KR20010107625A - 대역필터 - Google Patents

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KR20010107625A
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무라타 야스타카
가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

대역필터(band-pass filter)가 유전체 본체 위에 제공된 금속막(metal film)을 포함한다. 상기 금속막의 형상과 크기 및 입출력 결합 회로의 연결점이 제 1 공진 모드 및 제 2 공진 모드가 발생하도록 선택된다. 상기 금속막은 그 위에 돌출부 또는 오목부를 포함하는데, 이를 통해 상기 제 1 및 제 2 공진 모드의 공진 전계의 강도가 상기 제 1 및 제 2 공진 모드를 서로 결합하도록 제어된다.

Description

대역필터{Band-Pass Filter}
본 발명은 대역필터(band-pass filter)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 예컨대 마이크로파 대역에서 밀리미터파 대역까지의 범위 내에서 작동하는 통신 장치에 사용되는 대역필터에 관한 것이다.
종래에는, LC 필터가 대역필터로서 널리 사용되었다. 도 17은 종래의 LC 필터의 등가 회로도이다.
상기 LC 필터는 제 1 공진기(101) 및 제 2 공진기(102)를 포함한다. 상기 제 1 공진기(101) 및 제 2 공진기(102)는 각각 서로 병렬로 연결된 커패시터(C)와 인덕터(L)를 포함한다. 나아가, 상기 LC 필터를 단일 전자 부품으로 만들기 위해서, 보통, 일체식(monolithic) 커패시터 및 일체식 인덕터가 단일 몸체로 서로 결합되어 일체화된다. 즉, 각각 일체식 커패시터 부분 및 일체식 인덕터 부분을 포함하는두개의 공진기가 제공되어 일체식 전자 부품을 한정함으로써, 도 17에 도시된 회로 배치가 형성된다. 상기 LC 필터에서, 두개의 공진기(101, 102)는 결합 커패시터 (C1)를 통하여 서로 연결된다.
도 17에 도시된 회로 구성을 갖는 LC 필터가 단일 부품으로 형성될 때, 많은 도체 패턴(conductor patterns)과 상기 도체 패턴들을 연결하는 비아-홀 전극(via- hole electrode)이 제공되어야 한다. 또한, 이들 도체 패턴들과 비아-홀 전극들이 매우 정확하게 형성되어야 한다.
게다가, 많은 전자 부품들이 상술한 바와 같이 형성되어야 하기 때문에, 상기 LC 필터의 구조가 복잡해지고, 소형화가 불가능해진다.
한편, 일반적으로 LC 필터의 공진 주파수(f)는 L이 공진기의 인덕턴스, C가 공진기의 커패시턴스를 나타낼 때, f=1/{2 π(LC)1/2}로 표현된다. 따라서, 비교적 고주파 LC 필터를 얻기 위해서는, 공진기의 커패시턴스 C와 인덕턴스 L의 곱이 감소해야 한다. 즉, 고주파 LC 필터의 생산에서, 인덕턴스 L 및 커패시턴스 C에 관한 공진기의 제조 오차(production error)를 줄일 필요가 있다. 따라서, 고주파 LC 필터의 개발에서, 많은 도체 패턴 및 비아-홀 전극의 정확도를 높여야 한다. 그러므로, 종래의 고주파 LC 필터의 개발은 매우 제한된다.
상술한 종래 기술의 문제점들을 극복하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는 고주파 응용과 소형화가 용이하고, 치수 정확도(dimensional accuracy)의 제어에 요구되는 조건이 수월한 대역필터를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 대역필터가 유전체 본체, 상기 유전체 본체의 표면이나 내부에 제공된 금속막(metal film), 상기 유전체 본체의 표면이나 내부에 제공되고 적어도 유전체 본체의 일부 층을 경유하여 상기 금속막에 대향하는 접지 전극(ground electrode) 및 상기 금속막의 외주연의 제 1 부분 및 제 2 부분에 결합된 입출력 결합 회로(input-ouput coupling circuits)를 포함하고, 상기 입출력 결합 회로의 연결점을 통과하는 가상 직선에 거의 평행한 방향으로 전파되는 파(wave)의 제 1 공진 모드와 상기 가상 직선에 거의 수직한 방향으로 전파되는 파의 제 2 공진 모드가 생성되도록, 상기 금속막의 형상과 크기 및 상기 입출력 결합 회로의 연결점(coupling points)의 위치가 선택되고, 상기 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합되도록, 상기 금속막이 그 위에 적어도 하나의 공진 모드의 공진 전계(resonance electric field)가 강하게 되는 위치로 돌출부 또는 오목부를 포함한다.
상기 금속막은 대략 직사각형, 마름모꼴(rhomboid) 또는 삼각형의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속막은 대략 직사각형의 평면 형상이고, 상기 돌출부 또는 오목부는 상기 직사각형의 한 쌍의 변에 제공되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 금속막은 대략 마름모꼴의 평면 형상이고, 상기 돌출부 또는 오목부는 상기 마름모꼴의 어느 하나의 대각선의 일단에 제공되는 것이 바람직하다.
첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명함으로써 본 발명의 특징, 특성, 구성요소 및 이점을 명백히 할 것이다.
도 1은 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에 따른 대역필터의 개략적인 평면도이다.
도 2는 첫번째 바람직한 실시예에 따른 상기 대역필터의 사시도이다.
도 3은 첫번째 바람직한 실시예의 주파수 특성과 이와 비교하기 위해 마련된 공진기의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예와 비교하기 위해 마련된 상기 공진기의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 상기 공진기의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 6은 도 4에 도시된 상기 공진기에서 제 2 공진시 공진 전계가 강하게 나타나는 부분을 설명하는 개략적인 평면도이다.
도 7은 첫번째 바람직한 실시예의 변형 실시예에 따른 대역필터의 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 변형 실시예에 따른 대역필터의 주파수 특성과 이와 비교하기 위해 마련된 공진기의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 두번째 바람직한 실시예에 따른 대역필터의 개략적인 평면도이다.
도 10은 상기 두번째 바람직한 실시예에 따른 대역필터의 주파수 특성과 이와 비교하기 위해 마련된 공진기의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 11은 상기 두번째 바람직한 실시예와 비교하기 위해 마련된 상기 공진기의 개략적인 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 상기 공진기의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 13은 도 11에 도시된 상기 공진기에서 제 1 공진시 공진 전계가 강하게 나타나는 부분을 설명하는 개략적인 평면도이다.
도 14는 도 11에 도시된 상기 공진기에서 제 2 공진시 공진 전계가 강하게 나타나는 부분을 설명하는 개략적인 평면도이다.
도 15는 상기 두번째 바람직한 실시예의 변형 실시예에 따른 대역필터의 개략적인 평면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 변형 실시예에 따른 대역필터의 주파수 특성과 도 11에 도시된 상기 공진기의 주파수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 17은 종래의 LC 필터의 회로 구성을 설명하는 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 대역필터에 대한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 다양한 바람직한 실시예에 따른 대역필터에서, 하나의 금속막이 유전체 본체 위에 또는 상기 유전체 본체의 내부에 제공된다. 입출력 결합 회로가 상기 금속막의 외주연의 제 1 부분 및 제 2 부분에 제공된다. 상술한 구성을 갖는 공진기에서, 공진(resonance)은 상기 금속막의 형상과 크기 및 상기 입출력 결합 회로의 연결점에 의해 결정된다. 이것을 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명할 것이다.
상술한 구성을 갖는 공진기로서, 도 4에 도시된 미세띠(micro-strip) 구성을 갖는 공진기가 준비되었다. 도 4에 도시된 공진기(1)에서, 금속막(3)이 유전체 본체(2)의 상부 표면에 제공된다. 접지 전극이 상기 금속막(3)에 대향하여 상기 유전체 본체(2)의 하부 표면에 제공된다. 상기 금속막(3)은 대략 직사각형의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 입출력 결합 회로(5, 6)가 상기 금속막(3)의 한 쌍의 짧은 변 (3a, 3b) 각각에 간격을 두고 용량성으로 결합된다. 상기 입출력 결합 회로(5, 6)는 상기 유전체 본체(2)의 상부 표면 위에 제공된 입출력 용량 형성용 패턴(input- output capacity forming pattern: 5a, 6a)을 포함한다. 상기 입출력 용량 형성용 패턴(5a, 6a)은 상기 유전체 본체(2)의 측면에 제공된 측면 전극(도시되지 않음)을 통해서 탑재용 마더 기판(mounting mother substrate: 110) 위에 제공된 외부 라인 (line)인 미세띠 라인(5b, 6b)에 각각 연결된다.
도 5는 상기 공진기(1)의 주파수 특성을 보여준다. 도 5의 실선은 상기 공진기(1)의 통과 특성(transmission characteristic)을 나타내고, 파선은 반사 특성 (reflection characteristic)을 나타낸다. 도 5에 도시된 통과 특성에서 보듯이, 상기 공진기(1)는 공진 주파수가 가장 낮은 제 1 공진 지점(A: 이하에서, 상기 주파수에서의 공진 모드를 공진 모드 A라고 함)과 공진 주파수가 두번째로 낮은 제 2 공진 지점(B: 이하에서, 상기 주파수에서의 공진 모드를 공진 모드 B라고 함)을 포함한다. 상술한 공진 모드 A 및 B는 서로 결합되지 않는다. 따라서, 상기 공진기는 대역필터를 구성하지 않는다.
도 6은 도 4에 도시된 공진기(1)에 있어서 상기 공진 모드 A에서 공진 전계가 강하게 나타나는 부분을 개략적으로 보여준다. 즉, 화살표(A1, A2)가 가리키는 부분에서, 공진 전계가 강하게 된다. 다시 말해서, 상기 공진 모드 A에서, 상기 공진 전계는 대략 직사각형의 금속막(3)의 한 쌍의 짧은 변(3a, 3b) 근처에서 강하게 된다.
또한, 상기 공진 모드 B의 공진 전계 분포가 연구되었으나, 그 결과를 특별히 도시하지 않았다. 상기 공진 전계는 금속막(3)의 한 쌍의 긴 변(3c, 3d) 근처에서 강하게 되는 것을 확인하였다.
본 명세서와 도면에서 기술되거나 도시된 공진 전계 분포는 휴렛팩커드사 (Huwlett-Packard Inc.)에 의해 생산된 전자계 시뮬레이터 HFSS를 사용하여 얻은 결과이다.
공진 모드 A 및 B에서 공진 전계가 강하게 되는 부분이 상술한 바와 같이 서로 다르다는 사실에 근거하여, 공진 모드 A 및 B의 공진 전계 분포를 제어함으로써 공진 모드 A 및 B를 서로 결합할 수 있고, 이를 통해 대역필터를 실현할 수 있을 것이라고 가정하였다. 이러한 가정하에, 본 발명이 고안되었다.
도 1은 본 발명의 첫번째 바람직한 실시예에 따른 대역필터의 개략적인 평면도이다. 도 2는 상기 대역필터의 사시도이다.
대역필터(11)에서, 금속막(13)이 유전체 본체(12)의 상부 표면(12a) 위에 제공되고, 접지 전극(14)이 하부 표면(12b) 위에 제공된다. 상기 유전체 본체(12)를 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 불소수지(fluoro-resin), 에폭시수지(epoxy resin) 등과 같은 적절한 합성 수지 또는 산화물 세라믹스(oxide ceramics) 등이 사용될 수 있다. 본 바람직한 실시예에서는, 상기 유전체 본체(12)는 Mg, Si 및 Al의 산화물로 제조되었다.
상기 금속막(13)과 접지 전극(14)은 적당한 금속 재료로 제조될 수 있다. 본 바람직한 실시예에서는, 이들을 Cu로 제조하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속막(13)에서, 대략 직사각형인 돌출부(13e, 13f)가 상기 금속막(13)의 한 쌍의 긴 변(13c, 13d)으로부터 밖으로 돌출되도록 구성되는데, 이는 도 4에 도시된 예와 구별된다.
상기 돌출부(13e, 13f)는 금속막(13)과 동일한 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 금속막(13)을 형성하는 공정에서, 패터닝(patterning) 또는 프린팅 등의 적당한 공정에 의해 상기 금속막(13)과 동시에 형성된다.
입출력 결합 회로(15, 16)는 각각 상기 입출력 결합 회로(15, 16)와 금속막 (13)의 한 쌍의 짧은 변(13a, 13b) 사이에 제공된 간격(gap)을 두고 상기 유전체 본체(12)의 상부 표면 위에 제공된다. 상기 입출력 결합 회로(15, 16)는 용량 형성용 패턴(15a, 16a)을 포함하는데, 이들은 각각 상기 용량 형성용 패턴(15a, 16a)과 금속막(13)의 한 쌍의 짧은 변(13a, 13b) 사이에 제공된 상기 간격을 두고 유전체 본체(12)의 상부 표면 위에 제공된다. 상기 용량 형성용 패턴(15a, 16a)은 유전체 본체(12)의 측면에 제공된 측면 전극(도시되지 않음)을 통해 유전체 마더 기판 (110: dielectric mother substrate)에 제공된 외부 라인인 미세띠 라인(15b, 16b)에 연결된다.
본 바람직한 실시예의 상기 대역필터(11)에서, 전압이 상기 입출력 결합 회로(15, 16)를 통해 금속막(13)으로 입출력된다. 즉, 원하는 신호가 미세띠 라인 (15b 또는 16b), 측면 전극(15c 또는 16c) 및 용량 형성용 패턴(15a 또는 16a)을경유하여 상기 금속막(13)으로 전송된다. 이와 같은 경우에서, 상기 금속막(13)은 도 4에서의 금속막(3)과 유사한 형상과 크기를 가지고, 제 1 공진 모드 A 및 제 2 공진 모드 B가 생성된다. 그러나, 제 2 공진 모드 B가 생성될 때, 상기 돌출부 (13e, 13f)의 존재에 기인하여, 공진 전계가 강한 부분의 공진 전계 분포가 완화되어 제 2 공진 모드 B의 공진 주파수가 낮은 주파수 쪽으로 이동한다. 따라서, 제 1 공진 모드 A와 제 2 공진 모드 B가 서로 결합되고, 이를 통해 대역필터에 요구되는 특성이 얻어진다.
이를 구체적인 실험예를 참조하여 설명하기로 한다.
상술한 유전체 본체(12)는 Mg, Si 및 Al을 주성분으로 하는 산화물 세라믹스로 제조된 것이 사용된다. 상기 금속막(13)은 Cu로 제조되고 다음과 같은 적당한 크기를 가진다. 상기 짧은 변(13a, 13b)의 길이는 대략 1.3mm이고, 긴 변(13c, 13d)의 길이는 대략 1.5mm이다. 상기 돌출부(13e, 13f)에서, 긴 변(13c, 13d)에 따르는 길이는 약 1.0mm이고, 길이 방향에 수직한 폭, 즉, 돌출된 길이는 약 0.2mm이다. 상기 막 두께는 약 4㎛이다. 상기 용량 형성용 패턴(15a, 16a)은 용량 형성용 패턴(15a, 16a)과 짧은 변(13a, 13b)의 사이에 제공된 약 80㎛의 간격을 두고 제공되며, 각각 약 400㎛의 길이에 걸쳐서 상기 짧은 변(13a, 13b)에 대향되도록 형성된다.
상기 접지 전극(14)은 유전체 본체(12)의 하부 표면 거의 전체에 형성된다.
도 3은 상기 대역필터(11)의 주파수 특성을 보여준다.
도 3에서, 실선(C) 및 파선(D)은 각각 본 바람직한 실시예에 따른 대역필터(11)의 통과 특성 및 반사 특성을 보여준다. 비교하기 위해서, 도 6의 공진기(1)의 통과 특성 및 반사 특성을 각각 실선(A) 및 파선(B)으로 나타내었다. 상기 특성들을 실선(A)과 파선(B)으로 나타낸 공진기(1)는 돌출부(13e, 13f)가 제공되지 않은 점을 제외하면 상기 실시예와 동일한 방법으로 구성된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 대역필터(11)에서, 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 결합되어, 대역필터에 요구되는 특성이 얻어진다.
즉, 상기 제 2 공진 모드의 공진 전계 분포가 변화되는데, 이는 상기 돌출부 (13e, 13f)가 제 2 공진 모드의 공진 전계가 강해지는 위치에 제공되기 때문이다. 그 결과, 제 2 공진 모드의 공진 주파수가 낮은 주파수 쪽으로 이동하여, 제 1 공진 모드와 결합된다. 그리하여 상기 특성이 얻어진다.
첫번째 바람직한 실시예의 대역필터(11)에서, 상기 돌출부(13e, 13f)의 형성은 제 2 공진 모드의 공진 주파수의 변화를 야기하여, 제 2 공진 모드가 제 1 공진 모드에 결합된다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합되도록 하기 위해서, 상기 돌출부 대신 오목부가 제공될 수 있다.
도 7은 첫번째 바람직한 실시예의 변형 실시예에 따른 대역필터의 개략적인 평면도이다.
본 변형 실시예의 대역필터(18)에서, 금속막(13) 위에 돌출부가 제공되지 않는다. 돌출부 대신에 오목부(13g, 13h)가 짧은 변(13a, 13b) 각각에 제공된다.
본 바람직한 실시예에서, 상기 오목부(13g, 13h)는 짧은 변(13a, 13b) 측에제공된다. 따라서, 상기 오목부(13g, 13h)의 영향에 기인하여, 제 1 공진 전계가 강화된다. 따라서, 제 1 공진 모드의 공진 주파수가 증가하여, 제 2 공진 모드와 제 1 공진 모드가 서로 결합된다. 즉, 상기 오목부(13g, 13h)의 크기는 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합하여 대역필터에 요구되는 특성을 얻을 수 있도록 정해진다.
도 8은 본 변형 실시예의 대역필터(18)의 주파수 특성을 보여준다. 도 8의 실선(E)과 파선(F)은 각각 본 변형 실시예의 상기 대역필터(18)의 통과 특성과 반사 특성을 나타낸다. 비교하기 위해서, 도 6의 공진기(1)의 통과 특성과 반사 특성을 실선(A)과 파선(B)으로 나타내었다.
본 변형 실시예에서, 상기 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합되어, 대역필터에 요구되는 특성이 얻어지는 것이 도 8에 도시되었다.
돌출부 및 오목부가 각각 한 쌍의 대향하는 변 중 어느 하나에만 제공될 수 있다.
첫번째 바람직한 실시예와 도 7에 도시된 변형 실시예에서, 대략 직사각형의 금속막이 사용되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 금속막의 형상과 크기는 특별히 제한되지 않는다. 상기 금속막은 마름모, 삼각형, 타원 등과 같은 적당한 형상과 크기로 선택될 수 있다. 두번째 바람직한 실시예에서, 상기 금속막은 대략 마름모꼴의 평면 형상을 갖는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 두번째 바람직한 실시예에 따른 대역필터(21)의 개략적인 평면도이다. 상기 대역필터(21)에서, 대략 마름모꼴의 금속막(23)이 사용된다. 돌출부(23a)가 상기 금속막(23)의 짧은 대각선의 일단에 형성된다. 상기 돌출부(23a)는 변(23b, 23c)의 일부로부터 마름모의 바깥쪽으로 연장되어, 상기 변(23b)과 변(23c) 사이에 끼워진 코너 부분을 덮게 된다.
상기 금속막(23)과 돌출부(23a)는 동일한 금속 재료로 제조되고, 패터닝, 프린팅 등과 같은 적당한 방법으로 서로 연결되어 동시에 형성되는 것이 바람직하다. 입출력 용량 형성용 패턴(25a, 26a)이 상기 금속막(23)의 상기 짧은 대각선의 타단근처에 제공된다. 상기 입출력 용량 형성용 패턴(25a, 26a)은 각각 변(23d, 23e)에 거의 평행한 방향으로 연장된 모서리(25a1, 26a1)를 포함한다. 한편, 상기 대역필터 (21)는 첫번째 바람직한 실시예의 대역필터(11)와 동일한 방법으로 구성된다. 따라서, 유사한 구성요소를 동일한 참조부호로 지정하고, 이에 대한 기술은 생략한다.
두번째 바람직한 실시예에서, 상기 돌출부(23a)에 기인하여, 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합되므로, 대역필터에 요구되는 특성이 얻어진다. 이를 도 10 내지 14를 참조하여 기술하기로 한다.
도 11은 상술한 돌출부가 제공되지 않은 점을 제외하면 상기 두번째 바람직한 실시예와 동일한 방법으로 구성된 공진기(22)의 개략적인 평면도이다. 도 12는 상기 공진기(22)의 주파수 특성을 보여준다. 유전체 본체(12)는 첫번째 바람직한 실시예와 유사하게 Mg, Si 및 Al을 주성분으로 하는 산화물을 포함하는 세라믹으로 제조되는 것이 바람직하다. 입출력 용량 형성용 패턴, 접지 전극 및 상기 금속막(23)을 형성하는 재료는 상기 첫번째 바람직한 실시예에서와 동일하다. 상기금속막(23)의 평면 형상에 관해서는, 예컨대 상기 짧은 대각선의 크기는 약 2.0mm, 긴 대각선의 크기는 약 2.4mm인 것이 바람직하다. 나아가, 상기 입출력 용량 형성용 패턴(25a, 26a)에서 변(23d, 23e)에 대향하는 부분의 길이가 약 0.4mm인 것이 바람직하다. 상기 변(23d, 23e)에 대향하는 간격의 폭은 약 80㎛인 것이 바람직하다.
도 12는 상기 공진기(22)의 주파수 특성을 보여준다. 실선(A2)은 통과 특성을 나타내고, 파선(B2)은 반사 특성을 나타낸다. 도 12에 도시한 바와 같이, 제 1 공진 지점(G: 이하, 상기 주파수의 공진 모드를 공진 모드 G라고 함)과 제 2 공진 지점(H: 이하, 상기 주파수의 공진 모드를 공진 모드 H라고 함)이 존재한다. 제 1 공진 모드 G와 제 2 공진 모드 H는 서로 결합되어 있지 않음을 볼 수 있다.
제 1 공진 모드 G와 제 2 공진 모드 H의 공진 전계 분포가 연구되었다. 상기 제 1 공진 모드 G에서, 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 마름모꼴 금속막(23)의 긴 대각선의 양단에 공진 전계가 강하게 발생하는 부분(G)이 나타난다. 나아가, 제 2 공진 모드 H에서, 공진 전계가 강하게 발생하는 부분(H)은 도 14에 도시한 바와 같이 짧은 대각선의 양단 근처에 나타난다.
따라서, 첫번째 바람직한 실시예와 유사하게, 상기 대각선들 중 적어도 어느 일단에 돌출부 또는 오목부를 형성함으로써, 상기 돌출부 또는 오목부가 제공된 쪽의 공진의 공진 전계를 제어하여, 제 1 공진 모드 G와 제 2 공진 모드 H가 서로 결합된다.
상기 두번째 바람직한 실시예에서, 도 9에 도시된 돌출부(23a)는 상술한 정보에 기초하여 제공된다. 특히, 상기 돌출부(23a)는 짧은 대각선의 일단에 제공되어, 파(wave)가 짧은 대각선 방향으로 전파되는 공진 모드, 즉, 제 2 공진 모드 H의 공진 전계가 약해지도록 작용한다. 따라서, 제 2 공진 모드 H의 공진 주파수가 감소하여, 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합된다. 다시 말해서, 상기 돌출부(23a)의 크기와 폭이 감소하여, 상기 제 2 공진 모드 H의 공진 주파수를 낮추고 제 2 공진 모드 H가 제 1 공진 모드 G와 결합되게 한다.
도 10은 두번째 바람직한 실시예의 대역필터(21)의 주파수 특성을 보여준다. 도 10에서, 실선(I)은 통과 특성을 나타내고, 파선(J)은 반사 특성을 나타낸다. 비교하기 위하여, 상기 대역필터(21)의 통과 특성 및 반사 특성과 함께 도 12에 도시한 공진기(22)의 통과 특성 및 반사 특성을 실선(A2) 및 파선(B2)으로 나타내었다.
도 10에 도시한 바와 같이, 상기 두번째 바람직한 실시예에서, 대략 마름모꼴의 금속막(23)에서 발생하는 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합되어, 대역필터에 요구되는 특성이 얻어진다.
돌출부가 상기 짧은 대각선의 양단에 제공될 수 있다.
두번째 바람직한 실시예에서, 상기 돌출부(23a)는 대략 마름모꼴의 상기 금속막(23)의 짧은 대각선의 일단에 제공된다. 또한 상기 두번째 바람직한 실시예에서, 상기 돌출부 대신에 오목부가 제공될 수 있다.
도 15는 상술한 상기 두번째 바람직한 실시예의 이와 같은 변형 실시예를 보여준다. 상기 변형 실시예에서, 오목부(23g, 23h)가 대략 마름모꼴의 상기 금속막 (23)의 긴 대각선의 양단에 제공된다.
대역필터(25)는 상기 두번째 바람직한 실시예와 동일한 방법으로 제조되는데, 다만 오목한 부분의 높이가 약 0.3mm, 밑변의 길이가 약 0.6mm인 대략 직사각형의 오목부(23g, 23h)가 제공되고 상기 돌출부(23a)는 제공되지 않는다는 점이 다르다.
도 16은 상기 대역필터(25)의 주파수 특성을 보여준다. 도 16에서, 실선(K)은 통과 특성을 나타내고, 파선(L)은 반사 특성을 나타낸다. 비교하기 위해서, 오목부가 없고 돌출부를 가지는 도 11의 공진기(22)의 주파수 특성(도 12에 도시됨)을 상기 대역필터(25)의 주파수 특성과 함께 도 16에 도시하였다.
도 16에 도시한 바와 같이, 본 변형 실시예의 대역필터에서도, 상기 오목부(23g, 23h)의 형성에 기인하여, 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합되어 대역필터에 요구되는 특성이 얻어지는 것으로 이해된다.
또한, 상기 오목부(23g, 23h) 중 어느 하나만이 단독으로 제공될 수 있다.
상기 첫번째 및 두번째 바람직한 실시예와 이들의 변형 실시예에서, 상기 금속막이 유전체 본체에 제공되고, 접지 전극은 하부 표면에 제공된다. 그러나, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 금속막이 유전체 본체의 내부에 제공될 수도 있다. 또한, 접지 전극도 유전체의 내부에 제공될 수 있다. 상기 금속막과 접지 전극이 적어도 유전체 본체의 일부 층을 경유하여 서로 대향된다는 점을 제외하면, 상기 금속막과 접지 전극의 형성 위치는 특별히 제한되지 않는다. 상기 금속막과 입출력 회로는 이들 사이의 간격을 경유하여 서로 용량성 결합을 하고 있는 것이 바람직하다. 그러나, 입출력 회로로서의 띠 라인 또는 미세띠 라인이 상기금속막에 직접 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예의 대역필터는 3-평판 구성과 같은 적당한 구성을 갖는 것이 가능하다. 나아가, 외부 라인 및 입출력 회로(용량 형성 패턴)가 유전체 본체의 측면에 제공된 측면 전극을 통하여 서로 연결될 수 있다. 게다가, 이들은 상기 유전체 본체 내부에 제공된 비아-홀 전극을 통하여 연결된다.
본 발명의 바람직한 실시예의 대역필터에서, 금속막의 형상과 크기 및 입출력 결합 회로의 연결 위치를 선택하여 상기 금속막 내에 돌출부 또는 오목부를 형성함으로써, 제 1 공진 모드 및 제 2 공진 모드가 간단하게 서로 결합될 수 있다. 그리하여, 원하는 주파수 대역의 통과 대역을 갖는 대역필터가 제공된다. 따라서, 고주파 대역에서 작동할 수 있는 대역필터의 구성이 간소화될 수 있다. 게다가, 상기 대역필터를 제조할 때, 치수의 정확도를 쉽게 제어할 수 있다. 고주파 대역에서 사용할 수 있는 대역필터가 낮은 가격으로 그리고 쉽게 제공될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 금속막의 형상과 크기가 특별히 제한되지 않으며, 직사각형, 마름모, 삼각형 또는 다른 적절한 형상으로 선택될 수 있다. 이와 같이, 다양한 형상의 금속막을 갖는 대역필터가 형성될 수 있다.
상기 금속막이 대략 직사각형의 평면 형상을 갖는 경우, 돌출부 또는 오목부가 직사각형의 한 쌍의 변에 제공되고, 입출력 결합 회로가 직사각형의 상기 변과는 다른 한 쌍의 변 측에 제공된다. 이와 같이, 상기 대역필터가 쉽게 제조된다.
상기 금속막이 대략 마름모꼴의 평면 형상을 갖는 경우, 돌출부 또는 오목부가 마름모의 대각선의 적어도 어느 일단에 제공되고, 입출력 결합 회로가 상기 돌출부 또는 오목부가 제공된 쪽과 대향하는 대각선의 타단에 제공된다. 이와 같이, 상기 대역필터가 쉽게 제조된다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이상의 개시를 고려하면 본 발명의 많은 변형 실시예와 변화가 가능함이 명백하다. 따라서, 첨부된 특허 청구 범위의 범위내에서 본 발명이 특별히 기술된 것과 다르게 실시될 수 있다.

Claims (20)

  1. 여러 개의 층을 포함하는 유전체 본체;
    상기 유전체 본체의 표면이나 내부에 제공된 금속막;
    상기 유전체 본체의 표면이나 내부에 제공되고, 적어도 유전체 본체의 일부 층을 통하여 상기 금속막과 대향하는 접지 전극; 및
    상기 금속막의 외주연의 제 1 부분 및 제 2 부분에 연결된 한 쌍의 입출력 결합 회로를 포함하고;
    상기 금속막의 형상과 크기 및 상기 입출력 결합 회로의 연결점의 위치가, 상기 입출력 결합 회로의 연결점을 지나 통과하는 가상 직선에 거의 평행한 방향으로 전파되는 제 1 공진 모드 및 상기 가상 직선에 거의 수직한 방향으로 전파되는 제 2 공진 모드가 발생하도록 선택되고;
    상기 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합되도록, 상기 공진 모드 중 적어도 어느 하나의 공진 전계가 강하게 나타나는 위치로 하여 돌출부 또는 오목부가 상기 금속막에 제공되는 것을 특징으로 하는 대역필터(band-pass filter).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 금속막이 대략 직사각형의 평판 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 돌출부 또는 오목부가 상기 직사각형의 한 쌍의 변에제공되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 금속막이 대략 마름모꼴의 평판 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 돌출부 또는 오목부가 상기 마름모의 대각선 중 어느 하나의 적어도 일단에 제공되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 돌출부 또는 오목부가 상기 마름모의 대각선의 양단에 제공되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 금속막이 대략 삼각형의 평판 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 본체가 Mg, Si 및 Al의 산화물로 제조되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 금속막이 Cu로 제조되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 접지 전극이 Cu로 제조되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  11. 적어도 두개의 층을 포함하는 유전체 본체;
    상기 유전체 본체의 표면 또는 상기 적어도 두개의 층 사이에 제공된 금속막;
    상기 유전체 본체의 표면 또는 상기 적어도 두개의 층 사이에 제공되고, 상기 유전체 본체의 상기 적어도 두개의 층의 적어도 일부를 통하여 상기 금속막과 대향하는 접지 전극; 및
    상기 금속막의 외주연의 제 1 부분 및 제 2 부분에 연결된 한 쌍의 입출력 결합 회로를 포함하고;
    상기 입출력 결합 회로의 연결점을 지나 통과하는 가상 직선에 거의 평행한 방향으로 전파되는 제 1 공진 모드 및 상기 가상 직선에 거의 수직한 방향으로 전파되는 제 2 공진 모드가 발생하도록 구성되고;
    상기 제 1 공진 모드와 제 2 공진 모드가 서로 결합되도록, 상기 공진 모드 중 적어도 어느 하나의 공진 전계가 강하게 나타나는 위치로 하여 돌출부 또는 오목부가 상기 금속막에 제공되는 것을 특징으로 하는 대역필터
  12. 제 11항에 있어서, 상기 금속막이 대략 직사각형의 평판 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 돌출부 또는 오목부가 상기 직사각형의 한 쌍의 변에 제공되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 금속막이 대략 마름모꼴의 평판 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 돌출부 또는 오목부가 상기 마름모의 대각선 중 어느 하나의 적어도 일단에 제공되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 돌출부 또는 오목부가 상기 마름모의 대각선의 양단에 제공되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 금속막이 대략 삼각형의 평판 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 유전체 본체가 Mg, Si 및 Al의 산화물로 제조되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  19. 제 11항에 있어서, 상기 금속막이 Cu로 제조되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  20. 제 11항에 있어서, 상기 접지 전극이 Cu로 제조되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
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