KR101274031B1 - 통과 대역의 반사 손실을 제어하기 위한 대역 저지 필터 - Google Patents

통과 대역의 반사 손실을 제어하기 위한 대역 저지 필터 Download PDF

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김효철
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주식회사 이너트론
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Abstract

본 발명은 통과 대역의 반사 손실을 제어하기 위한 대역 저지 필터에 관한 것이다. 대역 저지 필터는 공동의 내부 일측에 공진기가 설치되고, 공동의 내부 타측에 튜닝용 봉이 설치된다. 공진기의 상부에는 입력 포트와 출력 포트를 연결하는 전송 라인이 설치된다. 튜닝용 봉은 전송 라인의 일측에 배치되고, 전송 라인의 상부에는 튜닝 볼트가 배치된다. 대역 저지 필터는 튜닝용 봉을 이용하여 전송 선로와 튜닝용 봉과의 간격을 미세 조절하여 통과 대역에서의 공진기와 전송 선로 간의 커플링 량을 가변 조절한다. 또 대역 저지 필터는 튜닝 볼트를 이용하여 저지 대역에서의 공진기와 전송 선로 간 커플링 량을 가변 조절한다. 본 발명에 의하면, 튜닝용 봉을 구비함으로써, 전송 선로의 길이를 줄일 수 있으므로, 제조 단가를 줄일 수 있다.

Description

통과 대역의 반사 손실을 제어하기 위한 대역 저지 필터{BAND REJECTION FILTER FOR CONTROLLING RETURN LOSS OF PASS BAND}
본 발명은 대역 저지 필터에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 통과 대역의 반사 손실(return loss)을 제어하기 위하여 복수 개의 반사 손실 튜닝용 봉들을 구비하는 대역 저지 필터에 관한 것이다.
일반적인 고주파 필터는 도체로 둘러싸인 금속 재질의 하우징에 복수 개의 공동(cavity)들을 형성하고, 각각의 공동 내부에 유전체 공진기 또는 금속 공진기를 구비하여, 특정 주파수의 전자기장을 형성함으로써, 초고주파의 공진이 가능하게 하는 구조를 가진다.
이러한 공진기를 이용하는 고주파 필터는 그 주파수 대역의 필터링 특성에 따라서 크게 대역 통과 필터(Band Pass Filter : BPF)와 대역 저지 필터(Band Rejection Filter : BRF)로 구분된다.
대역 저지 필터는 많은 주파수 중에서 특정 주파수 대역을 저지시키고, 나머지 주파수 대역을 통과시키는 필터이다. 이러한 대역 저지 필터는 현재 그 필터링 특성을 개선 및 조절이 용이하도록 부단히 연구, 개발되고 있으며, 그에 대한 기술들이 다양하게 공개되어 있다.
예를 들어, 국내 등록특허공보 제10-0992089호(공고일 : 2010년 11월 05일)의 대역 저지 필터는 하우징 내부에서 공진기와 커플링을 위해, 신호 입력단과 신호 출력단을 전기적으로 연결하는 전송 선로가 공진기의 상부에 위치되도록 설치된다. 따라서 이 대역 저지 필터는 여러 기생 공진 모드의 발생을 효과적으로 억제하여 광대역의 통과 대역을 가지고, 보다 소형화된 사이즈로 구현이 가능하며, 필터링 특성의 튜닝이 용이할 수 있다.
이러한 대역 저지 필터는 일반적으로 대역폭을 조절하기 위하여, 공진기와 하우징 사이의 간격, 공진기와 하우징 커버 사이의 간격 및 공진기와 전송 선로 사이의 간격 등을 조절해야 한다. 따라서 종래기술의 대역 저지 필터는 이러한 특성 변화에 대응하여 부품을 재가공해야 하며, 이로 인해 제조 비용의 증가 및 커플링 조절을 위한 튜닝에 어려움이 많다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 대역 저지 필터에 대한 공개된 기술들 중 본 발명의 출원인에 의해 공개된 것에는 국내 등록특허공보 제10-1115323호(공고일 2012년 3월 6일)의 '대역 저지 필터 및 그에 의한 대역 저지 필터 회로'와, 국내 공개특허공보 제10-2012-0061345호(공개일 2012년 6월 13일)의 '커플링 튜닝 플레이트를 구비한 대역 저지 필터' 및 국내 등록특허공보 제10-1090725호(공고일 2011년 12월 8일)의 '이중 대역 저지 필터' 등이 있다.
국내 등록특허공보 제10-1115323호의 대역 저지 필터(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부가 개방되고, 양측에 신호를 전송하기 위한 입력 및 출력 포트(16, 18)가 구비되는 하우징(12)과, 하우징(12)의 상부를 덮는 하우징 커버(14)와, 격벽(22)에 의해 구획되는 복수 개의 공동(20)들이 형성되고, 공동(20)들 각각에 설치되는 복수 개의 공진기(24) 및 하우징(12) 내부에서 신호 전송을 위해 입력 및 출력 포트(16, 18)를 연결하는 전송 선로(28)를 포함한다.
하우징 커버(14)에는 복수 개의 튜닝 볼트(15)가 설치된다. 튜닝 볼트(15)들 각각은 공진기(24)의 상부에 배치된다. 전송 선로(28)는 하우징(12) 내부에서 공진기(24)들의 측면에 설치된다. 격벽(22)에는 인접하는 공동(20)들 간에 일부가 개방되도록 윈도우(26)가 형성된다. 즉, 격벽(22)은 공동(20)들 사이에 배치되어 공진기(24)가 설치되는 부분은 차단되고, 전송 선로(28)가 설치되는 부분은 개방되도록 윈도우(26)가 형성된다.
이 대역 저지 필터(10)는 대역폭을 조절하기 위하여, 공진기(24)와 하우징(12) 측벽과의 간격, 공진기(24)와 하우징 커버(14)와의 간격 및 공진기(24)와 전송 선로(28)와의 간격을 조절함으로써, 주파수 특성 변화에 따른 제조 비용을 절감하고, 커플링 튜닝이 용이하다. 특히 이 대역 저지 필터(10)는 원하는 대역폭(band width)을 조절하기 위하여, 전송 선로(28)와 공진기(24) 사이의 커플링 량을 가변 조절한다.
국내 공개특허공보 제10-2012-0061345호의 대역 저지 필터(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 격벽(42)에 의해 구획된 복수 개의 공동(40)들이 일 방향으로 형성되는 하우징(32)과, 하우징(32)의 상부면을 덮는 하우징 커버(34)와, 공동(40)들 각각에 설치되는 복수 개의 공진기(44)들과, 하우징(32)의 양측에 구비되는 입력 및 출력 포트(36, 38)와, 입력 포트(36)와 출력 포트(38)을 연결하는 전송 선로(50)를 포함한다. 전송 선로(50)는 공진기(44)들의 측면에서 격벽(42)의 일부가 개방된 윈도우(46) 상에 설치된다.
또 대역 저지 필터(30)는 공진기(44)들의 외주면 일측에서 전송 선로(50) 방향으로 연장 형성되어 전송 선로(50)의 상부에 위치하여, 전송 선로(50)와 공진기(44) 간의 커플링 값을 조절하는 커플링 튜닝 플레이트(52)와, 하우징 커버(34)에서 커플링 튜닝 플레이트(52)에 대응되도록 형성되어, 커플링 튜닝 플레이트(52)와 전송 선로(50) 간의 거리를 조절하기 위한 복수 개의 튜닝 홀(56)을 덮는 덮개 부재(54)를 포함한다.
이러한 대역 저지 필터(30)는 튜닝 홀(56)을 통해 집게나 바(bar) 등을 사용하여 커플링 튜닝 플레이트(52)와 전송 선로(50)간의 거리를 조절함으로써 공진기(44)와 전송 선로(50)간 커플링 값을 조절할 수 있다.
그러므로, 대역 저지 필터(30)의 주요 구성품인 하우징(32), 전송 선로(50) 및 공진기(44) 등의 재가공 없이도 대역폭을 용이하게 조절할 수 있다.
그리고 국내 등록특허공보 제10-1090725호의 대역 저지 필터(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, 저대역 주파수와 고대역 주파수를 필터링하는 에어 타입(air type)의 이중 대역 저지 필터로서 제공된다.
이 대역 저지 필터(60)는 하우징(62)의 내부 양측에 복수 개의 공진기(74, 80)들을 배치하고, 공진기(74, 80)들 사이에 신호 전송을 위한 하나의 전송 선로(90)가 설치된다. 하우징(62)은 내부에 격벽(72)에 의해 일정 간격으로 구획된 복수 개의 공동(70, 78)들이 형성된다. 격벽(72)은 하우징(62) 양측으로 공동(70, 78)이 형성되도록 하우징(62) 내부 공간을 구획하고, 중앙 부분에는 전송 선로(90)가 설치되는 윈도우(76)가 형성된다.
하우징(62) 내부의 일측에 설치되는 공진기(74)들은 저대역 주파수를 저지하는 저대역 저지 공진기로 구비되고, 하우징(62) 내부의 타측에 설치되는 공진기(80)들은 고대역 주파수를 저지하는 고대역 저지 공진기로 구비된다.
전송 선로(90)는 하우징(62) 내부에서 입력 포트(66) 및 출력 포트(68)를 연결한다. 전송 선로(90)는 하우징(62) 양측에 설치된 공진기(74, 80)들 사이에 배치된다. 전송 선로(90)는 입력 포트(66)로부터 출력 포트(68)로 연장되어, 격벽(72)에 형성된 윈도우(76) 상에 설치된다.
또 대역 저지 필터(60)는 하우징 커버(64)에 설치되는 복수 개의 튜닝 볼트(92, 94)들을 포함한다. 튜닝 볼트(92, 94)들 각각은 공진기(74, 80)와의 간격을 미세 조절하여 하우징 커버(64)와 공진기(74, 80)에 의해 형성되는 커플링 량을 가변 조절한다.
이러한 대역 저지 필터(60)는 커패시턴스 및 주파수 특성을 조절하여 원하는 저대역폭 및 고대역폭을 저지하기 위하여, 초기 설계 시, 공진기(74, 80)와 하우징(62)과의 간격과, 공진기(74, 80)와 전송 선로(90)와의 간격을 조절하여 개략적인 커플링 량을 조절하고, 하우징 커버(64)의 튜닝 볼트(92, 94)를 이용하여 공진기(74, 80)와 하우징 커버(64)와의 간격을 미세 조절하여 커패시턴스를 가변 조절함으로써, 주파수 특성 변화에 따른 제조 비용을 절감하고, 커플링 튜닝이 용이하다.
상술한 바와 같이, 종래기술에 따른 대역 저지 필터(10, 30, 60)들은 원하는 대역폭을 필터링하기 위하여, 공진기와 하우징과의 간격과, 공진기와 전송 선로와의 간격 및 공진기와 하우징 커버와의 간격 등을 조절하여 커패시턴스를 가변 조절함으로써, 주파수 특성 변화에 따른 제조 비용을 절감할 수 있으며, 커플링 튜닝이 용이하다.
그러나 이러한 대역 저지 필터(10, 30, 60)들은 통과 대역(pass band)에서의 반사 손실(return loss)이 발생되는 문제점이 있다. 통과 대역에서의 반사 손실은 예컨대, 50 Ω(Ohm)의 전송 선로의 길이에 의해서 결정된다. 반사 손실은 입력단에 들어간 신호가 반사되어 전력이 손실되는 것을 나타내며, 입력단에서의 임피던스 매칭이 얼마나 잘 이루어지고 있느냐를 나타낸다.
따라서 일반적인 이동 통신 주파수 대역의 반사 손실을 제어하기 위해서, 대역 저지 필터는 전송 선로가 1/4λ 길이를 가져야 하기 때문에 그 길이가 길어져야 하며, 이는 대역 저지 필터의 제조 단가를 상승시키는 원인이 된다.
본 발명의 목적은 통과 대역에서의 반사 손실을 줄이기 위한 대역 저지 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 통과 대역에서의 반사 손실을 제어하기 위한 튜닝용 봉을 구비하는 대역 저지 필터를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 대역 저지 필터는 전송 선로의 일측에 통과 대역에서의 반사 손실을 제어하기 위한 튜닝용 봉을 구비하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 대역 저지 필터는 전송 선로와 튜닝용 봉과의 간격을 미세 조절하여 통과 대역에서의 공진기와 전송 선로 간의 커플링 량을 가변 조절한다.
이 특징에 따른 본 발명의 대역 저지 필터는, 상부가 개방되고 측면에 입력 포트와 출력 포트를 구비하며, 내부가 격벽에 의해 일정 간격 구획되어 복수 개의 공동을 형성하는 하우징과; 상기 하우징의 상부를 덮는 하우징 커버와; 상기 공동의 일측에 설치되는 복수 개의 공진기들과; 상기 공진기들 상부에 설치되어 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 간에 신호를 전송하도록 상기 입력 포트와 상기 출력 포트를 연결하는 전송 선로와; 상기 공동의 타측에 설치되고, 상기 전송 선로와의 간격을 조절하여 상기 전송 선로와 상기 공진기 간의 커플링 량을 조절하는 튜닝용 봉을 포함한다.
한 실시예에 있어서, 상기 튜닝용 봉은; 상기 공동의 타측에 대응하여 상기 하우징 커버에 설치되는 복수 개의 튜닝용 봉 조절나사 및; 상부가 상기 튜닝용 봉 조절나사와 결합되고, 상기 공동의 타측에 위치되어 상기 튜닝용 봉 조절나사에 의해 상하로 이동되어 상기 전송 라인과의 간격이 조절되는 몸체를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 대역 저지 필터는; 상기 공동의 일측에 대응하여 상기 하우징 커버에 설치되고, 상기 전송 라인과 상기 공진기와의 커플링 량을 조절하는 복수 개의 튜닝 볼트가 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 튜닝용 봉은 상기 대역 저지 필터의 통과 대역에 대한 커플링 량을 조절하고, 상기 튜닝 볼트는 상기 대역 저지 필터의 저지 대역에 대한 커플링 량을 조절한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 전송 선로는 상기 격벽의 일부가 개방된 윈도우 상에 설치되고, 상기 공동들이 복수 개의 열로 배열되는 경우, 상기 열에 대응하여 동일한 구조로 복수 개가 구비되며, 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 사이의 신호 전송 경로에 따라 복수 개의 상기 전송 선로들을 연결하는 적어도 하나의 연결 바를 더 구비한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 전송 선로는; 상기 입력 포트와 상기 출력 포트를 연결하여 신호를 전송하는 동축 라인과, 상기 동축 라인보다 큰 직경을 갖고 외주면이 상기 공진기들 각각의 상부면과 일정 간격 이격되게 배치하는 용량성 도체로 구성되며, 상기 동축 라인은 상기 격벽의 상기 윈도우 상에 위치하고, 상기 용량성 도체는 상기 공진기의 상부면에 위치하되; 상기 튜닝용 봉의 상기 몸체는 상기 용량성 도체의 일측에 배치된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 대역 저지 필터는 전송 선로와의 간격을 조절하기 위한 복수 개의 튜닝용 봉을 구비함으로써, 전송 선로와 튜닝용 봉과의 간격을 조절하여 통과 대역에서의 공진기와 전송 선로 간의 커플링 량을 가변 조절할 수 있다.
또 본 발명의 대역 저지 필터는 튜닝용 봉을 이용하여 전송 선로와 튜닝용 봉과의 간격을 조절함으로써, 통과 대역에서의 반사 손실을 제어할 수 있다.
또 본 발명의 대역 저지 필터는 튜닝용 봉과 함께 전송 선로의 상부에 복수 개의 튜닝 볼트를 구비함으로써, 저지 대역에서의 주파수 특성을 가변 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 대역 저지 필터는 튜닝용 봉을 이용하여 공진기와 전송 선로 간의 커플링 량을 가변 조절함으로써, 전송 선로의 길이를 줄일 수 있으므로, 제조 단가를 줄일 수 있다.
도 1은 종래기술의 제 1 실시예에 따른 대역 저지 필터의 구성을 도시한 분해 사시도;
도 2는 종래기술의 제 2 실시예에 따른 대역 저지 필터의 구성을 도시한 분해 사시도;
도 3은 종래기술의 제 3 실시예에 따른 대역 저지 필터의 구성을 도시한 분해 사시도;
도 4는 본 발명에 따른 대역 저지 필터의 구성을 도시한 분해 사시도;
도 5는 도 4에 도시된 대역 저지 필터의 평면도;
도 6은 도 4에 도시된 대역 저지 필터의 단면도;
도 7은 도 5에 도시된 반사 손실 제어를 위한 튜닝용 봉을 구비하는 하나의 공동에 대한 구성을 도시한 단면도;
도 8은 도 7에 도시된 하나의 공동에 대한 등가 회로도;
도 9는 도 4에 도시된 대역 저지 필터의 등가 회로도; 그리고
도 10 및 도 11은 본 발명의 반사 손실용 튜닝봉을 적용하기 전후에 따른 주파수 특성을 도시한 파형도들이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 4 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 대역 저지 필터의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 대역 저지 필터의 평면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 대역 저지 필터의 단면도이며, 그리고 도 7은 도 5에 도시된 반사 손실 제어를 위한 튜닝용 봉을 구비하는 하나의 공동에 대한 구성을 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 대역 저지 필터(100)는 통과 대역에서의 반사 손실을 제어하기 위하여, 전송 선로(140)와의 간격을 조절하기 위한 복수 개의 튜닝용 봉(150)을 구비하고, 전송 선로(140)와 튜닝용 봉(150)과의 간격을 조절하여 통과 대역에서의 공진기(134)와 전송 선로(140) 간의 커플링 량을 가변 조절한다.
이를 위해 대역 저지 필터(100)는 하우징(110)과, 하우징 커버(120)와, 복수 개의 공진기(134)들과, 전송 선로(140) 및 복수 개의 튜닝용 봉(150 : 152, 154)들을 포함한다. 하우징(110), 하우징 커버(120), 공진기(134), 전송 선로(140) 및 튜닝용 봉(150)은 예를 들어, 알루미늄, 구리 및 철 등과 같은 금속 재질로 구비된다.
구체적으로, 하우징(110)은 상부면이 개방된 직육면체 형상의 금속 재질로 구비되고, 측면에 신호 전송을 위한 입력 포트(112)와 출력 포트(114)를 구비한다. 입력 포트(112)와 출력 포트(114) 각각은 하우징(110)의 외부로부터 내부로 장착된다. 입력 포트(112)와 출력 포트(114)는 하우징(110)의 내부에서 전송 선로(140)에 의해 전기적으로 연결된다.
하우징(110)은 내부에 일정 간격 구획된 복수 개의 공동(130)들이 형성된다. 공동(130)들은 격벽(132)에 의해 구획되며, 공동(130)들 각각에는 하우징(110)의 하부에서 상부 방향으로 수직하게 막대 또는 봉 형상의 공진기(134)가 일측에 설치된다. 또 공동(130)들 각각에는 공진기(134)가 설치된 반대측에 튜닝용 봉(150)이 배치된다. 격벽(132)에는 전송 선로(140)가 설치되는 윈도우(136)가 형성된다. 윈도우(136)는 신호 전송 경로를 따라서 상호 인접하는 공동(130)들 간에 일부가 개방되도록 형성된다.
이 실시예에서 하우징(110)은 직육면체 형상의 금속 재질을 상부면에서 하부 방향으로 절삭하여 공동(130) 및 격벽(132)이 형성된다. 공동(130)들은 복수 개의 열로 형성된다. 예를 들어, 대역 저지 필터(100)는 8 개의 공동(130)들을 구비하고, 4 개 씩 2 열로 배열된다. 따라서 하우징(110)은 동일한 측면에 입력 포트(112)와 출력 포트(114)가 구비되며, 이에 대향하는 하우징(110)의 타측에는 전송 선로(140)를 연결하기 위한 연결 통로(138)가 형성된다. 연결 통로(138) 또한 공동(130)과 마찬가지로 절삭하여 형성된다.
공진기(134)들 각각은 대역 저지 필터(100)의 초기 설계시, 시뮬레이션을 통해 개략적인 커플링 량을 산출하고, 이에 대응하여 하우징(110)과의 간격을 조절하여 공동(130) 내부에 고정, 설치된다. 공진기(134)들의 상부에는 도 6에 도시된 바와 같이, 전송 선로(140)가 위치된다.
하우징 커버(120)는 하우징(110)의 상부면과 결합된다. 하우징 커버(120)는 공진기(134)에 대응하는 위치에 복수 개의 튜닝 볼트(122)가 설치된다. 따라서 튜닝 볼트(122)들은 공진기(134)들의 상부에 설치된 전송 선로(140)와의 간격을 미세 조절하여 하우징 커버(120)와 전송 선로(140) 간에 형성되는 커플링 량을 가변 조절한다.
또 하우징 커버(120)에는 각각의 공동(130)에 설치되는 복수 개의 튜닝용 봉(150)을 결합하고, 튜닝용 봉(150)과 전송 선로(140)와의 간격을 조절하기 위한 복수 개의 튜닝용 봉 조절나사(152)가 설치된다. 따라서 하우징 커버(120)에는 하나의 공동(130)에 대해 하나의 튜닝용 봉 조절나사(152)와 하나의 튜닝 볼트(122)가 배치된다.
튜닝용 봉(150)은 예를 들어, 봉(또는 막대) 형상의 몸체(154)와, 튜닝용 봉 조절나사(152)를 포함한다. 몸체(154)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 공동(130) 내부에서 전송 선로(140)의 외주면 일측에 배치되고, 상부면에 튜닝용 봉 조절나사(152)와 결합된다. 이러한 몸체(154)는 튜닝용 봉 조절나사(152)에 의해 상하로 이동되어 전송 선로(140)와의 간격이 미세 조절된다. 즉, 튜닝용 봉 조절나사(152)의 조절에 의해 몸체(154)와 전송 선로(140)가 대향하는 면적이 증가되거나 감소되어 전송 선로(140)와 공진기(134) 간의 커플링 량이 미세 조절된다.
따라서 본 발명에 따른 튜닝용 봉(150)은 통과 대역 영역에 대한 커플링 량을 조절하기 위한 것이고, 튜닝 볼트(122)는 저지 대역 영역에 대한 커플링 량을 조절하기 위한 것이다.
그리고 전송 선로(140)는 하우징(110) 내부에서 입력 포트(112) 및 출력 포트(114)를 전기적으로 연결한다. 전송 선로(140)는 격벽(132)에 형성된 윈도우(136) 상에 설치되어 공진기(134)들의 상부에 배치된다. 이 때, 전송 선로(140)는 대역 저지 필터(100)의 초기 설계시, 시뮬레이션을 통해 산출된 개략적인 커플링 량에 대응하여 공진기(134)들과의 간격을 조절하여 윈도우(136) 상에 고정된다. 또 전송 선로(140)의 상부에는 하우징 커버(120)의 튜닝 볼트(122)들이 위치된다.
이 실시예의 전송 선로(140)는 2 열로 배열된 공진기(134)들에 대응하여 2 개로 구비되며, 각각은 동일한 구조를 갖는다. 즉, 하나의 전송 선로(140)는 일단이 입력 포트(112)와 결합되고, 다른 하나의 전송 선로(140)는 일단이 출력 포트(114)와 결합된다. 이들 전송 선로(140)들 각각의 타단은 연결 통로(138)에 설치된 연결 바(142)와 결합된다. 따라서 입력 포트(112)를 통해 들어온 RF 신호는 전송 선로(140)와 연결 바(142)를 통해 출력 포트(114)로 전송된다.
이 실시예의 전송 선로(140)는 입력 포트(112)와 출력 포트(114)를 전기적으로 연결하여 RF 신호를 전송하는 동축 라인과, 외주면이 공진기(134)들 각각의 상부면과 일정 간격 이격되게 배치하는 용량성 도체로 구성된다. 동축 라인은 격벽(132)의 윈도우(136) 상에 위치하고, 용량성 도체는 공진기(134)의 상부면에 위치한다. 용량성 도체는 동축 라인의 중심축으로부터 외측으로 연장되어 동축 라인보다 큰 직경을 갖는 원통 또는 원기둥 형상으로 구비된다. 또 용량성 도체의 측면에는 튜닝용 봉(150)의 몸체(154)가 배치된다. 그리고 전송 선로(140)는 용량성 도체와 공진기(134)들과의 간격이 고정되도록 입력 포트(112) 및 출력 포트(114)와 결합, 고정된다.
따라서 전송 선로(140)는 동축 라인이 격벽(132)의 윈도우(136) 상에서 위치 조절되어 초기 설계에 따른 커플링 량이 개략적으로 조절된다. 이 때, 튜닝용 봉(150)은 튜닝용 봉 조절나사(152)에 의해 몸체(154)와 전송 선로(140)의 용량성 도체와 마주보는 면적이 가변되도록 상하로 이동되어, 전송 선로(140)와 공진기(134) 간의 커플링 량이 가변된다. 그 결과 튜닝용 봉(150)에 의해 대역 통과에서의 특정 주파수에 매칭을 유도할 수 있다.
본 발명의 대역 저지 필터(100)는 원하는 대역폭에 따른 커패시턴스 및 주파수 특성을 조절하기 위하여, 초기 설계 시, 공진기(134)와 하우징(110)과의 간격과, 공진기(134)와 전송 선로(140)와의 간격을 조절하여 개략적인 커플링 량을 조절하고, 튜닝용 봉(150)을 이용하여 공진기(134)와 전송 선로(140) 간의 커플링 량을 미세 조절한다. 이러한 튜닝용 봉(150)을 이용하여 대역 저지 필터(100)가 원하는 통과 대역에서의 반사 손실을 줄일 수 있다.
또 본 발명의 대역 저지 필터(100)는 하우징 커버(120)의 튜닝 볼트(122)를 이용하여 전송 선로(140)와 하우징 커버(120)와의 간격을 미세 조절하여 커패시턴스를 가변 조절한다.
도 8은 도 7에 도시된 하나의 공동에 대한 등가 회로도이고, 도 9는 도 4에 도시된 대역 저지 필터의 등가 회로도이다.
도 8을 참조하면, 하나의 공동(130)에는 공진기(134)와 전송 선로(140) 및 튜닝용 봉(150)이 설치된다. 이 때, 전송 선로는 용량성 도체가 공진기 상부에 위치되고, 용량성 도체의 앞뒤에 동축 라인이 위치된다.
따라서 하나의 공동(130)에 대한 등가 회로는 용량성 도체의 앞쪽에 위치하는 동축 라인(TL1)과 용량성 도체의 뒷쪽에 위치하는 동축 라인(TL2) 사이에서 전송 선로(140)의 용량성 도체와 튜닝용 봉(150)에 의해 하나의 제 1 커패시터(C1)가 형성되고, 전송 선로(140)의 용량성 도체와 공진기(134)에 의해 제 1 인덕터(L1)와 제 2 커패시터(C2)가 형성된다. 이 때, 제 1 인덕터(L1)와 제 2 커패시터(C2)는 제 1 커패시터(C1)에 대해 상호 병렬로 연결되며 접지된다.
그러므로 튜닝용 봉(150)을 이용하여 제 1 커패시터(C1)를 가변 조절함으로써, 전송 선로(140)와 공진기(134) 간의 커플링 량을 가변 조절하여 특정 주파수에 매칭을 유도할 수 있다.
도 9를 참조하면, 이 실시예의 대역 저지 필터(100)는 8 개의 공진기(134)를 구비한다. 입력 포트(112)와 출력 포트(114) 사이에 연결된 전송 선로(140)의 양단에 예컨대, 약 50 Ω(Ohm)의 임피던스를 갖는 입력 및 출력 터미네이션(Term1, Term2)을 형성한다. 또 대역 저지 필터(100)는 입력 및 출력 터미네이션(Term1, Term2) 사이에 전송 선로(140 : TL1 ~ TL9)와 튜닝용 봉(150)에 의해 복수 개의 커패시터(C1 ~ C8)와, 전송 선로(140 : TL1 ~ TL9)와 복수 개의 공진기(134)들 각각에 의해 형성되는 복수 개의 LC 병렬 공진 회로(L1 ~ L9, C9 ~ C16)들을 포함한다.
이 실시예에서, LC 병렬 공진 회로(L1 ~ L9, C9 ~ C16)들은 8 개의 공진기(160)들과 전송 선로(140)의 동축 라인에 의해 8 개가 형성되고, 이들은 커패시터(C1 ~ C8)들 각각에 대해 상호 병렬로 연결된다.
이러한 본 발명의 대역 저지 필터(100)는 튜닝용 봉(150)을 이용하여 커패시터(C1 ~ C8)를 가변 조절함으로써, 전송 선로(140)와 공진기(134) 간의 커플링 량을 가변 조절한다.
그리고 도 10 및 도 11은 본 발명의 반사 손실용 튜닝봉을 적용하기 전후에 따른 주파수 특성을 도시한 파형도들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 대역 저지 필터(100)의 구성에서 튜닝용 봉(150)을 이용하지 않은 튜닝 전(도 10)과, 튜닝용 봉(150)을 이용하여 튜닝한 후(도 11)의 신호 파형을 비교한 것으로, 도 11에 도시된 파형에서는 통과 대역(C, C')에서의 신호의 세기가 도 10에 도시된 것(A, A')보다 낮음을 알 수 있다. 이는 통과 대역(C, C')에서 신호의 세기가 작을 수록 주파수 특성이 높음을 의미한다. 여기서 B, D 각각은 저지 대역을 나타낸 것이다.
따라서 본 발명의 대역 저지 필터(100)는 튜닝용 봉(150)을 구비함으로써, 전송 선로(140)의 길이를 줄일 수 있으며, 통과 대역(C, C')에서의 반사 손실이 작다.
이상에서, 본 발명에 따른 대역 저지 필터의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
100 : 대역 저지 필터 110 : 하우징
112 : 입력 포트 114 : 출력 포트
120 : 하우징 커버 122 : 튜닝 볼트
130 : 공동 132 : 격벽
134 : 공진기 136 : 윈도우
138 : 연결 통로 140 : 전송 선로
142 : 연결 바 150 : 튜닝용 봉
152 : 튜닝용 봉 조절나사 154 : 몸체

Claims (6)

  1. 대역 저지 필터에 있어서:
    상부가 개방되고 측면에 입력 포트와 출력 포트를 구비하며, 내부가 격벽에 의해 일정 간격 구획되어 복수 개의 공동을 형성하는 하우징과;
    상기 하우징의 상부를 덮는 하우징 커버와;
    상기 공동의 일측에 설치되는 복수 개의 공진기들과;
    상기 공진기들 상부에 설치되어 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 간에 신호를 전송하도록 상기 입력 포트와 상기 출력 포트를 연결하는 전송 선로와;
    상기 공동의 일측에 대응하여 상기 하우징 커버에 설치되고, 상기 하우징 커버와 상기 전송 선로 간의 커플링 량을 조절하는 복수 개의 튜닝 볼트 및;
    상기 공동의 타측에서 상기 전송 선로의 측면에 설치되고, 상기 전송 선로와의 간격을 조절하여 상기 전송 선로와 상기 공진기 간의 커플링 량을 조절하는 튜닝용 봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 저지 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝용 봉은;
    상기 공동의 타측에 대응하여 상기 하우징 커버에 설치되는 복수 개의 튜닝용 봉 조절나사 및;
    상부가 상기 튜닝용 봉 조절나사와 결합되고, 상기 공동의 타측에 위치되어 상기 튜닝용 봉 조절나사에 의해 상하로 이동되어 상기 전송 라인과의 간격이 조절되는 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 저지 필터.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝용 봉은 상기 대역 저지 필터의 통과 대역에 대한 커플링 량을 조절하고, 상기 튜닝 볼트는 상기 대역 저지 필터의 저지 대역에 대한 커플링 량을 조절하는 것을 특징으로 하는 대역 저지 필터.
  5. 제 1 항 내지 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전송 선로는 상기 격벽의 일부가 개방된 윈도우 상에 설치되고, 상기 공동들이 복수 개의 열로 배열되는 경우, 상기 열에 대응하여 동일한 구조로 복수 개가 구비되며, 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 사이의 신호 전송 경로에 따라 복수 개의 상기 전송 선로들을 연결하는 적어도 하나의 연결 바를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대역 저지 필터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전송 선로는;
    상기 입력 포트와 상기 출력 포트를 연결하여 신호를 전송하는 동축 라인과, 상기 동축 라인보다 큰 직경을 갖고 외주면이 상기 공진기들 각각의 상부면과 일정 간격 이격되게 배치하는 용량성 도체로 구성되며, 상기 동축 라인은 상기 격벽의 상기 윈도우 상에 위치하고, 상기 용량성 도체는 상기 공진기의 상부면에 위치하되;
    상기 튜닝용 봉의 상기 몸체는 상기 용량성 도체의 일측에 배치되는 것을 특징으로 하는 대역 저지 필터.
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