KR20070003598A - 다층 대역 필터 - Google Patents

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KR20070003598A
KR20070003598A KR1020060058477A KR20060058477A KR20070003598A KR 20070003598 A KR20070003598 A KR 20070003598A KR 1020060058477 A KR1020060058477 A KR 1020060058477A KR 20060058477 A KR20060058477 A KR 20060058477A KR 20070003598 A KR20070003598 A KR 20070003598A
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찬드라 쿤두 아룬
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티디케이가부시기가이샤
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Abstract

필터는 제 1 공진기, 제 2 공진기 및 제 1 공진기와 제 2 공진기 사이의 커플링을 갖는 대역 필터를 포함한다. 커플링은 (i) 제1 공지기와 제 2 공진기 사이의 공간과 (ii) 커플링에 연결된 분기 인덕턴스에 의해 제어된다.
대역필터

Description

다층 대역 필터{MULTILAYER BAND PASS FILTER}
도 1은 미국특허 제6,020,799호에 설명된 공지된 실행에 따른 공지된 적층 유전성 대역필터("BPF")의 확대 사시도.
도 2는 도 1의 유전성 BPF 구조에 대한 등가회로의 도면.
도 3은 도 1 및 도 2에 설명된 공지된 구조에 의한 유전성 필터의 대역부근의 감쇠량을 향상시키기 한 전송 특성 시뮬레이션 결과의 두개의 그래프.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대역 필터 구조의 확대 사시도.
도 5는 도 4의 대역 필터 구조에 대한 등가회로의 도면.
도 6은 도 4 및 도5에 따른 대역 필터에 대한 (dB에서)전송 및 반사특성대 주파수를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 제 2실시예를 따른 대역 필터 구성의 확대 사시도.
도 8은 본 발명의 제 3실시예를 따른 대역필터 구성의 확대사시도.
도 9는 본 발명의 제 4실시예를 따른 대역 필터 구성의 확대 사시도.
도 10은 본 발명의 제 5실시예를 따른 대역 필터 구성의 확대 사시도.
도 11은 도 10의 대역 필터 구성에 대한 등가회로.
도 12는 본 발명의 제 1실시예를 따른 대역필터의 분기 인덕턴스를 변화시키는 충돌을 도시한 그래프.
도 13은 본 발명의 제 1실시예를 따른 대역 필터에서의 직류 커플링 캐피시턴스(Cd)를 변화시키는 충돌을 도시한 그래프.
본 발명은 필터에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 듀플렉스 또는 디플렉스와 같은 전기 시스템에 이용가능한 다층 대역 필터에 관한 것이다.
최근에 이동 전화 및 무선 LAN(Local Area Network)과 같은 이동통신 장치의 현저한 소형화는 이 이동통신장치에 내장된 여러 소자의 소형화로 인해 향상되고 있다. 대역 필터는 특정 대역폭 외측에 주파수를 갖는 신호를 억제하고 억제가 거의 없거나 없는 특정 대역폭 내의 주파수를 갖는 신호를 통과시킨다. 대역 필터는 광범위하게 이용된다. 예를 들어, 대역 필터는 셀룰러 전화와 관련된 듀플렉스 및 디플렉서에서 발견될 수 있다. 대역 필터에 의해 셀룰러폰의 안테나가 주파수의 하나의 대역에서 전송하고 다른 주파수대역에서는 수신한다.
대역 필터의 하나의 형태가 미국특허 제6,020,799호의 도 1에 설명되어 있다. 도 1을 참조하면, 대역 필터는 두 개의 TEM(Transvers Electromagnetic Mode) 공진기로 구성되어 있다. 이 공진기는 병렬 접속으로 함께 접속되어 있다. 각각의 공진기는 고 임피던스의 좁은 전송 라인과 저 임피던스의 넓은 전송 라인을 포함하는 한 쌍의 전송라인을 포함한다. 각각의 공진기의 좁은 전송 라인은 대응하는 공 진기의 인접단으로 간주 될 수 있다. 각각의 공진기의 인접단은 다른 공진기의 인접단과 접속되어 있고 또한 접지되어 있다. 좁은 전송 라인중 어느 하나보다 저 이미피던스를 갖는 각각의 넓은 전송 라인은 대응하는 공진기의 원심단으로 간주될 수 있다. 이 각각의 공진기의 원심단은 직류가 흐르는 "구멍"이다. 각각의 공진기의 좁은 전송 라인은 다른 공진기의 좁은 전송 라인에 전기 자기적으로 연결되어 있고, 각각의 공진기의 넓은 전송 라인은 다른 공진기의 넓은 전송 라인에 전기 자기적으로 연결되어 있다. 전자기장은 각각의 공진기의 인터패이스에서 발생하고 다른 공진기에서 발생 된 전자기장과 결합하여 공진기 사이의 "커플링" 또는 "전자기장 커플을 발생한다.
그러나, 미국특허 6,020,799호에 있어서, TEM 모드 공진기의 원심단은 입출력 단자와 그라운드에 전기 용량적으로 결합 된다. 전체구조는 전기 용략적인 커플링의 실질적인 양을 제공한다. 인터 스테이지 커플링 캐패시터(inter-stage coupling capacitor)가 또한 부가되어 커플링은 물론 감쇠극주파수(attenuation pole frequency)를 제어하지만, 이러한 구성에 의해 리액티브 커플링(reactive coupling)은 전제적으로 전기 용량적이다. 이러한 커플링이 전체적으로 전기 용량적이기 때문에 감쇠극을 정밀하게 위치하는데 제한된 제어만이 이용가능하다. 이 전기용양적인 리액티브 커플링을 완화하기 위해, 공진기 사이의 거리가 감소하고, 전송 특성의 감쇠극 주파수가 제 1 전송 라인의 라인 거리와 제 2 전송 라인의 라인 거리를 변경함으로써 조절될 수 있다. 그러나, 사진 석판 기술이 라인을 사진석판 제한, 일반적으로 오늘날에는 0.2mm 보다 더 접근하게 위치시킬 수 없기 때문 에, 리액티브 커플링의 과도한 캐패시턴스을 완화하는 상기 해결책은 바람지하지 못하다. 또한, 라인 사이의 거리까지 전송 선의 짝 홀수 모드 임피던스를 조절함으로써 커플링의 정도가 변경될 수 있다. 그럼에도 불과하고, 공진기사이의 라인 거리는 그만큼 감소 될 수 있다.
본 발명의 제 1실시예에 의하면, 대역 필터는 제 1 공진기와 제 2 공진기를 포함한다. 제 1 공진기와 제 2 공진기 사이의 공간은 (i) 제1 공진기와 제 2 공진기 사이의 공간과 (ii) 커플링에 연결된 분로 캐패시턴스 중 적어도 하나에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 제 2실시예에 의하면, 필터는 주파수 대역을 통과시키는 필터링 수단을 구비한다. 이 필터링 수단은 제 1 공진기 수단과 제 2 공진기 수단을 포함한다. 또한, 필터는 제 1 공진기 수단과 제 2 공진기 수단 사이에 커플링 수단을 포함한다. 이 커플링 수단은 (i) 제1 공진기 수단과 제 2 공진기 수단사이의 공간과 (ii) 커플링 수단에 연결된 분로 인덕턴스 수단사이의 공간의 적어도 어느 하나에 의해 제어된다.
단일의 다층 본체에 집적될 수 있는 하나이상의 수동 소자를 포함하는 통신장치가 요구된다. 대역 필터("BPF")내의 캐패시터와 인덕터와 같은 수동 소자의 리액턴스를 조절함으로써, BPF의 감쇠극이 더 정밀하고 더 용이하게 위치될 수 있다. 단일의 다층 본체는 하나 이상의 바이어스를 통해 연결될 수 있는 여러 단자를 포 함하고 큰 단자 전극을 요구하지는 않는다. 바이어 인덕턴스(via inductance)는 중요한것으로 여겨지는 BPF 전기 성능에 민감할 수 있다.
도 1은 미국특허 6,020, 799호에 설명된 공진 된 수행에 따른 적층된 유전성 BPF구조의 확대도이다. 적층 된 유전성 BPF 구조는 7Ω-35Ω의 범위에서 실현될 수 있는 짝수 모드 임피던스 Ze을 갖는다. 석판기술의 제한으로 인해, 0.2mm보다는 좁지만 2mm보다는 크지않은 라인폭 또는 틈으로 통상적으로는 형성될 수 없다. 따라서, 최소 짝수 모드 임피던스 스텝 비률 Ke은 각각의 공진기의 전송라인사이에서 0.2이다. 더구나, Ke가 크면, 공진기 길이가 짧아질 수 있어서 Ke에 대한 적절한 범위가 존재하고 스트립 라인의 구조적인 파라미터와 관련하여서는 바람직하기로는, 0.2-0.8, 더 바람직하기로는, 0.4-0.6이다. 따라서, 짝수 모드 임피던스가 7 Ω, 1.9 적어도 20Ω 및 2.2 또는 적어도 35Ω일 때, 실현될 수 있는 짝수/홀수 모드 임피던스는 대략 1.4이하이다.
도 1의 적층 된 유전성 BFP 구조는 장치가 형성되는 다수의 두꺼운 유전성 시트(10a-e)를 갖는다. 유전성 시트(10a)는 전성 라인(17a, 17b)에 형성된 한 쌍의 스트립 라인을 포함한다. 제 1전송 라인(17a)은 스티립 라인 공진기 전극(11a)를 가지며, 제 2 전송 라인(17b)은 스트립 라인 공진기 전극(11b)을 갖는다. 제 1 전송 라인(17a)와 제 2 전송 라인(17b)은 공통 접지 전극(16)을 공유한다. 제 1 전송 라인(17a)과 제 2 전송 라인(17b)은 높은 특성 임피던스를 가지고 일단에 접지되어 있으며 제 2 전송 라인(18a, 18b)은 낮은 특성임피던슬 가지며 일단이 개방되어 있다. 커플링 캐패시티(Cc)(28)(도2에 도시)는 커플링 캐피시티 전극(20)과 스트립 라인 공진기 전극(11a, 11b)사이에 형성되어 있다. 적층된 전기 BPF는 스트립 라인 공진기 전극(11a)과 (11b)사이에 형성된다.
적층된 BPF 구조는 1/4 파장 보다 짧은 전체 라인 길이를 갖는 공진기 구조에 두개의 TEM 모드 공진기를 갖는다. 제 1 전송 라인(즉, 상당히 높은 임피던스를 갖는 좁은 전송라인)은 각각의 제 2 전송 라인(즉, 낮은 임피던스를 갖는 넓은 전송 라인)과 병렬로 접속되어 있다. 제 2 전송 라인의 각각의 제 1 전송 라인은 인접단에서 접지되어 있고 각각의 제 2 전송 라인은 원심단에서 개방되어 있다. 제 1 전송 라인은 전기 자기적으로 연결되어 있고 제 2 전송라인은 전기자기적으로 연결되어 있다. 이 모두의 경우의 전자기 커플링 양은 독립적으로 설정된다.
유전성 시트(10c)는 스트립 라인 공진기 전극스트립 라인 공진기 전극(11a, 11b)와 함께 부하 캐패시티(CL)(26, 27)를 형성하는 부하 캐패시티 전극(19)을 포함한다. 또한, 유전성 시트(10c)는 스트립 라인 공진기 전극(11a)와함께 제 1 캐패시터를 형성하는 캐패시티 전극(12a)과, 스트립라인 공진기 전극(11b)와 함께 제 2 캐패시터를 형성하는 캐패시티 전극(12b)을 포함한다. 유전성 시트(10b)는 이출력 단자(14a, 14b)와 접지 단자(15a, 15b)를 포함하다.
커플링 캐패시티(Cc)(28)(도2에 도시)와 로딩 캐패시티(CL)의 조합에 의해, 짝수/홀수 모드 임피던스 비율(P1, P2)이 조절된다. 따라서, 감쇠 극은 대역의 부근에 설정된다. 유전성 시트(10b)와 유전성 시트(10d)는 차폐 전극(13a, 13b)으로 덮혀져 있다. 공진기 단(16), 로딩 캐패시터 단(19) 및 I/O단자(12a, 12b)이 대형 전 극(15d, 15c, 14a 및 14b)의 측에서 끝난다. 이러한 전극의 인덕턴스 효과는 전극의 큰 영역으로 무시된다.
두개의 TEM 모드 공진기는 분리 커플링 수단을 통해 전기용량적으로 연결되어 감쇠극이 필터의 대역폭 부근에서 발생될 수 있다. 로딩 캐패시티(CL)(26, 27)(도2에 도시)는 스트립 라인 공진기 전극(11a, 11b)에 평행하다.
P1과 P2의 관계를 설정함으로써, 감쇠극은 고유 주파수에서 자유롭게 설정될 수 있다. 그러나, TEM 모드 공진기의 개방단은 분로 로딩 캐패시터(shunt loading capacitor)와 접지되어 있다. TEM 모드 공진기와 입출력 단자가 전기용량적으로 연결되어 있다. 전송 특성의 감속극 주파수는 제 1 전송 라인의 라인거리와 제 2 전송라인의 라인 거리를 변경함으로써 조절된다. 라인사이의 거리를 설정함으로써 전송 라인의 짝홀수 모드 임피던스 비율을 조절함으로써 커플링의 크기가 조절될 수 있다. 도 2에 도시되어 있듯이, 인터 스테이지 캐패시터(inter-stage capacitor)(Cc)(28)가 더해져서 커플링은 물론 감쇠극 주파수를 제어한다.
그러나, 이러한 설계가 지니고 있는 문제는 감쇠극이 대역 수준에서 발생할 지라도 감쇠극은 대역의 양측상에 다중 감쇠극을 제공할 수 없다는 것이다. 대역의 양측에서 감쇠극을 갖는 필터는 많은 필터 응용에 바람직한 아웃 오브 밴드 주파수(out-of-band frequency)의 감쇠를 동시에 증가할 수 있다.
또한, 도1의 선행기술의 설계에 있어서, 감쇠극이 전송 라인 임피던스, 로딩 캐패시터 및 내부 커플링 캐패시터의 복잡한 기능이 되기 때문에, 바람직한 필터 중심 주파수 및 바람직한 공진기 커플링에 대한 바람직한 주파수, 즉, 이 중심 주파수의 양측에서의 3dB 강하의 바람직한 필터 대역에서 감쇠극을 실현하기 어렵다. 입출력 커플링 캐패시터(도 2에 도시되어 있듯이, 스트립 라인 공진기 전극(11a, 11b)와 캐패시티 전극(12a, 12b)사이에 위치한 캐패시터(23, 24)), 도 2에 도시되어 있듯이, 인터 스테이지 커플링 캐패시티(Cc)(28) 및도 2에 도시되어 있듯이, 로딩 캐패시티(CL)(26 및27)이 동일한 층에 모두 있기 때문에, 대향 입출력 커플링 캐패시터(23, 24)를 요구하는 광대역 필터를 설계하기 어렵다. 더구나, 입출력 커플링 캐패시터(23, 24), 인터 스테이지 커플링 캐패시티(Cc)(28) 및 로딩 캐패시티(CL)가 동일한 층에 모두 있기 때문에, x-y평면에 대하여 부분적으로 최소화한 BPF를 설계하기 어렵다. 적어도 이들 공진기에 대하여, 도 1에 도시되어 있듯이, 스트립라인 공진기BPF는 광대역, 즉 큰 대역폭을 요구하는 필터에는 적절하지 않다.
도 1의 BPF가 가지는 또 다른 문제는 단지 전극의 크기와 위치이다. 통신장치의 최소화는 하나 이상의 수동 소자가 단일의 다층본체에 집적되는 것을 요구한다. 더 좋은 해결책은 하나 이상의 바이어스를 통해 연결된 개별소자의 단말을 이용하여 측이 종단 단말을 가지는 대신 이 단말을 장치의 바닥에 위치시키는 것이다. 바이어스가 이러한 개량에 이용되는 경우, 이러한 바이어스 인턱턴스의 어느 것은 BPF 전기 성능에 민감할 수 있어서 고려의 대상이다.
도 2는 도 1의 유전성 BPF의 등가회로이다. 도 2에 도시되어 있듯이, 대형 입출력 커플링 캐패시터(23, 24)는 입출력 단자(21, 22)를 각각 갖는다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 유전성 BPF구조에 대한 전송 특성 시뮬레이션 결과의 두개의 그래프이다. 도 3의 위쪽 그래프는 저 제로 감쇠 극(low-zero attenuation pole)을 갖는 필터에 관련된 것이고, 아래쪽 그래프는 고 제로 감쇠 극(high-zero attenuation pole)을 갖는 필터와 관련된 것이다. 양자의경우에, 실선은 감쇠극이 필터에서의 대역으로부터 가장 멀리 있는 경우의 특성을 도시한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 BPF 구성의 확대도이다. 도 5는 도 4의 대역 필터 구성에 대한 등가회로이다.
도 4를 참조하면, 두개의 1/4파 평면 TEM 모드 스트립라인 공진기(52, 54)가 나란히 위치되어 있다. 공진기의 일단은 함께 연결될 수 있고 짧은 단(short end)(116)을 통해 층(03)의 구멍, 구멍(56-60)을 통한 접지에 형성될 수 있는 바이어 인덕터의 인덕턴스를 통해 접지된 시스템에 연결된다. 공진기(52, 54)사이의 전자 커플링은 공진기(52)와 공진기(54)사이의 공간과 바이어 인턱터의 분기 인덕턴스의 값에 의존한다. 이 형태의 구성에 대해, 공진기(52)와 공진기(54)사이의 기본 커플링(dominant coupling)은 짧은 단(116)으로 부터 층(03)의 구멍과 구멍(56-60)을 통해 형성될 수 있는 바이어 인덕터의 매우 큰 인덕턴스로 인해 유도적(inductive)으로 된다. I/O포트 사이의 입출력 포트 캐패시턴스가 I/O캐패시터로 형성되어 판(62)과 (74)사이 및 판(66)과 (76)사이에 형성된다. 공진기(52)와 공진기(54) 사이의 직류 커플링 캐패시턴스(Cd)와 유도성 내부 커플링은 BPF대역의 양측 에 감쇠극을 제공한다. 감쇠극의 위치는 판(72)과 I/O전극(62, 66)사이에 형성되는 직류 커플링 캐패시턴스(Cd)의 값을 변경함으로써 제어될 수 있다. 직류 커플링 캐패시턴스(Cd)는 내부 커플링에 악영향을 미치지 않는다. 판(7476)과 접지판(78) 사이에 형성된 분기 로딩 캐패시터(C11, C12)가 분리 유전성 시트에 위치될 수 있고 캐패시턴스가 BPF의 시스템 접지(78)로 형성될 수 있다. 판 (74, 76) 과 접지 (78)에 의해 형성된 분기 로딩 캐패시터(C11, C12)는 바이어 인덕턴스를 통해 공진기의 개방단에 연결되어 있으며, 이 공진기의 개방단은 구멍(82-88)을 통해 형성되어 층(03)의 구멍을 통해 원심단(110, 112)에 지속한다. 로딩 캐패시터(C11, C12)는 바람직한 중심 주파수에 대한 공진기의 길이를 감소하는데 도움이 될 것이다. 공진기 길이는 공진기의 등가 캐패시턴스와 인덕턴스를 결정한다. 각각의 공진기Le 와 직렬로된 인덕턴스와 병렬로 캐패시턴스에 동일하다고 이해할 수 있다. L1과 C11의 직렬 접속이 공진기와는 실질적으로 평행하고 공진기의 전체 공진 주파수는 각각의 이들 소자에 의해 영향을 받는다. 공진주파수는
Figure 112006046162942-PAT00001
이 식에서 L과 C는 L1, 분기 로딩 캐패시터 C11, Le, 길이를 포함하는 공진기 구조에 의해 결정되듯이 공진기의 내부 인덕턴스와 캐패시턴스을 포함하는 공진기 환경의 전체 인덕턴스와 캐패시턴스를 나타낸다. 따라서, 최적 로딩 캐패시턴스가 BPF크기를 최소화하도록 되어 있다.
광대역 BPF의 경우, 판(62)과 판(74)사이 및 판 (66)과 판(76)사이에 형성된 I/O커플링 캐패시터는 적당히 클 수 있다. I/O 커플링 캐패시터(판(62 및 74)와 판(66 및 76)는 독립적인 유인성 시트상에 나타나 있고 분로 로딩 캐패시터(판(74 및 76 과 접지(78))와 전기용량적으로 연결되어 있어서 필터 설계 요구에 대해 큰 I/O캐패시터를 설계할 수 있다. I/O커플링 캐패시터(판(62 및 74)와 판(66 및 76)은 바이어 인덕턴스를 통해 시스템 접지 평면(78)의 I/O 패드64, 68)에 연결되어 있다. 시스템 접지 평면(78)위에서 I/O패드(64 및 68)과 접지 평면(78)이 서로 분리될 수 있다.
광대역 필터의 경우, 공진기(52 및 54) 사이의 내부 커플링은 설계요건을 만족시키기 위해 충분히 커야만 한다. 커플링을 제어하는 방법은 공진기(54)와 공진기(52)사이의 공간을 조절함으로써 성취될 수 있다. 다시 말해, 공진기(52)와 공진기(54) 사이의 공간이 짧으면, 커플링은 더 강해지고 공진기(52)와 공진기(54)사이의 거리가 더 커지고 커플링이 약해진다. 그러나, 제한이 있은 후 공간은 공정제한 때문에 더 낮아질 수 없다. 커플링을 제어하는 또 다른 방법은 층(03)(짧은 단(116))에서의 구멍과 구멍(56-60)을 통해 형성된 분기 인덕턴스을 사용하여 성취될 있다. 분기 인덕턴스는 부가적인 인덕턴스 커플링을 제공함으로써 공진기의 내부 커플링을 제어한다. 짧은 단(116)으로부터 층(03)의 구멍과 구멍(56-60)을 통해 접지에 형성될 때의 바이어 인덕터의 인덕턴스는 (짧은 단(116)에서의)층(03)의 구멍과 구멍(56-60)의 바이어 사이즈(via size)를 변경함으로써 제어될 수 있다. 더 큰 인덕턴스가 요구되는 경우, 물리적인 직렬 인덕턴스(도시하지 않음)가 직렬로 이 바이어에 부가될 수 있다. 인덕턴스의 값은 하나이상의 병렬 바이어(도시하지 않음)를 이용하거나 바이어 직경(도시하지 않음)을 증가하여 감소 될 수 있다.
로딩 캐패시터(예를 들어, 판(74, 76)은 물론 접지(78)에 의해 형성된 캐패시터)가 공진기 레벨(도4에서의 층(03))위에 위치하는 경우, 이 캐패시터는 (구멍(92-106)을 통해 형성된) 여러 바이어 인덕턴스에 의해 시스템 접지에 접지될 수 있는 유동 접지(34A)에 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 바이어 인덕턴스(도시되 않음)는 공진기(52, 54)의 공진기 내부 커플링에 민감할 수 있다. 조그마한 바아 인덕턴스 변화는 공진기의 커플링과 상부 대역 감속 극의 위치에 악영향을 준다. (판(74 및 76)을 이용하는) 분로 로딩 캐패시터가 도 4에 도시되어 있듯이, 시스템 접지 평면(78)에 전기적으로 연결될 수 있는 구조의 바닥 레벨에 위치될 수 있다.
BPF 구성은 도 4의 층(01-07)으로 표시된 7개의 적층을 포함할 수 있다. 유전성 시트는 상이한 유전성 재료의 동일한 유전체로되어 있다. 짧은단(116)으로부터 층(3)과 구멍(56-60)을 통한 바이어 구멍과 원심단(110, 112)으로부터 층(03) 및 구멍(82-88)을 통한 바이어 구멍이 전도성 페이스트로 채워진다. 마찬가지로, 다른 바이어 구멍이 전도 페이스트로 채워져서 바람직한 바이어스를 설정한다.
층(01)은 BPF 구조의 하부에 의사 유전성 시트(dummy dielectric sheet)를 포함한다. 층(02)은 유동 접지(floating ground)(34A)를 제공하고 층(07)은 시스템 접지(system ground)(78)를 포함한다. 층(02)은 비교적 두꺼우며 두 개의 접지 평면(층(02 및 07)위)이 있는데, 이 접지 평면은 여러 바이어스, 예를 들어, 구멍(92-106)을 통해 서로 연결되어 BPF 구조의 접지를 적절히 유지시킨다. 바이 구멍(92-1-6)은 도 4에 도시된 구조의 제 1에지, 예를 들어 정면 에지를 따른 바이어 구멍(via hole)을 나타낸다. 이 구조의 제 2 에지, 예를 들어, 뒤쪽 에지를 따라, 유사한 수의 바이어 구멍은 더 유사한 상호 접속 바이어스에 대하여 제공한다. 이러한 바이어스는 층(02)에서의 4개의 모퉁이 구멍과 층(03)에서의 4개의 모퉁이 구멍 사이에 연장한 점선으로 표시되어 있다. 또한, 도4는 각각의 층(04, 05 및 06)에서의 대응하는 모퉁이 구멍을 도시한 것으로, 이 구멍은 시스템 접지(78)에 대한 유도 접지(34A)의 바이어(via)상호 접속을 야기하여 도면이 간단해지고 점선은 층(03-07) 사이에는 도시되지 않았다.
유사한 방법이 도 4에서 다른 점선으로 나타나는 데 이용될 수 있다. 아래로 연장한 바이어스는 제 1레벨로부터 아래로만 연장한, 다시 말해 바이어가 제 1 먼저 나오는 금속 판 또는 영역으로 부터 아래로 연장하는 점선(도면을 간단히 하기 위해)으로 표시되어 있다. 예를 들어, 3개의 점선 바이어스는 층(03)의 공진기(52, 54)상의 원형의 마커로부터 아래로 연장된 것으로 도시되어 있다. 공진기(52, 54)의 단(116) 부근의 점선 바이어는 층(03)과 층(04) 사이에 도시되어 있지만, (도면을 간단히 하기 위해)층(04)아래에는 도시되어 있지 않지만, 바이어는 층(04)으로부터 바이어 구멍(56-60)을 통해 층(07)상의 시스템 접지(78)에 연속한다는 것을 이해해야 한다. 마찬가지로, 공진기(52, 54)의 부근의 두 개의 점선 바이어스가 층(03)과 층(04) 사이에 도시되어 있지만, (도면을 간단히 하기 위해)층(04) 밑에는 도시되어 있지 않다. 그러나, 이 바이어스는 층(04)로부터 바이어 구멍(82-88)을 통해 층(06)위의 로딩 캐패시터(74, 76)에 연속한다는 것을 이해해야 한다. 마찬가지로, 층(05)위의 I/O캐패시터 판(62, 66)으로부터 아래로 연장한 두 개의 점 선 바이어스는 층(05)과 층(06)사이에 도시되어 있지만, (도면을 간단히 하기위해)층(06)아래에는 도시되지 않았다. 그러나, 이러한 바이어스는 층(06)으로 부터 바이어 구멍(118, 120)을 통해 층(07)상의 I/O 패드(64, 68)로 연속된다는 것을 이해해야 한다.
(제 1 공진기(52) 및 제 2 공진기(54)를 포함하는)스트립 라인 공진기(BPF)는 두개의 접지 평면 사이에 위치될 수 있다. TEM 1/4파 공진기(이하, 제 1공진기(52)와 제 2 공진기(54)라 한다)의 패턴이 층(03)의 유전성 시트에 위치될 수 있다. 제 1 공진기(52) 및 제 2 공진기(54)는 전기장이 상당히 클 수 있고 자장이 상당히 작을 수 있는 개방단(110, 112)과, 자장이 더 클 수 있고 전기장이 더 작을 수 있는 짧은 단(114, 116)을 갖을 수 있다. 전체 전기장과 자기장은 같다. 공진기(52, 54)의 짧은 단(114, 116)은 함께 접속된 다음 (짧은 단(116)에서) 층(03)의 구멍과 층(07)을 참조해 아래에서 설명한 구멍(56-60)을 통해 형성되는 바이어 인덕터의 인덕턴스(Le)를 통해 시스템 접지(78)에서 종단된다.
필터는 제 2 공진기(52)와 제 2 공진기(54)사이에 커플링을 갖을 수 있다. 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54)사이의 커플링는 예를 들어 유도적으로 분기된 공진기 커플링일 수 있다. 커플링은 전기장 또는 자기장 또는 전기장과 자기장의 결합이 제 1 공진기(52)에서 발생되게 하고 제 2 공진기(54)에 영향을 주게하는 구조일 수 있다. 따라서, 커플링은 (i) 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54)사이의 공간과, (ii) 이 커플링에 연결된(짧은 단(116)의 층(03)의 구멍과 구멍(56-60)을 통 해 형성된 분로 인덕턴스 중 적어도 하나에 의해 제어될 수 있다. 또한, 커플링은 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54) 사이에 연결된 (직류 커플링 캐패시터 판(72)과 공진기 (52, 54)의 짧은 단(114, 116)에 의해 형성된 수 있는 직류 커플링 캐패시턴스(direct coupling capacitance))에 의해 제어될 수 있다. 바람직하다면, 구조적인 인덕턴스(도4에 도시되어 있지 않음)가 아래에 설명되어 있듯이, 커플링을 제어하기 위해 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54) 사이에 위치될 수 있다.
제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54) 사이의 커플링으로 인해, 도 4의 필터는 매우 넓은 대역폭을 갖는 대역 필터로 해석될 수 있다. 특히, 필터는 소정의 대역폭, 예를 들어 1기가 헬쯔 대역을 발생하기에 충분한 공간을 갖는 제 1 극과 제 2극을 갖을 수 있다. 바람직하다면, 부가적인 커플링이 분로 인덕턴스에 의해 제공되기 때문에, 매우 넓은 대역 BPF가 발생 될 수 있다.
직류 커플링 캐패시터(Cd)(72)에 대한 전극이 층(04)에 위치될 수 있다. 직류 커플링 캐패시터(Cd)(72)에 대한 전극은 두 개의 직렬 캐패시턴스 사이의 노드로 간주될 수 있고 하나는 제 1 입력/출력캐패시터 전극(Ce1)(62)으로 형성되고 다른 하나는 제 2 입력/출력 캐패시터 전극(Ce2)(88)으로 형성되어 있다.
제1 입력/출력 캐패시터 전극(Ce1)(62)과 제 1 입력/출력 캐패시터 전극(Ce2)(66)은 층(05)에 위치되어 있다. 이들 전극과 이들 전극이 만드는 캐패시터를 "여기'("excitation") 또는 "포토"("port")전극 및 캐패시터로 알려져 있고 각각은 층(06)상에 전극으로 캐패시턴스를 발생할 수 있다.
직류 커플링 캐패시터(Cd)가 층(4)위의 전극(72)와 층(5)의 I/O전극(62, 66)사이에 형성될 수 있다. BPF 감쇠 주파수는 직류 커플링 캐패시터(Cd)(72)를 동조함으로써 성취될 수 있다. 직류 커플링 캐패시터(Cd)(72)의 구성은 도 5에 도시된 등가회로에 나타나있으며, 도 5에서 제 1 입력/출력 캐패시터 전극과 제 2 입력/출력 캐패시터 전극이 제 1 입력/출력 캐패시터(Ce1)(62)와 제 2 입력/출력 캐패시터(Ce2)(66)의 부분으로 나타나 있다.
공진기 층(03)이 두꺼운 유전성 시트이기 때문에, 렉트 커플링 캐패시터(Cd)(72)는 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54)사이의 내부 커플링과 간섭하지 않는다. 도 4에 도시되어 있듯이, 유전성 시트 층(03)은 다른 층 보다도 더 두껍다. 직류 커플링 캐패시터(Cd)(72)의 튜닝(동조)은 제 1 공진기(52)와 제 2공진기(54)의 내부 커플링에 영향을 주지않고 아웃 오브 대역 감쇠 극 주파수(out-of-band attenuation pole frequency)를 제어한다. 따라서, 감쇠 극의 제어는 내부 커플링에 의존할 필요는 없다.
재 1 로딩 캐패시터 전극(C11)(74)과 제 2 로딩 캐패시터 전극(C12)은 층(06)에 위치할 수 있다. 제 1 로딩 캐패시터 전극(C11)과 제 2 로딩 캐패시터 전극(C12)은 시스템 접지(78)와 더불어 제 1 로딩 캐패시턴스(C11)(74)와 제 2 로딩 캐패시턴스(C12)를 형성한다. 제 1 로딩 캐패시터 전극과 제 2 로딩 캐패시터 전극은 제 1 로딩 캐패시터(C11)(74)와 제 2 로딩 캐패시터(C12)(76)의 부분으로 도 5 에 또한 도시되어 있다. 제 1 로딩 캐패시터 전극과 제 2 로딩 캐패시터 전극은 도 4에서 층(07)상에 시스템 접지로 그리고 도 5에서 접지로 도시된 접지(78)에 전기용량적으로 연결되어 있다.
층(07)은 제 1 로딩 캐패시터 전극(C11)(74)과 제 2 로딩 캐패시터 전극(C12)(76)이 형성된 상면 위의 동일한 유전성 시트의 저면에 형성되어 있다. 층(07)은 시스템 접지(78)와 입력/출력 패드(64, 68)를 포함한다. 층(07)은 시스템 접지(78)와 입력/출력 패드(64, 68)를 포함한다. 로딩 캐패시터(74, 76)는 공진기(52, 또는 54)의 물리적인 길이를 감소시킨다. 로딩 캐패시터(74, 76)가 분리 유전성 표면에 위치하기 때문에, 전체 공진기 길이와 로딩 캐패시터 사이즈는 최적 BPF 크기를 설계하는데 최적화되어 있다. (층(05상의) I/O 캐패시터 전극(62, 66)은 층(07)상의 I/O 단자 패드(64, 68)에 연결되어 있으며, 이 층(0&)(구멍(118, 120))은 물론 층(06)을 통한 대응하는 구멍을 통해 형성된)바이어 인덕터를 통해 유전성 층(06)의 바닥 측에 형성되어 있다. 이들 바이어 인덕터는 도 5에서 Le1 과 Le2로 표시되어 있다.
층(07)상의 시스템 접지는 바이어, 예를 들어, 유도적으로 분기된 공진기 커플링이라고 하는 분기 인덕턴스를 형성하는 짧은 단(116)에서 층(03)의 구멍과 구멍(56-60)을 통하여 층(02)상의 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54)의 인접단(114, 116)에 유도적으로 접속되어 있다. 이 분기 인덕턴스는 도 5에서 Le로 표시되어 있다. 공진기를 분기하기 위해 인덕터를 포함함으로써 더 큰 대역폭이 BPF에 의해 여과된다. 저손실 필터를 설계하기 위해 진공기 폭은 언 로드득 특성 인자(unloaded quality factor)에 대하여 최적화될 수 있다, 공진기(52)와 공진기(54)사이의 전자기 커플링은 이들 공진기 사이의 공간은 물론, 이들 공진기를 시스템 접지(78)에 연결하는 바이어 인턱턴스를 변경함으로 제어될 수 있다. 공진기(52, 54)가 서로 근접하여 이동함에 따라 이들 공진기 사이의 커플링이 증가한다. 현재의 처리 제한으로 제 1 공진기(52)가 제 2 공진기(54)에 어떠한 방법으로 근접하느냐 하는 한계가 있다. 광대역 필터를 설계하기 위해, 부가적인 커플링은 (짧은 단(116)에서의 층(03)을 통한 구멍 및 구멍(56-80)에서의)바이어 인덕턴스를 변경함으로써 추가될 수 있다. 추가적인 커플링은 물리적인 직렬 인덕턴스(도시하지 않음)를 짧은 단(116)에서의 층(03)의 구멍의 바이어 인턱턴스에 합산함으로써 성취될 수 있고 전체 커플링은 병렬 인덕턴스(도시하지 않음)를 시스템 접지(78)에 더함으로써 감소될 수 있다. 따라서, 현재의 처리 제한이 있음에도 불과하고 광대역 필터를 설치할 수 있는 여유가 있다. BPF 구조의 형태의 경우, 전기 용량성 커플링이 포함될지라도, 공진기 사이의 기본 커플링은 유도적이나 전기 용량적은 아니다.
짧은 단(116)에서의 층(03)의 구멍과 구어(56-60)의 분기 인덕턴스는 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54) 사이의 커플링의 더 큰 제어를 제공한다.
도 4에 도시되어 있듯이, 제 1 공진기(52)는 짧은 단(116)에서의 층(03)에서의 구멍과 구멍(56-60)을 통해 분기 인덕턴스에 연결된 짧은단(114)을 가며 또한 공진기(54)는 짧은 단(116)에서의 층(03)의 구멍과 구멍(56-60)을 통해 분기 인덕턴스에 연결된 짧은 단(116)을 갖는다. 유도성 커플링은 (i) 제 1 공진기(52)의 짧은 단(114) 및 제 2 공진기(54)의 짧은 단(116)과 (ii) (시스템 접지(78)사이의 구 멍(56-60)과 짧은 단(116)에서의 층(03)의 구멍을 통한)바이어에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 의한 필터는 ((a) 짤은단(116)에서의 층(03)에서의 구멍과 구멍(56-60)을 통한)바이어와 (b), 물리적 인덕턴스, 예를 들어 인덕터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 공진기(52, 54)의 짧은 단(114, 116)을 포함하는 노드와 시스템 접지(78) 사이에 전도 통로를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 부가적인 인덕턴스가 바람직하다고 결정되면, 예를들어, 짝수의 큰 대역폭이 바람직한 경우, 필터의 인덕턴스가 물리적인 인덕턴스(도시되지 않음)로 보충될 수 있다. 필터는 제1 공진기(52)와 제 2 공진기(54)는 물론 물리적인 인덕턴스(도시되지 않음)를 갖는 층(3)을 포함한다. 대안적으로, 필터는 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54) 모두를 갖는 층, 예를 들어,제1층 즉, 층(03)과 (도 4에 도시되지는 않았지만 층(04)의 이용되지 않는 층(04)에 부가되어 단(114, 116)에 부가되는) 물리적 인덕턴스를 갖는 제 2 층, 예를 들어, 층(04)을 포함한다.
바람직하다면, 제 1 공진기(52)는 제 1층, 예를 들어, 층(03)에 형성될 수 있고, 제 2 공진기(54)는 (제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54) 사이에 직접 유도성 커플링을 제공하기에 충분히 가까운)제2층에 형성되고 물리적인 인덕턴스(도시되지 않음)는 제 3층 위에 형성될 수 있다. 물리적 인덕턴스(도시되지 않음)는 전도 세라믹 또는 전도성 적층재와 같은 금속 또는 기타 전도체를 포함하거나 소정의 상태에서 전도하는 능동소자를 포함할 수 있다.
상기에서 언급한 실시예의 변경은 본 발명에서 벗어나지 않는다면 또한 가능 하다. 예를 들어, 직류 커플링 캐패시터(72)(도 5)의 어느 레벨 또는 병렬 직렬 또는 이의 결합으로 다층 레벨 위에 형성될 수 있는데, 이러한 이유는 Cd 캐패시턴스(76)는 직류 커플링 캐패시턴스 보다 더 떨어져 연결되는 단자를 갖을 수 있기 때문이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 필터는 적층 된 유전성 필터를 포함한다. 그러나, 본 발명의 실시예에 의한 다른 필터가 유전성 필터에 적층 될 수 있다는 것이 이해된다. 적층된 필터에 의해 캐패시터가 소정의 층의 제 1판과 제 2판모두에 형성되거나 제 1층위의 제 1 판 및 제 2층위의 제 2판과 형성된다. 이러한 층과 판에 수직하는 바이어스는 전도통로를 시스템 접지에 대한 층 사이에 연장케 함으로써 인덕턴스를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 제 1 공진기(52)와 제 2 공진기(54)는 트랜서버스 전기 모드(transverse electric mode(TEM))공진기르 포함할 수 있다. 그러나, 바람직하다면, 물리적인 인덕턴스는 전도 코일과 같은 층위에 형성될 수 있다.
도 6은 도 4 및 도 5의 실시예에 의한 BPF의 전송 및 반사 대 주파수의 그래프이다. 제 1 극(132)은 대략 58dB의 감쇠를 제공하고 제 2 극(134)은 30dB를 초과하는 감쇠를 제공한다. 30dB 억제는 인접한 대역의 분리를 용이하게 한다. 반사의 억제는 거의 30dB로 된다는 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 BPF의 확대 사시도이다. 본 발명의 제 2 실시예는 하나가 아니라 두 개의 바이어로 형성된 관통 구멍(156-160) 및 (156- 160A)은 층(03)의 공진기(152, 154)를 층(07)의 시스템 접지(178)에 연결한다는 점에서 제 1 실시예와 다르다. 바이어 관통 구멍(156-160)은 제 1 공진기의 짧은 단(인접단)에 연속이고 바이어 관통 구멍(156a-160A)은 공진기(154)의 짧은 단(인접단)에 연속한다. 하나 이상의 바이어스를 통한 인덕터의 추가에 의해 더 작은 인덕턴스가 공진기(152, 154)에 연결되어 공진기(152, 154)사이의 내부 커플링을 감소시킨다.
도 4의 실시예와 같이 도 7의 실시예는 다층으로 구성될 수 있다. 의사 층(dummy layer)(32B)은 층(01)에 형성되어 있고 유동접지(34B)는 층(02)에 형성되어 있으며, 시스템 접지(178)는 층(07)에 형성되어 있다. 스트립 라인 공진기(BPF)는 두 개의 평면, 즉, 층(02)과 층(07) 사이에 위치되어 있다. TEM 1/4파 공진기(이하, 제 1 공진기(152)와 제 2 공진기(154)라한다)에 대한 패턴은 층(03)의 유전성 시트상에 위치되어 있다. 도 4의 공진기와 같이, 도 7의 제 1 공진기(152)와 제 2 공진기(154)는 전기장은 매우 크고 자기장은 작은 원심단(110A(즉, 개방단)과, 자기장은 매우 크며 전기장이 작은 인접단(112A)을 갖는다. 공진기의 인접단(112A)는 함께 연결되어 있고 층(07)과 관련하여 아래에서 설명된 인접단(112A)에서 층(03)의 구멍과 구멍(156-160)과 (156A-160A)을 통해 형성되는 바이어의 임피던스(Le)를 통해 시스템 접지(178)에서 종단된다. 당업자라면 도7(도 8 및 도9)의 개략도는 도 4에서 이미 도시한 구조와 유하여 도시하지 않았다.
층(04)위에는 직류 커플링 캐패시터(Cd)에 대한 전극이 배치되어 있다. 층(04)에는 제 1 입력/출력 캐패시터 전극9Ce1)과 제 1 입력/출력 전극(Ce2)(166)이 배치되어 있다. 제 1 로딩 캐패시터 전극(C11)(174)과 제 2 로딩 캐패시터 전극(C12)(176)이 층(06)에 배치되어 있다. 층(07)은 제 1 로딩 캐패시터 전극(C11)(174)과 제 2 로딩 캐패시터 전극(C12)이 형성된 상면 상의 동일한 유전성 시트의 저면에 형성될 수 있다. 층(07)은 시스템 접지(178)뿐 아니라 입력/출력 패드(164 및 168)를 포함한다. 본 발명의 제 2 실시예에서, 층(07)의 시스템 접지(178)는 두개의 바이어로 형성된 관통 바이어 구멍(156-160) 및 (156A-160A)를 통해 그리고 층(03)의 대응하는 구멍을 통해 공진기(152 및 154)에 연결되어 부가적인 인덕턴스를 제공한다.
도 8은 본 발명의 제 3실시예에 의한 BFP의 확대 사시도이다. 본 발명의 제 3실시예는 물리적인 인덕턴스(2000가 층(05)에 형성된다는 점에서 제 1 실시예와 다르다. 물리적 인덕턴스(200)에 의해 더 큰 인덕턴스가 공진기(252, 254)에 연결되어 공진기(252)와 공진기(254)사이의 내부 커플링을 증가시킨다. 도 4 및 도 7의 실시예에서 처럼 도 8의 실시예는 다층을 포함한다. 의사층(32C)이 층(01)위에 형성되어 있고 유동 접지(34C)는 층(02)위에 형성되어 있고 시스템 접지(278)은 층(07)위에 형성되어 있다. 스트립 라인 공진기(BPF)는 두 개의 접지 평면, 즉 층(02)과 층(07) 사이에 위치되어 있다. TEM 1/4파 공진기(이하, 제 1 공진기 및 제 2 공진기라한다)에 대한 패턴은 층(03)의 유전성 시트에 위치되어 있다. 도 4의 공진기와 같이, 도 8의 제 1 공진기(252)와 제 2 공진기(254)는 원심단(210, 212)를 가지며, 이 원심단에서는 전기장은 매우 크고 자기장은 작다. 공진기(252, 254) 의 인접단(214, 216)은 바이어 인덕터의 인덕턴스(Le)를 통한 시스템 접지(278)에 물리적 인덕턴스(200)를 통해 연결 및 종료된다. 상기 바이어 인덕터는 충(03)의 구멍, 구멍(256), 물리적인 인덕터(200)은 물론 층(05)의 구멍 및 구멍(260)을 통해 아래에서 설명된 것처럼 형성되어 있다.
층(04)위에는 직류 커플링 캐패시터(Cd)(272)에 대한 전극이 배치되어 있다. 층(05)위에는 제 1 입력/출력 캐패시터 전극(Ce1)과 제 1 입력/출력 캐패시터 전극(Ce2)(266)이 배치되어 있다. 제 1 로딩 캐패시터 전극(C11)(274)과 제 2 로딩 캐패시터 전극(C12)(276)이 층(06)에 위치되어 있다. 층(07)은 제 1 로딩 캐패시터 전극(C11)(274)과 제 2 로딩 캐패시터 전극(C12)(276)이 형성된 상면상의 동일한 유전성 시트의 저면위에 형성되어 있다. 층(07)은 시스템 접지(278)와 입력/출력 패드(264, 268)를 포함한다. 본 발명의 제3 실시예에서, 층(07)의 시스템 접지(278)는 층(05)상의 물리적인 인덕턴스(200)를 통해 연결되어 전체 분로 인덕턴스를 증가시키게 되어 공진기(252)와 공진기(254)의 전체 내부 커플링을 증가시킨다.
도 9는 본 발명의 제 4실시예에 의한 BPF의 확대 사시도이다. 본 발명의 제 4실시예는 물리적인 인덕턴스(300)가 (도 8의 실시예에서 처럼)층(05)에 형성되어 있고 공진기(352, 354)가 정렬되어 있다는 점에서 제 3실시예와 다르다.
도 4, 도 7 및 도8의 실시예와 같이, 도 9의 실시예는 다층을 포함할 수 있다. 의사층(32D)은 층(01)위에 형성되어 있고, 유동 접지(34D)가 층(02)위에 형성 되어 있고, 시스템 접지(378)는 층(07)에 형성되어 있다. 스트립 라인 공진기(BPF)는 두 개의 접지 평면, 즉 층(02)과 층(07) 사이에 존재한다. TEM 1/4 파 공진기(지금부터 제 1 공진기(352)와 제 2 공진기(354)라고 한다)에 대한 패턴은 층(03)의 유전성 시트 상에 존재한다. 도 4의 공진기와 같이,도 9의 제 1 공진기(352)와 제 2의 공진기(354)는 전기장은 상당히 크며 자기장은 작은 원심단(310, 312)와, 자기장이 상당히 크며 전기장이 작은 인접단(314, 316)을 갖는다. 공진기(352, 354)의 인접단(314, 316)은 시스템(454)와 함께 연결되고 종료되며, 도 10의 제 3공진기(450)는 전기장이 매우 크며 자기장이 작은 원심단(410-412)와, 자기장이 상당히 크고 전기장이 작은 인접단(414-416)을 갖는다. 공진기(450-454)의 인접단(414-416)은 아래에 설명된 층(03)의 구멍과 관통 구멍(456-460)을 통해 형성된 바이어 인덕터의 인덕턴스(450)(Le)을 통해 시스템 접지(478)에 함께 연결되고 종료된다.
층(04)위에는 직류 커플링 캐패시터(Cd)(472)가 배치되어 있다. 층(05)위에는 제 1 입력/출력 캐패시터 전극(Ce1)(462) 및 제2 입력/출력 캐패시터 전극(Ce2)(466)이 배치되어 있다. 제 2 로딩 캐패시터 전극(C11)(474), 제2 로딩 캐패시터 전극(C12) 및 제23 로딩 캐패시터 전극(C13)(475)가 층(06)에 위치될 수 있다. 층(07)은 제 1 로딩 캐패시터 전극(C11)(474), 제2 로딩 캐패시터 전극(C12)(476) 및 제 3 로딩 캐패시터 전극(C13)(475)가 형성된 상면 상의 동일한 유전성 시트의 바닥면에 형성될 수 있다. 층(7)은 시스템 접지(478)는 물론, 입력/ 출력 패드(464, 468)를 포함한다. 본 발명의 제 5실시예에서, 층(07)의 시스템 접지(478)의 층(03)의 구멍을 통해 그리고 대응하는 구멍(456-460)을 통해 연장하는 바이어 인덕턴스를 통하여 연결되어 공진기(450-454) 사이의 전체 내무 커플링을 증가시킨다. 부가적인 공진기(450)는 제 2의 공진기(454)와 병렬로되어 있다. 주지해야 할 것은 추가적인 공진기가 필터 전기 성능의 형상을 조절하는데 이용될 수 있는 커플링에 더해진다는 것이다.
도 11을 참조하면, 제 1 로딩 캐패시터 전극, 제 2 로딩 캐패시터 전극 및 제 3 로딩 캐패시터 전극은 접지(478)에 전기 용량적으로 연결되어 분로 로딩 캐패시터(C11)(474), (C12)(476) 및(C13)(475)를 형성한다. 상술한 실시예에서 처럼, 층(05)상에는 두 개의 I/O 캐패시터 단자(462, 466)가 있으며 이들 각각은 층(07)상의 I/O 캐패시터 단자(464, 468)에 유도적으로 연결되어 있다.
상술한 실시예에서 처럼, 층(07)위의 시스템 접지(478)는 층(03)의 구멍 과 구멍(456-460)을 통해 연장하는 바이어를 통해 층(03)위의 제 1 공진기(452), 제 2 공진기(454) 및 제 3공진기(450)인접단에 유도적으로 연결되어서 유도적으로 분기된 공진기 커플링하는 분기 인덕턴스를 형성한다. 이 분기 인덕턴스가 도 11에서 Le450으로 도시되어 있다.
상술한 실시예에서, 공진기를 분기하기 위해 인덕터의 포함함으로써 내부 커플링에 대하여 제어가 더 강력해지고 더 큰 대역폭이 BFP에 의해 여과된다. 저손실 필터를 설계하기 위해, 공진기 폭은 언로드 된 특성 인자에 대하여 최적화된다. 공진기 사이의 전자기 커플링은 공진기 사이의 공간은 물론, 공진기를 시스템 접지에 연결하는 바이어 인덕턴스에 의해 제어될 수 있다. 공진기들이 서로 근접함에 따라, 공진기 사이의 커플링은 증가한다. 현재 처리 제한으로 인해, 최소 분리가 공진기 사이에서 설정될 수 있다. 그러나, 광대역 필터를 설계하기 위해 부가적인 커플링이 바이어 인덕턴스 값을 변경함으로써 부가될 수 있다. 부가적인 커플링은 물리적인 직렬 인덕턴스를 바이어 인덕턴스에 부가함으로써 부가될 수 있고 전체 커플링은 병렬 인덕턴스를 시스템 접지에 부가함으로써 감소될 수 있다. 따라서, 현재 또는 미래 제한으로 인한 광대역 필터 설계의 자유는 성취될 수 있을 것이다. BPF 구조의 이 형태의 경우, 전기 용량성 커플링이 물론 포함되지만, 공진기 사이의 기본 커플링은 전기용량적이 아니라 유도적이다.
분기 인덕턴스는 공진기 사이의 커플링의 더 큰 커플링의 제어를 제공하여 BPF의 3-dB 브레이크포인트(breakpoint)사이의 공간의 더 큰 제어를 허여한다.
도 12는 내부 커플링의 변경으로 인한 변경 관계를 도시한 그래프이다. 즉 3-dB대역폭은 본 발명의 제 1실시예에 따라 가변 분기 인덕턴스에 따라 변한다. S(1, 2)레벨된 도 12의 그래프의 제 1 궤적(502)은 0.2nH의 분기 인덕턴스에 대한 BPF의 전송손실을 도시한다. 분기 인덕턴스를 증가시키므로써, 필터의 대역폭은 증가 될 수 있다.
S(3,4)로 라벨 된 도12의 그래프의 제2궤적(530)은 0.3nH의 분기 인덕턴스에 대한 전송 손실을 도시한다. 분기 인덕턴스를 증가함으로써, 필터의 대역폭은 증가 될 수 있다.
S(5,6)로 라벨 된 도 12의 그래프의 제3궤적(550)은 0.4nH의 분기 인덕턴스 에 대한 BPF의 전송손실을 도시한다. 분기 인덕턴스가 0.2nH로부터 0.3nH로 증가함에 따라, 필터의 대역폭이 더 증가할 수 있다.
도13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 직류 커플링 개패시턴스(Cd)의 변동으로 인한 변경관계를 도시한다. S(1,2)라벨된 도13의 그래프의 제 1 궤적(610)은 0.1pF의 직류 커플링 캐패시턴스에 대한 BPF의 전송손실을 도시한다. 트렌스미터(transmitter)내의 손실을 설명하는 전송 손실은 2.0GHz의 신호에 대한 억압의 대략 28dB를 갖을 수 있고 전송손실은 2.85GHz의 주파수에서 감소 극(억제의 약 46dB)을 갖는다. 전송 신호는 대약폭, 즉 약 4.25GHz와 6.15GHz사이에서 억제가 매우 적다.
라벨된 C(3, 4)의 도 13의 그래프의 제 2 궤적(630)은 0.15pF의 직류 커플링 캐패시턴스의 전송 손실을 도시한다. 이 전송손실은 대역외측의 억압 많큼은 갖지 않는다.
라벨된 S(5,6)의 도 13의 그래프의 제 3 궤적(650)은 0.2pF의 직류 커플링 캐패시턴스에 대한 BPF의 전송손실을 도시한다. 이 전송손실은 궤적(610, 630)에 대한 특성과 비교하여 대역 외측의 적은 억압을 갖는다.
도 13은 따라서 BPF의 다른 특성과 감쇠극이 직류 커플링 특성을 변경함으로써 제어될 수 있다.
무선-LAN (로컬 에어리어 네트워트) 및/또는 다른 통신 시스템에 대한 높은 언로드 된 특성 인자를 갖는 낮은 프로화일 다층 유전성 BPF가 도시되어 있다. 낮 은 프로화일 다층 유전성 BPF는 단일의 본체를 형성하기 위해 함께 연소된 전극층과 얇은 유전성 층의 여러 층을 갖는다. 주지해야할 것은 위조품은 유도적으로 분기된 공진기 커플링의 하나의 예에 불과하고 다른 실시예 및 설계는 본 발명의 정신에서 벗어나지 않으면 가능하다. 예를 들어, 부가적인 공진기가 부가될 수 있거나, 부가적인 캐패시터 또는 인덕터와 같은 부가적인 수동 소자가 부가되어 대역을 더 형성할 수 있다. 더구나, 다층 BPF는 공통 모놀리식 구조내에서 형성될 수 있다. 저역 필터, 정지 대역 필터 및 고역필터는 물론 다층대역을 갖는 필터와 같은 다른 필터의 형태가 본 발명의 범위 내에서 형성될 수 있다.
본 발명의 상기와 같은 기술적인 구성에 의해, 전기용 양적인 리액티브 커플링을 완화할 수 있다.

Claims (14)

  1. 대역필터에 있어서,
    제1 공진기와;
    제 2공진기와;
    제 1 공진기와 제 2 공진기사이의 커플링을 구비하며. 이 커플링은 (i)제1 공진기와 제 2 공진기 사이의 공간과 (ii) 이 커플링에 연결된 분로 인덕턴스중 적어도 하나에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  2. 제 1항에 있어서,
    제1 공진기는 분로 인덕턴스에 연결된 제 1단을 가지며;
    제 2 공진기는 분로 인덕턴스에 연결된 제1단을 가지며;
    분로 인덕턴스는 (i) 제1 공진기의 제 1 단 및 제 2 공진기의 제 1단과 (ii)시스템 접지사이에 컨덕터를 구비하는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  3. 제 2항에 있어서,
    컨덕터는 (a)바이어 와(b) 물리적인 인덕턴스중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  4. 제 1항에 있어서,
    대역 필터의 감쇠는 직류 커플링 캐패시터에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  5. 제 1항에 있어서,
    필터는 적층된 유전성 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  6. 제 2항에 있어서,
    제 1 공진기는 제 1 TEM 공진기를 포함하고, 제 2 공진기는 제 2 TEM 공진기를 포함하고, 제 1공진기의 제 1단은 제 2공진기의 제 1단에 연결된 것을 특징으로 하는 대역필터.
  7. 제 2항에 있어서,
    컨덕터는 (a) 다수의 바이어스 와(b) 물리적인 인덕턴스중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 대역필터.
  8. 한정된 주파수 대역내에 신호를 통과시키며 제 1 공진기 수단과 제 2 공진기수단을 갖는 필터링 수단과;
    제 1 공진기 수단과 제 2 공진기 수단사이에 위치하여 (i)제1 공진기 수단과 제 2 공진기 수단사이의 공간과 (ii) 커플링 수단에 연결된 분기 인덕턴스 수단 중 적어도 어느 하나에 의해 제어되는 커플링 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 필 터.
  9. 제 8항에 있어서,
    제 1 공진기 수단은 분기 인덕턴스 수단에 연결된 제 1 단을 가지며;
    제 2 공진기 수단은 분기 인덕턴스 수단에 연결된 제 1 단을 가지며;
    분기 인덕턴스 수단은 (i) 제1 공진기 수단의 제 1 단 및 제 1 공진기 수잔의 제 1 단과 (ii) 시스템 접지 수단사이에 컨덕터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  10. 제 9항에 있어서,
    컨덕터는 (a) 바이어 수단과 (b) 물리적인 인덕턴스 수단중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  11. 제 8항에 있어서,
    필터의 감쇠는 직류 커플링 캐패시턴스 수단에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 필터.
  12. 제 8항에 있어서,
    필터는 적층된 유전성 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  13. 제 9항에 있어서,
    제 1 공진기 수단은 제 1 TEM 공진기이고, 제2 공진기 수단은 제 2 TEM 공진기이고, 제 1 공진기 수단의 제 1단은 제 2 공진기 수단의 제 1단과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 필터.
  14. 제 9항에 있어서,
    컨덕터 수단은 (a) 다수의 바이어 수단과 (b) 물리적 인덕턴스 수단 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
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