KR20010062910A - Monoblock dielectric duplexer filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신기기에 주로 사용되는 일체형 유전체 듀플렉서 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바로 인접해 있지 않은 공진기간에 직접적인 인터-커플링패턴을 형성하여 사이즈 증가없이 감쇄특성 및 삽입손실을 만족시킬 수 있는 일체형 유전체 듀플렉서 필터에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated dielectric duplexer filter mainly used in a mobile communication device, and more particularly, to form a direct inter-coupling pattern in a resonant period not immediately adjacent to satisfy attenuation characteristics and insertion loss without increasing size. And an integrated dielectric duplexer filter.
일반적으로, 듀플렉서 필터(duplexer filter)는 하나의 안테나를 통해 수신과 송신을 동시에 수행할 수 있도록 하는 기능을 제공하는 것으로, 각각 수신주파수와 송신주파수에 대해서 통과특성을 갖는 수신단 필터와 송신단 필터로 구성된다. 그리고, 일체형 유전체 듀플렉서는 상기 수신단 필터와 송신단 필터가 하나의 유전체 블록에 함께 구성된 것으로서, 기본적으로 도 1과 같은 구조를 가진다.In general, a duplexer filter provides a function to simultaneously perform reception and transmission through a single antenna, and comprises a receiver filter and a transmitter filter having pass characteristics for a reception frequency and a transmission frequency, respectively. do. The integrated dielectric duplexer includes the receiver filter and the transmitter filter in one dielectric block, and has a structure as shown in FIG. 1.
즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 일체형 유전체 듀플렉서는 서로 대향하는 6면을 갖는 유전체블록(100)에 한 면(101)을 제외한 다른 면에 도전물질을 도포하고, 상기 도전물질이 도포되지 않은 개방면(101)에서 그에 대향하는 면을 관통하여 서로 일정한 간격으로 평행하게 배열되고, 그 내부표면이 도전물질로 도포되어 있는 다수의 공진홀(h1∼h6)을 형성하는데, 이때, 일렬로 배열된 일부 공진홀(h1∼h3)이 송신필터의 공진기를 형성하고, 나머지 공진홀(h4∼h6)이 수신필터의 공진기를 형성한다. 그리고, 상기 상기 송신용 공진홀(h1∼h3)과 수신용 공진홀(h4∼h6)의 사이에 안테나단자용 도체패턴(P2)를 형성하고, 수신영역과 송신영역 각각의 다른 쪽 끝에 각각 수신단과 송신단에 연결될 송/수신단자용 도체패턴(P1,P3)을 형성하고, 각 공진홀(h1~h6)의 주위에 커플링용 도체패턴(P4)를 형성하여 이루어진다.That is, as shown in FIG. 1, the integrated dielectric duplexer applies a conductive material to another surface except for one surface 101 on the dielectric block 100 having six surfaces facing each other, and the conductive material is not coated. In the open surface 101, a plurality of resonant holes h1 to h6 are formed in parallel with each other at regular intervals through the opposite surfaces thereof, and the inner surfaces thereof are coated with a conductive material. Some of the resonator holes h1 to h3 formed form a resonator of the transmission filter, and the remaining resonator holes h4 to h6 form a resonator of the reception filter. Then, an antenna terminal conductor pattern P2 is formed between the transmission resonance holes h1 to h3 and the reception resonance holes h4 to h6, and receiving terminals are respectively provided at the other ends of the reception area and the transmission area. And the conductor patterns P1 and P3 for the transmission / reception terminals to be connected to the transmission terminal, and the coupling conductor patterns P4 around the resonance holes h1 to h6.
그런데, 현재 이동통신용 휴대용 단말기의 수요가 계속적으로 증가하면서, 국내외 업체간에 경쟁이 더욱 치열해져, 단말기는 점점 더 소형화 및 고성능화되어 가고 있다. 이에 따라서, 휴대용 단말기의 주요 구성수단인 듀플렉서의 소형화 및 성능개선도 요구되는데, 듀플렉서가 더 소형화될 수 록 삽입손실(INSERTION LOSS)이나 감쇄(ATTENUATION) 특성은 나빠지게 되므로, 이를 해결하는 것이 소형화의 주요 과제라 할 수 있다.However, as the demand for mobile terminals for mobile communication continues to increase, competition among domestic and foreign companies has become more intense, and terminals have become smaller and higher in performance. Accordingly, miniaturization and performance improvement of the duplexer, which are the main constituents of the portable terminal, are also required. As the duplexer becomes smaller, the insertion loss and the attenuation characteristics become worse. This is a major challenge.
종래의 일체형 유전체 듀플렉서는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 개방면(101)상에서 각 공진홀(h1∼h6)의 주위에 그 내부표면에 도포된 도전물질과 연결되는 커플링용 도체패턴(21,23,25∼28)을 형성하고, 이 도체패턴(21,23,25∼28)의 전극면을 조절함으로서 원하는 커플링을 구성하게 한다.As shown in FIG. 2, a conventional integrated dielectric duplexer has a coupling conductor pattern 21 for coupling to a conductive material coated on an inner surface of each of the resonant holes h1 to h6 on the open surface 101. 23, 25 to 28 are formed and the desired coupling is formed by adjusting the electrode faces of the conductor patterns 21, 23, 25 and 28.
그리고, 이때, 송신영역은 수신영역에 비하여 상대적으로 주파수가 낮으므로, 각 공진홀을 둘러싼 커플링용 패턴의 면적이 커지게 된다. 따라서 송신영역을 구성하는 커플링의 양이 수신영역에 비하여 적으므로 송신영역 내의 공진홀(h1∼h3) 주변에 형성된 커플링패턴(21,23,25) 사이에 유전체블럭(100)의 측면(102)에 형성된 접지전극과 연결되는 도체패턴(22, 24)을 형성하여, 커플링의 양을 조절함으로서 원하는 송신신호에 대한 통과대역특성 및 감쇄특성을 얻는다.At this time, since the transmission area has a lower frequency than the reception area, the area of the coupling pattern surrounding each resonance hole is increased. Therefore, since the amount of coupling constituting the transmission area is smaller than that of the reception area, the side surface of the dielectric block 100 between the coupling patterns 21, 23, and 25 formed around the resonance holes h1 to h3 in the transmission area. The conductor patterns 22 and 24 connected to the ground electrode formed at 102 are formed, and the amount of coupling is adjusted to obtain passband characteristics and attenuation characteristics for a desired transmission signal.
그리고, 수신영역에서는 각 공진홀(h4∼h6)을 둘러싸며 형성된 커플링용 도체패턴(26, 27, 28)의 면적을 통해서 공진주파수를 조정하면서, 인접한 공진홀(h4∼h6)간에 형성된 커플링 캐패시턴스에 의해 감쇄특성이 조정된다.In the receiving area, the coupling frequency is formed between adjacent resonance holes h4 to h6 while the resonance frequency is adjusted through the area of the coupling conductor patterns 26, 27 and 28 surrounding the respective resonance holes h4 to h6. The attenuation characteristic is adjusted by the capacitance.
상기와 같이 커플링이 구성되는 종래의 일체형 유전체 듀플렉서의 등가회로도는 도 3과 같이 나타낼 수 있다. 도 3에는 수신영역에 대한 등가회로도를 도시하였으며, 송신영역에서도 동일한 등가회로가 적용될 수 있으므로 생략한다.An equivalent circuit diagram of a conventional integrated dielectric duplexer having a coupling as described above may be shown in FIG. 3. 3 illustrates an equivalent circuit diagram of a reception area, and the same equivalent circuit may be applied to the transmission area, and thus the description thereof will be omitted.
일체형 유전체 듀플렉서는 유전체블럭 자체에서 공진주파수가 형성되고 커플링(coupling)이 일어나게 되는데, 이때 공진주파수와 커플링을 공진홀(h4∼h6)을 둘러싼 도체패턴(21~28)에 의해 커플링양을 조절하여 원하는 감쇄특성을 얻게 된다. 도 3에서, 31~33은 상기 유전체 듀플렉서 필터에서 구성되는 공진주파수를 만들어내는 공진기에 해당하는 것이고, 34, 35는 공진홀(h4~h6)간의 전자계(eletro-magnetic) 결합에 의해서 형성되는 커플링요소를 나타내는 것이고, 상기 공진기(31~33)에 각각 병렬로 연결되는 캐패시턴스(C5~C7)은 상기 도 2와 같이 각 공진홀(h4~h6)과 개방면에 도체패턴들(26~28)간의 커플링결합에 의해 나타나는 주파수조절요소이고, 상기 캐패시턴스(C2,C3)는 각 공진홀(h3~h6)을 둘러싼 도체패턴(26~28)끼리의 커플링결합에 의해 나타나는 캐패시턴스이고, 그 외, 캐패시턴스(C1,C2)는 입,출력용 도체패턴(P1~P3)과의 인-아웃(in-out) 캐패시턴스이다.The integrated dielectric duplexer has a resonance frequency formed in the dielectric block itself, and coupling occurs. The resonance frequency and the coupling are coupled by the conductor patterns 21 to 28 surrounding the resonance holes h4 to h6. Adjust to get the desired damping characteristics. In FIG. 3, 31 to 33 correspond to a resonator for generating a resonant frequency configured in the dielectric duplexer filter, and 34 and 35 are couples formed by electromagnetic coupling between resonant holes h4 to h6. Capacities C5 to C7 connected in parallel to the resonators 31 to 33, respectively, are shown in FIG. 2, and the conductive patterns 26 to 28 are formed on the resonant holes h4 to h6 and the open surfaces, respectively. Is a frequency regulating element exhibited by coupling coupling between the capacitors, and the capacitances C2 and C3 are capacitances represented by coupling coupling between conductor patterns 26 to 28 surrounding each resonance hole h3 to h6. In addition, the capacitances C1 and C2 are in-out capacitances with the input and output conductor patterns P1 to P3.
이와 같이 형성되는 유전체 듀플렉서 필터에서는 좋은 감쇄특성 및 삽입손실을 얻기 위해서 공진홀의 수를 증가시키거나, 유전체 듀플렉서 필터의 크기, 즉 상기 개방면과, 마주보는 면까지의 길이를 증가시켜야 하기 때문에, 원하는 특성을 얻기 위해서는 듀플렉서 사이즈가 커지고, 듀플렉서를 더 소형화시키고자 하는 경우에는 특성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.In the dielectric duplexer filter formed as described above, the number of resonance holes must be increased or the size of the dielectric duplexer filter, i.e., the length between the open surface and the facing surface, must be increased in order to obtain good attenuation characteristics and insertion loss. In order to obtain the characteristics, the size of the duplexer is increased, and when the size of the duplexer is further reduced, the characteristics are deteriorated.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,인접하지 않는 공진홀간에 인터-커플링을 형성하여 듀플렉서의 크기 증가 없이 원하는 감쇄특성 및 삽입손실을 얻을 수 있는 일체형 유전체 듀플렉서 필터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. The present invention provides an integrated dielectric duplexer filter which can achieve desired attenuation characteristics and insertion loss without increasing the size of the duplexer by forming inter-coupling between non-adjacent resonance holes. To provide.
도 1은 일체형 유전체 듀플렉서의 기본 구조를 보이는 사시도이다.1 is a perspective view showing the basic structure of an integrated dielectric duplexer.
도 2는 종래의 일체형 유전체 듀플렉서 필터를 도시한 측면도이다.2 is a side view showing a conventional integrated dielectric duplexer filter.
도 3은 종래 일체형 유전체 듀플렉서 필터의 등가회로도이다.3 is an equivalent circuit diagram of a conventional integrated dielectric duplexer filter.
도 4는 본 발명에 의한 일체형 유전체 듀플렉서를 보이는 측면도이다.4 is a side view showing an integrated dielectric duplexer according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 일체형 유전체 듀플렉서의 등가회로도이다.5 is an equivalent circuit diagram of an integrated dielectric duplexer according to the present invention.
도 6은 종래와 본 발명에 의한 구현된 일체형 유전체 듀플렉서의 특성을 비교한 그래프이다.Figure 6 is a graph comparing the characteristics of the integrated dielectric duplexer implemented according to the prior art and the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 유전체 블록100: dielectric block
101 : 개방면101: open side
h1 ~ h6 : 공진홀h1 ~ h6: resonance hole
P1, P3 : 입출력전극P1, P3: input / output electrode
P2 : 안테나전극P2: antenna electrode
21~25, 41~43 : 커플링용 도체패턴21 ~ 25, 41 ~ 43: Conductor pattern for coupling
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명에 의한 일체형 유전체 듀플렉서 필터는 서로 대향하는 상면과 하면 및 상기 상면과 하면 사이의 측면으로 이루어지고, 상기 하면과 측면의 적어도 일부분이 도전물질로 도포된 유전체 블럭과,As a constituent means for achieving the above object of the present invention, the integrated dielectric duplexer filter according to the present invention comprises an upper surface and a lower surface facing each other and a side surface between the upper surface and the lower surface, wherein at least a portion of the lower surface and the side surfaces are conductive. A dielectric block coated with a material,
상기 유전체블럭의 상면과 하면을 대략 평행하게 관통하며 그 내부의 적어도 일부분이 도전물질로 도포되어 공진기를 형성하는 복수의 공진홀과,A plurality of resonant holes penetrating substantially parallel to the top and bottom surfaces of the dielectric block and having at least a portion thereof coated with a conductive material to form a resonator;
상기 유전체블럭의 도전물질이 도포되지 않은 부분에 신호의 입출력을 위해 형성되는 하나 이상의 입출력패턴과,At least one input / output pattern formed for inputting / outputting a signal to a portion of the dielectric block to which the conductive material is not coated;
상기 복수의 공진홀중 일렬로 배열된 셋이상의 일부 공진홀의 내부 도전물질과 연결되도록 상기 도전물질이 도포되지 않은 면에 적어도 한 부분에서 서로 인접하도록 형성되는 인터커플링패턴을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And an intercoupling pattern formed to be adjacent to each other in at least one portion on a surface on which the conductive material is not coated so as to be connected to internal conductive materials of three or more resonant holes arranged in a row among the plurality of resonant holes. do.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 일체형 유전체 듀플렉서 필터의 구성 및 작용을 설명한다.Hereinafter, the structure and operation of the integrated dielectric duplexer filter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 의한 일체형 유전체 듀플렉서 필터의 개방면을 도시한 정면도이다.4 is a front view showing the open face of the integrated dielectric duplexer filter according to the present invention.
본 발명에 의한 일체형 유전체 듀플렉서 필터는 상기 도 4에는 도시되어 있지 않지만, 서로 대향하는 6면을 갖는 유전체블록에 한 면, 상기 도 4에 도시된 개방면(101)을 제외한 다른 면에 도전물질을 도포하고, 상기 도전물질이 도포되지 않은 개방면(101)에서 그에 대향하는 면을 관통하여 서로 일정한 간격으로 평행하게 배열되도록 다수의 공진홀(h1~h6)을 형성하고, 상기 공진홀(h1~h6)의 내부면은 도전물질로 도포한다. 이때, 일렬로 배열된 일부 공진홀(h1∼h3)이 송신필터의 공진기를 형성하고, 나머지 공진홀(h4∼h6)이 수신필터의 공진기를 형성한다.Although the integrated dielectric duplexer filter according to the present invention is not shown in FIG. 4, a dielectric material having six faces facing each other may be provided with a conductive material on one surface thereof, except for the open surface 101 shown in FIG. And a plurality of resonant holes h1 to h6 are formed so as to be parallel to each other at regular intervals from the open surface 101 to which the conductive material is not applied and penetrate the surface opposite thereto, and the resonant holes h1 to The inner surface of h6) is coated with a conductive material. At this time, some of the resonator holes h1 to h3 arranged in a line form a resonator of the transmission filter, and the remaining resonator holes h4 to h6 form a resonator of the reception filter.
그리고, 상기와 같이 송신용 공진홀(h1∼h3)과 수신용 공진홀(h4∼h6)이 형성된 개방면(101)에 있어서, 송신용 공진홀(h1∼h3)과 수신용 공진홀(h4∼h6)의 사이에 안테나단자에 연결될 안테나전극용 도체패턴(P2)을 형성하고, 수신영역과 송신영역 각각의 다른 쪽 끝에 각각 수신단과 송신단에 각각 연결되어, 송수신신호를 입출력하기 위한 입출력전극용 도체패턴(P1, P3)을 형성하고, 송신용 공진홀(h1∼h3)의 주변에는 홀의 내부전극과 연결되는 직사각형형태의 커플링용 도체패턴(21,23,25)을 형성하고, 상기 커플링용 도체패턴(21,23,25)의 사이에 상기 유전체블럭의 다른 면에 도포된 접지전극과 연결되는 커플링용 도체패턴(22, 24)을 형성하고, 상기 수신용 공진홀(h4∼h6)의 주위에는 홀 내부의 내부전극과 연결되며 서로 적어도 한부분이 인접하게 되는 인터커플링용 도체패턴(41∼43)을 형성하여 구성한다.In the open surface 101 where the transmission resonance holes h1 to h3 and the reception resonance holes h4 to h6 are formed as described above, the transmission resonance holes h1 to h3 and the reception resonance holes h4 are formed. A conductor pattern (P2) for the antenna electrode to be connected to the antenna terminal between ˜h6) and connected to the receiving end and the transmitting end respectively at the other end of each of the receiving area and the transmitting area, respectively for input / output electrodes Conductor patterns P1 and P3 are formed, and rectangular coupling conductor patterns 21, 23 and 25 are formed around the resonant holes h1 to h3 for transmission and connected to internal electrodes of the holes. Coupling conductor patterns 22, 24 are formed between the conductor patterns 21, 23, and 25 to be connected to the ground electrode applied to the other surface of the dielectric block, and the receiving resonance holes h4 to h6 are formed. Intercoupling is connected to the internal electrode inside the hole and at least one part adjacent to each other Constructed by forming a conductor pattern 41 to 43.
이때, 상기 세 개의 인터커플링용 도체패턴(41∼43)은 어느 한 부분에서 서로 인접하도록 일정하지 않은 형태로 형성된다. 즉, 가운데 공진홀(h5)에 형성된 도체패턴(42)을 사이에 두고, 다른 커플링패턴(41, 43)이 위치한 것이 아니라, 세개의 커플링패턴(41∼43)들이 서로 인접한 부분 A가 존재한다.At this time, the three intercoupling conductor patterns 41 to 43 are formed in a non-uniform shape so as to be adjacent to each other at any one portion. That is, the coupling patterns 41 and 43 are not positioned between the conductor patterns 42 formed in the center resonance hole h5, and the three coupling patterns 41 to 43 are adjacent to each other. exist.
따라서, 상기 인터커플링용 도체패턴(h4)와 인터커플링용 도체패턴(h6)간에 커플링 캐패시턴스가 형성될 수 있게 된다.Therefore, a coupling capacitance can be formed between the intercoupling conductor pattern h4 and the intercoupling conductor pattern h6.
상기 도 4에 도시한 유전체 듀플렉서 필터에서 수신단의 등가회로를 도 5에 도시한다.The equivalent circuit of the receiver in the dielectric duplexer filter shown in FIG. 4 is shown in FIG.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내부 표면에 도전물질이 도포되고 일단이 단락된 각 공진홀(h4∼h6)에 의해서 형성된 공진기(51~53) 각각의 사이에 있어서, 상기 인접한 공진홀(h4와 h5, h5와 h6)간에 그 전자계결합에 의한 커플링요소(54, 55)가 형성되고, 상기 각 공진홀(h4~h6)의 주위에 형성된 인터커플링용 도체패턴(41~43)들이 서로 전기적인 결합을 하여 커플링캐패시턴스(C2,C3,C8)가 형성된다.As illustrated in FIG. 5, a conductive material is applied to the inner surface and the resonators 51 to 53 formed by the respective resonator holes h4 to h6 short-circuited at one end thereof. Coupling elements 54 and 55 are formed between the h4 and h5 and the h5 and h6 by electromagnetic field coupling, and the interconnection pattern 41 to 43 formed around each of the resonance holes h4 to h6. The coupling capacitances C2, C3, and C8 are formed by electrically coupling with each other.
상기 등가회로에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 유전체 듀플렉서 필터에서는 인접하지 않은 두 공진기(51,53)가 커플링캐패시턴스(C8)에 의해서 직접 연결된다. 상기 커플링캐패시턴스(C8)은 기존의 감쇄극외에 별도의 감쇄극을 형성하여 저지대역의 감쇄특성을 향상시킨다.As shown in the equivalent circuit, in the dielectric duplexer filter according to the present invention, two non-adjacent resonators 51 and 53 are directly connected by the coupling capacitance C8. The coupling capacitance C8 forms an additional attenuation pole in addition to the existing attenuation pole to improve the attenuation characteristic of the stop band.
따라서, 본 발명에 따른 유전체 듀플렉서 필터의 수신단은 도 6에 도시한 바와 같이, 종래의 유전체 듀플렉서 필터에 비하여, 송신단과 인접한 통과대역보다 낮은 주파수영역에서 더 높은 감쇄특성을 나타내는 것을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the receiving end of the dielectric duplexer filter according to the present invention exhibits higher attenuation characteristics in a lower frequency region than the passband adjacent to the transmitting end, as shown in FIG. 6.
즉, 상기에서, 61은 종래 유전체 듀플렉서 필터에서의 수신단의 주파수특성이고, 62는 본 발명에 따른 유전체 듀플렉서 필터에 있어서 수신단의 주파수특성을보인 것이다.That is, in the above, 61 is the frequency characteristic of the receiver in the conventional dielectric duplexer filter, 62 is the frequency characteristic of the receiver in the dielectric duplexer filter according to the present invention.
이때, 상기와 같이 본 발명에 따른 유전체 듀플렉서 필터가 인터커플링용 도체패턴에 의해서, 공진홀의 수를 증가시키거나 유전체블럭의 크기를 증가시키지 않고도, 저지대역의 감쇄특성을 향상시켜, 유전체 듀플렉서 필터의 감쇄특성 및 삽입손실을 향상시킬 수 있게 된다.At this time, as described above, the dielectric duplexer filter according to the present invention improves the attenuation characteristics of the stopband without increasing the number of resonance holes or increasing the size of the dielectric block by means of an intercoupling conductor pattern. Attenuation characteristics and insertion loss can be improved.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 유전체듀플렉서는 인접하지 않은 공진홀간을 전자적으로 결합시킴으로서, 저지대역의 감쇄특성을 향상시키고, 듀플렉서필터의 사이즈 증가없이 소정의 감쇄특성 및 삽입손실을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.As described above, the dielectric duplexer according to the present invention electronically couples non-adjacent resonant holes, thereby improving the attenuation characteristics of the stop band, and can improve the predetermined attenuation characteristics and insertion loss without increasing the size of the duplexer filter. It is an excellent effect.
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