KR102074493B1 - 고주파 필터 및 이를 포함하는 통신 기기 - Google Patents

고주파 필터 및 이를 포함하는 통신 기기 Download PDF

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여선구
김진수
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주식회사 엘트로닉스
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Abstract

고주파 필터 및 이를 포함하는 통신 기기가 개시된다. 개시되는 일 실시예에 따른 고주파 필터는, 도전성 재질의 베이스 플레이트, 베이스 플레이트 상에 형성되고, 고주파 필터의 사용 주파수 대역에서 공진을 형성하도록 마련되는 하나 이상의 공진기, 및 베이스 플레이트의 상부에 마련되고, 사용 주파수 대역과 인접한 주파수 대역에서 노치 특성을 형성하기 위한 노치 필터부를 포함한다.

Description

고주파 필터 및 이를 포함하는 통신 기기{HIGH FREQUENCY FILTER AND COMMUNICATION DEVICE WITH THE SAME}
본 발명의 실시예는 고주파 필터에 관한 것이다.
일반적으로, 고주파 필터는 이동통신 기지국 또는 중계기 등 대부분의 송수신 통신 장비에 사용된다. 그 중 이동통신 기지국과 같이 하이 파워가 요구되는 장치에는 캐비티(Cavity) 구조를 가진 캐비티 필터가 주로 사용된다. 캐비티 필터는 필터 내부에 다수의 캐비티를 형성하고, 캐비티 내부에 공진기를 설치하는 구조를 가지며, 각 캐비티에서 공진을 통해 필터링을 수행하는 필터이다.
한국공개특허공보 제10-2009-0036327호(2009.04.14)
본 발명의 실시예는 설계 자유도를 높일 수 있는 고주파 필터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예는 부품의 수를 줄이고 부품 간 조립에 따른 특성 편차를 최소화할 수 있는 고주파 필터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예는 주파수 튜닝을 용이하게 수행할 수 있는 고주파 필터를 제공하기 위한 것이다.
개시되는 일 실시예에 따른 고주파 필터는, 도전성 재질의 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상에 형성되고, 상기 고주파 필터의 사용 주파수 대역에서 공진을 형성하도록 마련되는 하나 이상의 공진기; 및 상기 베이스 플레이트의 상부에 마련되고, 상기 사용 주파수 대역과 인접한 주파수 대역에서 노치 특성을 형성하기 위한 노치 필터부를 포함한다.
상기 노치 필터부는, 상기 베이스 플레이트의 상부에서 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 마련되는 본체부; 및 일단이 상기 본체부와 연결되고, 상기 공진기와 마주하여 마련되며 상기 공진기와 전기적 커플링을 발생시키는 커플링부를 포함할 수 있다.
상기 공진기는, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되어 마련되고, 상기 커플링부는, 상기 본체부의 일측에서 상기 복수 개의 공진기 중 어느 하나의 공진기와 마주하여 마련되고, 상기 마주하는 공진기와 전기적 커플링을 발생시키는 제1 커플링부; 및 상기 본체부의 타측에서 상기 복수 개의 공진기 중 다른 하나의 공진기와 마주하여 마련되고, 상기 마주하는 공진기와 전기적 커플링을 발생시키는 제2 커플링부를 포함할 수 있다.
상기 고주파 필터는, 상기 제1 커플링부와 마주하는 공진기 및 상기 제2 커플링부와 마주하는 공진기 사이에 하나 이상의 공진기가 포함되도록 마련될 수 있다.
상기 공진기는, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되어 마련되고, 상기 고주파 필터는, 상기 베이스 플레이트의 상부에서 상기 베이스 플레이트 및 상기 공진기를 커버하며 마련되고, 도전성 재질로 이루어지는 케이스부; 및 상기 케이스부의 내측에서 상기 케이스부의 폭 방향을 따라 마련되고, 상기 공진기들 사이에 마련되며, 상기 공진기들 간의 전기적 커플링을 조절하는 격벽을 포함할 수 있다.
상기 베이스 플레이트 및 상기 공진기와 상기 케이스부 및 상기 격벽 중 하나 이상은 MIM(Metal Injection Molding) 기법을 통해 일체로 마련될 수 있다.
상기 노치 필터부는, 상기 본체부에 하나 이상이 마련되고, 상기 본체부와 결합되며, 상기 격벽과 결합되어 상기 본체부를 상기 베이스 플레이트와 이격시키는 본체 지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체부는, 일단이 상기 본체부에 연결되고, 상부로 굴곡되어 돌출되는 결합 돌기를 포함하고, 상기 본체 지지부는, 상기 결합 돌기가 삽입되어 결합되는 삽입홀; 및 상기 격벽이 삽입되어 결합되는 결합 홈을 포함할 수 있다.
상기 고주파 필터는, 상기 베이스 플레이트의 상면에 상기 격벽과 대응되는 위치에 마련되며, 상기 격벽이 결합되는 격벽 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 격벽 결합부는, 상기 베이스 플레이트의 폭 방향을 따라 마련되고 일정 간격 이격되는 한 쌍의 바(Bar)를 포함하고, 상기 결합 홈은, 상기 한 쌍의 바 사이의 공간과 대응하는 위치에 마련되고, 상기 격벽은, 상기 한 쌍의 바 사이의 공간으로 끼움 삽입되어 결합됨과 동시에 상기 결합 홈에 끼움 삽입되며, 상기 결합 홈과 대응되는 위치에 단차 홈이 형성될 수 있다.
상기 고주파 필터는, 상기 베이스 플레이트의 상부에서 상기 베이스 플레이트 및 상기 공진기를 커버하며 마련되고, 도전성 재질로 이루어지는 케이스부; 및 상기 케이스부의 상면에 마련되고, 상기 공진기의 공진 주파수를 튜닝하기 위한 튜닝부를 더 포함할 수 있다.
상기 튜닝부는, 상기 케이스부의 상면의 두께보다 얇은 두께로 이루어지고, 상기 케이스부의 상면을 기준으로 아래로 함몰되어 마련되는 하나 이상의 오목부를 포함할 수 있다.
상기 오목부는, 상기 튜닝부의 테두리를 따라 마련되는 제1 오목부; 및 상기 튜닝부의 중앙부에 마련되는 제2 오목부를 포함하고, 상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부는 깊이가 서로 다르게 마련될 수 있다.
상기 튜닝부는, 상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부를 연결하는 볼록부를 더 포함하고, 상기 볼록부는, 상기 케이스부의 상면 이하의 높이로 마련될 수 있다.
상기 공진기는, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되어 마련되고, 상기 튜닝부는, 상기 케이스부의 상면에서 상기 공진기와 각각 대응되는 위치에 마련되고, 상기 공진기 간의 거리를 조절하도록 마련되는 제1 튜닝부; 및 상기 케이스부의 상면에서 상기 공진기들 사이에 위치하고, 상기 공진기들 간의 전기적 커플링 양을 조절하는 제2 튜닝부를 포함할 수 있다.
상기 공진기는, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되어 마련되고, 상기 고주파 필터는, 상기 케이스부의 내측에서 상기 케이스부의 폭 방향을 따라 마련되고, 상기 공진기들 사이에 마련되며, 상기 공진기들 간의 전기적 커플링을 조절하는 격벽; 및 상기 베이스 플레이트의 상면에 마련되고 상기 격벽이 결합되는 격벽 결합부를 더 포함할 수 있다.
개시되는 실시예에 의하면, 베이스 플레이트 및 공진기를 MIM 기법으로 일체로 형성하고, 노치 필터부를 MIM 기법으로 형성하며, 케이스부 및 격벽을 MIM 기법으로 일체로 형성함으로써, 벤딩 또는 절곡에 대한 제약이 없고 제품을 한 번에 제작할 수 있어 설계 자유도를 높일 수 있게 된다. 그리고, 벤딩 또는 절곡에 대한 제약이 없는 관계로 공진기를 설계하는데 있어 기존 공진기 대비 작은 사이즈로 설계가 가능하게 된다. 또한, 여러 부붐을 하나로 성형할 수 있으므로 부품의 수를 줄일 수 있고, 그로 인해 부품 간 조립에 따른 특성 편차를 최소화 할 수 있게 된다.
또한, 기존의 고주파 필터는 각 부품들이 솔더링으로 조립되어 리플로우 진행 시 제품의 변형 우려가 있으나, 개시되는 실시예에서는 각 부품들이 MIM 기법으로 일체로 형성되고 솔더링 되는 부분을 최소화 하여 리플로우 진행 시 제품의 변형 우려가 적게 된다.
또한, 베이스 플레이트의 상부에 노치 필터부를 형성함으로써, 고주파 필터의 신호가 인접한 주파수 대역의 신호와 간섭되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 케이스부의 상면에 케이스부의 상면보다 얇은 두께로 이루어지고 하나 이상의 오목부를 구비하는 튜닝부를 형성함으로써, 다른 부분에 영향을 주지 않으면서 튜닝부의 눌러지는 정도를 용이하게 조절할 수 있고, 그로 인해 공진기의 공진 주파수를 미세하게 튜닝할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 필터의 분해 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 필터의 결합 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 필터에서 케이스부의 저면 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노치 필터부의 저면 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜닝부를 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 필터의 S 파라미터를 나타낸 그래프
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 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 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 필터의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 필터의 결합 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 필터에서 케이스부의 저면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노치 필터부의 저면 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 고주파 필터(100)는 베이스 플레이트(102), 공진기(104), 노치 필터부(106), 및 케이스부(108)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(102)는 고주파 필터(100)의 바닥면(하부면)을 이루는 부분일 수 있다. 베이스 플레이트(102)는 도전성 재질의 평면 플레이트로 이루어질 수 있다. 베이스 플레이트(102)는 소정 길이와 폭을 갖는 직사각형 형태의 평면으로 이루어질 수 있으나 그 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
공진기(104)는 고주파 필터(100)의 사용 주파수(즉, 필터링 주파수)에서 공진을 형성하는 부분이다. 예를 들어, 고주파 필터(100)가 대역 통과 필터인 경우, 공진기(104)는 해당 통과 대역에서 공진을 형성하도록 마련될 수 있다. 공진기(104)는 베이스 플레이트(102) 상에 마련될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공진기(104)는 베이스 플레이트(102)의 상면에 마련될 수 있다.
공진기(104)는 베이스 플레이트(102)의 상면에서 복수 개가 상호 이격되어 마련될 수 있다. 공진기(104)가 복수 개가 형성되는 경우, 각 공진기(104)는 일정 간격으로 이격되어 마련될 수 있다. 공진기(104)의 개수는 고주파 필터(100)를 사용하는 통신 시스템의 성능 및 해당 통신 시스템에서 요구되는 주파수 선택도에 따라 적절한 개수로 설정될 수 있다.
공진기(104)는 연결부(104a) 및 주파수 조절부(104b)를 포함할 수 있다. 연결부(104a)의 일단은 베이스 플레이트(102)에 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 연결부(104a)는 베이스 플레이트(102)의 상면에서 베이스 플레이트(102)와 수직하게 마련될 수 있다. 또한, 연결부(104a)는 여러 번 절곡되는 형태로 마련될 수도 있다. 예를 들어, 연결부(104a)는 지그 재그 형태로 절곡되어 마련될 수 있으며, 이 경우 고주파 필터(100)의 사용 주파수 대역에서 공진이 발생하도록 하면서 고주파 필터(100)의 전체 부피를 줄일 수 있게 된다.
주파수 조절부(104b)는 연결부(104a)의 타단에 마련될 수 있다. 주파수 조절부(104b)는 해당 공진기(104)가 고주파 필터(100)의 사용 주파수 대역에서 공진하도록 주파수를 조절하는 역할을 할 수 있다. 주파수 조절부(104b)는 연결부(104a)와 수직하게 마련될 수 있다. 즉, 주파수 조절부(104b)는 베이스 플레이트(102)와 평행하게 마련될 수 있다.
주파수 조절부(104b)는 연결부(104a)의 폭보다 넓은 폭을 가지고 마련될 수 있다. 주파수 조절부(104b)의 면적이 넓어질수록 해당 공진기(104)의 공진 주파수가 낮아지게 되는 바, 주파수 조절부(104b)의 면적을 통해 해당 공진기(104)의 공진 주파수를 조절할 수 있게 된다. 또한, 주파수 조절부(104b)의 단부는 베이스 플레이트(102)를 향하여 절곡될 수 있다. 그러나, 공진기(104)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이외의 다양한 형태 형성될 수 있음은 물론이다.
베이스 플레이트(102)의 일측에 마련되는 공진기(104-1)에는 입력 단자부(111)가 마련될 수 있다. 입력 단자부(111)의 일단은 공진기(104-1)에 연결되고, 입력 단자부(111)의 타단은 베이스 플레이트(102)를 관통하여 베이스 플레이트(102)의 하면에 노출되어 마련될 수 있다. 입력 단자부(111)로는 통신 시스템의 안테나가 수신한 신호가 입력될 수 있다.
베이스 플레이트(102)의 타측에 마련되는 공진기(104-2)에는 출력 단자부(113)가 마련될 수 있다. 출력 단자부(113)의 일단은 공진기(104-2)에 연결되고, 출력 단자부(113)의 타단은 베이스 플레이트(102)를 관통하여 베이스 플레이트(102)의 하면에 노출되어 마련될 수 있다. 출력 단자부(113)로는 고주파 필터(100)를 통해 필터링 된 신호가 출력될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 베이스 플레이트(102)와 공진기(104)는 MIM(Metal Injection Molding) 기법을 통해 일체로 마련될 수 있다. 즉, 금속 분말과 바인더를 혼합하여 분말 혼합체를 만들고, 분말 혼합체를 사출 성형 공정을 통해 베이스 플레이트(102) 및 공진기(104)가 일체화된 형상을 제조한 후, 바인더를 제거하고 소결 공정을 거쳐 베이스 플레이트(102) 및 공진기(104)를 제조할 수 있다.
즉, 종래의 고주파 필터는 PCB(Printed Circuit Board) 상에 공진기를 형성하고, PCB의 일면과 타면을 서로 연결하는 비아 홀을 형성하여야 하므로, 제조 시간 및 제조 공정이 복잡해지는데 반하여, 개시되는 실시예에서는, 베이스 플레이트(102)와 공진기(104)를 MIM 기법을 통해 일체로 형성함으로써, 별도의 비아 홀을 형성할 필요가 없고 안정된 그라운드(Ground)를 확보할 수 있으며, 한 번에 여러 부품을 하나로 성형하여 부품 수량을 감소시킬 뿐만 아니라 제조 시간 및 제조 공정을 간소화 할 수 있게 된다.
노치 필터부(106)는 베이스 플레이트(102)의 상부에 마련될 수 있다. 노치 필터부(106)는 고주파 필터(100)의 사용 주파수 대역에 인접한 주파수 대역을 제거하기 위해 마련될 수 있다. 즉, 노치 필터부(106)는 고주파 필터(100)의 신호가 인접한 주파수 대역의 신호와 간섭되는 것을 방지하기 위해, 고주파 필터(100)의 신호에서 고주파 필터(100)의 사용 주파수 대역에 인접한 주파수 대역을 제거하는 역할을 할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 노치 필터부(106)는 MIM 기법으로 형성될 수 있다. 여기서, 노치 필터부(106)가 MIM 기법으로 형성됨에 따라, 벤딩 및 절곡에 대한 제약이 없고, 조립 및 가공 등에 따른 노력을 줄일 수 있으며, 특성 편차 또한 최소화 할 수 있게 된다.
노치 필터부(106)는 베이스 플레이트(102)의 상부에서 베이스 플레이트(102)와 이격될 수 있다. 노치 필터부(106)는 본체부(106a), 본체 지지부(106b), 및 커플링부(106c)를 포함할 수 있다.
본체부(106a)는 베이스 플레이트(102)의 상부에서 베이스 플레이트(102)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 본체부(106a)는 베이스 플레이트(102)의 길이보다 짧게 마련될 수 있다. 본체부(106a)는 베이스 플레이트(102)의 폭보다 짧은 폭으로 마련될 수 있다. 본체부(106a)는 베이스 플레이트(102)의 상부에서 베이스 플레이트(102)와 평행하게 마련될 수 있다. 본체부(106a)는 도전성 재질로 이루어질 수 있다.
본체 지지부(106b)는 본체부(106a) 상에 하나 이상이 마련될 수 있다. 본체 지지부(106b)는 본체부(106a)와 결합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 본체부(106a)에는 결합 돌기(106a-1)가 마련될 수 있다. 결합 돌기(106a-1)는 본체부(106a)의 테두리에서 상부로 절곡되어 돌출될 수 있다. 또한, 본체 지지부(106b)에는 결합 돌기(106a-1)가 삽입되는 삽입홀(106b-1)이 마련될 수 있다. 결합 돌기(106a-1)는 삽입홀(106b-1)에 끼움 삽입될 수 있다. 결합 돌기(106a-1)가 삽입홀(106b-1)에 삽입됨에 따라, 본체부(106a)와 본체 지지부(106b)가 결합될 수 있다.
본체 지지부(106b)는 케이스부(108)와 결합될 수 있다. 즉, 케이스부(108)가 베이스 플레이트(102) 상에 안착되는 경우, 본체 지지부(106b)는 케이스부(108)와 결합될 수 있으며, 그로 인해 본체부(106a)가 베이스 플레이트(102)와 이격된 상태를 유지할 수 있게 된다. 본체 지지부(106b)에는 결합 홈(106b-2)이 마련될 수 있다. 결합 홈(106b-2)은 본체 지지부(106b)의 폭 방향을 따라 마련될 수 있다. 결합 홈(106b-2)은 케이스부(108)의 격벽과 결합될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
본체 지지부(106b)는 유전체로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본체 지지부(106b)는 도전성 재질로 이루어지는 본체부(106a) 및 케이스부(108)가 전기적으로 분리되도록 할 수 있게 된다.
커플링부(106c)는 일단이 본체부(106a)와 연결될 수 있다. 커플링부(106c)는 공진기(104)와 전기적 커플링이 이루어지도록 마련될 수 있다. 커플링부(106c)는 공진기(104)의 사용 주파수 대역과 인접한 주파수 대역에서 노치 특성이 나타나도록 하는 역할을 할 수 있다. 커플링부(106c)는 제1 커플링부(106c-1) 및 제2 커플링부(106c-2)를 포함할 수 있다.
제1 커플링부(106c-1)는 본체부(106a)의 일측에 마련될 수 있다. 제1 커플링부(106c-1)의 일단은 본체부(106a)에 연결되고, 상부로 굴곡되어 마련될 수 있다. 제1 커플링부(106c-1)의 타단부는 복수 개의 공진기(104) 중 어느 하나의 공진기(104)와 마주하며 마련될 수 있다. 제1 커플링부(106c-1)는 마주하는 공진기(104)(도 1에서는 좌측에서 두 번째 공진기)와 전기적 커플링을 발생시킬 수 있다. 여기서, 제1 커플링부(106c-1)의 타단부의 면적을 조절하여 전기적 커플링 양을 조절할 수 있다.
제2 커플링부(106c-2)는 본체부(106a)의 타측에 마련될 수 있다. 제2 커플링부(106c-2)의 일단은 본체부(106a)에 연결되고, 상부로 굴곡되어 마련될 수 있다. 제2 커플링부(106c-2)의 타단부는 복수 개의 공진기(104) 중 다른 하나의 공진기(104)와 마주하며 마련될 수 있다. 제2 커플링부(106c-2)는 마주하는 공진기(104)(도 1에서는 우측에서 두 번째 공진기)와 전기적 커플링을 발생시킬 수 있다. 여기서, 제2 커플링부(106c-2)의 타단부의 면적을 조절하여 전기적 커플링 양을 조절할 수 있다.
여기서, 제1 커플링부(106c-1)가 마주하는 공진기(104)와 제2 커플링부(106c-2)가 마주하는 공진기(104) 사이에는 하나 이상의 공진기(104)가 포함될 수 있다. 도 1에서는 제1 커플링부(106c-1)가 마주하는 공진기(104)(도 1에서 좌측 두 번째 공진기)와 제2 커플링부(106c-2)가 마주하는 공진기(104)(도 1에서 우측 두 번째 공진기) 사이에 2개의 공진기(104)가 포함되는 것으로 도시하였다.
한편, 여기서는, 제1 커플링부(106c-1)가 좌측 두 번째 공진기와 마주하고, 제2 커플링부(106c-2)가 우측 두 번째 공진기와 마주하며, 그 사이에 2개의 공진기가 포함되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 노치 특성을 형성할 주파수 대역에 따라 제1 커플링부(106c-1) 및 제2 커플링부(106c-2)의 위치가 달라지고 그 사이에 포함되는 공진기의 개수도 달라질 수 있다.
케이스부(108)는 베이스 플레이트(102)의 상부에 마련될 수 있다. 케이스부(108)는 베이스 플레이트(102)의 상부에서 베이스 플레이트(102), 공진기(104), 및 노치 필터부(106)를 커버하며 마련될 수 있다. 케이스부(108)는 내부가 비어 있고 하부가 개방된 직사각형 박스 형태로 마련될 수 있다. 케이스부(108)는 베이스 플레이트(102)의 테두리에 안착될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 플레이트(102)가 케이스부(108)의 내측으로 삽입되어 될 수도 있다.
베이스 플레이트(102)는 케이스부(108)와 결합되어 고주파 필터(100)의 바닥면을 이룰 수 있다. 그리고, 케이스부(108)는 고주파 필터(100)의 캐비티(Cavity) 역할을 할 수 있다. 즉, 고주파 필터(100) 내에서 공진기(104)는 베이스 플레이트(102) 및 케이스부(108)에 의해 둘러싸이는 구조로 마련될 수 있다.
케이스부(108)의 내측에는 격벽(121)이 마련될 수 있다. 격벽(121)은 케이스부(108)에서 공진기(104)와 공진기(104) 사이에 마련될 수 있다. 격벽(121)은 케이스부(108)의 일 내측면에서 타 내측면을 향하여 마련될 수 있다. 즉, 격벽(121)은 케이스부(108)의 내부에서 케이스부(108)의 폭 방향을 따라 마련될 수 있다. 격벽(121)은 공진기(104)와 공진기(104) 간의 전기적 커플링을 조절할 수 있다. 여기서는, 격벽(121)이 케이스부(108)의 일 내측면에서 타 내측면까지 마련된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 격벽(121)은 케이스부(108)의 타 내측면과 이격되어 마련될 수도 있다.
케이스부(108) 및 격벽(121)은 도전성 재질로 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 케이스부(108) 및 격벽(121)은 MIM(Metal Injection Molding) 기법을 통해 일체로 마련될 수 있다. 여기서, 케이스부(108) 및 격벽(121)을 MIM 기법을 통해 일체로 형성함으로써, 한 번에 여러 부품을 하나로 성형할 수 있으며, 그로 인해 부품의 수량을 줄이고 제조 공정을 간소화 할 수 있게 된다.
격벽(121)은 베이스 플레이트(102)에 마련되는 격벽 결합부(102a)와 결합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 격벽 결합부(102a)는 베이스 플레이트(102)의 상면에 베이스 플레이트(102)의 폭 방향을 따라 마련될 수 있다. 격벽 결합부(102a)는 한 쌍의 바(bar)가 일정 간격 이격된 형태로 마련될 수 있다. 한 쌍의 바(bar)의 간격은 격벽(121)의 두께와 대응될 수 있다.
격벽(121)은 격벽 결합부(102a)의 한 쌍의 바(bar)의 이격된 공간에 끼움 삽입되어 결합될 수 있다. 한편, 본체 지지부(106b)는 격벽 결합부(102a)와 대응되는 위치에 마련될 수 있다. 보다 자세하게는, 본체 지지부(106b)의 결합 홈(106b-2)이 격벽 결합부(102a)와 대응하도록 마련될 수 있다.
이 경우, 격벽(121)은 격벽 결합부(102a)와 결합되면서 결합홈(106b-2)에도 끼움 삽입되어 결합될 수 있다. 본체 지지부(106b)와 대응되는 격벽(121)에는 결합홈(106b-2)의 높이에 대응하는 단차홈(121a)이 마련될 수 있다.
이와 같이, 케이스부(108)의 격벽(121)이 본체 지지부(106b)의 결합 홈(106b-2)에 끼움 결합됨에 따라, 노치 필터부(106)가 베이스 플레이트(102)의 상부에서 베이스 플레이트(102)와 이격된 상태로 지지될 수 있게 된다.
케이스부(108)의 상면에는 튜닝부(123)가 마련될 수 있다. 튜닝부(123)는 케이스부(108)의 상면에서 복수 개가 상호 이격되어 마련될 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜닝부(123)를 나타낸 단면도이다. 여기서, 도 5의 (a)는 튜닝부(123)의 튜닝 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 5의 (b)는 튜닝부(123)의 튜닝 후의 상태를 나타낸 도면이다. 도 5의 (b)에서는 제2 오목부(123a-2)를 가압하여 튜닝한 상태를 일 실시예로 나타내었다.
도 5를 참조하면, 튜닝부(123)는 케이스부(108)의 상면보다 얇은 두께로 마련될 수 있다. 즉, 케이스부(108)의 상면이 제1 두께(T1)로 이루어지는 경우, 튜닝부(123)는 제1 두께(T1) 보다 얇은 제2 두께(T2)로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 튜닝부(123)를 케이스부(108)의 상면보다 얇게 형성함으로써, 튜닝부(123)를 상부에서 가압하였을 때, 튜닝부(123)가 아래로 용이하게 눌러지면서 다른 부분에는 영향을 주지 않게 된다.
튜닝부(123)는 하나 이상의 오목부(123a)를 포함할 수 있다. 오목부(123a)는 케이스부(108)의 상면을 기준으로 아래로 함몰되어 마련될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 튜닝부(123)는 원형 또는 타원형으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 오목부(123a)는 제1 오목부(123a-1) 및 제2 오목부(123a-2)를 포함할 수 있다. 제1 오목부(123a-1)는 튜닝부(123)의 테두리를 따라 마련될 수 있다. 제2 오목부(123a-2)는 튜닝부(123)의 중심부에 마련될 수 있다. 제1 오목부(123a-1)와 제2 오목부(123a-2)는 깊이가 서로 다르게 마련될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 오목부(12a-1)가 제2 오목부(123a-2)보다 깊이가 깊도록 마련될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 오목부(123a-1)와 제2 오목부(123a-2)는 깊이가 동일하게 마련될 수도 있다.
여기서, 튜닝부(123)는 제1 오목부(123a-1)와 제2 오목부(123a-2)를 연결하는 볼록부(123b)를 더 포함할 수 있다. 볼록부(123b)는 볼록한 형상으로 이루어지나, 케이스부(108)의 상면 이하의 높이로 마련될 수 있다. 튜닝부(123)는 하나 이상의 오목부(123a)와 볼록부(123b)가 반복되는 구조로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 튜닝부(123)가 케이스부(108)의 상면 보다 얇은 두께로 이루어지면서 하나 이상의 오목부(123a)를 구비함으로써, 튜닝부(123)를 상부에서 가압하여 튜닝부(123)를 아래로 눌러 튜닝을 할 수 있고, 하나의 튜닝부(123)에서도 여러 지점을 눌러 미세하게 튜닝을 조절할 수 있게 된다. 또한, 튜닝부(123)를 눌러 튜닝을 함에 따라 튜닝부(123)를 누르는 힘을 조절함으로써, 튜닝부(123)가 아래로 눌러지는 정도를 조절하여 튜닝을 용이하게 제어할 수 있게 된다.
튜닝부(123)는 제1 튜닝부(123-1) 및 제2 튜닝부(123-2)를 포함할 수 있다. 제1 튜닝부(123-1)는 케이스부(108)의 상면에서 공진기(104)와 각각 대응되는 위치에 마련될 수 있다. 즉, 제1 튜닝부(123-1)는 각 공진기(104)의 상부에 위치하도록 마련될 수 있다. 여기서, 제1 튜닝부(123-1)를 상부에서 가압하는 정도를 조절하면, 제1 튜닝부(123-1)와 공진기(104) 간의 거리를 조절할 수 있으며, 이를 통해 공진기(104)의 공진 주파수를 튜닝할 수 있게 된다.
제2 튜닝부(123-2)는 케이스부(108)의 상면에서 공진기(104)와 공진기(104) 사이에 위치할 수 있다. 제1 튜닝부(123-1)가 각 공진기(104)의 상부에 위치하므로, 제2 튜닝부(123-2)는 제1 튜닝부(123-1)들 사이에 위치할 수 있다. 여기서, 제2 튜닝부(123-1)를 상부에서 가압하는 정도를 조절하면, 제2 튜닝부(123-1)의 아래로 눌러지는 정도를 조절할 수 있는 바, 공진기(104)들 간의 전기적 커플링 양을 조절할 수 있게 된다.
이와 같이, 튜닝부(123)는 제1 튜닝부(123-1)를 통한 공진기(104) 간의 거리 간격 조절 및 제2 튜닝부(123-2)를 통한 공진기(104)들 간의 커플링 조절 중 하나 이상에 의해 공진기(104)의 공진 주파수를 튜닝할 수 있게 된다.
개시되는 실시예에 의하면, 베이스 플레이트(102) 및 공진기(104)를 MIM 기법으로 일체로 형성하고, 노치 필터부(106)를 MIM 기법으로 형성하며, 케이스부(108) 및 격벽(121)을 MIM 기법으로 일체로 형성함으로써, 벤딩 또는 절곡에 대한 제약이 없고 제품을 한 번에 제작할 수 있어 설계 자유도를 높일 수 있게 된다. 그리고, 벤딩 또는 절곡에 대한 제약이 없는 관계로 공진기를 설계하는데 있어 기존 공진기 대비 작은 사이즈로 설계가 가능하게 된다. 또한, 여러 부붐을 하나로 성형할 수 있으므로 부품의 수를 줄일 수 있고, 그로 인해 부품 간 조립에 따른 특성 편차를 최소화 할 수 있게 된다. 또한, 기존의 고주파 필터는 각 부품들이 솔더링으로 조립되어 리플로우 진행 시 제품의 변형 우려가 있으나, 개시되는 실시예에서는 각 부품들이 MIM 기법으로 일체로 형성되고 솔더링 되는 부분을 최소화 하여 리플로우 진행 시 제품의 변형 우려가 적게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 필터의 S 파라미터를 나타낸 그래프이다. 여기서는, 고주파 필터(100)의 사용 주파수 대역이 3.6 ~ 3.7GHz인 것을 나타내었다.
도 6을 참조하면, 고주파 필터(100)는 사용 주파수 대역인 3.6GHz 및 3.7GHz 대역과 인접한 대역에서 노치(Notch) 특성이 나타나는 것을 볼 수 있다. 이는 노치 필터부(106)에 의해 고주파 필터(100)의 사용 주파수 대역 인근에서 노치 특성이 나타나도록 한 결과이다. 이를 통해, 고주파 필터(100)는 인접한 주파수 대역의 신호와 간섭이 일어나는 것을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 고주파 필터
102 : 베이스 플레이트
102a : 격벽 결합부
104 : 공진기
104a : 연결부
104b : 주파수 조절부
106 : 노치 필터부
106a : 본체부
106a-1 : 결합 돌기
106b : 본체 지지부
106b-1 : 삽입홀
106b-2 : 결합 홈
106c : 커플링부
106c-1 : 제1 커플링부
106c-2 : 제2 커플링부
108 : 케이스부
111 : 입력 단자부
113 : 출력 단자부
121 : 격벽
121a : 단차 홈
123 : 튜닝부
123a : 오목부
123a-1 : 제1 오목부
123a-2 : 제2 오목부
123b : 볼록부
123-1 : 제1 튜닝부
123-2 : 제2 튜닝부

Claims (17)

  1. 고주파 필터로서,
    도전성 재질의 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트 상에 형성되고, 상기 고주파 필터의 사용 주파수 대역에서 공진을 형성하도록 마련되는 하나 이상의 공진기;
    상기 베이스 플레이트의 상부에 마련되고, 상기 사용 주파수 대역과 인접한 주파수 대역에서 노치 특성을 형성하기 위한 노치 필터부;
    상기 베이스 플레이트의 상부에서 상기 베이스 플레이트 및 상기 공진기를 커버하며 마련되고 도전성 재질로 이루어지는 케이스부; 및
    상기 케이스부의 내측에서 상기 케이스부의 폭 방향을 따라 마련되는 하나 이상의 격벽을 포함하고,
    상기 노치 필터부는,
    상기 베이스 플레이트의 상부에서 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 마련되는 본체부; 및
    상기 본체부에 하나 이상이 마련되고, 상기 본체부와 결합되며, 상기 격벽과 결합되어 상기 본체부를 상기 베이스 플레이트와 이격시키는 본체 지지부를 포함하는, 고주파 필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노치 필터부는,
    일단이 상기 본체부와 연결되고, 상기 공진기와 마주하여 마련되며 상기 공진기와 전기적 커플링을 발생시키는 커플링부를 더 포함하는, 고주파 필터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 공진기는, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되어 마련되고,
    상기 커플링부는,
    상기 본체부의 일측에서 상기 복수 개의 공진기 중 어느 하나의 공진기와 마주하여 마련되고, 상기 마주하는 공진기와 전기적 커플링을 발생시키는 제1 커플링부; 및
    상기 본체부의 타측에서 상기 복수 개의 공진기 중 다른 하나의 공진기와 마주하여 마련되고, 상기 마주하는 공진기와 전기적 커플링을 발생시키는 제2 커플링부를 포함하는, 고주파 필터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고주파 필터는,
    상기 제1 커플링부와 마주하는 공진기 및 상기 제2 커플링부와 마주하는 공진기 사이에 하나 이상의 공진기가 포함되도록 마련되는, 고주파 필터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공진기는, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되어 마련되고,
    상기 격벽은, 상기 공진기들 사이에 마련되며, 상기 공진기들 간의 전기적 커플링을 조절하는, 고주파 필터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 베이스 플레이트 및 상기 공진기와 상기 케이스부 및 상기 격벽 중 하나 이상은 MIM(Metal Injection Molding) 기법을 통해 일체로 마련되는, 고주파 필터.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체부는,
    일단이 상기 본체부에 연결되고, 상부로 굴곡되어 돌출되는 결합 돌기를 포함하고,
    상기 본체 지지부는,
    상기 결합 돌기가 삽입되어 결합되는 삽입홀; 및
    상기 격벽이 삽입되어 결합되는 결합 홈을 포함하는, 고주파 필터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 고주파 필터는,
    상기 베이스 플레이트의 상면에 상기 격벽과 대응되는 위치에 마련되며, 상기 격벽이 결합되는 격벽 결합부를 더 포함하는, 고주파 필터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 격벽 결합부는,
    상기 베이스 플레이트의 폭 방향을 따라 마련되고 일정 간격 이격되는 한 쌍의 바(Bar)를 포함하고,
    상기 결합 홈은, 상기 한 쌍의 바 사이의 공간과 대응하는 위치에 마련되며,
    상기 격벽은,
    상기 한 쌍의 바 사이의 공간으로 끼움 삽입되어 결합됨과 동시에 상기 결합 홈에 끼움 삽입되며, 상기 결합 홈과 대응되는 위치에 단차 홈이 형성되는, 고주파 필터.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 고주파 필터는,
    상기 케이스부의 상면에 마련되고, 상기 공진기의 공진 주파수를 튜닝하기 위한 튜닝부를 더 포함하는, 고주파 필터.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 튜닝부는,
    상기 케이스부의 상면의 두께보다 얇은 두께로 이루어지고, 상기 케이스부의 상면을 기준으로 아래로 함몰되어 마련되는 하나 이상의 오목부를 포함하는, 고주파 필터.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 오목부는,
    상기 튜닝부의 테두리를 따라 마련되는 제1 오목부; 및
    상기 튜닝부의 중앙부에 마련되는 제2 오목부를 포함하고,
    상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부는 깊이가 서로 다르게 마련되는, 고주파 필터.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 튜닝부는,
    상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부를 연결하는 볼록부를 더 포함하고,
    상기 볼록부는, 상기 케이스부의 상면 이하의 높이로 마련되는, 고주파 필터.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 공진기는, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되어 마련되고,
    상기 튜닝부는,
    상기 케이스부의 상면에서 상기 공진기와 각각 대응되는 위치에 마련되고, 상기 공진기 간의 거리를 조절하도록 마련되는 제1 튜닝부; 및
    상기 케이스부의 상면에서 상기 공진기들 사이에 위치하고, 상기 공진기들 간의 전기적 커플링 양을 조절하는 제2 튜닝부를 포함하는, 고주파 필터.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 공진기는, 상기 베이스 플레이트의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격되어 마련되고,
    상기 격벽은, 상기 공진기들 사이에 마련되며, 상기 공진기들 간의 전기적 커플링을 조절하며,
    상기 고주파 필터는,
    상기 베이스 플레이트의 상면에 마련되고 상기 격벽이 결합되는 격벽 결합부를 더 포함하는, 고주파 필터.
  17. 청구항 1 내지 청구항 6 및 청구항 8 내지 청구항 16 중 어느 하나의 항에 기재된 고주파 필터를 포함하는 통신 기기.
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