KR20010076342A

KR20010076342A - 유전체 필터, 안테나 공용기 및 통신기 장치

Info

Publication number: KR20010076342A
Application number: KR1020010002879A
Authority: KR
Inventors: 아토카와마사유키; 미야모토히로후미; 스에마사하지메; 츠노다기쿠오; 야마다야스오
Original assignee: 무라타 야스타카; 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2001-08-11
Also published as: JP3613156B2; CN1306317A; CN1170337C; US20020021185A1; JP2001274604A; KR100394805B1; US6885261B2; EP1119069A2; EP1119069A3

Abstract

본 발명은 주파수 시프트량의 자유도가 크고, 부품수가 적으며 소형인 유전체 필터와, 안테나 공용기 및 통신기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, 유전체 블럭의 외면에는 외부 도체, 입력단자 전극, 출력단자 전극 및 전압제어단자 전극 및 2개의 분리 전극이 형성된다. 또한, 유전체 블럭의 상면에는, 전압제어가능한 리액턴스 소자인 PIN 다이오드, PIN 다이오드를 전압제어하기 위한 인덕터, 및 결합조정용 커패시터가 실장된다. 주파수 시프트용 커패시터는 각각 분리 전극과 공진 구멍의 내부 도체 사이에 정전용량이 발생함으로써 형성된다.

Description

유전체 필터, 안테나 공용기 및 통신기 장치{Dielectric filter, antenna sharing device and communication device}

본 발명은 예를 들면 마이크로파 대역에서 사용되는 유전체 필터, 안테나 공용기 및 통신기 장치에 관한 것이다.

종래부터, 동축형 유전체 공진기에 PIN 다이오드 또는 가변 용량 다이오드 등의 리액턴스 소자(reactance element)를 접속하고, 이 리액턴스 소자를 전압제어함으로써 각 필터의 공진 주파수를 가변시킬 수 있는 대역통과 필터 및 대역저지필터가 알려져 있다.

도 18은 종래의 주파수 가변 대역통과 필터(1)의 구성을 나타낸 평면도이다. 도 19는 이 대역통과 필터의 전기 회로도이다. 필터(1)는 공진 회로를 2단 결합시킨 것으로, 유전체 공진기(2, 3)와, 결합 커패시터(C5∼C7)와, 감쇠극을 만들기 위한 유극 커패시터(C1, C2)와, 주파수 시프트용 커패시터(C3, C4)와, 리액턴스 소자인 PIN 다이오드(D1, D2)와, 쵸크 코일(choke coils)로서 기능하는 인덕터(L1, L2)와, 제어전압 공급용 저항(R1, R2)과, 커패시터(C8, C9)와, 이들 부품을 실장하기 위한 회로 기판(5)을 포함한다. 또한, 입력단자 전극(P1), 출력단자 전극(P2), 전압제어단자 전극(CONT1, CONT2), 접지 패턴(G1, G2)이 도시되어 있다.

그러나, 종래의 주파수 가변 대역통과 필터(1)는 부품수가 많기 때문에 소형화가 곤란하였다. 특히, PIN 다이오드(D1, D2) 등의 회로 소자가 회로 기판(5)상에 차지하는 스페이스는 유전체 공진기(2, 3)가 차지하는 스페이스와 대략 동등하다.

또한, 종래에는 주파수의 시프트량을 크게 하고자 하는 경우, 주파수 시프트용 커패시터(C3, C4)의 정전용량이 증가한다. 그러나, PIN 다이오드(D1, D2)가 도 19에 도시된 주파수 가변 대역통과 필터(1)의 공진 회로의 용량 성분에 대하여 온인 경우, 주파수 시프트용 커패시터(C3, C4)가 우세하다. PIN 다이오드(D1, D2)가 오프인 경우, 각 다이오드(D1, D2)의 애노드 단자와 캐소드 단자 사이의 정전용량이 우세해진다. 이 때문에, 주파수 시프트용 커패시터(C3, C4)의 정전용량이 증가하면, PIN 다이오드(D1, D2)가 온상태일 때에 얻어지는 공진 회로의 임피던스와,PIN 다이오드(D1, D2)가 오프 상태일 때에 얻어지는 공진 회로의 임피던스의 차가 커진다, 따라서, PIN 다이오드(D1, D2)가 온상태일 때(즉, 필터(1)의 통과 주파수가 낮을 때)에 얻어지는 통과 대역폭이, 오프상태일 때(즉, 필터(1)의 통과 주파수가 높을 때)에 얻어지는 통과 대역폭보다 좁아진다. 따라서, 주파수의 시프트량에 제한이 있으며, 설계의 자유도가 작다.

따라서, 본 발명의 목적은 주파수 시프트량의 자유도가 크고, 부품수가 적으며 소형인 유전체 필터와, 안테나 공용기 및 통신기 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 유전체 필터의 전기 등가 회로도이다.

도 3은 PIN 다이오드가 온(on)인 경우에 실행되는 유전체 필터의 동작을 설명하기 위한 전기 회로도이다.

도 4는 PIN 다이오드가 오프(off)인 경우의 유전체 필터의 동작을 설명하기 위한 전기 회로도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 8은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 9는 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 10은 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 11은 본 발명의 제 8 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 12는 본 발명의 제 9 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 13은 도 12에 나타낸 PIN 다이오드가 실장되기 전의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선을 따른단면도이다.

도 14는 도 12에 나타낸 PIN 다이오드가 실장되기 전의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선을 따른 단면도이다.

도 15는 본 발명의 제 10 실시형태에 따른 유전체 필터의 분해 사시도이다.

도 16은 본 발명의 한 실시형태에 따른 안테나 공용기의 전기 회로 블럭도이다.

도 17은 본 발명의 한 실시형태에 따른 통신기 장치의 전기 회로 블럭도이다.

도 18은 종래의 유전체 필터의 평면도이다.

도 19는 도 18의 유전체 필터의 전기 회로도이다.

(도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명)

11, 31, 41, 51, 71, 91, 101, 111, 121, 131: 유전체 필터

12: 유전체 블럭

12f: 저면

13, 14: 공진 구멍

16: 내부 도체

17: 외부 도체

18: 단차

21: 입력단자 전극

22: 출력단자 전극

24, 25: 분리 전극

60,80: 회로 기판

92, 93: 절연 부재

94, 95: 금속핀

102, 103: 접속 부재

112, 132: 오목부

141: 안테나 공용기

150: 휴대 전화

153: 듀플렉서

C11: 커패시터

D11, D12: PIN 다이오드

L11, L12: 인덕터

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 공진 전극을 갖는 유전체 블럭; 외부 회로에 접속하기 위한 입출력단자 전극; 및 상기 유전체 블럭의 외면에, 상기 입출력단자 및 접지에 접속되지 않도록 형성되며, 또한 정전용량을 통하여 상기 공진 전극에 접속되는 분리 전극;을 포함하는 유전체 필터가 제공된다. 분리 전극 및 입출력단자 전극은 유전체 블럭의 외면 또는 회로 기판의 표면에 형성된다.

상기한 구성에 의하여, 유전체 블럭에 형성된 공진 전극은 공진기를 구성한다. 한편, 분리 전극은 분리 전극과 공진 전극 사이에 정전용량을 발생시키며, 주파수 시프트용 커패시터와 동일하게 기능한다. 따라서, 별도의 주파수 시프트용 커패시터가 불필요하다.

바람직하게는, 전압제어가능한 리액턴스 소자 및 상기 리액턴스 소자를 제어하기 위한 회로 소자는 상기 분리 전극에 전기적으로 접속된다. 이에 따라서, 리액턴스 소자를 전압제어하여 스위칭시켜서, 분리 전극에 의해 형성된 주파수 시프트용 커패시터를 접지하거나, 개방함으로써, 필터의 주파수 특성을 변화시킨다. 여기서, 유전체 블럭, 리액턴스 소자 및 회로 소자를 회로 기판상에 실장하여, 리액턴스 소자 및 회로 소자가 회로 기판에 형성된 회로 패턴에 의하여 분리 전극에 전기적으로 접속되도록 해도 된다. 또한, 전압제어가능한 리액턴스 소자로서는, 예를 들면 PIN 다이오드, 전계 효과형 트랜지스터, 또는 가변 용량 다이오드를 사용해도 된다.

또한, 적어도 2개의 분리 전극을 결합 조정용 소자에 의하여 전기적으로 접속함으로써, 전압제어가능한 리액턴스 소자가 온일 때에 얻어지는 필터 대역폭 및 오프 상태일 때에 얻어지는 필터 대역폭을 독립적으로 설정할 수 있다. 결합 조정용 소자로서는, 예를 들면, 커패시터, 인덕터 등의 리액턴스 소자, 및 가변 용량 커패시터 등을 사용해도 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 공진 구멍을 갖는 유전체 블럭; 공진 구멍내에 삽입됨과 아울러, 상기 공진 구멍의 내부 도체로부터 절연되는 도체; 상기 도체에 전기적으로 접속되는 전압제어가능한 리액턴스 소자; 및 상기 유전체 블럭의 저면을 제외한 외면에 배치되며, 상기 리액턴스 소자를 실장하기 위한 회로 기판;을 포함하는 유전체 필터가 제공된다. 이에 따라서, 공진 구멍의 내부 도체 및 공진 구멍에 삽입된 도체가 주파수 시프트용 커패시터를 형성한다. 따라서, 종래의 주파수 시프트용 커패시터 소자를 형성할 필요가 없다.

또한, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 공진 구멍을 갖는 유전체 블럭; 상기 공진 구멍의 내부 도체에 전기적으로 접속되는 도체; 상기 도체에 전기적으로 접속되는 전압제어가능한 리액턴스 소자; 및 상기 유전체 블럭의 저면을 제외한 외면에 배치되며, 상기 리액턴스 소자를 실장하기 위한 회로 기판;을 포함하는 유전체 필터가 제공된다. 회로 기판에는 리액턴스 소자뿐만 아니라, 주파수 시프트용 커패시터 소자 및 리액턴스 소자를 제어하기 위한 회로 소자 등이 실장되어도 된다.

바람직하게는, 상기 유전체 블럭에 단차 또는 오목부 중의 어느 하나를 형성하고, 상기 단차 또는 오목부에 상기 분리 전극을 형성한다. 따라서, 리액턴스 소자 및 회로 소자가 단차 및 오목부에 실장되므로, 유전체 필터가 소형화된다.

본 발명의 안테나 공용기 및 통신기 장치는 각각 상기한 특징을 갖는 유전체 필터를 적어도 하나 포함한다. 따라서, 설계 자유도를 높일 수 있으며, 소형화할 수 있다.

(바람직한 실시형태의 설명)

이하에, 본 발명에 따른 유전체 필터, 안테나 공용기 및 통신기 장치의 실시형태에 대하여 첨부의 도면을 참조하여 설명하겠다. 각 실시형태에 있어서, 유사 부품 및 유사 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.

(제 1 실시형태, 도 1∼도 4)

도 1에 나타낸 바와 같이, 주파수 가변 대역통과 유전체 필터(11)는 대략 직육면체형상을 갖는 단일 유전체 블럭(12)을 구비하고 있다. 상기 유전체 블럭(12)에는, 유전체 블럭(12)의 서로 대향하는 단면(12a, 12b)을 관통하도록 2개의 공진구멍(13, 14)이 형성되어 있다. 공진 구멍(13, 14)은 그 축이 유전체 블럭(12)내에서 서로 평행하게 되도록 배치되어 있다. 공진 구멍(13, 14)은 각각 횡단면이 원형이다. 공진 구멍(13, 14)의 내벽에는 내부 도체(16)가 형성되어 있다. 공진 구멍(13, 14) 및 내부 도체(16)는 각각 공진 전극을 형성한다. 공진 구멍(13, 14)은 서로 전자계 결합되어 있다.

유전체 블럭(12)의 상면(12c)에는 단차(steps)(18)가 형성되어 있다. 낮은쪽 단에 분리 전극(24, 25)이 형성된다. 그 위에 PIN 다이오드(D11, D12) 등의 칩 부품(후술함) 등이 실장된다. 따라서, 유전체 블럭(12)의 상면(12c)에 칩 부품을 실장하더라도, 필터(11)의 전체 높이를 낮출 수 있다. 물론, 유전체 블럭(12)의 상면(12c)에 단차(18)를 반드시 형성할 필요는 없다.

유전체 블럭(12)의 외면에는 외부 도체(17)와, 입력단자 전극(21)과, 출력단자 전극(22)과, 전압제어단자 전극(23)과, 2개의 분리 전극(24, 25)이 형성되어 있다. 외부 도체(17)는 전극(21∼25)이 형성된 영역 및 공진 구멍(13, 14)이 개방된 한쪽 개방 단면(12a)(이하, 개방측 단면(12a)이라 함)을 제외하고, 유전체 블럭(12)의 외면에 형성되어 있다.

한쌍의 입출력단자 전극(21, 22)은 각각 유전체 블럭(12)의 좌우 측면(12d, 12e)에서 저면(12f)까지 연장되도록 형성되어 있다. 전압제어단자 전극(23)은 유전체 블럭(12)의 상면(12c)에서 측면(12e)을 거쳐서 저면(12f)까지 연장되어 있다. 이 저면(12f)은 유전체 필터(11)의 실장면으로 사용된다. 유전체 필터(11)는 저면(12f)을 아래로 하여 프린트 기판 등에 실장된다. 분리 전극(24, 25)은 외부도체(17) 및 다른 전극(21∼23)에 접속되지 않도록 하여 유전체 블럭(12)의 상면(12c)에 형성되어 있다.

공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)는 개방측 단면(12a)에서는 외부 도체(17)로부터 전기적으로 개방(분리)되며, 다른쪽 개방 단면(12b)(이하, 단락측 단면(12b)이라 함)에서는 외부 도체(17)에 전기적으로 단락되어 있다. 따라서, 유전체 블럭(12)내에는, 공진 구멍(13, 14) 및 내부 도체(16)에 의해 1/4파장형 유전체 공진기(R1, R2)가 각각 형성된다.

게다가, 유전체 블럭(12)의 상면(12c)에, 전압제어가능한 리액턴스 소자인 PIN 다이오드(D11, D12)와, PIN 다이오드(D11, D12)를 전압제어하기 위한 인덕터(L11, L12)와, 결합조정용 커패시터(C11)를 실장한다. PIN 다이오드(D11)는 외부 도체(17)와 분리 전극(24) 사이에, 솔더 또는 도전성 접착제에 의하여 전기적으로 접속된다. PIN 다이오드(D12)는 외부 도체(17)와 분리 전극(25) 사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L11)와 결합조정용 커패시터(C11)는 분리 전극(24)와 (25) 사이에 서로 병렬로 접속된다. 인덕터(L12)는 분리 전극(25)과 전압제어단자 전극(23) 사이에 전기적으로 접속된다.

각 소자의 솔더링 작업을 용이하게 하기 위하여, 상면(12c)에는 솔더 레지스트막을 인쇄해도 된다. 게다가, 유전체 필터(11)의 전자 실드성(electromagnetic shield property)을 향상시키기 위하여, 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에 금속 시트 등을 피복해도 된다.

도 2에, 상기와 같이 구성된 유전체 필터(11)의 전기 등가 회로도를 나타낸다. 유전체 필터(11)는 2단 결합된 공진 회로를 포함한다. 유전체 공진기(R1)는 결합 커패시터(C13)에 의하여 입력단자 전극(21)에 전기적으로 접속된다. 유전체 공진기(R2)는 결합 커패시터(C14)에 의하여 출력단자 전극(22)에 전기적으로 접속되어 있다.

결합 커패시터(C13)는 입력단자 전극(21)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량이 발생함으로써 형성되어 있다. 결합 커패시터(C14)는 출력단자 전극(22)과 공진 구멍(14)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량이 발생함으로써 형성되어 있다. 유전체 공진기(R1, R2)는 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)가 서로 소정의 간격으로 대향함으로써, 전자계 결합(도 2에서 참조부호 K로 표시)되어 있다. 게다가, 입출력단자 전극(21, 22)과 외부 도체(17) 사이에 정전용량이 발생되며, 이에 따라서 한 단부가 접지된 커패시터(C12, C15)가 각각 형성된다.

주파수 시프트용 커패시터(Cs1)는 분리 전극(24)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량이 발생함으로써 형성되어 있다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)는 분리 전극(25)과 공진 구멍(14)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량이 발생함으로써 형성되어 있다. 즉, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)의 한 단부는 정전용량에 의해 유전체 공진기(R1)의 개방단에 전기적으로 접속되며, 다른 단부는 PIN 다이오드(D11)의 애노드에 전기적으로 접속되어 있다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)의 한 단부는 정전용량에 의해 유전체 공진기(R2)의 개방단에 전기적으로 접속되며, 다른 단부는 PIN 다이오드(D12)의 애노드에 전기적으로 접속되어 있다. PIN 다이오드(D11, D12)의 캐소드는 각각 접지되어 있다.

PIN 다이오드(D11)의 애노드와 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)의 중간 접속점과, PIN 다이오드(D12)의 애노드와 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)의 중간 접속점 사이에는, 쵸크 코일로서 기능하는 인덕터(L11) 및 결합조정용 커패시터(C11)의 병렬 회로가 접속되어 있다.

전압제어단자 전극(23)은 쵸크 코일로서 기능하는 인덕터(L12)에 의하여 PIN 다이오드(D12)의 애노드에 전기적으로 접속됨과 아울러, 인덕터(L11, L12)에 의하여 PIN 다이오드(D11)의 애노드에 전기적으로 접속되어 있다.

상술한 바와 같이, 유전체 필터(11)에서는, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1, Cs2)는 각각 유전체 블럭(12)의 상면에 형성된 분리 전극(24, 25) 및 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)에 의해 형성된다. 게다가, 유전체 공진기(R1, R2)간의 결합은 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)간의 전자계 결합 K를 이용하여 행해진다. 즉, 유전체 공진기와는 별개 부품인 종래의 주파수 시프트용 커패시터 및 공진기간 결합 커패시터(도 18에 도시된 결합 커패시터(C6)에 상응)를 생략할 수 있다.

게다가, PIN 다이오드(D11, D12) 등의 칩 부품을, 유전체 블럭(12)상에 직접 실장할 수 있다. 따라서, 그 만큼 통신기 장치의 인쇄회로기판 등이 차지하는 면적을 작게 할 수 있다. 그리고, 공진 전극의 형상 또는 유전체 블럭의 형상을 적절히 설계함으로써, 즉 공진 구멍에 대직경부 및 소직경부를 형성하여 단차 구조를 형성함으로써, 소망의 감쇠극을 갖는 필터(11)를 얻을 수 있다. 따라서, 종래의 유극 커패시터도 불필요해진다. 따라서, 필터를 더욱 소형화할 수 있다.

다음으로, 이 유전체 필터(11)의 작용효과에 대하여 설명하겠다.

유전체 필터(11)의 통과 주파수는 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)와 유전체 공진기(R1)를 포함하는 공진계의 공진 주파수 및 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)와 유전체 공진기(R2)를 포함하는 공진계의 공진 주파수에 의해 결정된다. 즉, 전압제어단자 전극(23)에 제어 전압으로서 정 전압(positive voltage)을 인가하면, PIN 다이오드(D11, D12)는 온 상태가 된다. 따라서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1, Cs2)는 PIN 다이오드(D11, D12)를 거쳐서 각각 접지되며, 통과 주파수는 낮아진다. 이 때, 결합조정용 커패시터(C11)는 접지되어 있으므로, 영향을 주지 않는다. 유전체 공진기(R1, R2)는 전자계 결합 K에 의해 서로 결합된다. 따라서, 유전체 필터(11)의 통과 대역폭이 설정된다.

반대로, 전압제어단자 전극(23)에 제어 전압으로서 부 전압(negative voltage)을 인가하면, PIN 다이오드(D11, D12)는 오프 상태가 된다. 이에 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1, Cs2)는 개방되며, 통과 주파수는 높아진다. 그 후, 유전체 공진기(R1, R2)는 전자계 결합 K 및, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1, Cs2)와 결합조정용 커패시터(C11)에 의한 용량성 결합에 의해 서로 결합되게 된다. 따라서, PIN 다이오드(D11, D12)가 오프일 때에 얻어지는 통과 대역폭 및 PIN 다이오드(D11, D12)가 온일 때에 얻어지는 통과 대역폭을, 적은 부품수로, 또한 적은 소비 전류로 독립적으로 설정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 유전체 필터(11)는 2개의 다른 통과 주파수 특성을 가짐과 아울러, 각 통과 대역폭을 독립적으로 설정할 수 있다. 제 1 실시형태에서는,공진기(R1)와 (R2)사이의 결합조정을 위하여 커패시터(C11)를 사용한다. 그러나, 필요하다면, 인덕터, 또는 가변 용량 커패시터 등의 전압제어가능한 리액턴스 소자를 사용해도 된다.

(제 2 실시형태, 도 5)

도 5에 나타낸 바와 같이, 주파수가변 유전체 필터(31)는 유전체 블럭(12)의 외면에, 외부 도체(17), 입력단자 전극(21), 출력단자 전극(22) 및 2개의 분리 전극(34, 35)이 형성되어 있다.

분리 전극(34, 35)은 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에, 외부 도체(17) 및 입출력단자 전극(21, 22)에 전기적으로 접속되지 않도록 형성되어 있다. 분리 전극(35)은 개방측 단면(12a)으로부터 저면(12f)에 연장되어 있다. 분리 전극(34, 35)의 일부는 공진 구멍(13, 14)내에 연장되어 있다. 공진 전극으로 기능하는 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)는 각각 개방측 단면(12a)의 근방에서, 도체 비형성부(32)를 사이에 두고, 공진 구멍(13, 14)내에 연장되어 있는 분리 전극(34, 35)과 대향하여 있다.

게다가, 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에, PIN 다이오드(D11, D12)와 결합조정용 커패시터(C11)가 실장된다. PIN 다이오드(D11)는 외부 도체(17)와 분리 전극(34) 사이에 전기적으로 접속된다. PIN 다이오드(D12)는 외부 도체(17)와 분리 전극(35) 사이에 전기적으로 접속된다. 결합조정용 커패시터(C11)는 분리 전극(34)과 (35) 사이에 전기적으로 접속된다.

상기의 구성으로 이루어지는 유전체 필터(31)에 있어서, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)는 분리 전극(34)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 서로 대향하여 형성되며, 분리 전극(34)과 내부 도체(16) 사이에 용량성 결합을 발생한다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)는 분리 전극(35)과 공진 구멍(14)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 서로 대향하여 형성되며, 분리 전극(35)과 내부 도체(16) 사이에 정전용량 결합을 발생한다. 이 결과, 유전체 필터(31)를 소형화할 수 있으며. 상기 제 1 실시형태의 필터(11)와 비교하여, 유전체 필터(31)의 높이를 더욱 낮게 할 수 있다.

(제 3 실시형태, 도 6)

도 6에 나타낸 바와 같이, 주파수가변 유전체 필터(41)는 유전체 블럭(12)의 외면에, 외부 도체(17), 입력단자 전극(21), 출력단자 전극(22), 전압제어단자 전극(23) 및 2개의 분리 전극(44, 45)이 형성되어 있다.

분리 전극(44, 45)은 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에, 외부 도체(17)및 다른 전극(21∼23)에 전기적으로 접속되지 않도록 형성되어 있다. 분리 전극(44)은 개방측 단면(12a)에서 측면(12e)에 연장되어 있다. 분리 전극(45)은 개방측 단면(12a)에서 측면(12d)에 연장되어 있다. 분리 전극(44, 45)의 일부는 공진 구멍(13, 14)내에 연장되어 있다. 공진 전극으로서 기능하는 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)는 각각 개방측 단면(12a)의 근방에서, 도체 비형성부(32)를 사이에 두고, 공진 구멍(13, 14)내에 연장되어 있는 분리 전극(44, 45)과 대향하여 있다.

게다가, 유전체 블럭(12)의 양 측면(12e, 12d)에, 각각 PIN 다이오드(D11,D12)가 실장된다. 개방측 단면(12a)에 인덕터(L11, L12)가 실장된다. PIN 다이오드(D11)는 외부 도체(17)와 분리 전극(44) 사이에 전기적으로 접속된다. PIN 다이오드(D12)는 외부 도체(17)와 분리 전극(45) 사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L11)는 분리 전극(44)과 (45) 사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L12)는 분리 전극(45)과 전압제어단자 전극(23) 사이에 전기적으로 접속된다.

상기의 구성으로 이루어지는 유전체 필터(41)에 있어서, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)는 분리 전극(44)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 대향하여 형성되며, 분리 전극(44)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량 결합을 발생한다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)는 분리 전극(45)과 공진 구멍(14)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 대향하여 형성되며, 분리 전극(45)과 내부 도쳬16) 사이에 정전용량 결합을 발생한다. 이 결과, 유전체 필터(31)를 소형화할 수 있다.

(제 4 실시형태, 도 7)

도 7에 나타낸 바와 같이, 주파수가변 유전체 필터(51)는 PIN 다이오드(D11, D12) 및 인덕터(L11, L12)를 실장한 회로 기판(60)에, 유전체 블럭(12)을 실장한 것이다.

회로 기판(60)의 상면에는 입력전극 패턴(61), 출력전극 패턴(62), 전압제어전극 패턴(63), 중계전극 패턴(65, 66) 및 광면적의 접지 패턴(64)이 형성되어 있다. PIN 다이오드(D11)는 접지 패턴(64)과 중계전극 패턴(65) 사이에 전기적으로 접속된다. PIN 다이오드(D12)는 접지 패턴(64)과 중계전극 패턴(66) 사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L11)은 중계전극 패턴(65)과 (66)사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L12)는 중계전극 패턴(66)과 전압제어전극 패턴(63) 사이에 전기적으로 접속된다.

한편, 유전체 블럭(12)의 외면에, 외부 도체(17), 입력단자 전극(21), 출력단자 전극(22) 및 2개의 분리 전극(54, 55)이 형성되어 있다. 분리 전극(54, 55)은 각각 유전체 블럭(12)의 저면(12f)에, 외부 도체(17) 및 입출력단자 전극(21, 22)에 전기적으로 접속되지 않도록 형성되어 있다.

이 유전체 블럭(12)은 솔더, 도전성 접착제 등을 사용하여 회로 기판(60)에 실장된다. 이에 따라서, 유전체 블럭(12)의 입력단자 전극(21)은 회로 기판(60)의 입력전극 패턴(61)에 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 출력단자 전극(22)은 출력전극 패턴(62)에 전기적으로 접속된다. 분리 전극(54, 55)은 각각 중계전극 패턴(65, 66)에 전기적으로 접속된다. 외부 도체(17)는 접지 패턴(64)에 전기적으로 접속된다.

상기의 구성으로 이루어지는 유전체 필터(51)에 있어서, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)는 분리 전극(54)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량이 발생함으로써 형성되어 있다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)는 분리 전극(55)과 공진 구멍(14)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량이 발생함으로써 형성되어 있다. 따라서, 유전체 필터(51)는 결합조정용 커패시터(C11)가 배제된 것을 제외하고 도 2의 전기 회로와 동일한 등가회로를 갖는다. 이 결과, 소형의 유전체 필터(51)를 얻을 수 있다.

(제 5 실시형태, 도 8)

도 8에 나타낸 바와 같이, 주파수가변 유전체 필터(71)는 PIN 다이오드(D11, D12) 및 인덕터(L11, L12)를 실장한 회로 기판(80)을 포함하며, 이 회로 기판(80)을 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에 접합한다.

회로 기판(80)의 표면에는, 중계전극 패턴(81, 82), 접지 패턴(85) 및 전압제어전극 패턴(86)이 형성되어 있다. 중계전극 패턴(81, 82)은 회로 기판(80)에 형성된 관통구멍(83)을 통하여 회로 기판(80)의 이면에 형성된 중계전극 패턴(81a, 81b)에 접속되어 있다. PIN 다이오드(D11)는 접지 패턴(85)과 중계전극 패턴(82) 사이에 전기적으로 접속된다. PIN 다이오드(D12)는 접지 패턴(85)과 중계전극 패턴(81) 사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L11)는 중계전극 패턴(81)과 (82)사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L12)는 중계전극 패턴(81)과 전압제어전극 패턴(86) 사이에 전기적으로 접속된다.

한편, 유전체 블럭(12)의 외면에는 외부 도체(17), 입력단자 전극(21), 출력단자 전극(22) 및 2개의 분리 전극(74, 75)이 형성되어 있다. 분리 전극(74, 75)은 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에, 외부 도체(17) 및 입출력단자 전극(21, 22)에 전기적으로 접속되지 않도록 형성되어 있다. 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체는 개방측 단면(12a)의 근방에 있어서, 도체 비형성부(32)를 사이에 두고, 공진 구멍(13, 14)내에 연장되어 있는 분리 전극(74, 75)과 대향하여 있다.

이 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에 회로 기판(80)을 접합하면, 회로 기판(80)의 중계전극 패턴(81a, 82a)은 각각 유전체 블럭(12)의 분리 전극(74, 75)에 전기적으로 접속된다.

상기의 구성으로 이루어지는 유전체 필터(71)에 있어서, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)는 분리 전극(75)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 대향하여 형성되며, 정전용량 결합을 발생한다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)는 분리 전극(74)과 공진 구멍(14)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 대향하여 형성되며, 정전용량 결합을 발생한다.

따라서, 유전체 필터(71)는 결합조정용 커패시터(C11)가 제거된 것을 제외하고 도 2의 전기 회로와 실질적으로 동일한 등가 회로를 갖다. 이 결과, 유전체 필터(71)를 소형화할 수 있으며, 상기 제 4 실시형태의 필터(51)와 비교하여, 필터(71)의 높이를 더욱 낮게 할 수 있다.

(제 6 실시형태, 도 9)

상기 제 1∼ 제 5 실시형태에서 설명한 유전체 필터에서는, 주파수 시프트용 커패시터는 각각 유전체 블럭의 표면에 형성된 분리 전극에 의하여 형성된다. 그러나, 몇몇 경우, 이러한 분리 전극에 의해서는, 정전용량이 충분히 얻어질 수 없다. 따라서, 제 6 실시형태에서는, 더욱 큰 정전용량을 갖는 주파수 시프트용 커패시터를 내장한 유전체 필터에 대하여 설명하겠다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 주파수 가변 유전체 필터(91)는 유전체 블럭(12), PIN 다이오드(D11, D12) 등을 실장한 회로 기판(80), 소망의 유전율을 갖는 절연 부재(92, 93) 및 분리 전극과 동일한 기능을 갖는 금속 핀(94, 95)을 포함한다. 원주형상의 절연 부재(92, 93)는 각각 그 중심축부에 금속 핀(94, 95)이 압입된 상태에서, 공진 구멍(14, 13)에 삽입된다. 회로 기판(80)은 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)과 대향하도록 배치되며, 금속 핀(94, 95)의 머리부가 회로 기판(80)의 관통구멍(83)에 삽입되고, 솔더링된다.

상기의 구성으로 이루어지는 유전체 필터(91)에 있어서, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)는 금속 핀(95)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량을 발생함으로써 형성되어 있다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)는 금속 핀(94)와 공진 구멍(14)의 내부 도체(16) 사이에 정전용량이 발생함으로써, 형성되어 있다. 따라서, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1, Cs2)는 각각 소위 동축 커패시터의 구조를 가지므로 큰 정전용량을 갖는다. 유전체 필터(91)는 결합조정용 커패시터(C11)가 제거된 것을 제외하고 도 2의 전기 회로와 실질적으로 동일한 등가회로를 갖는다.

유전체 필터(91)에 있어서, 입출력단자 전극(21, 22)은 유전체 블럭(12)의 표면에 형성하지 않고, 회로 기판(80)상에 형성해도 된다. 게다가, 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)에 도 5에 나타낸 바와 같은 도체 비형성부(32)를 형성하고, 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)을 외부 도체(17)로 피복함으로써, 전자 실드성을 향상시켜도 된다.

(제 7 실시형태, 도 10)

제 7 실시형태에서는, 유전체 블럭의 표면에 형성된 분리 전극에 의해서는 충분한 정전용량을 얻을 수 없는 경우, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1, Cs2)를 칩커패시터로 형성한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 주파수가변 유전체 필터(101)는 유전체 블럭(12), PIN 다이오드(D11, D12) 등을 실장한 회로 기판(80)과, 접속 부재(102, 103)를 포함한다. 접속 부재(102, 103)는 스프링성을 갖는 금속 시트를 펀칭하고, 굽힘가공하여 형성된다. 절연 부재(102, 103)는 스프링성을 갖는 다리부(104)를 공진 구멍(104, 103)에 삽입함으로써, 내부 도체(16)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 절연 부재(102, 103)는 유전체 블럭(12)에 고정된다.

회로 기판(80)은 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에 대향하도록 배치된다. 접속 부재(102, 103)의 머리부가 회로 기판(80)의 이면에 형성된 중계전극 패턴(81a, 81b)에 솔더링된다. 이 회로 기판(80)의 표면에는 중계전극 패턴(81, 82, 88a, 88b), 전압제어전극 패턴(86) 및 접지 패턴(89a, 89b)이 형성되어 있다. 이 회로 기판(80)에는 PIN 다이오드(D11, D12) 및 인덕터(L11, L12) 외에, 주파수 시프트용 커패시터로서의 칩 커패시터(Cs1, Cs2)가 실장되어 있다.

(제 8 실시형태, 도 11)

제 8 실시형태는 상기 제 1 실시형태의 유전체 필터(11)의 단차(18) 대신에, 오목부(112)를 형성한 것을 제외하고 상기 제 1 실시형태와 실질적으로 동일하다, 도 11에 나타낸 바와 같이, 주파수가변 유전체 필터(111)에서는, 유전체 블럭(12)의 상면(12c)에 오목부(112)를 형성한다.

2개의 분리 전극(24, 25)은 외부 도체(17) 및 전압제어단자 전극(23)의 일부와 함께, 유전체 블럭(12)의 상면(12c)의 오목부(112)내에, 외부 도체(17) 및 다른 전극(21∼23)에 전기적으로 접속되지 않도록 형성되어 있다. 오목부(112)내에, PIN다이오드(D11, D12)와, 인덕터(L11, L12)를 실장한다. PIN 다이오드(D11)는 외부 도체(17)와 분리 전극(24) 사이에 전기적으로 접속된다. PIN 다이오드(D12)는 외부 도체(17)와 분리 전극(25) 사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L11)는 분리 전극(24)와 (25) 사이에 이들과 병렬로 전기적으로 접속된다. 인덕터(L12)는 분리 전극(25)과 전압제어단자 전극(23) 사이에 전기적으로 접속된다.

상기의 구성으로 이루어지는 유전체 필터(111)에서는, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1, Cs2)는 유전체 블럭(12)의 상면에 형성된 분리 전극(24, 25)과 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)에 의해 형성되어 있다. 또한, PIN 다이오드(D11, D12)와 인덕터(L11, L12)는 유전체 블럭(12)의 상면(12c)의 오목부(112)내에 실장된다, 따라서, 유전체 필터(111)를 소형화할 수 있다.

(제 9 실시형태, 도 12∼도 14)

도 12는 본 발명에 따른 유전체 필터의 제 9 실시형태를 나타낸 분해 사시도이다. 도 13은 도 12의 PIN 다이오드가 실장되기 전의 ⅩⅢ-ⅩⅢ 단면도를 나타낸다. 도 14는 도 12의 PIN 다이오드가 실장되기 전의 ⅩⅣ-ⅩⅣ 단면도를 나타낸다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 주파수가변 대역통과 유전체 필터(121)는 PIN 다이오드(D11, D12)가 각각 공진 구멍(13, 14)내에 실장되는 것을 제외하고, 상기 제 1 실시형태의 유전체 필터(11)와 실질적으로 동일하다. 구체적으로는, 대략 직육면체형상을 갖는 단일의 유전체 블럭(12)의 외면에, 외부 도체(17), 입력단자 전극(21), 출력단자 전극(22) 및 2개의 분리 전극(24, 25)가 형성되어 있다. 유전체 블럭(12)의 상면(12c)에는 단차(18)가 형성되어 있다. 낮은쪽 단에 인덕터(L11,L12)가 실장된다. 또한, 공진 구멍(13, 14)내에는 PIN 다이오드(D11, D12)가 실장된다. 공진 구멍(13, 14)의 개방측 단면(12a)의 구멍직경은 PIN 다이오드(D11, D12)의 실장을 위하여, 단락측 단면(12b)의 구멍직경보다 크게 설정된다.

분리 전극(24, 25)은 유전체 블럭(12)의 상면(12c)의 단차(18)의 낮은쪽 단에, 외부 도체(17) 및 전압제어단자 전극(23)에 전기적으로 접속되지 않도록 형성되어 있다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 분리 전극(24, 25)은 각각 상면(12c)에서부터 개방측 단면(12a), 공진 구멍(13, 14)의 내벽 상면을 거쳐서 공진 구멍(13, 14)의 대략 중앙 부위까지 연장되어 있다. 이 분리 전극(24, 25)은 각각 공진 구멍(13, 14)의 대략 중앙부에 있어서, 공진 구멍(13, 14)의 내벽면의 전 둘레에 펼쳐져 있다. 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)는 도체 비형성부(32)를 사이에 두고, 공진 구멍(13, 14)내에 연장되어 있는 분리 전극(24, 25)과 대향하여 있다. 게다가, 도 14에 나타낸 바와 같이, 외부 도체(17)는 개방측 단면(12a)의 근방에 있어서, 공진 구멍(13, 14)내의 내벽 하면에 연장되어 있다.

PIN 다이오드(D11)는 공진 구멍(13)내의 외부 도체(17)와 분리 전극(24) 사이에 전기적으로 접속된다. PIN 다이오드(D12)는 공진 구멍(14)내의 외부 도체(17)와 분리 전극(25) 사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L11)는 분리 전극(24)과 (25) 사이에 전기적으로 접속된다. 인덕터(L12)는 분리 전극(25)과 전압제어단자 전극(23) 사이에 전기적으로 접속된다.

상기의 구성으로 이루어지는 유전체 필터(121)에 있어서, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)는 분리 전극(24)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16)가 도체비형성부(32)를 사이에 두고 서로 대향함으로써, 형성되어 있다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)는 분리 전극(25)과 공진 구멍(14)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 대향함으로써 형성되어 있다. 또한, 인덕터(L11, L12)가 단차(18)의 낮은쪽 단에 실장되고, PIN 다이오드(D11, D12)가 각각 공진 구멍(13, 14)내에 실장된다. 따라서, 유전체 필터(121)를 소형화할 수 있다.

(제 10 실시형태, 도 15)

도 15에 나타낸 바와 같이, 제 10 실시형태는 유전체 필터(31)의 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)에 오목부(132)를 형성한 것을 제외하고, 상기 제 2 실시형태와 동일하다.

분리 전극(34, 35)은 외부 도체(17)의 일부와 함께, 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)의 오목부(132)내에, 외부 도체(17) 및 입출력단자 전극(21, 22)에 전기적으로 접속되지 않도록 형성되어 있다. 분리 전극(35)은 개방측 단면(12a)에서 저면(12f)에 연장되어 있다. 분리 전극(34, 35)의 일부는 공진 구멍(13, 14)내에 연장되어 있다. 공진 구멍(13, 14)의 내부 도체(16)는 각각 개방측 단면(12a)의 근방에서, 도체 비형성부(32)를 사이에 두고, 공진 구멍(13, 14)내에 연장되어 있는 분리 전극(34, 35)과 대향하고 있다.

게다가, 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)의 오목부(132)내에, PIN 다이오드(D11, D12)와 결합조정용 커패시터(C11)가 실장된다. PIN 다이오드(D11)는 외부 도체(17)와 분리 전극(34) 사이에 전기적으로 접속된다. PIN 다이오드(D12)는 외부 도체(17)와 분리 전극(35) 사이에 전기적으로 접속된다. 결합조정용커패시터(C11)는 분리 전극(34)와 (35) 사이에 전기적으로 접속된다.

상기의 구성으로 이루어지는 유전체 필터(131)에 있어서, 주파수 시프트용 커패시터(Cs1)는 분리 전극(34)과 공진 구멍(13)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 대향함으로써, 형성되어 있다. 마찬가지로, 주파수 시프트용 커패시터(Cs2)는 분리 전극(35)과 공진 구멍(14)의 내부 도체(16)가 도체 비형성부(32)를 사이에 두고 대향함으로써, 형성되어 있다. 또한, PIN 다이오드(D11, D12)와 결합조정용 커패시터(C11)은 유전체 블럭(12)의 개방측 단면(12a)의 오목부(132)내에 실장된다. 따라서, 유전체 필터(131)를 소형화할 수 있다.

(제 11 실시형태, 도 16)

제 11 실시형태는 본 발명에 따른 안테나 공용기의 한 실시형태를 설명하는 것이다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 안테나 공용기(141)에서는, 송신 단자(Tx)와 안테나 단자(ANT) 사이에 송신 필터(142)가 전기적으로 접속된다. 수신 단자(Rx)와 안테나 단자(ANT) 사이에 수신 필터(143)가 전기적으로 접속된다. 여기서, 송신 필터(142) 및 수신 필터(143)로서, 상기 제 1 ∼제 10 실시형태의 필터(11, 21, 31, 41, 51, 71, 91, 101, 111, 121, 131)를 사용할 수 있다. 이들 필터(11) 등을 실장함으로써, 설계의 자유도가 크고 소형화된 안테나 공용기(141)를 실현할 수 있다.

(제 12 실시형태, 도 17)

제 12 실시형태는 본 발명의 통신기 장치의 한 실시형태로서 휴대 전화를 예로 들어 설명하는 것이다.

도 17은 휴대 전화(150)의 RF 부분의 전기 회로 블럭도이다. 도 17에, 안테나 소자(152), 듀플렉서(153), 송신측 아이솔레이터(161), 송신측 증폭기(162), 송신측 단간용 밴드패스 필터(163), 송신측 믹서(164), 수신측 증폭기(165), 수신측 단간용 밴드패스 필터(166), 수신측 믹서(167), 전압제어 발진장치(VCO)(168) 및 로컬용 밴드패스 필터(169)가 도시되어 있다.

여기서, 듀플렉서(153)로서, 예를 들면 상기 제 11 실시형태의 안테나 공용기(141)를 사용할 수 있다. 또한, 송신 및 수신측 단간용 밴드패스 필터(163, 166) 및 로컬용 밴드패스 필터(169)로서, 예를 들면 제 1∼제 10 실시형태의 유전체 필터(11, 31, 41, 51, 71, 91, 101, 111, 121, 131) 등을 사용할 수 있다. 안테나 공용기(141), 유전체 필터(11) 등을 실장함으로써, RF 부분의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있음과 아울러, 소형의 휴대 전화를 실현할 수 있다.

(다른 실시형태)

본 발명에 따른 유전체 필터, 안테나 공용기 및 통신기 장치는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않는 한 여러가지로 변경할 수 있다. 전압제어가능한 리액턴스 소자로서, PIN 다이오드 외에, 전계효과형 트랜지스터, 가변용량 다이오드 등을 사용해도 된다. 또한, 유전체 블럭은 적어도 하나의 공진 구멍을 가지면 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 분리 전극과 공진 전극 사이에 소정의 정전용량이 발생하며, 이것이 주파수 시프트용 커패시터와 등가의 용량성분으로 사용된다. 따라서, 종래의 주파수 시프트용 커패시터 소자를 생략할 수 있다. 이 분리 전극에, 전압제어가능한 리액턴스 소자 및 이 리액턴스 소자를 제어하기 위한 회로 소자를 전기적으로 접속함으로써, 리액턴스 소자를 전압제어하여 스위칭시켜서, 분리 전극에 의해 형성된 주파수 시프트용 커패시터를 접지하거나 개방함으로써, 필터의 주파수 특성을 가변할 수 있다.

또한, 적어도 2개의 분리 전극을 결합조정용 소자에 의하여 전기적으로 접속함으로써, 전압제어가능한 리액턴스 소자가 온 상태일 때에 얻어지는 공진기간의 결합 정도와 오프 상태일 때에 얻어지는 공진기간의 결합 정도를, 적은 부품수로 또한 적은 소비 전류로 독립적으로 설정할 수 있다. 이 결과, 설계의 자유도가 크고 소형인 안테나 공용기 및 통신기 장치를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 유전체 필터는 적어도 하나의 공진 구멍을 형성한 유전체 블럭과, 상기 공진 구멍의 내부 도체와 절연된 상태로, 상기 공진 구멍에 삽입된 도체와, 상기 도체에 전기적으로 접속된 전압제어가능한 리액턴스 소자, 및 상기 유전체 블럭의 저면을 제외한 외면에 배치되며, 상기 리액턴스 소자를 실장하기 위한 회로 기판을 포함한다. 따라서, 공진 구멍의 내부 도체와 공진 구멍에 삽입된 도체가 주파수 시프트용 커패시터를 형성하므로, 종래의 주파수 시프트용 커패시터 소자를 형성할 필요가 없어진다.

본 발명에 따른 유전체 필터는 적어도 하나의 공진 구멍을 형성한 유전체 블럭과, 상기 공진 구멍의 내부 도체에 전기적으로 접속된 도체와, 상기 도체에 전기적으로 접속된 전압제어가능한 리액턴스 소자, 및 상기 유전체 블럭의 저면을 제외한 외면에 배치되며, 상기 리액턴스 소자를 실장하기 위한 회로 기판을 포함한다. 따라서, 회로 기판에는 주파수 시프트용 커패시터 소자 및 리액턴스 소자를 제어하기 위한 회로 소자 등을 실장할 수 있다. 따라서, 필터를 소형화할 수 있.

바람직하게는, 유전체 블럭에 단차 또는 오목부중의 어느 하나를 형성하고, 상기 단차 또는 오목부에 상기 분리 전극을 형성한다. 리액턴스 소자 및 회로 소자가 단차 또는 오목부에 실장되므로, 유전체 필터를 소형화할 수 있다.

Claims

적어도 하나의 공진 전극을 갖는 유전체 블럭,

유전체 필터를 외부 회로에 접속하기 위한 입출력단자 전극, 및

상기 유전체 블럭의 외면에, 상기 입출력단자 및 접지 전극에 접속되지 않도록 형성되며, 또한 정전용량을 통하여 상기 공진 전극에 접속되는 분리 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1 항에 있어서, 전압제어가능한 리액턴스 소자(voltage controllable reactance element) 및 상기 리액턴스 소자를 제어하기 위한 회로 소자는 상기 분리 전극에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유전체 블럭에 단차 또는 오목부 중의 어느 하나를 형성하고, 상기 단차 또는 오목부에 상기 분리 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 2 항에 있어서, 상기 유전체 블럭, 상기 리액턴스 소자 및 상기 회로 소자는 회로 기판상에 실장되며, 또한 상기 리액턴스 소자 및 상기 회로 소자는 상기 회로 기판상에 형성된 회로 패턴에 의하여 상기 분리 전극에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1 항에 있어서, 상기 분리 전극 및 상기 입출력단자 전극은 상기 유전체 블럭의 적어도 2개의 외면에 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1 항에 있어서, 상기 분리 전극 및 상기 입출력 단자 전극은 상기 유전체 블럭의 적어도 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1 항에 있어서, 상기 분리 전극의 수는 적어도 2개이며, 적어도 2개의 분리 전극은 결합 조정 소자에 의하여 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
적어도 하나의 공진 구멍을 갖는 유전체 블럭,

상기 공진 구멍의 내부 도체로부터 절연된 상태로, 상기 공진 구멍에 삽입되는 도체,

상기 도체에 전기적으로 접속되는 전압제어가능한 리액턴스 소자, 및

상기 유전체 블럭의 저면을 제외한 외면에 배치되며, 상기 리액턴스 소자를 실장하기 위한 회로 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
적어도 하나의 공진 구멍을 갖는 유전체 블럭,

상기 공진 구멍의 내부 도체에 전기적으로 접속되는 도체,

상기 도체에 전기적으로 접속되는 전압제어가능한 리액턴스 소자, 및

상기 유전체 블럭의 저면을 제외한 외면에 배치되며, 상기 리액턴스 소자를 실장하기 위한 회로 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 2 항, 제 8 항 및 제 9 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전압제어가능한 리액턴스 소자는 PIN 다이오드, 전계 효과형 트랜지스터 및 가변 용량 다이오드 중의 하나인 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 기재된 유전체 필터를 포함하는 안테나 공용기.
제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 기재된 유전체 필터, 또는 제 11항에 기재된 안테나 공용기를 포함하는 통신기 장치.