KR19980070474A

KR19980070474A - 유전체 필터

Info

Publication number: KR19980070474A
Application number: KR1019980000663A
Authority: KR
Inventors: 미야모토히로후미
Original assignee: 무라따미치히로; 가부시끼가이샤무라따세이사꾸쇼
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1998-10-26
Also published as: US5945896A; DE69811748D1; JP3577921B2; DE69811748T2; JPH10256807A; TW365074B; EP0853349A1; EP0853349B1; KR100263025B1

Abstract

본 발명은, 유전체 블록의 외형형상과 치수를 변화시키지 않고도, 인접한 공진기홀들 사이에서 종래 장치와 비교하여 보다 강한 전자기 결합을 발생시킬 수 있는 유전체 필터 또는 유전체 듀플렉서에 관한 것이다. 공진기홀들은 유전체 블록의 대향하는 면을 관통하며, 대경공부(large-diameter hole section) 및 소경경부(small-diameter hole section)를 포함한다. 소경공부는 유전체 블록의 단락측 단면 근처에 형성될 수 있다. 대경공부와 소경공부는 서로로부터 이동된 그들의 축에 대해서 서로 접속된다. 대경공부의 반경 R, 상기한 소경공부의 반경 r 및 상기한 대경공부의 축과 상기한 소경공부의 축 사이의 이동(shift) 거리 P는, 관계식 R－r＜P＜R＋r을 만족한다.

Description

유전체 필터

본 발명은 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서에 관한 것으로, 보다 상세히하면 단일 유전체 블록에 다수의 유전체 공진기를 설치한 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서에 관한 것이다.

단일 유전체 블록에 다수의 유전체 공진기를 설치한 종래의 유전체 필터가 도 18에 도시되어 있다. 이 유전체 필터에서, 두 개의 공진기홀 32a, 32b는 유전체 블록 31의 대향하는 면 31a, 31b를 관통한다. 이 공진기홀 32a, 32b는 대경공부(large-diameter hole section) 42a, 42b 및 이 대경공부 42a, 42b에 접속하는 소경공부(small-diameter hole section) 43a, 43b를 구비한다. 소경공부 43a, 43b의 축은, 대경공부 42a, 42b의 축에 대해서 편심적으로 이동한다. 다시 말해, 도 19에 도시된 바와 같이, 대경공부 42a, 42b의 반경을 R, 소경공부 43a, 43b의 반경을 r, 대경공부 42a, 42b의 축과 소경공부 43a, 43b의 축 사이의 각 이동(shift) 거리를 P로 나타내어(도 19 참조), P가 0＜P≤R－r로 한정된 범위 내에서, 대경공부 42a, 42b의 축에 대해 소경공부 43a, 43b의 축이 거리 P만큼 이동된다.

유전체 블록 31의 거의 모든 외면에는 외부도체 34가 형성된다. 한 쌍의 입출력전극 35는 유전체 블록 31의 외면에 형성된다. 이 전극 35는 외부도체 34와의 사이에 거리를 두었기 때문에, 이 외부도체 34와 전기적으로 접속되지 않는다. 공진기홀 32a, 32b의 거의 모든 내면에는 내부도체 33이 형성된다. 대경공부 42a, 42b의 개구부 내로 연장하는 내부도체 33과 외부도체 34의 부분 사이에 갭 38을 설치한다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 유전체 필터에서, 도 19에 도시된 바와 같이, 소경공부 43a와 43b 사이의 축간 거리 d1을, 대경공부 42a와 42b 사이의 축간 거리 d2 보다 길게 설정할 때, 공진기홀 32a와 32b 사이의 전자기 결합이 용량성 결합이 된다. 반대로, 소경공부 43a와 43b 사이의 축간 거리 d1을, 대경공부 42a와 42b 사이의 축간 거리 d2 보다 짧게 설정할 때, 공진기홀 32a와 32b 사이의 전자기 결합은 유도성 결합이다. 소경공부 43a와 43b 사이의 축간 거리 d1을 변화시켜, 공진기홀 32a와 32b 사이의 전자기 결합도를 원하는 강도로 설정한다.

그러나, 종래의 유전체 필터에서는, 소경공부 43a와 43b의 축들이 대경공부 42a와 42b의 축들에 대해서, 0＜P≤R－r의 범위에서만 편심적으로 이동하므로, 소경공부 43a와 43b 사이의 축간 거리 d1을 변화시킬 수 있는 범위가 좁다. 그러므로, 인접한 공진기홀 32a와 32b 사이의 전자기 결합도의 강도를 넓은 범위로 변화시킬 수 없다. 그 결과, 인접한 공진기홀 32a와 32b 사이에 강한 전자기 결합이 필요한 경우에는, 유전체 블록 31의 외형형상과 치수를 변화시킬 필요가 있다.

따라서, 유전체 블록의 외형형상과 치수를 변화시키지 않고, 인접한 공진기홀들 사이에 강한 전자기 결합을 설정할 수 있는 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서를 제공할 필요가 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 유전체 블록, 상기 유전체 블록 내부에 설치된 다수의 공진기홀, 상기 다수의 공진기홀의 내면에 설치된 내부도체, 및 상기 유전체 블록의 외면에 형성된 외부도체를 포함하는 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서를 제공한다. 다수의 공진기홀 중의 적어도 하나는 대경공부와 상기 대경공부에 접속된 소경공부를 구비한다. 상기 대경공부의 축은 상기 소경공부의 축에 대해서 이동하여 굴곡형상의 홀을 형성하며, 상기 대경공부의 반경 R, 상기 소경공부의 반경 r 및 상기 대경공부의 축과 상기 소경공부의 축 사이의 이동거리 P는, 관계식 R－r＜P＜R＋r을 만족하는 특징이 있다.

상기한 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서에서, 굴곡형상의 다수의 공진기홀을 서로 인접하게 형성할 수 있으며, 이 인접한 공진기홀들에서의 소경공부상호간의 축간 거리를 대경공부 상호간의 축간 거리 보다 길게, 짧게, 또는 동일하게 설정할 수 있다.

본 발명의 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서에 따르면, 소경공부 상호간의 축간 거리, 또는 대경공부 상호간의 축간 거리의 변화 범위가, 종래 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서와 비교하여 넓다. 그러므로, 인접한 공진기홀 상호간에 강한 전자기 결합이 필요한 경우에, 유전체 필터의 외형형상 또는 치수를 변화시킬 필요가 없게 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 구현예에 따른 유전체 필터의 외관 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 유전체 필터의 개방측 단면을 도시한다.

도 3은 도 1에 도시된 유전체 필터의 감쇠특성을 도시하는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 제 2 구현예에 따른 유전체 필터를 도시한다.

도 5는 도 4에 도시된 유전체 필터의 감쇠특성을 도시하는 그래프이다.

도 6은 본 발명의 제 3 구현예에 따른 유전체 필터를 도시한다.

도 7은 본 발명의 제 4 구현예에 따른 유전체 필터의 외관 사시도이다.

도 8은 도 7에 도시된 유전체 필터의 개방측 단면을 도시한다.

도 9는 도 7에 도시된 유전체 필터의 감쇠특성을 도시하는 그래프이다.

도 10은 본 발명의 제 5 구현예에 따른 유전체 듀플렉서의 외관 사시도이다.

도 11은 도 10에 도시된 유전체 듀플렉서의 단락측 단면을 도시한다.

도 12는 도 11에 도시된 유전체 듀플렉서의 평면도이다.

도 13은 본 발명의 제 6 구현예에 따른 유전체 필터의 단면도이다.

도 14는 본 발명의 제 7 구현예에 따른 유전체 필터의 수평의 단면부를 도시한다.

도 15는 본 발명의 제 8 구현예에 따른 유전체 필터의 단면도이다.

도 16은 본 발명의 제 9 구현예에 따른 유전체 필터의 수평의 단면부를 도시한다.

도 17은 본 발명의 제 10 구현예에 따른 유전체 필터의 외관 사시도이다.

도 18은 종래 유전체 필터의 외관 사시도이다.

도 19는 도 18에 도시된 유전체 필터를 개방측 단면으로부터 바라본 단면도이다.

도면의 주요 부호에 대한 설명

1 : 유전체 블록 2a∼2h : 공진기홀

3 : 내부도체 4 : 외부도체

22a∼22h : 대경공부 23a∼23h : 소경공부

51 : 유전체 블록 52a∼52g : 공진기홀

53 : 내부도체 54 : 외부도체

62a∼62g : 대경공부 63a∼63g : 소경공부

d1, d3, d5, d11, d12, d13 : 소경공부들 상호간의 축간 거리

d2, d4, d6, d14, d15, d16 : 대경공부들 상호간의 축간 거리

P : 대경공부의 축과 소경공부의 축과의 이동거리

이하, 본 발명에의 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서의 구현예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1 구현예(도 1∼도 3)

제 1 구현예에 따른 유전체 필터에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유전체 블록 1의 대향하는 면 1a, 1b를 관통하는 두 개의 공진기홀 2a, 2b가 형성된다. 이 공진기홀 2a, 2b는, 횡단면이 원형인 대경공부 22a, 22b 및 이 대경공부 22a, 22b에 접속되며 횡단면이 원형인 소경공부 23a, 23b를 포함한다. 소경공부 23a, 23b는, 그 축이 대경공부 22a, 22b의 축에 대해 서로 멀리 떨어진 방향으로 편심적으로 이동하게 되어, 서로 간격을 두고 위치된다. 대경공부 22a, 22b의 반경을 R, 소경공부 23a, 23b의 반경을 r, 대경공부 22a, 22b의 축과 소경공부 23a, 23b의 축 사이의 이동거리를 P로 나타내어(도 2 참조), 관계식 R－r＜P＜R＋r로 한정된 범위에서, 소경공부 23a, 23b의 축이 대경공부 22a, 22b의 축으로부터 거리를 두고 떨어져서 편심적으로 이동된다. 그러므로, 공진기홀 2a, 2b는 굴곡형상으로 형성된다. 소경공부 23a와 23b 사이의 축간 거리 d1은, 대경공부 22a와 22b 사이의 축간 거리 d2 보다 길며, 또한 축간 거리 d1은 도 15에 도시된 종래의 유전체 필터의 소경공부들 상호간의 축간 거리보다 길게 설정된다.

유전체 블록 1의 외면에는, 외부도체 4 및 한 쌍의 입출력전극 5가 형성된다. 한 쌍의 입출력전극 5는 외부도체 4와의 사이에 거리를 두기 때문에, 외부도체 4에 전기적으로 접속되지 않는다. 외부도체 4는, 입출력전극 5의 형성영역과 대경공부 22a, 22b의 개구면 1a(이하, 개방측 단면 1a라 한다)를 제외한 거의 모든 외면에 형성된다. 공진기홀 2a, 2b의 내주 전면에는 내부도체 3이 형성된다. 내부도체 3은, 개방측 단면 1a에서 외부도체 4로부터 전기적으로 개방(분리)되며, 소경공부 23a, 23b의 개구면 1b(이하, 단락측 단면 1b라 한다)에서 외부도체 4에 전기적으로 단락(접속)된다. 공진기홀 2a, 2b의 축 길이는 λ/4(λ는 공진기홀 2a, 2b 각각에 형성된 공진기의 중심 파장을 나타낸다)로 설정된다. 공진기홀 2a, 2b에서의 내부도체 3과 입출력전극 5와의 사이에는, 외부 결합용량이 발생한다.

이런 구성의 유전체 필터에서, 개방측 단면 1a측에서, 공진기홀 2a와 2b의 대경공부 22a와 22b 사이의 축간 거리 d2를 고정하므로, 종래 유전체 필터와 비교하여 양 공진기홀 2a와 2b 사이를 결합하는 전계 결합 에너지의 양을 변화시키기가 어렵다. 그러나, 단락측 단면 1b측에서, 소경공부 23a와 23b 사이의 축간 거리 d1을, 대경공부 22a와 22b 사이의 축간 거리 d2 보다 길게 설정하므로, 자계 결합 에너지의 양이 감소되며, 용량성 결합도가 증가한다. 또한, 소경공부 23a와 23b 사이의 축간 거리 d1을, 도 15에 도시된 종래의 유전체 필터와 비교하여 길게 설정하므로, 강한 용량성 결합을 얻게 되며, 공진기홀 2a, 2b 각각에 형성된 두 개의 공진기는 강하게 용량성 결합된다. 그러므로, 유전체 블록 1의 외형형상과 치수를 변화시키지 않고도, 강한 용량성 결합을 갖은 유전체 필터를 얻게 된다.

일반적으로, 다수의 유전체 공진기를 결합하는 유전체 필터에서, 인접한 공진기들 사이의 결합이 용량성 결합인 경우에는, 통과대역의 저주파측에서 한 개의 감쇠극 GL을 얻게 된다. 이 저주파측의 감쇠극 GL은, 용량성 결합을 보다 강하게 하는 저주파측으로 이동한다. 그러므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 구현예에 따른 유전체 필터의 통과대역의 저주파측에서의 감쇠극 GL(실선 11 참조)은, 도 15에 도시된 종래 유전체 필터의 감쇠극 GL(점선 12 참조) 보다 더 낮은 저주파측에 형성된다. 따라서, 제 1 구현예에 따른 유전체 필터의 통과대역은 종래 유전체 필터에 비해 광범위하게 된다.

제 2 구현예(도 4 및 도 5)

도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 구현예에 따른 유전체 필터는, 소경공부 23a와 23b 사이의 축간 거리 d1이, 대경공부 22a와 22b 사이의 축간 거리 d2 보다 짧으며, 종래 유전체 필터의 소경공부들 상호간의 축간 거리와 비교하여 짧게 설정된다는 것을 제외하고는 상기 제 1 구현예에 따른 유전체 필터와 동일한 구조를 갖는다.

이런 구성의 유전체 필터에서, 개방측 단면 1a측에서, 공진기홀 2a와 2b의 대경공부 22a와 22b 사이의 축간 거리 d2를 고정하므로, 양 공진기홀 2a와 2b 사이의 결합에 관련된 전계 에너지의 양을 종래 유전체 필터와 비교하여 변화시키기가 어렵다. 그러나, 단락측 단면 1b측에서, 소경공부 23a와 23b 사이의 축간 거리 d1을, 대경공부 22a와 22b 사이의 축간 거리 d2 보다 짧게 설정하므로, 결합에 관련된 자계 에너지의 양이 증가하게 되어, 유도성 결합도가 증가한다. 또한, 소경공부 23a와 23b 사이의 축간 거리 d1을, 종래 유전체 필터와 비교하여 짧게 설정하므로, 강한 유도성 결합을 얻게 되어, 공진기홀 2a, 2b 각각에 형성된 두 개의 공진기는 강하게 유도성 결합된다. 그러므로, 유전체 블록 1의 외형형상과 치수를 변화시키지 않고도, 강한 유도성 결합을 갖은 유전체 필터를 얻는다.

일반적으로, 다수의 유전체 공진기를 결합하는 유전체 필터에서, 인접한 공진기들 사이의 결합이 유도성 결합인 경우에는, 통과대역의 고주파측에서 한 개의 감쇠극 GH를 얻게 된다. 이 감쇠극 GH는, 유도성 결합을 보다 강하게 하는 고주파측으로 이동한다. 그러므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 구현예에 따른 유전체 필터의 고주파측의 감쇠극 GH(실선 13 참조)는, 종래 유전체 필터의 고주파측의 감쇠극 GH(점선 14 참조) 보다 높은 고주파측에 형성된다. 따라서, 제 2 구현예에 따른 유전체 필터의 통과대역은 종래 유전체 필터에 비해 보다 광범위하게 된다.

제 3 구현예(도 6)

도 6에 도시된 바와 같이, 제 3 구현예에 따른 유전체 필터는, 소경공부 23a와 23b 사이의 축간 거리 d1이, 대경공부 22a와 22b 사이의 축간 거리 d2와 동일하게 설정된다는 것을 제외하고는 상기 제 1 구현예에 따른 유전체 필터와 동일한 구조를 갖는다. 이 유전체 필터는, 전자기 결합도의 설계에서 보다 높은 자유도를 제공한다.

제 4 구현예(도 7 및 도 8)

도 7에 도시된 바와 같이, 제 4 구현예에 따른 유전체 필터에는, 유전체 블록 1의 개방측 단면 1a 및 단락측 단면 1b를 관통하는 세 개의 공진기홀 2a, 2b, 2c가 일렬로 형성된다. 이 공진기홀 2a, 2b, 2c는, 횡단면이 원형인 대경공부 22a, 22b, 22c 및 이 대경공부 22a, 22b, 22c에 접속되며 횡단면이 원형인 소경공부 23a, 23b, 23c를 포함한다. 소경공부 23a, 23b, 23c의 축은, 대경공부 22a, 22b, 22c의 축에 대해 편심적으로 이동된다. 다시 말해, 대경공부 22a, 22b, 22c의 반경을 R, 소경공부 23a, 23b, 23c의 반경을 r, 대경공부 22a, 22b, 22c의 축과 소경공부 23a, 23b, 23c의 축 사이의 이동거리를 P로 나타내어(도 8 참조), 관계식 R－r＜P＜R＋r의 범위에서, 대경공부 22a, 22b, 22c의 축을 기준으로 소경공부 23a, 23b, 23c의 축이 편심된다. 그러므로, 공진기홀 2a, 2b, 2c는 굴곡형상으로 형성된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 소경공부 23a, 23b, 23c 사이의 축간 거리 d3는, 대경공부 22a, 22b, 22c 사이의 축간 거리 d4 보다 짧게 설장되며, 종래 유전체 필터의 소경공부들 상호간의 축간 거리보다 짧게 설정된다. 소경공부 23b와 23c 사이의 축간 거리 d5는 대경공부 22b와 22c 사이의 축간 거리 d6 보다 길게 설정되며, 종래의 유전체 필터와 비교하여 길게 설정된다.

이런 구성의 유전체 필터에서, 공진기홀 2a, 2c에 형성된 두 개의 공진기들 사이의 결합은 강한 유도성 결합이 되며, 공진기홀 2b, 2c에 형성된 공지기들 사이의 결합은 강한 용량성 결합이 된다. 그러므로, 도 9에 도시된 바와 같이, 필터의 감쇠 특성은 통과대역의 저주파측에서의 하나의 감쇠극 GL과 통과대역의 고주파측에서의 하나의 감쇠극 GH를 갖는다. 따라서, 소경공부 23a와 23c 사이의 축간 거리 d3를 보다 짧게 하며, 소경공부 23b와 23c 사이의 축간 거리 d5를 보다 길게 함으로써, 통과대역의 폭이 한층 더 넓어진다.

제 5 구현예(도 10∼도 12)

제 5 구현예는 자동차 전화, 휴대전화 등의 이동통신 기구에 사용할 수 있는 유전체 듀플렉서에 대해서 설명한다. 도 10은 단면 51a측으로부터 바라본 유전체 듀플렉서의 외관 사시도로, 위에서 바라본 면이 실장면(저면) 51c를 나타낸다. 도 11은 단면 51b측으로부터 바라본 도면으로, 도면의 바닥면이 실장면 51c를 나타낸다. 도 12는 도 11에 도시된 유전체 듀플렉서의 평면도이다.

이 유전체 듀플렉서에는, 실질적으로 평행육면체 형상을 갖은 유전체 블록 51의 대향하는 한 쌍의 단면 51a, 51b를 관통하는 일곱 개의 공진기홀 52a∼52g가 일렬로 형성된다. 공진기홀 52a와 52b 사이, 공진기홀 52c와 52d 사이 및 공진기홀 52f와 52g 사이 각각에는, 외부 결합홀 55a, 55b, 55c 및 접지홀 56a, 56b, 56c가 형성된다.

이 공진기홀 52a∼52g는, 횡단면이 원형인 대경공부 62a∼62g 및 이 대경공부 62a∼62g에 접속되며 횡단면이 원형인 소경공부 63a∼63g를 포함한다. 소경공부 63c∼63f의 축은, 대경공부 62c∼62f의 축에 대해 편심적으로 이동된다. 각 대경공부 62c∼62f의 반경을 R, 각 소경공부 63c∼63f의 반경을 r, 각 대경공부 62c∼62f의 축과 소경공부 63c∼63f의 축 사이의 이동거리를 P로 나타내어(도 12 참조), 관계식 R－r＜P＜R＋r로 한정된 범위에서, 소경공부 63c∼63f의 축이 대경공부 62c∼62f의 축으로부터 거리를 두고 떨어져서 이동된다. 그러므로, 공진기홀 52c∼52f는 굴곡형상으로 형성된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 소경공부 63b와 63c 사이의 축간 거리 d11은, 대경공부 62b와 62c 사이의 축간 거리 d14 보다 짧게 설정되며, 종래 유전체 필터의 소경공부들 상호간의 축간 거리보다 짧게 설정된다. 소경공부 63d와 63e 사이의 축간 거리 d12는 대경공부 62d와 62e 사이의 축간 거리 d15 보다 길게 설정되며, 종래의 유전체 필터의 소경공부들 상호간의 축간 거리보다 길게 설정된다. 소경공부 63e와 63f 사이의 축간 거리 d13는 대경공부 62e와 62f 사이의 축간 거리 d16과 동일하게 설정되며, 종래의 유전체 필터의 소경공부들 상호간의 축간 거리와 동일하게 설정된다.

유전체 블록 51의 거의 모든 외면은 외부도체 54로 덮여 있다. 입출력전극으로 작용하는 송신전극 Tx와 수신전극 Rx 및 안테나 전극 ANT는, 그들 주위에 거리를 두면서 유전체 블록 51 상에 형성되므로, 이 전극들은 외부도체 54에 전기적으로 접속되지 않는다. 이 입출력전극들은 실장면 51c부터 단면 51b까지 뻗어있다.

각 공진기홀 52a∼52g의 거의 모든 내주면에는 내부도체 53(도 10 참조)이 형성된다. 내부도체 53과 외부도체 54 사이에서 대경공부 62a∼62g의 개구부에서 연장하는 비도체부(non-conducting portion) 58이 형성된다. 이 비도체부 58이 설치된 대경공부 62a∼62g의 개구부를 갖은 단면 51a가 개방측 단면이 되며, 소경공부 63a∼63g의 개구부를 갖은 단면 51b가 단락측 단면이 된다. 내부도체 53은 개방측 단면 51a에서 외부도체 54로부터 전기적으로 개방(분리)되며, 단락측 단면 51b 에서 외부도체 54에 전기적으로 단락(접속)된다. 공진기홀 52a∼52g의 축 길이는 λ/4(λ는 공진기홀 52a∼52g 각각에 형성된 공진기의 중심 파장을 나타낸다)로 설정된다.

외부 결합홀 55a, 55b, 55c 및 접지홀 56a, 56b, 56c의 내주 전면에는, 내부도체 53이 형성된다. 외부 결합홀 55a, 55b 및 55c는 단락측 단면 51b에서, 송신전극 Tx, 안테나 전극 ANT 및 수신전극 Rx에 접속되며, 외부도체 54로부터 전기적으로 분리된다. 다시 말해, 외부 결합홀 55a, 55b, 55c의 내부도체 53은 개방측 단면 51a에서 외부도체 54에 전기적으로 접속된다.

다시 말해, 접지홀 56a∼56c는, 각 외부 결합홀 55a∼55c의 근방에서 평행하게 설치된다. 접지홀 56a∼56c의 내부도체들은 개방측 단면 51a 및 단락측 단면 51b에서 외부도체 54에 전기적으로 접속된다. 접지홀 56a∼56c의 형성위치, 형상, 치수를 변화시켜, 각 외부 결합홀 55a∼55c의 자기용량을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 그러므로, 외부결합을 변화시킬 수 있게 되어, 적합한 외부결합을 얻게 된다. 외부 결합홀 55a∼55c의 자기용량은, 각 외부 결합홀 55a∼55c의 내부도체 53과 접지도체(외부도체 54 및 각 접지홀 56a∼56c의 내부도체 53) 사이에 발생하는 용량이다.

이 유전체 듀플렉서는, 공진기홀 52b, 52c로 형성된 두 개의 공진기를 구비한 송신필터(대역 필터), 공진기홀 52d, 52e, 52f로 형성된 세 개의 공진기를 구비한 수신필터(대역 필터) 및 양측에 위치된 공진기홀 52a, 52g로 형성된 공진기를 구비한 두 개의 트랩(대역소거 필터)으로 구성된다. 외부 결합홀 55a와 이와 인접한 공진기홀 52a, 52b, 외부 결합홀 55b와 이와 인접한 공진기홀 52c, 52d 및 외부 결합홀 55c와 이와 인접한 공진기홀 52f, 52g 각각은 서로 전자기적 결합을 한다. 이 전자기 결합으로 외부결합을 얻게 된다.

상술한 유전체 듀플렉서에서, 송신회로(도면에 도시되지 않음)로부터 송신전극 Tx까지의 송신신호는, 공진기홀 52b, 52c를 구비한 송신필터를 지나 안테나 전극 ANT에서 출력되며, 안테나 전극 ANAT로부터의 수신신호는 공진기홀 52d, 52e, 52f를 구비한 수신필터와 수신전극 Rx를 지나 수신회로(도면에 도시되지 않음)에서 출력된다. 공진기홀 52b, 52c로 형성된 두 개의 공진기들 사이의 결합은 강한 유도성 결합이며, 공진기홀 52d, 52e에 형성된 두 개의 공진기들 사이의 결합은 강한 용량성 결합이다. 그러므로, 유전체 블록 51의 외형형상과 치수를 변화시키지 않고도, 한층 더 강한 용량성 결합 또는 유도성 결합을 갖은 유전체 듀플렉서를 얻는다.

공진기홀 52e, 52f의 소경공부 63e와 63f 사이의 축간 거리 d13이 대경공부 62e와 62f 사이의 축간 거리 d16과 동일하게 설정될 때, 공진기홀 52e, 52f로 형성된 두 개의 공진기들 사이의 전자기 결합도가 일정하게 유지되므로, 유전체 듀플렉서의 설계시에 자유도를 한층 더 높일 수 있다.

또한, 통과대역의 저주파측(또는 고주파측)에 형성된 감쇠극을, 저주파 방향(또는 고주파 방향)으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 감쇠 특성이 급격한 고성능의 소형인 유전체 듀플렉서의 통과대역을 용이하게 광범위하게 할 수 있다.

또 다른 구현예들

본 발명에 따른 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서는 상술한 구현예들로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변화될 수 있다.

제 6 구현예에 따르면, 예를 들면, 도 13에 도시된 바와 같이, 유전체 블록 1에 네 개의 공진기홀 2a, 2b, 2c, 2d를 설치할 수 있다. 이 경우에, 대경공부 22a∼22d의 반경을 R, 소경공부 23a∼23d의 반경을 r, 대경공부 22a∼22d의 축과 소경공부 23a∼23d의 축 사이의 이동거리를 P로 나타내어, 공진기홀 2a, 2c는, 0＜P≤R－r로 한정된 범위에서, 소경공부 23a, 23c의 축이 대경공부 22a, 22c의 축으로부터 거리를 두고 이동하게 형성된다. 공진기홀 2b, 2d는, R－r＜P＜R＋r로 한정된 범위에서, 소경공부 23b, 23d의 축이 대경공부 22b, 22d의 축으로부터 거리를 두고 이동하게 형성된다.

각 공진기홀 2a와 2c에 형성된 두 개의 공진기들 사이의 결합은 강한 유도성 결합이며, 각 공진기홀 2c와 2d에 형성된 두 개의 공진기들 사이의 결합은 강한 용량성 결합이다. 공진기홀 2b와 2d에 형성된 두 개의 공진기들은 공진기홀 2a와 2c 사이의 유도성 결합 보다 강한 유도성 결합을 한다. 그러므로, 유전체 필터에서의 전자기 결합의 설계시에 자유도를 한층 더 높일 수 있으며, 대역필터 및 듀플렉서를 용이하게 설계할 수 있다. 공진기홀을 다섯 개 설치할 수 있다.

공진기홀의 축길이는 λ/4로만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 λ/2도 될 수 있다. 이 경우에, 공진기홀의 양 개구면은 단락측 단면 또는 개방측 단면이 될 필요가 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제 7 구현예에서, 공진기홀 2a, 2b의 대경공부 22a, 22b와 소경공부 23a, 23b 사이에 경계 단차부(step section) 24a, 24b가 축방향으로 동일한 위치에 설치될 필요는 없으며, 공진기홀 2a, 2b의 축방향으로 서로 다른 위치에 설치될 수 있다.

도 15에 도시된 제 8 구현예로 알 수 있는 바와 같이, 공진기홀 2e, 2f의 대경공부 22e, 22f 및 소경공부 23e, 23f의 형상은, 횡단면이 원형 뿐만 아니라 직사각형이 될 수도 있다.

도 16에 도시된 제 9 구현예로 알 수 있는 바와 같이, 공진기홀 2g, 2h의 대경공부 22g, 22h 및 소경공부 23g, 23h는, 대경공부 22g가 개방측 단면 1a 근처에, 소경공부 23g가 단락측 단면 1b 근처에 위치되며, 또는 소경공부 23h가 개방측 단면 1a 근처에, 대경공부 2h가 단락측 단면 1b 근처에 위치되게 형성될 수 있다.

제 10 구현예에 따른 유전체 필터를 도 17에 도시된 바와 같이 형성할 수 있다. 이 유전체 필터에서, 유전체 블록 1의 거의 모든 외면에 외부도체 4가 형성된다. 유전체 블록 1의 외면에 한쌍의 입출력전극 5가 형성된다. 한 쌍의 입출력전극 5는 외부도체 4와의 사이에 거리를 두기 때문에, 외부도체 4에 전기적으로 접속되지 않는다. 공진기홀 2a, 2b의 거의 모든 내주면에 내부도체 3이 형성된다. 외부도체 4의 부분과 내부도체 3과의 사이에서 대경공부 22a와 22b의 개구부로 연장하는 갭 8을 설치한다. 이 갭 8이 설치된 대경공부 22a와 22b에 인접한 개방면이 개방측 단면 1a가 되며, 소경공부 23a와 23b에 인접한 개방면이 단락측 단면 1b가 된다. 공진기홀 2a, 2b의 내부도체 3의 축길이는 λ/4로 설정된다.

유전체 필터 및 유전체 듀플렉서는 내경이 일정한 공진기홀을 포함할 수 있다. 유전체 필터는, 결합도를 대폭 변화시키기 위해서 유전체 블록에 결합홈을 설치하는 등의 또 다른 전자기 결합구조로 구성될 수 있다.

상기 구현예들에서, 일반적으로 공진기홀에서 개방측 단면 근처에 대경공부를, 단락측 단면 근처에 소경공부를 형성한다. 공진기홀의 구조는 이 구조로만 한정되는 것은 아니다. 단락측 단면 근처에 대경공부를 형성하는 구조로 공진기홀을 구성할 수 있게 되어, 개방측 단면 근처에 형성된 소경공부들 상호간의 축간 거리가 변화된다. 이 경우에, 인접한 공진기홀들 사이의 결합관계는 상술한 구현예들과는 반대이다. 다시 말해, 소경공부들 상호간의 축간 거리를 짧게 함에 따라, 용량성 결합도가 점차적으로 강하게 되며, 소경공부들 상호간의 축간 거리를 길게 함에 따라, 유도성 결합이 강하게 된다.

상기 구현예들의 유전체 필터에서는, 유전체 블록의 외면에 한 쌍의 입출력전극을 형성함에 따라 입출력 결합이 이루어진다. 그러나, 입출력전극 대신에, 수지핀을 외부회로에 유전체 필터를 접속하기 위해 사용할 수 있다.

상기 구현예들에서, 소정의 피치에 배치된 대경공부의 축을 기준으로 하여 소경공부의 축을 이동시킨다. 그러나, 그 대신에, 소정의 피치에 배치된 소경공부의 축을 기준으로 하여 대경공부의 축을 이동시킬 수 있다.

상기 구현예들에서, 공진기홀의 대경공부 및 소경공부의 축들이 일직선으로 배열된다. 그러나, 대신에, 대경공부의 축과 소경공부의 축을, 예를 들면 유전체 필터의 높이 방향으로 서로 다른 위치에서 지그재그 형태로 배치할 수 있다.

이상의 설명으로 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공진기홀의 대경공부의 반경을 R, 소경공부의 반경을 r, 상기 대경공부의 축과 상기 소경공부의 축 사이의 이동거리를 P로 나타내어, 관계식 R－r＜P＜R＋r의 범위에서, 소경공부의 축들이 대경공부의 축들에 대해 이동하므로, 유전체 블록의 외형형상과 치수를 변화시키지 않고도, 공진기홀들 상호간의 전자기 결합을 종래의 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서 보다 강하게 할 수 있다. 또한, 통과대역의 저주파측(또는 고주파측)에 형성된 감쇠극을 저주파 방향(또는 고주파 방향)으로 이동시킬 수 있다. 감쇠특성이 급격한 고성능의 소형 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서를 광범위한 통과대역을 이루면서 용이하게 제조할 수 있다.

이제까지, 본 발명은, 본 발명의 구현예들을 참조로 하여 특정하게 도시하고 기술하였지만, 당업자들은, 본 발명이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형될 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims

유전체 블록;

상기한 유전체 블록 내부에 설치된 다수의 공진기홀;

상기한 다수의 공진기홀의 내면에 설치된 내부도체; 및

상기한 유전체 블록의 외면에 형성된 외부도체를 포함하는 유전체 필터로서,

상기한 다수의 공진기홀 중의 적어도 하나는, 축이 있는 대경공부(large-diameter hole section) 및 상기한 대경공부에 접속된 축이 있는 소경공부(small-diameter hole section)를 구비하며,

상기한 대경공부의 축은 상기한 소경공부의 축으로부터 이동(shift) 거리 P만큼 이동하여, 굴곡형상의 홀을 형성하며,

상기한 대경공부의 반경 R, 상기한 소경공부의 반경 r 및 상기한 대경공부의 축과 상기한 소경공부의 축 사이의 이동거리 P는, 관계식 R－r＜P＜R＋r을 만족함을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1항에 있어서, 인접한 굴곡형상의 공진기홀을 한 쌍 포함하며, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 소경공부 상호간의 축간 거리를, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 대경공부 상호간의 축간 거리 보다 길게 설정함을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1항에 있어서, 인접한 굴곡형상의 공진기홀을 한 쌍 포함하며, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 소경공부 상호간의 축간 거리를, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 대경공부 상호간의 축간 거리 보다 짧게 설정함을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1항에 있어서, 인접한 굴곡형상의 공진기홀을 한 쌍 포함하며, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 소경공부 상호간의 축간 거리를, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 대경공부 상호간의 축간 거리와 동일하게 설정함을 특징으로 하는 유전체 필터.
유전체 블록;

상기한 유전체 블록 내부에, 적어도 제 1 및 제 2 필터를 구비한 듀플렉서를 설치하기 위해 형성된 제 1 및 제 2의 다수의 공진기홀;

상기한 제 1 및 제 2의 다수의 공진기홀의 내면에 설치된 내부도체; 및

상기한 유전체 블록의 외면에 형성된 외부도체를 포함하는 유전체 듀플렉서로서,

상기한 제 1 및 제 2의 다수의 공진기홀 중의 적어도 하나의 공진기홀은, 축이 있는 대경공부 및 상기한 대경공부에 접속된 축이 있는 소경공부를 구비하며,

상기한 대경공부의 축은 상기한 소경공부의 축으로부터 이동거리 P만큼 이동하여, 굴곡형상의 홀을 형성하며,

상기한 대경공부의 반경 R, 상기한 소경공부의 반경 r 및 상기한 대경공부의 축과 상기한 소경공부의 축 사이의 이동거리 P는, 관계식 R－r＜P＜R＋r을 만족함을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.
제 5항에 있어서, 굴곡형상의 한 쌍의 공진기홀을 서로 인접하게 형성하며, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 소경공부 상호간의 축간 거리를, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 대경공부 상호간의 축간 거리 보다 길게 설정함을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.
제 5항에 있어서, 굴곡형상의 한 쌍의 공진기홀을 서로 인접하게 형성하며, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 소경공부 상호간의 축간 거리를, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 대경공부 상호간의 축간 거리 보다 짧게 설정함을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.
제 5항에 있어서, 굴곡형상의 한 쌍의 공진기홀을 서로 인접하게 형성하며, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 소경공부 상호간의 축간 거리를, 상기한 인접한 한 쌍의 공진기홀에서의 대경공부 상호간의 축간 거리와 동일하게 설정함을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.
제 2항에 있어서, 인접한 굴곡형상의 다른 쌍의 공진기홀을 포함하며, 상기한 인접한 다른 쌍의 공진기홀에서의 소경공부 상호간의 축간 거리를, 첫 번째로 언급한 상기한 인접한 공진기홀쌍의 대경공부 상호간의 축간 거리 보다 짧게 설정함을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 6항에 있어서, 인접한 굴곡형상의 다른 쌍의 공진기홀을 포함하며, 상기한 인접한 다른 쌍의 공진기홀들에서의 소경공부 상호간의 축간 거리를, 첫 번째로 언급한 상기한 인접한 공진기홀쌍의 대경공부 상호간의 축간 거리 보다 짧게 설정함을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 1항에 있어서, 상기한 유전체 블록에는, 상기한 공진기홀의 내부도체에 인접한 상기한 외부도체와 실질적으로 분리된 개방측 단면이 있으며, 상기한 대경공부는 상기한 개방측 단면에 배치됨을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 1항에 있어서, 상기한 다수의 공진기홀 중의 적어도 하나는, 상기한 공진기홀의 내부도체와 상기한 외부도체와의 사이에 형성된 갭(gap)에 의해 개방측 단면을 구비하며, 상기한 갭은 상기한 적어도 하나의 공진기홀의 대경공부에 형성됨을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 5항에 있어서, 상기한 다수의 공진기홀 중의 적어도 하나는, 상기한 공진기홀의 내부도체와 상기한 외부도체와의 사이에 형성된 갭에 의해 개방측 단면을 구비하며, 상기한 갭은 상기한 적어도 하나의 공진기홀의 대경공부에 형성됨을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 1항에 있어서, 굴곡형상의 공진기홀을 한 쌍 포함하며, 상기한 한쌍의 공진기홀의 각 대경공부와 소경공부와의 사이에는 경계가 형성되며, 상기한 각 경계는 상기한 한 쌍의 공진기홀의 해당하는 각 축을 따라서 서로 다른 위치에 배치됨을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 1항에 있어서, 굴곡형상의 공진기홀을 한 쌍 포함하며, 상기한 한 쌍의 공진기홀의 대경공부가 서로 다른 형상임을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 15항에 있어서, 상기한 한 쌍의 공진기홀의 소경공부가 서로 다른 형상임을 특징으로 하는 유전체 공진기.
제 1항에 있어서, 굴곡형상의 공진기홀을 한 쌍 포함하며, 상기한 한 쌍의 공진기홀의 소경공부가 서로 다른 형상임을 특징으로 하는 유전체 공진기.