KR102155278B1 - 내부 교차 결합을 포함하는 세라믹 도파관 공진기 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 도파관 공진기 필터는 입력단 및 출력단, 복수의 공진기, 복수의 공진기 간 결합을 형성하는 아이리스, 및 복수의 공진기 중 적어도 두 개의 공진기 사이의 교차결합을 형성하는 교차결합 형성부를 포함한다.

Description

내부 교차 결합을 포함하는 세라믹 도파관 공진기 필터 {Ceramic waveguide resonator filter comprising cross coupling inside}

본 발명은 일체형 도파관 공진기 필터에 관한 것으로, 보다 구체적으로 필터의 공진기 간의 음의 결합을 구현하여 전달영점을 가지는 일체형 도파관 공진기 필터에 관한 발명이다.

일반적으로 대역통과 여파기는 공진기, 공진기 간의 결합구조, 그리고 입출력단과 공진기 사이의 결합구조, 그리고 필요시 입출력단에 연결되어 있는 변환기(transition)로 구성되어 있다.

특히, 고유전율(high dielectric constant) 세라믹 도파관 구조의 공진기를 이용하여 필터를 설계하기 위하여, 두 개의 세라믹 부분품을 제작한 후 두 개의 부분품을 붙이는 방법으로 필터를 제작한다. 또한, 필터에 전달영점을 구현하기 위해서 공진기 사이에 음의 결합을 구현해야 하는데, 기존 필터에서는 별도의 회로를 유전체 필터 구조물에 부착하여 음의 결합을 구현한다. 이 경우, 별도의 회로를 이용하여 음의 결합을 구현함으로 인해 제작에 어려움이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 필터의 공진기 간의 음의 결합을 구현하여 전달영점을 가지는 일체형 도파관 공진기 필터를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터는 입력단 및 출력단; 복수의 공진기; 상기 복수의 공진기 간 결합을 형성하는 아이리스; 및 상기 복수의 공진기 중 적어도 두 개의 공진기 사이의 교차결합을 형성하는 교차결합 형성부를 포함한다.

또한, 상기 아이리스는, 상기 필터 내 빈 공간을 형성하는 내부 공간을 통해 형성될 수 있다.

또한, 상기 교차결합 형성부는, 상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기 사이의 내부 공간을 가로질러 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 교차결합 형성부는, 상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기의 홀을 연결하는 기판을 포함할 수 있다.

또한, 상기 교차결합 형성부는, 상기 기판 상에 형성되는 스트립라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 기판의 두께, 상기 기판 상에 형성되는 스트립 라인의 길이 또는 폭, 상기 기판과 각 공진기를 연결하는 솔더링 면의 크기, 상기 솔더링 면과 상기 공진기 사이의 간격 중 어느 하나 이상에 따라 전달영점이 달라질 수 있다.

또한, 상기 교차결합 형성부는, 상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기를 연결하는 동축케이블을 포함할 수 있다.

또한, 상기 동축케이블의 길이, 내경 또는 외경, 상기 동축 케이블과 각 공진기를 연결하는 솔더링 면의 크기, 상기 솔더링 면과 상기 공진기 사이의 간격 중 어느 하나 이상에 따라 전달영점이 달라질 수 있다.

또한, 상기 입력단 및 상기 출력단은 상기 필터의 일 면에 형성되고, 상기 복수의 공진기를 각각 형성하는 복수의 홀은 상기 입력단 및 상기 출력단이 형성되는 면과 다른 면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 공진기는, 상기 일면에 형성되는 입력단에 대응되는 타면의 위치에 형성되는 제1 공진기; 상기 제1 공진기의 제1 방향으로 연장되는 제2 공진기; 상기 제2 공진기의 제1 방향으로 연장되는 제3 공진기; 상기 제3 공진기의 제2 방향으로 연장되는 제4 공진기; 상기 제4 공진기의 제3 방향으로 연장되는 제5 공진기; 및 상기 제5 공진기의 제3 방향으로 연장되는 제6 공진기를 포함하고, 상기 제6 공진기는 상기 일면에 형성되는 출력단에 대응되는 타면의 위치에 형성되며, 상기 교차결합 형성부는 상기 제2 공진기와 상기 제5 공진기 사이의 내부공간을 가로질러 연결함으로써 교차결합을 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 세라믹 도파관 공진기 필터에 있어서, 교차 결합구조를 이용해서 필터를 구현함으로써 각 공진간의 상호 간섭없는 음의 결합계수 구현을 통하여 전달영점을 구현할 수 있다. 또한, 전달영점이 구현된 일체형 세라믹 도파관 공진기 필터를 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 한 쌍의 전달영점을 가지는 6차 대역통과 필터의 결합도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 한 쌍의 전달영점을 가지는 6차 대역통과 필터의 합성 결과곡선을 나타내는 주파수 응답특성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 투시 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 상면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 교차결합 형성부 형상에 따른 전달영점을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차폐층이 형성된 세라믹 도파관 공진기 필터를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 주파수 응답특성을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.

도 1은 한 쌍의 전달영점을 가지는 6차 대역통과 필터의 결합도이다. 실선은 순차결합(direct coupling)을 나타내고, 점선은 교차결합(cross coupling)을 나타낸다. 노드는 공진기와 입출력단을 포함하며, 도 1에 나타낸 결합도를 가지는 필터의 경우 총 노드의 수는 8개이다.

도 1과 같은 결합도에 상응하는 결합행렬은 (8X8) 행렬이며 다음과 같이 표현된다.

위 식에서 S는 입력단, L은 출력단, 그리고 숫자는 공진기의 번호를 나타낸다. 위 식의 결합행렬에서 개별 인자는 필터의 전력전달비(transmitted power ratio)로부터 추출할 수 있으며, 전력전달비는 필터 설계자가 원하는 응답특성을 얻을 수 있도록 설정한다.

도 2는 한 쌍의 전달영점을 가지는 6차 대역통과 필터의 합성 결과곡선을 나타내는 주파수 응답특성을 나타내는 그래프로, 도 2의 주파수 응답특성을 가지며, 도 1과 같은 결합구조를 갖는 필터의 결합행렬을 구하면 아래와 같다.

도 2의 주파수 응답특성은 수학식 2의 결합행렬의 개별 결합계수를 만족하는 물리적인 결합구조를 형성함으로써 구현이 가능하다. 음수는 음의 결합을 의미한다.

상기와 같이, 전달영점을 구현하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터는 필터를 구성하는 복수의 공진기 중 적어도 두 개의 공진기 사이의 교차결합을 형성하는 교차결합 형성부를 포함하여 음의 결합을 가진다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 투시 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 상면도다. 도 3 및 도 4의 세라믹 도파관 공진기 필터는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 하나의 구현예로, 6차 대역통과 필터를 형성하는 세라믹 도파관 공진기 필터를 도시한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터는, 임의의 차수의 필터, 구형(rectangular) 및 원형(cylindrical) 도파관 공진기 필터 등 응용이 가능한 다른 구조의 필터로 구현될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터는 필터의 공진기 구조 및/또는 필터의 차수에 구애받지 않으며, 교차결합을 구현하기 위한 물질에도 구애받지 않음을 밝혀둔다.

이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터는 일체형 필터로 형성되며, 입력단 및 출력단, 복수의 공진기, 상기 복수의 공진기 간 결합을 형성하는 아이리스 및 상기 복수의 공진기 중 적어도 두 개의 공진기 사이의 교차결합을 형성하는 교차결합 형성부로 구성된다. 차폐층을 더 포함할 수 있다. 세라믹 도파관 공진기 필터의 내측은 유전체 세라믹으로 형성되어 있고, 신호전달 또는 결합을 위해 노출이 필요한 영역을 제외하고, 외측은 도전 코팅되어 있을 수 있다. 예를 들어, 실버 코팅이 되어 있을 수 있다.

세라믹 도파관 공진기 필터는 육면체 형태로 형성될 수 있고, 공진기의 개수와 연결 형상에 따라 직육면체 또는 정육면체의 형태로 형성될 수 있다. 세라믹 도파관 공진기 필터는 일체형의 육면체 형태의 필터로 구현됨으로써 단차가 없은 구조를 형성할 수 있다. 이를 통해, 단차 형성을 위한 공정과정이 생략되어 제작이 용이해지는바, 생산성을 높일 수 있다. 세라믹 도파관 공진기 필터의 형태는 이외에도 원기둥 형태와 같이 다양한 형태로 형성될 수 있음은 당연하다.

입력단(110) 및 출력단(120)은 필터의 일 면에 형성되고, 복수의 공진기는 입력단(110) 및 출력단(120)이 형성되는 면과 다른 면에 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 공진기는 세라믹 도파관 공진기 필터의 면에 소정의 깊이를 가지는 홀의 형태로 구현될 수 있고, 각 공진기는 아이리스에 의해 구분된다. 공진기를 구현하는 홀은 원 기둥 형태의 홀 형상을 가질 수 있으며, 이외의 다양한 형상으로 구현될 수 있음은 당연하다. 도 3과 같이, 입력단(110) 및 출력단(120)은 세라믹 도파관 공진기 필터의 하면에 형성되고, 공진기를 형성하는 복수의 홀(131 내지 136)은 상면에 형성될 수 있다.

입력단(110) 및 출력단(120)은 필터에 신호가 입력되고 필터를 통과한 신호가 출력되는 입출력 포트로, 입력단(110) 및 출력단(120)은 표면실장 구조로 형성될 수 있다. 입력단(110) 및 출력단(120)에 홀이 형성될 수 있다. 입력단(110) 및 출력단(120)의 홀은 공진기 홀에 대응될 수 있다. 이때, 입력단(110) 및 출력단(120)의 홀은 공진기의 홀보다 직경이 작을 수 있다. 입력단(110) 및 출력단(120)의 홀에는 커넥터가 삽입되어 결합되어, 커넥터를 구성하는 신호선과 연결될 수 있다. 상기 신호선은 테플론(trflon)에 의해 감싸져 있을 수 있다.

복수의 공진기는 아이리스에 의해 구분되는데, 아이리스는 필터 내 빈 공간을 형성하는 내부 공간(140)을 통해 형성될 수 있다. 도 3과 같이, 필터 내부에 각 공진기를 구분하는 내부 공간(140)이 형성되고, 내부 공간(140)은 도 4와 같이, 각 공진기를 구분하기 위한 형태로 구현된다.

복수의 공진기는 6 개의 공진기로 형성될 수 있고, 내부 공간(140)은 6 개의 공진기를 구분하기 위하여 6 개의 아이리스(141 내지 146)로 구성될 수 있다.

복수의 공진기를 형성하는 6 개의 공진기는 제1 공진기 내지 제6 공진기로 구성되며, 제1 공진기(131-1)는 상기 일면에 형성되는 입력단(110)에 대응되는 타면의 위치에 형성된다. 즉, 입력단(110)이 형성되는 하면의 위치상의 상면에 제1 공진기의 홀(131)을 형성하여 제1 공진기(131-1)를 형성한다. 제1 공진기(131-1)와 입력단(110)은 서로 집적 연결되지 않으며, 입력단(110)과 제1 공진기(131-1)는 순차결합한다. 입력단(110)과 제1 공진기(131-1)는 서로 결합함에 있어서, 변환기(transition) 없이 결합될 수 있다. 적층형 공진기 필터에 비해 변환기 없이 필터를 구현함으로써 구조를 단순하게 형성할 수 있다. 이를 통해, 설계의 자유도 높아져 다양한 필터 구조의 설계가 가능하다.

제2 공진기(132-1)는 제1 공진기(131-1)의 제1 방향으로 연장되고, 제3 공진기(133-1)는 제2 공진기(132-1)의 제1 방향으로 연장되어 형성된다. 제1 공진기(131-1)와 제2 공진기(132-1)는 내부 공간(140)이 형성하는 제1 아이리스(141)로 구분될 수 있고, 제2 공진기(132-1)와 제3 공진기(133-1)는 제2 아이리스(142)로 구분될 수 있다. 제4 공진기(134-1)는 제3 공진기(133-1)의 제2 방향으로 연장되어 형성되고, 제4 공진기(134-1)와 제5 공진기(135-1)는 제3 아이리스(143)로 구분될 수 있다. 제5 공진기(135-1)는 제4 공진기(134-1)의 제3 방향으로 연장되고, 제6 공진기(136-1)는 제5 공진기(135-1)의 제3 방향으로 연장되어 형성된다. 제4 공진기(134-1)와 제5 공진기(135-1)는 내부 공간(140)이 형성하는 제4 아이리스(144)로 구분될 수 있고, 제5 공진기(135-1)와 제6 공진기(136-1)는 제5 아이리스(145)로 구분될 수 있다. 제6 공진기(136-1)는 상기 일면에 형성되는 출력단(120)에 대응되는 타면의 위치에 형성된다. 즉, 출력단(120)이 형성되는 하면의 위치상의 상면에 제6 공진기 홀(136)이 형성될 수 있다. 출력단(120)과 제6 공진기(136-1)는 입력단(110)과 제1 공진기(131-1)와 같이, 집적 연결되지 않으며, 순차결합한다. 또한, 변환기 없이 결합될 수 있다.

제1 방향과 제2 방향은 직각인 방향을 가지면, 제3 방향은 제2 방향과 직각이면서 제1 방향의 반대방향인 방향일 수 있다. 즉, 6 개의 공진기가 'ㄷ'가 형태로 순차적으로 이웃하며 형성될 수 있다. 'ㄷ'자 형태로 공진기를 형성함으로써 필터의 크기와 길이를 줄일 수 있다. 이웃하는 2 개의 공진기는 사이에 위치하는 내부 공간(140)에 의해 형성되는 아이리스(146)에 의해 결합이 형성되어 순차결합된다. 'ㄷ'자 형태의 형상은 하나의 예시이고, 일자로 형성되거나 다른 형태로 구현될 수 있음은 당연하다.

6 개의 공진기가 'ㄷ'자 형태로 형성되어, 그에 따라 제1 공진기(131-1)와 제6 공진기(136-1)가 서로 이웃하게 된다. 제1 공진기(131-1)와 제6 공진기(136-1)는 서로 결합되도록 설계되지 않았다면, 서로 결합이 형성되지 않아야 한다. 따라서, 제1 공진기(131-1)와 제6 공진기(136-1)는 내부 공간(140)에 의해 구분됨과 동시에 결합이 차단되도록 내부 공간(140)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 공진기(131-1)와 제6 공진기(136-1)를 구분하는 내부 공간(146)은 다른 아이리스(141 내지 145)보다 길게, 제1 공진기(131-1)와 제6 공진기(136-1) 간의 결합이 차단될 수 있는 길이만큼 형성될 수 있다. 제1 공진기(131-1)와 제6 공진기(136-1) 사이에 교차 결합 등의 결합을 형성하고자 하는 경우에는 제6 아이리스(146)를 결합의 위한 형태로 형성하여 제1 공진기(131-1)와 제6 공진기(136-1) 사이에 결합을 형성할 수 있다.

전달영점을 위한 교차결합을 형성하기 위하여, 교차결합을 형성하고자 하는 제2 공진기(132-1)와 제5 공진기(135-1) 사이에 교차결합 형성부를 형성하여 제2 공진기(132-1)와 제5 공진기(135-1) 사이의 교차결합을 형성할 수 있다. 교차결합 형성부는 교차결합을 형성하고자 하는 두 개의 공진기를 형성하는 두 개의 홀을 연함으로써 두 공진기 사이의 음의 결합을 형성한다. 교차결합 형성부는 복수의 공진기 중 이웃하지 않는 두 개의 공진기 사이의 교차결합을 형성할 수 있다. 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기는 내부공간을 통해 완전히 분리되어 형성될 수 있다. 도 1과 같이, 이웃하는 공진기간에는 순차결합을 형성하고, 이웃하지 않는 공진기간에 교차결합을 형성하는바, 교차결합 형성부는 이웃하지 않고, 분리되어 있는 공진기 사이에 교차결합을 형성한다.

교차결합 형성부는 교차결합을 형성하고자 하는 공진기 사이에 형성되고, 형성하고자 하는 교차결합의 수에 따라 교차결합 형성부는 복수로 형성될 수 있다. 형성하고자 하는 교차결합의 형태에 따라서 두 개의 공진기 사이가 아닌 3 개 이상의 공진기 사이에 연결되어 교차결합을 형성할 수도 있다. 즉, 구현하고자 하는 교차결합에 따라 다양한 형태와 수로 형성될 수 있다.

교차결합 형성부는 교차결합을 형성함에 있어서, 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기 사이의 내부 공간을 가로질러 연결하는 연결부(150)를 포함할 수 있다. 연결부(150)는 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기에 해당하는 두 홀을 서로 연결한다. 교차결합 형성부가 형성되는 두 개의 공진의 홀은 연결부(150)가 위치할 수 있도록 연결부(150) 형태로 홀이 형성될 수 있다. 즉, 도 3과 같이, 두 홀(132, 135) 사이에 공간이 식각되어 연결부(150)가 위치할 공간이 형성될 수 있다. 연결부(150)가 형성되는 내부공간은 연결부(150)의 형태에 따라 달라질 수 있음은 당연하다.

교차결합 형성부는 상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기와 솔더링을 통해 연결될 수 있다. 교차결합 형성부가 두 개의 공진기 상에 위치하고, 솔더링(soldering)을 통해 공진기와 연결 결합할 수 있다. 여기서, 솔더링은 저융점 금속을 이용하여 표면은 녹이지 않으면서 맞붙이는 방법으로, 납 등을 이용하여 교차결합 형성부를 공진기에 고정 연결할 수 있다.

연결부(150)로 형성되는 교차결합 형성부는 상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기의 홀을 연결하는 기판(151)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(151)은 PCB 기판일 수 있다. 또한, 교차결합 형성부는 기판(151) 상에 형성되는 스트립라인(152)을 더 포함할 수 있다. 기판(151)과 스트립라인(152) 2개의 층으로 형성되며, 기판(151)에 비아(via)가 형성되어 스트립라인(152)과 공진기가 솔더링을 통해 연결될 수 있다. 스트립라인(152)은 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기와 각각 연결되어 공진기 간의 교차결합을 형성할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 세라믹 도파관 공진기 필터의 단면도로, 도 5는 도 4의 A-A'라인의 단면도이고, 도 6은 도 4의 B-B'라인의 단면도이며, 도 7은 도 4의 C-C'라인의 단면도이다.

A-A'라인의 단면은 도 5와 같이 형성되며, 제4 공진기의 홀(134), 제5 공진기의 홀(135), 제6 공진기의 홀(136), 및 출력단의 홀(121)의 형태를 확인할 수 있다. 제4 내지 제6의 공진기의 홀(134 내지 136)은 일정한 깊이의 홀이 형성되되, 제5 공진기의 홀(135)은 교차결합 형성부(150)가 위치할 수 있는 공간이 형성될 수 있다.

B-B'라인의 단면은 도 6과 같이 형성되며, 공진기 사이를 구분하고, 공진기 사이의 결합을 형성하는 아이리스를 형성하는 내부 공간(140)을 확인할 수 있다. 또한, 교차결합이 형성되는 제2 공진기의 홀(132)에서 내부공간을 가로질러 형성되는 교차결합 형성부를 구성하는 기판(151) 및 스트립라인(152)은 도 6과 같이 형성될 수 있다.

C-C'라인의 단면은 도 7과 같이 형성되며, 도 5의 A-A' 라인의 단면에 대응되어 입력단의 홀(111), 제1 공진기의 홀(131), 제2 공진기의 홀(132), 및 제3 공진기의 홀(133)의 형태를 확인할 수 있다.

상기 교차결합 형성부를 통해 교차결합을 형성하여 전달영점을 가지는 필터를 구현함에 있어서, 각 부위의 형상이나 규격, 치수에 따라 전달영점을 조절할 수 있다. 각 공진기의 홀(131 내지 136) 및 아이리스를 형성하는 내부 공간의 바닥면, 내부측면을 트리밍(trimming)하여 주파수 변경 및 필터의 대역폭(BW)을 구현할 수 있다. 이때, 레이저 트리머 또는 다른 물리적인 기구를 이용하여 트리밍을 수행할 수 있다. 공진기를 형성함에 있어서, 홀을 형성하고, 홀을 형성하는 바닥면 및 내부측면을 트리밍하는바, 상면에 차폐층이 형성되더라도 트리밍된 면과 차폐층이 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 내부 공간 역시, 내부 공간을 형성하는 면을 트리밍하고, 트리밍된 면이 차폐층과 접촉되지 않는다. 각 공진기의 홀 또는 내부 공간이 아닌 상면 등 외면에 트리밍을 수행하는 경우, 트리밍된 면과 차폐층이 접촉할 수 있고, 차폐층과의 접촉을 통해 특성이 변경될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터는 공진기에 홀을 형성하고, 아이리스를 내부공간에 형성하고, 내부공간에 교차결합 형성부를 형성하며, 홀 및 내부공간에서 트리밍을 수행함으로써 차폐층에 의한 특성 변화없이 차폐층을 형성하여, 필터를 차폐할 수 있다.

또한, 기판(151) 및 스트립라인(152)을 이용하여 교차결합 형성부를 형성하는 경우, 기판(151)의 두께, 기판(151) 상에 형성되는 스트립라인(152)의 길이 또는 폭, 기판(151)과 각 공진기를 연결하는 솔더링 면(153)의 크기, 솔더링 면(153)과 공진기 사이의 간격 중 어느 하나 이상에 따라 전달영점이 달라질 수 있고, 이를 통해 구현하고자 하는 전달영점을 조절할 수 있다.

도 8과 같이, 스트립라인의 길이(L1) 또는 폭(L2), 기판(151)의 두께(L3)에 따라 전달영점이 달라질 수 있고, 기판(151)고 공진기를 연결하는 솔더링 면(153)의 크기, 솔더링 면(153)과 공진기 사이의 간격(L4)에 따라 전달영점이 달라질 수 있다. 도 8의 스펙들을 조절하여 전달영점을 조절할 수 있다.

교차결합 형성부는 기판(151)과 스트립라인(152)이 아닌 상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기를 연결하는 동축케이블로 구성될 수 있다.

여기서, 동축케이블은 중심 도체, 절연체, 외부 도체로 형성되는 케이블로, 중심 도체와 외부 도체는 절연체에 의해 절연된다. 중심 도체와 외부 도체의 중심축이 일치하여 동축케이블이라 한다. 절연체는 신호의 교란을 방지하고, 외부 도체는 인접한 회선과의 차폐 역할을 한다. 내부 도체는 외부 도체의 안쪽에 전자기장이 갇히기 때문에, 방사손실을 억제할 수 있고, 또한 외부로부터의 간섭도 차단할 수 있다. 그 때문에 직류에서 마이크로파까지 넓은 대역의 데이터 전송에 이용할 수 있고, 주파수의 증가와 함께 감쇠도 커지는 특성이 있다. 음성대역이나 비디오 대역 등의 특정 대역뿐만 아니라, 광대역성을 이용하여 다중 채널의 전송로에도 쓰인다.

교차결합 형성부는 동축케이블로 구성되고, 동축케이블의 양단에 교차결합을 형성하고자 하는 공진기를 각각 연결한다. 이때, 동축케이블은 솔더링을 통해 공진기와 연결될 수 있다.

동축케이블로 교차결합 형성부를 형성하는 경우, 기판 및 스트립라인으로 교차결합 형성부를 형성하는 경우와 같이, 동축케이블의 형상 또는 연결상태에 따라 전달영점이 달라질 수 있다. 즉, 상기 동축케이블의 길이, 내경 또는 외경, 상기 동축 케이블과 각 공진기를 연결하는 솔더링 면의 크기, 상기 솔더링 면과 상기 공진기 사이의 간격 중 어느 하나 이상에 따라 전달영점이 달라질 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 세라믹 도파관 공진기 필터는 필터의 적어도 일면에 형성되는 차폐층을 더 포함할 수 있다. 도 9와 같이, 세라믹 도파관 공진기 필터의 상면에 차폐층(910)을 형성하여 세라믹 도파관 공진기 필터를 외부로부터 차폐시켜 필터의 성능을 높일 수 있다. 이때, 차폐층(910)은 알루미늄 시트 등으로 구성할 수 있다. 이때, 공진의 홀(134 내지 136)과 내부 공간은 필터 특성을 구현하기 위하여, 내부 면이 트리밍될 수 있고, 트리밍된 면이 차폐층(910)과 접촉되지 않아, 필터의 특성에 영향을 미치지 않는다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 주파수 응답특성을 나타내는 도면이다.

S11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터의 임피던스 정합 특성을 나타내고, S21은 전달영점을 갖는 손실 특성을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 도파관 공진기 필터는 교차결합 형성부를 통해 내부공간을 가로질러 공진기 간의 교차 결합을 형성하고, 이웃하는 다른 공진기 간에는 순차결합을 형성함으로써 손실 특성을 나타내는 S21에서와 같이, 통과대역에 인접하는 주파수 대역이나 원하는 주파수 대역의 감쇄를 극대화하여 타신호나 노이즈의 영향을 최소화 할 수 있게 된다. 이를 통해, 즉, 세라믹 도파관 공진기 필터를 일체형으로 크기를 작게 구현하면서도 우수한 감쇠 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 입력단
120: 출력단
131 내지 136: 공진기 홀
131-1 내지 136-1: 공진기
140: 내부공간
141 내지 146: 아이리스
150: 교체결합 형성부
151: 기판
152: 스트립라인
153: 솔더링 면

Claims (10)

1. 필터의 외면에 소정의 깊이를 가지는 홀의 형태로 구현되는 입력단 및 출력단;
   상기 필터의 외면에 소정의 깊이를 가지는 홀의 형태로 구현되어 상기 필터와 일체형으로 형성되는 복수의 공진기;
   상기 복수의 공진기 간 결합을 형성하는 아이리스; 및
   상기 복수의 공진기 중 적어도 두 개의 공진기 사이의 교차결합을 형성하는 교차결합 형성부를 포함하고,
   상기 아이리스는,
   상기 필터 내 빈 공간을 형성하는 내부 공간을 통해 형성되고,
   상기 교차결합 형성부는,
   상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기 사이의 상기 내부 공간을 가로질러 형성되며,
   상기 필터의 내부는 유전체 세라믹으로 형성되는 세라믹 도파관 공진기 필터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 교차결합 형성부는,
   상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기 사이의 내부 공간을 가로질러 연결하는 연결부를 포함하는 세라믹 도파관 공진기 필터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 교차결합 형성부는,
   상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기의 홀을 연결하는 기판을 포함하는 세라믹 도파관 공진기 필터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 교차결합 형성부는,
   상기 기판 상에 형성되는 스트립라인을 더 포함하는 세라믹 도파관 공진기 필터.
6. 제4항에 있어서,
   상기 기판의 두께, 상기 기판 상에 형성되는 스트립 라인의 길이 또는 폭, 상기 기판과 각 공진기를 연결하는 솔더링 면의 크기, 상기 솔더링 면과 상기 공진기 사이의 간격 중 어느 하나 이상에 따라 전달영점이 달라지는 것을 특징으로 하는 세라믹 도파관 공진기 필터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 교차결합 형성부는,
   상기 교차결합을 형성하는 두 개의 공진기를 연결하는 동축케이블을 포함하는 세라믹 도파관 공진기 필터.
8. 제7항에 있어서,
   상기 동축케이블의 길이, 내경 또는 외경, 상기 동축 케이블과 각 공진기를 연결하는 솔더링 면의 크기, 상기 솔더링 면과 상기 공진기 사이의 간격 중 어느 하나 이상에 따라 전달영점이 달라지는 것을 특징으로 하는 세라믹 도파관 공진기 필터.
9. 제1항에 있어서,
   상기 입력단 및 상기 출력단은 상기 필터의 일 면에 형성되고,
   상기 복수의 공진기를 각각 형성하는 복수의 홀은 상기 입력단 및 상기 출력단이 형성되는 면과 다른 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 도파관 공진기 필터.
10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 공진기는,
    상기 일 면에 형성되는 입력단에 대응되는 타면의 위치에 형성되는 제1 공진기;
    상기 제1 공진기의 제1 방향으로 연장되는 제2 공진기;
    상기 제2 공진기의 제1 방향으로 연장되는 제3 공진기;
    상기 제3 공진기의 제2 방향으로 연장되는 제4 공진기;
    상기 제4 공진기의 제3 방향으로 연장되는 제5 공진기; 및
    상기 제5 공진기의 제3 방향으로 연장되는 제6 공진기를 포함하고,
    상기 제6 공진기는 상기 일 면에 형성되는 출력단에 대응되는 타면의 위치에 형성되며,
    상기 교차결합 형성부는 상기 제2 공진기와 상기 제5 공진기 사이의 내부공간을 가로질러 연결함으로써 교차결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 세라믹 도파관 공진기 필터.

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