KR101632667B1

KR101632667B1 - 필터

Info

Publication number: KR101632667B1
Application number: KR1020140154394A
Authority: KR
Inventors: 조학래; 서수덕; 하종우; 고문봉
Original assignee: 주식회사 이너트론
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-07-01
Also published as: WO2016072643A2; KR20160054851A; WO2016072643A3

Abstract

필터는 복수의 공진기들 및 상기 복수의 공진기들 중에서 적어도 3개의 공진기들과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어를 포함하고, 상기 복수의 공진기들 각각은 유전 물질로 이루어지고, 일방향으로 관통홀이 형성된 몸체 및 상기 몸체의 길이 방향에 따른 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과, 상기 관통홀의 벽면에 결합되는 도전막을 포함한다.

Description

필터{FILTER}

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 필터에 관한 것으로, 특히 공진기들과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어를 포함하는 필터에 관한 것이다.

통신 시스템에는 다양한 종류의 필터가 적용된다. 필터는 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 기능을 하는 장치로서, 필터링되는 주파수 대역에 따라 저역 통과 필터(Low Pass Filter(LPF)), 대역 통과 필터(Band Pass Filter(BPF)), 고역 통과 필터(High Pass Filter(HPF)), 대역 저지 필터(Band Stop Filter(BSF)) 등으로 구분된다.

또한, 필터는 제작방법과 필터에 사용되는 소자에 따라 LC 필터, 트랜스미션 라인(transmission line) 필터, 캐비티(cavity) 필터, 유전체 공진기(Dielectric Resonator(DR)) 필터, 세라믹(ceramic) 필터, 동축(coacial) 필터, 도파관(waveguide) 필터, SAW(Surface Acoustic Wave) 필터 등으로 구분될 수 있다.

필터에 협대역 특성과 우수한 차단 특성을 동시에 구현하기 위해서는 높은 Q 값(Q-factor)을 갖는 공진기가 요구된다. 이 경우, 공진기는 주로 PCB(Printed Circuit Board), 유전체 공진기 또는 단일 블록(monoblock) 형태로 구현된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 공진기들과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어를 포함함으로써 주파수 특성이 향상된 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 필터는 복수의 공진기들 및 상기 복수의 공진기들 중에서 적어도 3개의 공진기들과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어를 포함하고, 상기 복수의 공진기들 각각은 유전 물질로 이루어지고, 일방향으로 관통홀이 형성된 몸체 및 상기 몸체의 길이 방향에 따른 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과, 상기 관통홀의 벽면에 결합되는 도전막을 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 복수의 공진기들 각각의 상기 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과 결합되어 접지 기능을 수행하는 기판 및 상기 기판과 결합되어 상기 복수의 공진기들을 수납하는 하우징(housing)을 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 기판은 상기 도전막을 통하여 상기 복수의 공진기들 각각의 상기 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과 결합될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 횡단 레이어는 상기 기판과 이격되어 있고 상기 하우징의 벽면들 중에서 어느 하나의 벽면과 상기 횡단 레이어를 연결시키는 고정체를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 고정체는 절연체로 구성될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 횡단 레이어는 상기 기판과 이격되어 있고 상기 기판과 상기 횡단 레이어를 연결시키는 적어도 하나의 고정체를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 적어도 하나의 고정체는 도체로 구성될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 도전막은 상기 양측 단면과 상기 관통홀의 벽면에 도금될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 몸체는 세라믹으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 장치는 공진기들과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어를 포함함으로써 우수한 협대역 특성과 차단 특성을 가지는 효과가 있다.

특히, 횡단 레이어를 고정시키기 위한 고정체의 연결 구조나 재료에 따라 원하는 주파수 대역의 협대역 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 입체도이다.
도 4는 도 1에 도시된 필터의 주파수 응답 특성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터의 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 정면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 입체도이다.
도 8은 도 5에 도시된 필터의 주파수 응답 특성을 나타낸 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터의 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 정면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터(filter; 100A)는 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5), 기판(120), 하우징(housing; 130), 커넥터들(connectors; 140-1 및 140-2), 커플링 디스크들(coupling disks; 142-1 및 142-2) 및 노치 공진기(notch resonator; 150A)를 포함할 수 있다.

복수의 공진기들(110-1 내지 110-5)은 기판(120) 위에 결합되어, 하우징(130) 내에 수납될 수 있다.

복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 각각의 구조는 서로 동일하게 구현될 수 있으며, 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 각각의 구조는 도 3을 참조하여 상세히 설명된다.

기판(120)은 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 각각과 전기적으로 접속되어, 접지 기능을 수행할 수 있다.

실시 예에 따라, 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5)은 기판(120)과 도금을 통하여 결합될 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 기판(120)는 접지 기능을 수행하기 위한 도전성 패턴을 포함하는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board(PCB))으로 구현될 수 있다.

하우징(130) 내에는 복수의 격벽들(132)로 구분된 캐비티(cavity)를 포함할 수 있으며, 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 각각은 상기 캐비티 내에 수납될 수 있다. 격벽들(132)의 배치는 다양한 변형이 가능하며, 격벽들(132)의 배치에 따라 하우징(130) 내에서의 신호 전달 경로가 변경될 수도 있다.

하우징(130)은 직육면체 형상으로 도시되고 있으나 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 범위가 하우징(130)의 형태에 의해 제한 해석 되어서는 안 된다.

실시 예에 따라, 하우징(130)의 외면 또는 내면은 도전성 물질(예컨대, 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등)로 도금될 수도 있다.

하우징(130)은 하우징(130)의 하부에 배치된 기판(120)과 결합되어 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5)을 수납할 수 있다.

하우징(130)의 양측에는 커넥터들(140-1 및 140-2)이 구현될 수 있다.

입력 커넥터(140-1)는 필터(100A)의 외부로부터 전송된 무선 신호를 입력받을 수 있고, 출력 커넥터(140-2)는 필터(100A)의 외부로 무선 신호를 출력할 수 있다.

입력 커플링 디스크(142-1)는 입력 커넥터(140-1)를 통하여 입력된 무선 신호를 제1공진기(110-1)로 전달 할 수 있다. 실시 예에 따라, 입력 커플링 디스크(142-1)는 원하는 대역의 신호만을 제1공진기(110-1)로 통과시키도록 전자기파를 유도할 수 있다.

출력 커플링 디스크(142-2)는 제5공진기(110-5)로부터 수신된 무선 신호를 출력 커넥터(140-2)로 전달할 수 있다. 실시 예에 따라, 출력 커플링 디스크(142-2)는 원하는 대역의 신호만을 출력 커넥터(140-2)로 통과시키도록 전자기파를 유도할 수 있다.

노치 공진기(150A)는 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 중에서 적어도 3개의 공진기들(예컨대, 110-1 내지 110-3)과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어(152A)와 횡단 레이어(152A)를 하우징(130)의 일측 벽면에 연결시키는 고정체(154A)를 포함할 수 있다. 이때, 횡단 레이어(152A)는 기판(120) 및 하우징(130) 각각과 이격되어 배치될 수 있다.

실시 예에 따라, 고정체(154A)는 절연체로 구성될 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 노치 공진기(150A)의 횡단 레이어(152A)는 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 중에서 출력단 쪽의 적어도 3개의 공진기들(예컨대, 110-3 내지 110-5)과 중첩되는 영역을 가질 수도 있으며, 횡단 레이어(152A)의 위치는 다양하게 변할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따라, 노치 공진기(150A)의 횡단 레이어(152A)는 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 중에서 적어도 4개의 공진기들(예컨대, 110-1 내지 110-4)과 중첩되는 영역을 가질 수도 있다.

도 2를 참조하면, 필터(100A)는 하우징(130)의 상부에 커버(131)를 더 포함할 수 있다. 커버(131)는 하우징(130)의 상부에 결합되어 하우징(130)의 개방면을 덮을 수 있다.

실시 예에 따라, 커버(131)는 도전성 물질로 구현될 수 있다.

필터(100A)는 커버(131)에 결합된 튜닝 스크류(tuning screw;134)를 더 포함할 수 있다. 튜닝 스크류(134)는 상하로 이동됨에 따라 공진 주파수를 조절할 수 있다.

실시 예에 따라, 튜닝 스크류(134)는 나선형의 스크류 형태로 구현되며, 나사와 같은 형태로 상하로 이동될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 입체도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 도 1과 도 2에서 도시된 필터(100A)의 일부분을 도시하였다.

각 공진기(예컨대, 110-1 내지 110-5)는 유전 물질(예컨대, 세라믹 등)로 이루어진 몸체(111)를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 몸체(111)는 사각 기둥 외에도 원기둥, 타원기둥 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다.

몸체(111)의 일방향으로 관통홀(116)이 형성될 수 있다. 예컨대, 몸체(111)의 길이 방향, 즉 몸체(111)에서 가장 긴 변의 방향으로 관통홀(116)이 형성될 수 있다.

실시 예에 따라, 몸체(111)의 길이 방향에 따른 양측 단면(112 및 114) 중에서 적어도 일측의 단면에는 도전막이 도금될 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 관통홀(116)의 내면에도 도전막(예컨대, 은 도금 또는 구리 도금에 의한 도전막)이 도금될 수 있다.

몸체(111)의 하측 단면(114)은 기판(120)과 도금을 통하여 결합, 즉 접지될 수 있다.

몸체(111)의 길이 방향에 따른 양측 단면(112 및 114)을 제외한 나머지 면들은 도금 처리가 되지 않을 수 있다.

이러한 구조에 따라, 각 공진기(110-1 내지 110-3)는 TEM 모드(Transverse Electro Magnetic Mode)로 동작할 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 필터의 주파수 응답 특성을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 노치 공진기(150A)가 포함되지 않은 필터의 경우의 대역 통과 특성이 점선으로 표시된 형태라고 가정할때, 도 1의 필터(100A)의 대역 통과 특성은 노치 공진기(150A)를 포함함으로써 실선과 같이 나타날 수 있다.

즉, 도 1의 필터(100A)는 노치 공진기(150A)를 더 포함함에 따라 제1주파수 대역(f1)에 노치 필터의 효과를 부여할 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 도 1의 노치 공진기(150A)의 횡단 레이어(152A)가 적어도 4개의 공진기들과 중첩되는 영역을 갖는 경우, 필터(100A)는 제1주파수 대역(f1) 외의 고주파수 대역(예컨대, 도 8의 제2주파수 대역(f2))에도 노치 필터의 효과를 함께 부여할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터의 평면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 정면도이다. 도 7은 도 5에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 입체도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 필터(100B)는 필터(100B)의 노치 공진기(150B)가 필터(100A)의 노치 공진기(150A)와 다른 구조를 가지는 점을 제외하면, 필터(100A)와 실질적으로 동일한 구조를 가진다.

노치 공진기(150B)는 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 중에서 적어도 3개의 공진기들(예컨대, 110-1 내지 110-3)과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어(152B)와 횡단 레이어(152B)를 기판(120)에 연결시키는 적어도 하나의 고정체(154B)를 포함할 수 있다. 이때, 횡단 레이어(152B)는 기판(120) 및 하우징(130) 각각과 이격되어 배치될 수 있다.

실시 예에 따라, 적어도 하나의 고정체(154B)는 도전체로 구성되어 횡단 레이어(152B)를 접지시킬 수 있다.

도 6에서는 2개의 고정체들(154B)이 포함되는 경우를 도시하고 있으나, 고정체들(154B)의 갯수 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 노치 공진기(150B)의 횡단 레이어(152B)는 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 중에서 출력단 쪽의 적어도 3개의 공진기들(예컨대, 110-3 내지 110-5)과 중첩되는 영역을 가질 수도 있으며, 횡단 레이어(152B)의 위치는 다양하게 변할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따라, 노치 공진기(150B)의 횡단 레이어(152B)는 복수의 공진기들(110-1 내지 110-5) 중에서 적어도 4개의 공진기들(예컨대, 110-1 내지 110-4)과 중첩되는 영역을 가질 수도 있다.

도 8은 도 5에 도시된 필터의 주파수 응답 특성을 나타낸 도면이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 노치 공진기(150B)가 포함되지 않은 필터의 경우의 대역 통과 특성이 점선으로 표시된 형태라고 가정할때, 도 5의 필터(100B)의 대역 통과 특성은 노치 공진기(150B)를 포함함으로써 실선과 같이 나타날 수 있다.

즉, 도 5의 필터(100B)는 노치 공진기(150B)를 더 포함함에 따라 제2주파수 대역(f2)에 노치 필터의 효과를 부여할 수 있다.

다른 실시 예에 따라, 도 5의 노치 공진기(150B)의 횡단 레이어(152B)가 적어도 4개의 공진기들과 중첩되는 영역을 갖는 경우, 필터(100B)는 제2주파수 대역(f2) 외의 저주파수 대역(예컨대, 도 4의 제1주파수 대역(f1))에도 노치 필터의 효과를 함께 부여할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100A, 100B : 필터
110-1 ~ 110-5 : 공진기
120 : 기판
130 : 하우징(housing)
140-1, 140-2 : 커넥터(connecter)
150A, 150B : 노치(notch) 공진기
152A, 152B : 횡단 레이어
154A, 154B : 고정체

Claims

복수의 공진기들;
상기 복수의 공진기들 각각의 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과 결합되어 접지 기능을 수행하는 기판;
상기 기판과 결합되어 상기 복수의 공진기들을 수납하는 하우징(housing);
상기 기판과 이격되어 있고, 상기 복수의 공진기들 중에서 적어도 3개의 공진기들과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어; 및
상기 하우징의 벽면들 중에서 어느 하나의 벽면과 상기 횡단 레이어를 연결시키는 고정체를 포함하고, 상기 복수의 공진기들 각각은,
유전 물질로 이루어지고, 일방향으로 관통홀이 형성된 몸체; 및
상기 몸체의 길이 방향에 따른 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과, 상기 관통홀의 벽면에 결합되는 도전막을 포함하는, 필터.
삭제
제1항에 있어서, 상기 기판은,
상기 도전막을 통하여 상기 복수의 공진기들 각각의 상기 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과 결합되는 필터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 고정체는 절연체로 구성되는 필터.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 몸체는 세라믹으로 구성되는 필터.
복수의 공진기들; 및
상기 복수의 공진기들 중에서 적어도 3개의 공진기들과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어를 포함하고,
상기 복수의 공진기들 각각은,
유전 물질로 이루어지고, 일방향으로 관통홀이 형성된 몸체; 및
상기 몸체의 길이 방향에 따른 양측 단면과, 상기 관통홀의 벽면에 결합되는 도전막을 포함하는 필터.
복수의 공진기들;
상기 복수의 공진기들 각각의 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과 결합되어 접지 기능을 수행하는 기판;
상기 기판과 결합되어 상기 복수의 공진기들을 수납하는 하우징(housing);
상기 기판과 이격되어 있고, 상기 복수의 공진기들 중에서 적어도 3개의 공진기들과 중첩되는 영역을 가지는 횡단 레이어; 및
상기 기판과 상기 횡단 레이어를 연결시키는 적어도 하나의 고정체를 포함하고, 상기 복수의 공진기들 각각은,
유전 물질로 이루어지고, 일방향으로 관통홀이 형성된 몸체; 및
상기 몸체의 길이 방향에 따른 양측 단면 중에서 적어도 일측의 단면과, 상기 관통홀의 벽면에 결합되는 도전막을 포함하는, 필터.
제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 고정체는 도체로 구성되는 필터.