KR20020024707A

KR20020024707A - 일체형 유전체 필터

Info

Publication number: KR20020024707A
Application number: KR1020000056489A
Authority: KR
Inventors: 김성모
Original assignee: 송재인; 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2002-04-01

Abstract

본 발명은 일체형 유전체 필터에 관한 것으로서, 전면(全面)에 전도성 물질이 도포되는 유전체 블록과; 상기 유전체 블록의 일면을 입구로 하고 그 반대면을 출구로 하는 다수개의 홀이 형성되는 동시에 각 홀의 내부면에 내부도체가 형성되는 다수의 공진기와; 상기 공진기의 홀 외주부에 전도성 물질이 도포된 홀전극과; 상기 홀전극 사이마다 일정한 거리를 두고 전도성 물질이 도포되어 형성된 커플링 패턴과; 일 커플링 패턴과 양측 홀전극의 외부면을 따라 형성되는 영역에 전기적 격리를 위해 전도성 물질이 제거된 전극 제거부와; 상기 유전체 블록의 측면에 형성되어 신호 입력 및 출력 기능을 수행하는 입출력 전극부를 포함하여 구성되어

유전체 블록의 개방면에 부착한 외부 케이스를 제거함으로써 전체적으로 소형화된 필터를 구현가능하고, 주파수 조정을 위해 홀전극과 접지전극 사이의 간격을 조정하여 설계함으로써 넓은 개방면을 가진 일체형 유전체 필터보다 접지효과를 개선할 수 있으며, 커플링 패턴을 추가로 형성함으로써 외부 케이스를 사용하지 않고도 주파수 감쇠특성이 우수한 필터를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

일체형 유전체 필터{dielectric filter}

본 발명은 일체형 유전체 필터에 관한 것으로서, 특히 접지 효과 및 주파수 감쇠 특성이 개선된 일체형 유전체 필터에 관한 것이다.

정보화 시대에 접어들면서 가정용 무선 전화기나 PCS 이동통신 단말기 등의 고주파 회로를 이용한 이동 통신기기의 사용이 급증하고 있다. 따라서 고주파 회로에 이용되는 부품들은 주파수의 혼신을 효과적으로 방지하며 고조파를 억제하기 위하여 설계상 많은 어려움을 수반하게 된다.

상기 고주파 회로에 이용되고 있는 부품 중에서 고주파 신호 중 필요한 신호

만을 통과시키거나 저지시키는 대역통과 또는 대역저지 필터(Band Pass Filter or Band Stop Filter)로 구성되어 현재 가장 널리 사용되고 있는 유전체 필터는 무선기기의 프런트-엔드(Front-End) 송수신단에 쓰이고 있다.

상기와 같은 유전체 필터의 구현방법은 크게 일체형 필터와 공진기 결합형 필터로 나누어진다. 상기 일체형 필터는 하나의 블록으로 이루어진 유전체 블록에 공진기 홀이 형성되어 있고, 입출력 전극 그리고 커플링을 위한 커플링(coupling) 패턴을 형성한다. 이때, 커플링 패턴 사이에 인터디지털 캐패시턴스(inter-digital capacitance)가 존재하는데 이 캐패시턴스를 조절함으로써 공진기 사이의 커플링 값을 조절할 수 있게 된다.

한편, 공진기 결합형 필터는 여러 개의 공진기를 커플링 보드를 통해 결합시키는 구조로 보드(board) 상에 소정의 캐패시턴스 값이 나타나도록 패턴을 형성함으로써 공진기 사이의 커플링을 조절하는 구조로 되어 있다.

도 1 은 종래의 일체형 유전체 필터를 응용한 듀플렉서를 도시한 사시도이다.

상기 도면에서 일반적으로 직육면체 형상을 가지는 유전체 블록(D10)은 일면을 개방면(10)으로 하고 그 개방면(10)을 제외한 나머지 외부면에 전도성 물질이 도포되어 외부도체를 형성한다.

상기 유전체 블록(D10)에서는 개방면(10)을 입구로 하고 그 개방면(10)에 대응하는 타측 후면(12)을 출구로 하여 관통홀이 일정간격으로 형성되는 동시에 각 홀의 내부면에 내부도체가 형성되어 송신단 및 수신단 대역통과필터와 대역저지필터로 동작되는 제 1 내지 제 8 공진기(R11∼R18)가 형성된다.

또한, 상기 유전체 블록의 개방면과 이웃되는 면 중 하나인 측면에 걸쳐 형성되어 상기 송신단 및 수신단 대역통과필터 간에 신호 전달 기능을 수행하는 제 1 내지 제 3 입출력 전극이 형성된다.

상기와 같은 구성의 일체형 유전체 듀플렉서에는 공진기 상호간의 커플링을 위한 홀전극과, 접지 효과를 증대시키기 위해 유전체 블록의 개방면에 외부 케이스가 추가로 형성되어 있다.

그러나, 종래의 일체형 유전체 필터에 사용되는 외부 케이스는 필터의 대역외 주파수 감쇠 특성을 고려하여 장착이 되며, 이로 인해 필터의 전체적인 크기가 커지고 원가도 높아진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 일체형 유전체 필터의 설계에 있어서 외부 케이스가 없이도 접지 효과를 최대화 시키면서 사이즈를 줄이고 주파수 감쇠 특성을 개선시키는 일체형 유전체필터를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 일체형 유전체 필터가 도시된 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 일체형 유전체 필터가 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 일체형 유전체 필터의 주파수 특성을 도시한 그래프

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

D20 : 유전체 블록 21 : 상면

22 : 하면23 : 측면

R21, R22 : 공진기 21a, 22a : 홀전극

A : 전극 제거부 P21, P22 : 입출력 전극부

R : 커플링 패턴

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 일체형 유전체 필터의 제 1 특징에 따르면, 전면(全面)에 전도성 물질이 도포되는 유전체 블록과; 상기 유전체 블록의 일면을 입구로 하고 그 반대면을 출구로 하는 다수개의 홀이 형성되는 동시에 각 홀의 내부면에 내부도체가 형성되는 다수의 공진기와; 상기 공진기의 홀 입구쪽에서 그 홀 외주 둘레부에 도포된 홀전극과; 상기 공진기 간의 전기적 결합을 위해 홀전극 사이마다 일정한 거리를 두고 전도성 물질이 도포되어 형성된 커플링 패턴과; 일 커플링 패턴과 양측 홀전극의 외부면을 따라 형성되는 영역에 전기적 격리를 위해 전도성 물질이 제거된 전극 제거부와; 상기 유전체 블록의 측면에 형성되어 신호 입력 및 출력 기능을 수행하는 입출력 전극부를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 일체형 유전체 필터는 도시한 사시도로서, 일반적으로 직육면체 형상을 가지는 유전체 블록(D20)은 전면에 전도성 물질이 도포되어 외부도체를 형성한다.

상기 유전체 블록(D20)에는 상면(21)을 입구로 하고 그 상면(21)의 반대쪽 하면(22)을 출구로 하여 관통홀이 일정간격으로 형성되는 동시에 각 홀의 내부면에전도성 물질이 도포되어 내부도체가 형성된 제 1 및 제 2 공진기(R21 및 R22)가 형성된다.

상기 유전체 블록(D20)의 측면에는 전기적 신호의 입력 및 출력을 위해 입출력 전극부(P21, P22)를 형성함으로써 상기 입출력 전극부(P21, P22)와 공진홀 사이에 용량성 결합을 유도한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 공진기(R21 및 R22)의 상면(21) 홀 입구쪽에서 그 홀 외주 둘레부에 전도성 물질이 도포된 홀전극(21a, 22a)과, 상기 공진기(R21, R22) 간의 전기적 결합을 위해 상기 홀전극(21a, 22a) 사이에 일정한 거리를 두고 전도성 물질이 도포된 커플링 패턴(R)이 형성된다.

이때, 상기 공진기(R21, R22)의 공진주파수 조정을 위해 상기 커플링 패턴(R)과 상기 홀전극(21a, 22b)의 외부면을 따라 형성되는 영역에 전기적 격리를 위해 전도성 물질을 제거하여 간격을 조정하는 전극 제거부(A)를 형성한다.

상기 유전체 블록(D20)의 상면(21)에서 공진기(R21, R22)와, 홀전극(21a, 22a), 커플링 패턴(R) 및 전극 제거부(A)가 형성된 영역 외에 전도성 물질이 도포된 나머지 영역은 상기 유전체 블록(D20)의 하면(22)과 동일하게 접지전극 역할을 하게 된다.

본 발명에 의한 일체형 유전체 필터에서 공진홀의 주파수 조정은 상기 유전체 블록(D20) 상면(21)의 접지전극 영역과 홀전극(21a, 22a) 사이에 상기 전극 제거부(A)를 형성함으로써 가능해지고, 상기 공진기(R21, R22)의 홀 상호간의 커플링과 입출력 전극(P21, P22)의 크기에 의한 입출력 신호 결합 양을 조정함으로써 유전체 필터가 원하는 주파수대와 대역폭을 가진 대역통과필터의 구현이 가능하게 된다.

또한, 종래에 일체형 유전체 필터에서는 홀전극 사이의 간격만을 조정하여 커플링을 조정하였으나, 본 발명에 의한 일체형 유전체 필터는 홀전극(21a, 22a) 외에 커플링 패턴(R)을 추가로 형성함으로써 원하는 주파수 대역 외에서는 주파수 감쇠 특성을 더욱 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 일체형 유전체 필터의 주파수 감쇠 특성을 종래 발명과 비교한 주파수 특성 그래프로써, 점선으로 도시된 그래프는 종래 유전체 필터에 의한 주파수 특성이고 실선으로 도시된 그래프는 본 발명에 의한 일체형 유전체 필터의 주파수 특성이다.

상기 그래프에서 저역 및 고역 주파수대에서 점선 그래프보다 실선 그래프가 우수한 주파수 감쇠특성을 보이고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일체형 유전체 필터의 동작을 도 2를 참고로 살펴보면 다음과 같다.

제 1 입출력 전극(P21)으로 입력된 신호는 상기 입출력 전극(P21)과 제 1 공진기(R21)의 홀간에 유도된 용량성 결합으로 제 1 공진기(R21)로 전달되고, 상기 제 1 공진기(R21)와 제 2 공진기(R22) 사이의 신호 전달은 공진기(R21, R22) 사이에 형성되는 전자장 결합과 공진기의 홀전극(21a, 22a)간 용량성 결합으로 이루어진다.

여기서, 상기 공진기(R21, R22)의 공진주파수 조정은 상기 유전체 블록(D20)상면(21)의 접지전극과 홀전극(P21, P22) 사이의 간격을 조정함으로써 가능해지고, 상기 공진기(R21, R22) 사이의 전자장 결합은 상기 공진기(R21, R22) 간에 형성된 커플링 패턴(R)에 의해 전기적 유도가 일어남으로써 가능하다.

또한, 상기 커플링 패턴(R)은 원하는 주파수 대역 외에서는 주파수 감쇠 특성을 더욱 개선한다.

제 2 공진기(R22)로 전송된 신호는 제 2 입출력 전극(P22)과 공진기(R22)의 홀전극(22a)간에 유도된 용량성 결합에 의해 신호 전달이 이루진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일체형 유전체 필터는 유전체 블록의 개방면에 부착한 외부 케이스를 제거함으로써 필터를 전체적으로 소형화 할 수가 있고, 상부 개방면을 최소화하면서 주파수 조정을 위한 홀전극과 접지전극 사이의 간격을 조정하여 설계함으로써 넓은 개방면을 가진 일체형 유전체 필터보다 접지효과를 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 공진기의 홀전극간에 커플링 패턴을 추가로 형성함으로써 외부 케이스를 사용하지 않고도 주파수 감쇠특성이 우수한 필터를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전면(全面)에 전도성 물질이 도포되는 유전체 블록과; 상기 유전체 블록의 일면을 입구로 하고 그 반대면을 출구로 하는 다수개의 홀이 형성되는 동시에 각 홀의 내부면에 내부도체가 형성되는 다수의 공진기와; 상기 공진기의 홀 입구쪽에서 그 홀 외주 둘레부에 도포된 홀전극과; 상기 공진기 간의 전기적 결합을 위해 홀전극 사이마다 일정한 거리를 두고 전도성 물질이 도포되어 형성된 커플링 패턴과; 일 커플링 패턴과 양측 홀전극의 외부면을 따라 형성되는 영역에 전기적 격리를 위해 전도성 물질이 제거된 전극 제거부와; 상기 유전체 블록의 측면에 형성되어 신호 입력 및 출력 기능을 수행하는 입출력 전극부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 유전체 필터.