KR102202710B1 - 통신 시스템에서 듀플렉서 및 그를 구비한 송수신기 - Google Patents

통신 시스템에서 듀플렉서 및 그를 구비한 송수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 통신 시스템에서 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서의 양방향 송수신기(Transceiver)를 위한 듀플렉서(duplexer) 및 상기 듀플렉서를 구비한 송수신기에 관한 것으로, 듀플렉서는, 복수의 원통형 공진기들을 각각 포함하는 송신 튜너블(tunable) 원통형 공동 공진 대역통과필터(Band Pass Filter)와 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터, 및 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터와 제1측면이 접합되고, 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터와 제2측면이 접합되는 도파관 T 접합기(T-junction)를 포함하며, 상기 복수의 원통형 공진기들의 상부면을 각각 조정(tuning)하여, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 차단 주파수를 각각 조정한다.

Description

통신 시스템에서 듀플렉서 및 그를 구비한 송수신기{Duplexer and transceiver having duplexer in communication system}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서의 양방향 송수신기(Transceiver)를 위한 듀플렉서(duplexer) 및 상기 듀플렉서를 구비한 송수신기에 관한 것이다.
마이크로웨이브 대역의 고품질의 듀플렉서는 차세대 이동 통신 및 위성 통신에 필수적인 핵심 부품으로 사용된다. 이동 통신 및 무선 통신 시스템에서 사용되는 부품의 필요조건으로는 초소형, 고성능, 저비용 등이 요구되며, 아울러 이러한 요구 조건들은 MIC(Microwave Integrated Circuit), MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)등의 기술 발달로 가능하게 되었다.
한편, 마이크로 웨이브 통신 시스템에서 사용되는 공진기는 평면형 공진기, 유전체 공진기와 공동(Cavity) 공진기 등이 있다. 아울러, 공진기 필터 또는 유전체 공진기 필터는, 삽입 손실이 적고 고출력에 유리하기 때문에 이동통신 기지국과 중계기, 위성통신 시스템, 무선통신 시스템 등 거의 모든 무선 송수신 통신 장비에 적용된다. 여기서, 공진기 필터는, 공진기 또는 유전체, 아이리스(iris) 그리고 튜닝 나사 사이의 상호 작용에 의해 유도성, 용량성 결합이 이루어져 특정 주파수 대역의 신호를 전달하게 된다.
또한, 마이크로파(microwave) 대역의 공진기 필터는 설계 후 가공하는 방법을 통해서 만들어지며, 상기 공진기 필터의 가공 시 발생하는 가공 오차와 도체 손실로 인해, 실제 설계 주파수와 가공된 공진기 필터의 차단 주파수는 차이가 발생한다. 이때 미세하게 설계 주파수를 맞추기 위해 튜닝 나사(tuning screw)를 이용하여 주파수를 튜닝하게 된다. 이때, 공진기와 튜닝 나사 사이의 거리와 튜닝 나사의 밑면적은 커패시턴스와 인덕턴스로 동작하여 차단 주파수를 미세하게 튜닝할 수 있다.
이러한 고주파 필터의 튜닝 구조는, 공진기 상부의 대응 위치에서 공진기 상부에 대응하는 하우징에 형성된 나사홀에 체결되는 튜닝 조정 나사를 이용하여 필터링 되는 주파수를 조정(tuning)한다. 하지만, 주파수를 튜닝하기 위한 종래의 튜닝 기술은 마이크로파 및 밀리미터파 대역에서 주로 이용 가능하며, 테라헤르츠와 같이 고주파수 대역에서 사용되는 공진기의 크기가 매우 작으므로, 주파수 튜닝을 위해 튜닝 조정 나사를 공진기에 삽입하면, 공진기 필터에서 고차 모드가 발생하고, 주파수 이동 범위가 크기 때문에 미세한 튜닝이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서의 양방향 송수신기(Transceiver)를 위한 듀플렉서(duplexer) 및 상기 듀플렉서를 구비한 송수신기를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 크기가 매우 작은 공진기 듀플렉서 필터의 차단 주파수를 미세하게 튜닝할 수 있도록 주파수 튜닝이 가능한 공진기 필터를 구현함으로써, 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서 이용이 가능한 듀플렉서 및 상기 듀플렉서를 구비한 송수신기를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 통신 시스템에서 듀플렉서(Duplexer)에 있어서, 복수의 원통형 공진기들을 각각 포함하는 송신 튜너블(tunable) 원통형 공동 공진 대역통과필터(Band Pass Filter)와 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터; 및 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터와 제1측면이 접합되고, 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터와 제2측면이 접합되는 도파관 T 접합기(T-junction);를 포함하며; 상기 복수의 원통형 공진기들의 상부면을 각각 조정(tuning)하여, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 차단 주파수를 각각 조정한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 통신 시스템에서 송수신기(Transceiver)에 있어서, 송신 포트와 수신 포트; 및 상기 송신 포트에 연결되는 송신 튜너블(tunable) 원통형 공동 공진 대역통과필터(Band Pass Filter)와, 상기 수신 포트에 연결되는 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터를, 도파관 T 접합기(T-junction)로 접합한 듀플렉서(duplexer);를 포함하며; 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터에 각각 구비된 복수의 원통형 공진기들의 공진단 크기를 조정하여, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 차단 주파수를 각각 조정한다.
본 발명은, 통신 시스템에서 크기가 매우 작은 공진기 듀플렉서(duplexer) 필터의 차단 주파수를 미세하게 튜닝할 수 있도록 주파수 튜닝이 가능한 공진기 필터를 구현함으로써, 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서 이용이 가능한 듀플렉서를 구현할 수 있으며, 또한 이러한 듀플렉서를 통해 테라헤르츠 주파수 대역에서의 양방향 송수신기(Transceiver)를 구현할 수 있다. 특히, 본 발명은, 주파수 튜닝이 가능한 공진기 듀플렉서 필터가, 공진단의 크기가 매우 작아 튜닝 나사를 삽입하기 불가능할 경우 공진단 상부면의 조정(tuning)이 가능한 결합 구조로 구현함으로써, 공진단의 크기가 매우 작은 경우에도 주파수 튜닝이 가능하며, 그에 따라 공진기 듀플렉서 필터를 구현한 이후, 주파수 특성의 오차로 인한 공진기 필터의 재구현을 방지하며, 아울러 공진기 필터의 재구현에 따른 경제적 및 시간적 소모를 최소화 할 수 있다.
도 1은 일반적인 통신 시스템에서 도파관 다이플렉서의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 듀플렉서의 단면을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 듀플렉서의 입체를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 듀플렉서에 구비된 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 상면을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 듀플렉서에 구비된 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 단면을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 듀플렉서의 동작 그래프를 개략적으로 도시한 도면.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은, 통신 시스템에서 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서의 양방향 송수신기(Transceiver)를 위한 듀플렉서(duplexer) 및 상기 듀플렉서를 구비한 송수신기를 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서 크기가 매우 작은 공진기 듀플렉서 필터의 차단 주파수를 미세하게 튜닝할 수 있도록 주파수 튜닝이 가능한 공진기 필터를 구현함으로써, 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서 이용이 가능한 듀플렉서 및 상기 듀플렉서를 구비한 송수신기를 제안한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템에서 크기가 매우 작은 공진기 듀플렉서 필터의 차단 주파수를 미세하게 튜닝할 수 있도록 주파수 튜닝이 가능한 공진기 필터를 구현함으로써, 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서 이용이 가능한 듀플렉서를 구현할 수 있으며, 또한 이러한 듀플렉서를 통해 테라헤르츠 주파수 대역에서의 양방향 송수신기를 구현한다. 특히, 본 발명의 실시 예에서는, 주파수 튜닝이 가능한 공진기 듀플렉서 필터가, 공진단의 크기가 매우 작아 튜닝 나사를 삽입하기 불가능할 경우 공진단 상부면의 조정(tuning)이 가능한 결합 구조로 구현함으로써, 공진단의 크기가 매우 작은 경우에도 주파수 튜닝이 가능하며, 그에 따라 공진기 듀플렉서 필터를 구현한 이후, 주파수 특성의 오차로 인한 공진기 필터의 재구현을 방지하며, 아울러 공진기 필터의 재구현에 따른 경제적 및 시간적 소모를 최소한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에서는, 도파관 T 접합기(T-junction)와 튜너블(tunable) 원통형 공동 공진 대역통과필터(Band Pass Filter)를 이용하여 테라헤르츠파 또는 밀리미터파(millimeter wave)와 같은 높은 주파수 대역에서 미세(detail)하게 주파수를 튜닝하는 듀플렉서, 및 상기 듀플렉서를 구비한 송수신기를 제안하며, 이러한 듀플렉서 및 송수신기는, 테라헤르츠 주파수 대역뿐만 아니라 기가헤르츠(GHz) 주파수 대역 또는 밀리미터파 주파수 대역에서도 이용 가능하다. 그러면 여기서, 일반적인 통신 시스템에서 도파관 다이플렉서에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 통신 시스템에서 도파관 다이플렉서의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 도파관 다이플렉서는, 소정 형상의 단면을 갖는 도파관 내부에서, 임피던스를 변화시켜 저역통과 특성을 갖도록 하여, 수신대역에서 고차 모드 및 고조파 대역이 생기지 않도록 하기 위한 송신 여파기(20), 도파관 내부에서, 임피던스를 변화시켜 통과대역 특성을 갖도록 하여, 삽입 손실이 최소화되도록 하기 위한 수신 여파기(30), 도파관 내부에서, 송수신 여파기(20,30)를 연결하여 전기적인 영향은 주지 않으면서 송수신 신호를 분리/결합하고, 각 여파기(20,30)를 통해 송수신되는 주파수의 간섭을 최소화하기 위한 전계면 T 결합망(10), 및 도파관 내부에서, 임피던스를 변화시켜, 송수신 여파기(20,30)에 미치는 전기적 영향을 최소화하면서 송수신 포트를 상이하게 하기 위한 임피던스 변환기(40)를 포함한다. 여기서, 도파관은, 3개의 포트(port), 즉, 공용포트, 송신 포트, 수신 포트로 구성되며, 송신 포트와 수신 포트는 서로 다른 도파관 포트를 갖는다.
상기 송신 여파기(20)는, 소정의 주파수 대역, 예컨대 19.8 ~ 20.2 GHz에서 동작하는 9개의 코러게이션(21~25)을 갖는 저역통과 여파기를 의미하며, 매우 높은 특성 임피던스를 갖는 도파관부와 매우 낮은 특성 임피던스를 갖는 도파관부를 교대로 사용하여 계단형 임피던스가 된다. 이러한 송신 여파기(20)는, 설계가 요이하고, 스터브를 사용한 저역통과 여파기 보다 적은 공간을 차지하며, 또한 고차 모드 및 고조파 제거 특성이 우수하다. 따라서, 송신 여파기(20)는 9개의 코러게이션(21 ∼ 25)으로 임피던스를 높거나 낮게 교차 변화시키면서 저역통과 특성을 갖도록 하여 수신대역에서 고차 모드 및 고조파 대역이 생기지 않도록 한다.
또한, 상기 송신 여파기(20)는, 고전력 신호가 통과하기 때문에 도파관 간격이 중요하며, 그에 따라 9개의 코러게이션(21 ∼ 25) 중 가장 좁은 간격을 갖는 부분은 송신 여파기(20)의 가운데 위치하는 코러게이션(24)이 된다.
한편, 고차 모드 및 고조파 특성을 고려한 송신 여파기(20)와는 달리, 상기 수신 여파기(30)는 대역 내에서 우수한 삽입 손실과 제작이 용이한 형태를 사용하며, 또한, 30GHz 대역으로 주파수가 높기 때문에 단수를 줄여 삽입 손실을 최소화한다. 즉, 상기 수신 여파기(30)는, 유도성 아이리스(31,33,35)와 공진기(32,34)를 이용하며, 상기 공진기(32,34)의 모드는 TE101 모드가 된다. 여기서, 상기 수신 여파기(30)의 응답 특성은 2극 Chebyshev 형태가 된다.
다시 말해, 상기 수신 여파기(30)는, 소정의 주파수 대역, 예컨대 29.6 ~ 30.0GHz에서 동작하는 Chebyshev 2극 응답 특성의 유도성 아이리스 구조의 통과대역 여파기가 되며, 저손실 및 온도 변화에 민감하지 않다. 이때, 통과대역 필터를 구현하기 위해, 차수와 리플 크기에 따라 Chebyshev 저역통과 여파기를 구현한 후, Richard 변환과 Kuroda 공식을 활용하여 집중소자를 전송 선로부로 변환하고, 전송 선로부를 사용하여 여파기 소자들을 분리한 후, 회로의 임피던스와 주파수 스케일을 수행하여 구현한다.
상기 전계면 T 결합망(10)은, 송신 여파기(20)와 수신 여파기(30)에 전기적인 영향은 주지 않으면서 신호를 분리 및 합성하기 위해 사용된다. 그리고, 상기 송수신 여파기(20,30)의 간섭을 최소화하기 위해, 상기 수신 여파기(30) 방향에 적절한 크기의 유도성 아이리스, 다시 말해 정합소자를 삽입하여 매칭한다.
상기 임피던스 변환기(40)는 상이한 도파관 포트를 갖는 송수신 포트를 구현하기 위해, 임피던스를 점차적으로 변화시켜 송수신 여파기(20,30)에 미치는 전기적 영향을 최소화할 수 있도록 하는 대칭형 계단 구조를 갖는다.
그러면 여기서, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서의 양방향 송수신기(Transceiver)를 위한 듀플렉서(duplexer) 및 상기 듀플렉서를 구비한 송수신기에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 여기서, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 듀플렉서의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 상기 듀플렉서의 입체를 개략적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 듀플렉서에 구비된 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 상면을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 5는 상기 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 듀플렉서의 동작 그래프를 개략적으로 도시한 도면이다.
우선, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 듀플렉서는, T 접합기(220,320), 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310), 및 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)를 포함한다.
상기 T 접합기(220,230)은, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310)와 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)의 각 접합면에서 임피던스 변환기를 포함한다.
그리고, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)는, 동일한 구조를 가지며, 송신 주파수 및 수신 주파수에 상응하여 각각 원통의 지름이 결정된다. 또한, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)는, 테라헤르츠 주파수 대역에서의 송신 주파수 및 수신 주파수에 따른 각 차단 주파수의 조정(tuning)은, 튜너블한 원통형 공진기의 상부면을 이용하여 조정한다.
도 4 및 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)는, 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)를 각각 구비하며, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)은, 회전에 의해 상하 이동이 가능한 상부면(510), 상기 상부면(510)의 상하 이동을 위해 상기 상부면을 회전 삽입 및 돌출하도록 하는 공진면(520), 및 상기 공진면(520)과 상기 상부면(510)을 지지하는 하부면(530)을 포함한다. 여기서, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)은, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)의 테라헤르츠 주파수 대역에서의 송신 주파수 및 수신 주파수에 상응하여 각각 원통의 지름이 결정된다.
여기서, 상기 상부면(510), 상기 공진면(520), 및 상기 하부면(530)에 의해, 테라헤르츠파 또는 밀리미터파와 같은 높은 주파수 대역에서의 공진기, 즉 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)을 이루며, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 개수는, 상기 듀플렉서의 사용 용도에 따른 상기 듀플렉서의 사용 주파수 대역에 상응하여 결정된다.
또한, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)은, 상기 상부면(510)의 회전을 통해 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 공진단의 크기가 조정되며, 일 예로 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)이 소형임에 따라 차단 주파수 튜닝을 위한 튜닝 나사의 삽입이 불가능하지만, 상기 상부면(510)의 회전을 통해 상기 공진면(520)에서 상하로 이동하여, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 공진단의 크기가 조정된다.
특히, 상기 상부면(510)이 원통형으로 원통형의 외곽에 형성된 나선을 통해, 상기 공진면(520)의 원형 홈 내부에 형성된 나선을 따라, 회전하여 상하로 이동함에 따라, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 공진단의 크기를 미세하게 조정할 수 있으며, 그러므로 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)을 구비하는 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)의 차단 주파수를 미세하게 조정할 수 있다. 즉, 상기 상부면(510)의 상하 이동을 통해, 상기 상부면(510), 상기 공진면(520), 및 상기 하부면(530)에 의해 형성되는 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 내부 공진 공간, 즉 상기 공진단의 크기가 조정되며, 아울러 전술한 바와 같이, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 공진단의 크기가 미세하게 조정된다. 다시 말해, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 공진단은, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 내부에서, 상기 상부면(510), 상기 공진면(520), 및 상기 하부면(530)에 의해 형성되는 공진 공간을 의미하며, 상기 상부면(510)의 상하 이동에 의해 상기 공진단의 크기가 조정된다.
여기서, 상기 상부면(510)이 회전을 통해 하측으로 이동하면, 즉 상기 공진면(520) 홈 내부로 회전 삽입되면, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 공진단의 크기가 감소되며, 그에 따라 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)을 구비하는 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)의 차단 주파수가 고주파수로 변경된다. 그리고, 상기 상부면(510)이 회전을 통해 상측으로 이동하면, 즉 상기 공진면(520) 홈 내부로부터 회전 돌출되면, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 공진단의 크기가 증가되며, 그에 따라 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)을 구비한 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)의 차단 주파수가 저주파수로 변경된다.
이러한 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)을 구비하는 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)의 차단 주파수 조정은, 테라헤르츠파 또는 밀리미터파와 같은 높은 주파수 대역, 예컨대 100GHz에서 10THz 주파수 영역인 테라헤르츠 영역의 주파수 대역에서 차단 주파수를 미세하게 조정한다.
아울러, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)을 구비하는 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)는, 도 6에 도시한 바와 같이, S-파라미터(610,620)와 격리도(isolation)(630)를 갖는다.
이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 듀플렉서는, 전술한 바와 같이, 상기 상부면(510)의 회전을 통한 상하 이동을 통해, 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)의 공진단의 크기를 미세하게 조정하며, 그에 따라 상기 복수의 원통형 공진기들(410,420,430,440,450)을 구비한 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)의 차단 주파수를 테라헤르츠파 또는 밀리미터파와 같은 높은 주파수 대역에서 미세하게 조정한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에서는, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)를 구비한 듀플렉서에서 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310)와 연결되는 송신 포터를 구비하고, 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)와 연결되는 수신 포터를 구비하여, 테라헤르츠 주파수 대역에서의 양방향 송수신기를 구현한다. 여기서, 상기 양방향 송수신기는, 상기 송수신기의 도판관 내부에서 임피던스를 점차적으로 변화시켜, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310) 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(230,330)에 미치는 전기적 영향을 최소화하면서 송수신 포트를 상이하게 하기 위해, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터(210,310)와 상기 송신 포트 사이에 임피던스 변환기를 구비한다. 이때, 상기 송신 포트와 수신 포트는 서로 다른 도파관 포트를 가지며, 상기 임피던스 변환기는 상이한 도파관 포트를 갖는 송수신 포트를 구현하기 위해, 임피던스를 점차적으로 변화시키며 전기적 영향을 최소화하는 대칭형 계단 구조를 갖는다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 통신 시스템에서 듀플렉서(Duplexer)에 있어서,
    복수의 원통형 공진기들을 각각 포함하는 송신 튜너블(tunable) 원통형 공동 공진 대역통과필터(Band Pass Filter)와 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터; 및
    상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터와 제1측면이 접합되고, 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터와 제2측면이 접합되는 도파관 T 접합기(T-junction);를 포함하며,
    상기 복수의 원통형 공진기들은,
    회전에 의해 상하 이동하는 상부면;
    상기 상부면의 상하 이동을 위해 상기 상부면을 회전 삽입 및 돌출하도록 하는 공진면; 및
    상기 공진면과 상기 상부면을 지지하는 하부면;을 각각 포함하며,
    상기 복수의 원통형 공진기들의 상부면을 각각 조정(tuning)하여, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 차단 주파수를 각각 조정하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 원통형 공진기들의 공진단은, 상기 복수의 원통형 공진기들의 내부에서 상기 상부면, 상기 공진면, 및 상기 하부면에 의해 형성되는 공진 공간을 의미하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부면의 회전 삽입 및 돌출에 의해 상기 상부면이 상하로 이동함에 따라, 상기 복수의 원통형 공진기들의 공진단 크기가 조정되어 상기 차단 주파수가 조정되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부면은, 원통형의 외곽에 형성된 나선을 통해, 상기 공진면의 원형 홈 내부에 형성된 나선을 따라 회전하여 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부면이 상기 공진면의 원형 홈 내부로 회전 삽입하여 하측으로 이동할 경우, 상기 복수의 원통형 공진기들의 공진단 크기가 감소되어, 상기 차단 주파수가 고주파수로 변경되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 상부면이 상기 공진면의 원형 홈 내부로부터 회전 돌출하여 상측으로 이동할 경우, 상기 복수의 원통형 공진기들의 공진단 크기가 증가되어, 상기 차단 주파수가 저주파수로 변경되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 원통형 공진기들은, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서의 송신 주파수 및 수신 주파수에 상응하여, 각각 원통의 지름이 결정되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 원통형 공진기들의 개수는, 상기 듀플렉서의 사용 주파수 대역에 상응하여 결정되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터는, 테라헤르츠(THz) 주파수 대역에서의 송신 주파수 및 수신 주파수에 상응하여, 각각 원통의 지름이 결정되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 도파관 T 접합기는, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터와, 각각 접합되는 상기 제1측면 및 상기 제2측면에 각각 임피던스 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  12. 통신 시스템에서 송수신기(Transceiver)에 있어서,
    송신 포트와 수신 포트; 및
    상기 송신 포트에 연결되는 송신 튜너블(tunable) 원통형 공동 공진 대역통과필터(Band Pass Filter)와, 상기 수신 포트에 연결되는 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터를, 도파관 T 접합기(T-junction)로 접합한 듀플렉서(duplexer);를 포함하며,
    상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터에 각각 구비된 복수의 원통형 공진기들의 공진단 크기를 조정하여, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터 및 상기 수신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터의 차단 주파수를 각각 조정하며,
    상기 복수의 원통형 공진기들은,
    회전에 의해 상하 이동하는 상부면;
    상기 상부면의 상하 이동을 위해 상기 상부면을 회전 삽입 및 돌출하도록 하는 공진면; 및
    상기 공진면과 상기 상부면을 지지하는 하부면을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 원통형 공진기들의 공진단은, 상기 복수의 원통형 공진기들의 내부에서 상기 상부면, 상기 공진면, 및 상기 하부면에 의해 형성되는 공진 공간을 의미하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부면의 회전 삽입 및 돌출에 의해 상기 상부면이 상하로 이동함에 따라, 상기 복수의 원통형 공진기들의 공진단 크기가 조정되어 상기 차단 주파수가 조정되는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 상부면이, 원통형의 외곽에 형성된 나선을 통해, 상기 공진면의 원형 홈 내부에 형성된 나선을 따라 상기 공진면의 원형 홈 내부로 회전 삽입하여 하측으로 이동할 경우, 상기 복수의 원통형 공진기들의 공진단 크기가 감소되어, 상기 차단 주파수가 고주파수로 변경되는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 상부면이, 원통형의 외곽에 형성된 나선을 통해, 상기 공진면의 원형 홈 내부에 형성된 나선을 따라 회전하여 상기 공진면의 원형 홈 내부로부터 회전 돌출하여 상측으로 이동할 경우, 상기 복수의 원통형 공진기들의 공진단 크기가 증가되어, 상기 차단 주파수가 저주파수로 변경되는 것을 특징으로 하는 송수신기.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 송신 포트와 상기 수신 포트가 서로 다른 도파관 포트 갖도록, 상기 송신 튜너블 원통형 공동 공진 대역통과필터와 상기 송신 포트의 사이에, 대칭형 계단 구조의 임피던스 변환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신기.
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