KR20020036894A - 적층형 방향성 결합기 - Google Patents

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KR20020036894A
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Abstract

주신호 전극라인 및 부신호 전극라인을 각각 다층으로 형성시키고 적층된 유전층의 유전율을 변화시킴에 따라 커플러 특성을 용이하게 제어할 수 있는 적층형 방향성 결합기에 대해 개시한다. 본 발명은, 도전성 패턴이 형성된 유전체층이 각각 적층되어 전자기적인 커플링이 이루어지며, 각 유전체층의 결합에 따라 측면에 패터닝되어 도전성 패턴과 접속되는 접지용 전극 및 접지용 전극 양측에 형성시킨 외부접속용 전극이 각각 하나의 전극을 형성하는 적층형 방향성 결합기에 적용되는데, 본 발명의 적층형 방향성 결합기는, 유전체층 상면에 인덕터전극을 패터닝하되, 커플링이 발생하는 주신호 전극라인 및 부신호 전극라인을 각각 서로 다른 유전체층 상에 형성시켜 적층시킨 인덕터전극 유전체층; 인덕터전극 유전체층 상하에 대향 배치되며, 유전체층 상면에 접지전극을 형성시킨 접지전극 유전체층; 및 패터닝된 전극의 최상층에 대향 배치되는 보호 유전체층;을 순차적으로 적층형성시키고 압착하여서 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 인덕터전극 유전체층의 유전율은 접지전극 유전체층의 110 ∼ 180％ 범위내의 유전율을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 고주파 통신기기 회로의 소자인 적층형 방향성 결합기를 구성하게 되는 유전층 중에 인덕터 전극을 둘러싼 유전층의 유전율을 변화시킬 경우에는 모두 같은 유전율을 가진 유전층으로 적층형 방향성 결합기를 구성할 경우보다 837(±13)MHz의 주파수에서 격리도 특성은 4%, 방향성 특성은 20% 향상된 우수한 특성을 갖는다.

Description

적층형 방향성 결합기{Laminated ceramic coupler}
본 발명은 방향성 결합기에 관한 것으로, 특히 주신호 전극라인 및 부신호 전극라인을 각각 다층으로 형성시키고 적층된 유전층의 유전율을 변화시킴에 따라 커플러 특성을 용이하게 제어할 수 있는 적층형 방향성 결합기에 관한 것이다.
방향성 결합기의 주요 기준 파라미터는 크게 결합도와 방향성, 그리고 반사손실 등이 있으며, 이는 결합기의 성능을 평가하는데 기준이 된다. 그 중 넓은 대역폭과 높은 방향성을 갖는 방향성 결합기는 통신 시스템과 계측기와 같은 측정 장비의주요 부품으로 쓰여지기 때문에 높은 방향성을 얻기 위해 다양한 구조가 제시되고 있으며, 방향성과 관련한 분석 및 연구가 계속 진행되고 있다.
종래의 고주파 부품은 금속 캐비티를 이용한 부품이 대부분이었으나 부품들의 소형 및 경량화를 이루기 위해 고주파 유전체 물질을 이용하는 새로운 기술이 제안되었다. 이러한 고주파 유전체의 재료로는 테플론, 알루미나 및 고주파 유전체 세라믹이 대표적인 예일 것이다. 이러한 유전체들의 경우는 직접 부품을 이루기도 하고 이를 이용한 기판 제조에 응용되기도 한다.
그 중에서 고주파 부품으로 가장 많이 이용되는 구조는 세라믹의 경우 기판형, 적층형 및 공진기형 등의 구조이다. 고주파 부품용 고주파 유전체 세라믹은 대부분 부품의 소형화, 경량화 및 온도 안정성을 위해서 사용되고 있다.
이러한 고주파 유전체 세라믹은 주로 고주파 부품에 적용되며 이의 소형화를 위한 목적으로 쓰이게 된다. 이러한 고주파 부품의 예는 필터, 방향성 결합기, 유전체 안테나 등으로 그 응용범위가 매우 넓다. 이 중에서 방향성 결합기는 다음과 같이 요약된다.
일반적으로 믹서(Mixer), 전력증폭기(Power Amplifier), 위상시프터(Phase Shifter) 등과 같이 무선주파수(RF: Radio Frequency) 및 마이크로파(Microwave) 신호를 처리하는 회로들에 있어서 전력 분배의 동작은 방향성 결합기(Directional Coupler)에 의해 수행될 수 있다. 지금까지 방향성 결합기의 다양한 유형이 제시되어 왔는데, 그 예로서 몇 가지만 서술하면 다음과 같다.
브랜치 선로형(Branch Line type) 결합기, 래트레이스형(Rat-race type) 결합기, 및 윌킨슨(Wilkinson) 전력분배기 등이 제시되었다. 상기한 결합기들은 전형적인 형태의 전력결합기들로서, 연속적인 도전체 패턴형태(continuous conductor pattern type)로 구현되기 때문에 면적이 커지는 단점이 있으며, 결합기들에 의해 제공되는 대역폭이 매우 협소하다는 단점이 있다.
상기한 협소한 대역폭의 단점을 보완하기 위해 1/4파장 분포 결합형(quarter-wavelength distributed coupling type) 결합기가 제시되었으나, 상대적으로 넓은 대역폭을 제공한다는 장점은 있지만, 낮은 결합도(a low degreeof coupling) 및 이 결합기 설계에 있어서 많은 제약이 따른다는 단점이 있다.
도 1은 종래에 사용된 고주파용 방향성 결합기의 구조를 개략적으로 나타낸 각 층별 분해사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 방향성 결합기는 기본적으로 제 1 접지전극 유전체층(10), 제 1 인덕터전극 유전체층(20), 제 2 접지전극 유전체층(30) 및 보호유전체층(40)으로 이루어져 있다.
상기 제 1 접지전극 유전체층(10) 상면에는 도전성물질을 도포한 후 패터닝한 제 1 접지전극(12)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 인덕터전극 유전체층(20) 상면에는 도전성물질을 도포한 후 패터닝한 주신호 전극라인인 제 1 인덕터전극(22)과, 이 제 1 인덕터전극(22)과 전자기적으로 커플링되는 신호가 흐르게 되는 부신호 전극라인인 제 2 인덕터전극(24)이 근접하여 인쇄되어 있다. 그리고, 상기 제 1 인덕터전극 유전체층(20) 상부에 대향하여 상기 제 1 접지전극 유전체층(10)과 동일한 구성을 한 제 2 접지전극(32)이 형성된 제 2 접지전극 유전체층(30)이 위치하고 있다. 여기에 상기 제 2 접지전극 유전체층(30) 상부에 대향하여 보호 유전체층(40)이 마련되어 있다.
상기와 같이 각각의 유전체층들을 제 1 접지전극 유전체층(10), 제 1 인덕터전극 유전체층(20), 제 2 접지전극 유전체층(30) 및 보호 유전체층(40)으로 순차적으로 적층 및 소결시킨 후, 외부접속용 전극 및 접지용 전극을 인쇄하면 적층형 방향성 결합기가 완성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 적층형 방향성 결합기에서, 신호전력이 주신호 전극라인인 제 1 인덕터전극을 통해 입출력되면, 전자기적으로 커플링된 전력이 제2 인덕터전극에 유도되게 된다.
한편, 결합기의 소형화 및 경량화를 위해 상하로 분리된 유전층에 인덕터전극을 각각 형성시키고, 이를 비아홀을 통해 상기 인덕터전극을 상하로 연결하여 제조하기도 한다.
이 때, 일반적인 범용 유전재질(εr=8)만을 이용하여 커플러를 제작할 경우, 방향성(Directivity)과 격리도(Isolation)의 특성을 향상시키기 위해서는 인덕터 전극회로의 설계를 다시 변경하거나, 유전층의 두께를 조절하여야 하나 이에 따른 비아홀의 길이 증가가 필연적이며, 이로 인해 공정을 변경시켜야 하고 제조공정비용이 상승하게 되는 문제점이 있다. 그러므로, 방향성이 10dB이상의 고품위 커플러의 제작이 한계가 있게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 주신호 전극라인 및 부신호 전극라인을 각각 다층으로 형성시켜 커플러 특성을 용이하게 제어할 수 있는 적층형 방향성 결합기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 유전율이 상이한 2종류 또는 3종류의 유전층을 인덕터전극과 접지전극간 및 인덕터전극간 유전층에 적용시켜, 특히 837(±13)MHz에서 우수한 특성을 갖는 적층형 방향성 결합기를 제공하는데 있다.
도 1은 종래에 사용된 고주파용 방향성 결합기의 구조를 개략적으로 나타낸 각 층별 분해사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 방향성 결합기의 각 층별 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 방향성 결합기의 수직 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 방향성 결합기의 입출력포트를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 제 1 접지전극 유전체층 110 : 제 1 접지전극
200 : 제 1 인덕터전극 유전체층 210 : 제 1 인덕터 전극
300 : 제 2 인덕터전극 유전체층 310 : 제 2 인덕터 전극
400 : 제 3 인덕터전극 유전체층 410 : 제 3 인덕터 전극
500 : 제 4 인덕터전극 유전체층 510 : 제 4 인덕터 전극
600 : 제 2 접지전극 유전체층 610 : 제 2 접지전극
700 : 보호 유전체층
120, 120`, 220, 220`, 320, 320`, 420, 420`, 520, 520`, 620, 620`, 720, 720` : 외부 접속용 전극
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730 : 접지용 전극
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 도전성 패턴이 형성된 유전체층이 각각 적층되어 전자기적인 커플링이 이루어지며, 상기 각 유전체층의 결합에 따라 측면에 패터닝되어 상기 도전성 패턴과 접속되는 접지용 전극 및 상기 접지용 전극 양측에 형성시킨 외부접속용 전극이 각각 하나의 전극을 형성하는 적층형 방향성 결합기에 적용되는데, 본 발명의 적층형 방향성 결합기는, 유전체층 상면에 인덕터전극을 패터닝하되, 커플링이 발생하는 주신호 전극라인 및 부신호 전극라인을 각각 서로 다른 유전체층 상에 형성시켜 적층시킨 인덕터전극 유전체층; 상기 인덕터전극 유전체층 상하에 대향 배치되며, 유전체층 상면에 접지전극을 형성시킨 접지전극 유전체층; 및 상기 패터닝된 전극의 최상층에 대향 배치되는 보호 유전체층을 순차적으로 적층형성시키고 압착하여서 이루어진 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 인덕터전극 유전체층은, 유전체층 상면에 부신호 전극라인의 일부인 제 1 인덕터전극을 패터닝하되, 일단을 일측면 외부접속용 전극중의 하나에 접속시키고 타단을 제 1 비아홀 영역에 접속시킨 제 1 인덕터전극 유전체층; 상기 제 1 비아홀 영역에 이르는 제 1 비아홀을 형성시킨 유전체층 상면에 부신호 전극라인의 나머지인 제 2 인덕터전극을 패터닝하되, 일단을 타측면 외부접속용 전극중 하나에 접속시키고 타단을 제 2 비아홀 영역에 접속시킨 제 2 인덕터전극 유전체층; 유전체층 상면에 주신호 전극라인의 일부인 제 3 인덕터전극을 패터닝하되, 일단을 일측면 외부접속용 전극중의 나머지에 접속시키고 타단을 제 3 비아홀 영역에 접속시킨 제 3 인덕터전극 유전체층; 및 상기 제 3 비아홀 영역에 이르는 제 2 비아홀을 형성시킨 유전체층 상면에 주신호 전극라인의 나머지인 제 4 인덕터전극을 패터닝하되, 일단을 타측면 외부접속용 전극중 나머지에 접속시키고 타단을 제 4 비아홀 영역에 접속시킨 제 4 인덕터전극 유전체층;으로 이루어져 있다. 여기서, 상기 제 3 인덕터전극 및 제 4 인덕터전극의 길이는 제공되는 주파수에 1/15 ∼ 1/25 범위 내의 길이를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접지전극 유전체층은, 상기 인덕터전극 유전체층 상부에 대향 배치되며, 유전체층 상면 소정부위에 도전성물질을 도포하여 제 1 접지전극을 형성시키고, 상기 접지용 전극과 제 1 접지전극을 서로 접속시켜 이루어진 제 1 접지전극 유전체층; 및 상기 인덕터전극 유전체층 하부에 대향 배치되며, 상기 유전체층 상면 소정부위에 도전성물질을 도포하여 제 2 접지전극을 형성시키고, 상기 접지용 전극과 제 2 접지전극을 서로 접속시켜 이루어진 제 2 접지전극 유전체층;으로 이루어져 있다.
그리고, 상기 접지전극의 도포면적은 상기 인덕터전극이 패터닝된 영역의 면적보다 넓은 것이 좋다.
한편, 상기 인덕터전극의 주신호 라인으로 인가되는 주파수가 824 ∼ 850MHz일 경우에 결합도가 11.4 ∼ 17.5dB, 격리도가 20.8 ∼ 23.6dB, 방향성이 5.6 ∼ 10.8dB 범위내에서 출력시킬 수 있도록, 상기 각각의 유전체층은 유전율이 7 ∼ 15 범위의 재질을 선택적으로 구성하여 이루어진다. 이 때, 상기 유전체층은 세라믹, 테플론, 알루미나에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인덕터전극 유전체층의 유전율은 상기 접지전극 유전체층의 110∼ 180％ 범위내의 유전율을 갖는 것이 가장 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 방향성 결합기의 각 층별 분해사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 적층형 방향성 결합기는 모두 7층의 유전체층으로 구성된다. 즉, 제 1 접지전극 유전체층(100), 제 1 인덕터전극 유전체층(200), 제 2 인덕터전극 유전체층(300), 제 3 인덕터전극 유전체층(400), 제 4 인덕터전극 유전체층(500), 제 2 접지전극 유전체층(600), 및 보호 유전체층(700)이 순차적으로 적층되는 구조로 되어 있다.
상기 제 1 접지전극 유전체층(100)은, 그 상부에는 외부의 전자기적인 영향을 최소화하기 위해 도전성 금속재료로 도포된 제 1 접지전극(110)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 접지전극 유전체층(100)의 양측단면에는 외부접속용 전극(120, 120') 및 접지용 전극(130)이 인쇄되어 있다. 그리고, 상기 제 1 접지전극(110)과 접지용 전극(130)을 서로 접속시키고 있다. 한편, 상기 외부접속용 전극(120, 120')은 본 실시예에서 2개 인쇄되는데 전기적으로 서로 단선되어 있으며, 상기 접지용 전극(130) 양측으로 위치시키고 있다.
상기 제 1 인덕터전극 유전체층(200)은, 그 상부에 전력이 도통될 수 있는 제 1 인덕터전극(부신호 전극라인, 210)이 패터닝되는데, 이 제 1 인덕터전극(210)은 50Ω임피던스 정합을 만족시키는 선폭을 가진다. 또한, 제 1 인덕터전극 유전체층(200)의 양측단면에는 상기한 제 1 접지전극 유전체층(100)과 동일하게 외부접속용 전극(220, 220') 및 접지용 전극(230)이 인쇄되어 있다. 이 때, 상기 제 1 인덕터전극(210)은 양측단면에 마련된 일측 외부접속용 전극(220)에 일단이 접속되며, 타단은 비아홀 영역(240)에 접속되어 있다.
한편, 상기 제 1 접지전극(110)을 통한 외부의 전자기로부터 차폐효과를 극대화시키기 위해 상기 제 1 인덕터전극(210)은 대향된 제 1 접지전극(110)의 내부 영역에 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 제 2 인덕터전극 유전체층(300)은, 그 상부에 신호가 도통될 수 있는 제 2 인덕터 전극(부신호 전극라인, 310)이 패터닝되며, 제 2 인덕터 전극(310)의 일단은 외부접속용 전극(320)과 접속되고, 타단은 비아홀 영역(340)과 접속되어 있다. 이 비아홀 영역(340)은 상기 제 1 인덕터전극 유전체층(200)에 형성된 비아홀 영역(240)과 서로 제 1 접속라인(미도시)으로 접속되어 있다. 이하, 제 2 인덕터 전극 유전체층(300)의 구성요소 즉, 외부접속용 전극(320,320') 및 접지용전극(330)은 상기한 제 1인덕터 전극 유전체층(200)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제 3 인덕터전극 유전체층(400)은, 그 상부에 전력이 도통될 수 있는 제 3 인덕터전극(주신호 전극라인, 410)이 패터닝되는데, 상기 제 2 인덕터전극(310)의 패턴 일부에 대향시켜 패터닝한다. 이 때, 제 3 인덕터전극(410)의 일단은 외부접속용 전극(420')과 접속되고, 타단은 비아홀 영역(440)에 접속되어 있다. 이하, 제 3 인덕터전극 유전체층(400)의 구성요소 즉, 외부접속용 전극(420, 420') 및 접지용 전극(430)은 상기한 제 1 인덕터전극 유전체층(200)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제 4 인덕터전극 유전체층(500)은, 그 상부에 전력이 도통될 수 있는 제 4 인덕터전극(주신호 전극라인, 510)이 패터닝되는데, 상기 제 3 인덕터전극(310)의 패턴일부에 대향시켜 패터닝한다. 이 때, 제 4 인덕터전극(510)의 일단은 외부접속용 전극(520')과 접속되고, 타단은 비아홀 영역(540)과 접속되어 있다. 이 비아홀 영역(540)은 상기 제 3 인덕터전극 유전체층(400)에 형성된 비아홀 영역(440)과 서로 제 2 접속라인(미도시)으로 접속되어 있다. 이하, 제 4 인덕터전극 유전체층(500)의 구성요소 즉, 외부접속용 전극(520, 520') 및 접지용 전극(530)은 상기한 제 1 인덕터전극 유전체층(200)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제 2 접지전극 유전체층(600)은 상기한 제 1 접지전극 유전체층(100)과 동일한 형태의 구성요소 즉, 접지전극(610), 외부접속용 전극(620, 620'), 접지용 전극(630)을 가지고 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
마지막으로, 인쇄된 전극을 보호하기 위해, 상기 제 2 접지전극 유전체층(600)과 대향하는 최상면에 보호 유전체층(700)이 위치하는데, 이 보호 유전체층(700) 양단면에는 외부접속용 전극(720, 720') 및 접지용 전극(730)이 상기한 각각의 유전체층들과 동일하게 형성되어 있다.
상기한 각각의 유전체층들은 저온 소성이 가능한 고유전율을 갖는 세라믹 그린시트를 사용하며, 그 상부에 도포되거나 패터닝되는 도전성 금속은 은 또는 구리와 같은 비저항이 낮은 물질을 사용한다. 이후, 각 유전체층들은 가압 적층공정을거치면서 외부접속용 전극 및 접지용 전극이 전기적으로 서로 연결되며, 결과적으로 제 1 인덕터전극, 제 2 인덕터전극, 제 3 인덕터전극 및 제 4 인덕터 전극이 제 1 접지전극과 제 2 접지전극 사이에 존재하는 적층형 방향성 결합기가 완성된다. 여기에는 소성과정 및 도금과정이 포함된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 방향성 결합기의 수직 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 접지전극(110)과 제 2 접지전극(610) 사이에 제 1 인덕터전극(210), 제 2 인덕터전극(310), 제 3 인덕터전극(410) 및 제 4 인덕터전극(510)을 위치시키고 있으며, 특히 제 1 인덕터전극(210)과 제 2 인덕터전극(310), 및 제 3 인덕터전극(410)과 제 4 인덕터전극(510)은 각각 제 1 접속라인(700)과 제 2 접속라인(800)으로 연결되어 있다. 상기 제 1, 제 2 접속라인(700, 800)은 상기 비아홀에 채워진 도전성 금속을 의미한다.
여기서, 본 발명의 특징중 하나으로서, 유전율이 상이한 2종류 또는 3종류의 유전층을 각 유전층에 적용시켜 방향성 결합기의 특성을 알아보기 위해, 제 1 접지전극과 제 1 인덕터전극간의 유전층(A), 제 1 인덕터 전극과 제 4 인덕터전극간의 유전층(B), 제 4 인덕터전극과 제 2 접지전극간의 유전층(C)의 3개의 유전층그룹으로 구분한다.
이 때, 상기한 일실시예에 따라 제작된 결과물인 적층형 방향성 결합기를 이용하여 상기 유전층(A,B,C)에 동일한 유전율을 갖는 경우에 결합기의 특성을 [표 1]에 도시하였다. 이 때, 상기 각 유전층그룹에 적용한 유전율을 8, 11, 14로 설정하였다. 또한, 실험은 측정주파수가 837(±13)MHz일 경우에 대해 실시되었다.
[표 1]
유전층 A(유전율) 유전층 B(유전율) 유전층 C(유전율) 결합도(dB) 격리도(dB) 방향성(dB)
8 8 8 14.2 22.1 7.9
11 11 11 15.0 22.3 7.3
14 14 14 14.9 21.0 6.1
[표 1]에서와 같이, 유전율이 동일한 경우는 유전율이 낮으면, 방향성이 높게 나타남을 알 수 있다. 이 때, 방향성 결합기는 그 특성상 결합도는 높아야 하고, 격리도는 낮아야 한다. 즉, 격리도와 결합도의 차가 방향성을 나타내주기 때문이고, 상기 방향성이 높을수록 고품위의 커플러라 할 수 있다.
이번에는, 상기 유전층(A,C)의 유전율은 동일한 유전층으로 구성하고 인덕터전극이 포함된 상기 유전층(B)의 유전율을 변화시키는 경우와, 유전층(A,B,C)의 유전율이 모두 다를 경우의 방향성 결합기의 특성을 [표 2]에 도시하였다. 이 때, 상기 각 유전층그룹에 적용한 유전율을 8, 11, 14로 설정하였다. 또한, 실험은 측정주파수가 837(±13)MHz일 경우에 대해 실시되었다.
[표 2]
유전층 A유전율 유전층 B유전율 유전층 C유전율 결합도(dB) 격리도(dB) 방향성(dB)
8 11 8 12.9 22.9 10.0
8 14 8 11.4 22.2 10.8
11 8 11 16.7 23.7 7.0
11 14 11 13.5 20.8 7.3
14 8 14 17.5 23.1 5.6
14 11 14 16.5 22.4 5.9
8 11 14 15.0 22.2 7.2
8 14 11 12.8 21.4 8.6
11 8 14 17.1 23.5 6.4
11 14 8 12.8 21.5 8.7
14 8 11 17.1 23.6 6.5
14 11 8 14.9 22.4 7.5
[표 2]에서와 같이, 상기 유전층(B)의 유전율이 높을수록 방향성이 높아지며, 상기 유전층(A,C)의 유전율이 낮은 경우가 높은 경우보다 방향성이 향상된 방향성 결합기 제작이 가능함을 알 수 있다. 특히, 상기 유전층(A,B,C)의 유전율이 각각 8,11,8일 경우나, 8,14,8일 경우 방향성이 10dB이상의 방향성 결합기 제작이 가능함을 알 수 있다. 또한 상기 유전층(A,B,C)의 유전율이 모두 다를 경우에는 상기 유전층(B)의 유전율에 따라 방향성이 결정됨을 알 수 있다. 즉, 상기 유전층(B)의 유전율이 높은 경우에 높은 방향성 특성이 나옴을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 방향성 결합기의 입출력포트를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, ①은 신호 입력포트, ②는 접지, ③은 커플링신호 출력포트, ④는 고립포트, ⑤는 접지, ⑥은 입력신호 출력포트를 각각 나타낸다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 입출력포트가 서로 다른 측면에 형성되어 있고 커플링 신호출력포트와 고립포트도 서로 다른 측면에 형성된 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 적층형 방향성 결합기는, 이미 설계된 인덕터 전극라인, 인턱터전극간에 형성된 유전층을 그외의 유전층보다 높은 유전율의 재질로 사용하여 방향성 등에서 우수한 특성을 갖음을 알 수 있다. 구체적으로, 모두 같은 유전율을 가진 유전층으로 적층형 방향성 결합기를 구성할 경우보다 837(±13)MHz의 주파수에서 격리도 특성은 4%, 방향성 특성은 20% 향상된 우수한 특성을 갖는다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

Claims (8)

  1. 도전성 패턴이 형성된 유전체층이 각각 적층되어 전자기적인 커플링이 이루어지며, 상기 각 유전체층의 결합에 따라 측면에 패터닝되어 상기 도전성 패턴과 접속되는 접지용 전극 및 상기 접지용 전극 양측에 형성시킨 외부접속용 전극이 각각 하나의 전극을 형성하는 적층형 방향성 결합기에 있어서,
    유전체층 상면에 인덕터전극을 패터닝하되, 커플링이 발생하는 주신호 전극라인 및 부신호 전극라인을 각각 서로 다른 유전체층 상에 형성시켜 적층시킨 인덕터전극 유전체층;
    상기 인덕터전극 유전체층 상하에 대향 배치되며, 유전체층 상면에 접지전극을 형성시킨 접지전극 유전체층; 및
    상기 패터닝된 전극의 최상층에 대향 배치되는 보호 유전체층;
    을 순차적으로 적층형성시키고 압착하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 방향성 결합기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인덕터전극 유전체층은,
    유전체층 상면에 부신호 전극라인의 일부인 제 1 인덕터전극을 패터닝하되, 일단을 일측면 외부접속용 전극중의 하나에 접속시키고 타단을 제 1 비아홀 영역에 접속시킨 제 1 인덕터전극 유전체층;
    상기 제 1 비아홀 영역에 이르는 제 1 비아홀을 형성시킨 유전체층 상면에 부신호 전극라인의 나머지인 제 2 인덕터전극을 패터닝하되, 일단을 타측면 외부접속용 전극중 하나에 접속시키고 타단을 제 2 비아홀 영역에 접속시킨 제 2 인덕터전극 유전체층;
    유전체층 상면에 주신호 전극라인의 일부인 제 3 인덕터전극을 패터닝하되, 일단을 일측면 외부접속용 전극중의 나머지에 접속시키고 타단을 제 3 비아홀 영역에 접속시킨 제 3 인덕터전극 유전체층; 및
    상기 제 3 비아홀 영역에 이르는 제 2 비아홀을 형성시킨 유전체층 상면에 주신호 전극라인의 나머지인 제 4 인덕터전극을 패터닝하되, 일단을 타측면 외부접속용 전극중 나머지에 접속시키고 타단을 제 4 비아홀 영역에 접속시킨 제 4 인덕터전극 유전체층;
    으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 방향성 결합기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 인덕터전극 및 제 4 인덕터전극의 길이는 제공되는 주파수에 1/15 ∼ 1/25 범위 내의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 적층형 방향성 결합기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접지전극 유전체층은,
    상기 인덕터전극 유전체층 상부에 대향 배치되며, 유전체층 상면 소정부위에 도전성물질을 도포하여 제 1 접지전극을 형성시키고, 상기 접지용 전극과 제 1 접지전극을 서로 접속시켜 이루어진 제 1 접지전극 유전체층; 및
    상기 인덕터전극 유전체층 하부에 대향 배치되며, 상기 유전체층 상면 소정부위에 도전성물질을 도포하여 제 2 접지전극을 형성시키고, 상기 접지용 전극과 제 2 접지전극을 서로 접속시켜 이루어진 제 2 접지전극 유전체층;
    으로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 방향성 결합기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 접지전극의 도포면적은 상기 인덕터전극이 패터닝된 영역의 면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 적층형 방향성 결합기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인덕터전극의 주신호 라인으로 인가되는 주파수가 824 ∼ 850MHz일 경우에 결합도가 11.4 ∼ 17.5dB, 격리도가 20.8 ∼ 23.6dB, 방향성이 5.6 ∼ 10.8dB 범위내에서 출력시킬 수 있도록, 상기 각각의 유전체층은 유전율이 7 ∼ 15 범위의 재질을 선택적으로 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 적층형 방향성 결합기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 유전체층은 세라믹, 테플론, 알루미나에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 적층형 방향성 결합기.
  8. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 인덕터전극 유전체층의 유전율은 상기 접지전극 유전체층의 110 ∼ 180％ 범위내의 유전율을 갖는 것을 특징으로 하는 적층형 방향성 결합기.
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