KR101307107B1 - 유전체 공진기 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유전체 공진기 필터에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예와 관련된 유전체 공진기 필터는 캐비티가 형성되며 일면이 개방되는 하우징; 상기 캐비티에 수용되며 상기 하우징 바닥부에 결합되는 유전체 공진기; 단이 형성되어, 상기 단의 연결면에는 나사산이 형성되고, 상기 하우징의 개방된 일면을 차폐하는 커버; 상기 단의 연결면에 형성된 나산산에 나사 결합되는 결합 볼트를 포함할 있다. 또한, 상기 커버와 상기 유전체 공진기는 상기 결합 볼트에 의해 가압되어 접촉될 수 있다.

Description

유전체 공진기 필터{Dielectric Resonator Filter}
본 발명의 실시예들은 유전체 공진기 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유전체 공진기가 하우징과 안정적으로 접지되어 연결되는 구조를 가지는 유전체 공진기 필터에 관한 것이다.
이동통신에 발달과 더불어 필터, 듀플렉서, 멀티플렉서 등과 같은 RF 장비들에 대한 요구가 급증하고 있다. RF 장비들은 이동통신 시스템의 기지국 등과 같은 곳에서 신호의 필터링, 신호의 분리 및 전달에 이용된다.
RF 필터는 특정 주파수 대역의 신호를 통과시키기 위한 장치로서 이동통신 시스템의 기지국과 같이 하이 파워가 요구되는 장치에는 캐비티 구조를 가진 캐비티 필터가 주로 사용된다.
이동통신 시스템은 점차 고감도의 송수신 성능을 요구하고 있으며 양호한 통화 품질 및 데이터 전송은 필수적으로 요구되고 있다. 따라서, 기지국과 같은 이동통신 시스템에 설치되는 필터는 저손실을 가지면서 불요파를 확실하게 제거할 수 있는 가파른 감쇠 특성을 가질 필요가 있다.
이와 같은 요구를 충족시킬 수 있는 높은 Q 값을 가진 필터로 TM 모드 유전체 공진기 필터가 있다.
TM 모드 유전체 공진기 필터는 온도 특성의 최적화를 위해 전기적으로 접지 상태인 필터의 커버 또는 하우징과 전기적으로 연결된 구조를 가진다.
최근에는 유전체 공진기와 필터 커버 또는 하우징과의 안정적인 접지 구조를 가지는 유전체 공진기 필터에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 유전체 공진기가 하우징과 안정적으로 접지되어 연결되는 구조를 가지는 유전체 공진기 필터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 커버에 형성된 나사산과 나사 결합되는 결합 볼트에 의해 커버와 유전체 공진기가 가압되어 접촉되는 구조를 가진 유전체 공진기 필터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따르면, 캐비티가 형성되며 일면이 개방되는 하우징; 상기 캐비티에 수용되며 상기 하우징 바닥부에 결합되는 유전체 공진기; 단이 형성되어, 상기 단의 연결면에는 나사산이 형성되고, 상기 하우징의 개방된 일면을 차폐하는 커버; 상기 단의 연결면에 형성된 나산산에 나사 결합되는 결합 볼트를 포함하되, 상기 커버와 상기 유전체 공진기는 상기 결합 볼트에 의해 가압되어 접촉되는 유전체 공진기 필터가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 의한 유전체 공진기 필터는 커버에 형성된 나사산과 나사 결합되는 결합 볼트에 의해 커버와 유전체 공진기가 가압되어 접촉되게 함으로써, 보다 안정적인 접지 구조를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 유전체 공진기 필터에서 결합 볼트가 결합되기 전 상태의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 유전체 공진기 필터의 구성 요소인 결합 볼트의 다양한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 유전체 공진기 필터가 설치되는 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 방법으로 설치된 유전체 공진기 필터의 단면도를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예와 관련된 유전체 공진기 필터에 설명하기로 하겠다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 유전체 공진기 필터에서 결합 볼트가 결합되기 전 구조를 나타내는 도면이다.
도시된 구조(100)는 하우징(110), 유전체 공진기(120), 커버(130), 입력 커넥터(140), 출력 커넥터(150)를 포함할 수 있다. 상기 도시된 구조(100)에서 후술할 결합 볼트를 화살표 방향으로 결합하여, 본 발명의 일실시예에 의한 유전체 공진기 필터를 완성할 수 있다.
상기 하우징(110)은 일면이 개방되고, 캐비티(160)가 형성될 수 있다. 하우징(110)은 유전체 공진기 필터 내부의 공진기 등의 구성 요소를 보호하고 전자기파의 차폐 역할을 수행한다. 하우징(110)은 알루미늄 재질을 베이스로 하고, 그 위에 은도금을 한 하우징을 포함할 수 있다. 통상적으로 필터, 도파관과 같은 RF 장비에는 손실을 최소화하기 위해 전기 전도도가 뛰어난 은도금 방법을 사용할 수 있다. 근래에 들어 내식성과 같은 특성 향상을 위해 은도금 이외의 도금법이 사용되기도 하며, 이러한 도금법을 통해 구현된 하우징이 상기 하우징(110)으로 사용될 수도 있다.
상기 하우징(110)은 일면이 개방되고 캐비티(160)가 형성되며, 상기 캐비티(160)에는 유전체 공진기(120)가 설치될 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 하우징(110) 내에 하나의 캐비티와 하나의 유전체 공진기가 설치된 것을 예를 들어 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
캐비티 및 공진기의 수는 유전체 공진기 필터의 차수와 연관될 수 있다. 유전체 공진기 필터의 차수는 삽입 손실 및 스커트 특성과 연관되어 있다. 유전체 공진기 필터의 차수가 높아질수록 감쇠 특성은 높아지나 삽입 손실은 나빠지는 트레이드 오프(Trade-Off) 관계가 있으며, 요구되는 삽입 손실 및 스커트 특성에 의해 유전체 공진기 필터의 차수가 설정될 수 있다.
상기 유전체 공진기(120)는 세라믹과 같은 유전체 재질로 이루어지며, 일례로 원통 형상을 가질 수 있다. 물론, 상기 유전체 공진기(120)는 디스크 형상과 같이 다른 형태로 구현될 수 있으며, 필요에 따라 적절한 형상의 유전체 공진기가 선택될 수 있다.
상기 유전체 공진기(120)는 하우징(110)의 바닥부에 다양한 결합 수단에 의해 결합될 수 있다. 다양한 결합 수단의 일례로 볼트가 있다.
커버(130)는 상기 하우징(110)의 개방된 일면에 배치되어 상기 하우징(110)의 개방된 일면을 덮을 수 있다. 커버(130)는 하우징(110)의 개방된 일면을 커버하여 상기 하우징(110)과 커버(130)가 전자기적인 차폐 상태가 되도록 할 수 있다. 전자기적인 차폐라 전기 기기 따위에 외부로부터의 전자기장의 영향이 미치지 않도록 하거나 내부에서 발생한 전자기장의 영향이 외부에 미치지 않도록 하는 것을 말한다.
또한, 상기 커버(130)는 상기 유전체 공진기(120)와 접촉되게 배치될 수 있다. 상기 커버(130)는 단이 형성된 구조로 구현될 수 있다. 단이 형성된 구조라 함은 일정한 높이의 구조가 아닌 높이가 다른 부분을 포함하고 있는 구조를 말한다.
본 명세서에서 상대적으로 높이가 높은 부분을 상단이라고 하고, 상대적으로 높이가 낮은 부분을 하단이라고 한다. 그리고 상단과 하단을 연결하는 면을 편의상 단의 연결면이라 한다. 일례로 상기 연결면은 상단면과 하단면에 수직으로 형성될 수 있다. 도 1을 통해 살펴보면, 상기 커버(130)는 상단(131), 연결면(132), 및 하단(133)을 포함하고 있다.
또한, 상단(131)에 상대적으로 얇은 두께를 가지는 하단(133)이 상기 유전체 공진기(120)와 접촉될 수 있다. 상기 하단(133)의 두께는 탄성을 가지도록 설정될 수 있다. 즉, 하단(133)은 외력에 의해 그 형상의 변형이 가능하고 원래의 형상으로 복원되려는 탄성을 가지도록 그 두께가 얇은 박막 형상을 가진다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 유전체 공진기(120)의 높이와 상기 하우징(110)의 높이는 차이가 발생할 수 있다. 예를 들어, 유전체 공진기(120)의 높이가 상기 하우징(110)의 높이보다 높을 수 있다. 이 경우, 커버(130)의 하단(133)은 탄성에 의해 상기 유전체 공진기(120)와 상기 하우징(110)의 높이 차에 상응되게 변형될 수 있다. 또한, 커버(130)의 하단(133)은 복원력에 의해 상기 유전체 공진기(120) 및 상기 커버(130)와의 접촉 상태가 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 단의 연결면(132)에는 나사산이 형성되어 볼트가 결합될 수 있다.
상기 커버(130)는 알루미늄 재질로 그 베이스가 형성되고 은 또는 금과 같은 금속 재질에 의해 도금될 수 있다.
하우징(110)과 커버(130)는 다양한 결합 수단에 의해 결합될 수 있다. 예를 들어, 볼트, 아크 용접 등의 결합 수단에 의해 결합될 수 있다.
입력 커넥터(140)는 RF 케이블 등의 전송 선로와 결합되어 RF 신호를 입력받는다. 입력 커넥터(140)를 통해 입력된 RF 신호는 필터를 통해 필터링되어 출력 커넥터(150)를 통해 출력된다.
전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 구조(100)에 화살표 방향으로 후술되는 결합 볼트가 결합되어, 유전체 공진기 필터가 완성될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 구조(100)에 결합되는 결합 볼트의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.
결합 볼트(210)는 단순히 외주면에 나사산이 형성된 형태로, 커버(130)의 연결면(132)에 형성된 나사산에 나사 결합될 수 있다.
결합 볼트(220)는 튜닝 볼트 홀(221)이 형성되어, 상기 튜닝 볼트 홀(221) 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 상기 튜닝 볼트 홀(221)에는 튜닝 볼트가 결합될 수 있다. 본 명세서에서 튜닝 볼트라 함은 각각 다른 공진 주파수를 보상하기 위한 결합되는 볼트로서, 상기 유전체 공진기(120) 중앙에 형성된 홈에 삽입될 수 있다. 즉, 튜닝 볼트는 결합 볼트(220)에 형성된 튜닝 볼트 홀(221) 및 유전체 공진기(120) 중앙에 형성 홀에 삽입될 수 있다.
결합 볼트(230)는 중앙에 하나의 튜닝 볼트 홀(231), 가장 자리 부근에 두 개의 접지 볼트 홀(232)이 형성된 형태이다. 본 명세서에서 접지 볼트라 함은 커버(130)와 유전체 공진기(120)를 가압하여 접촉시키는 볼트를 의미한다. 튜닝 볼트 홀(231), 및 접지 볼트 홀(232)의 내주면에는 나사산이 형성되어, 튜닝 볼트 및 접지 볼트가 각각 결합될 수 있다.
결합 볼트(240)는 하나의 튜닝 볼트 홀(241), 두 개의 접지 볼트 홀(242)이 형성되어 있다는 점에서는 결합 볼트(230)와 유사한 형태이다. 하지만, 결합 볼트(240)는 결합 볼트(230)과 달리 튜닝 볼트 홀(241) 및 접지 볼트 홀(242)의 높이는 상기 결합 볼트(240)의 외주면에 형성된 나사산의 높이보다 낮게 형성되어 있다. 즉, 결합 볼트(240)의 중앙 상단부에서 소정 부분까지 공간으로 형성되어 있다. 상기 공간 하단으로 상기 형성된 몸체에 튜닝 볼트 홀(241) 및 접지 볼트 홀(242)이 형성되어 있다. 그리고 상기 튜닝 볼트 홀(241), 및 접지 볼트 홀(242)의 내주면에는 나사산이 형성되어, 튜닝 볼트 및 접지 볼트가 각각 결합될 수 있다.
상기에 언급된 결합 볼트(210, 220, 230, 240)가 커버(130)의 연결면(132)에 형성된 나사산에 나사 결합됨으로써, 상기 커버(130)와 상기 유전체 공진기(120)가 가압되어, 상기 커버(130)와 상기 유전체 공진기(120)가 안정적인 접지 형태를 유지할 수 있다. 특히, 결합 볼트(230) 또는 결합 볼트(240)에 형성된 접지 볼트 홀(232 또는 242)에 접지 볼트를 결합함으로써, 상기 커버(130)와 상기 유전체 공진기(120)가 가압되어, 상기 커버(130)와 상기 유전체 공진기(120)가 보다 안정적인 접지 형태를 유지할 수 있다.
이하에서는 결합 볼트(240)가 구조(100)에 결합됨으로써, 유전체 공진기 필터가 설치되는 방법에 대해 설명하도록 하겠다.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 유전체 공진기 필터가 설치되는 일례를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 방법으로 설치된 유전체 공진기 필터의 단면도를 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 화살표 방향으로 결합 볼트(240)가 나산산이 형성된 상기 커버(130)의 연결면(132)에 나사 결합될 수 있다. 그리고 튜닝 볼트(310)는 상기 결합 볼트(240)에 형성된 튜닝 볼트 홀(241)에 삽입되고, 접지 볼트(320)는 접지 볼트 홀(242)에 결합될 수 있다.
튜닝 볼트(310)는 각각 다른 공진 주파수를 보상하기 위한 결합되고, 상기 접지 볼트(320)는 커버(130)와 유전체 공진기(120)를 가압하여 접촉시키는 위해 결합된다. 특히, 결합 볼트(240)에 접지 볼트 홀(242)을 2개 이상 형성하여 2개 이상의 접지 볼트(320)를 결합함으로써, 커버(130)와 유전체 공진기(120)와의 가압효과가 커져, 보다 안정적인 접지 효과를 기대할 수 있다.
본 실시예에서 유전체 공진기(120)는 내부에 홀이 형성된 원기둥 형태로 이루어질 수 있다. 상기 결합 볼트(240)가 커버(130)의 연결면(132)에 나사 결합된 경우, 상기 튜닝 볼트 홀(241)은 유전체 공진기(120)는 내부에 홀 상단에 위치하도록 배치되고, 접지 볼트 홀(242)는 유전체 공진기(120)는 내부에 홀이 형성되지 않은 부분의 상단에 위치하도록 배치된다. 상기와 같이, 튜닝 볼트 홀(241) 및 접지 볼트 홀(242)이 배치됨으로써, 튜닝 볼트(310)는 각각 다른 공진 주파수를 보상하기 위한 역할을 수행하고, 접지 볼트(320)는 커버(130)와 유전체 공진기(120)를 가압하여 접촉시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기와 같이 설명된 유전체 공진기 필터는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 캐비티가 형성되며 일면이 개방되는 하우징;
    상기 캐비티에 수용되며 상기 하우징 바닥부에 결합되는 유전체 공진기;
    단이 형성되어, 상기 단의 연결면에는 나사산이 형성되고, 상기 하우징의 개방된 일면을 차폐하는 커버;
    상기 단의 연결면에 형성된 나산산에 나사 결합되는 결합 볼트;
    접지 볼트; 및
    튜닝 볼트를 포함하되,
    상기 커버와 상기 유전체 공진기는 상기 결합 볼트에 의해 가압되어 접촉되고, 상기 결합 볼트는 상기 접지 볼트 및 상기 튜닝 볼트가 나사 결합되도록, 내주면에 나사산이 형성된 접지 볼트 홀, 및 튜닝 볼트 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 결합 볼트는
    적어도 2개의 접지 볼트 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 커버는
    상단 및 하단을 포함하되,
    상기 커버의 하단이 상기 유전체 공진기와 접촉되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 접지 볼트 홀 및 상기 튜닝 볼트 홀의 높이는
    상기 결합 볼트의 외주면에 형성된 나사산의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
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