KR101546931B1 - 트리플밴드 대역저지 필터 - Google Patents

트리플밴드 대역저지 필터 Download PDF

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KR101546931B1
KR101546931B1 KR1020140114265A KR20140114265A KR101546931B1 KR 101546931 B1 KR101546931 B1 KR 101546931B1 KR 1020140114265 A KR1020140114265 A KR 1020140114265A KR 20140114265 A KR20140114265 A KR 20140114265A KR 101546931 B1 KR101546931 B1 KR 101546931B1
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김남영
왕종
더갈 라젠드라
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광운대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일측면에 따르면, 기판의 일면에 수평라인으로 형성된 마이크로 스트립 전송 라인 패턴; 상기 전송 라인의 일측에 접속되어 외부의 직사각형의 패턴과 상기 직사각형 패턴 내부에 나선형 미엔더 패턴이 조합된 제1 스텝형 임피던스 공진기를 포함하며; 상기 제1 스텝형 임피던스 공진기는, 상기 전송 라인의 일측에 수직으로 접속되는 제1외곽 제1 수직라인과, 상기 제1외곽 제1 수직라인의 종단에서 이어져서 상부 수평라인을 형성한 제1외곽 수평라인, 상기 제1 외곽 수평라인의 종단에서 이어져서 상기 전송라인 패턴과 일정 너비의 카플링 갭을 유지하고 수직라인을 형성한 제1외곽 제2수직라인으로 형성되며, 제1 너비로 형성되는 제1 임피던스 라인 패턴; 상기 제1 임피던스 라인 패턴의 종단과 연결되며, 상기 전송라인 패턴과 상기 카플링 갭을 평행으로 유지하면서 하부 수평라인으로 형성되며 상기 제1 너비보다 작은 제2 너비로 형성되는 제2 임피던스라인 패턴; 및 상기 제2임피던스 라인 패턴의 종단과 연결되며 상기 제1, 2임피던스라인 패턴으로 형성되는 직사각형 패턴의 내부에 나선형 미엔더 패턴으로 형성되며, 상기 제2 너비보다 작은 제3 너비로 형성되는 제3 임피던스라인 패턴; 을 포함하며, 상기 전송 라인 패턴으로부터 상기 제1 스텝형 임피던스 공진기가 배치된 반대측 공간에 상기 전송 라인 패턴을 중심으로 선대칭이 되도록 동일한 치수로 대칭으로 형성된 제2 스텝형 임피던스 공진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터가 제공된다.

Description

트리플밴드 대역저지 필터{Triple-band bandstop filter}
본 발명은 직사각형 형태의 미엔더-라인 스텝형 임피던스 공진기를 포함하여 소형화한 트리플밴드 대역저지 필터 기술에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 복수의 서로 다른 주파수를 혼용하여 사용하기 때문에, 인접한 주파수를 이용하는 서비스들끼리 혼선이 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 무선 통신 시스템에는 하나의 서비스의 주파수 사용시 다른 서비스의 주파수를 저지함으로써, 이들 간의 혼선을 줄일 수 있는 대역저지 필터를 적용하고 있다.
필터는 특정 범위의 주파수만을 통과시키거나 또는 차단하는 기능을 가지는 장치이며, 입력된 주파수 성분 중에서 원하는 주파수 대역만을 통과 또는 차단하여 주파수를 선택할 수 있도록 인덕턴스, 콘덴서, 저항의 조합으로 구성된다.
필터는 주파수가 증가할수록 임피던스가 증가되는 인덕턴스형 코일과, 주파수가 증가할수록 임피던스가 그 반대 특성을 가진 용량성 콘덴서의 조합에 의한 공진으로 구동된다. 공진은 입력 주파수와 회로에서 설정된 주파수가 동일할 때 회로에 진동 전류가 흐르는 현상이다.
대역통과필터는 코일과 콘덴서가 직렬 연결된 경우, 코일의 인덕턴스와 콘덴서의 리액턴스 값이 같아지는 주파수에서 공진이 되어 임피던스의 크기가 최소값이 되어 회로에 최대의 전류가 흐르는 특징을 이용하여 회로를 구성하게 된다.
이와 반대로 코일과 콘덴서가 병렬 연결된 경우에는 특정 주파수에서 공진시 임피던스의 크기가 극대값이 되도록 회로를 구성하여 대역저지필터로 이용된다.
또한, 무선 통신 시스템에 적용되는 휴대용 기기가 발달함에 따라, 대역저지 필터를 포함하는 소자를 소형화하려는 요구가 많아지고 있는데, 종래 필터 설계의 토폴러지는 이러한 초소형 사이즈에 대한 요구를 충족하지 못한다.
또한, 다중 스텝 임피던스 공진기는 다른 스텝 임피던스 라인을 추가하여 다중 대역 필터를 구현하기 위해 적용될 수 있다. 그렇지만, 삽입 손실이 저하할 수 있으며, 토폴러지는 마이크로 스트립 선로를 구부리는 것에 공정이 너무 복잡해 질 것이다. 거기에다 접합 불연속에 의하여, 삽입 손실의 정확한 값을 얻기 위한 복잡성이 증가할 수 있다.
다중 대역 저지 필터를 소형으로 하는 종래 방안으로는, 나선형 공진기를 이용하여 대역저지필터를 제작하고, 나선형 공진기의 중심축에 평행하도록 시간에 따라 변하는 자기장을 가하여 필터링 특성을 얻는 방법을 이용된다.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 10-0893319(나선형 공진기를 이용한 초소형 대역저지 필터)에 개시된다.
대한민국 등록특허공보 10-0893319(나선형 공진기를 이용한 초소형 대역저지 필터)
본 발명은 직사각형 패턴과 그 내부에 형성되는 미엔더-라인 스텝형 임피던스 공진기를 이용하여 세 개의 공진 주파수가 모두 낮은 삽입손실, 우수한 반사손실을 가지며, 극소형으로 형성될 수 있는 트리플밴드 대역저지 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 직사각형 패턴과 그 내부에 형성되는 미엔더-라인 스텝형 임피던스 공진기를 이용하여 유사한 공진 주파수 범위를 가지며 대역폭이 서로 다른 대칭형 및 비대칭형 트리플밴드 대역저지 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 기판의 일면에 수평라인으로 형성된 마이크로 스트립 전송 라인 패턴; 상기 전송 라인의 일측에 접속되어 외부의 직사각형의 패턴과 상기 직사각형 패턴 내부에 나선형 미엔더 패턴이 조합된 제1 스텝형 임피던스 공진기를 포함하며; 상기 제1 스텝형 임피던스 공진기는, 상기 전송 라인의 일측에 수직으로 접속되는 제1외곽 제1 수직라인과, 상기 제1외곽 제1 수직라인의 종단에서 이어져서 상부 수평라인을 형성한 제1외곽 수평라인, 상기 제1 외곽 수평라인의 종단에서 이어져서 상기 전송라인 패턴과 일정 너비의 카플링 갭을 유지하고 수직라인을 형성한 제1외곽 제2 수직라인으로 형성되며, 제1 너비로 형성되는 제1 임피던스 라인 패턴; 상기 제1 임피던스 라인 패턴의 종단과 연결되며, 상기 전송라인 패턴과 상기 카플링 갭을 평행으로 유지하면서 하부 수평라인으로 형성되며 상기 제1 너비보다 작은 제2 너비로 형성되는 제2 임피던스라인 패턴; 및 상기 제2임피던스 라인 패턴의 종단과 연결되며 상기 제1, 2 임피던스라인 패턴으로 형성되는 직사각형 패턴의 내부에 나선형 미엔더 패턴으로 형성되며, 상기 제2 너비보다 작은 제3 너비로 형성되는 제3 임피던스라인 패턴; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 전송 라인 패턴으로부터 상기 제1 스텝형 임피던스 공진기가 배치된 반대측 공간에 상기 전송 라인 패턴을 중심으로 선대칭이 되도록 동일한 치수로 대칭으로 형성된 제2 스텝형 임피던스 공진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터가 제공된다.
또한, 상기 제1 임피던스 라인 패턴의 길이는 상기 제2 임피던스라인 패턴의 길이보다 길고, 상기 제3 임피던스 라인 패턴의 길이는 상기 제1 임피던스 길이보다 긴 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 임피던스 라인 패턴, 제2 임피던스 라인 패턴 및 제3 임피던스라인 패턴으로 형성되는 각 전기적 길이(θ)는 동일한 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 임피던스라인 패턴의 나선형 미엔더 패턴은, 제1 임피던스 라인 패턴의 내측 공간에 형성되는 제1 내부라인, 상기 제1 내부라인의 내측 공간에 형성되는 제2 내부라인 및 제2 내부라인 내측 공간에 형성되는 제3 내부라인으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 내부라인은 상기 제2 임피던스 라인 패턴의 종단에서 상기 제1 외곽 제1 수직라인과 제1 간격을 가지면서 수직으로 이어지는 제1 내측 수직라인과, 상기 제1 내측 수직라인의 종단에서 상기 제1 외곽 수평라인과 제1-1 간격을 가지고 수평으로 이어져서 상부 수평라인을 형성한 제1 내측 수평라인, 상기 제1 내측 수평라인의 종단에서 상기 제1 외곽 제2 수직라인과 제1-3 간격을 가지고 상기 제2 임피던스 라인 패턴의 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성한 제1 내측 제2 수직라인으로 형성되며, 상기 제2 내부라인은 상기 제1 내부라인의 종단에서 제2 간격의 수평 라인을 가지며, 상기 제2 간격의 수평라인의 종단에서 상기 제1 내측 제2 수직라인과 상기 제2 간격을 가지면서 수직으로 이어지는 제2 내측 제1 수직라인과, 상기 제2 내측 제1 수직라인의 종단에서 상기 제1 내측 수평라인과 제2-1 간격을 가지고 수평으로 이어지는 제2 내측 수평라인과, 상기 제2 내측 수평라인의 종단에서 상기 제1 내측 제1 수직라인과 제2-3 간격을 가지고 상기 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성한 제2 내측 제2 수직라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 내부라인은 상기 제2 내부라인의 종단에서 제3 간격의 수평 라인을 가지며, 상기 제3 간격의 수평라인의 종단에서 상기 제2 내측 제2 수직라인과 상기 제3 간격을 가지면서 수직으로 이어지는 제3 내측 제1 수직라인과, 상기 제3 내측 제1 수직라인의 종단에서 상기 제2 내측 수평라인과 제3-1 간격을 가지고 수평으로 이어지는 제3 내측 수평라인과, 상기 제3 내측 수평라인의 종단에서 상기 제2 내측 제1 수직라인과 제3-3 간격을 가지고 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성하여, 종단에는 개방 단부를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전송 라인 패턴의 길이는 10mm로 형성되며, 상기 제1 너비는 0.5mm, 제1 외곽 제1 수직라인의 길이는 3.2mm, 제1 외곽 수평라인의 길이는 6mm, 제1 외곽 제2 수직라인의 길이는 3mm, 상기 제2 너비는 0.36mm, 및 상기 제2 임피던스라인 패턴의 하부 수평라인 길이는 4.55m로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카플링 갭은 0.2mm, 상기 제3 너비는 0.2mm, 및 상기 개방 단부의 개방 폭은 1mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트리플밴드 대역저지 필터의 제1 대역폭은 0.60GHz, 제2 대역폭은 0.64GHz, 제3 대역폭은 0.4GHz인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트리플밴드 대역저지 필터의 제1 대역폭은 1.10GHz, 제2 대역폭은 1.17GHz, 제3 대역폭은 0.72GHz인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트리플밴드 대역저지 필터는 제1 공진 주파수는 2.59 ~ 2.60GHz, 제2 공진 주파수는 6.7 ~ 6.9GHz, 제3 공진 주파수는 10. 6 ~ 10.7GHz 범위에서 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 0.504mm의 두께와 2.52의 유전율을 가진 테프론 기판인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판상에 형성된 트리플 대역 저지 필터는 6.40mm× 10mm의 사이즈로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역저지 필터 및 비대칭형 트리플 대역저지 필터는 대역 폭 특성 등에 따라 선택적으로 통신장비에 적용될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역저지 필터는 종래의 트리플 대역 저지 필터에 비하여 상당히 소형화된 크기를 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 유전상수, 기판 두께 및 사이즈 면에서 비교적 낮은 값을 가지고 있어서, 종래의 필터들에 비하여 소형 통신 장비에 효과적으로 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 넓은 대역 차단 특성을 가지며, 6.40mm×10mm의 현저하게 감소된 크기로 제조될 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 각각의 정지 대역에서 -29.90 dB, -28.29 dB 및 -26.66 dB의 좋은 반사 손실, 세 개의 스톱 밴드 대역인 2.59GHz, 6.80GHz 및 10.62GHz에서 높은 선택성을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 콤팩트 한 소형 크기, 공명 주파수 부근의 양호한 주파수 선택성, 선명하고 깊은 스커트 특징의 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 일 실시 예에 따른 장점을 가지고 있으며, 와이맥스(WiMAX) 애플리케이션에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 일반적인 대역저지필터의 삽입손실 및 스커트 특성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트리플 섹션의 스텝형 임피던스 공진기 구조의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3, 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스텝형 임피던스 공진기를 이용한 비대칭형 트리플밴드 대역저지 필터의 구조를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 대칭형 트리플밴드 대역저지 필터의 구조적 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 대칭형 트리플밴드 대역저지 필터의 구조를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비대칭형 TBBSF의 등가 회로를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 TBBSF의 등가 회로를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 및 비대칭형 TBBSF에 대한 S 파라미터를 그래프로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카플링 갭의 변화에 대한 외부 품질계수를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카플링 갭의 변화에 대한 부하상태의 품질계수를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구현된 대칭형 트리플밴드 대역저지 필터의 이미지를 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
그리고 특정 실시 예들은 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호가 사용된다.
도 1은 일반적인 대역저지필터의 삽입손실 및 스커트 특성을 도시한 것이다.
필터의 성능을 구분할 수 있는 삽입손실은 주파수가 대역저지필터를 포함한 필터를 통과하면서 반사되거나, 또는 손실되는 등의 전력의 손실을 의미한다.
스커트(Skirt) 특성은 필터가 주파수를 통과시키거나 또는 저지시키는 대역의 구분이 얼마나 명확한지를 의미한다.
삽입손실은 주파수가 입력되는 입력 포트에서 출력 포트로 출력되는 주파수를 의미하는 모드인 S21 모드가 0dB와의 차이 정도로 산출된다. 삽입 손실은 주파수가 필터 또는 전송선로를 통과하면서 전력이 손실되는 정도를 나타내므로 적을수록 필터 또는 전송선로의 효율이 좋다고 할 수 있다.
또한, 스커트 특성은 주파수를 통과 또는 저지시키는 구분의 명확성을 나타내고, 스커트 특성은 높을수록 필터 또는 전송선로의 효율이 좋다고 판단할 수 있는데, 이를 구분하기 위해서는 S21 모드의 기울기를 보고 판단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트리플 섹션의 스텝형 임피던스 공진기 구조의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트리플 섹션(Triple section) 스텝형 임피던스 공진기(Stepped Impedance Rresonator: 이하 SIR로 표기함)의 기본적인 구조를 도시한 것이다.
도 2는 입력 특성 임피던스 Z1 , Z2, Z3와 트리플 섹션 SIR의 구성을 보여준다.
도 2(a)를 참조하면, 트리플 섹션 SIR은 제1 섹션(21)과 이어지는 제2 섹션(22) 및 제3 섹션(23)이 케스케이드 형으로 결합되도록 구성됩니다.
제1 섹션(21)은 θ1의 전기적 길이를 가진 낮은 임피던스 Z1섹션이며, 그리고 그 다음으로 이어지는 제2 섹션(22)은 θ2의 전기적 길이를 가진 높은 임피던스의 Z2 섹션으로 이루어진다. 제3 섹션(23)은 θ3의 전기적 길이를 가진 임피던스 Z3의 섹션으로 형성된다.
트리플 섹션 SIR은 각각 세 개의 다른 주파수에서 공진되도록 설계된다.
도 2(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트리플 섹션 스텝형 임피던스 공진기의 물리적 라인의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 에에 따른 주파수 대역에서 최소한의 공간 면적으로 필터를 구성하기 위하여 θ1, θ2, θ3 값에 대응하는 물리적 라인(31, 32, 33)의 폭과 길이를 이용하여 트리플밴드 스텝형 임피던스 공진기 구조를 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스텝형 임피던스 공진기를 이용한 비대칭형 트리플밴드 대역저지 필터의 구조를 도시한 것이다.
도 3, 4는 도 2 (b)의 개념에 따라 직사각형 미엔더 라인 및 나선형상을 도입하여 크기를 줄여서 콤팩트하게 형성될 수 있도록 제안된 형상의 스텝형 임피던스 공진기가 전송라인의 일측에 배치되는 비대칭 구조이다.
도 3, 4를 참조하면, 비대칭형 트리플밴드 대역저지 필터(asymmetric triple-band bandstop filter; 이하 ATBBSF)는 트리플밴드 대역차단 특성과 함께 더 깊은 스커트 특성 성능을 얻을 수 있도록, 0.16λg -0.15λg - 0.83λg 에 해당하는 SIR들이 케스케이딩 구조로 형성된다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 트리플밴드 대역저지 필터(bandstop filter, BSF)는 유도 파장(λg)의 0.16, 0.15배 및 0.83배의 길이를 가지는 각각의 섹션의 길이와 함께 트리 섹션의 미엔더-라인 개방 단부 SIR을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 미엔더-라인 개방 단부 SIR은 θ1의 전기적 길이와 낮은 임피던스의 Z1섹션, 그리고 그 다음으로 이어지는 θ2의 전기적 길이 와 높은 임피던스의 Z2섹션 및 θ3의 전기적 길이와 함께 임피던스 Z3섹션으로 이루어진다.
도 3, 4를 참조하면, 직사각 패턴의 나선형 미엔더-라인 개방 단부 SIR은 비대칭형 밴드저지 필터를 형성하도록 평면 전송 라인의 상반부에 배치된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상이한 특성 임피던스와 세 가지 타입의 미엔더-라인 개방 단부 구조는 세 개의 별개의 공진 주파수를 생성하기 위해 케스케이드 형태로 구현되며, 필터의 크기를 감소시키는 중요한 특징이 된다.
도 3, 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비대칭형 트리플 밴드저지 필터는, 기판의 일면에 50Ω 플래너형 수평라인으로 형성된 마이크로 스트립 전송 라인 패턴(10), 상기 전송 라인(10)의 일측에 접속되어 직사각형의 패턴과 나선형 미엔더 패턴이 조합된 제1 스텝형 임피던스 공진기(50)를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 스텝형 임피던스 공진기(100)는 트리플 저지밴드 대역을 형성하기 위한 제1, 2, 3 임피던스 라인 패턴으로 형성된다.
제1 임피던스 라인 패턴(11, Z1)은 제1 너비(W5')를 가지고 상기 전송 라인 패턴(10)의 일측에 수직으로 접속되는 제1 외곽 제1 수직라인(111)과, 상기 제1 외곽 제1 수직라인의 종단에서 이어져서 상부 수평라인을 형성한 제1 외곽 수평라인(112), 상기 제1 외곽 수평라인의 종단에서 이어져서 상기 전송라인의 일정 폭의 카플링 갭까지 수직라인을 형성한 제1 외곽 제2 수직라인(113)으로 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바람직한 구현 예서는 상기 제1 너비(W5')는 0.5mm, 제1 외곽 제1 수직라인(111, W1')은 3.2mm, 제1 외곽 수평라인(112, L2')은 6mm, 제1 외곽 제2 수직라인(113, W2')은 3mm, 카플링 갭은 0.2mm로 형성된다.
또한, 상기 전송 라인 패턴(10)의 길이(L1')는 10mm로 형성된다.
제2 임피던스 라인 패턴(12, Z2)은, 제2 너비(W8)를 가지고 상기 제1 임피던스 라인(11)의 종단과 연결되며, 상기 전송라인(10)과 상기 카플링 갭(G)을 평행으로 유지하면서 하부 수평라인(115)으로 형성된다.
제2 임피던스 라인 패턴은 상기 제1 너비보다 작은 제2 너비로 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바람직한 구현 예서는 상기 하부 수평라인(115)의 상기 제2 너비(W8)는 0.36mm, 상기 하부 수평라인(115)의 길이(L4')는 4.55mm로 형성된다.
제3 임피던스 라인 패턴(13, Z3)은 제3 너비(W7')를 가지고 상기 제2임피던스 라인 패턴(12)의 종단과 연결되며 상기 제1, 2임피던스라인 패턴으로 형성되는 직사각형 패턴의 내부에 나선형 미엔더 패턴으로 형성되며, 상기 제2 너비보다 작은 제3 너비로 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바람직한 구현 예서는 제3 임피던스 라인(13, Z3)의 기 제3 너비(W7')는 0.2mm로 형성된다.
상기 제1 임피던스 라인 패턴의 길이는 상기 제2 임피던스라인 패턴의 길이보다 길고, 상기 제3 임피던스 라인 패턴의 길이는 상기 제1 임피던스 길이보다 긴 것을 특징으로 한다.
상기 제3 임피던스 라인 패턴(13)의 나선형 미엔더 패턴은, 제1 임피던스 라인의 내측 공간에 형성되는 제1 내부라인(121, 122, 123), 제1 내부라인의 내측 공간에 형성되는 제2 내부라인(131, 132, 133), 제2 내부라인 내측 공간에 형성되는 제3 내부라인(141, 142, 143)으로 이루어진다.
제1 내부라인(121, 122, 123)은, 상기 제2 임피던스 라인(12)의 종단에서부터 제1 임피던스 라인과 간격을 가지면서 절곡되어 내부측을 따라 상기 제2 임피던스 라인과 제2 갭의 간격까지 이어지도록 형성된다.
도 4를 참조하면, 제1 내부라인은 상기 제2임피던스 라인(12)의 종단에서 상기 제1 외곽 제1 수직라인(111)과 제1 간격(W4')을 가지면서 수직으로 이어지는 제1 내측 수직라인(121)과, 상기 제1 내측 수직라인(121)의 종단에서 상기 제1 외곽 수평라인(112) 제1-1 간격을 가지고 수평으로 이어져서 상부 수평라인을 형성한 제1 내측 수평라인(122), 상기 제1 내측 수평라인의 종단에서 상기 제1 외곽 제2 수직라인(113)과 제1-3 간격(W6')을 가지고 제2 임피던스 라인(12)과의 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성한 제1 내측 제2 수직라인(123)으로 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바람직한 구현 예서는 제3 임피던스 라인(13, Z3)의 기 제3 너비(W7')는 0.2mm, 제1 간격(W4')은 0.95mm, 제1-3 간격(W6')은 1.05mm, 제1 내측 수평라인(122)의 길이(L3')는 3mm, 제1 내측 제2 수직라인(123)의 길이(W3')는 1.74mm로 형성된다.
제2 내부라인은, 상기 제1 내부라인의 종단에서 상기 제2 임피던스 라인과 상기 제2 갭 간격을 유지하는 일정 너비의 수평 라인을 가지며, 제1 내부 라인(121)을 따라 절곡되어 상기 제1 내부 라인과 간격을 가지면서 상기 제1 내부라인(121)의 내부측 공간을 따라 돌아서 상기 제2 갭(h)까지 이어지도록 형성된다.
도 4를 참조하면, 제2 내부라인(121)은 상기 제1 내부라인의 종단에서 제2 간격의 수평 라인을 가지며, 상기 제2 간격의 수평라인의 종단에서 상기 제1 내측 제2 수직라인(123)과 상기 제2 간격을 가지면서 수직으로 이어지는 제2 내측 제1 수직라인(133)과, 상기 제2 내측 제1 수직라인(133)의 종단에서 상기 제1 내측 수평라인(122)과 제2-1 간격을 가지고 수평으로 이어지는 제2 내측 수평라인(132) 과, 상기 제2 내측 수평라인(132)의 종단에서 상기 제1 내측 제1 수직라인(121)과 제2-3 간격을 가지고 제2 임피던스 라인 패턴(12)의 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성한 제2 내측 제2 수직라인(131)으로 형성된다.
상기 제3 내부라인(123)은 제2 내부라인(122)의 종단에서 상기 제2 임피던스 라인(122)과 상기 제2 갭(h) 간격을 유지하는 일정 너비의 수평 라인을 가지며, 제2 내부 라인(122)을 따라 절곡되어 상기 제2 내부 라인(122)과 간격을 가지면서 상기 제2 내부라인(122)의 내부측 공간을 따라 돌아서 상기 제2 갭의 간격까지 이어지며 종단에는 개방 단부를 가지는 형상으로 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바람직한 구현 예서는 상기 개방 단부의 개방 구간은 1mm로 형성된다.
도 4를 참조하면, 제3 내부라인(121)은 상기 제2 내부라인의 종단에서 제3 간격의 수평 라인을 가지며, 상기 제3 간격의 수평라인의 종단에서 상기 제2 내측 제2 수직라인(131)과 상기 제3 간격을 가지면서 수직으로 이어지는 제3 내측 제1 수직라인(141)과, 상기 제3 내측 제1 수직라인(141)의 종단에서 상기 제2 내측 수평라인(132)과 제3-1 간격을 가지고 수평으로 이어지는 제3 내측 수평라인(142)과, 상기 제3 내측 수평라인(132)의 종단에서 상기 제2 외곽 제1 수직라인(121)과 제3-3 간격을 가지고 제2 임피던스 라인(12)의 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성한 제3 내측 제2 수직라인(143)으로 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 바람직한 구현 예서는 상기 제3 임피던스 라인(13, Z3)의 제3 길이 폭(W7')은 0.2mm이며, 제1 내부라인(121)의 수평 길이(L3')는 3mm, 하부 수평라인(115)의 상기 제2 너비(W8)는 0.36mm, 상기 하부 수평라인(115)의 길이(L4')는 4.55mm로 형성된다.
본 발명의 일 실시 에에 따른 트리플밴드 대역저지 필터는 0.504mm의 두께와 2.52의 유전율을 가진 테프론 기판상에 설계된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각각 파장 λ1, λ2, 및 λ3에 대응되는 세 공진 주파수는 각각 f 1= 2.59GHz, f 2= 6.88GHz, and f 3= 10.67GHz이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 신뢰성을 높이고 단순화를 위하여 각각의 섹터에 대해 동일한 전기적 길이를 갖도록 구성된다.
예를 들면 도 2에서 전기적 길이는 θ1= θ2= θ3= θ= π/2, 파장의 길이 l 1= l 2= l 3= l 0= λ0/4로 설정될 수 있다.
여기서 λ0 및 l 0는 평균 주파수(f 0) = 6.71GHz에 대응하는 파장의 길이이고, β는 전파상수이며, θ는 전기적 길이이다.
전기적 길이는 다음 (식 1)로 주어진다.
Figure 112014082858369-pat00001
공진에서 낮은 임피던스 섹션의 SIR은 짧은 종단을 나타낸다.
도 2(a)에서 보여주는 SIR의 바닥 부분으로부터 바라보는 어드미턴스(Y)는 다음 식 2로 주어진다.
Figure 112014082858369-pat00002
여기서,
Figure 112014082858369-pat00003
공진 상태에서 Y=0, 일 때, 공진의 최종 조건은 식 4로 나타낸다.
Figure 112014082858369-pat00004
예를 들면,
Figure 112014082858369-pat00005
또한, 전기적 길이가 동일하다고 가정하면, 트리플 섹션 SIR의 기본적인 공진용 조건은 식 6으로 주어진다.
Figure 112014082858369-pat00006
여기서
Figure 112014082858369-pat00007
.
기본 공진 상태에서의 공진기의 총 전기적 길이는 다음 식 7 에 의해 주어진다.
Figure 112014082858369-pat00008
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 Z1 , Z2 및 Z3을 회로 정수에 따라 설정된 값을 선택하여 θ1, θ2와 θ3의 해당 값을 산출하게 된다.
도 5, 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 대칭형 트리플밴드 대역저지 필터(symmetric triple-band bandstop filter 이하 '대칭형 TBBSF'라 함)의 구조를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플밴드 대역저지 필터 필터는 상기 전송 라인에서 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 스텝형 임피던스 공진기(50)가 배치된 반대측 면에 상기 전송 라인을 중심으로 선대칭이 되도록 동일한 치수로 대칭으로 형성된 제2 스텝형 임피던스 공진기(55)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 6에 따른 대칭형 트리플밴드 대역저지 필터는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 4의 비대칭형 트리플밴드 대역저지 필터와 유사한 특징을 가지며, 대역폭은 비대칭 TBBSF의 거의 두 배의 값으로 확대될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 TBBSF의 등가 회로를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 대칭형 TBBSF의 각 SIR은 LC 탱크 회로에 상당하고, 그들에 의한 전송 라인 위와 아래로 미엔더 형 곡절 SIR의 유도 결합을 가지고 있다.
LC 탱크 회로는 인덕턴스 L과 콘덴서 C의 병렬 동조 회로이며, 탱크 회로를 사용하면 공진 주파수에 동조한 경우, L과 C에 축척되는 에너지가 교대로 수수되어서 출력으로서 정현파가 얻어지므로 매우 효율이 좋게 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, LC 탱크 회로는 세 개의 공진 주파수를 생성하기 위해 함께 캐스케이드 타입으로 구성된다.
도 8을 참조하면, 점선으로 도시된 대칭형 TBBSF의 세 개의 블록들(301, 302, 303)에 해당하는 세 개의 공진 주파수 f1, f2 및 f3에서 공진한다.
도 8에서 회로 전, 후단의 점선 블록(311, 311')은 각각 전송라인의 등가 인덕턴스 및 커패시턴스를 도시한 것이다.
직렬 인덕터(L1) 및 병렬 캐패시터(C1)가 f1에서 공진하는 경우, 입력 신호는 저지 대역을 형성하기 위하여 단락 및 개방 되어진다.
직렬 인덕터 L2, L3 및 병렬 커패시터 C2 및 C3가 매우 높고 낮은 임피던스를 가질 때, 그들은 입력 신호에 영향을 주지 않는다.
공진기 L2, C2 및 L3, C3는 f2 및 f3에서 공진 할 때 유사한 동작이 각각 진행된다.
따라서 회로는 요구되는 주파수 대역에 대하여 트리플밴드 대역저지 필터(TBBSF)로서 동작한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 TBBSF은 50Ω 플래너형 전송선의 양쪽에 형성된 두 개의 유사한 구조는 넓은 대역차단 대역폭을 생성하도록 역할을 한다.
두 구조 사이의 자기적 결합으로 인하여, 전체 인덕턴스(LTotal)는 그들과 병렬로 배열된 미엔더-라인 타입의 개별 인덕턴스 사이의 상호 인덕턴스(LM)와 동일하게 된다.
공진 주파수는 식 8을 사용하여 산출될 수 있다.
Figure 112014082858369-pat00009
여기서
Figure 112014082858369-pat00010
필터의 대역폭(filter bandwidth, FBW)은 식 9에 의하여 산출된다.
Figure 112014082858369-pat00011
여기서 fmax 및 fmin은 -3dB 리턴 손실까지로 산출된 대역의 경계 에지 주파수이다.
한편, 이와 동일한 동작 원리는 등가 회로 모델을 얻기 위한 도 4 및 도 7에 도시된 비대칭 TBBSF에서 구현된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비대칭형 TBBSF의 등가 회로를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 비대칭형 TBBSF 구조는 또한 전송 라인 위에 LC 탱크 회로를 가지고 있다.
세 개의 LC 탱크 회로는 날카로운 롤오프 트리플밴드 대역 차단 특성을 생성하기 위해 함께 캐스캐이드(cascade)로 구성된다.
회로의 총 인덕턴스는 LC 탱크 회로의 인덕터의 등가로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 비대칭형 TBBSF 구조의 인덕턴스는 대칭형 TBBSF 구조의 인덕턴스보다 작은 인덕턴스를 갖는다.
비대칭형 TBBSF 구조는 인덕턴스의 차이 때문에, 필터의 대역폭(FBW)도 작게 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 외부 품질계수(external quality factor: ??ext)는 부하상태(loaded)의 품질계수(????)와 공진 주파수에서 필터의 삽입 손실로부터 산출된다.
품질계수(????) 값은 대역 차단 필터의 투과 계수의 선명도를 판정하는데 활용된다.
외부 품질계수(external quality factor: Qext)의 높은 값은 공진 응답이 좁으며, 급전선 손실을 낮추게 됨을 의미한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 비대칭형 TBBSF구조의 대역폭은 리턴 손실 응답의 날카로운 롤오프 특성을 갖는 대칭 TBBSF의 대역폭의 거의 절반을 갖는다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 산출되어진 비대칭형 TBBSF 구조에 대한 외부 품질 계수(Qext)는 응답의 좁음과 회로 낮은 신호 손실을 보여주는 점에서 대칭형 TBBSF 구조 경우보다 큰 값을 가진다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 TBBSF 및 비대칭형 TBBSF은 대역 폭 특성 등에 따라 선택적으로 통신장비에 적용될 수 있다.
예를 들면, 급격한 롤오프를 갖는 뚜렷하게 넓은 대역 차단 특성을 요구하는 장비에서는 대칭형 TBBSF가 적용될 수 있으며, 좁은 대역 차단 특성이 요구되는 장비에서는 전송 라인에 의해 분리된 비대칭형 TBBSF 구조가 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 무부하 품질 계수(QU)는 부하 상태의 품질 계수와 삽입 손실을 이용하여 특징되어지며, 식 10에 의하여 산출된다.
Figure 112014082858369-pat00012
무손실 시스템을 위한, 이전의 방정식은 S11 → ∞가 되었을 때, 필터의 고유 손실 때문에 QU는 유한한 것을 보여준다.
부하 상태 품질 계수(QL)는 식 11에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112014082858369-pat00013
산출된 결과를 보면, 비대칭 TBBSF 구조에 대한 부하 상태 품질 계수(QL')는 대칭형 TBBSF의 품질계수(QL)의 거의 두 배이다.
즉, QL' = 2QL으로 관련 되어진다
필터에서 요구되는 외부 품질 계수(Qext)는 식 12에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112014082858369-pat00014
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 및 비대칭형 TBBSF에 대한 S 파라미터를 그래프로 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 대칭 및 비대칭형 TBBSF는 제1 공진 주파수는 2.59 ~ 2.60GHz, 제2 공진 주파수는 6.7 ~ 6.9GHz, 제3 공진 주파수는 10. 6 ~ 10.7GHz 범위에서 각각 동일한 공진 주파수를 가진다.
또한, 대칭형 TBBSF의 대역폭은 1.10, 1.17, 0.72GHz이며, 비대칭형 TBBSF의 대역폭은 0.60, 0.64, 0.4GHz를 나타낸다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 TBBSF는 비대칭형 트리플밴드 대역저지 필터와 유사한 특징을 가지며, 대역폭은 비대칭 TBBSF의 거의 두 배의 값으로 갖는 것을 특징으로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카플링 갭의 변화에 대한 외부 품질계수를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 카플링 갭(G)이 0.2mm에서 0.55mm로 증가하면, 제1, 제2 및 제3 대역의 Qext 값은 약간 감소한다.
이것은 증가된 카플링 갭이 공진기에 전송 선로로부터의 신호의 결합을 덜 발생하기 때문으로 분석된다. 그러므로 카플링 갭(G) 차이에 의하여 미엔더-라인에서 전송라인 사이의 신호결합이 약간 변화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 카플링 갭이 증가함에 따라 세번째 밴드 신호 손실이 더욱 두드러지는 것을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카플링 갭의 변화에 대한 부하상태의 품질계수를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 부하상태의 품질계수(QL)는 카플링 갭이 0.2mm에서 0.55mm로 증가함에 따라 특정된 변화특징이 없이 거의 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다.
또한, 대칭형 TBBSF에 대한 품질계수(QL) 값은 비대칭형 TBBSF에 대한 값의 거의 두 배로 나타나는 것을 알 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현 예에서, 높은 Qext의 값의 관점에서, 카플링 갭인 G의 바람직한 값은 상기 시뮬레이션으로부터 0.2mm로 선택이 되어진다.
표 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 및 비대칭형 TBBSF의 특성을 나타낸 것이다.
Figure 112014082858369-pat00015
표 1을 참조하면, 비대칭형 TBBSF 구조의 외부 품질 계수(Qext)는 대칭형 TBBSF 구조에 비하여 상당히 높게 나타난다.
또한, 대칭형 TBBSF의 대역폭은 비대칭형 TBBSF의 거의 두 배의 값을 가지는 것을 알 수 있다.
표 1을 참조하면, 셋째 스톱 밴드의 대칭형 및 비대칭형 구조는 각각 공진 주파수가 10.62GHz 및 10.27GHz에서 작동하며, 제 2 공진 주파수는 유사하게 각각, 2.59GHz와 6.88GHz에서 작동된다.
또한, 정지 대역의 삽입 손실은 대칭형 TBBSF 및 비대칭형 TBBSF 모두 1.0 dB 미만으로 나타난다.
대칭형 TBBSF 3dB 대역폭은 1.10, 1.17, 및 0.72GHz이고, 각 대역에 대한 대칭형 TBBSF보다 높은 QL을 얻을 수 비대칭형 TBBSF의 거의 두 배로 나타낸다.
외부 품질 계수(Qext)의 값은 급전선으로부터 신호 카플링이 거의 일정한 것을 의미한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구현된 대칭형 트리플밴드 대역저지 필터의 이미지를 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 필터는 대칭형 트리플밴드 대역저지 6.40mm × 10mm의 전체 치수를 갖는 매수 소형으로 제조될 수 있다.
표 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 대칭형 트리플밴드 대역저지 필터의 실제 측정치를 나타낸 것이다.
Figure 112014082858369-pat00016
표 2를 참조하면 실험된 필터의 공진 주파수는 각각 제1, 제2 및 제 3 대역에 대해, 1.12, 1.34 및 0.89GHz 대역폭의 넓은 스톱 밴드 대역과 함께 f1= 2.59GHz, f2 = 6.88GHz, 그리고 f3= 10.67GHz인 것으로 측정되었다.
스톱밴드 대역의 삽입 손실은 각각의 공진 주파수에 대하여 0.40, 0.90 및 1.10dB이다.
대칭형 TBBSF의 측정 결과는 이론적인 시뮬레이션 결과와 잘 일치함을 보여주고 WiMAX 애플리케이션용 BSF로서 효과적으로 적용될 수 있다.
측정에서 관찰된 약간의 편차는 제안된 필터의 시뮬레이션시 모델링되지 않은 제조 및 포트의 납땜에 따른 예기치 공차에 기인 한 것이다.
표 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터와 종래에 다른 문헌에서 소개된 유사한 트리플 대역 저지 필터를 비교한 것이다.
Figure 112014082858369-pat00017
※Literature[2]는 「H. Ning, J. Wang, Q. Xiong, and L. Mao, "Design of planar dual and triple narrow-band bandstop filters with independently controlled stopbands and improved spurious response," Progress in Electromagnetics Research, vol. 131, pp.259-274, 2012.」, [3]은 「N. Jankovic, R. Geschke, and V. Crnojevic, "Compact triband bandpass and bandstop filters based on Hilbert-fork resonators," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 23, no. 6, pp. 282-284, 2013.」 [4]는 「J. K. Xiao andW. J. Zhu, "Compact split ring sir bandpass filters with dual and tri-band," Progress in Electromagnetics Research C, vol. 25, pp. 93-105, 2012.」, [5]는 C. Y. Li, J. X. Chen, H. Tang, L. H. Zhou, J. Shi, and Z. H. Bao,“Triband bandpass filterwithwide stop-band using stub-loaded triple-mode resonator," Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol. 27, no. 4, pp. 439-447, 2013.」을 참고한 것임
표 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 종래의 트리플 대역 저지 필터에 비하여 상당히 소형화된 크기를 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 유전상수, 기판 두께 및 사이즈 면에서 비교적 낮은 값을 가지고 있어서, 종래의 필터들에 비하여 소형 통신 장비에 효과적으로 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 넓은 대역 차단 특성을 가지며, 6.40mm× 10mm의 현저하게 감소된 크기로 제조될 수 있는 효과를 가진다.
즉, 종래의 기술에 비해 임피던스 라인이 절곡된 특징적인 패턴 구조를 이용하여 82 %의 최대 크기 감소 폭이 달성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 각각의 정지 대역에서 -29.90 dB, -28.29 dB 및 -26.66 dB의 좋은 반사 손실, 세 개의 스톱 밴드 대역인 2.59GHz, 6.80GHz 및 10.62GHz에서 높은 선택성을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 컴팩트 한 소형 크기, 공명 주파수 부근의 양호한 주파수 선택성, 선명하고 깊은 스커트 특징의 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대칭형 트리플 대역 저지 필터는 일 실시 예에 따른 장점을 가지고 있으며, 와이맥스 애플리케이션에 효과적으로 적용될 수 있다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 명세서는 실제 구현된 설정된 치수로 한정한 실시 예를 가지고 설명되었으나, 본 발명에 대한 기술을 적용하는 과정에서 설정된 치수는 제조상의 오차 범위(예를 들면 10%의 제조 오차 범위) 내에서는 그 차이가 있더라도 균등하게 적용될 수 있으므로 모두 균등기술이다.
또한, 본 명세서에 기재된 내용을 일률적으로 비례 적용하여 증감한 크기 형태로 변경하여 적용하여도 그 효과는 모두 예측 가능한 정도이므로 모두 균등 기술 범위에 속하는 것으로 볼 수 있다.
10: 전송라인 패턴
11, 12, 13: 임피던스 라인
50, 50' 55:: 스텝형 임피던스 공진기
100: 비대칭형 트리플 밴드저지 필터
200: 대칭형 트리플밴드 저지 필터

Claims (14)

  1. 기판의 일면에 수평라인으로 형성된 마이크로 스트립 전송 라인 패턴;
    상기 전송 라인의 일측에 접속되어 외부의 직사각형의 패턴과 상기 직사각형 패턴 내부에 나선형 미엔더 패턴이 조합된 제1 스텝형 임피던스 공진기를 포함하며;
    상기 제1 스텝형 임피던스 공진기는,
    상기 전송 라인의 일측에 수직으로 접속되는 제1외곽 제1 수직라인과, 상기 제1외곽 제1 수직라인의 종단에서 이어져서 상부 수평라인을 형성한 제1외곽 수평라인, 상기 제1 외곽 수평라인의 종단에서 이어져서 상기 전송라인 패턴과 일정 너비의 카플링 갭을 유지하고 수직라인을 형성한 제1외곽 제2 수직라인으로 형성되며, 제1 너비로 형성되는 제1 임피던스라인 패턴;
    상기 제1 임피던스 라인 패턴의 종단과 연결되며, 상기 전송라인 패턴과 상기 카플링 갭을 평행으로 유지하면서 하부 수평라인으로 형성되며 상기 제1 너비보다 작은 제2 너비로 형성되는 제2 임피던스라인 패턴; 및
    상기 제2임피던스 라인 패턴의 종단과 연결되며 상기 제1, 2임피던스라인 패턴으로 형성되는 직사각형 패턴의 내부에 나선형 미엔더 패턴으로 형성되며, 상기 제2 너비보다 작은 제3 너비로 형성되는 제3 임피던스라인 패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 라인 패턴으로부터 상기 제1 스텝형 임피던스 공진기가 배치된 반대측 공간에 상기 전송 라인 패턴을 중심으로 선대칭이 되도록 동일한 치수로 대칭으로 형성된 제2 스텝형 임피던스 공진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 임피던스라인 패턴의 길이는 상기 제2 임피던스라인 패턴의 길이보다 길고, 상기 제3 임피던스라인 패턴의 길이는 상기 제1 임피던스라인 패턴의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 임피던스라인 패턴, 제2 임피던스라인 패턴 및 제3 임피던스라인 패턴으로 형성되는 각 전기적 길이(θ)는 동일한 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제3 임피던스라인 패턴의 나선형 미엔더 패턴은, 제1 임피던스 라인 패턴의 내측 공간에 형성되는 제1 내부라인, 상기 제1 내부라인의 내측 공간에 형성되는 제2 내부라인 및 제2 내부라인 내측 공간에 형성되는 제3 내부라인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 내부라인은 상기 제2 임피던스라인 패턴의 종단에서 상기 제1 외곽 제1 수직라인과 제1 간격을 가지면서 수직으로 이어지는 제1 내측 수직라인과, 상기 제1 내측 수직라인의 종단에서 상기 제1 외곽 수평라인과 제1-1 간격을 가지고 수평으로 이어져서 상부 수평라인을 형성한 제1 내측 수평라인, 상기 제1 내측 수평라인의 종단에서 상기 제1 외곽 제2 수직라인과 제1-3 간격을 가지고 상기 제2 임피던스 라인 패턴의 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성한 제1 내측 제2 수직라인으로 형성되며,
    상기 제2 내부라인은 상기 제1 내부라인의 종단에서 제2 간격의 수평 라인을 가지며, 상기 제2 간격의 수평라인의 종단에서 상기 제1 내측 제2 수직라인과 상기 제2 간격을 가지면서 수직으로 이어지는 제2 내측 제1 수직라인과, 상기 제2 내측 제1 수직라인의 종단에서 상기 제1 내측 수평라인과 제2-1 간격을 가지고 수평으로 이어지는 제2 내측 수평라인과, 상기 제2 내측 수평라인의 종단에서 상기 제1 내측 제1 수직라인과 제2-3 간격을 가지고 상기 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성한 제2 내측 제2 수직라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 내부라인은 상기 제2 내부라인의 종단에서 제3 간격의 수평 라인을 가지며, 상기 제3 간격의 수평라인의 종단에서 상기 제2 내측 제2 수직라인과 상기 제3 간격을 가지면서 수직으로 이어지는 제3 내측 제1 수직라인과, 상기 제3 내측 제1 수직라인의 종단에서 상기 제2 내측 수평라인과 제3-1 간격을 가지고 수평으로 이어지는 제3 내측 수평라인과, 상기 제3 내측 수평라인의 종단에서 상기 제2 내측 제1 수직라인과 제3-3 간격을 가지고 제2 갭 간격까지 수직라인을 형성하여, 종단에는 개방 단부를 가지는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  8. 제1 항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전송 라인 패턴의 길이는 10mm로 형성되며, 상기 제1 너비는 0.5mm, 제1 외곽 제1 수직라인의 길이는 3.2mm, 제1 외곽 수평라인의 길이는 6mm, 제1 외곽 제2 수직라인의 길이는 3mm, 상기 제2 너비는 0.36mm, 및 상기 제2 임피던스라인 패턴의 하부 수평라인 길이는 4.55m로 형성된 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 카플링 갭은 0.2mm, 상기 제3 너비는 0.2mm, 및 상기 개방 단부의 개방 폭은 1mm인 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 트리플밴드 대역저지 필터의 제1 대역폭은 0.6GHz, 제2 대역폭은 0.64GHz, 제3 대역폭은 0.4GHz인 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 트리플밴드 대역저지 필터의 제1 대역폭은 1.10GHz, 제2 대역폭은 1.17GHz, 제3 대역폭은 0.72GHz인 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  12. 제1 항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 트리플밴드 대역저지 필터의 제1 공진 주파수는 2.59 ~ 2.60GHz, 제2 공진 주파수는 6.7 ~ 6.9GHz, 제3 공진 주파수는 10.6 ~ 10.7GHz 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은 0.504mm의 두께와 2.52의 유전율을 가진 테프론 기판인 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
  14. 제2 항에 있어서,
    상기 기판상에 형성된 트리플 대역 저지 필터는 6.40mm×10mm의 사이즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 트리플밴드 대역저지 필터
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KR101800009B1 (ko) 2016-02-26 2017-11-21 광운대학교 산학협력단 유연성 대역 저지 필터 및 그 제조 방법
KR101954807B1 (ko) 2017-10-12 2019-03-06 동국대학교 산학협력단 삼중 대역 통과 필터 및 이를 구비하는 무선 통신 장치

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