KR20040097563A - 초소형 적층형 평형 필터 - Google Patents

초소형 적층형 평형 필터 Download PDF

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KR20040097563A
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Abstract

본 발명은 초소형 적층형 평형 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 복수의 유전체 시트가 적층된 초소형 적층형 평형 필터에 있어서, 제1 유전체 시트에 형성된 제1,제2 공진라인과, 상기 제1 유전체 하부에 적층된 제2 유전체 시트에 형성된 제3,제4 공진라인을 포함하고, 상기 공진라인 각각은 그 라인폭이 넓은 커패시티브부와 라인폭이 좁은 인덕티브부를 포함하는데, 상기 제1 커패시티브부, 제1 인덕티브부, 제2 커패시티브부 및 제2 인덕티브부는 나란하게 배열되고, 상기 인덕티브부 각각은 비직선형의 스트립 라인으로 형성되며, 또한 상하 대응되는 인덕티브부는 서로 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 제1,제3 공진라인과 제2,제4 공진라인은 각각 λ/2 공진기로 동작하고, 이와 동시에, 상기 제2 및 제4 인덕티브부간의 연결되는 위치로부터 서로 동일 간격만큼 떨어진 지점에서 180°의 위상차를 갖는 평형신호를 출력시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 공진기의 기본형상으로 나선형 구조를 이용하였고, 이와 동시에 커패시티브부와 인덕티브부의 라인폭이 다른 계단형 공진기를 이용함으로써, 초소형 필터의 제작이 가능하고, 공진기의 배열에 따라 필터 특성을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다

Description

초소형 적층형 평형 필터{MINIATURIZED LAMINATED BALANCE FILTER}
본 발명은 무선랜(Wireless LAN), 불루투스 모듈(Bluetooth Module), 무선 통신 단말기 등에 적용 가능한 초소형 적층형 평형 필터에 관한 것으로, 특히 λ/2 공진기를 이용하여 필터 및 발룬(Balun) 기능을 동시에 구현함에 있어서, 공진기의 스트립라인중 일부를 나선형으로 형성하였고, 이와 동시에 커패시티브부와 인덕티브부의 라인폭이 다른 계단형 공진기를 이용함으로써, 초소형 필터의 제작이 가능하고, 공진기의 배열에 따라 필터 특성을 용이하게 제어할 수 있는 초소형 적층형 평형 필터에 관한 것이다.
일반적으로, 유전체 필터는 이동체 통신의 발전에 의하여 소형이면서 고성능인 것이 강하게 요구되고 있으며, 이러한 요구를 만족하기에 적합한 유전체 필터가 폭넓게 사용되고 있다. 이와 같은 유전체 필터는, 예를 들면, 수백 MHz로부터 대략5GHz의 마이크로파대로의 여파에 사용되는데, 실제, 회로기판에 실장되어 통신기기, 특히 휴대폰 장치에 사용되고 있다. 이러한 이유로 인하여, 유전체 필터는 특히 소형화, 박형화에 매우 적합한 세라믹 적층형 필터가 많이 사용되게 되었다．
한편, 발룬(Balun)이란 'Balance to Unbalance'의 약자로서, 평형신호(balanced signal)를 불평형 신호(unbalanced signal)로 변환하거나, 반대로 불평형 신호를 평형신호로 변환하는 회로 또는 구조물을 통칭한다. 예를 들어, 무선 신호 처리 회로는 혼합기(mixer)나, 쏘필터(SAW filter)와 같이 평형라인으로 만들어진 부품이 많이 사용되는데, 이런 부품을 증폭기와 같이 불평형 라인으로 이루어진 부품과 연결하는 경우, 상기 발룬과 같은 구조가 필요하다.
그리고, 적용되는 제품에서 필터기능과 발룬기능을 동시에 요구되는 경우에는, λ/2 또는 λ/4 공진기를 이용한 필터와 λ/2 또는 λ/4 전송선을 이용한 발룬 트랜스포머를 동시에 구현하여야 하는데, 최근에는 소형화의 측면에서 필터와 발룬을 하나의 칩(one chip)에 구현한 평형 필터에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다.
이러한 평형 필터중의 하나의 예로서, JP 특개평 제11-317603호에 개시되어 있는 평형 필터에 대해서는 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래의 평형 필터의 외형 사시도로서, 도 1을 참조하면, 종래의 필터(1)의 양측부에는, 한 쌍의 입력 전극(E1,E2)과, 한 쌍의 출력 전극(E3,E4)이 형성되고, 각각 입력단자(11,12)와 출력 단자(13,14)가 된다. 다른 외측부에는, 접지 전극(E5,E6)이 접지 단자로서 노출 형성되어 있다.
도 2는 도 1의 평형 필터의 분해 사시도로서, 도 2를 참조하면, 종래의 평형 필터는 7층의 유전체 세라믹 시트(sheet)(S1-S7)에 의한 적층체로 구성되어 있고, 상기 2개의 세라믹 시트(S4,S5)상에는 상하로 나누어진 2개의 스트립 라인형의 공진기(21,22)가 배열되어 있다. 이들 상하로 나누어진 스트립 라인형의 공진기(21,22)는 서로 스트립 라인이 대면하면서 대칭구조로 이루어져 있다. 그리고, 상기 공진기(21,22) 각각은 광폭의 선로부(21a,21b,22a,22b)와 협폭의 선로부(21c,21d,22c,22d)가 결합된 스트립 라인이 각각 일직선으로 구성되어 있다. 이때, 한 쌍의 입력단자(E１,E2)로의 입력 신호는 각각 상하 한 쌍의 공진기(21,22)에 인가되어 각 공진기(21,22)에 의해서 일정범위의 주파수에 여파되고, 이와 동시에 180° 위상차를 갖는 여파신호가 출력단자를 통해 출력된다.
이러한 종래의 평형 필터에서는, 공진기의 대칭적인 구조에 의해서 평형신호를 출력할 있다는 잇점이 있다. 그런데, 종래의 평형 필터에서는, 광폭의 선로부(21a,21b,22a,22b)와 협폭의 선로부(21c,21d,22c,22d)가 결합된 스트립 라인이 각각 ２개의 병행 구조로 이루어져 있기 때문에, 종래의 공진기는 본 발명에서제안한 나선형 공진기에 비하여 전기적인 길이가 짧으며 공진기간에 항상 인덕티브 커플링과 커패시티브 커플링이 공존하여 공진기간의 커플링 제어시 한계가 있다.
즉, 필터에 요구되는 특성이 적용되는 제품이나 주변회로와의 관계에 따라 공진가간의 커패시턴스 또는 인덕턴스 커플링이 서로 다른 특성에 적합하도록 제어되어야 하는 필요성이 있으나, 종래의 평형 필터 구조에서는 공진기 사이에 발생하는 커패시턴스 또는 인덕턴스 커플링의 제어시 한계가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 λ/2 공진기를 이용하여 필터 및 발룬 기능을 동시에 구현함에 있어서, 공진기의 스트립라인중 일부를 나선형으로 형성하고, 이와 동시에 커패시티브부와 인덕티브부의 라인폭이 다른 계단형 공진기를 이용함으로써, 초소형 필터의 제작이 가능하고, 공진기의 배열에 따라 필터 특성을 용이하게 제어할 수 있는 초소형 적층형 평형 필터를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 평형 필터의 외형 사시도이다.
도 2는 도 1의 평형 필터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 평형 필터의 외형 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 평형 필터의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 평형 필터의 공간적 구조를 보이는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 평형 필터의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 평형 필터의 공간적 구조를 보이는 사시도이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 도 4 및 도 6의 평형 필터 각각의 등가 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
ST1,ST2,ST3A,ST3B,ST4-ST7 : 유전체 시트
40 : 초소형 적층형 평형 필터 41,51 : 제1 공진라인
41A,51A : 제1 커패시티브부 41B,51B : 제1 인덕티브부
42,52 : 제2 공진라인 42A,52A : 제1 커패시티브부
42B,52B : 제1 인덕티브부 43,53 : 제3 공진라인
43A,53A : 제1 커패시티브부 43B,53B : 제1 인덕티브부
44,54 : 제4 공진라인 44A,54A : 제1 커패시티브부
44B,54B : 제1 인덕티브부 INE : 불평형 입력 전극
OUT1E,OUT2E : 평형 출력 전극 H1,H2 : 제1,제2 도전성 비아홀
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 초소형 적층형 평형 필터는
복수의 유전체 시트가 적층된 초소형 적층형 평형 필터에 있어서,
제1 유전체 시트에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제1 커패시티브부와, 상기 제1 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제1 인덕티브부를 포함하는 제1 공진라인;
상기 제1 유전체 시트에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제2 커패시티브부와, 상기 제2 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제2 인덕티브부를 포함하는 제2 공진라인;
상기 제1 유전체 시트의 하부에 적층된 제2 유전체 시트중 상기 제1 공진라인에 대응되는 위치에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제3 커패시티브부와, 상기 제3 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제1 인덕티브부와 전기적으로 연결된 제3 인덕티브부를 포함하며, 상기 제1 공진라인과 함께 λ/2 제1 공진기를 형성하는 제3 공진라인;
상기 제2 유전체 시트중 상기 제2 공진라인과 대응되는 위치에 형성되며, 광폭의 스트립 라인으로 이루어진 제4 커패시티브부와, 상기 제4 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제2 인덕티브부와 전기적으로 연결된 제4 인덕티브부를 포함하며, 상기 제2 공진라인과 함께 λ/2 제2 공진기를 형성하는 제4 공진라인; 및
상기 제2,제4 인덕티브부간의 전기적으로 연결되는 위치로부터 서로 동일 간격만큼 떨어진 제2 및 제4 커패시티브부에 연결된 평형 출력 단자를 구비하며,
상기 제1 커패시티브부, 제1 인덕티브부, 제2 커패시티브부 및 제2 인덕티브부는 나란하게 배열된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 평형 필터의 특성을 고려해서, 상기 제1 및 제2 커패시티브부를 서로 근접 형성할 수 있고, 이 경우, 상기 제1 및 제2 커패시티브부간 커패시턴스를 형성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 인덕티브부를 서로 근접 형성할 수 있고, 이 경우, 상기 제1, 제2 인덕티브부간 인덕턴스를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 유전체 시트 상부와 제2 유전체 시트의 하부중 적어도 하나에 제3 유전체 시트를 적층하고, 상기 제3 유전체 시트중 상기 제1 커패시티브부의 일부와 상기 제2 커패시티브부의 일부와 중첩되는 위치에 스트립 라인으로 형성된 커플링 전극을 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 중첩되는 면적의 크기로 제1 커패시티브부와 제2 커패시티브부간에 형성되는 커패시턴스를 제어할 수 있다.
그리고, 최상층 및 최하층에 제4 및 제5 유전체 시트를 각각 적층하고, 상기 제4 및 제5 유전체 시트에 형성된 접지전극을 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 평형 필터가 외부로부터 받을 수 있는 불필요한 신호와의 간섭이 상기 접지전극에 의해 차단될 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 평형 필터의 외형 사시도로서, 도 3을 참조하면, 본발명에 따른 초소형 적층형 평형 필터(40)는 복수의 유전체 시트가 적층되어 이루어지는데, 그 외부에는 내부의 불평형 입력전극에 연결된 불평형 입력단자(IN), 내부의 평형 출력 전극에 연결된 평형 출력 단자(OUT1,OUT2) 및 접지단자(G1,G2)를 포함하고 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 평형 필터의 분해 사시도로서, 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 평형 필터(40)는 복수의 유전체 시트(ST1,ST2,ST3A 또는 ST3B,ST4-ST7)가 적층된 초소형 적층형 평형 필터로서, 제1 유전체 시트(ST1)에는 제1 공진라인(41) 및 제2 공진라인(42)이 형성되고, 상기 제2 유전체 시트(ST1)의 하부에 적층되는 제2 유전체 시트(ST2)에는 제3 공진라인(43) 및 제4 공진라인(44)이 형성된다.
상기 제1 공진라인(41)은 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제1 커패시티브부(41A)와, 상기 제1 커패시티브부(41A)로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제1 인덕티브부(41B)를 포함한다. 그리고, 상기 제2 공진라인(42)은 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제2 커패시티브부(42A)와, 상기 제2 커패시티브부(42A)로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제2 인덕티브부(42B)를 포함한다.
상기 제3 공진라인(43)은 상기 제2 유전체 시트(ST2)중 상기 제1공진라인(41)에 대응되는 위치에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제3 커패시티브부(43A)와, 상기 제3 커패시티브부(43A)로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제1 인덕티브부(41B)와 전기적으로 연결된 제2 인덕티브부(43B)를 포함한다. 그리고, 상기 제4 공진라인(44)은 상기 제2 유전체 시트(ST2)중 상기 제2 공진라인(42)과 대응되는 위치에 형성되며, 광폭의 스트립 라인으로 이루어진 제4 커패시티브부(44A)와, 상기 제4 커패시티브부(44A)로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제2 인덕티브부(42B)와 전기적으로 연결된 제4 인덕티브부(44B)를 포함한다.
또한, 상기 제1 유전체 시트(ST1)에 형성되는 상기 제1 커패시티브부(41A), 제1 인덕티브부(41B), 제2 커패시티브부(42A) 및 제2 인덕티브부(42B)는 나란하게 배열되는데, 예를 들어, 상기 제1 인덕티브부(41B), 제1 커패시티브부(41A), 제2 커패시티브부(42A) 및 제2 인덕티브부(42B) 순으로 배열될 수 있고, 이때, 상기 제1 및 제2 커패시티브부(41A,42A)는 서로 근접 형성된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 커패시티브부(41A,42A) 사이의 커패시턴스가 형성될 수 있다.
상기 제1 유전체 시트(ST1)에 형성되는 커패시티브부 및 인덕티브부에 대응하여, 상기 제2 유전체 시트(ST2)에 형성되는 상기 제3 커패시티브부(43A), 제3 인덕티브부(43B), 제4 커패시티브부(44A) 및 제4 인덕티브부(44B)는 나란하게 배열되는데, 상기 제3 인덕티브부(43B), 제3 커패시티브부(43A), 제4 커패시티브부(44A)및 제4 인덕티브부(44B) 순으로 배열될 수 있다.
전술한 바와 같은 각 커패시티브 및 인덕티브의 배열순에 따라 제1,제2 공진기 사이에 형성되는 커플링을 커패시턴스 또는 인덕턴스로서 서로 다르게 제어할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1 커패시티브부(41A)는 상기 제3 커패시티브부(43A)와 중첩되는 위치에 형성되고, 상기 제2 커패시티브부(42A)는 상기 제4 커패시티브부(44A)와 중첩되는 위치에 형성된다. 그리고, 상하 인덕티브부 사이의 불필요한 간섭을 줄이기 위해서는, 상기 제1 인덕티브부(41B)는 그 단부를 제외하고 상기 제3 인덕티브부(43B)와 중첩되지 않는 위치에 형성되고, 상기 제2 인덕티브부(42B)는 그 단부를 제외하고 상기 제4 인덕티브부(44B)와 중첩되지 않는 위치에 형성된다. 여기서, 상기 각 인덕티브부의 단부는 도전성 비아홀을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
상기 제1 인덕티브부(41B)의 형상은 요구되는 전기적인 길이를 작은 면적에 형성하기 위해서는 직선형 보다는 비직선형으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상하 인덕티브부의 연결시에 나선형상을 형성하기 위해서는, 상기 제3 인덕티브부(43B)의 형상과 역상(inverse shape)으로 형성되는 것이 바람직하고, 마찬가지로, 상기 제2 인덕티브부(42B)의 형상은 비직선형으로서, 상기 제4 인덕티브부(44B)의 형상과 역상(inverse shape)으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 5는 도 4의 평형 필터의 공간적 구조를 보이는 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 인덕티브부(41B)는 그 단부가 상기 제3 인덕티브부(43B)의 단부와 제1 도전성 비아홀(H1)을 통해 전기적으로 연결되고, 이 경우, 상기 제1 인덕티브부(41B)와 제3 인덕티브부(43B)가 서로 연결되어 나선형상이 이루어지며, 이에 따라 상기 제1 인덕티브부(41B)와 제3 인덕티브부(43B)에 의해 요구되는 전기적인 길이를 보다 작은 면적에 구현할 수 있으며, 이러한 나선형상에 의해서 본 발명의 평형 필터를 소형화시킬 수 있게 된다. 그리고, 상기 제1 커패시티브부(41A)에 불평형 입력전극(INE)이 전기적으로 연결되어 형성된다. 이 입력전극(INE)을 통해서 불평형 입력신호가 본 발명의 평형 필터로 입력된다.
본 발명의 초소형 적층형 평형 필터에서, 상기 제1 공진라인(41)은 상기 제3 공진라인(43)과 함께 λ/2 제1 공진기로 동작하고, 상기 제2 공진라인(42)은 상기 제4 공진라인(44)과 함께 λ/2 제2 공진기로 동작한다. 따라서, 상기 입력전극(INE)을 통해 입력되는 불평형 입력신호는 본 발명의 2쌍의 공진기에 의해 설정된 대역으로 통과된다.
상기 제2 인덕티브부(42B)는 그 단부가 상기 제4 인덕티브부(44B)의 단부와 제2 도전성 비아홀(H2)을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 제2 및 제4 인덕티브부(42B,44B)를 연결하는 제2 도전성 비아홀(H2)을 가상접지(VG:VirtualGround)로 하여, 이 가상접지를 기점으로 소정거리 떨어진 제2 및 제4 커패시티브(42A,44A) 각각에 평형 출력 전극(OUT1E,OUT2E)이 전기적으로 연결되어 형성된다. 따라서, 상기 2쌍의 공진기에 의해 대역통과된 신호는 상기 평형 출력단(OUT1,OUT2)을 통해 180°의 위상차를 갖는 평형 출력신호로서 출력된다.
또한, 본 발명의 평형 필터에 있어, 상기 제1 유전체 시트(ST1) 상부와 제2 유전체 시트(ST2)의 하부중 적어도 하나에 제3 유전체 시트(ST3A 또는 ST3B)를 적층하고, 상기 제3 유전체 시트(ST3A 또는 ST3B)중 상기 제1 커패시티브부(41A)의 일부와 상기 제2 커패시티브부(42A)의 일부와 중첩되는 위치에 스트립 라인으로 형성된 커플링 전극(CEA)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 커플링 전극(CEA 또는 CEB)을 통해서, 상기 제1,제2 공진라인 사이의 커패시턴스 또는 제3,제4 공진라인 사이의 커패시턴스를 제어할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 평형 필터에서는, 외부로부터의 상호 간섭을 차단하기 위해서, 본 발명의 평형 필터의 최상층 및 최하층에 제4 및 제5 유전체 시트(ST4,ST5)를 각각 적층하고, 상기 제4 및 제5 유전체 시트(ST4,ST5)에 형성된 접지전극(GE1,GE2)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 초소형 적층형 평형 필터는 필터의 기능 및 발룬기능을 동시에 수행하면서, 인덕티브부의 비직선형상으로 소형화가 가능하고, 커패시티브부 및 인덕티브부의 배열에 따라 필터 특성을 쉽게 제어할 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 적층형 평형 필터에 대해서 설명한다. 설명에 앞서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 적층형 평형 필터는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 적층형 평형 필터와의 동일구성 및 동일 작용에 대해서는 그 중복 설명을 가능한 생략한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 평형 필터의 분해 사시도로서, 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 초소형 적층형 평형 필터(50)는 제1 실시예에 따른 평형 필터(40)와 적층되는 유전체 시트의 층수, 각 유전체 시트에 형성되는 전극들의 기능은 동일하고, 다만, 제1 내지 제4 공진라인이 제1 실시예와 다르다.
먼저, 복수의 유전체 시트(ST1,ST2,ST3A 또는 ST3B,ST4-ST7)가 적층된 초소형 적층형 평형 필터로서, 제1 유전체 시트(ST1)에는 제1 공진라인(51) 및 제2 공진라인(52)이 형성되고, 상기 제2 유전체 시트(ST1)의 하부에 적층되는 제2 유전체 시트(ST2)에는 제3 공진라인(53) 및 제4 공진라인(54)이 형성된다.
상기 제1 공진라인(51)은 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제1커패시티브부(51A)와, 상기 제1 커패시티브부(51A)로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제1 인덕티브부(51B)를 포함하고, 상기 제2 공진라인(52)은 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제2 커패시티브부(52A)와, 상기 제2 커패시티브부(52A)로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제2 인덕티브부(52B)를 포함한다.
상기 제3 공진라인(53)은 상기 제2 유전체 시트(ST2)중 상기 제1 공진라인(51)에 대응되는 위치에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제3 커패시티브부(53A)와, 상기 제3 커패시티브부(53A)로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제1 인덕티브부(51B)와 전기적으로 연결된 제2 인덕티브부(53B)를 포함하며, 상기 제1 공진라인(51)과 함께 λ/2 공진기를 형성한다. 그리고, 상기 제4 공진라인(54)은 상기 제2 유전체 시트(ST2)중 상기 제2 공진라인(52)과 대응되는 위치에 형성되며, 광폭의 스트립 라인으로 이루어진 제4 커패시티브부(54A)와, 상기 제4 커패시티브부(54A)로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제2 인덕티브부(52B)와 전기적으로 연결된 제4 인덕티브부(54B)를 포함하며, 상기 제2 공진라인(52)과 함께 λ/2 공진기를 형성한다.
또한, 상기 제1 커패시티브부(51A), 제1 인덕티브부(51B), 제2 커패시티브부(52A) 및 제2 인덕티브부(52B)는 나란하게 배열되고, 상기 제3 커패시티브부(53A), 제3 인덕티브부(53B), 제4 커패시티브부(54A) 및 제4인덕티브부(54B)는 나란하게 배열되는데, 본 발명의 제2 실시예에서는, 상기 제1 커패시티브부(51A), 제1 인덕티브부(51B), 제2 인덕티브부(52B) 및 제2 커패시티브부(52A) 순으로 배열될 수 있고, 이때, 상기 제1 및 제2 인덕티브부(51B,52B)는 서로 근접 형성된다. 이에 따라 상기 제1 및 제2 인덕티브부(51B,52B) 사이의 인덕턴스가 형성될 수 있다. 또는 상기 제3 커패시티브부(53A), 제3 인덕티브부(53B), 제4 인덕티브부(54B) 및 제2 커패시티브부(54A) 순으로 배열된다.
상기 제1 커패시티브부(51A)는 상기 제3 커패시티브부(53A)와 중첩되는 위치에 형성되고, 상기 제2 커패시티브부(52A)는 상기 제4 커패시티브부(54A)와 중첩되는 위치에 형성된다. 그리고, 상기 제1 인덕티브부(51B)는 상기 제3 인덕티브부(51B)와 중첩되지 않는 위치에 형성되고, 상기 제2 인덕티브부(52B)는 상기 제4 인덕티브부(54B)와 중첩되지 않는 위치에 형성된다.
상기 제1 인덕티브부(51B)의 형상은 상기 제3 인덕티브부(53B)의 형상과 역상이고, 상기 제2 인덕티브부(52B)의 형상은 상기 제4 인덕티브부(54B)의 형상과 역상이다. 그리고, 상기 제1 인덕티브부(51B)는 그 단부가 상기 제3 인덕티브부(53B)의 단부와 제1 도전성 비아홀(H1)을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 제1 커패시티브부(51A)에 전기적으로 연결되어 형성된 입력전극(INE)을 더 포함한다.
상기 제2 인덕티브부(52B)는 그 단부가 상기 제4 인덕티브부(54B)의 단부와 제2 도전성 비아홀(H2)을 통해 전기적으로 연결된다. 상기 제2 및 제4 인덕티브부(52B,54B)를 연결하는 제2 도전성 비아홀(H2)을 가상접지로 하여, 이 가상접지를 기점으로 소정거리(L1) 떨어진 제2 및 제4 커패시티브부(52A,54A) 각각에 전기적으로 연결되어 형성된 평형 출력 전극(OUT1E,OUT2E)을 더 포함한다.
도 7은 도 6의 평형 필터의 공간적 구조를 보이는 사시도로서, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제1 유전체 시트(ST1) 상부와 제2 유전체 시트(ST2)의 하부중 적어도 하나에 제3 유전체 시트(ST3A 또는 ST3B)를 적층하고, 상기 제3 유전체 시트(ST3A 또는 ST3B)중 상기 제1 인덕티브부(51B)의 일부와 상기 제2 인덕티브부(52B)의 일부와 중첩되는 위치에 스트립 라인으로 형성된 커플링 전극(CE1 또는 CE2)을 더 포함한다. 그리고, 최상층 및 최하층에 제4 및 제5 유전체 시트(ST4,ST5)를 각각 적층하고, 상기 제4 및 제5 유전체 시트(ST4,ST5)에 형성된 접지전극(GE)을 더 포함한다.
도 8의 (a) 및 (b)는 도 4 및 도 6의 평형 필터 각각의 등가 회로도이다.
도 3 및 도 8의 (a)를 참조하면, 도 8의 (a)에 도시한 등가회로에서, 41A-44A는 도 3의 제1-제4 공진기의 커패시티브부에 해당되고, 도 8의 (a)에 도시한 41B-44B는 도 3의 제1-제4 공진기의 인덕티브부에 해당되며, 그리고, C1은 제1,제2커패시티브부(41A,42A)와 커플링 전극(CEA) 사이의 등가 커패시턴스에 해당된다. 또한, 도 8의 (a)에서, VG는 가상접지선이고, 이 가상접지선(VG)을 중심으로 동일한 거리(L1)에 출력단자(OUT1,OUT2)가 형성되어 있음을 보이고 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 초소형 적층형 평형 필터에서, 상기 제1 공진라인(41)은 상기 제3 공진라인(43)과 함께 하나의 λ/2 공진기로 동작하고, 상기 제2 공진라인(42)은 상기 제4 공진라인(44)과 함께 다른 하나의 λ/2 공진기로 동작한다. 따라서, 2쌍의 공진기에 의해서 입력단(IN)을 통해 입력되는 불평형 입력신호를 설정된 대역을 통과시키는 필터로서 동작한다. 이와 동시에, 가상접지로부터(VG)로부터 동일한 거리(L1)만큼 떨어진 지점에 연결된 평형 출력단(OUT1,OUT2)을 통해서 평형 출력신호가 출력된다.
도 6 및 도 8의 (b)를 참조하면, 도 8의 (b)에 도시한 등가회로에서, 51A-54A는 도 6의 제1-제4 공진기의 커패시티브부에 해당되고, 도 8의 (b)에 도시한 51B-54B는 도 6의 제1-제4 공진기의 인덕티브부에 해당되며, 그리고, L1은 제1,제2 인덕티브부(51B,52B)와 커플링 전극(CEA) 사이의 등가 인덕턴스에 해당된다. 또한, 도 8의 (b)에서, VG는 가상접지선이고, 이 가상접지선(VG)을 중심으로 동일한 거리(L2)에 출력단자(OUT1,OUT2)가 형성되어 있음을 보이고 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 초소형 적층형 평형 필터에서, 상기제1 공진라인(51)은 상기 제3 공진라인(53)과 함께 하나의 λ/2 공진기로 동작하고, 상기 제2 공진라인(52)은 상기 제4 공진라인(54)과 함께 다른 하나의 λ/2 공진기로 동작한다. 따라서, 2쌍의 공진기에 의해서 입력단(IN)을 통해 입력되는 불평형 입력신호를 설정된 대역을 통과시키는 필터로서 동작한다. 이와 동시에, 가상접지로부터(VG)로부터 동일한 거리(L2)만큼 떨어진 지점에 연결된 평형 출력단(OUT1,OUT2)을 통해서 평형 출력신호가 출력된다.
전술한 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서, 상기 제2 및 제4 커패시티브부중 어느 하나에 출력 단자를 연결하는 경우에는 입력단자 및 출력단자가 각각 하나를 갖는 필터로 구현될 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명이 적용되는 무선 통신 단말기는 휴대폰, PDA, 이동 통신 장비 등을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 무선랜(Wireless LAN), 불루투스 모듈(Bluetooth Module), 무선 통신 단말기 등에 적용 가능하고, λ/2 공진기를 이용하여 필터 및 발룬 기능을 동시에 구현함에 있어서, 공진기의 스트립라인중 일부를 나선형으로 형성하고, 이와 동시에 커패시티브부와 인덕티브부의 라인폭이 다른 계단형 공진기를 이용함으로써, 초소형 필터의 제작이 가능하고, 공진기의 배열에따라 필터 특성을 용이하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims (28)

  1. 복수의 유전체 시트가 적층된 초소형 적층형 평형 필터에 있어서,
    제1 유전체 시트에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제1 커패시티브부와, 상기 제1 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제1 인덕티브부를 포함하는 제1 공진라인;
    상기 제1 유전체 시트에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제2 커패시티브부와, 상기 제2 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제2 인덕티브부를 포함하는 제2 공진라인;
    상기 제1 유전체 시트의 하부에 적층된 제2 유전체 시트중 상기 제1 공진라인에 대응되는 위치에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제3 커패시티브부와, 상기 제3 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제1 인덕티브부와 전기적으로 연결된 제3 인덕티브부를 포함하며, 상기 제1 공진라인과 함께 λ/2 제1 공진기를 형성하는 제3 공진라인;
    상기 제2 유전체 시트중 상기 제2 공진라인과 대응되는 위치에 형성되며, 광폭의 스트립 라인으로 이루어진 제4 커패시티브부와, 상기 제4 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제2 인덕티브부와 전기적으로 연결된 제4 인덕티브부를 포함하며, 상기 제2 공진라인과 함께 λ/2 제2 공진기를 형성하는 제4 공진라인; 및
    상기 제2 및 제4 인덕티브부간의 전기적으로 연결되는 위치로부터 서로 동일간격만큼 떨어진 제2 및 제4 커패시티브부에 연결된 평형 출력 단자를 구비하며,
    상기 제1 커패시티브부, 제1 인덕티브부, 제2 커패시티브부 및 제2 인덕티브부는 나란하게 배열된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 커패시티브부는
    서로 근접 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 커패시티브부는
    상기 제3 커패시티브부와 중첩되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 인덕티브부는
    그 단부를 제외하고 상기 제3 인덕티브부와 중첩되지 않는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 인덕티브부의 형상은
    상기 제3 인덕티브부의 형상과 역상인 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1 인덕티브부는
    그 단부가 상기 제3 인덕티브부의 단부와 제1 도전성 비아홀을 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 커패시티브부에 전기적으로 연결되어 형성된 입력전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제2 커패시티브부는
    상기 제4 커패시티브부와 중첩되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  9. 제2항에 있어서, 상기 제2 인덕티브부는
    그 단부를 제외하고 상기 제4 인덕티브부와 중첩되지 않는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  10. 제2항에 있어서, 상기 제2 인덕티브부의 형상은
    상기 제4 인덕티브부의 형상과 역상인 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  11. 제2항에 있어서, 상기 제2 인덕티브부는
    그 단부가 상기 제4 인덕티브부의 단부와 제2 도전성 비아홀을 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제2 및 제4 인덕티브부를 연결하는 제2 도전성 비아홀을 가상접지로 하여, 이 가상접지를 기점으로 소정거리 떨어진 제2 및 제4 커패시티브부 각각에 전기적으로 연결되어 형성된 평형 출력 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 제1 유전체 시트 상부와 제2 유전체 시트의 하부중 적어도 하나에 제3 유전체 시트를 적층하고, 상기 제3 유전체 시트중 상기 제1 커패시티브부의 일부와 상기 제2 커패시티브부의 일부와 중첩되는 위치에 형성된 커플링 전극을 더 포함함을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  14. 제2항에 있어서,
    최상층 및 최하층에 제4 및 제5 유전체 시트를 각각 적층하고, 상기 제4 및 제5 유전체 시트에 형성된 접지전극을 더 포함함을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 인덕티브부는
    서로 근접 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 커패시티브부는
    상기 제3 커패시티브부와 중첩되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 인덕티브부는
    그 단부를 제외하고 상기 제3 인덕티브부와 중첩되지 않는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제1 인덕티브부의 형상은
    상기 제3 인덕티브부의 형상과 역상인 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  19. 제15항에 있어서, 상기 제1 인덕티브부는
    그 단부가 상기 제3 인덕티브부의 단부와 제1 도전성 비아홀을 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 커패시티브부에 전기적으로 연결되어 형성된 입력전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  21. 제15항에 있어서, 상기 제2 커패시티브부는
    상기 제4 커패시티브부와 중첩되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  22. 제15항에 있어서, 상기 제2 인덕티브부는
    그 단부를 제외하고 상기 제4 인덕티브부와 중첩되지 않는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  23. 제15항에 있어서, 상기 제2 인덕티브부의 형상은
    상기 제4 인덕티브부의 형상과 역상인 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  24. 제15항에 있어서, 상기 제2 인덕티브부는
    그 단부가 상기 제4 인덕티브부의 단부와 제2 도전성 비아홀을 통해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  25. 제15항에 있어서,
    상기 제2 및 제4 인덕티브부를 연결하는 제2 도전성 비아홀을 가상접지로 하여, 이 가상접지를 기점으로 소정거리 떨어진 제2 및 제4 커패시티브부 각각에 전기적으로 연결되어 형성된 평형 출력 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  26. 제15항에 있어서,
    상기 제1 유전체 시트 상부와 제2 유전체 시트의 하부중 적어도 하나에 제3 유전체 시트를 적층하고, 상기 제3 유전체 시트중 상기 제1 인덕티브부의 일부와 상기 제2 인덕티브부의 일부와 중첩되는 위치에 형성된 커플링 전극을 더 포함함을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  27. 제15항에 있어서,
    최상층 및 최하층에 제4 및 제5 유전체 시트를 각각 적층하고, 상기 제4 및 제5 유전체 시트에 형성된 접지전극을 더 포함함을 특징으로 하는 초소형 적층형 평형 필터.
  28. 복수의 유전체 시트가 적층된 초소형 적층형 필터에 있어서,
    제1 유전체 시트에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제1 커패시티브부와, 상기 제1 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제1 인덕티브부를 포함하는 제1 공진라인;
    상기 제1 유전체 시트에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제2 커패시티브부와, 상기 제2 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되어 형성된 제2 인덕티브부를 포함하는 제2 공진라인;
    상기 제1 유전체 시트의 하부에 적층된 제2 유전체 시트중 상기 제1 공진라인에 대응되는 위치에 형성되고, 광폭의 스트립 라인으로 형성된 제3 커패시티브부와, 상기 제3 커패시티브부로부터 협폭의 비직선 스트립 라인으로 연장되며 상기 제1 인덕티브부와 전기적으로 연결된 제2 인덕티브부를 포함하며, 상기 제1 공진라인과 함께 λ/2 제1 공진기를 형성하는 제3 공진라인;
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    상기 제1 커패시티브부에 전기적으로 연결되어 형성된 입력전극; 및
    상기 제2 및 제4 커패시티브부중 어느 하나에 연결된 출력 단자를 구비하며,
    상기 제1 커패시티브부, 제1 인덕티브부, 제2 커패시티브부 및 제2 인덕티브부는 나란하게 배열된 것을 특징으로 하는 초소형 적층형 필터.
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