KR101581687B1 - 3-dimentional laminate dielectric resonator assembly duplexer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서에 관한 것으로서, 복수 개의 유전체 블록을 적층한 제 1 유전체 공진기 그룹 및 제 2 유전체 공진기 그룹, 각 유전체 공진기 그룹이 대칭하여 위치하도록 제 1 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록 및 제 2 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록을 연결하는 연결 유전체 블록, 각 유전체 공진기 그룹의 하단 및 상기 연결 유전체 블록의 상단에 부착되어 신호를 전달하는 연결 단자, 각 유전체 공진기 그룹의 유전체 블록들 사이 및 각 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록과 연결 유전체 블록 사이를 연결하는 커플링 윈도우를 포함하는 유전체 듀플렉서를 제안함으로써 고전력에서 사용할 수 있는 유전체 듀플렉서를 소형화할 수 있다. The present invention relates to a dielectric duplexer of a three-dimensional laminated structure, comprising a first dielectric resonator group and a second dielectric resonator group in which a plurality of dielectric blocks are stacked, a first dielectric resonator group in which each dielectric resonator group is symmetrically positioned, A connection dielectric block for connecting the uppermost dielectric block of the block and the second dielectric resonator group, a connection terminal for attaching a signal to the lower end of each dielectric resonator group and the upper end of the connection dielectric block to transmit a signal, And a coupling window connecting the uppermost dielectric block of each dielectric resonator group and the coupling dielectric block, thereby miniaturizing the dielectric duplexer that can be used at high power.
Description
본 발명은 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 유전체 블록을 3차원 구조로 적층하여 삽입 특성 및 감쇄 특성이 우수한 고주파용 소형 유전체 듀플렉서에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric duplexer having a three-dimensional laminated structure, and more particularly, to a dielectric duplexer for high frequency use having a plurality of dielectric blocks stacked in a three-dimensional structure and having excellent insertion characteristics and attenuation characteristics.
정보통신기술이 비약적으로 발전하면서 고주파 대역의 광역통신 시스템에 대한 수요가 급증하고 있다. 이에 따라, 높은 파워에서도 동작이 가능하고 주파수의 온도 안정성이 높은 소형의 듀플렉서(Duplexer)가 요구되고 있다. As the information and communication technology has developed dramatically, the demand for the high frequency band wide area communication system is increasing rapidly. Accordingly, there is a demand for a small duplexer that can operate at high power and has high temperature stability of frequency.
도파관 유전체 듀플렉서는 도파관 공진기(Waveguide Resonator)의 공진 특성을 이용한 필터로서, 이러한 요구에 매우 적합하기 때문에 통신장비 및 중계기와 같은 RF(radio frequency) 장치의 부품으로서 널리 이용되고 있다. 도파관 유전체 듀플렉서는 일반적인 LC 회로를 이용한 필터에 비해 고주파에서도 공진특성이 우수하고, 주파수의 온도 안정성이 높을 뿐만 아니라 높은 동작파워를 견딜 수 있다는 장점이 있다. The waveguide dielectric duplexer is a filter using the resonance characteristics of a waveguide resonator and is widely used as a component of an RF (radio frequency) device such as a communication device and a repeater because it is very suitable for such a requirement. The waveguide dielectric duplexer has a resonance characteristic even at a high frequency as compared with a filter using a general LC circuit, has high temperature stability of frequency, and is able to withstand high operating power.
일반적으로 사용되는 유전체 듀플렉서는 가장 간단한 TEM 모드를 사용하기 때문에 품질계수 Q가 낮고 삽입특성이 떨어진다. 또한, 고출력에 견디기 어려워 1W 이하의 저 전력용에 한정되어 사용되며 방사손실이 큰 문제점이 있다.A commonly used dielectric duplexer uses the simplest TEM mode, resulting in a lower quality factor Q and lower insertion characteristics. Moreover, it is difficult to withstand high output, and is used only for low power applications of 1 W or less and has a problem of a large radiation loss.
이러한 문제점을 해결하고자 유전체 세라믹 듀플렉서가 등장하였으나, 유전체 세라믹 듀플렉서의 중앙단면 및 양단면에서 전극과 마이크로스트립 라인 사이로 필드(field)의 방사가 있기 때문에 여전히 듀플렉서의 삽입 특성 및 감쇄 특성이 현저히 떨어지는 문제점이 남아있다. 또한 입출력 신호의 크기가 커질 경우 예컨대 전극이 유전체 듀플렉서로부터 떨어지는 등 손상이 발생하기 쉽다.In order to solve this problem, a dielectric ceramic duplexer has appeared. However, there is still a problem that the insertion characteristic and the attenuation characteristic of the duplexer are remarkably deteriorated due to the field emission between the electrode and the microstrip line at the center and both ends of the dielectric ceramic duplexer Remains. Also, when the size of the input / output signal is large, for example, the electrode is liable to be damaged from being detached from the dielectric duplexer.
이러한 환경 하에서, 시장의 흐름은 고 전력용의 무게가 작고 삽입 및 감쇄 특성이 유지되는 유전체 듀플렉서를 요구하는 방향으로 나아가고 있다.Under these circumstances, market trends are moving toward requiring dielectric duplexers that are small in weight for high power and maintain insertion and attenuation characteristics.
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 우수한 삽입특성과 감쇄특성을 가지고 고전력용으로 사용할 수 있으며 형태가 간단하고 크기가 소형인 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 제공하는 것이다. A first object of the present invention is to provide a dielectric duplexer of a three-dimensional laminated structure having excellent insertion characteristics and damping characteristics, which can be used for high power, and is simple in shape and small in size.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 이용한 통신 중계 장치를 제공하는 것이다. A second problem to be solved by the present invention is to provide a communication relay apparatus using the dielectric duplexer of the three-dimensional laminated structure.
상기 첫 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 듀플렉서는 복수 개의 유전체 블록을 적층한 제 1 유전체 공진기 그룹 및 제 2 유전체 공진기 그룹; 상기 제 1 유전체 공진기 그룹과 상기 제 2 유전체 공진기 그룹이 대칭하여 위치하도록 상기 제 1 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록 및 상기 제 2 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록을 연결하는 연결 유전체 블록; 상기 각 유전체 공진기 그룹의 하단 및, 상기 연결 유전체 블록의 상단에 부착되어 신호를 전달하는 연결 단자; 및 상기 각 유전체 공진기 그룹의 유전체 블록들 사이 및 상기 각 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록과 연결 유전체 블록 사이를 연결하는 커플링 윈도우를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dielectric duplexer comprising: a first dielectric resonator group and a second dielectric resonator group which are formed by stacking a plurality of dielectric blocks; A connection dielectric block connecting the uppermost dielectric block of the first dielectric resonator group and the uppermost dielectric block of the second dielectric resonator group such that the first dielectric resonator group and the second dielectric resonator group are symmetrically located; A connection terminal connected to a lower end of each of the dielectric resonator groups and an upper end of the connection dielectric block to transmit a signal; And a coupling window connecting between the dielectric blocks of each dielectric resonator group and between the top dielectric block of each dielectric resonator group and the connection dielectric block.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 유전체 듀플렉서의 상기 연결 단자는 소정의 깊이를 갖는 원통 형상의 홀(hole) 구조를 가지고, 상기 홀 구조의 내부는 전도성 물질로 코팅되어 홀 전극이 형성될 수 있다. The connection terminal of the dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention has a cylindrical hole structure having a predetermined depth and the inside of the hole structure may be coated with a conductive material to form a hole electrode .
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 유전체 듀플렉서는 전도성 코팅층 및 비 코팅 영역으로 구분되고, 상기 전도성 코팅층은 상기 홀 전극을 이루는 부분을 제외한 상기 유전체 듀플렉서를 구성하는 상기 모든 유전체 블록의 외부 표면을 전도성 물질로 코팅하여 형성되며, 상기 홀 전극과 상기 전도성 코팅층 사이에 상기 비 코팅 영역이 형성될 수 있다. The dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention is divided into a conductive coating layer and an uncoated region. The conductive coating layer is formed on the outer surfaces of all the dielectric blocks constituting the dielectric duplexer except for the portion forming the hole electrode, And the non-coated region may be formed between the hole electrode and the conductive coating layer.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 유전체 듀플렉서의 상기 연결 단자는 상기 신호의 통과 대역폭에 따라 상기 원통 형상의 홀의 깊이가 결정될 수 있다.The connection terminal of the dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention can determine the depth of the cylindrical hole according to the pass bandwidth of the signal.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 유전체 듀플렉서는 상기 각 유전체 공진기 그룹의 최하단 유전체 블록의 저면 측에 결합되는 마이크로스트립 라인 기판을 더 포함하고, 상기 마이크로스트립 라인 기판은 상기 각 유전체 공진기 그룹의 최하단 유전체 블록에 부착된 상기 각 연결 단자와 전기적으로 연결되며, 상기 전도성 코팅층은 상기 마이크로스트립 라인 기판의 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. The dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention may further include a microstrip line substrate coupled to a bottom surface side of the lowermost dielectric block of each of the dielectric resonator groups, And the conductive coating layer may be electrically connected to the ground of the microstrip line substrate.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 유전체 듀플렉서는 상기 홀 전극 내부에 삽입되어 상기 홀 전극과 상기 마이크로스트립 라인을 전기적으로 연결시키는 전도성 핀을 더 포함할 수 있다. The dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention may further include a conductive pin inserted into the hole electrode to electrically connect the hole electrode and the microstrip line.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 유전체 듀플렉서의 상기 연결 단자는 직선 형태 또는 굽어진 형태로 변형이 가능하다. The connection terminal of the dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention may be deformed into a straight line or a curved line.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 유전체 듀플렉서의 커플링 윈도우는 인접한 각 커플링 윈도우들의 위치가 상이할 수 있다. The coupling windows of the dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention may have different positions of adjacent coupling windows.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 유전체 듀플렉서는 세라믹 유전체 듀플렉서일 수 있다. The dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention may be a ceramic dielectric duplexer.
상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 포함하는 통신 중계 장치를 제공한다. In order to solve the second problem, a communication repeater including the dielectric duplexer of the three-dimensional laminated structure according to an embodiment of the present invention is provided.
본 발명에 따르면, 복수 개의 유전체 블록을 적층한 두 개의 유전체 공진기 그룹 및 연결 유전체 블록을 상호 결합하여 형성된 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서는 유전체 블록의 중앙 및 입출력용 전극이 외부로 노출되지 않아 필드의 방사 문제를 해결하여 매우 우수한 삽입특성과 감쇄특성을 제공할 수 있다. According to the present invention, the dielectric duplexer having a three-dimensional laminated structure formed by mutually coupling two dielectric resonator groups and a plurality of dielectric resonator blocks each having a plurality of dielectric blocks stacked has the center of the dielectric block and the input / It is possible to solve the radiation problem and provide very excellent insertion characteristics and attenuation characteristics.
도 1a는 동축형 유전체 듀플렉서를 예시한 도면이다.
도 1b는 도 1a의 1B-1B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2는 유전체 세라믹 듀플렉서를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 실시예의 복수 개의 유전체 블록 간의 연결관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 유전체 듀플렉서를 이용하여 측정한 송신단의 주파수 특성 그래프의 실험예이다.
도 6은 도 3의 유전체 듀플렉서를 이용하여 측정한 수신단의 주파수 특성 그래프의 실험예이다. 1A is a diagram illustrating a coaxial dielectric duplexer.
1B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B of FIG. 1A.
2 is a diagram illustrating a dielectric ceramic duplexer.
3 is a perspective view illustrating a dielectric duplexer of a three-dimensional laminated structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a connection relationship between a plurality of dielectric blocks in the embodiment of FIG.
5 is an experimental example of a frequency characteristic graph of a transmission terminal measured using the dielectric duplexer of FIG.
6 is an experimental example of a frequency characteristic graph of a receiving end measured using the dielectric duplexer of FIG.
본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서, 종래의 유전체 듀플렉서 기술 분야에서 활용되는 듀플렉서의 특성과 문제점을 검토한 후, 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시예들이 채택하고 있는 기술적 수단을 개괄적으로 소개하고자 한다. Prior to describing the embodiments of the present invention, the characteristics and problems of the duplexer utilized in the prior art dielectric duplexer technology are discussed, and technical solutions adopted by the embodiments of the present invention are broadly described I want to introduce.
도 1a는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 활용되는 동축형 유전체 듀플렉서(10)를 예시한 도면이고, 도 1b는 도 1a의 1B-1B선을 따라 절단한 단면도(20)이다. 동축형 유전체 듀플렉서(10)는 상면의 상면전극 패턴(16) 사이에 형성된 커패시턴스(정전용량)에 의해 공진기 사이의 결합(coupling)을 구현하므로, 상면전극 패턴(16) 사이의 거리가 작아서 대전력이 인가되면 커패시터의 절연파괴가 일어나기 때문에 전력취급능력(power handling capacity)이 작다. 즉, 이러한 종류의 동축형 유전체 듀플렉서는 가장 간단한 TEM 모드를 사용하기 때문에 품질계수 Q가 낮고 삽입특성이 떨어질뿐만 아니라, 고 출력에 견디기 어려워 1W 이하의 저 전력용에 한정되어 사용하고 있다. 또한, 이를 보완하기 위하여 금속 캔을 설치하더라도 방사손실이 여전히 크다. FIG. 1A is a diagram illustrating a coaxial
도 2는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 활용되는 유전체 세라믹 듀플렉서(100)를 예시한 도면이다. 유전체 세라믹 듀플렉서(100)는 기판(102), 예컨대 PCB 상에 송신용 유전체 도파관형 필터(이하, 송신필터; 110), 수신용 유전체 도파관형 필터(이하, 수신필터; 150) 및 이를 전기적으로 연결하는 급전부위(132)를 포함한다. 송신필터(110)와 수신필터(150)는 사용하는 주파수가 다르기 때문에 송신필터(110)와 수신필터(150)를 공간적으로 분리해야 한다. 따라서, 송신필터(110)와 수신필터(150)는 도시된 바와 같이 나란하게 배열되면서 급전부위(132)에 의해 연결된 구조가 된다. 이러한 유전체 세라믹 듀플렉서의 구조적 특징에 따라 도 1의 동축형 유전체 듀플렉서의 단점을 어느 정도 극복하였지만, 여전히 삽입 특성 및 감쇄 특성에 문제가 남아 있다. 특히, 유전체 세라믹 듀플렉서의 중앙 단면 및 양 단면에서 전극과 마이크로스트립 라인 사이로 필드(field)의 방사가 있기 때문에, 듀플렉서의 삽입특성 및 감쇄특성이 현저히 떨어진다. 또한, 입출력 신호의 크기가 커질 경우, 예컨대 전극이 유전체 듀플렉서로부터 떨어지는 등 손상이 발생하기 쉽다.2 is a diagram illustrating a dielectric
따라서 이하에서 제시되는 본 발명의 실시예들은 TE 모드에서 사용되며 소형화가 가능하고 고출력에 견디면서도 우수한 삽입 특성 및 감쇄 특성을 유지하는 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 제안하도록 한다. Therefore, the embodiments of the present invention, which will be described below, propose a three-dimensional laminated dielectric duplexer which is used in the TE mode and which can be miniaturized and which has excellent insertion and damping characteristics while being capable of withstanding high output.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples are provided to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생락한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It is to be noted that components are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings, and components of different drawings can be cited when necessary in describing the drawings. In the following detailed description of the principles of operation of the preferred embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of known functions and configurations thereof, and that other matters may unnecessarily obscure the present invention. A detailed explanation is omitted.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서(300)를 나타내는 사시도이다. 유전체 듀플렉서(300)는 복수 개의 유전체 블록(310), 연결 단자(320), 커플링 윈도우(330)로 구성된다. 도 4는 도 3의 실시예의 복수 개의 유전체 블록(310) 간의 연결관계를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제 1 유전체 공진기 그룹(311), 제 2 유전체 공진기 그룹(312), 연결 유전체 블록(313)은 유전체 블록(310)으로 이루어졌음을 알 수 있다. 3 is a perspective view showing a
복수 개의 유전체 블록(310)을 적층하여 각각 제 1 유전체 공진기 그룹(311) 및 제 2 유전체 공진기 그룹(312)을 형성한다. 각 유전체 공진기 그룹(311,312)에 적층되는 유전체 블록(310)의 개수는 유전체 듀플렉서(300)를 통과하는 신호의 공진 주파수 특성에 따라 결정될 수 있다. 유전체 블록(310)은 본 실시예와 같이 구형 도파관(rectangular waveguide)의 형태로 형성될 수 있으나, 다른 형태의 유전체 블록을 이용하여도 무방하다. 유전체 블록의 형태를 상이하게 함으로써 상기의 실시예와 상이한 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 형성할 수 있다. 또한, 유전체 공진기 그룹은 유전체 듀플렉서의 형태에 따라 1개 이상이 될 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 일 실시예에서는 2개의 유전체 공진기 그룹으로 간단한 형태의 유전체 듀플렉서를 구현하였다. A plurality of
연결 유전체 블록(313)은 제 1 유전체 공진기 그룹(311)과 제 2 유전체 공진기 그룹(312)이 대칭하여 위치하도록 제 1 유전체 공진기 그룹(311)의 최상층 유전체 블록(310) 및 제 2 유전체 공진기 그룹(312)의 최상층 유전체 블록(310)을 연결한다. The connection
연결 단자(320)는 각 유전체 공진기 그룹(311,312)의 하단 및, 연결 유전체 블록(313)의 상단에 각각 부착되어 신호를 전달하는 역할을 한다. 연결 단자(320)는 직선 형태 또는 굽어진 형태로 변형이 가능할 것이다.The
상기 연결 단자(320)는 소정의 깊이를 갖는 원통 형상의 홀(hole) 구조를 가지고 홀 내부는 전도성 물질로 코팅되어 홀 전극을 형성한다. 이러한 홀 전극은 홀 부근의 유전체 블록(310) 저면까지 연장될 수 있다. 또한 연결 단자(320)의 홀의 깊이는 유전체 듀플렉서(300)를 통과하는 신호의 통과 대역폭에 따라 결정될 수 있다. The
유전체 듀플렉서(300)는 전도성 코팅층 및 비 코팅 영역으로 구분되고, 전도성 코팅층은 연결 단자(320)로 구성된 홀 전극을 이루는 부분을 제외한 모든 유전체 블록(310)의 외부 표면을 전도성 물질로 코팅하여 형성할 수 있다. 이때에 홀 전극과 전도성 코팅층 사이에 비 코팅 영역이 형성되어 서로 전기적으로 연결되지 않도록 한다. 예컨대, 전도성 물질은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 등과 같이 높은 전도성을 갖는 재료이다. 또한, 진공증착 등의 방법에 의해 전도성 물질이 유전체 블록(310)의 외부 표면에 코팅되어 전도성 코팅층을 형성하게 할 수 있다. The
각 유전체 공진기 그룹(311,312)의 유전체 블록들(310) 사이 및 각 유전체 공진기 그룹(311,312)의 최상층 유전체 블록(310)과 연결 유전체 블록(313) 사이를 연결하기 위한 커플링 윈도우(330)가 있다. 커플링 윈도우(330)는 유전체 블록(310) 사이를 연결하여 유전 물질을 통해 신호를 전달하는 역할을 하고, 본 발명의 실시예와 같이 'ㅁ' 형태의 패턴으로 구현될 수 있다. 나아가 커플링 윈도우(330)의 크기 및 패턴은 다양하게 구현할 수 있다. There is a
유전체 듀플렉서의 여러 개의 커플링 윈도우(330)는 인접한 각 커플링 윈도우의 위치가 상이할 수 있다. 이것은 커플링 윈도우(330)가 마주보고 위치하면 간섭이 발생할 여지가 있기 때문에 간섭을 최소화하기 위한 구조적 형태를 형성한 것이다. 따라서 도 3을 참조하면, 인접한 커플링 윈도우(330)의 위치가 동일하지 않고 각각 떨어진 곳에 위치하여 간섭을 최소화하고 있는 것을 알 수 있다. The plurality of
본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 듀플렉서는 각 유전체 공진기 그룹의 최하단 유전체 블록의 저면 측에 결합되는 마이크로스트립 라인 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 마이크로스트립 라인 기판은 상기 각 유전체 공진기 그룹의 최하단 유전체 블록에 부착된 각 연결단자와 전기적으로 연결되며, 전도성 코팅층은 상기 마이크로스트립 라인 기판의 그라운드와 전기적으로 연결된다. The dielectric duplexer according to another embodiment of the present invention may further include a microstrip line substrate coupled to a bottom surface side of the lowermost dielectric block of each dielectric resonator group. The microstrip line substrate is electrically connected to each connection terminal attached to the lowermost dielectric block of each dielectric resonator group, and the conductive coating layer is electrically connected to the ground of the microstrip line substrate.
상기 마이크로스트립 라인 기판을 더 포함한 실시예에서 전도성 핀을 더 포함할 수 있으며, 전도성 핀은 홀 전극 내부에 삽입되어 홀 전극과 마이크로스트립 라인을 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다. The conductive pin may further include a conductive pin in the embodiment including the microstrip line substrate, and the conductive pin may be inserted into the hole electrode to electrically connect the hole electrode and the microstrip line.
유전체 듀플렉서의 유전체 블록의 높이는 전체 유전체 듀플렉서의 크기에 따라 변형이 가능하다. 이에 따라 소형화된 유전체 듀플렉서를 제조할 수 있어 반도체 회로 내에 집적화하는 것도 가능해진다. The height of the dielectric block of the dielectric duplexer can be varied according to the size of the entire dielectric duplexer. As a result, miniaturized dielectric duplexers can be manufactured and integrated in a semiconductor circuit.
유전체 듀플렉서는 세라믹 유전체 듀플렉서일 수 있다. 세라믹을 이용하면 유전율이 높아 고출력에 견딜 수 있고, 본 발명의 실시예는 유전율이 37인 세라믹을 이용하여 유전체 듀플렉서를 구현하였다.The dielectric duplexer may be a ceramic dielectric duplexer. Ceramic is used to withstand a high output due to its high dielectric constant. In the embodiment of the present invention, a dielectric duplexer is implemented using ceramic having a dielectric constant of 37.
유전체 듀플렉서는 동축 커넥터를 더 포함할 수 있다. 상기 동축 커넥터는 각 유전체 공진기 그룹의 최하단 유전체 블록 및 연결 유전체 블록의 상단에 고정되어, 홀 전극과 각각 전기적으로 연결된다. 이 경우, 상기 동축 커넥터의 하부에 형성되어 있는 전도성 커넥터 핀이 상기 홀 전극 내부로 삽입됨으로써, 상기 홀 전극과 동축 커넥터가 전기적으로 연결된다. The dielectric duplexer may further include a coaxial connector. The coaxial connector is fixed to the bottom of the bottom dielectric block and the connecting dielectric block of each dielectric resonator group, and is electrically connected to the Hall electrode, respectively. In this case, the conductive connector pin formed on the lower part of the coaxial connector is inserted into the hole electrode, so that the hole electrode and the coaxial connector are electrically connected.
상기된 동축 커넥터의 전도성 커넥터 핀이 삽입된 홀 전극 내에는 전도성 물질을 채울 수도 있다. 또한 상기 동축 커넥터와 상기 유전체 블록 사이에 마이크로스트립 라인 기판이 더 배치될 수 있으며, 이 경우 상기 동축 커넥터는 마이크로스트립 라인 기판 상에 형성된 핀 구멍을 통해 상기 유전체 블록의 홀 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 동축 커넥터는 SMA 및 MCX 커넥터(connector)일 수 있다. A conductive material may be filled in the hole electrode into which the conductive connector pin of the coaxial connector is inserted. Further, a microstrip line substrate may be further disposed between the coaxial connector and the dielectric block, in which case the coaxial connector may be electrically connected to the hole electrode of the dielectric block through a pin hole formed on the microstrip line substrate . For example, the coaxial connector may be an SMA and an MCX connector.
이상에서 살펴본 본 발명에 따른 실시예들을 참조하면, 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서는 유전체 블록의 중앙 및 입출력용 전극이 외부로 노출되지 않는다. 따라서, 중앙 및 입출력용 전극으로부터 필드가 방사되는 문제가 발생하지 않으므로, 본 발명에 따른 유전체 듀플렉서는 매우 우수한 삽입특성과 감쇄특성을 얻을 수 있다. 또한, 홀 전극의 구조상 입출력 신호가 커지더라도 전극이 유전체 블록으로부터 떨어지는 등의 손상이 거의 발생하지 않기 때문에, 본 발명에 따른 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서는 고 전력용으로 사용할 수 있다. 나아가 유전체 블록의 크기 및 높이를 조절하고 적층하는 형태 및 갯수에 따라서 유전체 듀플렉서의 크기를 최소화하고 다양한 주파수를 제공하는 유전체 듀플렉서를 제작할 수 있을 것이다. According to the embodiments of the present invention described above, the center of the dielectric block and the input / output electrodes are not exposed to the outside in the dielectric duplexer of the three-dimensional laminated structure. Therefore, there is no problem that the field is radiated from the center electrode and the input / output electrode. Therefore, the dielectric duplexer according to the present invention can obtain excellent insertion characteristics and attenuation characteristics. Further, even if the input / output signal becomes large due to the structure of the hole electrode, the damage such as the electrode dropping from the dielectric block hardly occurs. Therefore, the dielectric duplexer of the three-dimensional laminated structure according to the present invention can be used for high power. Furthermore, it is possible to fabricate a dielectric duplexer that minimizes the size of the dielectric duplexer and provides various frequencies according to the number and type of dielectric block size and height.
도 5는 도 3의 유전체 듀플렉서를 이용하여 측정한 송신단의 주파수 특성 그래프의 실험예이고, 도 6은 도 3의 유전체 듀플렉서를 이용하여 측정한 수신단의 주파수 특성 그래프의 실험예이다. 도 5 및 도 6에 도시된 그래프의 x축은 주파수(MHz)를 나타내고, y축은 신호의 크기(dB)를 나타낸다. 신호는 '0'을 기준으로 '-' 값이 커질수록 약해져 차단된다. FIG. 5 is an experimental example of a frequency characteristic graph of a transmission terminal measured using the dielectric duplexer of FIG. 3, and FIG. 6 is an experimental example of a frequency characteristic graph of a receiving terminal measured by using the dielectric duplexer of FIG. The x-axis of the graph shown in Fig. 5 and Fig. 6 represents the frequency (MHz), and the y-axis represents the magnitude (dB) of the signal. The signal is weakened as '-' increases with '0'.
도 5에서 도시된 그래프는 송신단 주파수를 나타내며, 중심 주파수 2680 MHz에 20 MHz의 대역폭을 가져 2670 MHz에서 2690 MHz까지는 안테나단으로부터 수신된 신호를 통과시키고, 나머지 주파수 대역은 차단하는 밴드 패스 필터(bandpass filter, BPF)를 보인다. 또한 도 5에 도시된 송신단의 주파수 특성 그래프는 삽입 손실이 -2 dB 이고, 리플(ripple)이 -0.8 dB이고, R.L 은 -15 dB가 된다. The graph shown in FIG. 5 represents a transmitting end frequency. A bandpass filter (bandpass) having a bandwidth of 20 MHz at a center frequency of 2680 MHz, passing a signal received from the antenna end from 2670 MHz to 2690 MHz, filter, BPF). Also, the graph of the frequency characteristic of the transmitter shown in Fig. 5 shows that the insertion loss is -2 dB, the ripple is -0.8 dB, and the RL is -15 dB.
도 6에서 도시된 그래프는 수신단 주파수를 나타내며, 중심 주파수 2575 MHz에 30 MHz의 대역폭을 가져 2560 MHz에서 2690 MHz까지는 안테나단으로부터 수신된 신호를 통과시키고, 나머지 주파수 대역은 차단하는 밴드 패스 필터를 보인다. 또한 도 6에 도시된 수신단의 주파수 특성 그래프는 삽입 손실이 -2 dB 이고, 리플이 -0.8 dB이고, R.L은 -14 dB임을 확인할 수 있다. The graph shown in FIG. 6 shows a receiving end frequency, and a band-pass filter having a bandwidth of 30 MHz at a center frequency of 2575 MHz and passing signals received from an antenna end through 2560 MHz to 2690 MHz and blocking the remaining frequency band is shown . Also, the graph of the frequency characteristic of the receiving end shown in FIG. 6 shows that the insertion loss is -2 dB, the ripple is -0.8 dB, and the RL is -14 dB.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라 통신 중계 장치에 상기 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 이용할 수 있다. 통신 중계 장치는 장거리 통신을 하는 경우, 한 방향 또는 양 방향의 통신 신호를 수신하고 그 신호를 증폭하고 정형하여 송출하는 장치이다. 통신 중계 장치는 안테나, 듀플렉서, 멀티플렉서, 디플렉서 스플리터, 컴바이너, 증폭기 등으로 이루어질 수 있다. 기지국 또는 단말기 등으로부터 신호를 수신하고 신호를 구별하여 증폭 및 정형하여 신호의 목적지로 송신하는 역할을 한다. 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 통신 중계 장치의 듀플렉서 또는 멀티플렉서에 이용할 수 있다. 당업자에게 자명한 유전체 듀플렉서를 이용하는 중신 중계 장치의 구조와 동일 또는 유사한 구조로 이루어질 수 있다. 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 포함하는 통신 중계 장치의 보다 구체적인 구조는 본 발명의 본질적인 기술적 특징을 설명하는데 불필요한바 생략한다.According to another embodiment of the present invention, the communication repeater may use the dielectric duplexer of the three-dimensional laminated structure. A communication relay device is a device that receives a communication signal in one direction or both directions when it performs long-distance communication, amplifies the signal, and shapes and transmits the communication signal. The communication relay device may be composed of an antenna, a duplexer, a multiplexer, a duplexer splitter, a combiner, and an amplifier. Receives a signal from a base station or a terminal, distinguishes the signal, amplifies and shapes the signal, and transmits the signal to a destination of the signal. A dielectric duplexer of a three-dimensional laminated structure can be used for a duplexer or a multiplexer of a communication relay apparatus. A structure similar to or similar to the structure of the intermediate relay apparatus using a dielectric duplexer apparent to those skilled in the art. A more detailed structure of the communication repeater including the dielectric duplexer of the three-dimensional laminated structure is unnecessary to explain the essential technical features of the present invention.
상기 실시예에 따른 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 이용한 통신 중계 장치는 듀플렉서의 크기가 일반적인 듀플렉서의 크기보다 작아 상기 통신 중계 장치의 크기 또한 소형화될 수 있다. 따라서 소형화된 통신 중계 장치를 제조함으로써 원자재의 절감을 통해 가격경쟁력을 갖출 수 있는 효과가 있다. The size of the duplexer may be smaller than the size of the duplexer, so that the size of the communication repeater can be reduced. Therefore, manufacturing of a miniaturized communication relay device can reduce the cost of raw materials and provide price competitiveness.
또한, 3차원 적층 구조의 유전체 듀플렉서를 이용한 통신 중계 장치는 고출력에 견디고 우수한 삽입 특성 및 감쇄 특성이 유지되어 고 전력용 통신 중계 장치를 제조할 수 있어 다양한 활용이 가능할 것이다. Further, the communication relay device using the dielectric duplexer of the three-dimensional laminated structure can withstand a high output, maintain excellent insertion characteristics and attenuation characteristics, and manufacture a high-power communication relay device, and thus can be used in various ways.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, fall within the scope of the technical idea of the present invention something to do.
300 : 3차원 적층구조의 유전체 듀플렉서
310 : 유전체 블록 311 : 제 1 유전체 공진기 그룹
312 : 제 2 유전체 공진기 그룹 313 : 연결 유전체 블록
320 : 연결 단자
330 : 커플링 윈도우300: dielectric duplexer with three-dimensional laminated structure
310: dielectric block 311: first dielectric resonator group
312: second dielectric resonator group 313: connection dielectric block
320: Connection terminal
330: Coupling window
Claims (14)
상기 제 1 유전체 공진기 그룹과 상기 제 2 유전체 공진기 그룹이 대칭하여 위치하도록 상기 제 1 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록 및 상기 제 2 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록을 연결하는 연결 유전체 블록;
상기 각 유전체 공진기 그룹의 하단 및, 상기 연결 유전체 블록의 상단에 부착되어 신호를 전달하는 연결 단자; 및
상기 각 유전체 공진기 그룹의 유전체 블록들 사이 및 상기 각 유전체 공진기 그룹의 최상층 유전체 블록과 연결 유전체 블록 사이를 연결하며, 인접한 각 유전체 블록 및 상기 연결 유전체 블록 사이에 부착되는 위치를 서로 상이하게 구성하는 커플링 윈도우를 포함하는 유전체 듀플렉서.A first dielectric resonator group and a second dielectric resonator group in which a plurality of dielectric blocks are stacked;
A connection dielectric block connecting the uppermost dielectric block of the first dielectric resonator group and the uppermost dielectric block of the second dielectric resonator group such that the first dielectric resonator group and the second dielectric resonator group are symmetrically located;
A connection terminal connected to a lower end of each of the dielectric resonator groups and an upper end of the connection dielectric block to transmit a signal; And
A plurality of dielectric resonators connected in series between the dielectric block of each dielectric resonator group and a connection dielectric block of the dielectric resonator group, A dielectric duplexer including a ring window.
상기 연결 단자는,
소정의 깊이를 갖는 원통 형상의 홀(hole) 구조를 가지고, 상기 홀 구조의 내부는 전도성 물질로 코팅되어 홀 전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.The method according to claim 1,
The connection terminal includes:
Wherein a hole having a cylindrical shape having a predetermined depth is formed in the hole structure, and the hole structure is coated with a conductive material to form a hole electrode.
상기 유전체 듀플렉서는 전도성 코팅층 및 비 코팅 영역으로 구분되고,
상기 전도성 코팅층은 상기 홀 전극을 이루는 부분을 제외한 상기 유전체 듀플렉서를 구성하는 상기 모든 유전체 블록의 외부 표면을 전도성 물질로 코팅하여 형성되며, 상기 홀 전극과 상기 전도성 코팅층 사이에 상기 비 코팅 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.3. The method of claim 2,
The dielectric duplexer is divided into a conductive coating layer and an uncoated region,
The conductive coating layer is formed by coating an outer surface of all the dielectric blocks constituting the dielectric duplexer except a portion forming the hole electrode with a conductive material, and the non-coated region is formed between the hole electrode and the conductive coating layer And a dielectric duplexer.
상기 연결 단자는 상기 신호의 통과 대역폭에 따라 상기 원통 형상의 홀의 깊이가 결정되는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서. 3. The method of claim 2,
Wherein a depth of the cylindrical hole is determined according to a pass bandwidth of the signal.
상기 각 유전체 공진기 그룹의 최하단 유전체 블록의 저면 측에 결합되는 마이크로스트립 라인 기판을 더 포함하고,
상기 마이크로스트립 라인 기판은 상기 각 유전체 공진기 그룹의 최하단 유전체 블록에 부착된 상기 각 연결 단자와 전기적으로 연결되며,
상기 전도성 코팅층은 상기 마이크로스트립 라인 기판의 그라운드와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.The method of claim 3,
Further comprising a microstrip line substrate coupled to a bottom surface side of the lowermost dielectric block of each dielectric resonator group,
Wherein the microstrip line substrate is electrically connected to the connection terminals attached to the lowermost dielectric block of each dielectric resonator group,
Wherein the conductive coating layer is electrically connected to the ground of the microstrip line substrate.
상기 홀 전극 내부에 삽입되어 상기 홀 전극과 상기 마이크로스트립 라인을 전기적으로 연결시키는 전도성 핀을 더 포함하는 유전체 듀플렉서.6. The method of claim 5,
And a conductive pin inserted in the hole electrode to electrically connect the hole electrode and the microstrip line.
상기 유전체 블록의 높이는 상기 유전체 듀플렉서의 크기에 따라 변형이 가능한 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.The method according to claim 1,
Wherein a height of the dielectric block is variable according to a size of the dielectric duplexer.
상기 각 유전체 공진기 그룹에 적층되는 상기 유전체 블록의 개수는 상기 신호의 공진 주파수 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.The method according to claim 1,
Wherein the number of the dielectric blocks stacked in each dielectric resonator group is determined according to a resonance frequency characteristic of the signal.
상기 유전체 블록은 구형 도파관(rectangular waveguide)의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.The method according to claim 1,
Wherein the dielectric block is formed in the form of a rectangular waveguide.
상기 연결 단자는 직선 형태 또는 굽어진 형태로 변형이 가능한 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.The method according to claim 1,
Wherein the connection terminal is deformable in a linear shape or a curved shape.
상기 신호의 수신부 중심 주파수는 2575 MHz이고, 송신부 중심 주파수는 2680 MHz인 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서. The method according to claim 1,
Wherein the center frequency of the receiving part of the signal is 2575 MHz and the center frequency of the transmitting part is 2680 MHz.
상기 유전체 듀플렉서는 세라믹 유전체 듀플렉서인 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서. The method according to claim 1,
Wherein the dielectric duplexer is a ceramic dielectric duplexer.
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