KR101569474B1 - Dual bandpass filter using stepped-impedance open-Loop resonators including even mode load bar - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 이용한 이중 대역 필터 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a dual band filter technique using a stepped open loop impedance resonator comprising an excellent mode load bar.
무선 통신의 급격한 발달과 함께, 이중-대역 필터는 이중-대역 마이크로파 장치의 주요한 구성요소로서, 이중-대역통과 필터(Dual-BPF) 는 현대 통신 시스템에 있어서 중요한 구성요소가 되었다. With the rapid development of wireless communications, dual-band filters are a key component of dual-band microwave devices, and dual-band pass filters (Dual-BPFs) have become an important component in modern communication systems.
종래 대부분의 이중-대역 BPF는 다음과 같은 기술 부류로 구분될 수 있다. Most conventional dual-band BPFs can be classified into the following technology classes.
첫 번째 방법은 차단 대역(stopband) 구조를 갖는 광대역 필터를 캐스케이드하여 대면적의 회로를 이루도록 하는 방법이다. The first method is to cascade a wideband filter with a stopband structure to form a large area circuit.
두 번째 방법은 공통의 입력 및 출력(I/O) 포트를 갖는 두 개의 공진기를 결합하는 것이다. 이러한 두 개의 이중-대역 BPF들은 용이하게 제어되고 구현될 수 있으나 그 구조가 상대적으로 복잡하다. The second method is to combine two resonators with common input and output (I / O) ports. These two dual-band BPFs can be easily controlled and implemented, but their structure is relatively complex.
세 번째 방법은 두 개의 통과 대역을 구현하기 위하여 공진기의 두 번째 고조파와 기본 주파수를 사용하는 것이다. 계단형 임피던스 공진기 (Stepped-impedance resonator, SIR)는 이러한 방법으로 이중-대역 필터를 설계하기 위하여 광범위하게 사용된다. The third method is to use the second harmonic and fundamental frequency of the resonator to implement two pass bands. A stepped-impedance resonator (SIR) is widely used to design a dual-band filter in this way.
본 발명에 대한 배경기술은 다음 선행기술문헌(Q.X. Chu and F.C. Chen, A compact dual-band bandpass filter using meandering stepped impedance resonators, IEEE Microwave Wireless Compon Lett 18 (2008), 320-322.)에 개시된다.
The background of the present invention is disclosed in the following prior art documents (QX Chu and FC Chen, A compact dual-band bandpass filter using meandering stepped impedance resonators, IEEE Microwave Wireless Components Letters 18 (2008), 320-322).
Q.X. Chu and F.C. Chen, 「A compact dual-band bandpass filter using meandering stepped impedance resonators」, IEEE Microwave Wireless Compon Lett 18 (2008), 320-322.Q.X. Chu and F.C. Chen, " A compact dual-band bandpass filter using meandering stepped impedance resonators ", IEEE Microwave Wireless Components Lett 18 (2008), 320-322.
본 발명은 두 개의 공진 주파수가 모두 낮은 삽입손실과 우수한 반사손실을 가지는 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 이용한 이중 대역 필터를 제공하는 것이다.The present invention provides a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator comprising an excellent mode load bar having both low insertion loss and excellent return loss at two resonant frequencies.
본 발명의 또 다른 목적은 제1 공진 주파수는 우수 모드에서 형성되며 제2 공진주파수는 기수 모두에서 생성되는 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 이용한 이중 대역 필터를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar in which a first resonance frequency is formed in an excellent mode and a second resonance frequency is generated in all odd numbers.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.
본 발명의 일측면에 따르면,일측변이 개방된 구형 루프 패턴의 임피던스 공진기의 중앙부에 수직으로 형성된 제1 우수모드 부하바에 의해 폐쇄된 직사각형라인 패턴과 일측변이 개방된 구형 루프 패턴으로 구분되도록 형성된 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기; 및 상기 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기와 개방 공간 부분이 마주보는 형태로 일정 간격 이격되며, 상기 일정 간격 이격된 공간 중심부를 중심으로 동일한 크기의 점대칭 구조로 형성되는 제2 계단형 임피던스 공진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an impedance resonator comprising: a rectangular loop pattern closed by a first excellent mode load bar vertically formed at a central portion of an impedance resonator of a rectangular loop pattern having one side opened; Stepped open loop impedance resonator; And a second stepped impedance resonator spaced a predetermined distance apart from the first stepped open loop impedance resonator and facing the open space part and formed in point symmetry about the center of the spaced apart space Band filter is provided.
또한, 상기 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기의 폐쇄된 직사각형라인 패턴은, 입력포트가 연결되는 제1 상측 수평선로; 상기 제1 상측 수평선로의 좌측단에서 수직 하방으로 형성된 제1수직 선로; 상기 제1 수직 선로와 대향되도록 상기 제1 상측 수평선로 우측단에서 수직 하방으로 형성된 상기 제1 우수모드 부하바; 상기 제1 우수모드 부하바의 하부 일측단과 상기 제1 수직선로의 하부 일측단이 연결된 제1 하측 수평선로; 로 이루어지며, 상기 일측변이 개방된 구형 루프 패턴은, 상기 제1 우수모드 부하바의 상단부에서 제1 상측 수평선로로부터 우측으로 연장된 제2 상측 수평선로; 상기 제1 우수모드 부하바의 하단부에서 상기 제1 하측 수평선로로부터 우측으로 연장된 상기 제2 하측 수평선로; 상기 제2 상측 수평선로의 우측단에서 수직 하방으로 형성되는 제1 상측 개방 선로; 상기 제2 하측 수평선로 우측단에서 수직 상방으로 형성되는 제1 하측 개방선로; 및 상기 제1 상측 개방선로와 상기 제1 하측 개방선로 사이에 형성된 제1 개방 공간; 으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the closed rectangular line pattern of the first stepped open loop impedance resonator may include a first upper horizontal line to which the input port is connected; A first vertical line formed vertically downward from a left end of the first upper horizontal line; The first excellent mode load bar formed vertically downward from a right end of the first upper horizontal line so as to face the first vertical line; A first lower horizontal line connected to a lower one end of the first excellent mode load bar and a lower one end of the first vertical line; Wherein the rectangular loop pattern having one side opened is a second upper horizontal line extending from the upper end of the first excellent mode load bar to the right side from the first upper horizontal line; A second lower horizontal line extending from the lower end of the first excellent mode load bar to the right from the first lower horizontal line; A first upper open line formed vertically downward from a right end of the second upper horizontal line; A first lower open line formed vertically upward at a right end of the second lower horizontal line; And a first open space formed between the first upper open line and the first lower open line; .
또한, 상기 이중 대역 필터의 출력포트는 상기 제2 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기의 폐루프 타입의 폐쇄된 직사각형 라인 패턴의 하측 수평선로에 접속되는 것을 특징으로 한다.The output port of the dual band filter is connected to the lower horizontal line of the closed loop type closed rectangular line pattern of the second stepped open loop impedance resonator.
또한, 상기 이중 대역 필터의 우수 모드의 공진 주파수에 의한 전류는 상기 우수모드 부하바로 집중되며, 기수모드의 공진 주파수는 상기 우수모드 부하바로 흐르지 않는 것을 특징으로 한다.Also, the current due to the resonance frequency of the excellent mode of the dual band filter is concentrated on the excellent mode load directly, and the resonance frequency of the radix mode does not flow directly on the excellent mode load.
또한, 상기 이중 대역 필터는 두 개의 공진 주파수 대역을 가지며, 3개의 전송 영점을 가지는 것을 특징으로 한다.Also, the dual band filter has two resonant frequency bands and has three transmission zeroes.
또한, 상기 이중대역 필터의 우수모드에 의한 제1 공진 주파수는 3.88 GHz이며, 기수 모드에 의한 제2 공진 주파수는 5.35 GHz이며, 전송 영점은 3.00, 4.65, 및 5.93 GHz에 위치하는 것을 특징으로 한다.The first resonance frequency of the dual band filter is 3.88 GHz, the second resonance frequency of the odd mode is 5.35 GHz, and the transmission zero is 3.00, 4.65, and 5.93 GHz, respectively .
또한, 상기 제1 공진주파수는 -0.38 dB의 삽입 손실, -24.28 dB의 반사 손실을 가지며, 제2 공진 주파수는 -1.03dB의 삽입 손실, -19.33dB의 반사 손실을 가지는 것을 특징으로 한다.Also, the first resonance frequency has an insertion loss of -0.38 dB, a reflection loss of -24.28 dB, and a second resonance frequency has an insertion loss of -1.03 dB and a reflection loss of -19.33 dB.
또한, 상기 우수모드 부하바의 두께를 변경하는 것에 의하여 기수 모드의 공진 주파수 대역의 변경 없이 상기 우수 모드의 공진 주파수 대역이 변경되는 것을 특징으로 한다.The resonance frequency band of the excellent mode is changed without changing the resonance frequency band of the odd mode by changing the thickness of the excellent mode load bar.
또한, 상기 이중 대역 필터는 26 x 10.6mm 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the dual band filter has a size of 26 x 10.6 mm As shown in FIG.
또한, 상기 이격된 일정 간격은 0.2mm인 것을 특징으로 한다.In addition, the spacing distance is 0.2 mm.
또한, 상기 제1 우수모드 부하바의 길이는 8.2mm이며, 상기 제1 우수모드 부하바의 폭은 0.7mm 인 것을 특징으로 한다.The length of the first excellent mode load bar is 8.2 mm, and the width of the first excellent mode load bar is 0.7 mm.
또한, 상기 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기의 입력포트 접속점에서 상기 제2 상측 수평선로의 우측단까지의 길이(L1)는 8.75mm, 상기 제1 상측 수평선로의 길이(L2)는 4.9mm, 상기 제1 상측 개방 선로의 길이(L3)는 3.3mm, 상기 제1 수직 선로의 폭(W 2)은 1.2mm, 상기 제1 상측 개방 선로의 폭(W 3)은 0.9mm 및 상기 입력포트의 접속점에서 상기 제1 상측 수평선로의 좌측단까지의 길이(d)는 2.65mm인 것을 특징으로 한다.
The length (L 1 ) from the input port connection point of the first stepped open loop impedance resonator to the right end of the second upper horizontal line is 8.75 mm, the length (L 2 ) of the first upper horizontal line is 4.9 mm mm, the length L 3 of the first upper open line is 3.3 mm, the width W 2 of the first vertical line is 1.2 mm, The width W 3 is 0.9 mm and the length d from the connection point of the input port to the left end of the first upper horizontal line is 2.65 mm.
본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는 우수모드 부하바를 채택하지 않은 이중-대역 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기 필터에 비하여 낮은 삽입 손실을 가지면, 제1 주파수 대역의 반사손실이 향상될 수 있다. A dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention has a lower insertion loss than a double band stepped open loop impedance resonator filter not employing an excellent mode load bar , The reflection loss of the first frequency band can be improved.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 우수모드 부하바의 두께를 변경하는 것에 의하여 기수 모드의 공진 주파수 대역의 변경 없이 상기 우수 모드의 공진 주파수 대역이 변경할 수 있는 효과를 가진다.According to an embodiment of the present invention, the resonance frequency band of the excellent mode can be changed without changing the resonance frequency band of the odd mode by changing the thickness of the excellent mode load bar.
본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는 우수한 설계 유연성, 소형 구조 및 높은 선택성에 의하여 무선 통신 시스템을 위한 향상된 대역 필터를 제공할 수 있다.
A dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention can provide an improved bandpass filter for a wireless communication system due to its excellent design flexibility, small size, and high selectivity .
도 1, 2는 본 발명의 일 실시 예를 설명하기 위한 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)의 개략적인 레이아웃이다.
도 3은 도 1의 개방구간 변의 폭(W3)에 따른 삽입 손실을 그래프로 도시한 것이다.
도 4는 도 1에 따른 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)의 이중 대역 필터 시료 1의 주파수 특성을 측정한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 레이아웃을 도시한 것이다.
도 6은 도 5에 대한 등가 회로 모델을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 서로 다른 공진 주파수에서의 전류 밀도 변화를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 외적 양호도 및 결합계수를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 외관 이미지를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 주파수 특성을 그래프로 도시한 것이다.1 and 2 are schematic layouts of a stepped-impedance open-loop resonator (SIOLR) for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph illustrating insertion loss according to the width W 3 of the open section of FIG.
FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of a dual-
5 illustrates a layout of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows an equivalent circuit model for Figure 5;
7 illustrates current density variations at different resonant frequencies of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 illustrates the external goodness and coupling coefficients of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator comprising an excellent mode load bar in accordance with an embodiment of the present invention.
9 shows an appearance image of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph illustrating a frequency characteristic of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention.
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.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities.
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.It is also to be understood that the terms first, second, etc. used hereinafter are merely reference numerals for distinguishing between identical or corresponding components, and the same or corresponding components are defined by terms such as first, second, no.
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.It is to be understood that the specific embodiments are not intended to limit the invention to the specific embodiments, but are to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호가 사용된다. In the following description, the same reference numerals are used for similar parts throughout the specification.
도 1, 2는 본 발명의 일 실시 예를 설명하기 위한 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)의 개략적인 레이아웃이다.1 and 2 are schematic layouts of a stepped-impedance open-loop resonator (SIOLR) for explaining an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(100, SIOLR 1)는 두 개의 반파장 개방-루프 공진기(201, 202)를 포함한다. RF 신호는 특성 임피던스(예를 들면 50Ω)를 갖는 전송선로의 입력 포트(211)로 입력되어 출력포트(212)로 출력된다.Referring to FIG. 1, a stepped open loop impedance resonator 100 (SIOLR 1) includes two half-wave open-
SIOLR 1의 첫 번째 공진 주파수(f)는 식 1과 같이 표현될 수 있다(식 1은 「J.S. Hong and M.J. Lancaster, Microstrip filters for RF/microwave applications, Wiley, New York, 2001.」의 내용을 참조한 것임)The first resonant frequency (f) of
여기서, c는 자유공간에서의 빛의 속도이고 εeff는 기판의 유효 유전상수이다. 공진 주파수 f는 전체 전송선로의 길이(일 실시 예에서는 전송 선로의 길이는 f의 반 중심 파장 길이로 결정된다.)에 따라 달라지고. 폐쇄 변 길이(L3) 및 개방 변 간격(g)을 갖는 개방-루프 마이크로스트립 선로는 전계 결합을 구현하기 위하여 사용된다.Where c is the speed of light in free space and epsilon eff is the effective dielectric constant of the substrate. The resonance frequency f varies depending on the length of the entire transmission line (in one embodiment, the length of the transmission line is determined as the half-center wavelength length of f ). An open-loop microstrip line having a closed side length L3 and an open side gap g is used to realize electric field coupling.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 설명하기 위한 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)의 일측 구조에 대한 개략도를 도시한 것이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating one side structure of a stepped-impedance open-loop resonator (SIOLR) for explaining an embodiment of the present invention.
도 2에 따른 SIOLR는 대칭적 구조에서 고 임피던스 부분 (Z1=1/Y1) 및 저 임피던스 부분 (Z2=1/Y2)으로 구성되고, 상기 고 임피던스 Z1 부분은 q1의 전기적 길이와 저 임피던스 Z2 부분은 q2의 전기적 길이를 갖는다. FIG SIOLR the high impedance portion of the symmetric structure of the 2 (Z 1 = 1 / Y 1) and the low impedance part (Z 2 = 1 / Y 2 ) is composed of said high impedance Z 1 part electrically q 1 The length and the low impedance Z 2 portion have an electrical length of q 2 .
Z1의 물리적 길이는 λg/4(λg는 RF 신호의 중심 주파수의 파장)에 따라 설정되며 대역 필터의 설계에 따라 조절될 수 있다. 물리적 길이 λg/4은 90°의 전기적 길이를 의미한다. 물리적 길이는 전기적 길이에 전파 상수(2p/ λg)를 곱함으로써 얻어질 수 있다. The physical length of Z 1 is set according to λ g / 4 (λ g is the wavelength of the center frequency of the RF signal) and can be adjusted according to the design of the bandpass filter. The physical length λ g / 4 means an electrical length of 90 °. The physical length can be obtained by multiplying the electrical length by the propagation constant (2p / lambda g ).
본 발명의 일 실시 예에 따르면, SIOLR의 입력 어드미턴스(Yin)는, 식 2로 산출될 수 있다(식 2는 「S.K. Liu and F.Z. Zheng, A new compact tri-band bandpass filter using step impedance resonators with open stubs, J Electromagn Waves Appl 26 (2012), 130-139.」의 내용을 참조한 것임).In accordance with one embodiment of the present invention, the input admittance of the SIOLR (Y in), can be calculated by Equation 2 (Eq. 2 "SK Liu and FZ Zheng, A new compact tri-band bandpass filter using step impedance resonators with open stubs, J Electromagn Waves Appl 26 (2012), 130-139.
여기서, K = Z2/Z1 이다.Where K = Z 2 / Z 1 .
공진조건을 만족시키기 위해서는 어드미턴스가 0이 되어야 한다. 즉, 공진 상태는 Yin=0일 때 얻을 수 있다. 그 결과, 기본적 공진 상태는 다음의 수식 3으로 표현될 수 있다.In order to satisfy the resonance condition, the admittance should be zero. That is, the resonance state can be obtained when Y in = 0. As a result, the basic resonance state can be expressed by the following equation (3).
개방된 구간을 가지는 이중-대역 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR)의 공진 주파수는 임피던스 비(K)와 선로의 길이(l)에 의해 정해질 수 있다.The resonant frequency of a dual-band stepped open-loop impedance resonator (SIOLR) with open sections can be defined by the impedance ratio K and the length of the line (1).
도 3은 도 1의 개방구간 변의 폭(W3)에 따른 삽입 손실을 그래프로 도시한 것이다.FIG. 3 is a graph illustrating insertion loss according to the width W 3 of the open section of FIG.
도 3을 참조하면, 이와 같은 개방된 구간을 가지는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR)의 공진 주파수는 개방구간 변의 폭(W3)에 따라서도 조절될 수 있다.Referring to FIG. 3, the resonant frequency of the stepped open loop impedance resonator (SIOLR) having such an open section can be adjusted according to the width W 3 of the open section.
본 발명의 일 실시 예에서는 이와 같은 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)의 특성에 대한 측정을 위하여 다음과 같이 SIOLR 시료 1을 제작하고 그 특성을 측정하였다.In order to measure the characteristics of the stepped-impedance open-loop resonators (SIOLR),
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 2.54의 비유전율, 0.54mm의 두께, 및 0.002의 유전 손실(loss tangent)을 갖는 테플론 기판을 이용하여 도 1과 같은 유형의 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)의 이중 대역 필터 시료 1을 제조하였다. According to one embodiment of the present invention, a stepped open-loop impedance resonator (SIOLR) of the type shown in Fig. 1 is fabricated using a Teflon substrate having a dielectric constant of 2.54, a thickness of 0.54 mm, and a loss tangent of 0.002. stepped-impedance open-loop resonators).
본 발명의 일 실시 예에 따른 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)의 이중 대역 필터의 시료 1의 치수는 다음과 같다.The dimensions of the
L1=8.75 mm, L2=3.3 mm, L3=8.2 mm, W1=1.5 mm, W2=1.2 mm, W3=0.9 mm, d=2.65 mm 및 g=0.2 mm. L 1 = 8.75 mm, L 2 = 3.3 mm, L 3 = 8.2 mm, W 1 = 1.5 mm, W 2 = 1.2 mm, W 3 = 0.9 mm, d = 2.65 mm and g = 0.2 mm.
도 4는 도 1에 따른 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)의 이중 대역 필터 시료 1의 주파수 특성을 측정한 그래프이다. 도 4는 Agilent 8510C VNA (vector network analyzer)를 이용하여 측정된 것이다.FIG. 4 is a graph showing frequency characteristics of a dual-
도 4를 참조하면, 두 개의 대역통과 주파수 근처에 3개의 전송 영점이 있고, 이는 측면에 보다 높은 선택성을 나타낸다. Referring to Figure 4, there are three transmission zeros near two bandpass frequencies, which exhibit higher selectivity on the sides.
이러한 3개의 전송 영점(261, 262, 263)은 두 개의 I/O 급전선로의 특별한 위치 때문인 것으로 보인다. These three
첫 번째 통과대역(251)은 약 2. 7GHz에서 형성된다. 동시에 개방-루프 공진기의 두 번째 통과대역(252)은 약 5.4 GHz에 있고 첫 번째 통과대역 주파수의 2배이다. The
상기 값은 반파장 길이 공진기가 집중 커패시터 부하 없이 사용되었기 때문인 것으로 예상된다. This value is expected to be due to the half-wavelength length resonator being used without an intensive capacitor load.
그러나 첫 번째 통과대역으로 인한 문제도 있다. 첫 번째 통과대역의 반사 손실은 -2dB 미만으로 필터 기능으로 작동하기에는 충분하지 않다. However, there is also a problem due to the first pass band. The return loss of the first passband is less than -2dB and is not sufficient to operate with the filter function.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 도 5와 같은 우수모드 부하바를 채택하여 반사 손실의 성능을 개선한 이중-대역 BPF를 개발하였다.
In order to solve such a problem, in the preferred embodiment of the present invention, a double-band BPF having improved return loss performance by adopting an excellent mode load bar as shown in FIG. 5 has been developed.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 레이아웃을 도시한 것이다.5 illustrates a layout of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 대한 등가 회로 모델을 도시한 것이다.Figure 6 shows an equivalent circuit model for Figure 5;
도 6은 도 5에 대한 등가 회로 모델을 도시한 것으로서, (a)는 전체 부분을 나타낸 것이고, (b) 우수-모드(even-mode) 부분 및 (c) 기수-모드(odd-mode) 부분을 도시한 것이다.Figure 6 shows an equivalent circuit model for Figure 5, wherein (a) shows the whole part, (b) an even-mode portion and (c) an odd- FIG.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는,Referring to FIG. 5, a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention,
일측변이 개방된 구형 오픈 루프 패턴의 임피던스 공진기를 제1 우수모드 부하바(115)에 의해 폐쇄된 직사각형라인 패턴1(131)과 개방된 루프 패턴1(132)으로 구분되도록 형성된 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR1)와 상기 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR1)와 개방 공간 부분이 마주보는 형태로 일정 간격(g) 이격되어 상기 일정 간격 이격된 공간 중심부를 중심으로 동일한 크기의 점대칭 구조로 형성되는 제2 계단형 임피던스 공진기(SIOLR2)를 포함한다.
A first stepped open (not shown) formed to divide an impedance resonator of a rectangular open loop pattern having one side opened into a rectangular line pattern 1 (131) closed by the first excellent
제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR1)는 폐루프 타입의 폐쇄된 직사각형라인 패턴1(131) 및 상기 폐쇄된 직사각형 라인 패턴1(131)에서 연장된 개방된 구형 루프 패턴1(132)의 조합으로 형성된다.The first stepped open loop impedance resonator SIOLR1 includes a closed loop type closed
폐쇄된 직사각형라인 패턴 1(131)은 입력포트(110)가 연결되는 제1 상측 수평선로(111), 상기 제1 상측 수평선로(111)의 좌측단에서 수직 하방으로 형성된 제1수직 선로(116), 상기 제1 수직 선로(116)와 대향되도록 상기 제1 상측 수평선로(111) 우측단에서 수직 하방으로 형성된 제1 우수모드 부하바(115) 및 상기 제1 우수모드 부하바(115)의 하부 일측단과 상기 제1 수직선로(116)의 하부 일측단이 연결된 제1 하측 수평선로(113)로 형성된다.The closed
개방된 구형 루프 패턴1(132)은 상기 제1 우수모드 부하바(115)의 상단부에서 제1 상측 수평선로(111)로부터 우측으로 연장된 제2 상측 수평선로(112) 및 상기 제1 우수모드 부하바(115)의 하단부에서 상기 제1 하측 수평선로(113)로부터 우측으로 연장된 상기 제2 하측 수평선로(114), 상기 제2 상측 수평선로(112)의 우측단에서 수직 하방으로 형성되는 제1 상측 개방 선로(117), 상기 제2 하측 수평선로(114) 우측단에서 수직 상방으로 형성되는 제1 하측 개방선로(118) 및 상기 제1 상측 개방선로(117)와 상기 제1 하측 개방선로(118) 사이에 형성된 제1 개방 공간(119)으로 이루어진다. The opened
도 5를 참조하면, 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR1)와 제2 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR2)는 일정 이격 간격(g)을 가지고 양측 개방 공간 부분이 마주보는 형태로 점대칭 되도록 형성된다.Referring to FIG. 5, the first stepped open loop impedance resonator SIOLR1 and the second stepped open loop impedance resonator SIOLR2 are formed such that the open space portions of both sides are point-symmetrically opposed to each other with a predetermined gap g. do.
출력포트(212)는 상기 제2 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR 2)의 폐루프 타입의 폐쇄된 직사각형 라인 패턴1(131) 하측 수평선로에 접속된다.The
즉, 제2 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR 2)는 패루프 타입의 폐쇄된 직사각형 라인 패턴1(131)과 대칭되도록 형성된 폐루프 타입의 폐쇄된 직사각형 라인 패턴2(133) 및 상기 루프 패턴1(132)과 대칭되도록 상기 폐쇄된 직사각형 라인 패턴2에서 연장된 개방된 루프 패턴2(134)의 조합으로 형성된다.That is, the second stepped open loop
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 폐쇄된 직사각형라인 패턴2(133)는 폐쇄된 직사각형라인 패턴2(133)의 상측변에 형성되는 제3 상측 수평선로(122), 상기 제3 상측 수평선로(122) 우측단에서 수직 하방으로 형성된 제3 수직 선로(126), 상기 제3 수직 선로(126)와 대향되도록 상기 제3 상측 수평선로(122)의 좌측단에서 수직 하방으로 형성된 제2 우수모드 부하바(125) 및 상기 제2 우수모드 부하바(125)의 하부 일측단과 상기 제3 수직선로(126)의 하부 일측단이 연결된 제3 하측 수평선로(123)로 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the closed
한편 출력 포트(120)는 제3 하측 수평선로(123)에 접속되는 구조로 형성된다.And the
개방된 루프 패턴2(134)은 상기 제2 우수모드 부하바(125)의 상단부에서 제3 상측 수평선로(122)로부터 좌측으로 연장된 제4 상측 수평선로(121) 및 상기 제2 우수모드 부하바의 하단부에서 상기 제3 하측 수평선로(123)로부터 좌측으로 연장된 상기 제4 하측 수평선로(124), 상기 제4 상측 수평선로(121)의 좌측단에서 수직 하방으로 형성되는 제2 상측 개방 선로(127), 상기 제2 하측 수평선로(124) 종단에서 수직 상방으로 형성되는 제2 하측 개방선로(128) 및 상기 제2 상측 개방선로(127)와 상기 제2 하측 개방선로(128) 사이에 형성된 제2 개방 공간(129)으로 이루어진다. The
본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 각 구성요소의 크기는 다음과 같이 형성된다.The size of each component of the dual band filter using the stepped open loop impedance resonator including the excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention is formed as follows.
제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR1)의 입력포트(110) 접속점에서 제2 상측 수평선로(112)의 우측단까지의 길이 L1=8.75mm, 제1 상측 수평선로(111)의 내측부 길이 L2=4.9mm, 제1 상측 개방 선로(117)의 내측부 길이 L3=3.3mm, 제1 우수모드 부하바(115)의 내측면 길이L4=8.2mm, 입력 포트(110)의 폭 길이W 1=1.5mm, 제1 수직 선로(116)의 폭 길이W 2=1.2mm, 제1 상측 개방 선로(117)의 폭 길이 W 3=0.9mm, 제1 우수모드 부하바(115, 125)의 폭 길이 W 4=0.7mm, 입력포트(110) 접속점에서 제1 상측 수평선로(111)의 좌측단까지의 길이 d=2.65mm 및 두 개의 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR 1, 2) 사이 공간 폭 길이g=0.2mm로 형성된다.A first inside part of the stepped-impedance resonator in the open
표 1은 본 발명의 일 실시 예들에 의한 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터(도 5 타입)와 우수모드 부하바를 포함하지 않는 이중-대역 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기 필터(도 1 타입)와 결합계수 패턴을 측정한 것이다.Table 1 shows a dual band filter (Fig. 5 type) using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to one embodiment of the present invention and a dual-band stepped open loop impedance resonator Filter (figure 1 type) and coupling coefficient pattern.
표 1을 참조하면, 우수모드 부하바를 포함하는 BPF의 결합계수는 우수모드 부하바를 포함하지 않는 SIOLR의 BPF 보다 더욱 강한 결합계수를 가지는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the coupling coefficient of the BPF including the excellent mode load bar has a stronger coupling coefficient than that of the SIOLR without the excellent mode load bar.
따라서, 우수모드 부하바는 두 대의 SIOLR 간의 결합을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the excellent mode load bar can increase the coupling between the two SIOLRs.
본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는 대칭적 구조를 이용하여 우수모드 임피던스를 용이하게 변화시킬 수 있다. A dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention can easily change an excellent mode impedance using a symmetric structure.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는 설계 유연성에 있어서 장점을 가진다. Accordingly, a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention has an advantage in design flexibility.
도 6(a)을 참조하면, 이상적인 BPF는 중심면에 대하여 대칭이다. 그러므로 I/O 포트가 우수-모드 또는 기수-모드 신호에 의해 구동 또는 여기되는 경우 이러한 대칭 면은 완벽하게 전기장 벽 또는 전자장 벽으로 간주될 수 있다. Referring to Fig. 6 (a), the ideal BPF is symmetrical with respect to the center plane. Therefore, when an I / O port is driven or excited by a good-mode or radix-mode signal, this symmetry plane can be considered perfectly an electric or electromagnetic wall.
도 6(b) 및 6(c)은 각각 우수- 및 기수-모드 작동 하에서 제안된 BPF 두 개의 부분을 보여준다. Figures 6 (b) and 6 (c) show two parts of the proposed BPF under both odd- and radix-mode operation, respectively.
도 6(b)에서 보여주는 바와 같이, 우수-모드 작동 하에서 우수모드 부하바(115, 125) 및 개방-루프 암(117, 127)은 예상된 커패시터를 구성한다. As shown in FIG. 6 (b), under excellent-mode operation, the best
따라서, 3.88 GHz에서 중심으로 된 첫 번째 통과대역은 우수한 S-파라미터를 가지게 되어 상기와 같이 우수모드 부하바를 포함하지 않는 이중-대역 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기 필터에서 제기된 문제가 해결될 수 있다. Thus, the first passband centered at 3.88 GHz will have excellent S-parameters, thus solving the problem presented in a dual-band stepped open loop impedance resonator filter without an excellent mode load bar as described above.
도 6(c)을 참조하면, 기수-모드 작동 하에서 전기장 벽의 존재로 인해 상기 우수모드 부하바(115, 125) 및 개방-루프 암(117, 127)은 전기장 적으로 짧게 형성됨에 따라 우수모드 부하바는 전체 SIOLR에 별다른 영향을 미치지 않게 된다. 6 (c), due to the presence of an electric field wall under radix-mode operation, the excellent
그 결과, 두 번째 통과대역은 우수모드 부하바를 포함하지 않는 이중-대역 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기 필터와 비교하여 별다른 변화가 없게 된다. As a result, the second passband has no significant change compared to a dual-band stepped open-loop impedance resonator filter without an excellent mode load bar.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 서로 다른 공진 주파수에서의 전류 밀도 변화를 도시한 것이다.7 illustrates current density variations at different resonant frequencies of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention.
도 7은 (a) 우수-모드 (공진 주파수 3.88 GHz) 및 (b) 기수-모드 (공진 주파수 5.35 GHz)를 나타낸다.Fig. 7 shows (a) Excellent-mode (resonance frequency 3.88 GHz) and (b) radix-mode (resonance frequency 5.35 GHz).
도 7을 참조하면, 우수 모드 및 기수 모드 두 개의 공진 주파수에서 동일하고 우수한 전류 분산을 나타낸다.Referring to FIG. 7, the excellent mode and the odd mode exhibit the same and excellent current dispersion at two resonant frequencies.
도 7(a)을 참조하면, 우수-모드에서는 거의 대부분의 전류가 우수모드 부하바에 집중되어 있음을 보여준다; 그러나, 도 7(b)에서는 중심-부하바에서는 전류가 흐르지 않고 상, 하측 루프 변으로 전류가 집중됨을 알 수 있다. Referring to Fig. 7 (a), it is shown that in the even-mode, almost all of the current is concentrated in the good mode load bar; However, in FIG. 7 (b), it can be seen that the current does not flow in the center-load bar and the current is concentrated in the upper and lower loop sides.
도 7(a) (b)를 참조하면, 우수 모드 부하바에서 집중되는 우수-모드 공진은 기수-모드 공진 주파수에서 반응에 영향을 주지 않고 별도로 편리하게 제어될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIGS. 7 (a) and (b), it can be seen that the excellent-mode resonance concentrated at the superior mode load bar can be conveniently and independently controlled without affecting the response at the radix-mode resonance frequency.
또한, 원하는 필터 특성을 얻기 위하여 외적 양호도 및 결합계수 특성이 중요한 파라미터에 포함된다.In addition, external goodness and coupling coefficient characteristics are included in important parameters in order to obtain desired filter characteristics.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 외적 양호도 및 결합계수를 도시한 것이다.Figure 8 illustrates the external goodness and coupling coefficients of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator comprising an excellent mode load bar in accordance with an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 두 개의 급전선로 (d)의 위치는 두 개의 통과대역에서 적절한 외적 양호도 (Qe)를 제공한다. Referring to Figure 8, the position of the two feeder lines ( d ) provides the appropriate external goodness measure (Q e ) in the two passbands.
루프 공진기의 두 개의 개방 측면이 근접하여 위치할 경우 전계 결합이 발생된다. 또한, 상기 전계 결합은 공진기 조건에 의해 분리된 두 개의 공진 주파수 (f e , f m )에 의해 영향을 받는다.When two open sides of the loop resonator are located close to each other, electric field coupling occurs. Further, the electric field coupling is influenced by two resonant frequencies ( f e , f m ) separated by the resonator condition.
따라서, 간격 (g)는 전계 결합에 영향을 미치는 주요 인자이다. Thus, the spacing g is a major factor affecting the electric field coupling.
본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는 3.88 GHz 주파수에서 12%의 3-dB 비대역 폭(fractional bandwidth FBW: 통과 대역폭과 중심 주파수의 비)을 가진다.A dual band filter using a stepped open loop impedance resonator comprising an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention has a fractional bandwidth FBW of 12% at a frequency of 3.88 GHz, Ratio).
또한, 저역통과 프로토 타입 필터의 g 0=1, g 1=1.038, 및 g 2=0.5286이다. 이론적 외적 양호도 및 결합계수는 다음 식 4, 5에 의하여 얻을 수 있다(식4, 5는 「J.S. Hong and M.J. Lancaster, Microstrip filters for RF/microwave applications, Wiley, New York, 2001.」의 내용을 참조한 것임). G 0 = 1, g 1 = 1.038, and g 2 = 0.5286 of the low-pass prototype filter. The theoretical and external goodness and coupling coefficients are obtained by the following equations (4 and 5) (
본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터에서의 외적 양호도 Qe'및 결합계수 Mij'는 다음 식 6, 7과 같이 산출될 수 있다.The external goodness degree Q e 'and the coupling coefficient M ij ' in a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention can be calculated by
여기서, ω0는 공진 주파수이고, △ω3dB는 3-dB 대역폭이고, f H 또는 f L 은 제1 공진 주파수(f m )및 제 2 공진 주파수(f e ) 에 해당된다. Here, ω 0 is the resonant frequency, △ ω3dB is a 3-dB bandwidth, f H or f L is in the first resonant frequency (f m) and the second resonant frequency (f e).
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터에서의 각 통과대역의 외적 양호도 및 결합계수 결과는 도 8에서 보여준다. The external goodness and coupling coefficient results of each pass band in a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention are shown in FIG.
급전선로 (d)의 위치 및 인접한 SIOLR들 간의 간격(g)과 관련된 값은 도 8의 설계 곡선을 이용하여 얻을 수 있다.The values associated with the position of the feed line ( d ) and the spacing (g) between adjacent SIOLRs can be obtained using the design curve of FIG.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 외관 이미지를 도시한 것이다.9 shows an appearance image of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 제작된 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는 26 x 10.6 mm2 의 크기로 제작될 수 있었다.Referring to FIG. 9, a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar fabricated according to an embodiment of the present invention has a size of 26 x 10.6 mm 2 Could be produced.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 주파수 특성을 그래프로 도시한 것이다.FIG. 10 is a graph illustrating a frequency characteristic of a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 측정된 결과는 시뮬레이션 된 결과와 아주 일치함을 보여준다.Referring to FIG. 10, the measured results are in good agreement with the simulated results.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터의 제1 통과대역(401)은 -0.38dB의 낮은 삽입 손실, -24.28dB의 반사 손실 및 12.4%의 FBW를 갖고 3.88 GHz에서 집중되었다. 10, a
그리고 제2 통과대역(402)은 -1.03 dB의 낮은 삽입 손실, -19.33 dB의 반사 손실 및 8.6%의 FBW와 함께 5.35 GHz의 중심 주파수를 갖는다. And the
3개의 전송 영점(501, 502, 503)은 각각 -54, -37, 및 -46 dB의 감쇠값과 함께 3.00, 4.65, 및 5.93 GHz에 위치한다. The three
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 우수모드 및 기수모드 작동 기반의 이중 대역 필터는 우수모드 부하바를 포함한 두 개의 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the dual-band filter based on excellent mode and odd mode operation includes two stepped-impedance open-loop resonators (SIOLRs) including an excellent mode load bar.
도 4 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는 우수모드 부하바를 채택하지 않은 이중-대역 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기(SIOLR, stepped-impedance open-loop resonators)필터에 비하여 낮은 삽입 손실을 가지면, 제1 주파수 대역의 반사손실이 향상될 수 있다. 4 and 10, a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator including an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention includes a dual band stepped open loop impedance If the insertion loss is lower than that of a stepped-impedance open-loop resonator (SIOLR) filter, the reflection loss in the first frequency band can be improved.
또한, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 반사손실이 20dB 내외에서 균등하게 안정적으로 형성될 수 있어서 필터의 효율을 개선시킬 수 있다.Also, the reflection loss of the first frequency band and the second frequency band can be uniformly and stably formed at about 20 dB, thereby improving the efficiency of the filter.
또한, 중심-부하바에서 집중되는 우수-모드 공진은 기수 모드와 교차 결합이 되지않으며, 기수-모드 공진 주파수에서 반응에 영향을 주지 않기 때문에 우수모드 부하바를 이루는 폐루프망의 면적 및 우수모드 부하바의 두께를 조정하여 주파수 대역을 변형하기 위해 사용될 수 있다.Also, since the excellent-mode resonance concentrated at the center-load bar does not cross-couple with the radix mode and does not affect the response at the radix-mode resonance frequency, the area of the closed- It can be used to adjust the thickness of bars to modify the frequency band.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 우수모드 부하바의 두께를 변경하는 것에 의하여 기수 모드의 공진 주파수 대역의 변경 없이 상기 우수 모드의 공진 주파수 대역이 변경될 수 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, the resonance frequency band of the excellent mode can be changed without changing the resonance frequency band of the odd mode by changing the thickness of the excellent mode load bar.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우수모드 부하바를 포함하는 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기를 사용한 이중 대역 필터는 우수한 설계 유연성, 소형 구조 및 높은 선택성에 의하여 무선 통신 시스템을 위한 향상된 대역 필터를 제공할 수 있다.
Thus, a dual band filter using a stepped open loop impedance resonator comprising an excellent mode load bar according to an embodiment of the present invention provides an improved bandpass filter for a wireless communication system due to its excellent design flexibility, compact structure and high selectivity .
110, 211: 입력 포트
111: 제1 상측 수평선로
112: 제2 상측 수평선로
113: 제1 하측 수평선로
114: 제2 하측 수평선로
115, 125: 우수모드 부하바
116: 제1수직 선로
117, 127: 상측 개방선로
118, 128: 하측 개방선로
119, 129: 개방 공간
120, 212: 출력포트
121: 제4 상측 수평선로
122: 제3 상측 수평선로
123: 제3 하측 수평선로
124: 제4 하측 수평선로
131, 133: 직사각형라인 패턴
132, 134: 개방된 구형 루프 패턴110, 211: input port
111: first upper horizontal line
112: second upper horizontal line
113: the first lower horizontal line
114: second lower horizontal line
115, 125: Excellent mode load bar
116: first vertical line
117, 127: upper open line
118, 128: Lower open-
119, 129: Open space
120, 212: output port
121: the fourth upper horizontal line
122: the third upper horizontal line
123: to the third lower horizontal line
124: the fourth lower horizontal line
131, 133: Rectangular line pattern
132, 134: open spherical loop pattern
Claims (12)
상기 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기와 개방 공간 부분이 마주보는 형태로 일정 간격 이격되며, 상기 일정 간격 이격된 공간 중심부를 중심으로 상기 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기와 동일한 크기의 점대칭 구조로 형성되는 제2 계단형 임피던스 공진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터 A first stepped open loop impedance resonator formed to be divided into a rectangular line pattern closed by a first excellent mode load bar formed vertically at a central portion of an impedance resonator of a rectangular loop pattern opened at one side and a rectangular loop pattern opened at one side; And
The first stepped open loop impedance resonator and the first stepped open loop impedance resonator are spaced apart from each other by a predetermined distance in the form of facing each other and are formed in a point symmetrical structure having the same size as the first stepped open loop impedance resonator And a second stepped impedance resonator,
상기 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기의 폐쇄된 직사각형라인 패턴은,
입력포트가 연결되는 제1 상측 수평선로;
상기 제1 상측 수평선로의 좌측단에서 수직 하방으로 형성된 제1수직 선로;
상기 제1 수직 선로와 대향되도록 상기 제1 상측 수평선로 우측단에서 수직 하방으로 형성된 상기 제1 우수모드 부하바; 및
상기 제1 우수모드 부하바의 하부 일측단과 상기 제1 수직선로의 하부 일측단이 연결된 제1 하측 수평선로; 로 이루어지며,
상기 일측변이 개방된 구형 루프 패턴은,
상기 제1 우수모드 부하바의 상단부에서 제1 상측 수평선로로부터 우측으로 연장된 제2 상측 수평선로;
상기 제1 우수모드 부하바의 하단부에서 상기 제1 하측 수평선로로부터 우측으로 연장된 상기 제2 하측 수평선로;
상기 제2 상측 수평선로의 우측단에서 수직 하방으로 형성되는 제1 상측 개방 선로;
상기 제2 하측 수평선로 우측단에서 수직 상방으로 형성되는 제1 하측 개방선로; 및
상기 제1 상측 개방선로와 상기 제1 하측 개방선로 사이에 형성된 제1 개방 공간; 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터The method according to claim 1,
Wherein the closed rectangular line pattern of the first stepped open loop impedance resonator comprises:
A first upper horizontal line to which the input port is connected;
A first vertical line formed vertically downward from a left end of the first upper horizontal line;
The first excellent mode load bar formed vertically downward from a right end of the first upper horizontal line so as to face the first vertical line; And
A first lower horizontal line connected to a lower one end of the first excellent mode load bar and a lower one end of the first vertical line; Lt; / RTI >
The spherical loop pattern with one side opened,
A second upper horizontal line extending from an upper end of the first excellent mode load bar to the right from a first upper horizontal line;
A second lower horizontal line extending from the lower end of the first excellent mode load bar to the right from the first lower horizontal line;
A first upper open line formed vertically downward from a right end of the second upper horizontal line;
A first lower open line formed vertically upward at a right end of the second lower horizontal line; And
A first open space formed between the first upper open line and the first lower open line; Characterized in that the dual band filter
상기 이중 대역 필터의 출력포트는 상기 제2 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기의 폐루프 타입의 폐쇄된 직사각형 라인 패턴의 하측 수평선로에 접속되는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터3. The method of claim 2,
Wherein the output port of the dual band filter is connected to the lower horizontal line of the closed loop type closed rectangular line pattern of the second stepped open loop impedance resonator.
상기 이중 대역 필터의 우수모드의 공진 주파수에 의한 전류는 상기 제1 우수모드 부하바로 집중되며, 기수 모드의 공진 주파수는 상기 제1 우수모드 부하바로 흐르지 않는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터The method according to claim 1,
Characterized in that the current due to the resonance frequency of the excellent mode of the dual band filter is concentrated on the first excellent mode load directly and the resonance frequency of the odd mode does not flow directly on the first excellent mode load.
상기 이중 대역 필터는 두 개의 공진 주파수 대역을 가지며, 3개의 전송 영점을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터.
The method according to claim 1,
Wherein the dual band filter has two resonant frequency bands and has three transmission zeroes.
상기 이중 대역 필터의 우수모드에 의한 제1 공진 주파수는 3.88 GHz이며, 기수모드에 의한 제2 공진 주파수는 5.35 GHz이며, 전송 영점은 3.00, 4.65, 및 5.93 GHz에 위치하는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터The method according to claim 1,
Wherein the first resonant frequency of the dual-band filter is 3.88 GHz, the second resonant frequency of the odd mode is 5.35 GHz, and the transmission zero is located at 3.00, 4.65, and 5.93 GHz. filter
상기 제1 공진주파수는 -0.38 dB의 삽입 손실, -24.28 dB의 반사 손실을 가지며, 제2 공진 주파수는 -1.03 dB의 삽입 손실, -19.33 dB의 반사 손실을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터The method according to claim 6,
Wherein the first resonant frequency has an insertion loss of -0.38 dB, a reflection loss of -24.28 dB, and a second resonant frequency has an insertion loss of -1.03 dB and a reflection loss of -19.33 dB.
상기 제1 우수모드 부하바의 두께를 변경하는 것에 의하여 기수모드의 공진 주파수 대역의 변경 없이 상기 우수모드의 공진 주파수 대역이 변경되는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터 5. The method of claim 4,
Wherein the resonance frequency band of the excellent mode is changed without changing the resonance frequency band of the odd mode by changing the thickness of the first excellent mode load bar
상기 이중 대역 필터는 26 x 10.6mm 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터 8. The method of claim 7,
The dual band filter is 26 x 10.6 mm Band filter. ≪ RTI ID = 0.0 >
상기 이격된 일정 간격은 0.2mm인 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터The method according to claim 1,
Characterized in that said spaced spacing is 0.2 mm. ≪ RTI ID = 0.0 >
상기 제1 우수모드 부하바의 길이는 8.2mm이며, 상기 제1 우수모드 부하바의 폭은 0.7mm 인 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터3. The method of claim 2,
Wherein the length of the first excellent mode load bar is 8.2 mm and the width of the first excellent mode load bar is 0.7 mm.
상기 제1 계단형 오픈 루프 임피던스 공진기의 입력포트 접속점에서 상기 제2 상측 수평선로의 우측단까지의 길이(L1)는 8.75mm, 상기 제1 상측 수평선로의 길이(L2)는 4.9mm, 상기 제1 상측 개방 선로의 길이(L3)는 3.3mm, 상기 제1 수직 선로의 폭(W 2)은 1.2mm, 상기 제1 상측 개방 선로의 폭(W 3)은 0.9mm 및 상기 입력포트의 접속점에서 상기 제1 상측 수평선로의 좌측단까지의 길이(d)는 2.65mm인 것을 특징으로 하는 이중 대역 필터
The method according to claim 2, wherein
The length L 1 from the input port connection point of the first stepped open loop impedance resonator to the right end of the second upper horizontal line is 8.75 mm, the length L 2 of the first upper horizontal line is 4.9 mm, The length L 3 of the first upper open line is 3.3 mm, the width W 2 of the first vertical line is 1.2 mm, The width W 3 is 0.9 mm and the length d from the connection point of the input port to the left end of the first upper horizontal line is 2.65 mm.
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|---|---|---|---|
| KR1020140115556A KR101569474B1 (en) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Dual bandpass filter using stepped-impedance open-Loop resonators including even mode load bar |
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| KR101569474B1 true KR101569474B1 (en) | 2015-11-17 |
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| KR1020140115556A KR101569474B1 (en) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Dual bandpass filter using stepped-impedance open-Loop resonators including even mode load bar |
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| KR (1) | KR101569474B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101758905B1 (en) | 2015-11-23 | 2017-07-17 | 서강대학교산학협력단 | Dual-band bandpass filter using open loop resonator |
| CN114824703A (en) * | 2022-05-25 | 2022-07-29 | 安徽华东光电技术研究所有限公司 | Double-passband stop-band filter based on defected ground structure |
-
2014
- 2014-09-01 KR KR1020140115556A patent/KR101569474B1/en active IP Right Grant
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ilia G. Iliev외 1인, "CAD of Cross-Coupled Miniaturized Hairpin Bandpass Filters", Microwave Review, 2002년, 페이지 49~52. |
| Teck Beng Lim외 1인, "A Differential-Mode Wideband Bandpass Filter on Microstrip Line for UWB Application", IEEE Microwave and wireledd Component Letter, 2009년10월. |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101758905B1 (en) | 2015-11-23 | 2017-07-17 | 서강대학교산학협력단 | Dual-band bandpass filter using open loop resonator |
| CN114824703A (en) * | 2022-05-25 | 2022-07-29 | 安徽华东光电技术研究所有限公司 | Double-passband stop-band filter based on defected ground structure |
| CN114824703B (en) * | 2022-05-25 | 2023-12-01 | 安徽华东光电技术研究所有限公司 | Dual-passband stop-band filter based on defected ground structure |
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