KR101777377B1 - 커플링 유닛 및 이를 포함하는 필터 - Google Patents

커플링 유닛 및 이를 포함하는 필터 Download PDF

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KR101777377B1
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coupling unit
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박경신
서수덕
조학래
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주식회사 이너트론
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 필터는 복수의 공진기들 사이에 형성된 격벽 및 상기 격벽에 형성된 간극에 위치하되, 상기 복수의 공진기들 사이에 위치하는 커플링 유닛(coupling unit)을 포함하고, 상기 커플링 유닛은 유전 물질로 이루어진 커버 및 상기 커버에 형성된 수납부의 내면에 형성된 제1도전층을 포함한다.

Description

커플링 유닛 및 이를 포함하는 필터{COUPLING UNIT AND FILTER INCLUDING THE SAME }
본 발명의 기술적 사상은 커플링 유닛 및 이를 포함하는 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 격벽의 간극에 위치하며 유전물질로 이루어진 커버 내면에 도전층을 포함하는 구조로 공진기들 간의 커플링 값을 조절할 수 있는 구조를 가진 커플링 유닛 및 이를 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.
요구되는 특성에 따라, 필터에 포함되는 공진기는 PCB(Printed Circuit Board), 유전체 공진기 또는 단일 블록(monoblock) 등의 다양한 형태로 구현된다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 과제는 격벽의 간극에 위치하며 유전물질로 이루어진 커버 내면에 도전층을 포함하는 구조로 공진기들 간의 커플링 값을 조절할 수 있도록 설계된 커플링 유닛 및 이를 포함하는 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 필터는, 복수의 공진기들 사이에 형성된 격벽 및 상기 격벽에 형성된 간극에 위치하되, 상기 복수의 공진기들 사이에 위치하는 커플링 유닛(coupling unit)을 포함하고, 상기 커플링 유닛은 유전 물질로 이루어진 커버 및 상기 커버에 형성된 수납부의 내면에 형성된 제1도전층을 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 커플링 유닛의 상기 커버는 원통형으로 형성될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 제1도전층은 상기 수납부의 측면과 하면 중의 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 공진기들 간의 커플링 값은, 튜닝(tuning) 유닛이 상기 수납부에 삽입되는 길이에 따라 조절될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 필터는, 상기 복수의 공진기들과 상기 커플링 유닛을 수납하는 하우징(housing)을 더 포함하고, 상기 복수의 공진기들은, 상기 하우징의 내부에 상기 격벽에 의해 형성된 복수의 공동(cavity)에 위치할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 커플링 유닛의 상기 제1도전층은, 상기 커플링 유닛의 상기 커버에 의해 상기 하우징의 내부 바닥면으로부터 이격될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 커플링 유닛의 하단은, 상기 격벽에 의해 상기 하우징의 내부 바닥면으로부터 이격될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 공진기들 각각은 상기 커플링 유닛에 상응하는 홈부를 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 복수의 공진기들 각각은 유전 물질로 이루어지고, 일방향으로 관통홀이 형성된 몸체 및 상기 관통홀의 벽면에 결합되는 제2도전층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 복수의 공진기들 사이에 위치하는 커플링 유닛은, 유전 물질로 이루어지고, 상기 복수의 공진기들 사이에 위치한 격벽에 형성된 간극에 위치하는 커버 및 상기 커버에 형성된 수납부의 내면에 형성된 도전층을 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 장치는 커플링 유닛을 유전물질로 이루어진 커버 내면에 도전층을 포함하는 구조로 설계함으로써, 도전층을 공진기 또는 하우징으로부터 안정적으로 격리시키면서도 공진기들과 가까이 배치할 수 있는 구조를 가진다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 장치의 커플링 유닛의 수납부에는 튜닝 유닛이 삽입될 수 있으며, 삽입되는 튜닝 유닛의 길이에 따라 커플링 값이 효율적으로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 장치는 공진기들 각각이 커플링 유닛의 커버에 상응하는 홈부를 포함하도록 하여, 커플링 유닛과 공진기들 간의 대면 면적을 극대화시켜 커플링 값을 손쉽게 높일 수 있는 구조를 가진다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 필터의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 A 절단면을 따라 절취한 단면도의 일 실시 예이다.
도 4는 도 1에 도시된 B 절단면을 따라 절취한 단면도의 일 실시 예이다.
도 5는 도 1에 도시된 A 절단면을 따라 절취한 단면도의 다른 실시 예이다.
도 6은 도 1에 도시된 B 절단면을 따라 절취한 단면도의 다른 실시 예이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 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. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 실시 예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시 예에 따른 필터의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 필터의 일 실시 예에 따른 평면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 필터(100)는 복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8), 하우징(housing, 120), 복수의 격벽들(125), 제1커넥터(connector, 130), 제1커플링 디스크(coupling disk, 132), 제2커넥터(140), 제2커플링 디스크(142), 및 복수의 커플링 유닛들(coupling units, 150-1 ~ 150-3)을 포함할 수 있다.
도 1에서는 설명의 편의를 위하여 필터(100)를 기준으로 설명하지만, 실시 예에 따라, 필터(100)는 복수의 공진기들을 포함하여 구현될 수 있는 듀플렉서(duplexer), 멀티플렉서(multiplexer) 등의 다양한 통신 컴포넌트(component)로 대체 또는 변형될 수 있다.
복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8)은 필터(100)의 신호 전송 경로 상에 배치되며, 하우징(120) 내부에 결합되어 하우징(120)에 수납될 수 있다.
예컨대, 복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8)은 나사결합을 통하여 하우징(120)의 내부에 결합될 수 있다.
실시 예에 따라, 하우징(120)의 하면은 별도의 기판으로 구현될 수 있으며, 이 경우 복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8)은 상기 기판에 결합되어 하우징(120) 내부에 수납될 수 있다.
예컨대, 복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8)은 도금을 통하여 별도의 기판에 결합될 수 있다.
하우징(120) 내에는 복수의 격벽들(125)로 구분된 복수의 공동(cavity)이 형성되며, 복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8)은 상기 공동 내에 수납될 수 있다. 격벽들(125)의 배치는 다양한 변형이 가능하며, 격벽들(125)의 배치에 따라 하우징(120) 내에서의 신호 전달 경로가 달라질 수도 있다.
하우징(120)은 직육면체 형상으로 도시되고 있으나 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 범위가 하우징(120)의 형태에 의해 제한 해석 되어서는 안 된다.
실시 예에 따라, 하우징(120)의 외면 또는 내면은 도전성 물질(예컨대, 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등)로 도금될 수도 있다.
하우징(120)의 일측에는 제1커넥터(130)가 형성될 수 있다. 제1커넥터(130)는 필터(100)를 필터(100) 일측의 외부 통신 컴포넌트와 연결할 수 있다. 실시 예에 따라, 제1커넥터(130)가 필터(100) 외부의 안테나와 연결되는 경우, 제1커넥터(130)는 안테나로부터 수신된 신호를 필터(100)로 전달할 수 있다.
제1커플링 디스크(132)는 제1커넥터(130)를 통하여 수신된 신호를 제1공진기(110-1)로 전달할 수 있다. 실시 예에 따라, 제1커플링 디스크(132)는 원하는 대역의 신호만을 제1공진기(110-1)로 통과시키도록 전자기파를 유도할 수 있다.
하우징(120)의 타측에는 제2커넥터(140)가 형성될 수 있다. 제2커넥터(140)는 필터(100)를 필터(100) 타측의 외부 통신 컴포넌트와 연결할 수 있다.
제2커플링 디스크(142)는 제7공진기(110-7)를 통하여 수신된 신호를 제2커넥터(140)로 전달할 수 있다. 실시 예에 따라, 제2커플링 디스크(142)는 원하는 대역의 신호만을 제2커넥터(140)로 통과시키도록 전자기파를 유도할 수 있다.
복수의 커플링 유닛들(150-1 ~ 150-3) 각각은 복수의 격벽들(125) 각각에 형성된 간극에 위치하되, 복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8) 사이에 위치할 수 있다.
예컨대, 제1커플링 유닛(150-1)은 제1공진기(110-1)와 제3공진기(110-3) 사이에 위치하며, 제1공진기(110-1)와 제3공진기(110-3) 사이를 가로막고 있는 격벽(125)에 형성된 간극에 위치할 수 있다. 이 때, 제1커플링 유닛(150-1)은 격벽(125)의 간극과 공진기들(110-1, 110-3)에 밀착되어 고정될 수 있다.
제1커플링 유닛(150-1)은 제1공진기(110-1)와 제3공진기(110-3) 사이를 가로막고 있는 격벽(125)의 간극에 위치함에 따라, 제1공진기(110-1)와 제3공진기(110-3) 간에 커플링을 발생시키며, 필터(100)에 노치(notch) 특성을 부가할 수 있다.
마찬가지로, 제2커플링 유닛(150-2)은 제4공진기(110-4)와 제6공진기(110-6) 사이를 가로막고 있는 격벽(125)에 형성된 간극에 위치할 수 있다. 또한, 제3커플링 유닛(150-3)은 제5공진기(110-5)와 제7공진기(110-7) 사이를 가로막고 있는 격벽(125)에 형성된 간극에 위치할 수 있다.
실시 예에 따라, 복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8) 각각은 유전 물질로 이루어지고 일방향으로 관통홀(R-H)이 형성된 몸체(R-BD)와 관통홀(R-H)의 벽면에 결합되는 도전층을 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 이 때, 필터(100)는 TEM 모드(Transverse Electromagnetic Mode)로 동작할 수 있다.
실시 예에 따라, 몸체(R-BD)는 절연체(예컨대, 세라믹, 테프론 등)로 구성될 수 있으며, 도전층은 금속 재질로 구성될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 몸체(R-BD)는 금속으로 구성될 수도 있다.
복수의 공진기들(110-1 ~ 110-8) 각각은 커플링 유닛들(150-1 ~ 150-3) 각각에 상응하는 홈부(R-CP)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1커플링 유닛(150-1)은 제1공진기(110-1)의 홈부(R-CP)와 제3공진기(110-3)의 홈부(R-CP)에 밀착됨에 따라 제1공진기(110-1)와 제3공진기(110-3) 간의 대면 면적을 높임으로써 커플링 값을 손쉽게 높일 수 있다.
커플링 유닛들(150-1 ~ 150-3) 각각은 수납부(152-1 ~ 152-3)를 포함하며, 커플링 유닛들(150-1 ~ 150-3)의 배치, 결합 형태, 및 구조는 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명된다.
도 1과 도 2에 도시된 필터(100)의 구조는 본 발명의 일 실시 예에 불과하며, 공진기들(110-1 ~ 110-8)의 구조와 개수, 격벽(125)의 구조와 개수 커플링 유닛(150-1 ~ 150-3)의 구조와 개수 등은 다양한 변형이 가능하다.
예컨대, 공진기들(110-1 ~ 110-8)은 일 방향으로 절단된 단면이 원형, 타원형, 또는 다각형 중 선택된 하나의 형상으로 형성될 수도 있다.
예컨대, 커플링 유닛(150-1 ~ 150-3)은 일 방향을 절단된 단면이 타원형, 또는 다각형 중 선택된 하나의 형상으로 형성될 수도 있다.
도 3은 도 1에 도시된 A 절단면을 따라 절취한 단면도의 일 실시 예이다. 도 4는 도 1에 도시된 B 절단면을 따라 절취한 단면도의 일 실시 예이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 도 1과 도 2에 도시된 필터의 상부에 하우징 커버(housing cover, 160)와 튜닝 유닛들(tuning units, 162-1, 162-2, 164)이 추가적으로 결합된 형태가 도시된다.
제1커플링 유닛(150-1A)은 격벽(125A)에 형성된 간극(GAP)에 위치하며, 제1공진기(110-1)와 제3공진기(110-3) 사이에 위치한다.
제1커플링 유닛(150-1A)은 유전 물질로 이루어진 커버(154-1)와 커버(154-1)의 수납부(152-1)의 내면에 형성된 도전층(156-1)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1공진기(110-1)와 제3공진기(110-3) 간의 커플링은 실질적으로 제1커플링 유닛(150-1A)의 도전층(156-1)을 통하여 이루어지며, 커버(154-1)는 도전층(156-1)이 하우징(120) 등과 전기적으로 접촉되는, 즉 쇼트(short)되는 것을 방지할 수 있다.
도 3과 도 4에서는 도전층(156-1)이 수납부(152-1)의 측면과 하면에 형성되는 함께 경우를 도시하지만, 실시 예에 따라 도전층(156-1)은 수납부(152-1)의 측면과 하면 중의 적어도 어느 하나의 면에 형성될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 도전층(156-1)은 수납부(152-1)의 측면 또는 하면의 일부에 형성될 수 있다.
제1커플링 유닛(150-1A)의 도전층(156-1)은 유전 물질로 이루어진 커버(154-1)와 격벽(125A)에 의해 하우징(120)의 내부 바닥면으로부터 이격될 수 있다. 또한, 제1커플링 유닛(150-1A)의 하단은 격벽(125A)에 의해 하우징(120)의 내부 바닥면으로부터 이격될 수 있다.
제1튜닝 유닛들(162-1, 162-2) 각각은 공진기들(110-1, 110-2) 각각의 관통홀(R-H)에 삽입되어 공진기의 특성을 조절할 수 있다.
제2튜닝 유닛(164)은 제1커플링 유닛(150-1A)의 수납부(152-1)에 삽입되며, 제2튜닝 유닛(164)이 수납부(152-1)에 삽입되는 길이에 따라 제1공진기(110-1)와 제2공진기(110-2) 간의 커플링 값이 조절될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 A 절단면을 따라 절취한 단면도의 다른 실시 예이다. 도 6은 도 1에 도시된 B 절단면을 따라 절취한 단면도의 다른 실시 예이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 도 5 및 도 6의 제1커플링 유닛(150-1B)의 하단이 하우징(120)에 접하는 점을 제외하면, 도 5 및 도 6의 제1커플링 유닛(150-1B)과 도 3 및 도 4의 제1커플링 유닛(150-1A)은 실질적으로 동일하다.
이 때, 제1커플링 유닛(150-1B)의 제1도전층(156-1)은 커버(154-1)에 의해 하우징(120)의 내부 바닥면으로부터 이격될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100 : 필터
110-`1 ~ 110-8 : 공진기
120 : 하우징
130, 140 : 커넥터
150-1 ~ 150-3 : 커플링 유닛
160 : 하우징 커버
162-1, 162-2, 164 : 튜닝 유닛

Claims (10)

  1. 복수의 공진기들 사이에 형성된 격벽; 및
    상기 격벽에 형성된 간극에 위치하되, 상기 복수의 공진기들 사이에 위치하는 커플링 유닛(coupling unit)을 포함하고,
    상기 커플링 유닛은,
    유전 물질로 이루어진 커버; 및
    상기 커버에 형성된 수납부의 내면에 형성된 제1도전층을 포함하는, 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 유닛의 상기 커버는 원통형으로 형성되는, 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전층은,
    상기 수납부의 측면과 하면 중의 적어도 어느 하나에 형성되는, 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 공진기들 간의 커플링 값은,
    튜닝(tuning) 유닛이 상기 수납부에 삽입되는 길이에 따라 조절되는, 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터는, 상기 복수의 공진기들과 상기 커플링 유닛을 수납하는 하우징(housing)을 더 포함하고,
    상기 복수의 공진기들은, 상기 하우징의 내부에 상기 격벽에 의해 형성된 복수의 공동(cavity)에 위치하는, 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커플링 유닛의 상기 제1도전층은, 상기 커플링 유닛의 상기 커버에 의해 상기 하우징의 내부 바닥면으로부터 이격되는, 필터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 커플링 유닛의 하단은, 상기 격벽에 의해 상기 하우징의 내부 바닥면으로부터 이격되는, 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 공진기들 각각은,
    상기 커플링 유닛에 상응하는 홈부를 포함하는, 필터
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 공진기들 각각은,
    유전 물질로 이루어지고, 일방향으로 관통홀이 형성된 몸체; 및
    상기 관통홀의 벽면에 결합되는 제2도전층을 포함하는, 필터.
  10. 복수의 공진기들 사이에 위치하는 커플링 유닛에 있어서,
    유전 물질로 이루어지고, 상기 복수의 공진기들 사이에 위치하는 격벽에 형성된 간극에 위치하는 커버; 및
    상기 커버에 형성된 수납부의 내면에 형성된 도전층을 포함하는, 커플링 유닛.
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