KR101386942B1 - 조립식 다중 대역 통과 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제작 표준화, 소형화 및 매칭 특성이 용이하게 조절하기 위한 조립식 다중 대역 통과 필터에 관한 것이다. 조립식 다중 대역 통과 필터는 서로 다른 규격 및 형상을 갖는 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 하우징의 측벽 및 격벽을 형성한다. 또 조립식 다중 대역 통과 필터는 하우징에 하나의 고역 통과 필터와 적어도 하나의 대역 저지 필터를 구비한다. 고역 통과 필터는 인쇄회로기판에 전송 라인 및 공진기 패턴을 형성한다. 대역 저지 필터는 서로 다른 주파수 대역을 필터링하는 제 1 및 제 2 대역 저지 필터를 포함하고, 고역 통과 필터와 상호 직렬로 연결한다. 본 발명에 의하면, 단위 플레이트들을 이용하여 하우징을 형성함으로써, 필터의 다양한 형상에 따른 제작이 용이하고, 필터 제작에 따른 규격의 표준화 및 소형화가 가능하며, 별도의 콤비네이션 장치나 슬릿 장치없이 매칭 특성을 용이하게 조절할 수 있다.

Description

조립식 다중 대역 통과 필터{MULTI BAND PASS FILTER OF ASSEMBLY TYPE}

본 발명은 조립식 다중 대역 통과 필터에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 제조 표준화 및 매칭 특성이 용이하기 위하여, 서로 다른 규격 및 형상을 갖는 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 하우징을 형성하고, 하우징 내부에 하나의 고역 통과 필터와 적어도 하나의 대역 저지 필터가 상호 직렬로 결합되는 조립식 다중 대역 통과 필터에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 입력되는 주파수 신호 중 특정 주파수 대역의 신호만을 통과 또는 저지시키는 고주파 필터를 이용한다. 예를 들어, 이동 통신 시스템의 기지국에는 고주파 신호를 필터링하기 위해 복수 개의 공동(cavity)들을 갖는 필터가 구비되고, 공동들 각각에 공진기가 구비되는 구조를 갖는다. 이러한 고주파 필터는 내부 공간을 형성하는 하우징, 공진기, 커버 및 튜닝 볼트 등으로 이루어진다.

또 고주파 필터는 하우징을 형성하기 위하여, 하나의 금속 재질을 예컨대, 절삭 공정 등으로 가공하여 복수 개의 공동(cavity)들을 형성한다. 즉, 하우징은 내부에 도체로 둘러싸인 금속성 원통 또는 직육면체 등의 수용 공간 즉, 공동을 형성하고, 그 내부에서 공진기를 구비하여 고유 주파수의 전자기장만이 존재하게 함으로써, 초고주파의 공진이 가능하게 하는 구조를 가진다.

이러한 고주파 필터의 하우징에 대한 기술은 다양하게 공개되어 있으며, 본 출원인에 의해 특허 등록된 예를 들어, 국내 등록특허공보 제10-1115321호(공고일 2012년 3월 7일)의 '압입식 조립 필터', 동 등록특허공보 제10-1115322호(공고일 2012년 3월 7일)의 '체결식 조립 필터' 등이 있다.

이 압입식 조립 필터는 적어도 하나 이상의 열과 행을 이루며 이웃하도록 배치되며 공진이 이루어지는 공동이 형성된 육면체 형상의 복수 개의 단위블록이 상호 접촉면 중 어느 한 면에 돌기가 형성되고 다른 한 면에 홈이 형성되어 복수 개의 단위블록들이 상호 체결된다.

그리고 체결식 조립 필터는 적어도 하나 이상의 열과 행을 이루며 이웃하도록 배치되어 공진이 이루어지는 공동을 형성하고, 열 방향과 행 방향을 따라 관통공이 형성된 육면체 형상의 복수 개의 단위블록들이 관통공에 스크류축이 삽입되어 복수 개의 단위블록들을 상호 체결한다.

이러한 압입식 및 체결식 조립 필터는 복수 개의 공동을 구비해야 하는 필터를 필요한 공동의 개수에 따라 선택적으로 열과 행을 이루도록 조립할 수 있도록 하여 다양한 형태의 필터를 용이하고 신속하게 제작할 수 있으며, 또 단위블록의 조립에 의하여 고주파 필터를 형성함으로써 제작시 오류가 발생하더라도 오류가 발생한 단위블록만을 폐기하면 되므로 필터 제작에 소용되는 재료 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

상술한 종래기술의 압입식 또는 체결식 조립 필터들 각각은 복수 개의 단위블록들과 복수 개의 격벽들을 이용하여 적어도 하나 이상의 열과 행을 이루도록 단위블록들을 상호 체결함으로써, 다양한 형태의 필터를 구현할 수 있는 장점이 있다.

그러나 종래기술의 압입식 또는 체결식 조립 필터들은 단위블록 단위로 제작, 조립하므로, 단위블록들의 단가가 높아서 여전히 제작 비용이 증가되는 문제점이 있으며, 필터의 다양한 형태에 따른 제작 방법의 표준화가 미흡하다.

뿐만 아니라, 단위블록들을 돌기와 홈, 스크류축 및 너트 등으로 결합함에 따라 단위블록들 간의 결합력이 저하되어 PIMD(Passive Intermodulation Distortion)이 발생되는 문제점이 있다.

그리고 이동 통신 대역에서 사용되는 고주파 필터(RF Filter)에는 저역 통과 필터(Low Pass Filter : LPF), 대역 통과 필터(Band Pass Filter : BPF), 고역 통과 필터(High Pass Filter : HPF) 및, 대역 저지 필터(Band Stop Filter : BSF) 등으로 구분된다. 그 중 대역 통과 필터와 대역 저지 필터는 많은 사업자의 등장과 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해 최근 그 사용이 증가하고 있다.

이는 여러 주파수를 잘게 나누어 쓰는 현대의 고주파 이동 통신 시스템에서 원하는 주파수 대역만 정확하게 골라내야 하는 대역 통과 필터와, 모든 주파수 대역은 잘 통과시키면서 특정 대역의 주파수만 통과시키지 않는 대역 저지 필터의 역할이 통화 음질과 직결되기 때문이다. 이러한 고주파 필터의 원리는 인덕턴스(inductance : L)와, 캐패시턴스(Capacitance : C)의 조합에 의한 공진을 이용한다. 따라서 고주파 필터는 인덕턴스 성분과 캐패시턴스 성분을 다양하게 조합함에 따라, 용도에 적합한 대역 저지 필터 또는 대역 통과 필터를 구현할 수 있다.

종래기술에 따른 이동 통신 시스템은 서로 다른 주파수 대역을 통과시키기 위하여, 기지국 시스템과 안테나 사이에 복수 개의 대역 통과 필터들을 상호 병렬로 연결되어 서로 다른 주파수 대역을 통과시킨다. 이를 위해 이동 통신 시스템은 대역 통과 필터들 간의 특성 매칭이 필요하다.

이러한 이동 통신 시스템은 상호 병렬로 연결된 복수 개의 대역 통과 필터들의 특성을 매칭시키기 위하여, 양측 각각에 고주파 신호를 결합하거나 분리하는 콤비네이션 장치 및 스플릿 장치가 필요하게 된다. 그러나 종래기술의 이동 통신 시스템은 병렬로 연결되는 대역 통과 필터들 간의 특성 매칭이 매우 어려워서, 실제 필터 제품으로 구현하기가 어렵다.

본 발명의 목적은 제작 표준화를 위하여, 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 형성되는 하나의 하우징에 서로 다른 필터링 특성을 갖는 필터들을 구비하는 조립식 다중 대역 통과 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 형성되는 하나의 하우징에 하나의 고역 통과 필터와 적어도 하나의 대역 저지 필터를 구비하여 서로 다른 주파수 대역을 통과시키는 조립식 다중 대역 통과 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 형성되는 하나의 하우징에 구비되는 서로 다른 필터링 특성을 갖는 필터들 간의 특성 매칭이 용이한 조립식 다중 대역 통과 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 하우징의 제작 방법을 표준화하고, 이를 통해 제조 단가를 줄일 수 있는 조립식 다중 대역 통과 필터를 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터는 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 하우징의 측벽 및 벽벽을 형성하고, 하우징 내부에 하나의 고역 통과 필터와 적어도 하나의 대역 저지 필터를 구비하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 조립식 다중 대역 통과 필터는 단위 플레이트들을 이용하여 하우징을 형성함으로써, 필터의 다양한 형상에 따른 제작이 용이하고, 필터 제작에 따른 규격의 표준화 및 소형화가 가능하며, 별도의 콤비네이션 장치나 슬릿 장치없이 매칭 특성을 용이하게 조절할 수 있다.

이 특징에 따른 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터는, 제 1 및 제 2 커넥터가 설치되고, 동일한 높이를 가지고 서로 다른 형상 및 폭을 갖는 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 상기 조립식 다중 대역 통과 필터의 외측벽을 형성하거나, 내부에 복수 개의 공동들을 구획하기 위한 격벽을 형성하며, 상기 단위 플레이트들의 하부와 결합되는 베이스 플레이트 및, 상기 단위 플레이트들의 상부와 결합되는 커버 플레이트를 구비하는 하우징과; 상기 단위 플레이트들에 의해 구획된 상기 하우징의 내부 공간에 설치되어 상기 제 1 커넥터와 전기적으로 연결되고, 인쇄회로기판 상에 복수 개의 공진기 패턴들을 형성하는 고역 통과 필터 및; 상기 하우징의 나머지 내부 공간에 상기 단위 플레이트들에 의해 복수 개의 공동들을 형성하고, 상기 베이스 플레이트의 상기 공동들 각각의 위치에 공진기가 설치되며, 상기 고역 통과 필터와 상기 제 2 커넥터 사이에 제공되는 적어도 하나의 대역 저지 필터를 포함한다.

이 특징에 따른 한 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 대역 저지 필터는; 상기 공동들 중 일부가 상기 고역 통과 필터와 인접하게 배열되고, 상기 일부의 내부에 설치된 상기 공진기들에 나란하게 설치되는 전송 선로를 구비하여 상기 고역 통과 필터와 상호 직렬로 연결되는 제 1 대역 저지 필터와; 상기 공동들 중 나머지가 상기 제 1 대역 저지 필터와 상기 제 2 커넥터 사이에 배열되고, 상기 나머지의 내부에 설치된 상기 공진기들에 나란하게 설치되는 상기 전송 선로를 통해 상기 제 1 대역 저지 필터와 상호 직렬로 연결되는 제 2 대역 저지 필터를 포함한다.

다른 실시예에 있어서, 상기 단위 플레이트들은 제 1 내지 제 6 단위 플레이트들로 구비되되; 상기 제 1 내지 상기 제 3 단위 플레이트들은 상기 하우징의 외측벽을 형성하고, 상기 제 3 내지 상기 제 6 단위 플레이트들은 상기 하우징의 내측에 설치되어 상기 고역 통과 필터의 내부 공간 및 상기 공동들을 각각 구획하며; 상기 제 1 단위 플레이트는 상하 대칭 구조로 구비되고, 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트에 대응하여 1 차 굴곡되어 상기 제 1 및 상기 제 2 커넥터가 설치된 모서리 부분에 설치되고; 상기 제 2 단위 플레이트는 상하 대칭 구조로 구비되고, 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트에 대응하여 1 차 굴곡되어 상기 제 1 및 상기 제 2 커넥터가 설치되지 않은 다른 모서리 부분에 설치되고; 상기 제 3 단위 플레이트는 상기 하우징의 상기 제 1 단위 플레이트들 사이의 외측벽과, 상기 제 1 및 제 2 단위 플레이트들 사이의 외측벽과, 상기 제 2 단위 플레이트들 사이 그리고 2 개의 상기 공동들의 외측벽 또는 격벽에 일부가 개방된 윈도우가 없는 2 개의 상기 공동들의 격벽에 설치되고; 상기 제 4 및 상기 제 5 단위 플레이트들은 상호 이격되게 설치되어 상기 윈도우를 갖는 상기 공동들의 격벽에 설치되며; 그리고 상기 제 6 단위 플레이트는 상기 고역 통과 필터와 상기 대역 저지 필터 사이의 일부 격벽과, 서로 다른 행의 양단에 위치하는 상기 공동들을 전기적으로 연결하기 위한 공간에 인접하는 상기 공동의 격벽에 설치된다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 복수 개의 제 1 결합홀들을 구비하고; 상기 커버 플레이트는 복수 개의 제 2 결합홀들을 구비하되; 상기 제 1 내지 상기 제 6 단위 플레이트들 각각은 상기 베이스 플레이트의 상기 제 1 결합홀들에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 1 돌기와, 상기 커버 플레이트의 상기 제 2 결합홀들에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 2 돌기들을 구비한다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 상기 공진기가 설치되는 설치홈을 구비하되; 상기 설치홈에는 상기 공진기가 압입 결합되도록 내측으로 돌출되는 적어도 하나의 체결 돌기가 구비된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터는 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 하우징의 측벽 및 격벽을 형성함으로써, 제작 표준화가 가능하다.

또 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터는 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 형성된 하우징 내부에 하나의 고역 통과 필터와 적어도 하나의 대역 저지 필터를 구비함으로써, 서로 다른 주파수 필터링 특성을 갖는 필터들 간의 특성 매칭이 용이하다.

또한 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터는 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 하우징의 제작 표준화가 가능하므로, 필터의 제조 단가를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조립식 다중 대역 통과 필터의 개략적인 구성을 도시한 도면;
도 2는 도 1에 도시된 조립식 다중 대역 통과 필터의 구성을 나타내는 사시도;
도 3은 도 2에 도시된 조립식 다중 대역 통과 필터의 내부 구성을 나타내는 도면;
도 4는 도 2에 도시된 베이스 플레이트의 구성을 나타내는 도면;
도 5는 도 2에 도시된 커버 플레이트의 구성을 나타내는 도면;
도 6 내지 도 11은 도 3에 도시된 도시된 조립식 다중 대역 통과 필터의 다양한 형상 및 크기를 갖는 단위 플레이트들을 각각 나타내는 사시도들;
도 12는 도 3에 도시된 조립식 다중 대역 통과 필터의 공진기와 베이스 플레이트의 결합 상태를 나타내는 사시도; 그리고
도 13은 도 3에 도시된 고역 통과 필터의 상세한 구성을 도시한 도면이다.

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 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명은 본 출원인에 의해 2012년 2월 6일자로 특허 출원된 국내 출원번호 제10-2012-0011574호의 '다중 대역 통과 필터'에 대한 개량 발명에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 조립식 다중 대역 통과 필터의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 조립식 다중 대역 통과 필터의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 하나의 하우징(110) 내부에 설치되는 하나의 고역 통과 필터(120)와, 적어도 하나의 대역 저지 필터(130)를 포함한다. 또 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 하우징(110)을 형성하는 베이스 플레이트(160)와, 커버 플레이트(170) 및 복수 개의 단위 플레이트(111 ~ 118)들을 포함한다. 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 하우징(110)의 측벽에 설치되어, 신호를 입력 및 출력하는 입력 및 출력 커넥터(102, 104)가 구비된다. 또 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 커버 플레이트(120)에 복수 개의 튜닝 볼트(172)가 설치된다.

단위 플레이트(111 ~ 118)들과, 베이스 플레이트(160) 및 커버 플레이트(170)는 조립식 다중 대역 통과 필터(100)의 주파수 특성에 대응하여 설계되는 복수 개의 공동(도 3의 132)들의 갯수와 크기 등의 배열에 따라 서로 다른 규격과 형상을 갖도록 금속 재질의 원판으로부터 커팅(cutting) 또는 펀칭(punching) 등의 공정을 통해 표준화된 형태로 각각 제작하고, 단위 플레이트(111 ~ 118)들과, 베이스 플레이트(110) 및 커버 플레이트(120)를 결합하며, 결합된 부위를 납땜, 용접 또는 브레이징 공정 등으로 접합하여 견고하게 제작할 수 있다.

이러한 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 서로 다른 규격 및 형상을 갖는 복수 개의 단위 플레이트(111 ~ 118)들을 이용하여 하우징(110)의 측벽 및 격벽을 형성하므로, 조립식 다중 대역 통과 필터(100)의 제작 표준화가 가능하다.

또 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 하우징(110) 내부의 입력 커넥터(102)와 출력 커넥터(104) 사이의 신호 전송 경로를 따라 고역 통과 필터(120)와 적어도 하나의 대역 저지 필터(130)가 상호 직렬로 연결된다.

이러한 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 고역 통과 필터(120)로부터 필터링된 고주파 신호를 적어도 하나의 대역 저지 필터(130)를 통해 특정 주파수 대역을 저지하므로, 대역 저지 필터(130)의 갯수에 따라 서로 다른 주파수 대역의 고주파 신호를 통과시킬 수 있다.

이는 이동 통신 시스템에서 하나의 조립식 다중 대역 통과 필터(100)를 이용하여 서로 다른 주파수 대역을 통과시킬 수 있는 효과를 제공한다. 예를 들어, 서로 다른 주파수 대역을 할당받은 복수 개의 이동 통신사별로 서로 다른 주파수 대역을 통과시키거나, 또는 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 용도(예를 들어, Wibro, 4G 등)에 따라, 복수 개의 대역 통과 필터를 구비해야 하는 문제점을 해결할 수 있다.

또 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 도 1과는 달리 하우징(110) 내부에서 적어도 하나의 대역 저지 필터(130), 하나의 고역 통과 필터(120) 순으로 상호 직렬로 연결되어 제공할 수도 있다. 이러한 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 주파수 가역성으로 인해 동일한 기대 특성을 얻을 수 있다.

구체적으로 도 3 내지 도 13을 이용하여 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터의 구성을 설명한다.

도 3은 도 2에 도시된 조립식 다중 대역 통과 필터의 내부 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 베이스 플레이트의 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 2에 도시된 커버 플레이트의 구성을 나타내는 도면이고, 도 6 내지 도 11은 도 3에 도시된 도시된 조립식 다중 대역 통과 필터의 다양한 형상 및 크기를 갖는 단위 플레이트들을 각각 나타내는 사시도들이고, 도 12는 도 3에 도시된 조립식 다중 대역 통과 필터의 공진기와 베이스 플레이트의 결합 상태를 나타내는 사시도이며, 그리고 도 13은 도 3에 도시된 고역 통과 필터의 상세한 구성을 도시한 도면이다.

구체적으로 도 3을 참조하면, 이 실시예의 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 하우징(110)의 측벽 및 격벽을 형성하기 위하여, 복수 개의 단위 플레이트(111 ~ 118)들을 포함한다. 단위 플레이트(111 ~ 118)들과, 베이스 플레이트(160) 및 커버 플레이트(170)는 하우징(110)의 제조 표준화가 가능하도록 제공된다.

또 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 하나의 하우징(110)의 내부에 하나의 고역 통과 필터(High Pass Filter : HPF)(120)와, 두 개 즉, 듀얼 대역 저지 필터(Dual Band Reject Filter : Dual BRF)(130 : 140, 150)를 구비한다. 고역 통과 필터(120)와 듀얼 대역 저지 필터(130)는 입력 커넥터(102)와 출력 커넥터(104) 사이에서 상호 직렬로 연결된다.

입력 커넥터(102)와 출력 커넥터(104) 각각은 하우징(110)의 외부로부터 내부로 장착된다. 입력 커넥터(102)는 하우징(110)의 내부에서 고역 통과 필터(120)의 회로 패턴에 전기적으로 연결되고, 출력 커넥터(104)는 하우징(110)의 내부에서 듀얼 대역 저지 필터(130)에 전기적으로 연결된다. 이 실시예에서 입력 커넥터(102)와 출력 커넥터(104)는 하우징(110)의 동일한 측면에서 이격되게 설치된다.

하우징(110)은 복수 개의 단위 플레이트(111 ~ 118)들에 의해 내부 공간이 구획된다. 즉, 하우징(110)은 입력 커넥터(102)에 근접한 내부의 일측에 고역 통과 필터(120)가 설치되는 공간을 제공하고, 내부의 나머지 부분에 듀얼 대역 저지 필터(130)가 설치되는 공간을 제공한다. 하우징(110)의 나머지 부분에서는 가로 세로 방향으로 배열되는 복수 개의 공동(132)들을 형성한다.

공동(132)들은 하우징(110) 내부의 나머지 부분에서 복수 개의 행과 복수 개의 열을 갖도록 배치된다. 공동(132)들 각각에는 공진기(134)가 설치되며, 공진기(134)들 일측에 배치되어, 입력 커넥터(102)와 출력 커넥터(104) 사이를 전기적으로 연결하는 전송 선로(138)가 구비된다. 또 공동(132)들은 신호 전송 경로에 따라 인접하는 공동(132)들 사이에 격벽의 일부가 개방되는 윈도우(136)가 형성된다.

또 공동(132)들 중 서로 다른 행(또는 열)에 배치되는 전송 선로(138)들을 전기적으로 연결하기 위하여 복수 개의 연결 선로(142)를 구비한다. 연결 선로(142)들 각각은 서로 다른 행(또는 열)의 끝단에 배치되는 공동(132)들을 상호 커플링하도록 제공된다. 또 전송 선로(138)들은 공진기(134)들과의 간격이 일정하게 유지되도록 지지하는 지지부재(144)에 의해 일부 격벽에 고정된다. 따라서 공동(132)들은 상호 직렬로 연결되어, 지그재그 방향으로 커플링된다.

고역 통과 필터(HPF)(120)는 도 13에 도시된 바와 같이, 하우징(110)의 내부 일측 즉, 입력 커넥터(102)에 근접된 부분에 설치된다. 고역 통과 필터(120)는 일단(124a)이 하우징(110) 내부의 일측에서 입력 커넥터(102)와 전기적으로 연결되고, 타단(124b)이 듀얼 대역 저지 필터(130)와 전기적으로 연결된다.

고역 통과 필터(120)는 인쇄회로기판(122) 상에 회로 패턴(124)이 형성된다. 회로 패턴(124)은 전송 선로와 복수 개의 공진기 패턴들을 형성한다. 고역 통과 필터(120)는 예컨대, 유전체 기판(122)에 전도성의 마이크로스트립 회로 패턴(124)으로 전송 선로 및 공진기 패턴들을 형성한다. 이러한 고역 통과 필터(120)는 마이크로스트립 회로 패턴(124)이 유전체 기판(122)의 일면에 일정 두께 (예를 들어, 약 10 ㎛)로 은도금되고, 이들 마이크로스트립 회로 패턴(124)들 사이의 간격과 마이크로스트립 회로 패턴(124)의 폭, 넓이 등을 조절하여 원하는 고역의 주파수 대역을 통과시키는 전송 선로 및 공진기 패턴이 설계된다.

다시 도 3을 참조하면, 듀얼 대역 저지 필터(Dual BRF)(130)는 제 1 및 제 2 대역 저지 필터(140, 150)로 구성된다. 제 1 및 제 2 대역 저지 필터(140, 150)는 서로 다른 주파수 대역을 각각 저지한다. 예를 들어, 제 1 대역 저지 필터(140)는 제 2 대역 저지 필터(150)보다 낮은 주파수 대역을 저지한다.

제 1 및 제 2 대역 저지 필터(140, 150)들 각각은 복수 개의 공동(132)들을 구비하고, 공동(132)들 각각에는 공진기(134)가 설치된다. 공진기(134)들은 막대 또는 봉 형상으로 구비되며, 공동(132)의 하부에서 상부 방향으로 수직하게 설치된다. 예컨대, 제 1 대역 저지 필터(140)의 공진기(134)들은 저대역 주파수를 저지하는 저대역 저지 공진기로 구비되고, 제 2 대역 저지 필터(150)의 공진기(134)들은 고대역 주파수를 저지하는 고대역 저지 공진기로 구비된다.

또 제 1 및 제 2 대역 저지 필터(140, 150)들 각각은 신호 전송을 위한 전송 선로(138)가 설치된다. 전송 선로(138)는 격벽의 일부가 개방된 윈도우(136)에 설치되어 공진기(134)의 측면에 배치된다. 따라서 전송 선로(138)는 공진기(134)들과 나란하게 배치된다. 또 전송 선로(138)는 연결 선로(142)를 통해 해당 공진기들을 커플링한다.

전송 선로(138)는 예컨대, 금속 재질로 구비되고, 양단 각각이 하우징(110) 내부에서 고역 통과 필터(120)의 회로 패턴(124b)과 출력 커넥터(104)에 전기적으로 연결된다. 이러한 전송 선로(138)는 고역 통과 필터(120)와 출력 커넥터(104)를 전기적으로 연결하는 동축 라인과, 외주면이 공진기(134) 각각의 측면과 일정 간격 이격되게 배치하는 용량성 도체를 포함하는 구조를 갖는다. 동축 라인은 격벽의 윈도우(136) 상에 위치하고, 용량성 도체는 공진기(134)들의 측면에 대응하는 위치에 배치된다. 즉, 용량성 도체는 일측에 공진기(134)들이 배치되는 위치의 동축 라인 상에 구비된다. 용량성 도체는 동축 라인의 중심축으로부터 외측으로 연장되어 동축 라인보다 큰 직경을 갖는 원통 또는 원기둥 형상으로 구비된다.

이러한 제 1 및 제 2 대역 저지 필터(140, 150)들 각각은 공동(132) 및 공진기(134)의 갯수, 공진기(134)의 크기, 전송 선로(138)의 굵기, 공진기(134)와 전송 선로(138)의 간격 및 단면적 등에 따라 저지되는 주파수 대역 및 저지 대역의 세기가 조절 가능하다.

이와 같은 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 고역 통과 필터(120)에 의해 통과된 고대역의 고주파 신호가 제 1 및 제 2 대역 저지 필터(140, 150)에 의해 2 개의 저지(Band Reject) 구간을 형성함으로써, 실질적으로 서로 다른 주파수 대역을 통과시키는 3 개의 대역 통과(Band Pass) 구간을 형성한다.

따라서 본 발명의 조립식 다중 대역 저지 필터(100)는 하나의 하우징(110) 내부에 인쇄회로기판 타입으로 형성되는 고역 통과 필터(120)와, 공진기 타입으로 형성되는 적어도 하나의 대역 저지 필터(130 : 140, 150)를 상호 직렬로 결합함으로써, 특성 매칭이 용이하고, 서로 다른 주파수 대역을 통과시킬 수 있으며, 소형화가 가능하다.

또 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 베이스 플레이트(160)와, 커버 플레이트(170) 및 복수 개의 단위 플레이트(111 ~ 118)들을 구비한다.

베이스 플레이트(160)는 도 4에 도시된 바와 같이, 조립식 다중 대역 통과 필터(100)의 형상이나 크기 등에 따라 구비되고, 단면이 대체로 직사각형 형태로 구비된다.

베이스 플레이트(160)에는 각 공동(132)들에 대응하는 위치에 공진 기(134)가 가압, 설치되는 복수 개의 설치홈(162)들이 구비된다. 설치홈(162)에는 도 12에 도시된 바와 같이, 나사 체결없이 공진기(134)가 견고하게 압입, 결합되도록 적어도 하나의 체결 돌기(162a)를 구비한다. 따라서 체결 돌기(162a)들에 의해 공진기(134)와 설치홈(162) 사이의 결합력을 향상시켜서 나사 체결시에 발생되는 PIM 특성에 대한 문제점을 해소시킬 수 있다.

또 베이스 플레이트(160)는 단위 플레이트(111 ~ 118)들의 하부와 결합된다. 이를 위해 베이스 플레이트(160)에는 단위 플레이트(111 ~ 118)들에 대응하는 위치에 형성되어 단위 플레이트(111 ~ 118)들의 하부와 결합되는 복수 개의 제 1 결합홀(164)들을 구비한다. 이 제 1 결합홀(164)들은 단위 플레이트(111 ~ 118)들 각각의 하부에 구비되는 제 1 돌기(111b ~ 118b)들이 삽입된다.

커버 플레이트(170)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(160)에 대향하여 대체로 베이스 플레이트(160)와 유사한 형상 및 크기를 갖는다. 커버 플레이트(170)는 베이스 플레이트(160)에 설치된 단위 플레이트(111 ~118)들의 상부와 결합된다. 커버 플레이트(170)는 베이스 플레이트(160)와 단위 플레이트(111 ~118)들에 의해 형성된 하우징(110)의 개방된 상부를 덮는다.

커버 플레이트(170)는 베이스 플레이트(160)에 설치된 복수 개의 공진기(134)들 각각에 대응하는 위치에 주파수 튜닝을 위한 복수 개의 튜닝 볼트(172)를 구비한다. 튜닝 볼트(172)는 공진기(134)들 각각의 상부에 대응하여 커버 플레이트(170)에 설치되고, 공진기(134)와의 간격을 조절하여 커플링 량을 조절한다. 따라서 커버 플레이트(170)에는 튜닝 볼트(172)들이 각각 관통 설치되는 복수 개의 설치홀(174)들이 형성된다. 또 커버 플레이트(170)는 공동(132)들 사이에서 신호 전송 경로에 따라 일부가 개방되는 윈도우(136) 각각에 설치되는 복수 개의 커플링 볼트(미도시됨)를 더 구비할 수 있다.

또 커버 플레이트(170)는 단위 플레이트(111 ~118)에 대응하여 복수 개의 제 2 결합홀(176)들이 형성된다. 이 제 2 결합홀(176)들은 단위 플레이트(111 ~118)들 각각의 상부에 구비되는 제 2 돌기(111a ~ 118a)들이 삽입된다. 따라서 제 1 및 제 2 결합홀(164, 176)들 각각은 구획되는 공동(132)의 격벽 및 측벽에 대응하여 베이스 플레이트(160)와 커버 플레이트(170) 각각에 형성된다.

그리고 단위 플레이트(111 ~ 118)들은 도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 동일한 높이를 갖으며, 예를 들어, 복수 개가 서로 다른 규격(폭) 및 형상을 갖도록 제공된다. 이러한 단위 플레이트(111 ~ 118)들은 하우징(110)의 제조 표준화를 위해 그 종류의 갯수를 최소화하여 구비되는 것이 바람직하다. 이 실시예에서 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 하우징(110)의 내부 공간을 최소화하고, 고역 통과 필터(120)와 듀얼 대역 저지 필터(130)가 적절하게 배치될 수 있도록 제 1 내지 제 6 단위 플레이트(111 ~ 118)들을 포함한다. 예컨대, 제 1 내지 제 3 단위 플레이트(111 ~ 115)들은 하우징(110)의 외측벽을 형성하고, 제 3 내지 제 6 단위 플레이트(115 ~ 118)들은 하우징(110)의 내측에 설치되어 고역 통과 필터(120)의 내부 공간 및 듀얼 대역 저지 필터(130)의 공동(132)들을 구획한다.

구체적으로, 제 1 단위 플레이트(111, 112)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상하 대칭 구조로 구비되어 입력 커넥터(102) 또는 출력 커넥터(104)가 설치된 모서리 부분의 측벽 플레이트로서 구비된다. 제 1 단위 플레이트(111, 112)는 베이스 플레이트(160) 및 커버 플레이트(170)의 형상에 대응하여 'ㄱ'자 형상으로 1 차 굴곡된다.

이 실시예에서 제 1 단위 플레이트(111, 112)는 1 차 굴곡된 형상에 의해 하부에 적어도 2 개의 제 1 돌기(111b)들이 구비되고, 상부에 적어도 2 개의 제 2 돌기(111a)들이 구비된다. 제 1 돌기(111b)들은 베이스 플레이트(160)의 제 1 결합홀(164)에 각각 삽입, 결합된다. 또 제 1 단위 플레이트(111, 112)는 입력 커넥터(102) 또는 출력 커넥터(104)가 삽입, 설치되는 관통홀(111c)이 구비된다.

제 1 단위 플레이트(111, 112)는 입력 커넥터(102) 또는 출력 커넥터(104)가 설치되는 일면이 공동(132)의 세로 길이에 대응하여 일정 크기의 제 1 폭(d1)을 가지고, 타면이 제 1 폭(d1)보다 큰 제 2 폭(d2)을 갖는다.

물론 이 실시예의 제 1 단위 플레이트(111, 112)는 1 차 굴곡된 형상으로 제공되고 있지만, 입력 커넥터(102) 또는 출력 커넥터(104)가 설치되는 관통홀이 형성된 제 3 단위 플레이트(115)와, 제 6 단위 플레이트(118)들로 대체 가능하다. 또 제 1 단위 플레이트(111, 112)는 제 2 단위 플레이트(113, 114)로도 대체 가능하다. 이 때, 제 2 단위 플레이트(113, 114)에는 입력 커넥터(102) 또는 출력 커넥터(104)가 설치되는 관통홀이 형성된다.

제 2 단위 플레이트(113, 114)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상하 대칭 구조로 구비되어 입력 커넥터(102) 또는 출력 커넥터(104)가 설치되지 않은 다른 모서리 부분의 측벽 플레이트로서 구비된다. 제 2 단위 플레이트(113, 114)는 입력 커넥터(102) 또는 출력 커넥터(104)가 설치되는 관통홀을 제외하고는 제 1 단위 플레이트(111, 112)와 대체로 동일한 형상 즉, 베이스 플레이트(160) 및 커버 플레이트(170)의 형상에 대응하여 'ㄱ'자 형상으로 1 차 굴곡된다. 제 2 단위 플레이트(113, 114)는 일면이 제 1 폭(d1), 타면이 제 2 폭(d2)을 갖도록 구비된다.

제 2 단위 플레이트(113, 114) 또한 1 차 굴곡된 형상에 의해 하부에 적어도 2 개의 제 1 돌기(113b)들이 구비되고, 상부에 적어도 2 개의 제 2 돌기(113a)들이 구비된다. 물론 제 1 단위 플레이트(113, 114)는 제 3 단위 플레이트(115)와 제 6 단위 플레이트(118)들로 대체 가능하다.

제 3 단위 플레이트(115)는 하우징(110)의 외측벽 또는 공동(132)의 일부 격벽을 형성한다. 이 실시예에서 제 3 단위 플레이트(115)는 제 1 단위 플레이트(111, 112)들 사이의 외측벽, 제 1 및 제 2 단위 플레이트(111, 114 및 112, 113) 사이의 외측벽, 제 2 단위 플레이트(113, 114)들 사이의 외측벽을 형성한다. 또 제 3 단위 플레이트(115)는 2 개의 공동(132)들의 외측벽 또는 윈도우(136)가 없는 2 개의 공동(132)들의 격벽을 형성한다.

또 제 3 단위 플레이트(115)는 도 8에 도시된 바와 같이, 하부에 적어도 2 개의 제 1 돌기(115b)들이 구비되고, 상부에 적어도 2 개의 제 2 돌기(115a)들이 구비되며, 2 개의 공동들의 가로 길이에 대응하는 제 1 폭(d1)을 갖는다.

제 4 및 제 5 단위 플레이트(116, 117)는 상호 이격되게 설치되어 일부가 개방된 윈도우(136)를 갖는 공동(132)들의 격벽을 형성한다. 제 4 및 제 5 단위 플레이트(116, 117) 각각은 도 9 또는 도 10에 도시된 바와 같이, 하부에 적어도 1 개의 제 1 돌기(116b, 117b)들이 구비되고, 상부에 적어도 1 개의 제 2 돌기(116a, 117a)들이 구비된다. 또 제 4 및 제 5 단위 플레이트(116, 117) 각각은 2 개 사이에 윈도우(136)가 형성되도록 제 3 폭(d3) 또는 제 4 폭(d4)을 갖는다. 이 때, 제 4 폭(d4)은 제 3 폭(d3) 보다 크고, 제 1 폭(d1)보다 작게 구비되어 제 4 및 제 5 단위 플레이트(116, 117) 사이에 윈도우(136)가 형성될 수 있다.

그리고 제 6 단위 플레이트(118)는 고역 통과 필터(120)와 듀얼 대역 저지 필터(130) 사이의 일부 격벽과, 연결 선로(142)가 설치되는 공간에 인접하는 공동(132)의 일부 격벽을 형성한다. 이 실시예의 제 6 단위 플레이트(118)는 도 11에 도시된 바와 같이, 하부에 적어도 2 개의 제 1 돌기(118b)들이 구비되고, 상부에 적어도 2 개의 제 2 돌기(118a)들이 구비된다. 또 제 6 단위 플레이트(118)는 제 3 단위 플레이트(115)의 제 1 폭(d1) 보다 큰 제 5 폭(d5)을 갖는다.

이들 제 1 내지 제 6 단위 플레이트(111 ~ 118)들 각각은 베이스 플레이트(160)의 제 1 결합홀(164)들에 제 1 돌기(111b ~ 118b)들이 삽입 결합되고, 커버 플레이트(170)의 제 2 결합홀(176)들에 제 2 돌기(111a ~ 118a)들이 삽입 결합되어 하우징(110)을 형성한다.

이러한 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 베이스 플레이트(160)와 커버 플레이트(170)를 원하는 공동(132)의 갯수와 크기에 따라 금속 재질의 원판으로부터 커팅(cutting) 또는 펀칭(punching)하여 용이하게 제작하고, 공동(132)의 폭 및 갯수에 대응하여 표준화된 형태의 단위 플레이트(111 ~ 118)들을 제작하여 단위 플레이트(111 ~ 118)들과, 베이스 플레이트(160) 및 커버 플레이트(170)에 결합하고, 결합된 부위를 납땜, 용접 또는 브레이징 공정 등으로 접합하여 견고하게 제작할 수 있다.

따라서 본 발명의 조립식 다중 대역 통과 필터(100)는 서로 다른 규격 및 형상을 갖는 복수 개의 단위 플레이트(111 ~ 118)를 이용하여 하우징(110)의 측벽 및 격벽을 형성함으로써, 다양한 형상에 따른 제작이 용이하고, 필터 제작에 따른 규격의 표준화가 가능하다.

이상에서, 본 발명에 따른 조립식 다중 대역 통과 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 : 조립식 다중 대역 통과 필터 102 : 입력 커넥터
104 : 출력 커넥터 110 : 하우징
111 ~ 118 : 단위 플레이트 111a ~ 118a : 제 2 돌기
111b ~ 118b : 제 1 돌기 120 : 고역 통과 필터
130 : 대역 저지 필터 132 : 공동
134 : 공진기 136 : 윈도우
138 : 전송 선로 140 : 제 1 대역 저지 필터
142 : 연결 선로 144 : 지지부재
150 : 제 2 대역 저지 필터 160 : 베이스 플레이트
162 : 설치홈 162a : 체결 돌기
164 : 제 1 결합홀 170 : 커버 플레이트
172 : 튜닝 볼트 174 : 설치홀
176 : 제 2 결합홀

Claims (5)

1. 조립식 다중 대역 통과 필터에 있어서:
   제 1 및 제 2 커넥터가 설치되고, 동일한 높이를 가지고 서로 다른 형상 및 폭을 갖는 복수 개의 단위 플레이트들을 이용하여 상기 조립식 다중 대역 통과 필터의 외측벽을 형성하거나, 내부에 복수 개의 공동들을 구획하기 위한 격벽을 형성하며, 상기 단위 플레이트들의 하부와 결합되는 베이스 플레이트 및, 상기 단위 플레이트들의 상부와 결합되는 커버 플레이트를 구비하는 하우징과;
   상기 단위 플레이트들에 의해 구획된 상기 하우징의 내부 공간에 설치되어 상기 제 1 커넥터와 전기적으로 연결되고, 인쇄회로기판 상에 복수 개의 공진기 패턴들을 형성하는 고역 통과 필터 및;
   상기 하우징의 나머지 내부 공간에 상기 단위 플레이트들에 의해 복수 개의 공동들을 형성하고, 상기 베이스 플레이트의 상기 공동들 각각의 위치에 공진기가 설치되며, 상기 고역 통과 필터와 상기 제 2 커넥터 사이에 제공되는 적어도 하나의 대역 저지 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 다중 대역 통과 필터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 대역 저지 필터는;
   상기 공동들 중 일부가 상기 고역 통과 필터와 인접하게 배열되고, 상기 일부의 내부에 설치된 상기 공진기들에 나란하게 설치되는 전송 선로를 구비하여 상기 고역 통과 필터와 상호 직렬로 연결되는 제 1 대역 저지 필터와;
   상기 공동들 중 나머지가 상기 제 1 대역 저지 필터와 상기 제 2 커넥터 사이에 배열되고, 상기 나머지의 내부에 설치된 상기 공진기들에 나란하게 설치되는 상기 전송 선로를 통해 상기 제 1 대역 저지 필터와 상호 직렬로 연결되는 제 2 대역 저지 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 다중 대역 통과 필터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 단위 플레이트들은 제 1 내지 제 6 단위 플레이트들로 구비되되;
   상기 제 1 내지 상기 제 3 단위 플레이트들은 상기 하우징의 외측벽을 형성하고, 상기 제 3 내지 상기 제 6 단위 플레이트들은 상기 하우징의 내측에 설치되어 상기 고역 통과 필터의 내부 공간 및 상기 공동들을 각각 구획하며;
   상기 제 1 단위 플레이트는 상하 대칭 구조로 구비되고, 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트에 대응하여 1 차 굴곡되어 상기 제 1 및 상기 제 2 커넥터가 설치된 모서리 부분에 설치되고;
   상기 제 2 단위 플레이트는 상하 대칭 구조로 구비되고, 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트에 대응하여 1 차 굴곡되어 상기 제 1 및 상기 제 2 커넥터가 설치되지 않은 다른 모서리 부분에 설치되고;
   상기 제 3 단위 플레이트는 상기 하우징의 상기 제 1 단위 플레이트들 사이의 외측벽과, 상기 제 1 및 제 2 단위 플레이트들 사이의 외측벽과, 상기 제 2 단위 플레이트들 사이 그리고 2 개의 상기 공동들의 외측벽 또는 격벽에 일부가 개방된 윈도우가 없는 2 개의 상기 공동들의 격벽에 설치되고;
   상기 제 4 및 상기 제 5 단위 플레이트들은 상호 이격되게 설치되어 상기 윈도우를 갖는 상기 공동들의 격벽에 설치되며; 그리고
   상기 제 6 단위 플레이트는 상기 고역 통과 필터와 상기 대역 저지 필터 사이의 일부 격벽과, 서로 다른 행의 양단에 위치하는 상기 공동들을 전기적으로 연결하기 위한 공간에 인접하는 상기 공동의 격벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 다중 대역 통과 필터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트는 복수 개의 제 1 결합홀들을 구비하고;
   상기 커버 플레이트는 복수 개의 제 2 결합홀들을 구비하되;
   상기 제 1 내지 상기 제 6 단위 플레이트들 각각은 상기 베이스 플레이트의 상기 제 1 결합홀들에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 1 돌기와, 상기 커버 플레이트의 상기 제 2 결합홀들에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 2 돌기들을 구비하는 것을 특징으로 하는 조립식 다중 대역 통과 필터.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트는 상기 공진기가 설치되는 설치홈을 구비하되;
   상기 설치홈에는 상기 공진기가 압입 결합되도록 내측으로 돌출되는 적어도 하나의 체결 돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 다중 대역 통과 필터.

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