KR102507243B1 - 다중 폴 세라믹 공진기 필터들에 관련된 디바이스들 및 방법들 - Google Patents

Abstract

다중 폴 세라믹 공진기 필터들에 관련된 디바이스들 및 방법들. 일부 실시예들에서, RF(radio-frequency) 필터는, 제1 방향으로, 필터의 제1 측면에 입력 탭을 갖는 제1 동축선 공진기를 포함할 수 있고, 제1 방향으로, 필터의 제1 측면에 출력 탭을 갖는 제N 동축선 공진기를 포함할 수 있다. RF 필터는, 각각 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로 제1 공진기 및 제N 공진기와 제1 상호맞물림 및 제2 상호맞물림을 각각 형성하는 제2 동축선 공진기 및 제(N-1) 동축선 공진기를 더 포함할 수 있다. RF 필터는, 제1 방향으로, 제2 공진기와 제(N-1) 공진기 사이에 연결되는 적어도 2개의 동축선 공진기들을 더 포함할 수 있다. N개의 공진기들은 제1 공진기와 제N 공진기 사이에 연결되는 슬롯일 수 있다. 제1 상호맞물림 및 제2 상호맞물림은 제1 공진기와 제N 공진기 사이를 연결하는 슬롯의 향상을 제공하도록 구성될 수 있다.

Description

다중 폴 세라믹 공진기 필터들에 관련된 디바이스들 및 방법들{DEVICES AND METHODS RELATED TO MULTIPLE-POLE CERAMIC RESONATOR FILTERS}

관련 출원(들)에 대한 상호 참조

본 출원은 2015년 3월 4일 출원되고, 다중 폴 세라믹 공진기 필터와 관련된 장치와 방법이란 제하의 미국 특허 출원 번호 제14/637,781호의 우선권을 주장하며, 그 전체 개시내용은 명시적으로 본 출원에 참고로 포함된다.

기술분야

본 개시내용은 일반적으로 세라믹 공진기 필터들과 관련된다.

관련 기술의 설명

일부 세라믹 재료들은 무선-주파수(RF) 애플리케이션들에 적합하게 하는 속성을 가지고 있다. 그와 같은 애플리케이션들은 필터들과 같은 장치들에 이용될 수 있는 RF 공진기들을 포함할 수 있다.

수많은 구현들에서, 본 개시내용은 제1 배향으로 있고 필터의 제1 측면 상의 입력 탭을 갖는 제1 동축선 공진기(coaxial resonator)를 포함하는 무선-주파수(RF) 필터와 관련되어 있다. 필터는 제1 배향으로 있고 필터의 제1 측면 상의 출력 탭을 갖는 제N 동축선 공진기를 더 포함한다. 필터는 제1 공진기와의 제1 상호맞물림(interdigitation)을 형성하기 위해 제1 배향과 반대인 제2 배향으로 있는 제2 동축선 공진기를 더 포함한다. 필터는 제N 공진기와의 제2 상호맞물림을 형성하기 위해 제2 배향으로 있는 제(N-1) 동축선 공진기를 더 포함한다. 필터는 제1 배향으로 있고 제2 공진기와 제(N-1) 공진기 사이에 결합되어 있는 적어도 2개의 동축선 공진기들을 더 포함한다. N개의 공진기들은 제1 공진기와 제N 공진기 사이에 슬롯 결합(slot coupling)을 제공하도록 구성되는데, 제1 상호맞물림 및 제2 상호맞물림은 제1 공진기와 제N 공진기 사이의 슬롯 결합을 강화하도록 구성된다.

일부 실시예들에서, 각각의 동축선 공진기들은 세라믹 동축선 공진기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 세라믹 동축선 공진기는 1/4 파장 공진기(quarter-wave resonator)로서 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 1/4 파장 공진기들은 비금속화 단부와 금속화 단부를 포함할 수 있는데, 상기 금속화 단부는 접지에 전기적으로 연결되어 있다.

일부 실시예들에서, 수량 N은 6 이상의 정수일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 공진기, 제3 공진기, 제4 공진기 및 제6 공진기 각각은 필터의 제1 측면과 대면하는 비금속화 단부를 가질 수 있고, 제2 공진기 및 제5 공진기 각각은 필터의 제1 측면과 대면하는 금속화 단부를 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 필터는 제1 공진기의 비금속화 단부에 배치된 입력 탭과 제N 공진기의 비금속화 단부에 배치된 출력 탭을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 필터는 입력 커패시터와 출력 커패시터를 더 포함할 수 있는데, 입력 탭은 입력 커패시터의 일 측에 연결되고, 출력 탭은 출력 커패시터의 일 측에 연결되어 있다. 일부 실시예들에서, 필터는 입력 커넥터와 출력 커넥터를 더 포함할 수 있는데, 입력 커넥터는 입력 커패시터의 다른 측에 연결되고 출력 커넥터는 출력 커패시터의 다른 측에 연결되어 있다. 일부 실시예들에서, 입력 커넥터와 출력 커넥터, 입력 커패시터와 출력 커패시터, 및 입력 탭과 출력 탭은 서로 실질적으로 미러 이미지들이다.

다수의 구현에 따르면, 본 발명은 무선-주파수(RF) 필터를 제조하기 위한 방법과 관련된다. 방법은 제1 공진기의 입력 탭이 필터의 제1 측면 상에 있도록 회로 보드 상에 제1 동축선 공진기를 제1 배향으로 장착하는 단계를 포함한다. 방법은 제N 공진기의 출력 탭이 필터의 제1 측면 상에 있도록 회로 보드 상에 제N 동축선 공진기를 제1 배향으로 장착하는 단계를 더 포함한다. 방법은 제1 공진기와의 제1 상호맞물림을 형성하기 위해 회로 보드 상에 제1 배향과 반대인 제2 배향으로 제2 동축선 공진기를 장착하는 단계를 더 포함한다. 방법은 제N 공진기와의 제2 상호맞물림을 형성하기 위해 회로 보드 상에 제2 배향으로 제(N-1) 동축선 공진기를 장착하는 단계를 더 포함한다. 방법은 제1 배향으로 있고 제2 공진기와 제(N-1) 공진기 사이에 결합되어 있는 적어도 2개의 동축선 공진기들을 더 포함한다. N개의 공진기들은 제1 공진기와 제N 공진기 사이에 슬롯 결합을 제공하도록 구성되고, 제1 상호맞물림 및 제2 상호맞물림은 제1 공진기와 제N 공진기 사이의 슬롯 결합을 강화하도록 구성된다.

일부 구현들에서, 본 개시내용은 입력 노드와 출력 노드 사이의 공진기들 간의 슬롯 결합을 제공하도록 구성된 짝수의 세라믹 동축선 공진기들을 갖는 무선-주파수(RF) 필터와 관련된다. 공진기들의 적어도 일부는 입력 노드와 출력 노드가 필터의 공통 측 상에 위치하도록 상호맞물림 방식으로 배열된다. 일부 실시예들에서, 상호맞물림되는 공진기들의 적어도 일부는 필터의 개선된 대역 통과 성능을 제공할 수 있다.

일부 구현들에 따르면, 본 개시내용은 RF 신호를 생성하도록 구성된 제1 RF 구성 요소를 갖는 무선-주파수(RF) 장치에 관한 것이다. 장치는 입력 노드와 출력 노드 사이의 공진기들 간의 슬롯 결합을 제공하도록 구성된 짝수의 세라믹 동축선 공진기들을 포함하는 대역 통과 RF 필터를 더 포함한다. 공진기들의 적어도 일부는 입력 노드와 출력 노드가 필터의 공통 측에 위치하도록 상호맞물림 방식으로 배열된다. 입력 노드는 RF 신호를 입력으로서 수신하도록 제1 RF 구성 요소에 연결되고, 필터는 대역 통과 필터링된 RF 신호를 출력으로서 생성하도록 구성된다. 장치는 필터의 출력 노드에 연결되어 대역 통과 필터링된 RF 신호를 수신하도록 구성된 제2 RF 구성 요소를 더 포함한다.

일부 실시예들에서, RF 장치는 무선 장치를 포함한다. 일부 실시예들에서, 무선 장치는 셀룰러 시스템과 관련된 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, RF 장치는 유선 기반 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유선 기반 장치는 케이블 텔레비전 시스템과 관련된 장치를 포함할 수 있다.

다수의 구현에 따라, 본 개시는 무선-주파수(RF) 필터를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 짝수의 슬롯 결합 세라믹 동축선 공진기들을 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 공진기들의 적어도 일부가 상호맞물림되도록, 그리고 공진기들의 입력 노드와 출력 노드가 필터의 공통 측에 위치하도록 공진기들을 배열하는 단계를 더 포함한다.

본 개시내용을 요약하기 위해, 본 발명의 특정 양태들, 이점들 및 신규한 특징들이 본 명세서에 설명되었다. 반드시 이러한 모든 이점들이 본 발명의 임의의 특정 실시예에 따라 달성되지는 않을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은, 본 명세서에 교시되거나 제시될 수 있는 다른 이점들을 반드시 달성할 필요 없이 본 명세서에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구체화되거나 실행될 수 있다.

도 1a-1e는 동축선 공진기들의 선택된 상호맞물림을 갖는 예시적 무선-주파수(RF) 필터의 다양한 도면들을 도시한다.
도 2a는 상호맞물림이 없게 빗살형 구성(comb-line configuration)으로 배열된 도 1의 동축선 공진기들을 갖는 필터의 회로도를 도시한다.
도 2b는 선택된 상호맞물림을 갖는, 도 1의 필터의 회로도를 도시한다.
도 3a는 선택된 상호맞물림 없는 도 2a의 회로에 해당하는 대역 통과 필터의 예시적 응답 플롯들을 도시한다.
도 3b는 선택된 상호맞물림을 갖는 도 2b의 회로에 해당하는 대역 통과 필터의 예시적 응답 플롯들을 도시한다.
도 4는 도 1의 예와 같은 필터들의 제조를 허용하도록 또 다른 동축선 공진기와 슬롯 결합될 수 있는 동축선 공진기의 좀 더 상세한 도면을 도시한다.
도 5a-5c는 본 개시내용의 하나 이상의 특징들을 이용하는 필터 구성들의 비-제한적 예들을 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 특징들을 갖는 필터를 제조하기 위해 구현될 수 있는 프로세스를 도시한다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 특징들이 필터 회로로서 구현될 수 있다는 것을 개략적으로 도시한다.
도 8은 도 7의 필터 회로가 패키지 장치에서 구현될 수 있다는 것을 도시한다.
도 9는 도 7의 필터 회로가 무선 장치에서 구현될 수 있다는 것을 도시한다.
도 10은 도 7의 필터 회로가 유선 기반의 무선 RF 장치에서 구현될 수 있다는 것을 도시한다.

본 명세서에 제공되는 제목들은, 있다면, 단지 편의를 위한 것이며, 청구된 발명의 범위 또는 의미에 반드시 영향을 미치는 것은 아니다.

복수의 세라믹 동축선 공진기들(또한 동축 선 요소들로서 지칭됨)을 갖는 무선-주파수(RF) 필터들과 관련된 장치들과 방법론들이 본 명세서에 개시된다. 사이즈 및/또는 유전 상수에 따라서, 그와 같은 공진기들은 약 300 MHz로부터 약 6 GHz까지 작동하도록 구성될 수 있다. 세라믹 동축선 공진기들에 의해 제공된 일부 유용한 특징들은 예를 들어, 이산적 인덕터들과 커패시터들의 사용이 불편할 수 있는 VHF/UHF 대역들에서의 성능과 소형화의 바람직한 조합을 포함할 수 있다. 세라믹 동축선 공진기들은 또한 높은 Q 인자, 감소된 사이즈, 개선된 차폐, 및/또는 온도 성능의 장점들을 제공할 수 있다.

일반적으로 상기 특징들의 일부 또는 전부를 갖는 세라믹 동축선 공진기는 금속화된 외부 및 내부 벽들을 갖는다. 반파장(λ/2) 공진기는 금속화되지 않은 양쪽 단부들을 갖고; 1/4 파장(λ/4) 공진기는 금속화된 한 단부와 금속화되지 않은 다른 단부를 가짐으로써, 개방되고 짧은 구성들을 각각 제공한다.

본 명세서에 기재된 한 그룹의 세라믹 동축선 공진기들은 RF 결합되고 RF 필터로서 기능하도록 함께 조립될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 인접한 공진기들 간의 RF 에너지의 그러한 결합은 2개의 공진기들의 대면하는 표면들 상에 형성된 슬롯들에 의해 달성될 수 있다. 이러한 슬롯의 폭 치수는 범위 내의 결합 상수에 거의 비례할 수 있다. 슬롯들이 이러한 범위 밖의 폭들을 가지면, 필터의 전기적 성능이 저하될 수 있다.

도 1a-1e는 본 명세서에 기재된 바와 같이 방식에 배열된 6개의 세라믹 동축선 공진기들(101, 102, 103, 104, 105, 106)을 갖는 예시적 RF 필터(100)의 다양한 도면들을 도시한다. 도 1a는 필터(100)의 정면 사시도를 도시한다. 유사하게, 도 1b는 후면 사시도를 도시하고, 도 1c는 정면도를 도시하고, 도 1d는 후면도를 도시하고, 도 1e는 예시적 필터(100)의 평면도를 도시한다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 예시적 필터(100)와 관련된 하나 이상의 특징들을 갖는 RF 필터들은 다른 수들의 세라믹 동축선 공진기들을 포함할 수 있다.

6개의 공진기(101-106)들은 PCB 기판(142) 상에 장착되고 150, 152, 154, 156, 158로서 표시된 결합 슬롯 쌍들을 통해 RF 결합되도록 배열되는 것으로 도시된다. 6개의 공진기들은 또한 프론트 엔드들(111, 112, 113, 114, 115, 116) 그리고 백 엔드들(121, 122, 123, 124, 125, 126)을 가지고 있는 것으로 도시된다. 입력 RF 신호를 제공하기 위한 입력 탭(134)은 제1 공진기(101)의 프론트 엔드(111)에 배치되는 것으로 도시되고, 필터링된 RF 신호를 출력하기 위한 출력 탭(138)은 제6 공진기(106)의 프론트 엔드(116)에 배치되는 것으로 도시된다. 입력 탭(134)은 커패시터(132)에 전기적으로 접속되고, 이는 차례대로 입력 커넥터(130)에 전기적으로 접속된다. 유사하게, 출력 탭(136)은 커패시터(138)에 전기적으로 접속되고, 이는 차례대로 출력 커넥터(140)에 전기적으로 접속된다.

도 1c 및 1d에서, 공진기의 금속화 단부는 음영이 없는 것으로 표시되고, 비금속화 단부는 음영이 있는 것으로 표시된다. 따라서, 제1(101), 제3(103), 제4(104) 및 제6(106) 공진기들에 대응하는 프론트 엔드들(111, 113, 114, 116)은 비금속화되고, 제2(102) 및 제5(105) 공진기들에 대응하는 나머지 프론트 엔드들(112, 115)은 금속화된다. 제1(101), 제3(103), 제4(104) 및 제6(106) 공진기들에 대응하는 백 엔드들(121, 123, 124, 126)은 금속화되고, 제2(102) 및 제5(105) 공진기들에 대응하는 나머지 백 엔드들(122, 125)은 금속화되지 않는다. 따라서, 6개의 공진기들 각각은 1/4 파장 공진기로서 동작할 수 있다. 전술한 예의 금속화된 프론트 엔드 및 백 엔드들 각각은 접지에 접속된다. 그와 같은 접지 접속들은 접속들(161, 162, 163, 164, 165, 166)로 도 1c-1e에 도시된다.

전술한 예에서, 제1, 제3, 제4 및 제6 공진기들은 제1 배향으로 있고 그들의 프론트 엔드들이 입력 및 출력 커넥터들(130, 140)이 있는 정면 측과 대면하고, 제2 및 제5 공진기들은 제2 배향으로 있고 그들의 백 엔드들이 정면 측과 대면한다는 점에 주목한다. 따라서, 제2 공진기(102)는 제1 및 제3 공진기들(101, 103) 사이의 상호맞물림 구성으로 되어 있다. 유사하게, 제5 공진기(105)는 제4 및 제6 공진기들(104, 106) 사이에 상호맞물림된다. 제3, 제4 및 제5 공진기들의 서브 그룹은 모두 빗살형 구성으로 되도록 제1 배향으로 있다는 점에 주목한다.

전술한 예에 기초하여, 필터(100) 내의 공진기들이 공진기 배향들의 선택된 상호맞물림을 갖는다는 것을 알 수 있다. 본 명세서에서 설명의 목적을 위해, "완전 상호맞물림" 구성은 교호하는 배향들로 공진기들 전부를 갖는다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에 설명된 것과 같은 "선택된 상호맞물림" 또는 간단히 "상호맞물림"은 공진기들의 일부 교호하는 배향들을 갖는 비완전 상호맞물림 구성들을 포함한다.

도 1a-1e의 예에 적용된 바와 같이, 선택된 상호맞물림은 세라믹 필터(100)의 입력 및 출력 둘 다가 짝수의 공진기들을 사용하여 필터(100)의 공통 기준 평면(예를 들어, 전면 측)에 유지되게 한다. 완전 상호맞물림 구성을 위해, 짝수의 공진기들은 입력과 출력이 반대 측들 상에 있게 할 것이다. 공통 측 상에 둘 다를 접속 가능하게 하도록 다른 측에 2개(입력 및 출력) 중 하나를 라우팅하는 것이 가능하지만, 여분의 접속 길이는 (예를 들어, 인덕턴스를 바람직하지 않게 변경시킴으로써) 필터의 전기적 특성에 영향을 줄 수 있다.

모든 공진기들은 공통 배향으로 있기 때문에, 빗살형 구성으로 배열된 임의의 수의 공진기들은 입력과 출력 접속들을 위한 공통 기준 평면을 가지고 있을 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 상호맞물림을 제공하는 것은 성능에 중요한 개선을 만들 수 있다.

도 2a 및 2b는 도 1을 참조하여 기재된 구성 요소들을 갖는 RF 필터들의 회로도들을 도시한다. 도 2a는 6개의 공진기들(101-106) 전부가 동일하게 지향되도록, 선택된 상호맞물림 특징 없는 구성을 도시한다. 보다 상세하게는, 모든 6개의 공진기들은 입력과 출력 커넥터들이 있는 측면과는 정반대의 측면에 접지된다. 공진기들의 상기 빗살형 구성 이외에, 다른 구성 요소들은 본질적으로 도 2b의 회로와 동일하게 구성된다.

도 2b는 도 1의 예 RF 필터(100)의 회로도를 도시한다. 입력 커넥터는 노드(130)로서 표현되고, 출력 커넥터는 노드(140)로서 표현된다. 입력과 출력 커패시터들은 132와 138으로 표시된다. 입력 커넥터와 입력 커패시터 사이의 접속은 전송 라인 요소(TL_in)(172)로서 표시되고, 출력 커패시터와 출력 커넥터 사이의 접속은 전송 라인 요소(TL_out)(174)로서 표시된다. 입력과 출력 탭들은 입력과 출력 라인들(134 및 136)로 표시된다. 6개의 공진기들은 라인 요소들(101-106)로서 표현된다. 선택된 상호맞물림 배열은 접지 접속 노드들(161-166)과 그들의 접지(170)에 대한 접속들의 배향에 의해 묘사된다. 보다 상세하게는, 제1(101), 제3(103), 제4(104) 및 제6(106) 공진기들은 후면 측에 접지되고, 제2(102) 및 제5(105) 공진기들은 전면 측에 접지된다.

도 3a는 도 2a의 필터 회로(상호맞물림 없음)에 해당하는 예시적 대역 통과 응답 플롯들을 도시한다. 도 3b는 도 2b의 필터 회로(선택된 상호맞물림을 가짐)에 해당하는 예시적 응답 플롯들을 도시한다. 양측 도면들에서, "CH1"은 S11 응답 파라미터(입력으로부터 다시 반사)에 해당되고, "CH2"은 S21 응답 파라미터(입력으로부터 출력까지의 순방향 전력 전송)에 해당되고, "CH3"은 S12 응답 파라미터(출력으로부터 입력까지의 역방향 전력 전송)에 해당되고, "CH4"은 S22 응답 파라미터(출력으로부터 다시 반사)에 해당된다. 또한 양측 도면들에서, 중심 주파수(마커 1)는 대략 881.5 MHz에 있고, 상부(마커 3)와 하부(마커 2) 차단 주파수들은 각각 대략 894.0 MHz와 869.0 MHz에 있다(대략 25.0 MHz의 대역폭을 만든다).

도 3a의 S-파라미터 응답 곡선(상호맞물림 없음)에서, 대역 통과 영역 밖의 중요한 기여들을 볼 수 있다. 보다 상세하게는, 200으로 표시된 특징들은 S11과 S22 파라미터들에 대한 하부 차단 주파수보다 아래의 유의미하고 바람직하지 않은 응답들이다. 유사하게, 202로 표시된 특징들은 S11과 S22 파라미터들에 대한 상부 차단 주파수보다 위의 유의미하고 바람직하지 않은 응답들이다. 순방향 전력 전송 파라미터 S21에 대해서는, 204로 표시된 특징은 하부 차단 주파수보다 아래의 유의미하고 바람직하지 않은 응답이고, 206으로 표시된 특징은 상부 차단 주파수보다 위의 유의미하고 바람직하지 않은 응답이다. 역방향 전력 전송 파라미터 S12에 대해서는, 208로 표시된 특징은 하부 차단 주파수보다 아래의 유의미하고 바람직하지 않은 응답이고, 210으로 표시된 특징은 상부 차단 주파수보다 위의 유의미하고 바람직하지 않은 응답이다.

도 3b의 S-파라미터 응답 곡선(선택된 상호맞물림을 가짐)에서, 특징들(200, 202, 204, 206, 208, 210)은 각각의 응답들로부터는 존재하지 않는 것이 바람직하다.

임의의 특별한 이론에 얽매이는 것이 요구되거나 의도되지는 않지만, 선택된 상호맞물림에 의해 명시된 개선된 성능은 제1의 2개의 공진기들(도 2b의 R1과 R2)과 마지막 2개의 공진기들(R5와 R6)의 상호맞물림으로 인한 것일 수 있는데, 이는 중앙 공진기들(R3과 R4)과의 좀 더 효율적인 결합들을 위한 결합 계수를 개선시킨다. 상호맞물림이 제공된 그러한 유리한 기능은 입력과 출력을 위한 공통 기준 평면을 유지하는 동안 달성될 수 있다는 것이 또한 주목된다.

일부 상황들에서, 내부 공진기들(예를 들어, R3과 R4)에 대한 결합 강화는 결합 슬롯들의 폭들을 증가시킴으로써 비-상호맞물림 구성에서 시도될 수 있다. 그러나, 그러한 폭-증가는 전기적 성능에서의 증가가 거의 혹은 전혀 없이, 최대 폭에 접근할 수 있다. 본 명세서에 기재된 선택된 상호맞물림 방법론으로 인해, 좀 더 달성 가능한 슬롯 치수들은 바람직한 응답의 전기적 성능을 충족시키면서 포함될 수 있다.

일반적으로 도 1-3에 관하여 기재된 다양한 특징들은 단일 층에 배열된 6개의 공진기들과 관련되어 있다. 또한, 도 2와 3에 관하여 기재된 성능 비교는 본 명세서에 기재된 예시적 공진기들과 관련되어 있다. 그러나, 본 개시내용의 하나 이상의 특징들은 공진기 구성들 및/또는 그와 같은 공진기들의 배열과 관련된 다수의 다른 구성들로 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 4는 결합 슬롯을 갖는 동축선 공진기(300)가 본 명세서에 기재된 바와 같이 하나 이상의 특징들을 갖는 필터를 구성하는데 이용될 수 있다는 것을 도시한다. 공진기(300)는 전체적 길이 L과 전체적 폭 D를 갖는 것으로 도시된다. 내부 홀은 직경 d를 갖는 것으로 도시된다. 슬롯은 a × b의 치수를 갖는 것으로 도시된다. 상기 치수 파라미터들과 유전체 물질과 금속화와 같은 다른 파라미터들의 적절한 조합은 공진 주파수, Q 인자, 및 전력 처리 능력과 같은 동작 파라미터들을 갖는 공진기를 만들기 위해 구현될 수 있다.

금속화된 공진기에 대해서는, 그것의 공진 주파수는 금속화를 제거함으로써 동조될 수 있다. 예를 들어, 공진 주파수는 비금속화 단부 근처의 영역으로부터 금속화를 제거함으로써 증가될 수 있다. 공진 주파수는 단락된(금속화된) 단부로부터 금속화를 제거함으로써 감소될 수 있다. 도 1a와 1b에 도시된 예시적 필터(100)에서, 물질이 공진기들의 비금속화 단부들 근처의 영역들로부터 제거되고, 그로 인해 공진기들의 공진 주파수들을 증가시킴을 알 수 있다.

본 명세서에 기재된 바와 같이 하나 이상의 특징들을 갖는 구성들(도 1의 예와는 다름)의 비-제한적 예들은 도 5a-5c에 도시된다. 도 5a에서, 여분의 공진기(354)는 공진기들(353과 355)의 중간 쌍 사이에 제공된다. 상호맞물림된 공진기들(351과 352)의 입력 쌍과 상호맞물림된 공진기들(357과 356)의 출력 쌍은 도 1에 관하여 기재된 단부 쌍들과 유사할 수 있다. 따라서, 입력 탭(380)과 출력 탭(382)은 RF 신호들의 입력과 출력을 용이하게 할 수 있다. 7개의 공진기들(351-357)은 360, 362, 364, 366, 368, 370으로 표시된 결합 슬롯들에 의해 결합될 수 있다. 공진기들의 상기 조립은 선택된 상호맞물림이 공통 평면 상의 입력과 출력 위치들을 만드는 구성을 만들기 위해 기판(384) 상에 장착되는 것으로 도시된다.

도 5b의 예시적 구성(400)은 도 1의 6-공진기 구성의 확장인 것으로 간주될 수 있다. 그러므로, 공진기들(401-406)은 필터(100)의 6개의 공진기들과 유사할 수 있다. 제7 공진기(407)는 제6 공진기(406)와 동일하게 배향되고, 상호맞물림 단부 쌍(408과 409)이 이어질 수 있다. 따라서, 제1과 제2 공진기들(401, 402)의 상호맞물림과 제5와 제6 공진기들(405, 406)의 상호맞물림은 제3과 제4 공진기들(403, 404)과의 좀 더 효율적인 결합들에 개선된 결합 계수를 제공할 수 있다. 유사하게, 제4와 제5 공진기들(404, 405)의 상호맞물림과 제9와 제8 공진기들(409, 408)의 상호맞물림은 제6과 제7 공진기들(406, 407)과의 좀 더 효율적인 결합들에 개선된 결합 계수를 제공할 수 있다.

도 5c는 일부 실시예들에서, 본 개시내용의 하나 이상의 특징들은 하나보다 많은 레벨로 배열된 공진기들에서 구현될 수 있다. 예시적 구성(450)에서, 입력 신호는 탭(480)을 통해 제1 공진기(451)에 제공될 수 있다. 제2 공진기(452)는 제1 공진기(451)와 상호맞물림되고 슬롯-결합(460)된다. 제3 공진기(453)는 제2 공진기(452)와 상호맞물림되고 슬롯-결합(462)된다. 제4 공진기(454)는 비-상호맞물림 방식으로 제3 공진기(453)와 슬롯-결합(464)된다. 제5 공진기(455)는 비-상호맞물림 방식으로 제4 공진기(454)와 슬롯-결합(466)된다. 제6 공진기(456)는 비-상호맞물림 방식으로 제5 공진기(455)와 슬롯-결합(468)된다. 제7 공진기(457)는 제6 공진기(456)와 상호맞물림되고 슬롯-결합(470)된다. 제8 공진기(458)는 제7 공진기(457)와 상호맞물림되고 슬롯-결합(472)된다. 출력 신호는 탭(482)을 통해 제8 공진기(458)로부터 제공될 수 있다. 발명자는 제1, 제4, 제5 및 제8 공진기들(451, 454, 455, 458)은 기판(484) 상에 장착된 제1 층을 형성하고, 제2, 제3, 제6 및 제7 공진기들(402, 403, 406, 407)은 제1 층 위에 위치한 제2 층을 형성한다는 것을 알 수 있다.

도 6은 본 명세서에 기재된 바와 같이 하나 이상의 특징들을 갖는 RF 필터를 제조하도록 구현될 수 있는 프로세스(500)를 도시한다. 블록(502)에서, 출력 결합 슬롯을 가진 제1 동축선 공진기가 제공될 수 있다. 블록(504)에서, 입력 결합 슬롯을 가진 제N 동축선 공진기가 제공될 수 있다. 블록(506)에서, 제2 및 제(N-1) 동축선 공진기들이 제공될 수 있다. 그와 같은 공진기들 각각은 입력과 출력 결합 슬롯들을 포함할 수 있다. 블록(508)에서, 적어도 2개의 추가 동축선 공진기들이 제공될 수 있다. 그러한 적어도 2개의 추가 공진기들 각각은 입력과 출력 결합 슬롯들을 포함할 수 있다. 블록(510)에서, 제1 및 제N 공진기들은 그들의 비금속화 단부들이 제1 방향을 향하도록 배열될 수 있다. 블록(512)에서, 제2 및 제(N-1) 공진기들은 그들의 비금속화 단부들이 제1 방향과 반대인 제2 방향을 향하도록 배열될 수 있다. 제1 및 제2 공진기들은 슬롯 결합될 수 있고, 제N과 제(N-1) 공진기들은 슬롯 결합될 수 있다. 블록(514)에서, 적어도 2개의 추가 공진기들은 제2 및 제(N-1) 공진기들 사이에 배열될 수 있고, 그리고 그들의 비금속화 단부들이 제1 방향을 향하도록 배열될 수 있다. 적어도 2개의 공진기들 중 단부의 것들은 제2 및 제(N-1) 공진기들과 슬롯 결합될 수 있다. 블록(516)에서, N개의 공진기들의 금속화 단부들은 접지에 접속될 수 있다. 블록(518)에서, 입력과 출력 접속들은 제1 및 제N 공진기들의 비금속화 단부들에 제공될 수 있다.

도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 특징들이 필터 회로(600)로서 구현될 수 있다는 것을 개략적으로 도시한다. 이러한 필터 회로는 다수의 제품, 장치, 및/또는 시스템에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 8은 일부 실시예들에서, 패키지된 장치가 동일한 측 상에 입력 및 출력 접속들(612, 614)에 결합되고 본 명세서에 설명된 것과 같은 성능 특징들을 제공하도록 구성된 필터 회로(600)를 포함할 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 패키지된 장치는 전용 세라믹 RF 필터 모듈일 수 있거나, 일부 다른 기능적 구성 요소들을 포함할 수 있다.

도 9는 일부 실시예들에서, 필터 회로(600)가 무선 장치(620)에서 구현될 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 무선 장치는 필터 회로와 통신하는 안테나(628)를 포함할 수 있다(라인(626)). 무선 장치(620)는 전송(Tx) 및/또는 수신(Rx) 기능들을 제공하도록 구성된 회로(622)를 더 포함할 수 있다. Tx/Rx 회로(622)는 필터 회로(600)와 통신하는 것으로 도시된다(라인(614)).

도 10은 일부 실시예들에서, 필터 회로(600)는 RF 장치(630)에서 구현될 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 장치는 입력 RF 신호를 필터 회로에 제공하는 입력 구성 요소(632)(라인(634)), 및 필터 회로(600)로부터 필터링된 RF 신호를 수신하는 출력 구성 요소(638)(라인(636)를 포함할 수 있다. RF 장치(630)는 도 9의 예와 같은 무선 장치, 유선 기반 장치, 또는 이들의 일부 조합일 수 있다.

일부 구현들에서, 본 명세서에 설명된 것과 같은 하나 이상의 대역 통과 필터링 특징을 갖는 RF 필터들은 시스템들 및 장치들을 포함하는 다수의 애플리케이션들에서 이용될 수 있다. 이러한 애플리케이션들은 케이블 텔레비전(CATV); 무선 제어 시스템(WCS); 마이크로웨이브 분배 시스템(MDS); 공업용, 과학용 및 의료용 기기(ISM); PCS(개인 통신 서비스), 디지털 셀룰러 시스템(DCS), 및 유니버설 이동 통신 시스템(UMTS)과 같은 셀룰러 시스템들; 및 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다. 다른 애플리케이션들이 또한 가능하다.

문맥에서 달리 명확하게 요구하지 않는 한, 설명 및 청구항 전체에 걸쳐, "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)" 등의 단어들은, 배타적이거나 총망라의 의미와는 대조적으로 포괄적인 의미로, 즉 "포함하지만, 이에 제한되지는 않음"의 의미로 해석되어야 한다. "결합된(coupled)"이라는 단어는, 일반적으로 본 명세서에서 이용될 때, 직접 접속되거나, 또는 하나 이상의 중간 요소들에 의해 접속될 수 있는 2개 이상의 요소를 지칭한다. 부가적으로, "본 명세서에(herein)", "위에(above)", "아래에(below)"라는 단어들 및 유사한 의미의 단어들은, 본원에서 이용될 때, 본원에서의 임의의 특정 부분들이 아닌 전체적으로 본원을 참조해야 한다. 문맥이 허용하는 경우, 단수, 또는 복수를 이용하는 위의 상세한 설명에서의 단어들은 또한 복수 또는 단수를 각각 포함할 수 있다. 2개 이상의 아이템들의 리스트에 관한 단어 "또는", 해당 단어는 단어의 모든 다음과 같은 해석들을 커버한다: 리스트의 임의의 아이템들, 리스트의 모든 아이템들 및 리스트의 아이템들의 임의의 조합.

본 발명의 실시예들의 위의 상세한 설명은 총망라적이거나, 또는 위에 개시된 바로 그 형태로 본 발명을 한정하려고 의도되지는 않는다. 본 발명의 특정 실시예들 및 예들은 예시의 목적으로 위에서 설명되지만, 통상의 기술자가 인식하게 되는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 다양한 등가의 수정들이 가능하다. 예를 들어, 프로세스들, 또는 블록들은 주어진 순서로 제시되지만, 대안적인 실시예들은 상이한 순서로, 단계들을 갖는 루틴들을 수행할 수 있거나, 블록들을 갖는 시스템들을 채택할 수 있고, 일부 프로세스들 또는 블록들은 삭제, 이동, 추가, 세분, 결합, 및/또는 수정될 수 있다. 이들 프로세스들 또는 블록들 각각은 다양한 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스들 또는 블록들이 때로는 연속적으로 수행되는 것으로 도시되지만, 이러한 프로세스들 또는 블록들은 그 대신에 병행하여 수행될 수 있거나, 또는 상이한 시간에 수행될 수 있다.

본 명세서에 제공되는 발명의 교시들은 반드시 위에 설명된 시스템이 아니라 다른 시스템들에도 적용될 수 있다. 위에 설명된 다양한 실시예들의 요소들 및 동작들은 추가 실시예들을 제공하도록 조합될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예들은 단지 예로서 제시되었으며, 본 개시내용의 범위를 제한하도록 의도되지는 않는다. 실제로, 본 명세서에 설명된 신규 방법들 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 구체화될 수 있고; 또한, 본 개시내용의 사상으로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 방법들 및 시스템들의 형태의 다양한 생략들, 치환들, 및 변경들이 행해질 수 있다. 첨부된 청구항들 및 그 등가물들은 본 개시내용의 범위 및 사상 내에 있는 그러한 형태들 또는 수정들을 커버하도록 의도된다.

Claims (20)

1. 무선-주파수 필터로서,
   제1 배향으로 있고 N개의 동축선 공진기들에 의해 정의되는 상기 필터의 제1 측면 상의 입력 탭을 갖는 제1 동축선 공진기(coaxial resonator);
   상기 제1 배향으로 있고 상기 필터의 제1 측면 상의 출력 탭을 갖는 제N 동축선 공진기;
   상기 제1 동축선 공진기와의 제1 상호맞물림(interdigitation)을 형성하기 위해서 상기 제1 배향과 반대인 제2 배향으로 있는 제2 동축선 공진기;
   상기 제N 동축선 공진기와의 제2 상호맞물림을 형성하기 위해서 상기 제2 배향으로 있는 제(N-1) 동축선 공진기; 및
   상기 제1 배향으로 있고 상기 제2 동축선 공진기와 상기 제(N-1) 동축선 공진기 사이에 결합된 적어도 2개의 동축선 공진기들
   을 포함하고,
   상기 N개의 동축선 공진기들은 상기 N개의 동축선 공진기들 중 인접한 동축선 공진기들 사이에 슬롯 결합을 제공하도록 구성되고, 상기 제1 상호맞물림 및 제2 상호맞물림은 상기 제1 동축선 공진기와 상기 제2 동축선 공진기 사이 및 상기 제(N-1) 동축선 공진기와 상기 제N 동축선 공진기 사이에 슬롯 결합의 강화를 제공하도록 구성되고, 상기 슬롯 결합은 상기 제1 동축선 공진기와 상기 제2 동축선 공진기의 대면하는 표면들과 상기 제(N-1) 동축선 공진기와 상기 제N 동축선 공진기의 대면하는 표면들 상에 형성된 슬롯들에 의해 달성되는, 무선-주파수 필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 N개의 동축선 공진기들 각각은 세라믹 동축선 공진기를 포함하는, 무선-주파수 필터.
3. 제2항에 있어서, 상기 N개의 세라믹 동축선 공진기 각각은 1/4 파장(quarter-wave) 공진기로서 구성되는, 무선-주파수 필터.
4. 제3항에 있어서, 상기 N개의 1/4 파장 공진기들 각각은 비금속화 단부와 금속화 단부를 포함하고, 상기 금속화 단부는 접지에 전기적으로 접속되는, 무선-주파수 필터.
5. 제4항에 있어서, 상기 수량 N은 6 이상의 정수인, 무선-주파수 필터.
6. 제5항에 있어서, 상기 수량 N은 6인, 무선-주파수 필터.
7. 제6항에 있어서, 6-동축선 공진기 필터의 상기 제1 동축선 공진기, 제3 동축선 공진기, 제4 동축선 공진기 및 제6 동축선 공진기 각각은 상기 필터의 제1 측면과 대면하는 각자의 비금속화 단부들을 갖고, 상기 6-동축선 공진기 필터의 상기 제2 동축선 공진기 및 제5 동축선 공진기 각각은 상기 필터의 제1 측면과 대면하는 각자의 금속화 단부들을 갖는, 무선-주파수 필터.
8. 제5항에 있어서, 상기 수량 N은 7이고, 7-동축선 공진기 필터의 상기 제1 동축선 공진기, 제3 동축선 공진기, 제4 동축선 공진기, 제5 동축선 공진기 및 제7 동축선 공진기 각각은 상기 필터의 제1 측면과 대면하는 각자의 비금속화 단부들을 갖고, 상기 7-동축선 공진기 필터의 상기 제2 동축선 공진기 및 제6 동축선 공진기 각각은 상기 필터의 제1 측면과 대면하는 각자의 금속화 단부들을 갖는, 무선-주파수 필터.
9. 제4항에 있어서, 상기 입력 탭은 상기 제1 동축선 공진기의 제1 측면에 배치된 상기 비금속화 단부 상에 배치되고, 상기 출력 탭은 상기 제N 동축선 공진기의 제1 측면에 배치된 상기 비금속화 단부 상에 배치되는, 무선-주파수 필터.
10. 제9항에 있어서, 상기 입력 탭에 접속된 입력 커패시터와 상기 출력 탭에 접속된 출력 커패시터를 더 포함하는, 무선-주파수 필터.
11. 제10항에 있어서, 상기 입력 커패시터에 접속된 입력 커넥터와 상기 출력 커패시터에 접속된 출력 커넥터를 더 포함하는, 무선-주파수 필터.
12. 제11항에 있어서, 상기 입력 커넥터와 출력 커넥터, 상기 입력 커패시터와 출력 커패시터, 및 상기 입력 탭과 출력 탭은 서로 미러 이미지들인, 무선-주파수 필터.
13. 무선-주파수 장치로서,
    무선-주파수 신호를 생성하도록 구성된 제1 무선-주파수 구성 요소;
    제1 배향으로 있고 상기 무선-주파수 신호를 수신하기 위한 필터의 제1 측면상에 입력 탭을 갖는 제1 동축선 공진기, 상기 제1 배향으로 있고 상기 필터의 제1 측면 상의 출력 탭을 갖는 제N 동축선 공진기, 상기 제1 동축선 공진기와의 제1 상호맞물림을 형성하기 위해서 상기 제1 배향과 반대인 제2 배향으로 있는 제2 동축선 공진기, 상기 제N 동축선 공진기와의 제2 상호맞물림을 형성하기 위해서 상기 제2 배향으로 있는 제(N-1) 동축선 공진기, 및 상기 제1 배향으로 있고 상기 제2 동축선 공진기와 상기 제(N-1) 동축선 공진기 사이에 결합된 적어도 2개의 동축선 공진기들을 포함하는 N개의 동축선 공진기들에 의해 정의되는 무선-주파수 필터 ― 상기 N개의 동축선 공진기들은 상기 N개의 동축선 공진기들 중 인접한 동축선 공진기들 사이에 슬롯 결합을 제공하도록 구성되고, 상기 제1 상호맞물림 및 제2 상호맞물림은 상기 제1 동축선 공진기와 상기 제2 동축선 공진기 사이 및 상기 제(N-1) 동축선 공진기와 상기 제N 동축선 공진기 사이에 슬롯 결합의 강화를 제공하도록 구성되고, 상기 슬롯 결합은 상기 제1 동축선 공진기와 상기 제2 동축선 공진기의 대면하는 표면들과 상기 제(N-1) 동축선 공진기와 상기 제N 동축선 공진기의 대면하는 표면들 상에 형성된 슬롯들에 의해 달성됨 ―; 및
    상기 무선-주파수 필터의 상기 출력 탭에 접속되고 상기 무선-주파수 필터로부터 필터링된 무선-주파수 신호를 수신하도록 구성된 제2 무선-주파수 구성 요소
    를 포함하는 무선-주파수 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 무선-주파수 필터는 대역 통과 필터인, 무선-주파수 장치.
15. 제13항에 있어서, 상기 무선-주파수 장치는 무선 장치(wireless device)를 포함하는, 무선-주파수 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 무선 장치는 셀룰러 시스템과 연관된 장치를 포함하는, 무선-주파수 장치.
17. 제13항에 있어서, 상기 무선-주파수 장치는 유선 기반 장치를 포함하는 무선-주파수 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 유선 기반 장치는 케이블 텔레비전 시스템과 관련된 장치를 포함하는, 무선-주파수 장치.
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