KR19990058588A - 고주파용 유전체 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에 사용되어 송수신 신호를 분리시켜 필요한 신호성분만을 통과시켜 주는 고주파용 유전체 필터에 관한 것으로써, 유전체 블록의 개방면에 입구를 갖는 홀(hole)형상으로 유전체 블록의 내부에 형성된 3 개의 공진기와, 상기 공진기들의 내벽에 각각 형성된 공진기 내구면 전극과, 상기 유전체 블록의 좌우 측면 상에 형성된 입출력 전극과, 상기 공진기 내구면 전극과 전기적으로 연결되도록 개방면 상에 형성되고 타 공진기의 입구 쪽으로 향하도록 형성되나 타 공진기들과는 절연된 커플링 패턴과, 상기 개방면을 제외한 면에 형성되며 입출력 전극과 커플링 패턴과는 절연된 접지면과, 가운데 형성된 공진기의 입구에 형성된 커플링 패턴과 전기적으로 절연되도록 개방면으로부터 소정 깊이까지 형성시킨 슬릿을 구비하여 커플링 패턴의 형상이 단순해지므로 특성변수의 최적화가 용이하여 제품의 신뢰성이 높아지고, 제조공정이 용이하여 공정효율을 높일 수 있는 경제적인 효과와, 특정 공진기에 간단하게 슬릿만을 형성함으로써 원하는 대역에서의 감쇠특성을 월등히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

고주파용 유전체 필터

본 발명은 유전체 필터에 관한 것으로서, 특히 이동통신 단말기에 사용되어 송수신 신호를 분리시켜 필요한 신호성분만을 통과시켜 주는 고주파용 유전체 필터에 관한 것이다.

이동통신 단말기에 사용되는 각종 부품은 최대한 가볍고 작게 만들어야 한다. 특히 이동통신 단말기에 필수적으로 사용되는 고주파용 필터는 여러 소자들을 조합하여 필터회로를 구성하는 대신에 유전체 블록을 이용한 유전체 필터를 사용함으로써 필터로써의 동작을 하되 그 크기와 무게를 줄일 수 있다.

상기의 유전체 필터의 구현 방법은 크게 일체형 유전체 필터와 공진기 결합형 유전체 필터로 분류된다.

도 1 은 종래 기술에 따른 일체형 유전체 필터를 도시한 것이다. 이를 참조하면, 단블록으로 이루어진 유전체 블록의 내부에 형성된 공진홀(101,102,103,104,105)과, 상기 공진홀(101,102,103,104,105)의 내부면에 형성된 공진홀 전극(111)과, 상기 공진홀(101,102,103,104,105)의 입구가 위치한 유전체 블록의 개방면에 형성된 입출력 전극(120), 유전체 블록의 외면에 도포된 외부전극(130) 및 커플링 패턴(140,141,142,143,144,145)으로 구성되어, 입출력 전극(120)과 커플링 패턴(140,141,142,143,144,145) 사이에 유기되는 인터디지털 커패시턴스 성분을 이용하여 공진기 상호간의 커플링 값을 구하여 다수의 공진기를 전기적으로 결합시켜 원하는 주파수 대역에서만 신호의 흐름이 있게 하는 대역 통과 필터로 동작한다.

그러나, 상기한 일체형 유전체 필터는 제조공정상 커플링 패턴을 인쇄방법에 의해 형성시키는데 이 경우 커플링 정도를 정확히 제어할 수 없어 추가적인 트리밍(미세 조정)공정이 요구된다. 또한 상기 트리밍 공정에서 최적의 조건을 맞추었다하더라도 전반적인 주파수 감쇠도는 열악해지는 문제가 있다.

도 2 는 종래 기술에 따른 공진기 결합형 유전체 필터를 도시한 것이다. 이를 참조하면,

유전체 블록(200)의 내부에 형성된 공진홀(201,202)과, 상기 유전체 블록(200)의 일면에 형성된 입출력 전극(214,204)과, 상기 공진홀의 입구가 형성된 유전체 블록의 단락면의 좌우측에 형성된 홈(210)으로 구성되어, 상기 홈(210)의 크기 조정에 따라 공진기 사이의 커플링이 조절되고 다수의 공진기를 전기적으로 결합시켜 원하는 주파수 대역에서만 신호의 흐름이 있게 하는 대역 통과 필터로 동작한다.

그러나, 입출력 전극 사이의 간격이 좁아 상호간의 간섭이 일어나고, 공진기 사이으 커플링값을 위해 단락면의 좌우측에 홈을 형성시키는 과정에서 홈의 물리적인 크기 제어가 어려운 문제가 있고, 유전체 블록에 홈이 있는 구조를 금형으로 제작해야하는 공정상의 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 특히 단블록으로 이루어진 유전체 블록상에 입출력 커플링과 공진기 사이의 커플링을 모두 형성함으로써 전체 유전체 필터의 크기를 최소화 하고, 소정의 공진기에 슬릿을 형성함으로써 주파수 감쇠 특성을 향상시킨 고주파용 유전체 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 일체형 유전체 필터를 도시한 도면,

도 2 는 종래 기술에 따른 공진기 결합형 유전체 필터를 도시한 도면,

도 3 은 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터를 도시한 도면,

도 4 는 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터를 회로기판에 실장하는 예를 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터의 등가회로도,

도 7은 본 발명에 따라 슬릿을 형성시켰을 주파수특성 비교도,

도 8은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300 : 유전체 블록 301,302,303 : 공진홀

304,305 : 입출력 전극 310,311,312 : 커플링 패턴

320 : 슬릿

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터는 유전체 블록의 개방면에 입구를 갖는 홀(hole)형상으로 유전체 블록의 내부에 형성된 3 개의 공진기와, 상기 공진기들의 내벽에 각각 형성된 공진기 내구면 전극과, 상기 유전체 블록의 좌우 측면 상에 형성된 입출력 전극과, 상기 공진기 내구면 전극과 전기적으로 연결되도록 개방면 상에 형성되고 타 공진기의 입구 쪽으로 향하도록 형성되나 타 공진기들과는 절연된 커플링 패턴과, 상기 개방면을 제외한 면에 형성되며 입출력 전극과 커플링 패턴과는 절연된 접지면과, 가운데 형성된 공진기의 입구에 형성된 커플링 패턴과 전기적으로 절연되도록 개방면으로부터 소정 깊이까지 형성시킨 슬릿이 구비된 것을 특징으로 한다

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터를 도시한 것이고 도 4 는 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터의 단면도이다. 이를 참조하면, 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터는 유전체 블록의 개방면(330)에 입구를 갖는 홀(hole)형상으로 유전체 블록의 내부에 형성된 3 개의 공진기(301,302,303)와, 상기 공진기들(301,302,303)의 내벽에 각각 형성된 공진기 내구면 전극과, 상기 유전체 블록(300)의 개방면(330)과 유전체 블록의 저면에 공통인 모서리에 접하도록 유전체 블록의 좌우 측면 상에 형성된 입출력 전극(304, 305)과, 상기 공진기 내구면 전극과 전기적으로 연결되도록 개방면에 형성되고 타 공진기의 입구 쪽으로 향하도록 형성되나 타 공진기들과는 절연된 커플링 패턴(310,311,312)과, 상기 개방면(330)을 제외한 면에 형성되며 입출력 전극(304, 305)과 커플링 패턴(310,311,312)과는 절연된 접지면(340)과, 중앙에 형성된 공진기(302)의 입구에 형성된 커플링 패턴(311)과 중앙에 형성된 공진기의 내구면 전극이 전기적으로 절연되도록 개방면(330)으로부터 소정 깊이까지 형성시킨 슬릿(320)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터는 다음과 같이 동작된다.

도 5는 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터를 회로기판에 실장하는 예를 도시한 것이다. 도 5에서와 같이 회로기판(500)에 고주파용 유전체 필터가 실장되면 외부회로와 입출력 전극은 전기적으로 연결되어 소정의 신호를 주고 받을 수 있다.

외부회로로부터 입출력 전극(504,505)에 신호가 인가되면 입출력 전극(504,505)과 공진기 내벽에 형성된 공진기 내구면 전극 사이에 입출력 커플링이 유기되고, 상기 유전체 블록의 개방면(530)상에 형성된 커플링 패턴(510,511,512)에 의해 공진기들 사이에 인터디지털 커패시턴스가 유기되어 다수의 공진기를 전기적으로 결합시켜 원하는 주파수 대역에서만 신호의 흐름이 있게 하는 대역 통과 필터로 동작한다.

이때, 상기 입출력 전극(504,505)의 크기를 조절하면 입출력 커플링 값을 조절할 수 있고, 상기 커플링 패턴(510,511,512)의 크기를 조절하여 커플링 값을 안정화 시킬 수 있다.

또한, 상기 입출력 전극(504,505)은 유전체 블록의 좌우 측면상에 형성시키고 그 사이에 접지면(501)을 넓게 형성시킴으로써 입출력간의 상호간섭이 최대한 배제되고, 커플링 패턴(510,511,512)의 형상이 간단하여 고조파 성분이 억제되고 안정한 주파수 특성을 유도해 낸다.

또한, 중앙에 위치한 공진기(550)에 개방면(530)으로부터 소정 깊이로 형성시킨 슬릿(560)과 상기 슬릿이 형성된 공진기(550)의 내벽에 형성된 공진기 내구면 전극과 커플링 패턴(510,511,512) 사이에 커패시턴스 성분이 유기된다. 상기 커패시턴스 성분은 공긴기와 직렬로 연결된 노치형 필터로 작용하게 되어 원하는 주파수 대역 내에서 주파수 감쇠 특성이 우수한 대역 통과 필터가 구현된다.

도 6은 본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터의 등가회로도이다. 도시된 바와 같이 각 공진기들은 커패시턴스 성분에 의해 연결되어 있다.

도 7은 본 발명에 따라 슬릿을 형성시켰을 주파수특성 비교도이다. 이에 따르면 점선으로 표시된 슬릿이 없을 때의 주파수 특성보다 실선으로 표시된 슬릿을 형성시켰을 때의 주파수 특성이 더 우수하다.

본 발명의 실시예에 따른 제 2 실시예를 첨부도면을 참고하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 도면이다. 제 2 실시예에 따른 고주파용 유전체 필터는 입출력 전극(801,802)을 유전체 블록의 좌우측면 뿐만 아니라 접지면(810)이 형성된 저면에까지 확장시킨 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 제 2 실시예에서는 회로 기판에 유전체 필터가 실장될 때 회로기판의 회로와 접촉하는 부분을 충분히 제공함으로써 접촉 불량이 일어나는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 고주파용 유전체 필터는 종래 기술에 의한 유전체 필터에서의 커플링 패턴보다 패턴형상이 단순해지므로 특성변수의 최적화가 용이하여 제품의 신뢰성이 높아지고, 제조공정이 용이하여 공정효율을 높일 수 있는 경제적인 효과와, 특정 공진기에 간단하게 슬릿만을 형성함으로써 원하는 대역에서의 감쇠특성을 월등히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유전체 블록의 개방면에 입구를 갖는 홀(hole)형상으로 유전체 블록의 내부에 형성된 3 개의 공진기와, 상기 공진기들의 내벽에 각각 형성된 공진기 내구면 전극과, 상기 유전체 블록의 좌우 측면 상에 형성된 입출력 전극과, 상기 공진기 내구면 전극과 전기적으로 연결되도록 개방면 상에 형성되고 타 공진기의 입구 쪽으로 향하도록 형성되나 타 공진기들과는 절연된 커플링 패턴과, 상기 개방면을 제외한 면에 형성되며 입출력 전극과 커플링 패턴과는 절연된 접지면과, 가운데 형성된 공진기의 입구에 형성된 커플링 패턴과 전기적으로 절연되도록 개방면으로부터 소정 깊이까지 형성시킨 슬릿이 구비된 것을 특징으로 하는 고주파용 유전체 필터.