KR20010010051A - 초고주파용 저역 통과 여파기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반적인 유무선 통신 시스템의 RF(Radio Frequency)송신기에서 보편적으로 사용되는 초고주파용 저역 통과 여파기에 관한 것으로, 일반적인 병렬 개패시턴스는 개방 스터브에, 직렬 인덕턴스는 직접 전송선로에 연결하여 개패시턴스 및 인덕턴스를 구현하는 저역 통과 여파기에 있어서, 상기 병렬 개패시턴스를 물리적으로 구현하기 위해 형성된 부채꼴 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴과, 상기 직렬 인덕턴스를 물리적으로 구현하기 위해 형성된 직선 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명은, 병렬 개패시턴스를 일반적인 개방 스터브보다 높은 개패시턴스를 갖는 라디얼 스터브를 이용하여 새로운 구조의 초고주파용 저역 통과 여파기의 저지대역 감쇄 특성을 향상시키고 이와 관련된 시스템 내에서의 스퓨리어스 특성을 향상시켜 주는 효과가 제공된다.

Description

초고주파용 저역 통과 여파기{filtering pass low for very high frequency of radio frequency system}
본 발명은 일반적인 유무선 통신 시스템의 RF(Radio Frequency)송신기에서 보편적으로 사용되는 초고주파용 저역 통과 여파기에 관한 것으로, 특히 개방 스터브보다 높은 개패시턴스를 갖는 라디얼 스터브(radial stub)를 이용하여 새로운 구조의 초고주파용 저역 통과 여파기의 저지대역 감쇄 특성을 향상시키고 이와 관련된 시스템 내에서의 스퓨리어스(spurious)특성을 향상시키도록 한 초고주파용 저역 통과 여파기에 관한 것이다.
현재 거의 대부분을 수입에 의존하고 있는 초고주파용 부품들 중에서 저역 통과 여파기 부분을 국산화 할 수 있는 기술을 확보해야 한다.
최근 무선 통신 시스템의 경우, 주파수 자원의 포화 및 고갈 현상으로 인하여 점점 사용 주파수를 높여가고 있는 추세이며, 이에 따라 사용되는 부품들도 점점 더 동작 주파수 대역이 높을 것을 필요로 하고 있다.
저역 통과 여파기는 일반적으로 낮은 주파수의 신호는 통과시키고, 높은 주파수의 신호는 통과시키지 못하도록 하는 역할을 한다.
일반적인 저역 통과 여파기의 등가 회로도는 도 1과 같다.
일반적인 설계방법은, 원하는 차단 주파수 및 대역내 리플, 저지대역 리젝션(rejection)등의 사양이 결정되면 그에 맞게 적절한 조합의 L값과 C값을 선택한다.
보통 ㎒ 단위 이하의 저주파에서는 계산된 개패시턴스나 인덕턴스 값에 해당하는 집중(lumped) 개패시턴스나 인덕턴스를 사용하는데 동작 주파수 대역이 높아지면 개별적인 개패시턴스나 인덕턴스의 주파수 특성이 좋지 않기 때문에 분산형(distributed) 전송선로를 이용하여 개패시턴스나 인덕턴스를 구현한다.
이때 일반적으로 병렬(shunt)개패시턴스는 개방 스터브로, 직렬(sreies)인덕턴스는 직접 연결된 전송선로로 구현한다.
그러나 분산형 전송선로를 이용하여 개패시턴스나 인덕턴스를 구현하는 데에는 물리적인 제약이 있기 때문에 높은 값의 개패시턴스나 인덕턴스는 구현하기가 매우 어려울 뿐만 아니라 설사 구현한다 해도 비현실적인기 때문에 실제 사용할 수가 없다는 단점이 있다.
특히 저역 통과 여파기의 경우 저지대역 감쇄 특성을 좋게 하기 위해서는 보통 높은 값의 개패시턴스 값이 필요하기 때문에 분산형 전송선로로 구현된 저역 통과 여파기는 일반적으로 저지대역 감쇄특성이 나빠지는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 단점을 해결하고자 이루어진 것으로서, 그 목적은 병렬 개패시턴스를 일반적인 개방 스터브보다 높은 개패시턴스를 갖는 라디얼 스터브를 이용하여 새로운 구조의 초고주파용 저역 통과 여파기의 저지대역 감쇄 특성을 향상시키고 이와 관련된 시스템 내에서의 스퓨리어스 특성을 향상시키도록 한 초고주파용 저역 통과 여파기를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하고자 본 발명의 초고주파용 저역 통과 여파기는, 일반적인 병렬 개패시턴스는 개방 스터브에, 직렬 인덕턴스는 직접 전송선로에 연결하여 개패시턴스 및 인덕턴스를 구현하는 저역 통과 여파기에 있어서, 상기 병렬 개패시턴스를 물리적으로 구현하기 위해 형성된 부채꼴 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴과, 상기 직렬 인덕턴스를 물리적으로 구현하기 위해 형성된 직선 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 마이크로 스트립 전송선로에 의해 정해진 개패시턴스나 인덕턴스 값에 해당되는 전송선로의 폭, 길이와 부채꼴 스터브의 각도 및 반지름 등을 계산할 수 있게 한 것을 그 특징으로 한다.
도 1은 종래의 일반적인 저역 통과 여파기의 등가 회로도.
도 2는 본 발명에 의한 라디얼(radial) 스터브를 이용한 초고주파용 저역 통과 여파기의 구조도.
도 3은 일반적인 High-Z/Low-Z 저역 통과 여파기 및 라디얼 스터브를 사용한 저역통과 여파기의 비교 특성도.
도 4는 실제 제작된 라디얼 스터브 저역 통과 여파기의 시뮬레이션 및 측정치의 비교 특성도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10:부채꼴 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴
20:직선 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴
L1,L2∼Ln-1:직렬 인덕턴스
C1,C2∼Cn:병렬 개패시턴스
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 초고주파용 저역 통과 여파기의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 앞서 전술한 바와 같이 종래의 일반적인 저역 통과 여파기의 등가 회로도이고, 도 2는 본 발명에 의한 라디얼 스터브를 이용한 초고주파용 저역 통과 여파기의 구조도로서, 이에 도시한 바와 같이 일반적인 병렬 개패시턴스(C1,C2∼Cn)는 개방 스터브에, 직렬 인덕턴스(L1,L2∼Ln-1)는 직접 전송선로에 연결하여 개패시턴스 및 인덕턴스를 구현하는 저역 통과 여파기에 있어서, 상기 병렬 개패시턴스(C1,C2∼Cn)를 물리적으로 구현하기 위해 형성된 부채꼴 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴(10)과, 상기 직렬 인덕턴스(L1,L2∼Ln-1)를 물리적으로 구현하기 위해 형성된 직선 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴(20)을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
상기 마이크로 스트립 전송선로에 의해 정해진 개패시턴스나 인덕턴스 값에 해당되는 전송선로의 폭, 길이와 부채꼴 스터브의 각도 및 반지름 등을 계산할 수 있도록 구성된다.
도 3은 일반적인 High-Z/Low-Z 저역 통과 여파기 및 라디얼 스터브를 사용한 저역통과 여파기의 비교 특성도이고, 도 4는 실제 제작된 라디얼 스터브 저역 통과 여파기의 시뮬레이션 및 측정치의 비교 특성도이다.
이와 같이 구성된 본 발명에서 제안한 라디얼 스터브를 이용한 초고주파용 저역 통과 여파기의 구조도는 도 2와 같다.
즉, 초고주파 대역에서 전송선로는 주로 마이크로 스트립 선로를 사용하는데, 도 2에서 검정색으로 된 부분은 마이크로 스트립 선로의 패턴 부분에 해당된다.
여기서, 부채꼴 형태로 된 패턴(10)은 도 1에서의 병렬 개패시턴스(C1,C2∼Cn)를 물리적으로 구현한 것이고, 직선 형태로된 마이크로 스트립 선로의 패턴(20)은 직렬 인덕턴스(L1,L2∼Ln-1)를 물리적으로 구현한 것이다.
일반적인 여파기 이론에 의해 정해진 개패시턴스나 인덕턴스 값에 해당되는 전송선로의 폭, 길이와 부채꼴 스터브의 각도 및 반지름 등을 계산할 수 있다.
상기의 결과를 도 3과 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 라디얼 스터브를 사용하여 저역 통과 여파기를 구현 한 경우 성능개선 정도를 확인하기 위하여, 일반적으로 사용되는 High-Z/Low-Z 구조의 저역 통과 여파기를 동일한 기판을 사용하여 설계하고, 그 결과를 라디얼 스터브를 사용하여 설계한 저역 통과 여파기와 비교하였다.
도 3에 그 결과가 나타나 있다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 라디얼 스터브를 사용하여 저역 통과 여파기를 설계할 경우 통상적인 High-Z/Low-Z 구조의 저역 통과 여파기에 비하여 저지대역이 넓고 저지대역의 감쇄가 깊다는 것을 알 수 있다.
한편, 도 4는 실제 설계 제작한 라디얼 스터브 저역 통과 여파기의 시뮬레이션(simulation) 및 측정치를 비교하여 나타낸 것으로서, 실제 측정 결과 시뮬레이션 결과와 잘 일치하는 것을 볼 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 개방 스터브보다 높은 개패시턴스를 갖는 라디얼 스터브를 이용하여 새로운 구조의 초고주파용 저역 통과 여파기의 저지대역 감쇄 특성을 향상시키는 것이 가능하다.
이상에서와 같이, 본 실시예에 의하면, 병렬 개패시턴스를 일반적인 개방 스터브보다 높은 개패시턴스를 갖는 라디얼 스터브를 이용하여 새로운 구조의 초고주파용 저역 통과 여파기의 저지대역 감쇄 특성을 향상시키고 이와 관련된 시스템 내에서의 스퓨리어스 특성을 향상시켜 주는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 일반적인 병렬 개패시턴스는 개방 스터브에, 직렬 인덕턴스는 직접 전송선로에 연결하여 개패시턴스 및 인덕턴스를 구현하는 저역 통과 여파기에 있어서,
    상기 병렬 개패시턴스를 물리적으로 구현하기 위해 형성된 부채꼴 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴과;
    상기 직렬 인덕턴스를 물리적으로 구현하기 위해 형성된 직선 형태의 마이크로 스트립 선로의 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파용 저역 통과 여파기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 스트립 전송선로에 의해 정해진 개패시턴스나 인덕턴스 값에 해당되는 전송선로의 폭, 길이와 부채꼴 스터브의 각도 및 반지름 등을 계산할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 초고주파용 저역 통과 여파기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101066548B1 (ko) * 2008-11-19 2011-09-21 한국전자통신연구원 저역 통과 여파기와 그 설계 방법
CN105514550A (zh) * 2015-12-09 2016-04-20 熊猫电子集团有限公司 多零点紧凑型微带滤波器
CN105870552A (zh) * 2016-05-19 2016-08-17 成都浩翼科技有限公司 超宽带微带带通滤波器
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