KR20030055556A - 고주파필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전체로된 인쇄회로기판상에 마이크로 스트립라인으로 선로폭이 넓은 도체부분를 일정 간격을 두고 설치하고 이 설치된 도체부분과 일체로 설치되면서 이 도체부분의 폭보다 얇은 슬림도체를 민더형태로 설치하는 RF필터로 구성된 고주파필터를 제공한다.

상기와 같은 본 발명은 통신시스템의 RF모듈내에 사용되는 고주파필터의 마이크로 스트립선로를 민더선로 형태로 형성하여 다양한 결합구조로 제작하므로써, 고주파필터를 소형화시킬 수 있어 그에따라 고주파필터에 대한 시스템의 적용성을 상당히 향상시킴은 물론 고주파필터를 민더선로 형태로 설계 및 제작하게 되므로 그에 따라 고조파 억압에 대한 우수한 극초단파특성을 갖는다.

Description

고주파필터{radio-frequency filter}

본 발명은 고주파필터에 관한 것으로, 특히 통신시스템의 RF모듈내에 사용되는 고주파필터의 마이크로 스트립선로를 민더선로 형태로 형성하여 다양한 결합구조로 제작하는 고주파필터에 관한 것이다.

일반적으로 20세기 초에 무선통신기술이 실용화됨에 따라 19세기 중반에 나선(open wire)을 이용한 전신(telegraph)으로 시작된 유선통신방식과 경재적으로 발전하여서, 20세기 중반 이후부터 통신방식은 장거리 전송구간에서 유선 방식을 대표하는 동축케이블(coaxial cable) 반송방식과 무선통신을 대표하는 마이크로웨이브 반송방식이 전성시대를 이루어왔다. 그런대, 상기와 같은 무선통신은 1980년대 들어오면서 디지털기술이 급격히 발달됨에 따라 이동통신시스템이나 무선데이터 통신분야에서 괄목할 만한 성장을 이루어왔다.

특히, 상기와 같은 무선 데이터 통신(wireless data communication)은 이동중인 사람이 무선 송수신이 가능한 휴대형 단말기를 이용하여 문자, 숫자, 영상 등 각종 데이터를 무선으로 주고 받는 통신기능을 말하는데, 예를들어, 셀룰러폰, 휴대용 컴퓨터 및 개이휴대통신 등 각종 무선통신시스템을 이용하여 이동중에 양방향으로 자료를 교환하거나 검색하는 이동 통신체계이다. 그런데, 상기와 같은 무선통신시스템에는 무선신호를 송수신하기위해 반드시 RF모듈을 필요로 하는데, 이때 상기 RF모듈내에는 고주파신호를 필터링하는 고주파필터(이하 RF필터라 함)를 구비한다.

그러면, 상기와 같은 종래 RF필터가 구비된 통신시스템을 도 1을 참고로 살펴보면, 외부 통신시스템으로 통신신호를 송신하거나 혹은 수신하는 안테나(70)와, 상기 안테나(70)를 경유하여 송수신되는 통신신호를 필요대역으로 필터링하는 RF필터(71)와, 상기 RF필터(71)에 의해 필터링되는 통신신호를 일정레벨로 저잡음 및전력증폭하는 RF증폭부(72)와, 상기 RF증폭부(72)로 전송되는 통신신호를 기저대역처리하고 변복조시키는 베이스밴드부(73)를 포함한다.

그리고, 상기 RF필터(71)는 인쇄회로기판상에 마이크로 스트립라인으로 형성되는데, 이때 상기 RF필터(71)는 두 개의 정방향 도체(74)를 형성하고 이 도체(74)들사이에 이들보다 두께가 얇은 슬림도체(75)를 일체로 형성하여 제작한다. 또한, 상기 RF필터(71)는 상기와 같은 구조를 예컨대, 병렬로 여러개 연결하여 사용할 수도 있다.

한편, 상기와 같은 종래 RF필터가 구비된 통신시스템의 동작을 살펴보면, 먼저 외부 무선통신시스템(도시안됨)으로부터 무선통신신호가 안테나(70)를 통해 수신되면 이 수신된 무선통신신호는 RF필터(71)로 입력되어 설정된 대역이외의 신호는 모두 필터링된다음 RF증폭부(72)로 출력된다. 이때, 상기 RF필터(71)는 결합된 구조에 따라 공진작용을 실행하므로 원하는 대역필터링을 실행하게된다. 그러면, 상기 RF증폭부(72)는 RF필터(71)에 의해 필터링되어 입력된 통신신호를 저잡음 및 전력증폭하여 베이스 밴드부(73)로 출력시킨다. 그러면, 상기 베이스 밴드부(73)는 입력된 통신신호를 원래의 신호로 복원하여 적절한 신호처리를 행한다.

그러나, 상기와 같은 통신시스템의 RF필터는 크기가 너무 크기 때문에 통신시스템을 소형화시키는 데 상당한 어려움이 있었으며, 또한, 크기가 큰 정방형의 세로형 구조로 되어 있기 때문에 다양한 결합구조를 갖는 필터설계를 할 수 없어 그에 따라 RF필터의 소형화설계의 효율성을 상당히 저하시킨다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 통신시스템의 RF모듈내에 사용되는 고주파필터의 마이크로 스트립선로를 민더선로 형태로 형성하여 다양한 결합구조로 제작하므로써, 고주파필터를 소형화시킬 수 있어 그에따라 고주파필터에 대한 시스템의 적용성을 상당히 향상시키는 고주파필터를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 고주파필터를 민더선로 형태로 설계 및 제작하게 되므로 그에 따라 고조파 억압에 대한 우수한 극초단파특성을 갖는 고주파필터를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유전체로된 인쇄회로기판상에 마이크로 스트립라인으로 선로폭이 넓은 도체부분를 일정 간격을 두고 설치하고 이 설치된 도체부분과 일체로 설치되면서 이 도체부분의 폭보다 얇은 슬림도체를 민더형태로 설치하는 RF필터로 구성된 고주파필터를 제공한다.

도 1은 종래 고주파필터를 설명하는 설명도.

도 2는 본 발명의 RF필터를 설명하는 설명도.

도 3은 본 발명이 적용된 통신시스템을 설명하는 설명도.

도 4는 본 발명의 RF필터가 4개로 결합된 등가회로.

도 6은 본 발명의 필터의 고조파특성 실험례의 그래프.

<부호의 상세한 설명>

1 : RF필터 2 : 도체부분

3 : 슬림도체 4 : 저잡음증폭부

5 : 파워앰프부 6 : MSM

7 : 송수화기 8 : 코덱

9 : 안테나

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명의 RF필터(1)는 도 2에 도시된 바와같이 유전체로된 인쇄회로기판상에 반파장을 갖는 마이크로 스트립라인으로 형성되는데, 이때 상기 RF필터(1)는 선로폭이 넓은 도체부분(2)를 일정 간격을 두고 형성하고 이 형성된 도체부분(2)과 일체로 형성되면서 이 도체부분(2)의 폭보다 얇은 슬림도체(3)를 민더(meander)형태의 공진기로 제작한다.

여기서, 상기 RF필터(1)는 상기와 같은 민더형상의 공진기를 다수개 예컨대,2, 3 및 4개 이상을 결합하여 제작될 수도 있다.

한편, 상기와 같은 RF필터가 구비된 통신시스템의 일례를 살펴보면, 본 발명의 RF필터(1)에 의해 필터링되는 통신신호를 일정레벨로 저잡음 증폭하는 저잡음증폭부(4)와, 상기 저잡음증폭부(4)로 전송되는 통신신호를 일정레벨로 전력증폭하는 파워앰프부(5)와, 상기 파워앰프부(5)로부터 수신된 통신신호를 복조하는 기능을 포함하여 통신시스템의 기능을 전반적으로 제어하는 MSM(6)과, 상기 MSM(6)으로부터 출력된 디지털 호신호를 아날로그신호로 변환하여 송수화기(7)로 출력하는 코덱(8)을 포함한다.

다음에는 상기와 같은 본 발명의 작용, 효과를 설명한다.

본 발명의 RF필터(1)는 4개의 공진기로 결합했을 때를 가정하고 설명하면, 먼저 두 개의 공진주파수중 낮은쪽의 주파수를 Fa, 높은쪽의 주파수를 Fb라할 경우, 이때, 상기 두 개의 공진기의 결합 계수( { M}_{ij } )를 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

여기서, 상기 식에서 (+) 표시는 등가회로에서 결합계수 M12,M34, M23가 같에 인가되는 것이고, (-) 표시는 M14가 인가됨을 의미한다.

따라서, 본 발명의 RF필터(1)는 도 에 도시된 바와같이 유전체기판상에 마이크로스트립라인이 민더(Meander)형태로 형성되어 있기 때문에 전체가 크기가 종래의 반파장 필터보다 약 50% 줄어들고 실험예에서도 센터주파수를 1.95 GHz로 했을 때, 4.7GHz에서 대략 -19dB의 응답을 얻게되므로, 고조파에 대한 슈피리어스(SPURIOUS)응답특성이 매우 우수함이 증명되었다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 RF필터가 채용된 통신시스템의 동작을 살펴보면, 먼저 외부 무선통신시스템(도시안됨)으로부터 무선통신신호가 안테나(9)를 통해 수신되면 이 수신된 무선통신신호는 본 발명의 RF필터(1)로 입력되어 설정된 대역이외의 신호는 모두 필터링된다음 저잡음증폭부(4)로 출력된다. 이때, 상기 본 발명의 RF필터(1)는 결합된 구조에 따라 공진작용을 실행하므로 원하는 대역필터링을 실행하게된다. 그러면, 상기 저잡음증폭부(4)는 RF필터(1)에 의해 필터링되어 입력된 통신신호를 저잡음 증폭한다음 파워앰프부(5)를 통해 전력증폭하여 MSM(6)으로 출력시킨다. 그러면, 상기 MSM(6)은 입력된 통신신호를 원래의 신호로 복원한다음 코덱(8)으로 출력한다. 그리고, 상기 코덱(8)은 입력된 디지털의 통신신호를 아날로그신호 변환하여 송수화기(7)를 통해 방출하므로 적절한 통신기능을 실행된다.

이상 설명에서와 같이 본 발명은 통신시스템의 RF모듈내에 사용되는 고주파필터의 마이크로 스트립선로를 민더선로 형태로 형성하여 다양한 결합구조로 제작하므로써, 고주파필터를 소형화시킬 수 있어 그에따라 고주파필터에 대한 시스템의 적용성을 상당히 향상시킨다.

또한, 본 발명에 의하면, 고주파필터를 민더선로 형태로 설계 및 제작하게되므로 그에 따라 고조파 억압에 대한 우수한 극초단파특성을 갖는 효과도 있다.

Claims (1)

1. 유전체로된 인쇄회로기판상에 마이크로 스트립라인으로 선로폭이 넓은 도체부분를 일정 간격을 두고 설치하고 이 설치된 도체부분과 일체로 설치되면서 이 도체부분의 폭보다 얇은 슬림도체를 민더형태로 설치하는 RF필터로 구성된 것을 특징으로 하는 고주파필터.