KR20010057044A - 듀플렉서 유전체 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전체 듀플렉서를 구성하는 유전체 블록에 있어서, 유전체 블록에 형성되는 공진홀과 공진홀의 개방부가 만나는 개방면에 소정의 도전성 영역을 형성한후 개방면에 절연층을 개재하여 도전성 영역을 형성함으로써 패턴 설계의 자유도를 향상시킬수 있도록 한 듀플렉서 유전체 필터에 관한 것으로서 그 기술적인 구성은, 공진홀과 연결되어 도전성 물질의 패턴이 형성되는 개방면에 절연층을 형성한후 그 상측에 개방면의 패턴과 겹치도록 하는 패턴을 적층 형성하고, 상기 절연층의 일측에 접지전극과 연결토록 홀을 형성한후 도전성 물질을 도포하여 접지전극과 열결토록 하는 구성으로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

Description

듀플렉서 유전체 필터{DUPLEXER DIELECTRIC FILTER}

본 발명은 일체형인 유전체 듀플서에 관한 것으로써, 더욱 상세하게로는 유전체블록의 공진홀과 도전성 물질 패턴이 연결되며, 상기 개방면의 상측과 도전성 물질 패턴의 상측에 저유전율을 갖는 절연층을 적층 형성하고, 상기 개구부에 각각 형성되는 도전성 물질패턴에 접하도록 도전성 물질의 패턴을 절연층에 적층 형성하여 커플링 패턴의 용량값을 임의로 조정토록 하는 듀플렉서 유전체 필터에 관한 것이다.

현재 초고주파 대역의 전파를 이용한 이동통신 장치는 유선을 이용한 통신을 대체하고 있는 것이 일반적인 추세이다, 따라서 이러한 초고주파 대역의 전파를 이용한 이동통신 단말기의 수요 또한 증가추세에 있으며, 상기 단말기의 성능향상과 소형 경량화를 위한 연구도 더욱 활발하게 진행되고 있다.

일반적으로, 필터는 하나의 안테나를 통해 수신과 송신을 동시에 수행하는 기능을 갖도록 되고, 이러한 듀플렉서 필터는 수신단 필터와 송신단 필터로 이루어 지고, 수신단 필터는 수신 주파수에 대하여 통과 특성을 가지나 송신 주파수에 대해서는 저지 특성을 갖도록 형성되며, 반대로 송신단 필터는 송신 주파수에 대해서는 통과 특성을 갖도록 되나 수신 주파수에 대해서는 저지 특성을 갖도록 구성된다.

이러한 특성을 만족하기 위해서는 소형화가 전제되어야 하는데 이러한 요구를 가장 잘 만족시킬수 있는 것이 일체로 듀플렉서 유전체 필터이다.

이러한 종래의 일체형 듀플렉서 유전체 필터는, 대략 직육면체의 유전체 블록과, 유전체 블록의 전면과 후면을 관통하여 형성되며 내부면에 전극이 형성되는다수개의 공진홀이 구비되고, 유전체 블록의 전면(이하 개방면이라 한다)을 제외한 모든 외부면에 형성된 접지전극이 형성되며 그 접지전극의 일부분을 다른 부분과 단락시켜 신호의 입출력을 위한 입출력 전극이 형성된다.

또한, 상기 유전체 블록의 전극이 형성되지 않은 개방면에는 소정 패턴의 전극 패턴이 형성되어 공진홀의 공진주파수와 커플링을 조절하도록 구성된다.

이와 같은 기술과 관련된 종래의 일체형 듀플렉서 유전체 필터는 도1에 도시한 바와같이, 대략 정육면체 형상의 유전체 블록(1)으로 이루어지며, 송신필터영역(10)과 수신필터영역(20)으로 구분된 2개의 영역을 보유한다. 그리고, 상기 유전체블록(1)은, 서로 대향하는 상면(3)과 하면(미도시) 및 상기 상,하면사이의 측면(5)으로 구성되고, 상기 하면과 측면(5)에는 도전성 물질이 일체로 도포되어 있다.

또한, 상기 유전체블록(1)의 내부에는 상기 상,하면을 관통하는 복수의 공진홀(7)이 일정 간격으로 설치되고, 상기 공진홀(7)의 내부표면 역시 도전성 물질이 도포되어 공진기를 형성한다.

유전체블록(1) 상면(3)의 공진홀(7) 주위에는 일정면적의 도체패턴(9)이 형성되어 있고, 이러한 도체패턴(9)은 공진홀(7) 내부의 도전물질과 전기적으로 접속되어 공진홀(7)과 측면(7)의 도전물질 사이에 부하캐패시턴스(loading capacitance)를 형성하며, 인접하는 공진기 사이에는 결합캐패시턴스(coupling capacitance)를 형성한다.

상기 공진홀(7)과 공진홀(7)에 연결되는 도전물질에 의한 부하캐패시턴스에의해 공진기의 공진주파수가 결정되며, 상기 결합캐패시턴스는 두 공진기를 결합한다. 또한, 상기 상면(3)과 측면(5)의 송신영역(10)과 수신영역(20)에는 각각 도체패턴(9)으로 이루어진 송수신전극(12a) (12b)이 설치되어 신호를 송수신하며, 수신영역(20)과 송신영역(10)의 사이에는 도체패턴으로 구성되는 안테나전극(12c)이 형성되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 일체형 듀플렉서 유전체 필터는, 공진주파수의 결정이나 공진기 사이의 결합은, 유전체 블록(1)의 공진홀(7)이 개방되면서 이에 전기적으로 연결토록 상면(3)에 형성되는 도체패턴(9)의 크기에 따라 달라진다. 즉 도체패턴(9)과 측면(5)의 도전물질 사이의 간격및 도체패턴(9) 사이의 간격의 정도에 따라 듀플렉서 유전체 필터의 특성이 달라지게 된다.

상기한 바와같이, 듀플렉서 유전체 필터의 공진주파수를 결정하기 위해서는 상면(3)에 형성되는 도체패턴(9)과 도전물질 사이의 거리를 조정해야만 공진주파수의 조절이 가능토록 된다. 그런데, 통상적으로 듀플렉서 유전체 필터에서는 송신영역에서의 공진 주파수가 수신영역의 공진주파수 보다 낮기 때문에 송신영역의 부하캐패시턴스가 송신영역의 부하캐패시턴스 보다 커야만 한다. 송신영역에서 큰 부하캐패시턴스를 형성하기 위해서는 송신영역의 도체패턴(9)이 크고 복잡한 형태로 배열되어야만 한다.

또한, 송신단(10)과 수신단(20)에서의 전송선로의 길이는 모두 동일하기 때문에 듀플렉서의 필터링 특성을 구현하기 위해서는 부하캐패시턴스와 결합캐패시턴스를 적절하게 조절해야만하고, 이러한 캐패세턴스는 도체패턴(9)의 모양과 크기에따라 결정되는데 듀플렉서 유전체필터의 소형 경량화를 위해 유전체 블럭의 크기를 줄이는 경우 다음과 같은 문제가 발생한다.

도체패턴(9)을 형성하는데 있어서, 가장 일반적으로 사용되는 방법인 스크린 인쇄에서는 선폭과 선간격이 대략 150㎛로서 이러한 인쇄공정의 한계는 인쇄면적이 줄어들수록 제작 가능한 부하캐패시턴스의 최대값이 적어진다는 것을 의미하고, 또한 송신단의 경우 부하캐패시턴스를 설정된 값으로 조정하기 위해서는 소형화가 진행될수록 전송선로의 길이를 적게하여야 한다.

반면, 수신단의 경우에도 상기 송신단과 동일한 전송로의 길이를 갖기 때문에 전송선로의 길이가 길어질수록 전송선로의 공진주파수가 낮아지기 때문에 수신단의 도체패턴 크기가 감소하게 되고, 이때 수신단의 도체패턴은 결합캐패시턴스의 요규량으로 인해 송신단의 도체패턴 보다 작기때문에 그 감소의 정도에는 한계가 있어 원하는 크기의 결합캐패시턴스를 용이하게 형성할수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써 그 목적은, 주파수 조절패턴의 용량값을 임의로 조절할수 있으며, 주파수 조절패턴의 상측에 절연층을 개재하여 형성되는 인쇄패턴의 구조를 단순화시켜 인쇄시 편차를 최소화 할수 있고, 튜닝패턴을 주파수조절패턴의 상측에 적층되는 절연층의 상측에 형성하여 절연층의 하부에 위치하는 공진 주파수 패턴과의 영향을 최소화하는 듀플렉서 유전체필터를 제공하고자 하는 것이다.

도1은 종래의 듀플렉서 유전체 필터의 구조를 도시한 도면

도2는 본 발명에 따른 듀플렉서 유전체 필터를 도시한 개략도

도3은 본 발명에 따른 듀플렉서 유전체 필터의 제조상태를 도시한 도면

도4는 본 발명에 따른 필터의 튜닝패턴을 도시한 개략도

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀플레서 유전체 필터를 도시한 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

90...주파수 조절패턴 120...개방면

130...전극패턴 150...절연층

170...튜닝패턴 200...홀

210...자기결합 패턴 220...스트립바

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적인 구성은, 도전물질이 도포되는 공진홀을 갖는 하나 이상의 공진기가 설치되어 그 개구부가 위치한 개방면에 각각의 공진기와 연결토록 소정영역에 도전성 패턴이 각각 형성되는 공진 주파수 패턴과,

상기 유전체 듀플렉서의 개방면에 절연층을 적층 도포한후 그 상측에 각각의 도전성 패턴과 적어도 일부분이 접하도록 도전성 패턴을 형성되는 튜닝패턴,

상기 튜닝패턴이 형성되는 절연층의 일측에 접지전극과 연결되는 홀을 형성한후 그 내측에 도전성 물질을 도포하여 접지전극과 전기적으로 연결토록 하는 자기결합 패턴을 포함하는 구성으로 이루어지는 듀플렉서 유전체 필터를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 듀플레서 유전체 필터를 도시한 개략도이고, 도3은 본 발명에 따른 듀플렉서 유전체 필터의 제조상태를 도시한 도면이며, 도4는 본 발명에 따른 튜닝패턴을 도시한 개략도이고, 도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 듀플레서 유전체 필터를 도시한 도면으로서 본 발명의 유전체 필터는, 직육면체의 유전체 블록(100)의 전면과 후면을 관통하여 그 내부면에 전극이 형성된 다수개의 공진홀(110)이 구비되고, 유전체 블록(100)의 개방면(120)을 제외한 모든 외부면에는 접지전극(190)이 형성되며, 상기 접지전극(190)의 일부분을 다른 부분과 단락시켜 신호의 입출력을 위한 입출력 전극(미도시)이 형성된다.

또한, 상기 유전체 블록(100)의 전극이 형성되지 않은 개방면(120)에는 공진홀(110)과 전기적으로 연결토록 되는 소정영역의 전극패턴(130)이 형성되어 공진홀(110)의 공진주파수와 각 공진홀(110)간의 커플링을 조절하도록 고진 주파수 패턴(90)이 형성된다.

계속하여, 상기 공진홀(110)과 전기적으로 연결토록 공진홀(110)의 둘레에 소정영역으로 전극패턴(130)이 각각 형성되는 개방면(120)의 상측으로 공진홀(110)을 제외한 부분에 저 유전율의 절연층(150)을 도포한후 그 상측에 각각의 도전성 전극패턴(130)과 적어도 일부분이 접하도록 도전성 전극패턴(160)을 형성하여 부하캐패시터를 조절토록 튜닝패턴(170)이 형성된다.

또한, 튜닝패턴(170)을 형성하는 절연층(150)의 일측에 접지전극(190)과 연결되는 홀(200)을 형성하고, 상기 홀(200)의 내측에 도전성 물질을 도포하여 접지전극(190)과 일체로 연결토록 하여 자기결합 패턴(210)을 형성하는 구성으로 이루어 진다.

도면부호 220은, 절연층(150)의 상측에 감쇄폴의 주파수를 조절토록 형성되는 스트립바(STRIP BAR) 이다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

제2 내지 도5에 도시한 바와같이, 직육면체의 유전체 블록(100)의 전면과 후면을 관통하여 그 내부면에 전극이 형성된 다수개의 공진홀(110)이 구비되고, 상기 유전체 블록(100)의 개방면(120)을 제외한 모든 외부면에는 접지전극(190)이 형성되며, 상기 접지전극(190)의 일부분을 다른 부분과 단락시켜 신호의 입출력을 위한 입출력 전극이 형성된다.

또한, 상기 유전체 블록(100)의 전극이 형성되지 않은 개방면(120)에는 각각의 공진홀(110)과 전기적으로 연결토록 되는 소정영역의 전극패턴(130)이 형성되어 공진홀(110)의 공진주파수와 각 공진홀(110)간의 커플링을 조절토록 한다.

계속하여, 상기 공진홀(110)과 전기적으로 연결토록 공진홀(110)의 둘레에 소정영역으로 전극패턴(130)이 각각 형성되는 개방면(120)의 상측으로 공진홀(110)을 제외한 부분에 저 유전율의 절연층(150)을 적층 도포한후 그 상측에 각각의 도전성 전극패턴(130)과 적어도 일부분이 적층되는 상태로 접하도록 절연층(150)에 도전성 물질의 전극패턴(160)을 형성하여 그 면적을 임으로 조절함으로써 필터의 용량에 적합토록 부하캐패시터를 조절한다.

또한, 상기 튜닝패턴(170)을 형성토록 도전성 전극패턴(160)이 형성되는 절연층(150)의 일측에 접지전극(190)과 연결토록 개방되는 홀(200)을 형성한후 그 내측에 도전성 물질을 도포하여 접지전극(190)과 연결토록 함으로써 각 공진기 사이의 커플링을 조절할수 있도록 된다.

더하여, 상기 절연층(150)의 일측에 스트립바(220)를 일체로 형성하여 감쇄폴의 주파수를 조절할수 있도록 되는 것이다.

본 발명에 따른 일체형 듀플렉서 유전체 필터는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 일체형 듀플렉서 유전체 필터에 있어서는, 도전성 물질의 패턴을 개방면의 패턴과 동일 평면상이 아닌곳에 형성하여 도전성 물질의 패턴을 단순화함은 물론 커플링 패턴의 용량값을 임의로 조절할수 있으며, 인쇄패턴의 구조를 단순화시켜 인쇄시 편차를 줄일수 있고, 튜닝패턴을 최상부에 두어 하부의 공진 주파수 패턴의 영향을 최소화 할수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 도전물질이 도포되는 공진홀을 갖는 하나 이상의 공진기가 설치되어 그 개구부가 위치한 개방면에 각각의 공진홀과 연결토록 소정영역의 도전성 패턴이 형성되는 공진 주파수 패턴과,

   상기 유전체 듀플렉서의 개방면에 절연층을 도포한후 그 상측에 각각의 도전성 패턴과 적어도 일부분이 접하도록 도전성 패턴을 형성하는 튜닝패턴,

   상기 절연층의 일측에 접지전극과 연결되는 홀을 형성한후 그 내측에 도전성물질을 도포하여 접지전극과 연결토록 하는 자기결합 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 듀플렉서 유전체 필터
2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 패턴의 상측에 도포되는 절연층은, 감쇄폴의 주파수를 조절토록 스트립 바가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 듀플렉서 유전체 필터
3. 제1항에 있어서, 상기 절연층은, 저 유전율의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 듀플렉서 유전체 필터