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a microstrip dual band bandpass filter using SIR to improve the stopband characteristics by moving the harmonic components of the first passband resonator to a frequency other than the filter band through the open ring resonator of the SIR structure do.

본 발명의 일 견지에 따르면, SIR를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터에 있어서, SIR 구조의 소정의 끝이 개방된 제1 피드 라인과, 상기 제1 피드 라인과는 반대편 소정의 끝이 개방되고 상기 제1 피드 라인과 소정 거리를 두어 위치되는 제2 피드 라인과, 상기 제1 및 제2 피드 라인 사이에 미리 설정된 간격을 두고 상호 대향하게 위치하여 제1 통과 대역을 형성하는 제1, 2 공진기와, 상기 제1 및 제2 피드 라인 사이에 미리 설정된 간격을 두고 상호 대향하게 위치하여 제2 통과 대역을 형성하는 균일 선로 폭의 제3, 4 공진기를 포함함을 특징으로 한다.According to one aspect of the invention, in a microstrip dual band bandpass filter using SIR, a first feed line at which a predetermined end of the SIR structure is opened, and a predetermined end opposite to the first feed line is opened, First and second resonators, which are positioned at a predetermined distance from the first feed line and are positioned to face each other at a predetermined interval between the first and second feed lines to form a first pass band. And third and fourth resonators having a uniform line width positioned opposite to each other at a predetermined interval between the first and second feed lines to form a second pass band.

본 발명에 의한 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 통과 필터는 SIR 구조를 피드 라인과 제1 통과대역 공진기에 적용함으로써 SIR 구조의 피드 라인을 통해 제1 통과대역 중심주파수에서 반 파장, 제2 통과대역 중심주파수에서 한 파장을 형성시킴으로써 필터의 크기를 소형화 시키면서 각 통과 대역 중심주파수에서 최대 자기장 지점을 일치시켰고, SIR 구조를갖는 제1 통과 대역 공진기에 의해 제1 통과 대역과 제2 통과대역 사이에 생성되는 첫 번째 고조파 성분을 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터의 사용 대역 밖의 주파수로 이동시킴으로써 저지대역 특성 악화를 개선 시키는 효과가 있다.The microstrip dual band pass filter using the stepped impedance resonator according to the present invention is applied to the feed line and the first pass band resonator by applying the SIR structure to the first pass band center frequency through the feed line of the SIR structure. By minimizing the size of the filter by forming one wavelength at the passband center frequency, the maximum magnetic field points were coincided at each passband center frequency, and between the first passband and the second passband by a first passband resonator having an SIR structure. The first harmonic component generated by the NSA is shifted to a frequency outside the use band of the microstrip dual band bandpass filter, thereby improving the stopband characteristics.

또한, 각 통과대역 공진기의 공진주파수 및 고조파 성분을 상이하게 하여 각 공진기 간의 결합을 최소화시킴으로써 각 통과대역 공진기간의 거리가 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터 특성에 미치는 영향을 최소화하였다.In addition, by minimizing the coupling between the resonators by varying the resonant frequency and harmonic components of each passband resonator, the effect of the distance of each passband resonance period on the microstrip double band bandpass filter characteristics is minimized.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터에서 제1, 2 피드 라인과 한 쌍의 제1 및 제2 공진기에 적용되는 SIR 구조를 도시한 도면.
도 3a는 SIR 구조를 적용한 상기 제1 피드 라인 및 제2 피드 라인의 제1 통과대역의 중심주파수에서 선로의 전류분포를 보인 도면.
도 3b는 SIR 구조를 적용한 상기 제1 피드 라인 및 제2 피드 라인의 제2 통과대역의 중심주파수에서 선로의 전류 분포를 보인 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SIR 구조의 피드 라인과 한 쌍의 SIR 구조 개방형 링 공진기에 의한 제1 통과대역 응답을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SIR 구조의 피드 라인과 한 쌍의 균일 폭 개방형 링 공진기에 의한 제2 통과대역 응답을 도시한 도면.
도 6은 본 발명이 적용된 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터의 SIR 구조에 대한 시뮬레이션 및 측정결과를 도시한 도면.
1 is a view showing the structure of a microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an SIR structure applied to first and second feed lines and a pair of first and second resonators in a microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator according to an exemplary embodiment of the present invention. .
3A is a diagram illustrating a current distribution of a line at a center frequency of a first pass band of the first feed line and the second feed line using an SIR structure.
3B is a diagram illustrating a current distribution of a line at a center frequency of a second pass band of the first feed line and the second feed line to which the SIR structure is applied.
4 illustrates a first passband response by a feed line of an SIR structure and a pair of open ring resonators of an SIR structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates a second passband response by a feed line of an SIR structure and a pair of uniformly wide open ring resonators in accordance with one embodiment of the present invention. FIG.
6 is a diagram showing simulation and measurement results for the SIR structure of the microstrip dual band bandpass filter to which the present invention is applied.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be appreciated that those skilled in the art will readily observe that certain changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. To those of ordinary skill in the art.

본 발명은 두 개의 특정 주파수 대역 신호를 통과시키기 위한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공통의 입력과 출력으로 사용되는 피드 라인에 SIR 구조를 적용하여 각 통과대역 중심주파수에서 피드 라인과 공진기를 최대 자기장으로 결합시켜 신호전달이 용이하게 하고, 별도의 임피던스 변환기 없이 두 통과대역의 중심주파수와 대역폭을 독립적으로 가변함으로써 부품의 소형화가 가능하여 통신기기의 부품의 수를 감소시키고, 부품 배치가 용이한 기술을 제공하고자 한다.The present invention relates to a microstrip dual band bandpass filter for passing two specific frequency band signals. More particularly, the present invention applies an SIR structure to a feed line that is used as a common input and output. It combines the feed line and the resonator with the maximum magnetic field to facilitate signal transmission, and it is possible to miniaturize parts by independently changing the center frequency and bandwidth of the two pass bands without separate impedance converters, thereby reducing the number of parts of communication equipment. To provide a technology that facilitates component placement.

또한, 본 발명은 제1 통과대역 공진기에 SIR 구조를 적용하여 첫 번째 고조파 성분을 필터 사용 대역 밖의 주파수로 이동시킴으로써, 제1 통과대역과 제2 통과대역 사이의 저지대역 특성을 개선하는 기술을 제공하고자 한다.
In addition, the present invention provides a technique for improving the stopband characteristics between the first passband and the second passband by applying the SIR structure to the first passband resonator to move the first harmonic component to a frequency outside the filter use band. I would like to.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터에 대해 도 1을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터의 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the structure of a microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용된 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터는 SIR 구조의 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120)과 한 쌍의 제1 및 제2 공진기(130)와, 균일 폭을 갖는 한 쌍의 제3 및 제4 공진기(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the microstrip dual band bandpass filter to which the present invention is applied includes a pair of first and second resonators 130 and a first feed line 110 and a second feed line 120 having an SIR structure. And a pair of third and fourth resonators 140 having a uniform width.

상기 제1 피드 라인(110)은 한 쪽 끝이 개방되고, 상기 제2 피드 라인(120)은 반대편 한 쪽 끝이 개방되어 상기 제1 피드 라인(110)과 소정거리를 두어 위치한다.One end of the first feed line 110 is opened, and the other end of the second feed line 120 is opened at a predetermined distance from the first feed line 110.

상기 한 쌍의 제1 및 제2 공진기(130)는 상기 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120) 사이에 미리 설정된 간격을 두고 상호 대향하게 위치하여 제1 통과대역을 형성한다.The pair of first and second resonators 130 are disposed to face each other at a predetermined interval between the first feed line 110 and the second feed line 120 to form a first pass band.

상기 한 쌍의 제3 및 제4 공진기(140)는 상기 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120) 사이에 미리 설정된 간견을 두고 상호 대향하게 위치하여 상기 제2 통과대역을 형성하는 균일 선로 폭을 형성한다.The pair of third and fourth resonators 140 may be disposed to face each other with a predetermined gap between the first feed line 110 and the second feed line 120 to form the second pass band. Form a uniform track width.

이때, 상기 제1, 2 공진기(130)과 상기 제3, 4 공진기(140)는, 각 통과대역 중심 주파수에서 최대 자기장 지점(150, 160)에 위치한다.In this case, the first and second resonators 130 and the third and fourth resonators 140 are positioned at the maximum magnetic field points 150 and 160 at each passband center frequency.

여기서, 상기 제1, 2 피드 라인(110, 120)과 한 쌍의 제1 및 제2 공진기(130)에 적용되는 SIR 구조를 도 2에 도시하였다.2 illustrates an SIR structure applied to the first and second feed lines 110 and 120 and the pair of first and second resonators 130.

도 2를 참조하면, 상기 한 쌍의 제1, 2 공진기(130)는 SIR 구조의 서로 다른 임피던스(Z1, Z2)와 전기적 길이(1, 2)를 갖는 선로로 구성된 개방형 링 공진기로서 각 선로의 특성임피던스(Z1, Z2)와 전기적 길이(1, 2)를 조절하여 고조파 성분을 원하는 주파수로 조정할 수 있다.Referring to FIG. 2, the pair of first and second resonators 130 are open ring resonators composed of lines having different impedances Z1 and Z2 and electrical lengths 1 and 2 having an SIR structure. The harmonic components can be adjusted to the desired frequency by adjusting the characteristic impedances (Z1, Z2) and the electrical lengths ( 1 , 2 ).

이에 따라, 상기 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120)에 SIR 구조를 적용하여 제1, 2 피드 라인에 의해 형성되는 첫 번째 고조파 성분을 제2 통과대역 중심주파수와 동일하게 조정한다.Accordingly, by applying an SIR structure to the first feed line 110 and the second feed line 120, the first harmonic component formed by the first and second feed lines is adjusted to be equal to the second passband center frequency. do.

이때, 제1 통과대역 중심주파수에서 반파장, 제2 통과대역 중심주파수에서 한파장을 형성함으로써 각 통과대역의 중심주파수에서 상기 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120)의 최대 자기장 지점이 일치되게 되어 상기 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터의 길이가 최소화된다.In this case, by forming a half wavelength at the first passband center frequency and one wavelength at the second passband center frequency, the maximum magnetic fields of the first feed line 110 and the second feed line 120 at the center frequency of each pass band. The points are matched to minimize the length of the microstrip dual band bandpass filter.

여기서, 제1 통과대역을 형성하는 상기 제1, 2 공진기(130)는 제1 통과대역 중심주파수에서의 최대 자기장지점(150)에 위치하고, 제2 통과대역을 형성하는 제3, 4 공진기(140)는 제2 통과대역 중심주파수에서의 최대 자기장지점(160)에 위치시킴으로써 신호전달이 잘 일어나도록 하였다.Here, the first and second resonators 130 forming the first pass band are positioned at the maximum magnetic field point 150 at the center frequency of the first pass band, and the third and fourth resonators 140 forming the second pass band. ) Is located at the maximum magnetic field point 160 at the center frequency of the second pass band to facilitate signal transmission.

또한, 제1, 2 공진기(130)에 의해 형성되는 첫 번째 고조파 성분을 두 통과대역 사이가 아닌 상기 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터의 사용 주파수 대역 밖의 주파수로 이동시킴으로써 두 통과대역 사이의 저지대역 특성 악화를 개선시킬 수 있다.In addition, the stopband characteristics between the two pass bands by moving the first harmonic component formed by the first and second resonators 130 to a frequency outside the use frequency band of the microstrip dual band bandpass filter rather than between the two pass bands. It can improve deterioration.

그리고 각 대역의 신호들이 서로 다른 공진기를 통해 전달되기 때문에 상기 제1, 2 공진기(130)와 제3, 4 공진기(140)의 각 통과대역의 중심주파수와 대역폭은 독립적으로 가변 가능하다.Since signals of each band are transmitted through different resonators, the center frequency and the bandwidth of each pass band of the first and second resonators 130 and the third and fourth resonators 140 may be independently changed.

이와 같이 SIR 구조가 고조파 성분을 임의의 주파수로 조정할 수 있고, SIR 구조를 상기 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120)의 제1 통과대역의 제1, 2 공진기(130)에 적용하여 본 발명의 실시가 가능한지의 여부를 보기 위해 통과및 제작하였고, 이때 기판은 로저스(Rogers)사의 RT/Duroid 6010 LM(기판 유전율 = 10.2, 기판 높이 = 1.27mm)를 사용하였다.In this way, the SIR structure can adjust the harmonic components to an arbitrary frequency, and the SIR structure is applied to the first and second resonators 130 of the first pass band of the first feed line 110 and the second feed line 120. It was applied and manufactured to see whether the present invention can be applied to the substrate, and the substrate used Rogers RT / Duroid 6010 LM (substrate dielectric constant = 10.2, substrate height = 1.27mm).

도 3a는 SIR 구조를 적용한 상기 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120)의 제1 통과대역의 중심주파수(2.45 GHz)에서 선로의 전류분포를 보인 것이다.3A shows a current distribution of a line at a center frequency (2.45 GHz) of a first pass band of the first feed line 110 and the second feed line 120 to which the SIR structure is applied.

도 3b는 SIR 구조를 적용한 상기 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120)의 제2 통과대역의 중심주파수(5.8 GHz)에서 선로의 전류 분포를 보인 것이다.3B illustrates a current distribution of a line at a center frequency (5.8 GHz) of a second pass band of the first feed line 110 and the second feed line 120 to which the SIR structure is applied.

통상적으로 전류 분포가 최대가 되는 지점에서 자기장도 최대가 되므로, 상기 SIR 구조에서 각 선로의 특성임피던스(Z1, Z2)와 전기적 길이(1, 2)를 조정하여 상기 제1, 2 피드 라인(110, 120)의 첫 번째 고조파 성분을 제2 통과대역의 중심주파수와 동일하게 하여 상기 제1 통과대역 중심주파수에서 반 파장, 제2 통과 대역 중심주파수에서 한 파장을 형성하게 함으로써 불필요한 길이를 최소화 시키면서 각 통과대역의 중심주파수에서 상기 제1 피드 라인(110) 및 제2 피드 라인(120)의 최대 자기장 지점을 일치시킬 수 있음을 알 수 있다. In general, since the magnetic field is also maximized at the point where the current distribution is maximized, the first and second feed lines 110 may be adjusted by adjusting characteristic impedances Z1 and Z2 and electrical lengths 1 and 2 of each line in the SIR structure. 120) to make the first harmonic component equal to the center frequency of the second pass band to form a half wavelength at the first pass band center frequency and one wavelength at the second pass band center frequency, thereby minimizing unnecessary length. It can be seen that the maximum magnetic field points of the first feed line 110 and the second feed line 120 can coincide at the center frequency of the pass band.

이에 따라 도 1에 보인바와 같이, 각 통과대역 중심주파수에서의 자기장 최대 지점(150, 160)에 각 통과 대역 공진기를 위치시킴으로써 비교적 짧은 길이의 피드 라인으로 신호 전달이 용이하게 형성되도록 할 수 있다.
Accordingly, as shown in FIG. 1, signal transmission can be easily formed in a feed line having a relatively short length by placing each pass band resonator at magnetic field maximum points 150 and 160 at each pass band center frequency.

도 4에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SIR 구조의 피드 라인과 한 쌍의 SIR 구조 개방형 링 공진기에 의한 응답을 도시한 것으로, SIR 공진기에 의해 제1 통과대역이 형성되고, 그에 의한 제1 고조파 성분을 7 GHz로 이동시킴으로써 저지대역 특성이 개선됨을 알 수 있다.4 illustrates a response of a feed line of an SIR structure and a pair of open ring resonators of an SIR structure according to an embodiment of the present invention, in which a first passband is formed by the SIR resonator, and thus first harmonics. It can be seen that the stopband characteristics are improved by moving the component to 7 GHz.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SIR 구조의 피드 라인과 한 쌍의 균일 폭 개방형 링 공진기에 의한 응답을 도시한 것으로, 상기 개방형 링 공진기에 의해 제2 통과대역이 형성되는 것을 확인할 수 있다.FIG. 5 illustrates a response of a feed line having a SIR structure and a pair of uniform width open ring resonators according to an embodiment of the present invention, and it can be seen that a second pass band is formed by the open ring resonator. .

한편, 도 6은 본 발명이 적용된 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터의 SIR 구조에 대한 시뮬레이션 및 측정결과를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating simulation and measurement results of the SIR structure of the microstrip dual band bandpass filter to which the present invention is applied.

본 발명에 따른 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터는 도 6에 보인 바와 같이 각 통과 대역 공진기에 의해 2.45 GHz와 5.8 GHz에서 대역폭이 각각 336 MHz, 328 MHz이고, 삽입손실이 -1.2, -2.0 dB인 이중대역을 형성함을 확인할 수 있고, 상기 제1 통과 대역과 상기 제2 통과 대역 사이에 형성되는 제1 고조파 성분이 상기 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터 사용 대역 밖으로 이동함에 따라 저지대역이 개선되어 -30 dB 이하의 레벨을 유지하는 것을 확인할 수 있다.
The microstrip dual band bandpass filter according to the present invention has a bandwidth of 336 MHz and 328 MHz at 2.45 GHz and 5.8 GHz, respectively, and an insertion loss of -1.2 and -2.0 dB at 2.45 GHz and 5.8 GHz, respectively, as shown in FIG. It can be seen that a double band is formed, and the stop band is improved as the first harmonic component formed between the first pass band and the second pass band moves out of the microstrip double band band pass filter using band. It can be seen that the level is kept below 30 dB.

상기와 같이 본 발명에 따른 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.As described above, an operation related to a microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator according to the present invention may be performed. Meanwhile, in the above description of the present invention, a specific embodiment has been described. It can be carried out without departing from the scope. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by equivalents of the claims and the claims.

110: 제1 피드 라인 120: 제2 피드 라인
130: 제1, 2 공진기 140: 제3, 4 공진기
110: first feed line 120: second feed line
130: first and second resonators 140: third and fourth resonators

Claims (3)

계단형 임피던스 공진기(SIR, Stepped Impedance Resonator)를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터에 있어서,
SIR 구조를 갖는 한쪽 끝이 개방된 제1 피드 라인과,
상기 제1피드 라인과 반대편 한쪽 끝이 개방되고, 상기 제1 피드 라인과 소정 거리를 두어 위치되는 제2 피드 라인을 포함하고,
제1 통과 대역 중심주파수의 반 파장 길이 내에서 제1 통과 대역의 최대 자기장지점과 제2 통과대역의 최대 자기장지점을 형성시키고 그 위치를 상이하게 하여 제1 통과 대역을 형성하는 SIR 구조의 제1, 2 공진기와 제2 통과 대역을 형성하는 균일 선로 폭의 제3, 4 공진기를 배치할 수 있는 공간을 확보하여 독립적으로 이중대역을 형성하는 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터.
In a microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator (SIR),
A first feed line having an open end at one end having an SIR structure,
One end opposite to the first feed line is opened and includes a second feed line positioned at a predetermined distance from the first feed line,
A first SIR structure that forms the first pass band by forming the maximum magnetic field point of the first pass band and the maximum magnetic field point of the second pass band within the half-wavelength of the first pass band center frequency and making the position different. And a microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator that independently forms a dual band by securing a space in which the third and fourth resonators having a uniform line width forming the second resonator and the second pass band are formed.
제1항에 있어서,
제1 통과 대역 필터를 구성하는 제1, 2 공진기를 SIR 구조, 제2 통과대역 필터를 구성하는 제3, 4 공진기를 개방형 링 공진기 구조로 하여 제1, 2 공진기의 첫 번째 고조파 성분을 필터 사용 대역 밖으로 위치하게 함으로써 저지대역 특성을 개선시키고, 각 통과대역을 형성하는 공진기의 공진주파수와 하모닉 주파수를 상이하게 함으로써 제1, 2 공진기와 제3, 4 공진기 간의 전자기적 결합을 최소화함을 특징으로 하는 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터.
The method of claim 1,
The first and second resonators constituting the first passband filter have an SIR structure, and the third and fourth resonators constituting the second passband filter have an open ring resonator structure, and the first harmonic component of the first and second resonators is used as a filter. Positioning out of the band improves stopband characteristics and minimizes electromagnetic coupling between the first, second and third resonators by varying the resonant frequency and harmonic frequency of the resonators forming each pass band. A microstrip dual band bandpass filter using a stepped impedance resonator.
제1항에 있어서,
각 통과 대역 공진기에 의해 제1 통과 대역 2.45 GHz와 제2 통과 대역 5.8 GHz에서 대역폭이 각각 336 MHz, 328 MHz이고, 삽입손실이 -1.2, -2.0 dB인 이중대역을 형성함을 특징으로 하는 계단형 임피던스 공진기를 이용한 마이크로스트립 이중대역 대역통과 필터.
The method of claim 1,
A step characterized in that each pass band resonator forms a dual band having a bandwidth of 336 MHz and 328 MHz and an insertion loss of -1.2 and -2.0 dB in the first pass band of 2.45 GHz and the second pass band of 5.8 GHz, respectively. Microstrip dual band bandpass filter using type impedance resonator.
KR1020110138186A 2011-12-20 2011-12-20 Microstrip dual-band bandpass filter using stepped impedance resonator KR101258034B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110138186A KR101258034B1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 Microstrip dual-band bandpass filter using stepped impedance resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110138186A KR101258034B1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 Microstrip dual-band bandpass filter using stepped impedance resonator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101258034B1 true KR101258034B1 (en) 2013-04-24

Family

ID=48443765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110138186A KR101258034B1 (en) 2011-12-20 2011-12-20 Microstrip dual-band bandpass filter using stepped impedance resonator

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101258034B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112397859A (en) * 2020-11-08 2021-02-23 西安电子工程研究所 Coaxial wide stop band-pass filter structure based on step impedance resonator
CN114639930A (en) * 2022-02-25 2022-06-17 中国电子科技集团公司第十研究所 Dual-passband filter with isolated high passband

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118355A (en) * 1998-08-07 2000-09-12 Alcatel Dual band combiner arrangement
KR100706532B1 (en) 2005-10-12 2007-04-12 엘지전자 주식회사 DUAL BANDPASS FILTER USING lambda;/2 TYPE SIR RESONATOR
US20080231389A1 (en) 2007-03-23 2008-09-25 The Chinese University Of Hong Kong Dual band coupled-line balanced-to-unbalanced bandpass filter
KR20080099811A (en) * 2007-05-10 2008-11-13 가부시키가이샤 엔.티.티.도코모 Dual band resonator and dual band filter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118355A (en) * 1998-08-07 2000-09-12 Alcatel Dual band combiner arrangement
KR100706532B1 (en) 2005-10-12 2007-04-12 엘지전자 주식회사 DUAL BANDPASS FILTER USING lambda;/2 TYPE SIR RESONATOR
US20080231389A1 (en) 2007-03-23 2008-09-25 The Chinese University Of Hong Kong Dual band coupled-line balanced-to-unbalanced bandpass filter
KR20080099811A (en) * 2007-05-10 2008-11-13 가부시키가이샤 엔.티.티.도코모 Dual band resonator and dual band filter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112397859A (en) * 2020-11-08 2021-02-23 西安电子工程研究所 Coaxial wide stop band-pass filter structure based on step impedance resonator
CN112397859B (en) * 2020-11-08 2022-04-19 西安电子工程研究所 Coaxial wide stop band-pass filter structure based on step impedance resonator
CN114639930A (en) * 2022-02-25 2022-06-17 中国电子科技集团公司第十研究所 Dual-passband filter with isolated high passband

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Feng et al. Tunable dual-band filter and diplexer based on folded open loop ring resonators
KR100418607B1 (en) Bandpass filter, Duplexer, High-frequency module and Communications device
JP2008306709A (en) Slot antenna device
Zeng et al. A reconfigurable filter using defected ground structure for wideband common-mode suppression
KR20180047460A (en) Dielectric ceramic waveguide duplexer
CN103579723B (en) High-selectivity bandpass filter based on I-shaped dual-mode resonator
US9705170B2 (en) Switchable band-pass filter
KR20120054922A (en) Ultra-wideband band pass filter with notch band
JP2002026605A (en) Filter circuit and high frequency communication circuit device using it
KR100706532B1 (en) DUAL BANDPASS FILTER USING lambda;/2 TYPE SIR RESONATOR
KR101258034B1 (en) Microstrip dual-band bandpass filter using stepped impedance resonator
Eun et al. A microstrip dual-band bandpass filter using feed line with SIR
King et al. A microstrip diplexer using folded hairpins
KR101569474B1 (en) Dual bandpass filter using stepped-impedance open-Loop resonators including even mode load bar
Nouri et al. Novel Compact Branch-Line Coupler Using Non-Uniform Folded Transmission Line and Shunt Step Impedance Stub With Harmonics Suppressions.
US11405012B2 (en) Balun and method for manufacturing the same
Wattikornsirikul et al. High-selectivity Dual-band Bandpass Filter By Utilizing Asymmetrical Stepped-impedance Resonator
Borhani et al. Quad notched-band UWB BPF based on quintuple-mode resonator
Hamidkhani et al. Dual-band complementary split-ring resonator (CSRR) with high-quality factor and its applications in low phase noise oscillators and small multi-band diplexers and filters
Cheng et al. Directional coupler with good restraint outside the passband and its frequency-agile application
Bakhit et al. Switchable microwave band-stop to all pass filter using stepped impedance resonator
WO2023090250A1 (en) Filter device, antenna device, and antenna module
Wattikornsirikul et al. Dual-mode diplexer with high isolation based on amplitude and phase cancellation technique
WO2022195789A1 (en) Canceler device and wireless device
Konpang et al. A compact four-poles cross-coupled square open loop resonator diplexer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160329

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 7