KR20040061458A - screw for tuning filter in Microwave FIlter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필터 튜닝용 나사를 피치(pitch)가 다른 이중 구조의 나사로 개선하여 튜닝 작업의 작성성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a filter tuning screw of an ultra-high frequency filter. More particularly, the filter tuning screw is improved to a screw having a dual structure having a different pitch to improve the creation of tuning work.
일반적으로, 무선 통신 시스템에서는 할당 받은 주파수 범위 내의 신호만을 사용 가능하기 때문에 정보를 넣어 변조시킨 전파를 필터에 통과시켜서 허가 대역 이외의 신호는 감쇄시키어 안테나를 통해 전파를 공중으로 날려보낸다.In general, in a wireless communication system, only signals within an allocated frequency range can be used, so that information-modulated radio waves are passed through a filter to attenuate signals other than a licensed band, and the radio waves are transmitted through the antenna.
따라서, 초고주파필터는 무선 통신 시스템에는 필요 불가결한 부품이라고 할 수 있다.Therefore, it can be said that the ultra-high frequency filter is an indispensable component in a wireless communication system.
이와 같은 중요성에도 불구하고 초고주파필터는 높은 주파수에서 사용함에 따른 필터 부품들의 특성을 수치적으로 정확하게 예측하여 설계하기 힘들기 때문에, 근사적인 설계 이후 튜닝이라는 과정을 거쳐야 한다.Despite this importance, the ultra-high frequency filter is difficult to predict and design the characteristics of the filter components according to the use at high frequency, so it has to go through the process of approximate post-design tuning.
그리고, 필터 특성을 튜닝하는 과정에서 종래의 기술은 필터 구조체에서 전기장 또는 자기장의 세기가 센 곳에 유전체나 금속 재질의 나사를 만들어서 전자장의 분포를 약간 조정하여, 필터의 전달 특성을 미세하게 변화시켜 왔다.In the process of tuning the filter characteristics, the prior art has made a slight change in the distribution characteristics of the filter by making a distribution of the electromagnetic field by making a screw of the dielectric or metal material where the strength of the electric or magnetic field in the filter structure is strong. .
즉, 필터의 설계는 원하는 주파수에서 공진하는 공진기와 이들의 결합 계수를 이용하여 실제 구조물의 크기를 정하는 것인데, 이러한 설계 값들은 공동(空洞;cavity)을 만드는데 쓰는 금속의 전도도가 무한대가 되지 못하고, 도체 표면 및 유전체의 가공에 따른 설계 값과의 오차 및 설계시 사용한 유전체 모델의 불완전함에 따라서 설계한 필터 특성에서 벗어나게 되는데 이를 교정하기 위하여 공진기의 중심 주파수와 공진기 간의 결합계수를 보정할 필요가 있다. 보정 방법으로는 캐비티 내의 전기장 또는 자기장의 분포를 미세하게 변화시키면 되는데, 여기에 튜닝용 나사를 쓰는 것이 가장 간단한 방법 중에 하나다.That is, the design of the filter is to determine the size of the actual structure by using the resonator and their coupling coefficients resonating at the desired frequency, these design values do not have infinite conductivity of the metal used to create the cavity (cavity), Due to the error between the design value due to the surface of the conductor and the dielectric and the incompleteness of the dielectric model used in the design, it is out of the designed filter characteristics. To correct this, it is necessary to correct the coupling coefficient between the center frequency of the resonator and the resonator. As a correction method, the distribution of electric or magnetic fields in the cavity may be minutely changed, and a tuning screw is one of the simplest methods.
한편, 튜닝용 나사의 이동 변위와 튜닝 정도가 선형적이지 않기 때문에 특정한 변위 전까지는 서서히 변화하다가 특정 점에 도달하면 변화량이 갑자기 커지게 된다. 즉, 나사의 변위(displacement)와 필터 특성의 변화간의 관계는 거의 모든 경우에 비선형적인 형태를 갖게 되어 특정 변위 근처에서 필터 전달 함수의 변화율이 매우 커지게 되어 조절이 곤란하게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, since the moving displacement and the degree of tuning of the tuning screw are not linear, they gradually change until a certain displacement and then suddenly increase when the specific point is reached. In other words, the relationship between the displacement of the screw and the change of the filter characteristics has a non-linear shape in almost all cases, and the change rate of the filter transfer function becomes very large near the specific displacement, making it difficult to adjust.
따라서, 기존의 필터 튜닝용 나사(100)는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 나사의 피치를 좁게 만들어서 회전수에 비해 나사의 변위가 작아지도록 하였다.Therefore, the conventional filter tuning screw 100, as shown in Figure 1 to solve the above problems, narrowed the pitch of the screw so that the displacement of the screw is smaller than the number of revolutions.
그러나, 이와 같은 종래의 필터 튜닝용 나사(100)는 단순히 나사의 피치를 좁게만 만든 구조이므로, 회전수에 비해 나사의 변위가 너무 작아 작업자의 능률을 매우 떨어 뜨리는 단점이 있었다.However, such a conventional filter tuning screw 100 has a disadvantage that the displacement of the screw is too small compared to the number of revolutions because the structure is simply made only a narrow pitch of the screw, which greatly reduces the efficiency of the operator.
즉, 기존 튜닝용 나사(100)는 나사의 피치가 너무 작고 일정하기 때문에 튜닝에 민감한 위치에 도달하기까지 나사를 매우 많이 회전시켜야 하므로 작업자의 노동량이 늘어나게 되어 튜닝 시간이 길어지게 되는 등 작업 능률을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.In other words, the conventional tuning screw 100 has a very small and constant pitch of the screw, so the screw must be rotated very much until reaching a position sensitive to tuning, thus increasing the labor load of the operator and increasing the tuning time. There was a problem that was degraded.
한편, 상기한 문제점은 필터 튜닝 작업을 기계화 하기에는 아직 어려운 난관이 많이 있어 숙련자의 수작업에 의존해야 한다는 현재 사실에 기인한다.On the other hand, the above problem is due to the present fact that there are many difficulties still difficult to mechanize the filter tuning operation, and thus must be relied on by the skilled worker.
참고적으로, 도 1에서 부호100은 필터 튜닝용 나사이고, 부호300은 유전체이며, 부호400은 유전체(300)가 위치하는 캐비티를 형성하는 금속재질의 육면체로서, 종래 필터 튜닝용 나사(100)를 이용하여 필터의 특성을 조정하는 모습을 나타낸 것이다.For reference, in FIG. 1, reference numeral 100 denotes a filter tuning screw, reference numeral 300 denotes a dielectric material, and reference numeral 400 denotes a metal hexahedron forming a cavity in which the dielectric 300 is located. It shows how to adjust the characteristics of the filter using.
부언컨대, 도 1은 도체로 만든 공동(cavity)에 유전체 공진기가 들어 있는 형태의 유전체 공진기 필터(dielectric resonator filter)로서, 유전체 공진기는 저 손실 및 고유전율을 가진 유전체를 이용하여 높은 Q(Quality factor)를 갖는 필터를 만들 수 있게 하는 부품이다.1 is a dielectric resonator filter having a dielectric resonator in a cavity made of a conductor. The dielectric resonator uses a dielectric having low loss and high dielectric constant and has a high quality factor (Q). This is the part that makes it possible to make a filter with).
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 무선통신 시스템에 적용되는 기존의 초고주파필터의 튜닝에 쓰이는 나사의 구조를 피치가 서로 다른 이중 나사 구조로 개선하여, 튜닝용 나사의 변위를 두 가지로 조절 가능 하도록 함으로써 튜닝 작업시의 작업 능률을 높일 수 있도록 한 초고주파필터의 필터 튜닝 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the present invention improves the structure of the screw used for the tuning of the existing ultra-high frequency filter applied to the wireless communication system to the dual screw structure of different pitch, displacement of the tuning screw It is an object of the present invention to provide a filter tuning device for an ultra-high frequency filter that can improve the work efficiency during the tuning work by allowing the two to be adjusted.
도 1은 종래 구조의 필터 튜닝용 나사가 적용된 초고주파필터의 공진기 일부를 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing a part of a resonator of a microwave filter to which a filter tuning screw of the conventional structure is applied.
도 2는 본 발명의 필터 튜닝용 나사가 적용된 기술 장치를 나타낸 초고주파필터의 공진기 일부를 나타낸 단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing a part of the resonator of the ultra-high frequency filter showing the technical device to which the filter tuning screw of the present invention is applied.
도 3은 도 2의 필터 튜닝용 나사만을 나타낸 종단면도Figure 3 is a longitudinal sectional view showing only the filter tuning screw of Figure 2
도 4는 도 2의 필터 튜닝용 나사의 조립전 상태를 나타낸 사시도4 is a perspective view showing a state before assembly of the filter tuning screw of FIG.
도 5는 본 발명의 필터 튜닝용 나사와 종래의 필터 튜닝용 나사의 특성을 비교한 것으로서, 각 나사에 있어서의 나사회전수와 변위와의 관계를 보여주는 그래프5 is a graph comparing the characteristics of the filter tuning screw of the present invention and the conventional filter tuning screw, and showing a relationship between the screw rotation speed and the displacement in each screw.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1:필터 튜닝용 나사 1a:외부나사1: Filter tuning screw 1a: External thread
1b:내부나사 1c:드라이버홈1b: Internal thread 1c: Driver groove
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전자장의 분포를 조정하여 필터의 전달 특성을 변화시키는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사에 있어서; 필터 튜닝용 나사의 구조를 상대적으로 큰 피치를 갖는 외부나사와, 상기 외부나사의 중심부에 형성된 암나사산을 따라 이동하게 되며 상기 외부나사에 비해 상대적으로 작은 피치를 갖는 내부나사의 이중나사 구조로 한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a screw for tuning the filter of the ultra-high frequency filter to change the transmission characteristics of the filter by adjusting the distribution of the electromagnetic field; The structure of the filter tuning screw is a double screw structure having an external screw having a relatively large pitch and an internal screw having a relatively small pitch compared to the external screw, moving along a female thread formed at the center of the external screw. It is characterized by.
이하, 본 발명의 일실시예에 대해 첨부도면 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 설명에 앞서, 종래 기술에서와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호 및 명칭을 부여하고 그 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, FIGS. 2 to 5. Prior to the description, the same reference numerals and names are used for the same components as in the prior art, and description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 필터 튜닝용 나사가 적용된 기술 장치를 나타낸 초고주파필터의 공진기 일부를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 필터 튜닝용 나사만을 나타낸 종단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of a resonator of an ultrahigh frequency filter showing a technical device to which a filter tuning screw is applied according to the present invention, and FIG.
그리고, 도 4는 도 2의 필터 튜닝용 나사의 조립전 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명 및 종래 필터 튜닝용 나사에 있어서의 나사회전수와 변위와의 관계를 보여주는 그래프이다.4 is a perspective view showing a state before assembly of the filter tuning screw of FIG. 2, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the screw rotation speed and the displacement in the present invention and the conventional filter tuning screw.
본 발명은 전자장의 분포를 조정하여 필터의 전달 특성을 변화시키는 초고주파필터의 필터 튜닝용 나사에 있어서; 상기 필터 튜닝용 나사(1)의 구조를, 상대적으로 큰 피치를 갖는 외부나사(1a)와, 상기 외부나사(1a)의 중심부에 형성된 암나사산을 따라 이동하게 되며 외부나사(1a)에 비해 상대적으로 작은 피치를 갖는 내부나사(1b)의 이중나사 구조를 갖도록 한 것이다.The present invention relates to a screw for a filter tuning of an ultrahigh frequency filter that adjusts a distribution of an electromagnetic field to change a transmission characteristic of a filter; The structure of the filter tuning screw 1 is moved along an external screw 1a having a relatively large pitch and a female thread formed at the center of the external screw 1a, and is relatively relative to the external screw 1a. It is to have a double screw structure of the internal screw (1b) having a small pitch.
이 때, 상기 내부나사(1b)의 피치는 기존 필터 튜닝용 나사(100)의 미세 피치를 따르도록 함이 바람직하며, 상기 외부나사(1a)의 피치와 내부나사(1b)의 피치는 작업성을 고려하여 적절히 설계될 수 있는 것이다.At this time, the pitch of the inner screw (1b) is preferably to follow the fine pitch of the existing filter tuning screw 100, the pitch of the outer screw (1a) and the pitch of the inner screw (1b) is workability. In consideration of this, it can be properly designed.
한편, 상기 외부나사(1a) 및 내부나사(1b)의 나사머리부에는 드라이브홈(1a-1)(1b-1)을 각각 형성한다.Meanwhile, drive grooves 1a-1 and 1b-1 are formed in the screw heads of the external screw 1a and the internal screw 1b, respectively.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention configured as described above is as follows.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이중 구조의 필터 튜닝용나사(1)는 상대적으로 큰 피치를 갖는 외부나사(1a)의 중심 부분에 구멍을 내고 내주면 상에 나사 산을 낸 구조로서, 외부나사(1a)는 피치를 크게 하여 회전수에 따른 변위량이 커지게 한 것이고, 내부나사(1b)는 피치를 외부나사(1a)의 나사산보다 좁게 내어서 회전에 따른 변위를 미세하게 한 것이다.2 to 4, the dual-tuning filter tuning screw 1 according to the present invention has a structure in which a hole is formed in the center portion of the external screw 1a having a relatively large pitch and a screw thread is formed on the inner circumferential surface thereof. As the external screw 1a increases the pitch to increase the displacement amount according to the rotational speed, the internal screw 1b makes the pitch narrower than the thread of the external screw 1a to make the displacement according to the rotation fine. will be.
한편, 각 나사(1a)(1b)의 나사머리부에는 일자형의 드라이버홈(1a-1)(1b-1)을 내어 드라이버로 나사를 회전시킬 수 있도록 한다.On the other hand, the screw head portion of each screw (1a) (1b) has a straight screwdriver groove (1a-1) (1b-1) to allow the screw to rotate the screw.
따라서, 튜닝 작업시, 먼저 외부나사(1a)를 돌려 필터 튜닝을 대략적으로 하고, 이어 내부나사(1b)를 돌려 미세한 튜닝을 하여 작업을 마무리하면 된다.Therefore, during the tuning operation, first, the external screw 1a is turned to roughly filter tuning, and then the internal screw 1b is turned to perform fine tuning to complete the work.
한편, 도 5는 본 발명에서 제시한 이중 구조의 필터 튜닝용 나사(1)와 기존의 필터 튜닝용 나사의 회전수와 변위와의 관계를 나타낸 그래프로서, 튜닝을 시작하여 필터 튜닝을 마칠 때까지의 나사 회전수와 변위와의 관계를 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 5 is a graph showing the relationship between the rotational speed and the displacement of the filter tuning screw (1) of the dual structure and the conventional filter tuning screw proposed in the present invention, until the tuning starts to finish the filter tuning Shows the relationship between screw rotation and displacement.
그래프를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 필터 튜닝용 나사(1)가 적용되면, 외부나사(1a)를 이용하는 구간에서는 적은 회전수에도 변위량이 많아지므로 작업속도는 빨라지면서도 작업자의 작업량은 훨씬 줄어들게 된다.As can be seen from the graph, when the filter tuning screw (1) of the present invention is applied, the displacement amount is increased even at a low rotational speed in the section using the external screw (1a), the work speed is increased while the work load of the worker is much reduced. .
그리고, 상대적으로 피치가 매우 작은 내부나사(1b)를 이용하는 구간에서는 미세한 튜닝 작업도 할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage in that fine tuning can also be performed in the section using the internal screw 1b having a relatively small pitch.
여기서 작업성을 높다는 것은 나사 두개가 1조로 되어 있는 이중 구조에 의하여, 나사 산의 거리(즉, 피치)를 두 가지로 할 수 있어, 대략적인 필터 튜닝은 나사 산의 거리가 큰 것을 이용하여서 빠르게 수행하고, 미세한 튜닝은 나사 산의 거리가 좁은 것을 이용하여 수행하기 때문에 필터의 튜닝 작업 시간이 전체적으로줄어 든다는 것을 의미한다.In this case, the high workability is due to the double structure of two sets of screws, which allows the screw thread distance (i.e., the pitch) to be two. The fine tuning is performed by using a narrow thread distance, which means that the tuning time of the filter is reduced overall.
한편, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는한, 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능하다.Meanwhile, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the technical spirit of the present invention.
즉, 예를 들어, 전술한 실시예에서와는 달리, 상기 외부나사(1a)의 나사머리부는 육각형등 다각형 구조를 이루게 할 수 있다. 이 경우에는 외부나사(1a)를 회전시키고자 할 때에는 드라이버가 아닌 스패너등의 다른 공구를 이용하면 된다.That is, for example, unlike in the above-described embodiment, the screw head of the external screw (1a) can be made into a polygonal structure such as hexagon. In this case, to rotate the external screw 1a, another tool such as a spanner may be used instead of a screwdriver.
그리고, 전술한 실시예에서와는 달리, 상기 내부나사(1b)의 나사머리부 중심부에 다각형홈을 형성할 수도 있다. 이 경우에는 내부나사(1b)를 회전시키고자 할 때에는 드라이버가 아닌 육모렌치등의 공구를 이용하면 된다.And, unlike in the above embodiment, it is also possible to form a polygonal groove in the center of the screw head portion of the inner screw (1b). In this case, in order to rotate the internal screw 1b, a tool such as a hex wrench may be used instead of a screwdriver.
요컨대, 본 발명은 초고주파필터를 제작하는데 필요한 튜닝 과정을 효율적으로 할 수 있는 수단을 제공한 것으로서, 작업의 생산성을 높이려면 나사의 피치를 크게 만들어야 하고, 정밀한 튜닝을 위해서는 피치를 작게 만들어야 한다는 상반된 두 가지 조건을 모두 만족시키게 된다.In short, the present invention provides a means for efficiently tuning the tuning process required to fabricate an ultra-high frequency filter. In order to increase the productivity of the work, the pitch of the screw must be increased and the pitch must be reduced for the precise tuning. All three conditions are satisfied.
이상에서와 같이, 본 발명은 초고주파필터 튜닝용 나사의 구조를 개선하여 상기 초고주파필터를 제작하는데 필요한 튜닝 과정을 효율적으로 할 수 있도록 한 것이다.As described above, the present invention is to improve the structure of the screw for tuning the ultra-high frequency filter to efficiently perform the tuning process required to manufacture the ultra-high frequency filter.
즉, 기존의 경우에는 작업의 생산성을 높이려면 나사의 피치를 크게 만들어야 하고, 정밀한 튜닝을 위해서는 피치를 작게 만들어야 한다는 상반된 두 가지 조건을 만족 시키지 못하여 숙련된 작업자의 경우에도 필터 튜닝의 생산성을 향상하기 힘들었다.That is, in the conventional case, the screw pitch must be increased to increase the productivity of the work, and the two conditions that are not met to be precise for the fine tuning can be met. It was hard.
그러나, 본 발명에서 제시한 바에 따르면, 필터 튜닝 작업시 대략적인 튜닝 과정과 미세 튜닝과정에 따라 서로 다른 피치를 갖는 나사가 적용됨으로써 생산성과 정밀함 두 가지를 모두 만족 시키는 것이 가능해지게 된다.However, according to the present invention, it is possible to satisfy both productivity and precision by applying screws having different pitches according to the rough tuning process and the fine tuning process during the filter tuning operation.
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