KR102333921B1 - 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 도파관 필터는, 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 제1 방향 및 제2 방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1 내지 제4 폴들을 포함하는 유전체 블록, 제1 폴 및 제2 폴 사이에서 평면과 수직한 제3 방향을 따라 형성된 딤플(dimple), 제3 폴 및 제4 폴 사이에서 제3 방향을 따라 유전체 블록을 관통하는 제1 슬릿, 및 제1 및 제2 폴들과 제3 및 제4 폴들 사이에서 제3 방향으로 상기 유전체 블록을 관통하는 제2 슬릿을 포함한다.

Description

비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터{WAVEGUIDE FILTER WITH ASYMMETRICAL COUPLING}
본 발명은 도파관 필터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터에 관한 것이다.
무선 통신을 기반으로 하는 다양한 서비스가 존재하고, 동일한 무선 통신 기반의 서비스 내에서도 다수의 사업자가 주파수를 나누어 사용하므로, 무선 통신 기반의 서비스에서 주파수 간섭을 최소화하는 장치가 요구된다. 서로 다른 주파수 간의 영향을 최소화하는 장치의 예로서, RF(Radio Frequency) 부품인 RF 필터가 있다.
RF 필터 중 캐비티 필터(Cavity Filter)는 고출력 증폭기에서 출력되는 전격에 대한 내성을 가지지만, 가격이 비싸고 경량화가 어려우므로 다중 입출력 어레이 안테나(Multi-Input and Multi-Ouput array antenna)에 활용하는데 한계가 있다. 이에 대한 대안으로, RF 필터 중 도파관 필터(waveguide filter)가 있다. 도파관 필터는 경량화가 가능하며 일반적인 유전체 필터보다 전격에 대한 내성이 높은 장점이 있다.
본 발명의 목적은 유전체 블록인 폴(pole)들을 비대칭적으로 연결(coupling)하여 통과 대역의 선택도가 향상된 도파관 필터를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 도파관 필터는, 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1 내지 제4 폴들을 포함하는 유전체 블록, 상기 제1 폴 및 상기 제2 폴 사이에서 상기 평면과 수직한 제3 방향을 따라 형성된 딤플(dimple), 상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 제1 슬릿, 및 상기 제1 및 제2 폴들과 상기 제3 및 제4 폴들 사이에서 상기 제3 방향으로 상기 유전체 블록을 관통하는 제2 슬릿을 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며, 상기 딤플은 상기 제2 슬릿에 의해서 관통된 공간과 상기 제2 방향으로 이격된다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며, 상기 딤플의 상기 제3 방향에 수직한 형상은 상기 제1 슬릿에 의해서 관통된 공간의 상기 제3 방향에 수직한 형상과 일치하고, 상기 딤플의 적어도 일부는 상기 제2 슬릿에 의해서 관통된 공간과 중첩된다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며, 상기 딤플은 상기 제1 폴의 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제2 방향의 폭을 지름으로 하고 상기 제1 폴의 상기 제3 방향의 폭보다 좁은 상기 제3 방향의 폭을 높이로 하는 원통 형상이다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며, 상기 딤플은 상기 제3 방향과 수직한 지름이 상기 제3 방향을 따라 제1 폭에서 제2 폭으로 감소하는 원통 형상이고, 상기 제1 폭은 상기 제1 폴의 상기 제2 방향의 폭보다 좁다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며, 상기 제1 슬릿은 상기 제3 폴의 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제2 방향의 폭을 장축으로 하고 상기 장축에 대응하는 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제1 방향의 폭을 단축으로 하는 타원 형상으로 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 공간이다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며, 상기 제1 슬릿은 상기 제3 폴의 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제2 방향의 폭을 제1 변(side)으로 하고 상기 제1 변에 대응하는 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제1 방향의 폭을 제2 변으로 하는 직사각형 형상으로 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 공간이다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며, 상기 제2 슬릿은 상기 제1 폴의 상기 제1 방향의 폭 및 상기 제2 폴의 상기 제1 방향의 폭의 합보다 좁은 상기 제1 방향의 폭을 장축으로 하고 상기 장축에 대응하는 상기 제1 방향의 폭보다 좁은 상기 제2 방향의 폭을 단축으로 하는 타원 형상으로 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 공간이다.
예시적인 실시 예에서, 상기 유전체 블록은 세라믹(Ceramic)을 포함하고, 상기 유전체 블록의 표면은 은(Ag)으로 도금된다.
본 발명의 실시 예에 따른 도파관 필터는, 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제1 및 제2 폴들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴들과 각각 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되는 제3 및 제4 폴들을 포함하는 유전체 블록, 상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 제1 슬릿, 상기 제1 및 제2 폴들과 상기 제3 및 제4 폴들 사이에서 상기 제3 방향으로 상기 유전체 블록을 관통하는 제2 슬릿, 상기 제1 및 제2 슬릿들로 관통된 상기 유전체 블록의 표면을 도금하는 도금막, 및 연결 영역을 포함하고, 상기 제1 방향으로의 가장 긴 폭은 상기 제1 및 제2 폴들의 상기 제1 방향의 폭보다 좁고, 상기 제2 방향으로의 가장 긴 폭은 상기 제1 폭의 상기 제2 방향의 폭보다 좁으며, 상기 연결 영역을 제외하고 상기 도금막을 식각하는 식각 영역을 포함하되, 상기 연결 영역은 상기 제1 폴의 상기 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역과 상기 제2 폴의 상기 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역을 연속하여 연결하는 영역이다.
본 발명의 실시 예에 따른 도파관 필터는, 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제1 및 제2 폴들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴들과 각각 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되는 제3 및 제4 폴들을 포함하는 유전체 블록, 상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 제1 슬릿, 상기 제1 및 제2 폴들과 상기 제3 및 제4 폴들 사이에서 상기 제3 방향으로 상기 유전체 블록을 관통하는 제2 슬릿, 상기 제1 및 제2 슬릿들로 관통된 상기 유전체 블록의 표면을 도금하는 도금막, 상기 제1 폴의 상기 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역에서 상기 도금막을 고리 형상으로 식각하는 제1 식각 영역, 및 상기 제2 폴의 상기 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역에서 상기 도금막을 상기 고리 형상으로 식각하는 제2 식각 영역을 포함하되, 상기 제1 식각 영역의 중심의 식각되지 않은 제1 영역 및 상기 제2 식각 영역의 중심의 식각되지 않은 제2 영역은 금속 재질의 도선으로 연결된다.
예시적인 실시 예에서, 상기 도선은 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board) 상에 구현되고, 상기 금속은 구리이다.
본 발명의 실시 예에 따른 도파관 필터는, 제1 폴 및 제2 폴을 포함하는 제1 유전체 블록, 상기 제1 유전체 블록 상에 형성되고, 제1 및 제2 식각 영역들을 포함하는 제1 도금막, 제3 폴 및 제4 폴을 포함하는 제2 유전체 블록, 상기 제2 유전체 블록 상에 형성되고, 상기 제3 및 제4 식각 영역들을 포함하는 제2 도금막, 및 상기 제1 폴 및 상기 제2 폴 사이에서 제1 방향을 따라 상기 제1 유전체 블록을 관통하고, 상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 유전체 블록을 관통하는 슬릿을 포함하되, 상기 제1 유전체 블록 및 상기 제2 유전체 블록은 상기 제1 식각 영역 및 상기 제3 식각 영역이 마주보고, 상기 제2 식각 영역 및 상기 제4 식각 영역이 마주보도록 배치된다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 식각 영역은 상기 제1 도금막이 상기 제1 방향에 수직한 직사각형 형상으로 식각된 영역이고, 상기 제3 식각 영역은 상기 제2 도금막이 상기 직사각형 형상으로 식각된 영역이다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제2 식각 영역은 상기 제1 도금막이 상기 제1 방향에 수직한 고리 형상으로 식각된 영역이고, 상기 제4 식각 영역은 상기 제2 도금막이 상기 고리 형상으로 식각된 영역이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 유도성 연결 및 용량성 연결을 혼용하여 유전체 블록인 폴들을 비대칭적으로 연결함으로써 통과 대역의 선택도가 향상된 도파관 필터가 제공된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 크기가 감소된 도파관 필터가 제공된다.
도 1은 도파관 필터를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다.
도 3은 도파관 필터의 특성을 예시적으로 설명하는 그래프이다.
도 4는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 4의 유도성 커플링을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 4의 용량성 커플링을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 4의 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다.
도 8은 도 1 및 도 4의 도파관 필터들의 특성을 예시적으로 설명하는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다.
도 10은 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10의 커플링들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12a는 도 10의 용량성 커플링을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12b는 도 10의 유도성 커플링을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12c는 도 10의 커플링들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 12d 및 도 12e는 도 10의 제1 폴에서의 전기장 및 자기장의 세기를 예시적으로 설명하는 도면들이다.
도 12f 및 도 12g는 도 10의 제2 폴에서의 전기장 및 자기장의 세기를 예시적으로 설명하는 도면들이다.
도 13은 도 10의 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다.
도 16a는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 16b는 도 16a의 변형된 원통 형상을 갖는 딤플을 예시적으로 보여주는 도면들이다.
도 17은 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 평면도이다.
도 18a는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 평면도이다.
도 18b 및 도 18c는 도 18a의 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 단면도들이다.
도 19는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 평면도이다.
도 20a는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 평면도이다.
도 20b는 도 20a의 인쇄 회로 기판을 예시적으로 구체화한 도면이다.
아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 도파관 필터를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 도파관 필터(WF)가 예시적으로 도시된다. 도파관 필터(WF)는 입력 신호(Si)를 수신할 수 있다. 도파관 필터(WF)는 수신된 입력 신호(Si)에서 통과 대역의 성분에 대응하는 신호가 통과된 신호인 출력 신호(So)를 출력할 수 있다. 즉, 도파관 필터(WF)는 무선 주파수(RF; radio frequency) 신호를 수신하고, 수신된 신호 중에서 특정 대역의 무선 주파수 신호를 통과시키는 대역 통과 필터(BPF; Band Pass Filter)일 수 있다. 예를 들어, 도파관 필터(WF)는 세라믹 웨이브가이드 필터(ceramic waveguide filter)일 수 있다.
도파관 필터(WF)는 입력 영역(11), 폴(12)들, 적어도 하나의 커플링(13), 및 출력 영역(14)을 포함할 수 있다. 도 1에서, 도파관 필터(WF)는 4개의 폴(12)들 및 3개의 커플링(13)들을 포함하는 것으로 도시되나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않으며, 폴(12)들의 수 및 커플링(13)들의 수는 증가 또는 감소할 수 있다.
도파관 필터(WF)는 입력 영역(11)을 통해서 입력 신호(Si)를 수신할 수 있다. 폴(12)은 수신된 입력 신호(Si)를 전달하는 유전체 블록일 수 있다. 폴(12)의 크기 및 형상은 통과 대역 주파수의 파장을 기반으로 결정될 수 있다. 폴(12)은 대역 통과 필터의 기능을 갖는 공진 구조체일 수 있다. 예를 들어, 폴(12)은 세라믹(Ceramic) 재질의 유전체 블록일 수 있다.
커플링(13)은 서로 다른 폴(12)들을 연결하는 유전체일 수 있다. 커플링(13)은 폴(12)과 재질이 동일하고 물리적인 구조가 상이한 유전체일 수 있다. 상이한 물리적 구조를 기반으로, 커플링(13)을 통해 전달되는 무선 주파수 신호의 전기장 또는 자기장이 변할 수 있다. 예를 들어, 커플링(13)은 폴(12)들을 연결하는 세라믹(Ceramic) 재질의 유전체 또는 폴(12)들을 연결하는 영역일 수 있다.
도파관 필터(WF)는 출력 영역(14)을 통해서 출력 신호(So)를 출력할 수 있다. 출력 신호(So)는 입력 영역(11)에서 수신된 입력 신호(Si)가 폴(12)들 및 적어도 하나의 커플링(13)을 통과한 신호일 수 있다. 예를 들어, 출력 신호(So)는 입력 신호(Si)가 통과 대역으로 필터링된 신호일 수 있다.
도 2는 도 1의 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 도파관 필터(WF)의 폴(12)들 및 커플링(13)들을 예시적으로 나타낸 회로도가 도시된다. 폴(12)은 유도성(inductive) 성분 및 용량성(capacitive) 성분을 가질 수 있다. 예를 들어, 폴(12)은 LC 공진 회로를 포함하는 것처럼 동작할 수 있다.
커플링(13)은 물리적 구조를 기반으로 인덕터 또는 커패시터처럼 동작할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서와 같이, 인접한 폴(12)보다 좁은 폭을 갖는 커플링(13)은 인덕터처럼 동작할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 도파관 필터(WF)에 포함된 유도성 성분 및 용량성 성분에 기초하여, 대역 통과 필터의 기능을 갖는 도파관 필터(WF)가 제공될 수 있다.
도 3은 도파관 필터의 특성을 예시적으로 설명하는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 도파관 필터에 포함된 폴들의 수에 따른 도파관 필터의 선택도가 예시적으로 도시된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 도파관 필터에 포함된 폴들의 수가 증가함에 따라, 도파관 필터의 선택도가 증가할 수 있다. 도파관 필터의 선택도는 특정 대역(예를 들어, 제1 주파수(fP1) 및 제2 주파수(fP2) 사이의 대역)의 신호를 통과시키고 특정 대역 이외의 대역(예를 들어, 제1 주파수(fP1) 이하의 대역 또는 제2 주파수(fP2) 이하의 대역)의 신호를 차단시키는 성능이 우수한 정도를 의미할 수 있다.
도 4는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터(WF1)가 예시적으로 도시된다. 비대칭 커플링은 자기장이 우세한 유도성 커플링 및 전기장이 우세한 용량성 커플링을 혼용하여 폴들(12a~12d)을 연결하는 것을 의미할 수 있다.
도파관 필터(WF1)는 입력 영역(11), 폴들(12a~12d), 커플링들(13a~13d), 및 출력 영역(14)을 포함할 수 있다. 도파관 필터(WF1)는 슬릿(SL)에 의해서 관통될 수 있다. 도파관 필터(WF1)는 딤플(DP; dimple)에 의해서 일부 또는 부분적으로 관통될 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 제1 내지 제3 방향이 예시적으로 정의된다. 제1 방향은 입력 신호(Si)가 진행하는 방향일 수 있다. 제2 방향은 제1 방향과 수직한 방향일 수 있다. 제3 방향은 제1 방향 및 제2 방향을 포함하는 평면과 수직한 방향일 수 있다.
도파관 필터(WF1)는 입력 영역(11)을 통해서 제1 방향으로 진행하는 입력 신호(Si)를 수신할 수 있다. 도파관 필터(WF1)는 제1 내지 제4 폴들(12a~12d)을 포함할 수 있다. 제1 커플링(13a)은 제1 폴(12a) 및 제2 폴(12b)을 제2 방향으로 연결할 수 있다. 제2 커플링(13b)은 제2 폴(12b) 및 제3 폴(13c)을 제1 방향으로 연결할 수 있다. 제3 커플링(13c)은 제3 폴(13c) 및 제4 폴(13d)을 제2 방향의 반대 방향으로 연결할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제4 커플링(13d)는 제1 폴(12a) 및 제4 폴(12d)를 제1 방향으로 연결할 수 있다. 제4 커플링(13d)을 통해서 제1 폴(12a) 및 제4 폴(12d)이 연결된 도파관 필터(WF1)는 제1 폴(12a) 및 제4 폴(12d)이 연결되지 않은 도파관 필터보다 선택도가 높을 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 커플링(13a)의 제1 방향의 폭은 제1 폴(12a)의 제1 방향의 폭보다 좁을 수 있다. 제1 커플링(13a)의 제3 방향의 폭은 제1 폴(12a)의 제3 방향의 폭과 같을 수 있다. 제1 커플링(13a)은 유도성 성분이 용량성 성분보다 클 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5a 내지 5 c에서 후술된다.
또한, 제3 및 제4 커플링(13c, 13d)의 구조 및 특징은 제1 커플링(13a)의 구조 및 특징과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적인 실시 예에서, 제2 커플링(13b)은 제3 방향으로 도파관 필터를 일부 관통하는 딤플(DP)을 포함할 수 있다. 제2 커플링(13b)은 용량성 성분이 유도성 성분보다 클 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6a 및 도 6b에서 후술된다.
도파관 필터(WF1)는 적어도 하나의 슬릿(SL)에 의해서 제3 방향으로 관통될 수 있다. 슬릿(SL)은 도파관 필터(WF1)를 관통하는 공간 또는 구멍(hole)을 의미할 수 있다. 예를 들어, 슬릿(SL)은 직사각형 형상으로 관통하는 구멍 또는 타원 형상으로 관통하는 구멍일 수 있다. 슬릿(SL)에 의해서, 유도성 성분이 용량성 성분보다 큰 커플링이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제3 및 제4 커플링들(13a, 13c, 13d)은 슬릿(SL)들에 의해서 관통된 공간을 제외한 유전체 재질의 공간일 수 있다. 무선 주파수 신호가 이동할 수 있는 유전체 재질의 공간이 좁아짐에 따라, 커플링들(13a, 13c, 13d)에서 자기장이 우세해질 수 있다.
도파관 필터(WF1)는 딤플(DP)에 의해서 제3 방향으로 일부 관통될 수 있다. 딤플(DP)은 도파관 필터(WF1)를 일부 관통하는 공간 또는 함몰된 공간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 딤플(DP)은 원통 형상으로 도파관 필터(WF1)를 일부 관통한 공간일 수 있다. 딤플(DP)에 의해서, 용량성 성분이 유도성 성분보다 큰 커플링이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 커플링(13b)은 딤플(DP)에 의해서 일부 관통된 공간을 제외한 유전체 재질의 공간일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도파관 필터(WF1)는 균일한 재질의 유전체 블록에 적어도 하나의 슬릿(SL) 및 딤플(DP)에 대응하는 공간을 제거하여 제작될 수 있다. 예를 들어, 도파관 필터(WF1)는 균일한 재질의 유전체 블록을 관통하는 제1 홀, 제1 홀과 제2 방향으로 이격되어 유전체 블록을 관통하는 제2 홀, 및 제2 홀과 제2 방향으로 이격되어 유전체 블록을 일부 관통하는 제3 홀에 의해서 제작될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도파관 필터(WF1)의 표면은 도금될 수 있다. 예를 들어, 도파관 필터의 표면은 은(Ag)과 같은 도금막으로 도금될 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 도 4의 유도성 커플링을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5a를 참조하면, 도 4의 도파관 필터(WF1)를 제1 방향 및 제2 방향을 포함하는 평면으로 자르고 제3 방향에서 바라본 단면도가 예시적으로 도시된다. 본 발명의 이해를 돕기 위해서, 유도성 커플링과 무관한 다른 영역들 및 공간들(11, 12c, 12d, 13b, 13c, 13d, 14)은 생략된다.
연결된 공간들(12a, 12b)의 표면은 도금막(PT)으로 도금될 수 있다. 도금막(PT)은 무선주파수를 차단하는 막일 수 있다. 제1 폴(12a)의 무선 주파수 신호는 제1 커플링(13a)을 경유하여 제2 폴(12b)로 이동할 수 있다. 제1 커플링(13a)의 제1 방향의 폭(L2)은 제1 폴(12a)의 제1 방향의 폭(L1)보다 좁을 수 있다.
이와 같은 물리적 구조를 기반으로, 제1 커플링(13a)에서의 자기장은 제1 폴(12a)에서의 자기장보다 우세할 수 있다. 제1 커플링(13a)은 자기장이 우세하므로 유도성 성분이 클 수 있다. 즉, 제1 커플링(13a)은 자기장이 우세한 유도성 커플링일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 커플링(13a)은 슬릿(SL)으로부터 제1 방향의 반대 방향으로 이격 되어 위치할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 도 5b와 같이, 제1 커플링(13a)은 슬릿(SL)으로부터 제1 방향으로 이격 되어 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 커플링(13a)은 자기장이 우세한 유도성 커플링일 수 있다. 또는, 도 5c와 같이, 제1 커플링(13a)은 제1 방향으로 이격되어 제3 방향으로 도파관 필터를 관통하는 슬릿(SL)들 사이에 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 커플링(13a)은 자기장이 우세한 유도성 커플링일 수 있다.
즉, 슬릿(SL)에 의해서 관통되는 공간이 다르더라도, 제1 커플링(13a)의 제1 방향의 폭(L2)이 제1 폴(12a)의 제1 방향의 폭(L1)보다 좁으면, 제1 커플링(13a)에서 자기장이 우세할 수 있다.
도 5d는 도 4의 제1 폴(12a)의 전기장 및 자기장의 세기를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 5d를 참조하면, 제1 폴(12a)의 중심을 포함하고 제2 방향 및 제3 방향을 포함하는 평면으로 제1 폴(12a)을 자른 단면도에서 전기장 및 자기장의 세기가 설명된다. 자기장의 세기는 실선으로 도시되고, 제3 방향을 향할수록 자기장의 세기가 강한 것을 나타낸다. 전기장의 세기는 점선으로 도시되고, 제3 방향을 향할수록 전기장의 세기가 강한 것을 나타낸다.
예시적인 실시 예에서, 제1 폴(12a)은 제2 방향을 따라 자기장, 전기장, 및 자기장이 우세할 수 있다. 제1 폴(12a)에서 제2 방향의 끝에서 형성된 자기장은 제1 방향으로 진행할 수 있다. 즉, 제1 폴(12a)에서 형성된 자기장은 제3 방향에서 바라볼 때 시계 방향으로 진행할 수 있다.
도 5e는 도 4의 제2 폴(12b)의 전기장 및 자기장의 세기를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 5e를 참조하면, 제2 폴(12b)의 중심을 포함하고 제2 방향 및 제3 방향을 포함하는 평면으로 제2 폴(12b)을 자른 단면도에서 전기장 및 자기장의 세기가 설명된다. 자기장의 세기는 실선으로 도시되고, 제3 방향을 향할수록 자기장의 세기가 강한 것을 나타낸다. 전기장의 세기는 점선으로 도시되고, 제3 방향을 향할수록 전기장의 세기가 강한 것을 나타낸다.
예시적인 실시 예에서, 제2 폴(12b)은 제2 방향을 따라 자기장, 전기장, 및 자기장이 우세할 수 있다. 제2 폴(12b)에서 제2 방향의 반대 방향의 끝에서 형성된 자기장은 도 5d의 제1 폴(12a)의 자기장에 의해서 유도된 자기장일 수 있다. 제2 폴(12b)의 제2 방향의 반대 방향의 끝에서 형성된 자기장은 제1 방향으로 진행할 수 있다. 즉, 제2 폴(12b)에서 형성된 자기장은 제3 방향에서 바라볼 때 반시계 방향으로 진행할 수 있다. 도 6a 및 도 6b는 도 4의 용량성 커플링을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 6a를 참조하면, 도 4의 도파관 필터(WF1) 및 도파관 필터(WF1)에 포함된 딤플(DP)을 제1 방향 및 제2 방향을 포함하는 평면으로 자르고 제3 방향 방향에서 바라본 단면도가 예시적으로 도시된다. 본 발명의 이해를 돕기 위해서, 용량성 커플링과 무관한 다른 영역들 및 공간들(11, 12a, 12d, 13a, 13c, 13d, 14)은 생략된다.
연결된 공간들(12b, 13b, 12c)의 표면은 도금막(PT)으로 도금될 수 있다. 제2 폴(12b)의 무선 주파수 신호는 제2 커플링(13b)을 경유하여 제3 폴(12c)로 이동할 수 있다. 제2 커플링(13b)은 제3 방향으로 도파관 필터를 일부 관통하는 딤플(DP)을 포함할 수 있다. 관통된 영역의 표면은 도금막(PT)으로 도금됨에 따라, 무선 주파수 신호의 이동이 차단될 수 있다. 딤플(DP)을 포함하는 제2 커플링(13b)은 전기장이 우세한 용량성 커플링일 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6b와 함께 후술된다.
도 6b를 참조하면, 도 4의 도파관 필터(WF1) 및 도파관 필터(WF1)에 포함된 딤플(DP)을 제2 방향 및 제3 방향을 포함하는 평면으로 자르고 제1 방향에서 바라본 단면도가 예시적으로 도시된다. 도 6a와 마찬가지로, 발명의 이해를 돕기 위해서, 용량성 커플링과 무관한 다른 영역들 및 공간들(11, 12a, 12d, 13a, 13c, 13d, 14)은 생략된다.
제2 커플링(13b)의 제3 방향의 폭(H2)은 제2 폴(12b)의 제3 방향의 폭(H1)보다 좁을 수 있다. 제2 커플링(13b)은 일정한 유전율을 갖는 유전체일 수 있다. 제2 커플링(13b)은 제2 폴(12b)보다 좁은 거리의 금속판들 사이에 위치한 유전체의 구조를 가짐에 따라, 제2 커플링(13b)은 제2 폴(12b)보다 정전 용량이 큰 커패시터처럼 동작할 수 있다.
제2 커플링(13b)의 물리적 구조를 기반으로, 제2 커플링(13b)에서의 전기장은 제2 폴(12b)에서의 전기장보다 우세할 수 있다. 제2 커플링(13b)은 전기장이 우세하므로 용량성 성분이 클 수 있다. 즉, 제2 커플링(13b)은 전기장이 우세한 용량성 커플링일 수 있다.
도 7은 도 4의 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다. 도 4 및 도 7을 참조하면, 도파관 필터(WF1)의 폴들(12a~12d) 및 커플링들(13a~13d)을 예시적으로 나타낸 회로도가 도시된다. 도 4에서 도시된 바와 같은 구조를 갖는 제1, 제3, 및 제4 커플링들(13a, 13c, 13d)은 유도성 성분이 우세하므로 인덕터처럼 동작할 수 있다. 도 4에서 도시된 바와 같은 구조를 갖는 제2 커플링(13b)은 용량성 성분이 우세하므로 커패시터처럼 동작할 수 있다.
도 8은 도 1 및 도 4의 도파관 필터들의 특성을 예시적으로 설명하는 그래프이다. 도 8을 참조하면, 도 1의 도파관 필터(WF)의 대역 통과 특성을 나타내는 그래프가 실선으로 도시되고, 도 4의 도파관 필터(WF1)의 대역 통과 특성을 나타내는 그래프가 점선으로 도시된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 유도성 커플링 및 용량성 커플링을 혼용하여 폴들을 비대칭적으로 연결하면 도파관 필터의 선택도가 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구조로 표현되는 도파관 필터(WF)의 선택도보다 도 7의 구조로 표현되는 도파관 필터(WF1)의 선택도가 더 높을 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터(WF2)의 회로도가 예시적으로 도시된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 도파관 필터(WF2)는 4개보다 많은 폴들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도파관 필터(WF2)는 도 7의 도파관 필터(WF1)보다 2개의 폴들 및 3개의 커플링들을 더 포함함에 따라, 도파관 필터(WF2)의 선택도는 도 7의 도파관 필터(WF1)의 선택도보다 높을 수 있다.
도 10은 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하면, 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터(WF3)가 예시적으로 도시된다.
도파관 필터(WF3)는 입력 영역(11), 폴들(12a~12d), 커플링들(13a~13d) 및 출력 영역(14)을 포함할 수 있다. 도파관 필터(WF3)는 슬릿(SL)에 의해서 관통될 수 있다. 도파관 필터(WF3)는 도금막이 식각되어 유전체 재질이 직접 노출되는 윈도우들(WD1, WD2)을 포함할 수 있다.
도파관 필터(WF3)는 입력 영역(11)을 통해서 제1 방향으로 진행하는 입력 신호(Si)를 수신할 수 있다. 도파관 필터(WF3)는 제1 내지 제4 폴들(12a~12d)을 포함할 수 있다. 제1 커플링(13a)은 제1 폴(12a) 및 제2 폴(12b)을 제3 방향으로 연결할 수 있다. 제2 커플링(13b)은 제2 폴(12b) 및 제3 폴(12c)을 제1 방향으로 연결할 수 있다. 제3 커플링(13c)은 제3 폴(12c) 및 제4 폴(12d)을 제3 방향의 반대 방향으로 연결할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제4 커플링(13d)은 제1 폴(12a) 및 제4 폴(12d)을 제1 방향으로 연결할 수 있다. 제4 커플링(13d)을 통해서 제1 폴(12a) 및 제4 폴(12d)이 연결된 도파관 필터(WF3)는 제1 폴(12a) 및 제4 폴(12d)이 연결되지 않은 도파관 필터보다 선택도가 높을 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 커플링(13a)은 적어도 하나의 제1 윈도우(WD1)를 포함할 수 있다. 제1 윈도우(WD1)는 제1 폴(12a) 및 제2 폴(12b) 사이의 도금막이 제3 방향으로 직사각형 형상으로 식각된 영역일 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 11, 도 12a, 및 도 12c에서 후술된다.
예시적인 실시 예에서, 제2 커플링(13b)의 제2 방향의 폭은 제2 폴(12b)의 제2 방향의 폭보다 좁을 수 있다. 제2 커플링(13b)의 제3 방향의 폭은 제2 폴(12b)의 재3 방향의 폭과 같을 수 있다. 제2 커플링(13b)은 유도성 커플링일 수 있다. 또한, 제4 커플링(13d)의 구조 및 특징은 제2 커플링(13b)의 구조 및 특징과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적인 실시 예에서, 제3 커플링(13c)은 제2 윈도우(WD2)를 포함할 수 있다. 제2 윈도우(WD2)는 제3 폴(12c) 및 제4 폴(12d) 사이의 도금막이 제3 방향으로 고리 형상으로 식각된 영역일 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 11, 도 12b, 및 도 12c에서 후술된다.
예시적인 실시 예에서, 도파관 필터(WF3)는 2개의 유전체 블록 바디를 연결한 것일 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 슬릿(SL)에 대응하는 공간을 제거하고, 도금막에서 적어도 하나의 제1 윈도우(WD1) 및 제2 윈도우(WD2)에 대응하는 영역을 식각한 유전체 블록 바디를 2개 연결함으로써 도파관 필터(WF3)가 제작될 수 있다.
도 11은 도 10의 커플링들을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 11을 참조하면, 도 10의 도파관 필터(WF3)를 적어도 하나의 제1 윈도우(WD1) 및 제2 윈도우(WD2)를 포함하는 평면으로 자른 사시도가 예시적으로 도시된다. 본 발명의 이해를 돕기 위해서, 윈도우들을 포함하는 커플링과 무관한 다른 영역들 및 공간들(11, 12b, 13b, 12c, 14)은 생략된다.
제1 커플링(13a)은 적어도 하나의 제1 윈도우(WD1)를 포함할 수 있다. 제1 윈도우(WD1)는 도금막이 식각되어 제1 폴(12a)이 직접 노출되는 영역, 예를 들어, 세라믹 재질의 유전체가 직접 노출되는 영역일 수 있다. 제1 폴(12a)의 무선 주파수 신호는 제1 윈도우(WD1)를 통해서 제3 방향으로 이동할 수 있다.
제1 폴(12a)의 무선 주파수 신호는 제1 폴(12a)의 제3 방향과 수직한 단면보다 좁은 제1 윈도우(WD1)를 통해서 이동함에 따라, 제1 커플링(13a)에서의 자기장은 제1 폴(12a)에서의 자기장보다 우세할 수 있다. 제1 커플링(13a)은 자기장이 우세하므로 유도성 성분이 클 수 있다. 즉, 제1 커플링(13a)은 자기장이 우세한 유도성 커플링일 수 있다.
제4 폴(12d)은 고리 형상으로 식각된 제2 윈도우(WD2)를 통해서 무선 주파수를 수신할 수 있다. 제4 폴(12d)에 대응하는 유전체 블록은 제2 윈도우(WD2)를 포함하는 평면에서 중앙 부위의 전기장이 우세할 수 있다. 이에 따라, 제2 윈도우(WD2)를 포함하는 제3 커플링(13c)은 전기장이 우세한 용량성 커플링일 수 있다.
도 12a는 도 10의 유도성 커플링을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12a를 참조하면, 도 10의 도파관 필터(WF3)를 제1 윈도우(WD1)와 수직한 평면으로 자르고, 제2 방향의 반대 방향에서 바라본 단면도가 예시적으로 도시된다.
제1 윈도우(WD1)의 제1 방향의 폭(W1)은 제1 폴(12a)의 제1 방향의 폭(W2)보다 짧을 수 있다. 제1 폴(12a)에 대응하는 유전체 블록에서 무선 주파수 신호는 제3 방향의 끝에 위치한 제1 윈도우(WD1)를 통해서 이동함에 따라, 자기장이 우세해질 수 있다. 즉, 제1 커플링(13a)은 자기장이 우세한 유도성 커플링일 수 있다.
도 12b는 도 10의 용량성 커플링을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12b를 참조하면, 도 10의 도파관 필터(WF3)를 제2 윈도우(WD2)와 수직한 평면으로 자르고, 제2 방향의 반대 방향에서 바라본 단면도가 예시적으로 도시된다.
제3 폴(12c)의 무선 주파수 신호는 제2 윈도우(WD2)를 통해서 이동할 수 있다. 제2 윈도우(WD2)에 형성된 전기장에 기초하여, 제3 방향의 반대 방향으로 전기장이 유도됨에 따라, 제3 커플링(13c)에서 전기장이 우세해질 수 있다. 즉, 제3 커플링(13c)은 전기장이 우세한 용량성 커플링일 수 있다.
도 12c는 도 10의 커플링들을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 12c를 참조하면, 도 10의 도파관 필터(WF3)를 적어도 하나의 제1 윈도우(WD1) 및 제2 윈도우(WD2)를 포함하는 평면으로 자르고 제3 방향에서 바라본 단면도가 예시적으로 도시된다. 본 발명의 이해를 돕기 위해서, 윈도우들을 포함하는 커플링과 무관한 다른 영역들 및 공간들(11, 12b, 13b, 12c, 14)은 생략된다. 도 12d 및 도 12e는 도 10의 제1 폴에서의 전기장 및 자기장의 세기를 예시적으로 설명하는 도면들이다. 도 12d를 참조하면, 제1 폴(12a)의 중심을 포함하고 제1 방향 및 제3 방향을 포함하는 평면으로 제1 폴(12a)을 자른 단면도에서 전기장 및 자기장의 세기가 설명된다. 자기장의 세기는 실선으로 도시되고, 제3 방향을 향할수록 자기장의 세기가 강한 것을 나타낸다. 전기장의 세기는 점선으로 도시되고, 제3 방향을 향할수록 전기장의 세기가 강한 것을 나타낸다.
예시적인 실시 예에서, 제1 방향으로 신장된 한 쌍의 제1 윈도우(WD1)는 도 12d의 제1 폴(12a)에 대응하는 평면에서 제2 방향 및 제2 방향의 반대 방향으로 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 도 12d의 제1 폴(12a)에 대응하는 평면에서 전기장 및 자기장은 제1 폴(12a)의 외부로 방사되지 않을 수 있다.
도 12e를 참조하면, 제1 폴(12a)의 중심을 포함하고 제2 방향 및 제3 방향을 포함하는 평면으로 제1 폴(12a)을 자른 단면도에서 전기장 및 자기장의 세기가 도시된다. 제1 폴(12a) 내에서 전기장 및 자기장의 세기는 도 12d에서 설명된 것과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적인 실시 예에서, 한 쌍의 제1 윈도우(WD1)는 제2 방향으로 일정한 폭을 갖고 제1 방향으로 신장된 형상을 가질 수 있다. 한 쌍의 제1 윈도우(WD1)에 의해서 도금막이 식각된 영역은 제1 폴(12a)의 자기장의 세기가 우세한 영역과 제3 방향으로 중첩될 수 있다.
도 12f 및 도 12g는 도 10의 제2 폴에서의 전기장 및 자기장의 세기를 예시적으로 설명하는 도면들이다. 도 12f를 참조하면, 제4 폴(12d)의 중심을 포함하고 제1 방향 및 제3 방향을 포함하는 평면으로 제4 폴(12d)을 자른 단면도에서 전기장 및 자기장의 세기가 설명된다. 제4 폴(12d) 내에서 전기장 및 자기장의 세기는 도 12d의 제1 폴(12a) 내에서 전기장 및 자기장의 세기와 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적인 실시 예에서, 제2 윈도우(WD2)는 제3 방향에서 바라볼 때 고리 형상을 가질 수 있다. 제2 윈도우(WD2)에 의해서 식각된 영역은 제4 폴(12d)의 전기장의 세기가 우세한 영역과 제3 방향으로 중첩될 수 있다.
도 12g를 참조하면, 제4 폴(12d)의 중심을 포함하고 제2 방향 및 제3 방향을 포함하는 평면으로 제4 폴(12d)을 자른 단면도에서 전기장 및 자기장의 세기가 설명된다. 제2 윈도우(WD2)는 제3 방향에서 바라볼 때 고리 형상을 갖고, 제4 폴(12d)은 제1 방향의 폭과 제2 방향의 폭이 유사하므로, 도 12g는 도 12f와 유사하다. 도 12f에서의 경우와 마찬가지로, 도 12g에서 제2 윈도우(WD2)에 의해서 식각된 영역은 제4 폴(12d)의 전기장의 세기가 우세한 영역과 제3 방향으로 중첩될 수 있다.
도 13은 도 10의 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다. 도 10 및 도 13을 참조하면, 도파관 필터(WF3)의 폴들(12a~12d) 및 커플링들(13a~13d)을 예시적으로 나타낸 회로도가 도시된다. 도 10에서 도시된 바와 같은 구조를 갖는 제1, 제2, 및, 제4 커플링들(13a, 13b, 13d)은 유도성 성분이 우세하므로 인덕터처럼 동작할 수 있다. 도 10에서 도시된 바와 같은 구조를 갖는 제3 커플링(13c)은 용량성 성분이 우세하므로 커패시터처럼 동작할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다. 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터(WF4)의 회로도가 예시적으로 도시된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 도파관 필터(WF4)는 4개보다 많은 폴들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도파관 필터(WF4)는 도 10의 도파관 필터(WF3)보다 2개의 폴들 및 3개의 커플링들을 더 포함함에 따라, 도파관 필터(WF4)의 선택도는 도 10의 도파관 필터(WF3)의 선택도보다 높을 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 설명하는 회로도이다. 도 15를 참조하면, 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터의 회로도가 예시적으로 도시된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 내지 제3 방향으로 폴(12)들을 추가하여 도파관 필터를 제작할 수 있다. 커플링(13)들 각각은 유도성 커플링 또는 용량성 커플링일 수 있다. 예를 들어, 도 7의 도파관 필터(WF1)를 제3 방향으로 확장할 수 있다. 또는, 도 13의 도파관 필터(WF3)를 제2 방향으로 확장할 수 있다.
도 16a는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 16a를 참조하면, 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터(WF5)가 예시적으로 도시된다. 입력 영역(11), 폴들(12a~12d), 커플링들(13a~13d), 출력 영역(14), 및 슬릿(SL)은 도 4에서 설명된 것과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다. 도파관 필터(WF5)는 변형된 원통 형상을 갖는 딤플(DPX)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 딤플(DPX)은 제3 방향의 반대 방향을 따라 지름이 감소하는 원통 형상을 가질 수 있다. 딤플(DPX)은 도 4의 딤플(DP)보다 금형 작업이 용이한 형상일 수 있다.
도 16b는 도 16a의 변형된 원통 형상을 갖는 딤플을 예시적으로 보여주는 도면들이다. 도 16b를 참조하면, 도 16a의 딤플(DPX)이 도시된다. 딤플(DPX)은 제3 방향의 끝에서 제1 지름(D1)의 원 형상을 갖고, 제3 방향의 반대 방향의 끝에서 제2 지름(D2)의 원 형상을 가질 수 있다. 제2 지름(D2)에 대응하는 폭은 제1 지름(D1)에 대응하는 폭보다 좁을 수 있다. 딤플(DPX)은 제3 방향의 반대 방향을 따라 지름의 길이가 제1 지름(D1)에서 제2 지름(D2)으로 감소하는 원통 형상을 가질 수 있다.
도 17은 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 평면도이다. 도 17을 참조하면, 제3 방향에서 바라본 도파관 필터(WF6)의 평면도가 예시적으로 도시된다. 제1 기준 평면(RP1)은 제1 및 제4 폴들(12a, 12d)과 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)을 나누는 기준이 되는 평면일 수 있다. 제2 기준 평면(RP2)은 제1 및 제2 폴들(12a, 12b)과 제3 및 제4 폴들(12c, 12d)을 나누는 기준이 되는 평면일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 도파관 필터(WF6)는 유전체 블록, 제1 슬릿(SL1), 제2 슬릿(SL2), 및 딤플(DP)을 포함할 수 있다. 유전체 블록은 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 제1 방향 및 제2 방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1 내지 제4 폴들(12a~12d)을 포함할 수 있다. 제1 슬릿(SL1)은 제1 및 제4 폴들(12a, 12d) 사이에서 제3 방향을 따라 유전체 블록을 관통할 수 있다. 제2 슬릿(SL2)은 제1 및 제4 폴들(12a, 12d)과 제2 및 제3 폴들(12b, 12c) 사이에서 제3 방향으로 유전체 블록을 관통할 수 있다. 딤플(DP)은 제2 및 제3 폴들(12b, 12c) 사이에서 제3 방향의 반대 방향을 따라 형성될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 및 제2 슬릿들(SL1, SL2)로 관통되고 딤플(DP)이 형성된 유전체 블록의 표면은 도금막으로 도금될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 딤플(DP)은 제2 슬릿(SL2)에 의해서 관통된 공간과 제2 방향으로 이격될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도파관 필터(WF6)는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 폴들(12a, 12b), 제3 및 제4 폴들(12c, 12d), 및 제4 및 제1 폴들(12d, 12a) 각각은 유도성 커플링으로 연결될 수 있다. 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)은 용량성 커플링으로 연결될 수 있다.
도 18a는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 평면도이다. 도 18a를 참조하면, 제3 방향에서 바라본 도파관 필터(WF7)의 평면도가 예시적으로 도시된다. 제1 내지 제4 폴들(12a~12d), 제1 및 제2 슬릿(SL1, SL2), 및 제1 및 제2 기준 평면들(RP1, RP2)은 도 17에서 설명된 것들과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
예시적인 실시 예에서, 딤플(DP)의 적어도 일부는 제2 슬릿(SL2)에 의해서 관통된 공간과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 딤플(DP)에 대응하는 공간과 제2 슬릿(SL2)에 의해서 관통된 공간은 연속하여 연결될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 딤플(DP)의 제3 방향에 수직한 형상은 제1 슬릿(SL1)에 의해서 관통된 공간의 제3 방향에 수직한 형상과 일치할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도파관 필터(WF7)의 커플링들은 도 17의 도파관 필터(WF6)의 커플링들과 유사할 수 있다. 예를 들어, 딤플(DP)과 도 17의 딤플(DP)의 형상이 서로 상이함에도 불구하고, 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)은 용량성 커플링으로 연결될 수 있다.
도 18b 및 도 18c는 도 18a의 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 단면도들이다. 도 18b를 참조하면, 제1 기준 평면(RP1)으로 도 18a의 도파관 필터(WF7)를 자르고 제2 방향의 반대 방향에서 바라본 단면도가 예시적으로 도시된다. 딤플(DP)의 제3 방향의 폭은 제2 슬릿(SL2)의 제3 방향의 폭보다 좁을 수 있다.
도 18c를 참조하면, 제2 기준 평면(RP2)으로 도 18a의 도파관 필터(WF7)를 자르고 제1 방향에서 바라본 단면도가 예시적으로 도시된다. 제1 슬릿(SL1), 제2 슬릿(SL2), 및 딤플(DP)은 제2 방향을 따라 순차적으로 위치할 수 있다. 딤플(DP)의 제2 방향의 폭은 제1 슬릿(SL1)의 제2 방향의 폭과 같을 수 있다.
도 19는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 평면도이다. 도 19를 참조하면, 제3 방향에서 바라본 도파관 필터(WF8)의 평면도가 예시적으로 도시된다. 제1 내지 제4 폴들(12a~12d), 제1 및 제2 슬릿들(SL1, SL2), 및 제1 및 제2 기준 평면들(RP1, RP2)은 도 17에서 설명된 것들과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
유전체 블록은 제1 내지 제4 폴들(12a~12d)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 슬릿들(SL1, SL2)로 관통된 유전체 블록의 표면은 도금막으로 도금될 수 있다. 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)의 제3 방향의 표면에 도금된 도금막은 식각 영역(ER)에서 연결 영역(CR)을 제외한 영역으로 식각될 수 있다.
이 때, 연결 영역(CR)은 연속하여 연결된 제1 내지 제3 연결 영역들(CS1~CS3)을 포함할 수 있다. 제1 연결 영역(CS1)은 제2 폴(12b)의 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역을 포함할 수 있다. 제2 연결 영역(CS2)은 제3 폴(12c)의 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역을 포함할 수 있다. 제3 연결 영역(CS3)은 제1 및 제2 연결 영역들(CS1, CS2)을 연결하는 영역일 수 있다. 즉, 연결 영역(CR)은 제2 폴(12b)의 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역과 제3 폴(12c)의 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역을 연속하여 연결하는 영역일 수 있다.
식각 영역(ER)은 연결 영역(CR)을 포함할 수 있다. 식각 영역(ER)의 제1 방향으로의 가장 긴 폭은 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)의 제1 방향의 폭보다 좁을 수 있다. 식각 영역(ER)의 제2 방향으로의 가장 긴 폭은 제2 폴(12b)의 제2 방향의 폭보다 좁을 수 있다. 식각 영역(ER)은 연결 영역(CR)을 제외하고 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)의 제3 방향의 표면에 도금된 도금막을 식각하는 영역일 수 있다. 즉, 연결 영역(CR)에서 도금막이 식각되지 않을 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도파관 필터(WF8)의 커플링들은 도 17의 도파관 필터(WF6)의 커플링들과 유사할 수 있다. 예를 들어, 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)은 용량성 커플링으로 연결될 수 있다. 좀 더 상세하게는, 제1 연결 영역(CS1)은 제2 폴(12b)의 전기장이 우세한 영역일 수 있다. 제2 연결 영역(CS2)은 제3 폴(12c)의 전기장이 우세한 영역일 수 있다. 제1 및 제2 연결 영역들(CS1, CS2)이 제3 연결 영역(CS3)을 통해서 연결됨에 따라, 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)은 전기장이 우세한 용량성 커플링으로 연결될 수 있다.
도 20a는 비대칭 커플링을 갖는 도파관 필터를 예시적으로 보여주는 평면도이다. 도 20a를 참조하면, 도파관 필터(WF9) 및 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)가 예시적으로 도시된다. 도파관 필터(WF9)에서 입력 영역(11), 폴들(12a~12d), 커플링들(13a~13d), 출력 영역(14), 및 슬릿(SL)은 도 4의 도파관 필터(WF1)에서 설명된 것과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
유전체 블록은 제1 내지 제4 폴들(12a~12d)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 슬릿들(SL1, SL2)로 관통된 유전체 블록의 표면은 도금막으로 도금될 수 있다. 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)의 제3 방향의 표면에 도금된 도금막은 제1 및 제2 식각 영역들(ER1, ER2)로 식각될 수 있다.
이 때, 제1 식각 영역(ER1)은 제2 폴(12b)의 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역에서 도금막을 고리 형상으로 식각하는 영역일 수 있다. 제2 식각 영역(ER2)은 제3 폴(12c)의 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역에서 도금막을 고리 형상으로 식각하는 영역일 수 있다. 즉, 도파관 필터(WF9)는 도 4의 도파관 필터(WF1)와 달리, 딤플을 포함하지 않으며, 대신에 제1 및 제2 식각 영역들(ER1, ER2)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 식각 영역(ER1)의 중심의 식각되지 않은 영역 및 제2 식각 영역(ER2)의 중심의 식각되지 않은 영역은 금속 재질의 연결 도선(CW)으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 연결 도선(CW)은 인쇄 회로 기판(PCB)에 구현될 수 있다. 인쇄 회로 기판(PCB)은 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 및 연결 도선(CW)을 포함할 수 있다. 연결 도선(CW)은 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)를 연결하는 도선일 수 있다. 인쇄 회로 기판(PCB)을 도파관 필터(WF9)의 제3 방향에 인접하게 위치시킴으로써, 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2) 각각은 제1 식각 영역(ER1)의 중심의 식각되지 않은 영역 및 제2 식각 영역(ER2)의 중심의 식각되지 않은 영역과 연결될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도파관 필터(WF9)의 커플링들은 도 17의 도파관 필터(WF6)의 커플링들과 유사할 수 있다. 예를 들어, 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)은 용량성 커플링으로 연결될 수 있다. 좀 더 상세하게는, 제1 식각 영역(ER1)은 제2 폴(12b)의 전기장이 우세한 영역일 수 있다. 제2 식각 영역(ER2)은 제3 폴(12c)의 전기장이 우세한 영역일 수 있다. 제2 폴(12b)의 전기장이 우세한 영역 및 제3 폴(12c)의 전기장이 우세한 영역이 연결 도선(CW)을 통해서 연결됨에 따라, 제2 및 제3 폴들(12b, 12c)은 전기장이 우세한 용량성 커플링으로 연결될 수 있다.
도 20b는 도 20a의 인쇄 회로 기판을 예시적으로 구체화한 도면이다. 도 20b를 참조하면, 제3 방향의 반대 방향에서 바라본 인쇄 회로 기판(PCB)이 예시적으로 도시된다. 인쇄 회로 기판(PCB)은 연속하여 연결된 제1 노드(N1), 연결 도선(CW), 및 제2 노드(N2)를 포함할 수 있다. 연속하여 연결된 제1 노드(N1), 연결 도선(CW), 및 제2 노드(N2)의 재질은 구리일 수 있다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
11: 입력 영역
12: 폴
13: 커플링
14: 출력 영역

Claims (15)

  1. 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1 내지 제4 폴들을 포함하는 유전체 블록;
    상기 제1 폴 및 상기 제2 폴 사이에서 상기 평면과 수직한 제3 방향을 따라 형성된 딤플(dimple);
    상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 제1 슬릿; 및
    상기 제1 및 제2 폴들과 상기 제3 및 제4 폴들 사이에서 상기 제3 방향으로 상기 유전체 블록을 관통하는 제2 슬릿을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고,
    상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며,
    상기 딤플은 상기 제1 폴의 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제2 방향의 폭을 지름으로 하고 상기 제1 폴의 상기 제3 방향의 폭보다 좁은 상기 제3 방향의 폭을 높이로 하는 원통 형상인 도파관 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 딤플은 상기 제2 슬릿에 의해서 관통된 공간과 상기 제2 방향으로 이격된 도파관 필터.
  3. 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 서로 인접하게 배치된 제1 내지 제4 폴들을 포함하는 유전체 블록;
    상기 제1 폴 및 상기 제2 폴 사이에서 상기 평면과 수직한 제3 방향을 따라 형성된 딤플(dimple);
    상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 제1 슬릿; 및
    상기 제1 및 제2 폴들과 상기 제3 및 제4 폴들 사이에서 상기 제3 방향으로 상기 유전체 블록을 관통하는 제2 슬릿을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 폴들은 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되고,
    상기 제1 및 제3 폴들은 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되며,
    상기 딤플의 상기 제3 방향에 수직한 형상은 상기 제1 슬릿에 의해서 관통된 공간의 상기 제3 방향에 수직한 형상과 일치하고,
    상기 딤플의 적어도 일부는 상기 제2 슬릿에 의해서 관통된 공간과 중첩된 도파관 필터.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통 형상은 상기 지름이 상기 제3 방향을 따라 제1 폭에서 제2 폭으로 감소하는 원통 형상이고, 상기 제1 폭은 상기 제1 폴의 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 도파관 필터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 슬릿은 상기 제3 폴의 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제2 방향의 폭을 장축으로 하고 상기 장축에 대응하는 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제1 방향의 폭을 단축으로 하는 타원 형상으로 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 공간인 도파관 필터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 슬릿은 상기 제3 폴의 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제2 방향의 폭을 제1 변(side)으로 하고 상기 제1 변에 대응하는 상기 제2 방향의 폭보다 좁은 상기 제1 방향의 폭을 제2 변으로 하는 직사각형 형상으로 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 공간인 도파관 필터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 슬릿은 상기 제1 폴의 상기 제1 방향의 폭 및 상기 제2 폴의 상기 제1 방향의 폭의 합보다 좁은 상기 제1 방향의 폭을 장축으로 하고 상기 장축에 대응하는 상기 제1 방향의 폭보다 좁은 상기 제2 방향의 폭을 단축으로 하는 타원 형상으로 상기 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 공간인 도파관 필터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 블록은 세라믹(Ceramic)을 포함하고, 상기 유전체 블록의 표면은 은(Ag)으로 도금된 도파관 필터.
  10. 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제1 및 제2 폴들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴들과 각각 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되는 제3 및 제4 폴들을 포함하는 유전체 블록;
    상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서, 상기 평면과 수직한 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 제1 슬릿;
    상기 제1 및 제2 폴들과 상기 제3 및 제4 폴들 사이에서 상기 제3 방향으로 상기 유전체 블록을 관통하는 제2 슬릿;
    상기 제1 및 제2 슬릿들로 관통된 상기 유전체 블록의 표면을 도금하는 도금막; 및
    연결 영역을 포함하고, 상기 제1 방향으로의 가장 긴 폭은 상기 제1 및 제2 폴들의 상기 제1 방향의 폭보다 좁고, 상기 제2 방향으로의 가장 긴 폭은 상기 제1 폭의 상기 제2 방향의 폭보다 좁으며, 상기 연결 영역을 제외하고 상기 도금막을 식각하는 식각 영역을 포함하되,
    상기 연결 영역은 상기 제1 폴의 상기 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역과 상기 제2 폴의 상기 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역을 연속하여 연결하는 영역인 도파관 필터.
  11. 제1 방향 및 제2 방향에 의해 형성된 평면 상에서, 상기 제1 방향으로 인접하게 배치되는 제1 및 제2 폴들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴들과 각각 상기 제1 방향과 수직한 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되는 제3 및 제4 폴들을 포함하는 유전체 블록;
    상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서, 상기 평면과 수직한 제3 방향을 따라 상기 유전체 블록을 관통하는 제1 슬릿;
    상기 제1 및 제2 폴들과 상기 제3 및 제4 폴들 사이에서 상기 제3 방향으로 상기 유전체 블록을 관통하는 제2 슬릿;
    상기 제1 및 제2 슬릿들로 관통된 상기 유전체 블록의 표면을 도금하는 도금막;
    상기 제1 폴의 상기 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역에서 상기 도금막을 고리 형상으로 식각하는 제1 식각 영역; 및
    상기 제2 폴의 상기 제3 방향의 표면의 중심에 대응하는 영역에서 상기 도금막을 상기 고리 형상으로 식각하는 제2 식각 영역을 포함하되,
    상기 제1 식각 영역의 중심의 식각되지 않은 제1 영역 및 상기 제2 식각 영역의 중심의 식각되지 않은 제2 영역은 금속 재질의 도선으로 연결되는 도파관 필터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 도선은 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board) 상에 구현되고, 상기 금속은 구리인 도파관 필터.
  13. 제1 폴 및 제2 폴을 포함하는 제1 유전체 블록;
    상기 제1 유전체 블록 상에 형성되고, 제1 및 제2 식각 영역들을 포함하는 제1 도금막;
    제3 폴 및 제4 폴을 포함하는 제2 유전체 블록;
    상기 제2 유전체 블록 상에 형성되고, 상기 제3 및 제4 식각 영역들을 포함하는 제2 도금막; 및
    상기 제1 폴 및 상기 제2 폴 사이에서 제1 방향을 따라 상기 제1 유전체 블록을 관통하고, 상기 제3 폴 및 상기 제4 폴 사이에서 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 유전체 블록을 관통하는 슬릿을 포함하되,
    상기 제1 유전체 블록 및 상기 제2 유전체 블록은 상기 제1 식각 영역 및 상기 제3 식각 영역이 마주보고, 상기 제2 식각 영역 및 상기 제4 식각 영역이 마주보도록 배치되고,
    상기 제1 및 제2 식각 영역들은 상기 제1 유전체 블록을 노출시키고, 상기 제3 및 제4 식각 영역들은 상기 제2 유전체 블록을 노출시키는 도파관 필터.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 식각 영역은 상기 제1 도금막이 상기 제1 방향에 수직한 직사각형 형상으로 식각된 영역이고, 상기 제3 식각 영역은 상기 제2 도금막이 상기 직사각형 형상으로 식각된 영역인 도파관 필터.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 식각 영역은 상기 제1 도금막이 상기 제1 방향에 수직한 고리 형상으로 식각된 영역이고, 상기 제4 식각 영역은 상기 제2 도금막이 상기 고리 형상으로 식각된 영역인 도파관 필터.
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