KR20010107626A - 유전체 필터, 듀플렉서 및 이를 포함하는 통신기 장치 - Google Patents

유전체 필터, 듀플렉서 및 이를 포함하는 통신기 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20010107626A
KR20010107626A KR1020010027949A KR20010027949A KR20010107626A KR 20010107626 A KR20010107626 A KR 20010107626A KR 1020010027949 A KR1020010027949 A KR 1020010027949A KR 20010027949 A KR20010027949 A KR 20010027949A KR 20010107626 A KR20010107626 A KR 20010107626A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dielectric
frequency side
coupling
resonator
dielectric filter
Prior art date
Application number
KR1020010027949A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100397732B1 (ko
Inventor
츠카모토히데키
구로다가츠히토
이시하라진세이
가토히데유키
Original Assignee
무라타 야스타카
가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 무라타 야스타카, 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 filed Critical 무라타 야스타카
Publication of KR20010107626A publication Critical patent/KR20010107626A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100397732B1 publication Critical patent/KR100397732B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H01P1/2056—Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
    • H01P1/2136—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies using comb or interdigital filters; using cascaded coaxial cavities

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

본 발명은 임의의 통과 특성 및 감쇠 특성을 얻을 수 있도록 탭 결합에 의해 생긴 감쇠극 뿐만 아니라 더 많은 감쇠극을 생성할 수 있는 유전체 필터를 제공한다. 본 필터에서, 유전체 블럭의 내부에는 내부 도체가 홀의 내부면에 배치되어 공진기와 용량성 결합된 계단형 구조를 갖는 관통홀이 형성된다. 또한 홀의 내부면에 배치된 도전막을 포함하는 측면홀이 형성된다. 측면홀은 내부 도체의 소정의 위치내에 입출력 단자와 접속된다. 이런 구성을 하면, 분포 정수형 공진기 결합 및 탭결합에 의해 통과 대역의 저주파수측 및 고주파수측에 감쇠극이 생긴다.

Description

유전체 필터, 듀플렉서 및 이를 포함하는 통신기 장치{Dielectric filter, duplexer, and communication apparatus incorporating the same}
본 발명은 공진선로가 형성된 유전체 부재를 사용하는 유전체 필터, 듀플렉서 및 이를 포함하는 통신기 장치에 관한 것이다.
종래에는 유전체 기판상에 또는 유전체 블럭 내부에 복수의 공진선로가 형성된 유전체 필터를 대역 통과 필터로서 휴대전화 등의 통신기 장치에 사용했다.
일본국 특개평 11-340706호는 필터의 감쇠극 주파수를 자유롭게 설정할 수 있고 간단한 구조로 우수한 바람직한 특성을 얻을 수 있는 유전체 필터를 제공한다.
상기 유전체 필터에서, 감쇠극은 입출력 단자를 공진기의 중심으로부터 말단면 방향 중 하나로 편향된 위치에 접속시킴으로서, 즉, 소위 탭 결합시킴으로서 생성된다.
탭 결합에 의해 입출력을 얻는 상기 유전체 필터에서, 공진기와의 탭 결합의 위치에 따라, 생성된 감쇠극의 위치가 비교적 넓은 범위에 설정될 수 있다. 따라서, 바람직한 통과 특성 및 감쇠 특성이 보다 자유롭게 설정될 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 사용된 공진기의 형상이 통과 대역 및 감쇠극 간의 위치 관계, 예를 들어, 감쇠극이 고주파수측 또는 저주파수측에 생성되는지 또는 양쪽 주파수측 모두에 생성되는지를 결정한다. 결국, 고주파수측 및 저주파수측에 감쇠극을 생성하는 자유도에 제한이 따른다.
따라서, 본 발명의 목적은 유전체 필터, 듀플렉서 및 통신기 장치를 제공하는 것이다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 공진기의 형태와 탭 결합에 따른 감쇠극 주파수 및 공진 주파수 간의 관계를 보여준다.
도 2는 두 공진기 간의 분포 정수형 결합을 나타내는 등가 회로도를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 분포 정수형 결합 방법과 감쇠극이 생성되는 방법 간의 관계를 나타내는 선도이다.
도 4a 및 도 4d는 분포 정수형 결합 및 탭 결합에 의해 생성된 감쇠극의 실시예를 나타낸다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 유전체 필터의 사시도이고 도 5b는 유전체 필터의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 필터의 사시도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 필터의 사시도를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 듀플렉서의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 9a 내지 도 9d는 유전체 기판을 사용하는 유전체 필터의 구조를 나타내는 투영도를 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 통신기 장치의 구조를 나타내는 블럭도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
1...유전체 필터 2...내부 도체 형성홀
3...외부 도체 4...내부 도체
5...측면홀 6...도체막
7...입출력 단자 8...결합용 전극
9...결합 선로용 홀 10...유전체판
13...접지전극 14...공진전극
16...탭접지전극 17...입출력 단자
상기 유전체 필터는 탭 결합에 의해 생성된 감쇠극에 덧붙혀 더 많은 감쇠극을 생성함으로서 임의의 통과 특성 및 감쇠 특성을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 1 관점에 따르면, 유전체 부재, 접지 전극 및 유전체 부재에 형성된 복수의 공진선로를 포함하는 유전체 필터 및 공진선로와 탭 결합된 입출력 장치를 제공한다. 본 필터에서, 제 1 감쇠극이 통과 대역의 고주파수측 및 저주파수측 중 하나에 생성되도록 소정의 공진선로들이 인접하여 분포 정수형 공진기 결합이 가능케하고, 탭 결합은 제 2 감쇠극이 통과 대역의 고주파수측 및 저주파수측중 하나에 생성될 수 있도록 한다.
여기서 언급된 것처럼, 고주파수측 및 저주파수측상에 얻어진 감쇠 특성은 분포 정수형 공진기 결합에 의해 생성된 제 1 감쇠극과 탭 결합에 의해 생성된 제 2 감쇠극을 고주파수측 및 저주파수측 중 하나 또는 양주파수측 모두에 나타나게 함으로서 임의적으로 결정될 수 있다.
또한, 상술한 탭 결합에 의해 생성된 제 2 감쇠극에 덧붙혀, 본 발명은 공진기 간의 용량성 결합 및 유도성 결합에 의해 감쇠극들이 고주파수측 및 저주파수측에 생길 수 있게 한다. 본 필터에서, 각 공진선로 중 한 말단은 개방단이고 다른 말단은 단락단이 될 수 있다. 게다가, 공진선로는 개방단의 선로폭이 단락단의 선로폭과 차등된 계단형 구조를 가질 수 있다. 이런 경우, 공진기를 결합하는데 특별한 전극이 필요치 않기 때문에, 통과 대역의 고주파수측 및 저주파수측 상의 감쇠 특성이 자유롭게 결정될 수 있다.
또한, 본 필터에서, 분포 정수형 공진기 결합에 의해 얻어진 제 1 감쇠극은 저주파수측에 생성될 수 있으며 탭 결합에 의해 얻어진 적어도 두개의 제 2 감쇠극이 고주파수측에 생성될 수 있다. 본 구성을 하면, 예를 들어, 통과 대역의 고주파수측에 나타나는 스퓨리어스 모드 반응이 억제될 수 있다.
또한, 본 필터에서, 분포 정수형 공진기 결합에 의해 얻어진 제 1 감쇠극 및 탭 결합에 의해 얻어진 제 2 감쇠극은 고주파수측 및 저주파수측에 서로 인접한 위치에 생성될 수 있다. 본 구성은 두 감쇠극 사이에 큰 감쇠를 제공할 수 있다.
또한, 본 필터에서, 1/4파장 공진기를 형성하기 위해 각 공진선로의 한 말단이 개방단이 될 수 있고 다른 말단은 단락단이 될 수 있다. 또는, 1/2파장 공진기를 형성하기 위해 각 공진선로의 양말단이 단락단이 될 수 있다. 본 구성을 하면, 탭 결합에 의해 생성된 적어도 두개의 감쇠극을 통과 대역의 고주파수측상에 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 유전체 필터에서, 1/2파장 공진기를 형성하기 위해 각 공진선로의 양말단은 개방단이 될 수 있다. 본 구성에 의해 고주파수측 및 저주파수측 모두에 감쇠극이 생성될 수 있다.
또한, 유전체 부재는 거의 직방형 유전체 블럭이 될 수 있다. 유전체 블럭의 내부에는 내부도체가 내부면에 배치된 관통홀이 형성되어 공진선로가 구성될 수 있다. 본 구성을 하면, 공진기의 Q0가 증가될 수 있기 때문에, 공진선로와 외부 간의 불필요한 결합이 방지될 수 있다.
또한, 본 필터에서, 입출력 장치는 유전체 블럭의 외부면에 배치된 입출력 단자 전극 및 입출력 단자 전극에서 관통홀의 소정의 위치로 이어지는 측면홀에 배치된 도전막을 포함할 수 있다. 본 구성을 하면, 관통홀이 형성되고 상기 관통홀의 내부면에 내부 도체가 부가되는 것과 동일한 방법으로, 측면홀이 형성되고 도전막이 측면홀의 내부면에 배치될 수 있다. 본 구성은 탭 결합에 유용하게 사용된다.
본 발명의 제 2 관점에 따라, 수신필터 및 송신필터로 사용되는 상술한 두 유전체 필터 및 공통 안테나용으로 두 유전체 필터 사이에 배치된 입출력 단자들을 포함하는 듀플렉서가 제공된다.
또한, 본 발명의 제 3 관점에 따르면, 신호를 선택적으로 통과시키고 차단하는 회로로 사용되는 유전체 필터 또는 듀플렉서를 포함하는 통신기 장치가 제공된다.
우선, 도 1a, 도 1b 및 도 1c 내지 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 4d를 참고로 본 발명의 유전체 필터의 기본 구조와 상기 필터의 특성 간의 관계를 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 공진기와 탭 결합하여 입출력하는 실시예를 나타낸다. 도 1a는 한 말단이 단락되고 나머지 말단이 개방된 1/4파장 공진기의 실시예를 나타낸다. 공진기의 공진선로의 어드미턴스(admittance)가 Y0이고 위상정수가 β일 때, 공진기의 서셉턴스(susceptance) B는 B = Y0cotβL (L = L1 + L2)로 표현된다. 공진기는 B = 0에서 공진한다. 따라서, βL = π/2이면, 공진기는,
L = λ0/4
λ0= 4L(λ0: 공진 주파수 파장)에 의해 결정된 주파수 f0에서 공진한다.
한편, 태핑(tappaing) 위치로부터 얻어진 서셉턴스 B는,
B = Y0tanβL1 + Y0cotβL2로 표현된다. 결국, 감쇠극은 반(反)공진 상태로서 B = ∞에서 생성된다.
B = ∞의 조건은 다음 경우 중 하나이다.
Y0tanβL1 = ∞ (1)
Y0cotβL2 = ∞ (2)
(1)의 조건에서, βL1 = π/2
∴ L1 = λ1/ 4
λ1 = 4L1 (λ1: 감쇠극 주파수 A의 파장)
유사하게, (2)의 조건에서, βL2 = π
∴ L2 = λ2/ 2
λ2 = 2L2 (λ2: 감쇠극 주파수 B의 파장)
결국, 공진 주파수 f0및 감쇠극 주파수 f1 및 f2 간의 관계는,
λ0> λ1 > λ2
f0< f1 < f2
따라서, 제 2 감쇠극로서 두 감쇠극은 높은 공진 주파수에서의 탭 결합에 의해 생성된다.
도 1b에 도시된 공진기는 양말단이 단락된 1/2파장 공진기이다. 공진기의 공진선로의 어드미턴스가 Y0이고 위상정수가 β일 때, 공진기의 서셉턴스 B는,
B = Y0tanβL (L = L1 + L2)로 표현된다.
공진기는 B = 0에서 공진한다. 따라서, βL = π이면, 공진기가,
L = λ0/2
λ0= 2L (λ0: 공진 주파수 파장)에 의해 결정된 주파수 f0에서 공진한다.
한편, 태핑 위치로부터 얻어진 서셉턴스 B는,
B = Y0cotβL1 + Y0cotβL2로 표현된다. 결국, 감쇠극은 반공진 상태로서 B = ∞에서 생성된다.
B = ∞의 조건은 다음 경우 중 하나이다.
Y0cotβL1 = ∞ (1)
Y0cotβL2 = ∞ (2)
(1)의 조건에서, βL1 = π
∴ L1 = λ1/ 2
λ1 = 2L1 (λ1: 감쇠극 주파수 A의 파장)
유사하게, (2)의 조건에서, βL2 = π
∴ L2 = λ2/ 2
λ2 = 2L2 (λ2: 감쇠극 주파수 B의 파장)
따라서, 공진 주파수 f0및 감쇠극 주파수 f1및 f2 간의 관계는,
λ0> λ1 > λ2
f0< f1 < f2 로 표현된다. 결국, 두 감쇠극은 탭 결합에 의해 높은 공진 주파수에서 생성된다.
도 1c에 도시된 공진기는 양말단이 개방된 1/2파장 공진기이다. 공진기의 서셉턴스 B는,
B = Y0tanβL (L = L1 + L2)로 표현된다.
공진기는 B = 0에서 공진한다. 즉, βL = π이면, 공진기가,
L = λ0/2
λ0= 2L (λ0: 공진 주파수 파장)에 의해 결정된 주파수 f0에서 공진한다.
한편, 태핑 위치로부터 얻어진 서셉턴스 B는,
B = Y0tanβL1 + Y0tanβL2로 표현된다. 따라서, 감쇠극은 반공진 상태로서 B = ∞에서 생성된다.
B = ∞의 조건은 다음 경우 중 하나이다.
Y0tanβL1 = ∞ (1)
Y0tanβL2 = ∞ (2)
(1)의 조건에서, βL1 = π/2
∴ L1 = λ1/ 4
λ1 = 4L1 (λ1: 감쇠극 주파수 A의 파장)
유사하게, (2)의 조건에서, βL2 = π/2
∴ L2 = λ2/ 4
λ2 = 4L2 (λ2: 감쇠극 주파수 B의 파장)
따라서, 공진 주파수 f0및 감쇠극 주파수 f1 및 f2 간의 관계는,
λ1 > λ0> λ2
f1 < f0< f2 로 표현된다. 결국, 감쇠극은 탭 결합에 의해 높은 공진 주파수와 낮은 공진 주파수에서 모두 생성된다.
도 2는 회로의 등가 회로도를 나타내며, 두 공진기 간의 분포 정수형 결합이 보인다. 이런 경우, 결합부의 어드미턴스 B는 B = Ya cotθ로 표현되며, 도 3a 및 도 3b에 각각 어드미턴스 곡선에 의해 도시된다.
각 도 3a 및 도 3b에서, B = 0에서의 주파수 fp는 분포 정수형 공진기 결합에 의해 생성된 감쇠극의 주파수이다. 두 공진기가 서로 유도성 결합되면, 도 3a의 하부에 도시된 통과 특성처럼, 통과 대역의 중심 주파수 f0는 감쇠극 주파수 fp 보다 낮은 주파수측에 위치된다. 결국, 감쇠극은 통과 대역의 고주파수측에 생성된다.
또한, 두 공진기가 서로 용량성 결합되면, 도 3b의 하부에 도시된 통과 특성처럼, 통과 대역의 중심 주파수 f0가 감쇠극 주파수 fp 보다 높은 주파수측에 위치된다. 결국, 감쇠극이 분포 정수형 공진기 결합에 의해 통과 대역의 저주파수측에 생성된다.
도 4a 내지 도 4d는 감쇠극이 탭 결합 및 분포 정수형 공진기 결합에 의해 어떻게 생성되는지를 보여준다. 이들 도면에, 네개 실시예의 통과 특성이 도시된다.
각 공진기의 양말단이 개방된 1/2파장 공진기 사이를 유도성 결합하는 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 유도성 결합에 의해 얻어진 감쇠극이 통과 대역의 고주파수측에 생성된다. 또한, 각 공진기의 양말단이 개방된 1/2파장 공진기에 탭 결합하여 얻어진 두 감쇠극(이후, 탭극으로 언급됨)은 통과 대역의 고주파수측과 저주파수측에 생성된다. 통과 대역의 고주파수측에서, 감쇠극 주파수 fp로부터 탭극 주파수 f2까지의 범위에서, 소정의 대역폭에 걸쳐 충분한 감쇠를 얻을 수 있다. 따라서, 통과 대역의 고주파수측에서 얻어진 감쇠 특성이 향상될 수 있다.
각 공진기의 양말단이 단락된 1/2파장 공진기들 또는 각 공진기의 한 말단이 단락되고 다른 말단이 개방된 1/4파장 공진기들 간의 용량성 결합의 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 용량성 결합에 의해 얻어진 결합극이 통과 대역의 저주파수측에 생성되고, 탭 결합에 의해 얻어진 두 감쇠극은 고주파수측에 생성된다. 특성에 따르면, 예를 들어, 탭극 주파수 f2가 유전체 블럭 필터의 경우에 생성된 TE 모드 등의 스퓨리어스 모드의 주파수와 일치할 때, 스퓨리어스 모드가 효율적으로 억제될 수 있다.
각 공진기의 양말단이 단락된 1/2파장 공진기들 또는 각 공진기의 한 말단이 단락되고 다른 말단이 개방된 1/4파장 공진기들 간에 유도성 결합의 경우, 도 4c에 도시된 바와 같이, 유도성 결합에 의해 얻어진 감쇠극은 고주파수측에 생성되고 탭 결합에 의해 얻어진 두 감쇠극은 또한 통과 대역의 고주파수측에 생성된다. 특성에 따르면, 예를 들어, 고주파수측상에 얻어진 감쇠 특성이 향상될 수 있고, 동시에 스퓨리어스 모드가 억제될 수 있다.
또한, 각 공진기의 양말단이 개방된 1/2파장 공진기들 간의 용량성 결합의 경우, 도 4d에 도시된 바와 같이, 용량성 결합에 의해 얻어진 감쇠극은 통과 대역의 저주파수측상에 생성되며, 탭 결합에 의해 얻어진 두 감쇠극은 통과 대역의 저주파수측과 고주파수측 모두에 생성된다. 여기서 보듯이, 결합극과 탭극이 통과 대역의 저주파수측상에 정렬될 때, 저주파수측상에 얻어진 감쇠 특성이 향상될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d에 도시된 실시예에서, 하나의 탭 결합에 의해 생성된 탭극의 위치가 제공된다. 그러나, 대역 통과 필터가 형성될 때, 입력 장치 내의 탭 결합 및 출력 장치 내의 탭 결합의 경우에, 각각, 입력 장치 내의 탭 결합은 두 탭극을 생성하고 출력장치 내의 탭 결합은 추가적으로 두 탭극을 생성한다. 결국, 전체적으로, 탭 결합에 의해 네개의 감쇠극이 얻어진다. 따라서, 입력단계 공진기의 탭 결합 위치와 출력단계 공진기의 탭 결합 위치를 각각 설정함으로서, 네개의 탭극 주파수가 결정될 수 있다. 본 구성을 하면, 통과 대역의 저주파수측과 고주파수측상에 얻어진 감쇠 특성이 결정될 수 있다.
다음, 도 5a 내지 도 5b를 참고로 유전체 필터의 구조를 설명한다.
도 5a는 유전체 필터의 사시도이고 도 5b는 유전체 필터의 단면도이다. 각 도면에서, 참조부호 1은 직방형 유전체 블럭을 나타낸다. 유전체 블럭 내부에, 관통홀(2a, 2b) 및 측면홀(5a, 5b)가 형성된다. 관통홀(2a, 2b)의 내부면에는 내부 도체(4a, 4b)가 형성된다. 측면홀(5a, 5b)의 내부면에는 도전막(6a, 6b)이 형성된다. 유전체 블럭(1)의 외부면 중에서, 외부 도체(3)는 관통홀(2a, 2b)의 양말단 개구면을 제외한 네면에 형성된다. 본 구성을 하면, 내부 도체(4a, 4b), 유전체 블럭(1) 및 외부 도체(3)로 각 공진기의 양말단이 개방된 두 공진기가 형성된다. 관통홀(2a, 2b)은 홀의 개방단 근방의 내경이 거의 단락단의 내경으로서 중심부의내경보다 큰 계단형 홀이다. 본 구성을 하면, 공진기의 높은 전계 에너지를 포함하는 부분들이 인접하여 공진기 사이의 용량성 결합을 가능케한다.
유전체 블럭(1)의 외부면에는 외부 도체(3)로부터 절연된 입출력 단자(7a, 7b)가 형성된다. 측면홀(5a, 5b)의 내부면에 배치된 도전막(6a, 6b)을 통해, 내부 도체의 소정의 위치가 입출력 단자(7a, 7b)에 전기적으로 접속된다. 상기 구조를 하면, 기본적으로, 도 4d에 도시된 특성을 얻을 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 두 탭극은 탭 결합에 의해 각 입력 장치와 출력 장치 내에 생성된다. 측면홀 (5a)의 위치는 비교적 관통홀(2a)의 중심에 가깝기 때문에, 측면홀(5a)와 탭 결합에 의해 생성된 두 탭극은 저주파수측 및 고주파수측 모두에 존재하며, 비교적 통과 대역에 가깝다. 한편, 측면홀(5b)의 위치는 관통홀(2b)의 중심에서 비교적 멀기 때문에, 측면홀(5b)과 탭 결합에 의해 생성된 두 탭 전극은 저주파수측 및 고주파수측 모두에 존재하며, 통과 대역에서 비교적 멀리 떨어져 있다.
도 6은 다른 구조를 갖는 유전체 필터의 사시도이다. 본 실시예에서, 유전체 블럭(1) 내부에는 관통홀(2a, 2b) 및 측면홀(5a, 5b)가 형성된다. 관통홀(2a, 2b)의 내부면에는 내부 도체가 배치되고, 측면홀(5a, 5b)의 내부면에는 도전막이 배치된다. 또한, 유전체 블럭(1)에 형성된 각 관통홀의 한측 개구부가 형성된 면을 제외하고, 유전체 블럭(1)의 다섯면에 외부 도체(3)가 배치된다. 본 구성을 하면, 공진기가 1/4파장에서 공진한다. 또한, 도 5a 및 도 5b에 도시된 유전체 필터와는 달리, 각 관통홀(2a, 2b)의 개구부가 형성된 면들 중 하나에는, 내부 도체에 전기적으로 접속된 결합 전극(8a, 8b)가 배치된다. 두 공진기는 결합 전극(8a, 8b) 사이에 생성된 정전용량에 의해 용량성 결합된다. 따라서, 본 실시예의 유전체 필터는 기본적으로 도 4b에 도시된 특성을 보여준다.
도 7은 다른 구조를 갖는 유전체 필터의 사시도를 나타낸다. 본 실시예에서, 직방형 유전체 블럭(1) 내부에, 관통홀(2a, 2b)이 형성된다. 관통홀(2a, 2b)의 내부면에는 내부 도체가 배치된다. 유전체 블럭(1)의 외부면(여섯면)에는 외부 도체(3)이 배치된다. 또한, 외부 도체(3)로부터 절연된 입출력 단자(7a, 7b)가 소정의 위치에 형성된다. 본 구성을 하면, 각 공진기의 양말단이 단락된 1/2파장 공진기로 작용하는 공진기가 형성될 수 있다. 높은 자계 에너지를 갖는 단락단 근방의 부분들이 서로 가깝게 될 때, 공진기들은 유도성 결합된다. 또한, 입출력 단자(7a, 7b)는 관통홀(2a, 2b)의 내부면에 배치된 내부 도체와 입출력 단자(7a, 7b) 사이에 생성된 정전용량을 통해 공진기들과 탭 결합된다. 본 구성을 하면, 기본적으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 결합극 및 탭극이 통과 대역의 고주파수측에 생성된다.
도 7에 도시된 실시예에서, 각 관통홀의 개구부 근방의 내경은 중심 내경 보다 크다. 반대로, 관통홀의 중심의 내경이 공진기를 용량성 결합하는 홀의 양말단 근방의 부분의 내경 보다 크게 형성되어, 최종적으로 도 4b에 보이는 특성을 얻을 수 있게 된다. 또한, 각 관통홀의 양 개구면이 열리고 중심 직경이 공진기를 유도성 결합하는 관통홀이 양말단의 직경 보다 클 때, 최종적으로 도 4a에 보이는 특성을 얻을 수 있게 된다.
다음, 본 발명에 따른 구성 실시예를 도 8를 참조로 설명한다.
도 8에서, 직방형 유전체 블럭 내부에는 여섯개의 관통홀(2a~2f), 결합 선로홀(9) 및 측면홀(5)이 형성된다. 관통홀(2a~2f)의 내부면에는 내부 도체가 배치된다. 관통홀(2a~2f)의 한쪽 개구부 근방에 부유용량을 생성하기 위해 내부 도체 비형성부가 배치된다. 결합 선로홀(9)과 측면홀(5)의 내부면에는 도전막이 배치된다. 유전체 블럭(1)의 외부면(여섯면)에는 외부 도체(3) 및 외부 도체(3)으로부터 절연된 입출력 단자(7a, 7b, 7c)가 형성된다.
입출력 단자(7a)는 정전용량을 통해 관통홀(2a)의 소정의 위치에 내부 도체와 탭 결합된다. 입출력 단자(7b)는 측면홀(5)의 내부면에 배치된 도전막을 통해 관통홀(2f)의 소정의 위치에 내부 도체와 탭 결합된다. 또한, 입출력 단자(7c)는 한 말단에서 결합 선로홀(9)의 내부면상의 도전막과 전기적으로 접속된다. 결합 선로홀(9)의 내부면상의 도전막은 입출력 단자(7c)가 배치된 측면에 대향하는 측면상의 외부 도체(3)와 전기적으로 접속된다.
이런 식으로, 관통홀의 한쪽 말단 근방에 비도체부(g)를 배치함으로서, 공진선로의 말단과 그라운드(ground) 사이에 부유용량이 발생한다. 결국, 인접 공진기는 서로 유도성 결합된다. 또한, 관통홀(2c, 2d)로 구성된 공진기는 결합 선로홀 (9)의 내부면상의 도전막과 일체적으로 결합된다. 동시에, 관통홀(2c, 2d)로 구성된 공진기가 서로 직접 결합되지 않도록 정렬된다.
도 8에서, 관통홀(2a~2c)로 구성된 세개의 공진기는 수신필터로 작용하고, 관통홀(2d~2f)로 구성된 세개의 공진기는 송신필터로 작용한다. 수신필터의 특성으로서, 입출력 단자(7a) 및 관통홀(2a)로 구성된 공진기 사이의 탭 결합에 의해, 기본적으로, 도 4c에 도시된 것처럼, 두 탭극이 통과 대역의 고주파수측에 생긴다. 또한, 공진기 간의 유도성 결합에 의해, 통과 대역의 고주파수측에 결합극이 생긴다. 유사하게, 송신 필터의 특성으로서, 입출력 단자(7b) 및 관통홀(2f)로 구성된 공진기 간의 탭 결합에 의해, 기본적으로, 도 4c에 도시된 것처럼, 통과 대역의 고주파수측에 두개의 탭극이 생기고, 공진기 간의 유도성 결합에 의해, 통과 대역의 고주파수측에 결합극이 생긴다.
송신 주파수 대역이 이미 사용된 주파수 대역의 저주파수측에 존재하고 수신 주파수 대역이 고주파수측에 존재하는 시스템에서는, 예를 들어, 도 4c에 도시된 것처럼 송신 필터의 특성으로서, 통과 대역 스티프(steep)의 고주파수측에 감쇠 특성을 만들기 위해, 그리고 도 4d에 도시된 것처럼 수신 필터의 특성으로서, 저주파수측 스티프에 감쇠 특성을 만들기 위해, 송신 필터 내에 포함된 각 공진기의 양말단이 공진기 간의 유도성 결합이 행해지도록 단락될 수 있으며, 수신 필터 내에 포함된 각 공진기의 양말단은 공진기 간의 용량성 결합이 행해지도록 개방될 수 있다.
상술한 실시예에서, 유전체 블럭 내에 관통홀을 형성함으로서 공진기가 배치된다. 결국, 공진기의 Q0가 증가될 수 있어, 삽입 손실이 감소한다. 또한, 외부와의 불필요한 결합이 방지될 수 있다.
다음, 유전체 기판을 사용하는 유전체 필터에 대해 설명할 것이다. 각 도 9a 내지 도 9d는 유전체 필터의 투영도를 나타낸다. 도 9a는 필터의 좌측면도, 도 9b는 정면도, 도 9c는 우측면도 및 도 9d는 후면도를 나타낸다. 유전체 기판(10)의 주면 중 하나에 두개의 공진 전극(14a, 14b), 및 공진 전극(14a, 14b)의 소정의 위치에 접속되는 탭 결합 전극(16a, 16b)이 형성된다. 입출력 단자(17a, 17b)는 유전체 기판(10)의 측면에서 후면까지 형성되고, 탭 결합 전극(14a, 14b)과 전기적으로 접속된다. 입출력 단자(17a, 17b)로부터 절연된 접지 전극(13)은 유전체 기판(1)의 다른 면에 형성된다.
공진 전극(14a, 14b)은 각 공진기의 양말단이 개방된 1/2파장 공진기로 작용한다. 각 공진기에서, 전극의 개방단 근방의 폭은 공진기와 용량성 결합하는 중심의 폭 보다 넓다. 따라서, 도 5a 및 도 5b에 도시된 유전체 필터와 유사하게, 도 4d에 도시된 특성이 얻어질 것이다.
유사하게, 도 6 내지 도 8에 도시된 유전체 필터 및 듀플렉서에 대해, 유전체 기판에 공진선로를 형성함으로서, 상기 유전체 기판 형태의 유전체 필터 및 듀플렉서가 형성될 수 있다.
다음, 본 발명의 통신기 장치의 구성 실시예를 도 10를 참조로 설명할 것이다. 도 10에서, 참조 문자(ANT)는 송수신 안테나를 나타내며, 참조 문자(DPX)는 듀플렉서, 참조 문자(BPFa, BPFb)는 대역 통과 필터, 참조 문자(AMPa, AMPb)는 증폭 회로, 참조 문자(MIXa, MIXb)는 믹서, 그리고 참조 문자(OSC, SYN)는 발진기 및 주파수 합성기를 각각 나타낸다.
MIXa는 SYN으로부터 출력된 신호와 변조 신호를 혼합한다. BPFa는 MIXa로부터 출력된 혼합 신호 중에서 송신 주파수 대역만의 신호를 통과시키고, AMPa는 상기 신호를 증폭시켜서 DPX를 통해 ANT로부터 송신한다. AMPb는 DPX에서 보내진 수신 신호를 증폭시킨다. BPFb는 AMPb에서 출력된 수신 신호 중에서 수신 주파수 대역만의 신호를 통과시킨다. MIXb는 SYN에서 출력된 주파수 신호와 수신 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호 IF를 출력한다.
앞에 사용된 구성부품에서, 도 5a 및 도 5b 내지 도 9a~도 9d에 도시된 유전체 필터 및 듀플렉서는 대역 통과 필터 BPFa 및 BPFb 그리고 듀플렉서 DPX로 사용된다.
상술한 것처럼, 분포 정수형 공진기 결합에 의해 생긴 제 1 감쇠극 및 탭 결합에 의해 생긴 제 2 감쇠극 모두는 통과 대역의 고주파수측 또는 저주파수측에 존재하거나, 통과 대역의 양측에 존재한다. 결국, 고주파수측이나 저주파수측에 얻어지는 임의의 감쇠 특성을 가질 수 있는 유전체 필터 및 듀플렉서가 용이하게 형성될 수 있다. 따라서, 이로 인해 우수한 통신 성능을 갖는 통신기 장치가 용이하게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 제 2 감쇠극은 탭 결합에 의해 생기고 공진 선로폭이 계단형인 구조로 구비된다. 결국, 공진기 사이의 결합용으로 특정 전극을 배치하지 않고, 감쇠극을 통과 대역의 고주파수측 또는 저주파수측에 선택적으로 생기게 할 수 있어, 설계시 고자유도를 갖는 유전체 필터 및 듀플렉서가 용이하게 얻어진다.
또한, 본 발명에서, 유전체 부재로서, 직방형 유전체 블럭이 사용될 수 있다. 이때, 공진 선로가 유전체 블럭 내에 형성된 관통홀의 내부면에 배치된 내부도체에 의해 형성될 때, 공진기의 Q0를 높일 수 있다. 결국, 공진 선로와 외부 사이에 불필요한 결합이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 입출력 포트로서, 입출력 단자 전극이 유전체 블럭의 외부면에 형성된다. 또한, 입출력 단자 전극으로부터 관통홀의 소정의 위치까지 이어진 측면홀이 형성된다. 내부 도체의 소정의 위치는 측면홀의 내부면에 배치된 도전막을 통해 입출력 단자 전극과 전기적으로 접속된다. 상기 구조를 하면, 관통홀을 형성하고 관통홀의 내부면에 내부 도체를 부가하는 것과 동일한 방법으로, 측면홀을 형성할 수 있고 도전막을 측면홀의 내부면에 부착할 수 있다. 따라서, 탭 결합 구조를 용이하게 구성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 앞에 기술하였지만, 다음 청구항에 서술된 본 발명의 개념의 범주에서 변형 실시예가 당업자에게 가능하다.

Claims (11)

  1. 유전체 부재,
    상기 유전체 부재에 형성된 접지 전극 및 복수의 공진선로, 및
    상기 공진선로와 탭 결합하는 입출력 수단을 포함하며,
    소정의 상기 공진선로들이 인접하여 통과 대역의 고주파수측 및 저주파수측 중 하나에 제 1 감쇠극이 생기도록 분포 정수형 공진기 결합을 가능케하고, 탭 결합이 통과 대역의 고주파수측 및 저주파수측 중 하나에 제 2 감쇠극이 생길 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 각 공진선로의 한 말단이 개방단이고 다른 말단이 단락단이며, 상기 개방단의 상기 선로폭이 단락단의 선로폭과 차등된 계단형 구조를 하고 있음을 특징으로 하는 유전체 필터.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 감쇠극이 저주파수측에 생기고 적어도 두개의 제 2 감쇠극이 고주파수측에 생기는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 감쇠극 및 상기 제 2 감쇠극이 상기 고주파수측 또는 상기 저수파수측상의 서로 인접한 위치에 생기는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 각 공진선로의 한 말단이 개방단이고 다른 말단은 단락단이며 1/4파장 공진기를 형성하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 각 공진선로의 양말단이 개방단이며 1/2파장 공진기를 형성하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 각 공진선로의 양말단이 단락단이며 1/2파장 공진기를 형성하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 부재는 직방형 유전체 블럭이며, 내부 도체가 내부면에 배치된 관통홀이 상기 블럭 내부에 형성되어 공진선로를 구성하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 입출력수단이 상기 유전체 블럭의 외부면에 배치된 입출력 단자 전극 및 상기 입출력 단자 전극으로부터 상기 관통홀의 소정의 위치까지 이어지는 측면홀의 내부면에 배치된 도전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 한 항에 따르는 두개의 유전체 필터 및 상기 두 유전체 필터 사이에 배치된 공통 안테나용 입출력 단자를 포함하며,
    상기 두개의 필터 중 하나는 수신 필터로 사용되고 다른 필터는 송신 필터로 사용되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  11. 제 1항 내지 제 9항 중 한 항을 따르는 유전체 필터 또는 제 10항을 따르는 듀플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신기 장치.
KR10-2001-0027949A 2000-05-22 2001-05-22 유전체 필터, 듀플렉서 및 이를 포함하는 통신기 장치 KR100397732B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000149980A JP2001332906A (ja) 2000-05-22 2000-05-22 誘電体フィルタ、デュプレクサおよび、通信装置
JP2000-149980 2000-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010107626A true KR20010107626A (ko) 2001-12-07
KR100397732B1 KR100397732B1 (ko) 2003-09-13

Family

ID=18655761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0027949A KR100397732B1 (ko) 2000-05-22 2001-05-22 유전체 필터, 듀플렉서 및 이를 포함하는 통신기 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6549093B2 (ko)
EP (1) EP1158596A3 (ko)
JP (1) JP2001332906A (ko)
KR (1) KR100397732B1 (ko)
CN (1) CN1185751C (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003304103A (ja) * 2002-04-09 2003-10-24 Matsushita Electric Works Ltd バンドパスフィルタ
US20040085165A1 (en) * 2002-11-05 2004-05-06 Yung-Rung Chung Band-trap filter
US20060228717A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Joyce Timothy H Microfluidic system and method of utilization
JP2007243462A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Matsushita Electric Works Ltd バンドパスフィルタ及び共振器
US8494008B2 (en) * 2005-09-05 2013-07-23 National University Corporation The University Of Electro-Communications Multiplexing circuit and designing method therefor
JP2007074123A (ja) * 2005-09-05 2007-03-22 Matsushita Electric Works Ltd バンドパスフィルタ
JP2008172456A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 National Institute Of Information & Communication Technology 高周波帯域通過フィルタ
JP2010136128A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Alps Electric Co Ltd 発振器
JP5240793B2 (ja) * 2009-03-09 2013-07-17 日本電波工業株式会社 デュプレクサ
US8742871B2 (en) * 2011-03-10 2014-06-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Devices and bandpass filters therein having at least three transmission zeroes
US8830011B2 (en) * 2011-10-27 2014-09-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Band-pass filter using LC resonators
CN110112520B (zh) * 2019-06-19 2021-06-29 广东国华新材料科技股份有限公司 一种介质波导滤波器及其端口耦合结构

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56116302A (en) * 1980-02-19 1981-09-12 Murata Mfg Co Ltd Strip line filter using 1/2 wavelength resonance electrode
JPH03121705U (ko) * 1990-03-27 1991-12-12
FR2669476A1 (fr) * 1990-11-21 1992-05-22 Valtronic France Filtre passif passe-bande.
US5138288A (en) * 1991-03-27 1992-08-11 Motorola, Inc. Micro strip filter having a varactor coupled between two microstrip line resonators
JP3344428B2 (ja) * 1992-07-24 2002-11-11 株式会社村田製作所 誘電体共振器および誘電体共振部品
FR2704984B1 (fr) * 1993-05-04 1995-06-23 France Telecom Filtre passe-bande à lignes couplées dissymétriques.
JP3239552B2 (ja) * 1993-09-16 2001-12-17 株式会社村田製作所 誘電体共振器装置
JPH07106805A (ja) * 1993-10-06 1995-04-21 Murata Mfg Co Ltd 誘電体共振器
US6008707A (en) * 1993-11-18 1999-12-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Antenna duplexer
JPH07245504A (ja) * 1994-03-02 1995-09-19 Murata Mfg Co Ltd 誘電体フィルタ
JP3117598B2 (ja) * 1994-03-15 2000-12-18 アルプス電気株式会社 平衡型誘電体フィルタ及び平衡型誘電体フィルタを用いた高周波回路
JPH08321702A (ja) * 1995-03-23 1996-12-03 Ngk Spark Plug Co Ltd 誘電体フィルタ及びその周波数帯域幅の調整方法
JPH08330808A (ja) * 1995-05-29 1996-12-13 Ngk Spark Plug Co Ltd 誘電体フィルタ
JPH1098303A (ja) * 1996-09-25 1998-04-14 Murata Mfg Co Ltd 誘電体フィルタ
JP3577921B2 (ja) * 1997-01-13 2004-10-20 株式会社村田製作所 誘電体フィルタ及び誘電体デュプレクサ
JP3633280B2 (ja) 1998-05-29 2005-03-30 松下電器産業株式会社 半波長共振器型高周波フィルタ
JP3470613B2 (ja) * 1998-09-28 2003-11-25 株式会社村田製作所 誘電体フィルタ装置、デュプレクサ及び通信機装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN1325149A (zh) 2001-12-05
KR100397732B1 (ko) 2003-09-13
US6549093B2 (en) 2003-04-15
EP1158596A3 (en) 2003-07-09
US20020014931A1 (en) 2002-02-07
EP1158596A2 (en) 2001-11-28
JP2001332906A (ja) 2001-11-30
CN1185751C (zh) 2005-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6801101B2 (en) Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus
KR100312588B1 (ko) 유전체필터,유전체듀플렉서및이들을이용한통신장치
KR100397732B1 (ko) 유전체 필터, 듀플렉서 및 이를 포함하는 통신기 장치
KR100353593B1 (ko) 유전체 필터, 듀플렉서 및 통신 장치
US6765457B2 (en) Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication device having elongated through holes
KR100401969B1 (ko) 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신 장치
JP2002158512A (ja) 誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信装置
US6747527B2 (en) Dielectric duplexer and communication apparatus
KR100352573B1 (ko) 유전체 필터, 유전체 듀플렉서, 및 통신기
US6784767B2 (en) Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus
US6788167B2 (en) Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus incorporating the same
EP1294042B1 (en) Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication device
JP3521805B2 (ja) 誘電体フィルタ、複合誘電体フィルタ、アンテナ共用器および通信装置
US20020050874A1 (en) Composite dielectric filter device and communication apparatus incorporating the same
US6137382A (en) Dielectric duplexer and a communication device including such dielectric duplexer
KR20020067431A (ko) 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신 장치
JP2003133808A (ja) 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120731

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130801

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140811

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150821

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160819

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170818

Year of fee payment: 15