KR102662455B1 - 안테나용 세라믹 도파관 필터 - Google Patents
안테나용 세라믹 도파관 필터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 안테나용 세라믹 도파관 필터에 관한 것으로서, 특히, 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 이너 격벽에 의하여 일부가 구획되는 복수의 공진블록을 포함하는 하우징, 상기 하우징에 구비된 복수의 공진블록에 각각 구비되는 복수의 공진기 포스트에 의하여 각각 단일 공진기로써 기능하는 복수의 공진기 및 상기 복수의 공진기 중 어느 하나에 신호를 입력하도록 입력 포트가 연결되는 입력 포트홀 및 상기 복수의 공진기 중 어느 하나로부터 신호가 출력되도록 출력 포트가 연결되는 출력 포트홀을 포함하고, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀 중 어느 하나는 상기 복수의 공진기 포스트 중 인접하게 배치된 공진기 포스트를 건너뛴 공진기 포스트를 향하여 연장된 노치 구조바가 상기 하우징에 일체로 가공 형성됨으로써, 패스밴드의 노치 설계가 용이한 이점을 제공한다.
Description
본 발명은 안테나용 세라믹 도파관 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 입력 포트 및 출력 포트가 연결되는 입력 포트홀 또는 출력 포트홀과 인접하는 공진기 사이에 크로스 커플링의 구현이 가능하도록 구비된 안테나용 세라믹 도파관 필터에 관한 것이다.
최근 무선통신 서비스의 종류가 많아짐에 따라 주파수 환경이 복잡해지고 있다. 무선통신을 위한 주파수는 한정되어 있으므로 무선통신 채널을 가능한 인접하여 주파수 자원을 유효하게 활용해야 할 필요성이 있다.
그러나, 다양한 무선통신 서비스가 제공되는 환경에서 신호간섭이 발생하게 되므로, 안테나는 인접한 주파수 자원 간의 신호 간섭을 최소화하기 위해서는 특정 대역에 대한 대역필터를 포함한다.
일반적으로 대역필터의 감쇄특성 개선을 위해 전송영점(transmission zero, 이하, '노치(notch)'라 함) 적용이 필수적이고, 이는 인접하지 않은 공진소자 사이에 크로스 커플링(cross coupling)을 적용하여 구현한다.
RF 필터 중 세라믹 도파관 필터는 주위가 도체막으로 덮인 유전체 블록에 노치 조정을 위한 공진기를 포함한다. 공진기는 전자기파에 공진특성을 부여하여 특정 주파수를 제한하도록 설계된다.
이때, 짝수개의 공진기를 건너 크로스 커플링을 시키면 패스밴드의 좌우 대칭의 노치가 발생하고, 홀수개의 공진기를 건너 크로스 커플링을 시키면 커플링의 종류에 따라 좌측 또는 우측에 1개의 노치가 발생하는 것이 일반적이다.
이러한 통신용 필터의 노치 구현은 통신 시스템의 성능에 따라 매우 다양하게 구현해야 할 필요성이 있으나 통신 시스템의 특성에 적합한 필터를 구현하는 데에는 성능이 제한적이다.
그에 따라, 안테나에 있어서 특정 패스밴드의 좌우에 노치가 구현될 수 있도록 필터를 통신 시스템에 따라 상이하게 설정할 필요가 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터는, 공진기와 공진기 사이의 커플링을 통한 좌우 노치 구현을 위한 구조만이 개시되어 있어 그 설계가 매우 복잡한 한편, 필터 내부에 크로스 커플링을 구현하기 위해 추가되는 구조물 삽입이 어려워 효과적인 커플링 설계가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 입력 포트 및 출력 포트가 연결되는 입력 포트홀과 출력 포트홀 중 어느 하나에 크로스 커플링이 가능한 구조를 적용함으로써 특정 패스밴드의 특성을 강화한 안테나용 세라믹 도파관 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 필터 내부에 크로스 커플링의 구현을 위한 추가적인 구조물의 삽입이 없이도 설계자가 원하는 커플링 설계가 가능한 안테나용 세라믹 도파관 필터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터는, 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 이너 격벽에 의하여 일부가 구획되는 복수의 공진블록을 포함하는 하우징, 상기 하우징에 구비된 복수의 공진블록에 각각 구비되는 복수의 공진기 포스트에 의하여 각각 단일 공진기로써 기능하는 복수의 공진기 및 상기 복수의 공진기 중 어느 하나에 신호를 입력하도록 입력 포트가 연결되는 입력 포트홀 및 상기 복수의 공진기 중 어느 하나로부터 신호가 출력되도록 출력 포트가 연결되는 출력 포트홀을 포함하고, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀 중 어느 하나는 상기 복수의 공진기 포스트 중 인접하게 배치된 공진기 포스트를 건너뛴 공진기 포스트를 향하여 연장된 노치 구조바가 상기 하우징에 일체로 가공 형성된다.
여기서, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀은, 상기 복수의 공진기 포스트가 형성된 상기 하우징의 일면과 반대되는 타면에 형성되고, 상기 노치 구조바는, 수평 방향으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀은, 상기 복수의 공진기 포스트가 형성된 상기 하우징의 일면과 반대되는 타면에 형성되고, 상기 노치 구조바는, 수평 방향으로 연장 형성되되, 상기 공진기 포스트의 저면과 평행되게 수평 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 노치 구조바는, 상기 복수의 공진기 포스트가 형성된 상기 하우징의 일면과 반대되는 타면에서 홈 형상으로 절개 가공 형성되되, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀의 깊이보다 작게 가공 형성될 수 있다.
또한, 상기 노치 구조바의 선단부로부터 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀의 깊이보다 더 깊게 노치 구분홈이 더 가공 형성될 수 있다.
또한, 상기 노치 구조바가 형성된 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀에 대응되는 공진블록에 해당하는 상기 하우징의 일면에 형성된 공진기 포스트(이하, '대응 포스트'라 칭함) 및 상기 대응 포스트와 인접하는 공진기 포스트(이하, '인접 포스트'라 칭함) 사이는 상기 이너 격벽과 더불어 상기 하우징의 측벽에 형성된 아우터 격벽에 의하여 구획될 수 있다.
또한, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀에 대응되는 공진블록에 해당하는 상기 하우징의 일면에 형성된 공진기 포스트(이하, '대응 포스트'라 칭함)의 깊이에 따라 전체 주파수의 높낮이가 보완될 수 있다.
또한, 상기 대응 포스트의 깊이가 상기 대응 포스트와 인접하는 공진기 포스트(이하, '인접 포스트'라 칭함)의 깊이를 기준으로 상대적으로 깊어지면, 상기 대응 포스트와 상기 인접 포스트의 깊이차만큼 상기 전체 주파수가 내려가도록 보완될 수 있다.
또한, 상기 대응 포스트의 깊이깊이가 상기 대응 포스트와 인접하는 공진기 포스트(이하, '인접 포스트'라 칭함)의 깊이를 기준으로 상대적으로 얕아지면, 상기 대응 포스트와 상기 인접 포스트의 깊이차만큼 상기 전체 주파수가 올라가도록 보완될 수 있다.
또한, 상기 노치 구분홈의 존부에 따라 주파수 필터링 시, 패스밴드의 좌측 또는 우측에 구현되는 노치의 종류가 상이할 수 있다.
또한, 노치 구조바와, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀은, 금속재질이 도금 피막된 피막부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 노치 구조바는, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀과 상기 하우징의 외면에 도금 피막된 피막부와의 전기적인 쇼트를 방지하기 위하여 미도금부에 의하여 구획될 수 있다.
또한, 상기 노치 구조바 및 상기 노치 구분홈의 선단은, 적어도 상기 복수의 공진기 포스트 중 인접하게 배치된 공진기 포스트(이하, '제1공진기 포스트'라 칭함)가 구비된 공진 블록(이하, '제1공진 블록'이라 칭함) 및 상기 제1공진기 포스트를 건너뛴 공진기 포스트(이하, '제2공진기 포스트'라 칭함)가 구비된 공진 블록(이하, '제2공진 블록'이라 칭함)을 상호 구획하는 격벽보다 더 멀리 상기 제2공진기 포스트 측으로 연장될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터에 따르면, 입력 포트홀 또는 출력 포트홀 중 어느 하나로부터 연장되는 노치 구조바 및 노치 구분홈을 통해 크로스 커플링을 구현할 수 있으므로, 하우징 내부의 공진 설계가 용이한 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 구성 중 노치 구조바 또는 노치 구분홈이 형성된 하우징의 타면 방향을 나타낸 다양한 실시예의 투영 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 상면부 및 하면부 투영 사시도이고,
도 4는 도 3의 하우징의 일면 및 타면을 나타낸 투영 평면도이며,
도 5는 도 3의 구성 중 노치 구조바를 나타낸 단면도이고,
도 6은 도 5의 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프 및 그 회로 구성도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 상면부 및 하면부 투영 사시도이며,
도 9는 도 8의 하우징의 일면 및 타면을 나타낸 투영 평면도이고,
도 10은 도 8의 구성 중 노치 구조바를 나타낸 단면도이며,
도 11은 도 10의 사시도이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프 및 그 회로 구성도이다.
도 2는 도 1의 구성 중 노치 구조바 또는 노치 구분홈이 형성된 하우징의 타면 방향을 나타낸 다양한 실시예의 투영 사시도이며,
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도 6은 도 5의 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프 및 그 회로 구성도이고,
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도 11은 도 10의 사시도이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프 및 그 회로 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성 중 노치 구조바 또는 노치 구분홈이 형성된 하우징의 타면 방향을 나타낸 다양한 실시예의 투영 사시도이다.
통신용 안테나는 특정 패스밴드의 신호를 필터링 하기 위한 필터를 포함한다. 필터는 특성에 따라 캐비티 필터, 도파관 필터 등이 사용될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는, 안테나에 구비되는 도파관 필터 중 세라믹 재질의 유전체를 사용한 세라믹 도파관 필터(100)를 중심으로 설명하기로 한다.
도 1에 참조된 바와 같이, 본 발명에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100)는 복수의 공진블록(도면부호 미표기)을 포함한다.
일반적으로, 세라믹 도파관 필터(100)는 적어도 4개 이상의 공진블록을 포함하고, 가령 하나의 필터를 구성하는 하우징(110) 내에는 4개 내지 20개의 공진블록이 구비될 수도 있다. 본 발명에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100)는, 도 1에 참조된 바와 같이, 6개의 공진블록으로 구성되고 각 공진블록 내에 공진기 포스트(121 내지 126)가 하나씩 구비되는 것을 예로 하여 설명한다.
본 발명에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100)는, 세라믹 재질의 유전체로 구비된 하나의 하우징(110)에 6개의 공진블록이 형성되고, 각 공진블록은 그 일부가 후술하는 이너 격벽(131) 또는 아우터 격벽(132)에 의해 구분될 수 있다.
각 공진블록의 내부는 유전체로 채워지며, 유전체 재료로는 세라믹 또는 공기가 사용될 수 있지만, 다른 유전체 재료 또한 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100)에서는, 상기 유전체 재료를 세라믹 재질로 한정하여 설명하기로 한다.
아울러, 하나(즉, 단일)의 하우징(110)의 외부면은 금속 재질로 도금 피막된 피막부가 전체적으로 형성될 수 있다. 즉, 세라믹 도파관 필터(100)는, 전체 외면이 피막부에 의하여 하우징(110)의 내외부로의 전기적인 신호 전달은 후술하는 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)을 제외하고는 완전히 차단되고, 입력 포트홀(141)과 출력 포트홀(142)을 경유하는 신호는 하우징(110) 내부에서 피막부에 의해 외부와의 신호가 차단된 상태에서 필터링이 수행될 수 있다.
복수의 공진블록은 각각 하나의 공진기로써 동작하며, 6개의 공진블록을 통해 6개의 공진기로 구성된 세라믹 도파관 필터(100)를 형성할 수 있다.
한편, 각 공진블록에는 공진기 포스트(121 내지 126)가 하나씩 구비될 수 있다. 공진기 포스트(121 내지 126)는, 공진블록을 형성하는 세라믹 재질의 유전율과 상이한 유전체가 끼워진 형태로 구비되는 것도 가능하다. 일반적으로, 공기는 소정의 유전율을 가진 유전체의 일종이므로, 공기 또한 공진기 포스트(121 내지 126)를 구성하는 소재가 될 수 있으며, 공진기 포스트(121 내지 126)가 공기의 유전율을 가지는 것으로 전제할 때 각 공진블록의 일부가 제거된 빈 공간 형태로써 각 공진기 포스트(121 내지 126)가 형성될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 각 공진기 포스트(121 내지 126)는 공기의 유전율을 가진 유전체가 삽입되는 중공 형태로 구비되는 것으로 전제하여 설명하기로 한다. 후술하는 이너 격벽(131) 및 아우터 격벽(132)의 경우도 마찬가지로 해석되어야 할 것이다.
만일, 각 공진기 포스트(121 내지 126)가 공기인 경우에는 하우징(110)에 빈 공간 형태로 절개되거나 삭제된 형태로 구비되는 것을 의미하고, 각 공진기 포스트(121 내지 126)가 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비된 경우에는 하우징(110)의 내부에 각 공진기 포스트(121 내지 126)의 형상이 삽입된 형태로 구비되는 것을 의미한다.
공진기 포스트(121 내지 126)는 각 공진블록을 구성하는 하우징(110)의 일면(상면) 또는 타면(하면)에 구비될 수 있다. 여기서, 공진기 포스트(121 내지 126)이 하우징(110)의 일면과 타면에 구비된다는 정확한 의미는, 각 공진기 포스트(121 내지 126)의 외측면이 하우징(110)의 외측면(일면 또는 타면)과 매칭되도록 하우징(110)의 내부에 구비되는 것으로 정의할 수 있다.
한편, 제1공진기 포스트(121)가 제1공진블록의 일면(상면)에 설치되는 경우, 다른 공진기 포스트(122 내지 126) 또한 각 공진블록의 일면(상면)에 설치될 수 있다. 즉, 모든 공진기 포스트(121 내지 126)의 외측면이 하우징(110)의 일면(상면)에 매칭되게 구비될 수 있다.
각 공진기 포스트(121 내지 126)가 소정의 유전율을 가지는 공기로 구성된 경우, 하우징(110)의 일면(상면) 또는 타면(하면)에 설치된다는 의미는, 각각의 개구 방향이 하우징(110)의 일면(상면) 또는 타면(하면)을 향하여 개구되게 형성됨을 의미한다.
제1공진블록 내지 제6공진블록은, 제1공진기 포스트 내지 제6공진기 포스트(121 내지 126)와 결합하여, 각각 독립된 공진기로써 작동된다. 그에 따라, 하나의 하우징(110)에는 제1공진기 내지 제6공진기의 6개가 형성될 수 있다.
각각의 공진블록 사이에는 이너 격벽(131) 또는 아우터 격벽(132)이 형성될 수 있고, 각 격벽(131,132)의 크기(폭, 길이)와 위치에 따라 각 공진블록의 크기 및 공진특성이 가변될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100)에 있어서, 격벽(wall)으로써, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 이너 격벽(131)과 아우터 격벽(132)을 포함할 수 있다.
이너 격벽(131)은, 가령 하우징(110)의 외관이 길이방향으로 길게 형성된 장방형의 단면을 가진 육면체 형상으로 형성된 것으로 전제할 경우, 길이방향 일측단 가운데 부분에서 길이방향 타측단 가운데 부분(즉, 길이방향 타측 단부 가운데 부분)에 근접하도록 절개 형성되고, 적어도 2군데에서 폭방향으로 직교되게 소정길이 연장되어 '+'자 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
아우터 격벽(132)은, 특히, 후술하는 노치 구조바(141a)가 형성되는 제1공진기 포스트(121)와 제2공진기 포스트(122)가 구비되는 공진블록을 상호 구획하도록 하우징(110)의 일측 단부에서 내측으로 소정 깊이 절개 형성될 수 있다.
여기서, 후술하는 노치 구조바(141a)가 형성된 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)에 대응되는 공진블록에 형성된 공진기 포스트(가령, 제1공진기 포스트(121)로써, 이하, '대응 포스트'라 칭함) 및 대응 포스트(121)와 인접하는 공진기 포스트(가령, 제2공진기 포스트(122)로써, 이하, '인접 포스트'라 칭함) 사이는 상술한 바와 같이, 이너 격벽(131)에 의하여 일부가 구획됨과 아울러, 하우징(110)의 측벽에 형성된 아우터 격벽(132)에 의하여 구획될 수 있다.
보다 상세하게는, 가령 공진블록이 총 6개가 구비된다고 전제할 경우, 이너 격벽(131)은, 각 공진블록을 물리적으로 구획하는 데에 전부 관여하는 구조물인 반면, 아우터 격벽(132)은, 후술하는 C-커플링 또는 L-커플링의 구현을 위해 크로스 커플링시키는 공진블록 사이를 구획하는 데에만 관여하는 구조물일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 상면부 및 하면부 투영 사시도이고, 도 4는 도 3의 하우징의 일면 및 타면을 나타낸 투영 평면도이며, 도 5는 도 3의 구성 중 노치 구조바를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프 및 그 회로 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100a)는, 도 3 내지 도 7에 참조된 바와 같이, 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 이너 격벽(131)에 의하여 일부가 구획되는 복수의 공진블록을 포함하는 하우징(110a)과, 하우징(110a)에 구비된 복수의 공진블록에 각각 구비되는 복수의 공진기 포스트(121 내지 126)에 의하여 각각 단일 공진기로써 기능하는 복수의 공진기와, 복수의 공진기 중 어느 하나에 신호를 입력하도록 입력 포트(미도시)가 연결되는 입력 포트홀(141) 및 복수의 공진기 중 어느 하나로부터 신호가 출력되도록 출력 포트(미도시)가 연결되는 출력 포트홀(142)를 포함할 수 있다.
여기서, 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142) 중 어느 하나는 복수의 공진기 포스트(121 내지 126) 중 가장 인접하게 배치된 공진기 포스트(가령, 121로 지시된 제1공진기 포스트(대응 포스트))를 건너뛴 공진기 포스트(가령, 122로 지시된 제2공진기 포스트(인접 포스트))를 향하여 연장된 노치 구조바(141a)가 하우징(110a)에 일체로 가공 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100a)는, 노치 구조바(141a)가 입력 포트홀(141)로부터 연장 형성된 것으로 한정하여 설명하기로 한다.
노치 구조바(141a)는, 입력 포트홀(141)로부터 연장 형성되어, 신호의 입력 단계 시점에서 도 7에 참조된 바와 같이, 제1공진기 포스트(121)를 건너뛴 제2공진기 포스트(122)와의 사이에서 신호 커플링(C-커플링 또는 L-커플링)을 구현할 수 있다.
여기서, 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)은, 복수의 공진기 포스트(121 내지 126)가 형성된 일면과 반대면에 해당되는 하우징(110a)의 타면에 형성되고, 노치 구조바(141a)는, 수평 방향으로 연장 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 노치 구조바(141a)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 수평 방향으로 연장 형성되되, 공진기 포스트(즉, 제2공진기 포스트(인접 포스트), 122)의 저면과 평행되게 수평 연장 형성될 수 있다.
여기서, 노치 구조바(141a)는, 복수의 공진기 포스트(121 내지 126)가 형성된 하우징(110a)의 일면과 반대면에서 홈 형상으로 절개 가공 형성되되, 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)의 깊이보다 작게 절개 가공 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100a)는, 도 3 내지 도 6에 참조된 바와 같이, 노치 구조바(141a)의 선단부로부터 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)의 깊이보다 더 깊게 노치 구분홈(141b)이 더 가공 형성될 수 있다.
노치 구분홈(141b)은 제2공진기 포스트(인접 포스트, 122)의 저면(즉, 바닥면)에 노치 구조바(141a)의 선단보다 더 근접되도록 형성된 것으로써, 노치 구분홈(141b)이 구비된 경우 입력 포트홀(141)과 제2공진기 포스트(122) 사이에는 C-커플링(coupling)이 구현될 수 있고, 도 7에 참조된 바와 같이, 패스밴드의 좌측단에 C-노치(notch)가 형성될 수 있다.
여기서, 노치 구분홈(141b)은, 노치 구조바(141a)의 선단부의 깊이를 상대적으로 상이하게 하는 기능을 수행하는 것으로써, 노치 구조바(141a)의 선단부의 깊이가 도 3 내지 도 6에 참조된 바와 같이, 상대적으로 깊게 형성될 경우, 노치 구분홈(141b)과 제2공진기 포스트(인접 포스트, 122) 사이의 상대 이격거리가 작음에 따라, 상술한 C-노치가 형성되는 C-커플링이 구현될 수 있다.
반대로, 노치 구분홈(141b)이 구비되지 않은 후술하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100b)와 같은 경우, 상대적으로 노치 구조바(141b)의 선단과 제2공진기 포스트(인접 포스트, 122) 사이의 상대 이격거리가 큼에 따라, C-노치가 아닌 L-노치의 형성을 위한 L-커플링이 구현될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100a)는, 후술하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100b)와 구분되는 특징적 요소로써, 노치 구조바(141a)에 노치 구분홈(141b)이 추가로 형성되어 있는지 여부로 결정될 수 있다.
노치 구분홈(141b)의 추가 형성 여부(즉, 일 실시예 또는 다른 실시예로 구현되는지 여부)는, 입력 포트홀(141)로부터 제2공진기 포스트(인접 포스트, 122)까지의 물리적인 이격 거리를 상이하게 함으로써, 유도성(Inductance) 또는 용량성(capacitance)의 전기적 특성 중 어느 하나의 특성을 가지도록 길이를 결정할 수 있는 중요한 요소가 된다.
보다 상세하게는, 노치 구분홈(141b)을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100a)의 경우, 제2공진기 포스트(인접 포스트, 122)에 근접되게 위치된 노치 구분홈(141b)에 의하여 물리적으로 제2공진기 포스트(122) 사이에서 Electric-field(E-field, 전계)가 형성되어 패스밴드 좌측에 용량성 커플링에 따른 C-노치를 구현할 수 있다.
반대로, 노치 구분홈(141b)이 구비되지 않은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100b)의 경우, 제2공진기(122)로부터 노치 구조바(141a)의 선단이 상대적으로 이격되어 있으므로, 물리적으로 제2공진기 포스트(122) 사이에서 Magnetic-field(H-field, 자계)가 형성되어 패스밴드 우측에 유도성 커플링에 따른 L-노치를 구현할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 있어서, 노치 구분홈(141b)의 존부에 따라 주파수 필터링 시, 패스 밴드의 좌측 또는 우측에 구현되는 노치의 종류가 상이할 수 있다.
상기와 같은 크로스 커플링의 구현이 용이하도록 하기 위해서는, 적어도 노치 구조바(141a) 또는 노치 구분홈(141b)의 선단이 제1공진기 포스트(대응 포스트, 121)가 구비된 제1공진 블록과 제2공진기 포스트(인접 포스트, 122)가 구비된 제2공진 블록을 구분하도록 형성된 아우터 격벽(132)보다 더 제2공진기 포스트(인접 포스트, 122) 측으로 연장되는 길이로 형성됨이 바람직하다. 노치 구조바(141a) 또는 노치 구분홈(141b)의 선단이 아우터 격벽(132)보다 제2공진기 포스트(인접 포스트, 122)로부터 더 이격된 경우(즉, 제1공진기 포스트(대응 포스트, 121)로부터 연장된 길이가 아우터 격벽(132)을 넘지 못하도록 연장 형성된 경우)에는 아우터 격벽(132)이 제거된 윈도우를 통한 크로스 커플링 구현이 용이하지 않기 때문이다.
한편, 노치 구조바(141a)와 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)은, 금속재질이 도금 피막된 피막부를 형성할 수 있다. 여기서의 피막부는, 하우징(110a)의 외면 전체에 걸쳐 형성된 피막부와 같은 개념으로 이해할 수 있다.
즉, 노치 구조바(141a) 및 노치 구분홈(141b)은, 공진기 포스트(121~126)가 형성된 내측면에 금속재질이 도금 피막된 것과 마찬가지로 내측면 모두에 피막부가 형성될 수 있다.
여기서, 노치 구조바(141a) 및 노치 구분홈(141b)은, 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)과 하우징(110a)의 외면에 도금 피막된 피막부와의 전기적인 쇼트를 방지하기 위하여 미도금부(143)에 의하여 구획될 수 있다. 미도금부(143)는, 피막부와는 달리 도금 처리되지 않은 부위를 통칭하는 개념으로 이해하면 족하다.
피막부와 구분되는 미도금부(143)에 의하여, 노치 구조바(141a) 및 노치 구분홈(141b)과 제2공진기 포스트(122) 사이에서 단락(short) 및 개방 결합되는 2개의 노치 특성을 구분 설계하는 것도 가능하다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100a)에서와 같이, 노치 구조바(141a) 및 노치 구분홈(141b)의 내측면에는 피막부가 형성되나, 노치 구조바(141a)가 연결되는 입력 포트홀(141) 주변부로만 미도금부(143)를 형성할 수 있고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100b)에서와 같이, 입력 포트홀(141) 및 노치 구조바(141a)를 모두 포함하도록 미도금부(143)를 형성하는 것도 가능하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 상면부 및 하면부 투영 사시도이고, 도 9는 도 8의 하우징의 일면 및 타면을 나타낸 투영 평면도이며, 도 10은 도 8의 구성 중 노치 구조바를 나타낸 단면도이고, 도 11은 도 10의 사시도이며, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 주파수 특성을 나타낸 그래프 및 그 회로 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100b)는, 도 8 내지 도 12에 참조된 바와 같이, 노치 구조바(141a)의 선단부에 노치 구분홈(141b)이 형성되지 않은 실시예로 정의될 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100b)는, 도 8 내지 도 11에 참조된 바와 같이, 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142) 중 어느 하나로부터 수평 방향으로 연장 형성되되, 인접 포스트인 제2공진기 포스트(122)의 저면과 평행되게 수평 연장 형성되고, 상술한 노치 구분홈(141b)이 형성되지 않음으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100a)에 비하여 노치 구조바(141a)의 선단과 제2공진기 포스트(122) 사이의 상대 이격거리가 더 클 수 있다.
여기서, 노치 구조바(141a)의 선단과 제2공진기 포스트(122) 사이의 크로스 커플링이 용이하게 구현되도록, 상술한 바와 같이, 노치 구조바(141a)의 선단은 제1공진 블록과 제2공진 블록을 구분하도록 형성된 격벽(132) 보다 더 제2공진기 포스트(122) 측으로 연장 형성됨이 바람직하다.
한편, 도 5 및 도 10에 참조된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예(도 5 참조) 및 다른 실시예(도 10 참조)에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터(100a,100b)는, 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)에 대응되는 공진블록에 해당하는 하우징(110)의 일면에 형성된 공진기 포스트인 대응 포스트의 깊이에 따라 전체 주파수의 높낮이가 보완될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들(100a,100b)의 경우, 하우징(110)에 노치 구조바(141a) 및 노치 구분홈(141b)의 구조물을 추가 형성함에 따라, 당초 설계된 전체 주파수가 올라가거나 내려가게 되는 바, 이와 같이 변경된 주파수는 대응 포스트인 제1공진기 포스트(121)의 깊이 형상 조절을 통해 보완할 수 있다.
보다 상세하게는, 대응 포스트인 제1공진기 포스트(121)의 깊이가 인접 포스트인 제2공진기 포스트(122)의 깊이를 기준으로 상대적으로 깊어지면, 대응 포스트인 제1공진기 포스트(121)와 인접 포스트인 제2공진기 포스트(122)의 깊이차만큼 전체 주파수가 내려가도록 보완될 수 있다.
반대로, 대응 포스트인 제1공진기 포스트(121)의 깊이가 인접 포스트인 제2공진기 포스트(122)의 깊이를 기준으로 상대적으로 얕아지면, 대응 포스트인 제1공진기 포스트(121)와 인접 포스트인 제2공진기 포스트(122)의 깊이차만큼 전체 주파수가 올라가도록 보완될 수 있다.
한편, 노치 구조바(141a)의 선단부에 노치 구분홈(141b)가 형성되지 않은 경우에는, 도 12에 참조된 바와 같이, 입력 포트홀(141)과 제2공진기 포스트(122) 사이의 L-커플링 구현에 따라 패스밴드 우측단에 L-노치(notch)가 형성됨으로써 주파수 특성이 강화될 수 있다.
이와 같이, 본 발명예에 따른 안테나용 세라믹 도파관 필터의 실시예들(100a,100b)은, 입력 포트홀(141) 또는 출력 포트홀(142)로부터 연장 형성된 노치 구조바(141a) 또는 노치 구분홈(141b)에 따라 상이한 커플링 구현이 가능하고, 공진기 포스트들(121 내지 126)의 구조 설계를 단순화할 수 있음은 물론, 하우징(110)의 내부에 추가 구조물의 삽입이 필요 없으므로 제품의 생산성 및 신뢰성을 크게 향상시키는 이점을 제공한다.
본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 실시예에 따라서는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
100,100a,100b: 세라믹 도파관 필터 110a,110b: 하우징
121 내지 126: 공진기 포스트 131: 이너 격벽
132: 아우터 격벽 141: 입력 포트홀
141a: 노치 구조바 141b: 노치 구분홈
142: 출력 포트홀
121 내지 126: 공진기 포스트 131: 이너 격벽
132: 아우터 격벽 141: 입력 포트홀
141a: 노치 구조바 141b: 노치 구분홈
142: 출력 포트홀
Claims (13)
- 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 이너 격벽에 의하여 일부가 구획되는 복수의 공진블록을 포함하는 하우징;
상기 하우징에 구비된 복수의 공진블록에 각각 구비되는 복수의 공진기 포스트에 의하여 각각 단일 공진기로써 기능하는 복수의 공진기; 및
상기 복수의 공진기 중 어느 하나에 신호를 입력하도록 입력 포트가 연결되는 입력 포트홀 및 상기 복수의 공진기 중 어느 하나로부터 신호가 출력되도록 출력 포트가 연결되는 출력 포트홀; 을 포함하고,
상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀 중 어느 하나는 상기 복수의 공진기 포스트 중 인접하게 배치된 공진기 포스트를 건너뛴 공진기 포스트를 향하여 연장된 노치 구조바가 상기 하우징에 일체로 가공 형성되며,
상기 노치 구조바와, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀은, 금속재질이 도금 피막된 피막부를 형성하는, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 1에 있어서,
상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀은, 상기 복수의 공진기 포스트가 형성된 상기 하우징의 일면과 반대되는 타면에 형성되고,
상기 노치 구조바는, 수평 방향으로 연장 형성된, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 1에 있어서,
상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀은, 상기 복수의 공진기 포스트가 형성된 상기 하우징의 일면과 반대되는 타면에 형성되고,
상기 노치 구조바는, 수평 방향으로 연장 형성되되, 상기 공진기 포스트의 저면과 평행되게 수평 연장 형성된, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 노치 구조바는, 상기 복수의 공진기 포스트가 형성된 상기 하우징의 일면과 반대되는 타면에서 홈 형상으로 절개 가공 형성되되, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀의 깊이보다 작게 가공 형성된, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 4에 있어서,
상기 노치 구조바의 선단부로부터 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀의 깊이보다 더 깊게 노치 구분홈이 더 가공 형성된, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 1에 있어서,
상기 노치 구조바가 형성된 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀에 대응되는 공진블록에 해당하는 상기 하우징의 일면에 형성된 공진기 포스트(이하, '대응 포스트'라 칭함) 및 상기 대응 포스트와 인접하는 공진기 포스트(이하, '인접 포스트'라 칭함) 사이는 상기 이너 격벽과 더불어 상기 하우징의 측벽에 형성된 아우터 격벽에 의하여 구획되는, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 5에 있어서,
상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀에 대응되는 공진블록에 해당하는 상기 하우징의 일면에 형성된 공진기 포스트(이하, '대응 포스트'라 칭함)의 깊이에 따라 전체 주파수의 높낮이가 보완되는, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 7에 있어서,
상기 대응 포스트의 깊이가 상기 대응 포스트와 인접하는 공진기 포스트(이하, '인접 포스트'라 칭함)의 깊이를 기준으로 상대적으로 깊어지면, 상기 대응 포스트와 상기 인접 포스트의 깊이차만큼 상기 전체 주파수가 내려가도록 보완되는, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 7에 있어서,
상기 대응 포스트의 깊이가 상기 대응 포스트와 인접하는 공진기 포스트(이하, '인접 포스트'라 칭함)의 깊이를 기준으로 상대적으로 얕아지면, 상기 대응 포스트와 상기 인접 포스트의 깊이차만큼 상기 전체 주파수가 올라가도록 보완되는, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 5에 있어서,
상기 노치 구분홈의 존부에 따라 주파수 필터링 시, 패스밴드의 좌측 또는 우측에 구현되는 노치의 종류가 상이한, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 노치 구조바는, 상기 입력 포트홀 또는 출력 포트홀과 상기 하우징의 외면에 도금 피막된 피막부와의 전기적인 쇼트를 방지하기 위하여 미도금부에 의하여 구획되는, 안테나용 세라믹 도파관 필터. - 청구항 5에 있어서,
상기 노치 구조바 및 상기 노치 구분홈의 선단은, 적어도 상기 복수의 공진기 포스트 중 인접하게 배치된 공진기 포스트(이하, '제1공진기 포스트'라 칭함)가 구비된 공진 블록(이하, '제1공진 블록'이라 칭함) 및 상기 제1공진기 포스트를 건너뛴 공진기 포스트(이하, '제2공진기 포스트'라 칭함)가 구비된 공진 블록(이하, '제2공진 블록'이라 칭함)을 상호 구획하는 격벽보다 더 멀리 상기 제2공진기 포스트 측으로 연장된, 안테나용 세라믹 도파관 필터.
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