KR20070045215A - 분산-공급 커플드-링 공진기-쌍 타원-함수 필터용 장치 및 방법과 이 필터를 포함하는 전송기 및 수신기 - Google Patents

Abstract

필터는 분산 공급 라인들 사이에 평면으로 위치된 공진기 쌍을 커플링한다. 필터는 또한 신호 경로에 수직으로 위치된다. 필터는 두 쌍의 공진기를 구비한다. 분산 공급 라인의 커플링 확장부는 실질적으로 서로 평행하다. 공진기는 커플링 확장부에서 분산 공급 라인과 커플링된다. 각 쌍의 공진기는 또한 서로 커플링된다. 토폴로지는 고도의 근접 주파수 거부 능력을 갖는 타원 함수 응답 대역 통과 필터를 효과적으로 형성한다. 필터는 캐스케이드되어 개선된 주파수 거부를 제공한다. 또한, 이 토폴로지는 표준 리소그래피 기술을 사용하여 비교적 저비용으로 제조될 수 있다.

Description

분산-공급 커플드-링 공진기-쌍 타원-함수 필터용 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODS FOR SPLIT-FEED COUPLED-RING RESONATOR-PAIR ELLIPTIC-FUNCTION FILTERS}

일반적으로, 전기 회로 내의 필터는 선택된 신호는 "통과"시키지만, 다른 신호는 차단할 수 있다. 필터의 한가지 유형으로는 대역 통과 필터가 있다. 전형적인 대역 통과 필터는 특정 주파수 범위에 있는 신호는 통과시키지만, 다른 주파수의 신호는 차단하는 전기 장치 또는 회로이다.

대역 통과 필터는 라디오, 텔레비전, 무선 및 셀룰러 전화, 무선 통신 시스템, 레이더, 센서, 및 측정 및 계측 시스템을 제조하는 몇가지 유형과 같은 장치에 있는 전기 회로에서 종종 사용된다. 이들 장치는 전자기파를 사용하여 신호를 송수신한다.

송신기에서의 대역 통과 필터의 주요 기능은 출력 스펙트럼의 대역폭을 제한하는 것이다. 수신기에서, 대역 통과 필터는 그 수신기가 선택된 범위의 주파수를 수신하도록 하지만, 원치않는 주파수의 신호는 거부한다. 대역 통과 필터는 또한 수신기의 신호 대 잡음(민감도)을 최적화한다. 송신 및 수신 애플리케이션 모두에서, 사용되는 통신의 속도 및 모드에 대하여 최적의 대역폭을 갖는 잘 설계된 대역 통과 필터는 시스템에 전달될 수 있는 신호의 수를 최대화하지만, 신호들 간의 간섭 또는 경합은 최소화한다.

전자 장치에 있는 필터의 애플리케이션의 예로는 마이크로파 통신, 즉, 전자기 스펙트럼의 마이크로파 부분에 있는 신호를 사용하는 무선 통신이 있다. 고주파에서 동작하도록 의도된 종래의 필터 설계는 엣지-결합, 표면 탄성파(surface acoustic wave; SAW), 유전체 공진기 및 도파관 필터를 포함한다. 마이크로파 통신에서 사용되는 또 다른 유형의 종래의 필터로는 두 개의 사각(square) 루프 공진기를 갖는 필터가 있으며, 여기에서, 사각 루프 공진기들은 코어 물질의 어느 한 쪽에 위치되며, 이 루프들의 중심은 어긋나 있다. 이러한 유형의 필터는, 예를 들면, 인쇄 배선 기판의 두 개의 층에서 실현될 수 있다. 동작시에, 사각 루프 공진기는 서로 교차 결합되어, 각각 다른 공진기의 전기적 응답에 영향을 주어 마이크로파 통신에 유용한 신호를 생성한다. 이 필터의 응답은 공진기들의 상대적 위치들에서 오프셋의 양을 변경함으로써 제어된다.

종래의 필터 설계 및 동작에 있어서 다양한 어려움으로 인해 고생하였다. 예를 들면, 종래의 신호 필터링 기술은 전형적으로, 원치않는 주파수가 선택된 통과 주파수에 근접하는 경우에는 양호하게 필터링을 하지 못하였다. 이로 인해, 원치않는 신호를 차단하는데 있어 어려움이 종종 발생하였다. 이들 상황에서의 필터는 전형적으로 열 잡음을 대역 제한하고 이미지 주파수 및 다른 근접 불요(spurious) 신호를 거부하는데 사용된다. 고주파 대역 통과 필터에 대한 요구 사항은 전형적으로 콤팩트한 토폴로지, 협소하고 날카로운(sharp) 통과 대역, 근접 주파수에서의 높은 거부 및 전체적으로 저렴한 제조 및 동조를 포함한다. 전술한 엣지-결합, 표면 탄성파(SAW), 유전체 공진기 및 도파관 필터에서, 공진기 토폴로지는 상대적으로 제조 비용이 높고 부피가 크며 동조하는데 어려움이 있다. 희망하는 주파수는 통과시키지만, 원치않는 근접 주파수를 필터링하는 고도의 선택도를 갖는 대역 통과 필터에 대한 방법 및 장치를 구비하는 것이 여전히 바람직하다.

본 발명의 실시예는 커플링된 링 공진기 토폴로지를 갖는 신규한 필터링 구조를 사용하는 필터링용 기술을 제공함으로써 그러한 결함을 상당히 극복한다. 그러한 구조는 높은 근접 거부 타원-응답을 제공하기 때문에 대역 통과 필터링에 매우 적합하다. 그러한 구조는 작고 좁은 대역인 필터를 제공한다. 더욱이, 이들 토폴로지는 상대적으로 저가의 표준 리소그래피 기술을 사용하여 실현될 수 있다는 점에서 잇점이 있다.

보다 상세하게, 본 발명의 실시예는 필터의 공급 라인에 수직으로 위치된 링 공진기 쌍을 사용하는 방법 및 장치를 제공한다. 이 공급 라인은 두 개의 공진기 쌍을 결합하도록 분산되어 있다. 각각의 공진기 쌍에 있는 공진기들은 서로 커플링되어 있을 뿐만 아니라 공급 라인과도 커플링되어 있다. 다른 공진기들과 관련한 공진기 위치 및 공진기 커플링 길이는 선택된 주파수를 통과시키기 위해 필터 회로를 동조시키는데 사용된다. 공급 라인과 관련한 공진기 위치 및 공진기 폭 또한 필터 회로를 동조시키는데 사용된다. 일 실시예에서, 이 토폴로지는 고도의 근접 거부 능력을 갖는 타원 함수 응답 대역 통과 필터를 효과적으로 형성한다. 또한, 본 발명의 실시예의 이들 토폴로지는 인쇄 배선 기판 제조 또는 박막 제조에 사용되는 것과 같은 표준 리소그래피 기술로 비교적 저비용으로 제조될 수 있다.

필터의 한 실시예는, 제 1 커플링 확장부 및 제 2 커플링 확장부에 접속된 제 1 간선을 구비하는 제 1 공급 라인, 및 제 3 커플링 확장부 및 제 4 커플링 확장부에 접속된 제 2 간선을 구비하는 제 2 공급 라인을 포함하고, 여기에서, 제 1 커플링 확장부는 제 3 커플링 확장부와 실질적으로 평행하고, 제 2 커플링 확장부는 제 4 커플링 확장부와 실질적으로 평행하다. 이 실시예는 제 1 및 제 2 공급 라인과 평면으로 위치된 네개의 링 공진기를 더 포함하며, 여기에서, 제 1 쌍을 형성하는 링 공진기 중 두 개는 제 1 및 제 3 커플링 확장부 사이에 위치되고, 제 2 쌍을 형성하는 링 공진기 중 다른 두 개는 제 2 및 제 4 커플링 확장부 사이에 위치되어, 네개의 링 공진기가 공급 라인과 커플링됨으로써 제 1 공진 회로를 형성한다. 이러한 토폴로지의 공진 회로는 근접 주파수는 차단하지만 선택된 주파수의 신호를 통과시키는 잘 정의된 통과 대역을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 각각의 링 공진기는 선택된 중심 주파수에 실질적으로 중심이 맞추어지는 통과 대역을 제공하는 각 사이드 상의 선택된 중심 주파수의 실질적으로 1/4 파장(λ/4)이다. 따라서, 필터는 파장에 비례하여 공진기 길이를 스케일링(scaling)함으로써 대략 특정 주파수에 중심이 맞춰질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 각각의 링 공진기는 사각형상의 링이다. 사각 형상의 링은 둥근 링 공진기보다 공급 라인 및 서로 더 효과적으로 커플링된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 사각형상 링의 각 사이드는 선택된 중심 주파수의 실질적으로 1/4 파장(λ/4)이다. 또한, 각각의 사각형상 공진기의 사이드에 인접한 각각의 커플링 확장부의 일부는 커플링 포인트를 형성하고, 각각의 커플링 포인트는 실질적으로 1/4 파장 커플러이다. 이것은 공진 회로에 걸쳐 밸런싱된 공진을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 공급 라인, 커플링 확장부 및 링 공진기는 기판 상의 신호층의 도전성 피처(features)이다. 본 발명의 이들 실시예에서, 개시된 진보적인 피처를 사용하여 형성된 대역 통과 필터는 회로의 일부이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 대역 통과 필터는 제 1 커플링 확장부와 제 3 커플링 확장부 사이의 제 5 링 공진기 및 제 2 커플링 확장부와 제 4 커플링 확장부 사이의 제 6 링 공진기를 더 포함한다. 대역 통과 필터에 있는 부가의 공진기는 통과 대역의 정의를 개선시킨다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 링 공진기들은 각각의 공진기가 인접 공진기들의 공진에 영향을 미치도록 서로 관련하여 위치되어 대역 통과 필터의 통과 대역이 정의되도록 한다. 서로 관련하여 링 공진기를 위치시킴으로써 대역 통과 필터를 효과적으로 동조시킨다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 대역 통과 필터는 전자기 스펙트럼의 라디오 주파수 영역에서 동작하도록 구성된다. 이 방식에서, 대역 통과 필터의 피처는 라디오 주파수 범위로부터 선택된 주파수에 따라 리사이징(resizing)된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 전술한 바와 같이 링 공진기를갖는 제 1 공진 회로와 링 공진기를 갖는 제 2 공진 회로가 직렬로 접속된다. 이것을 소위 필터를 "캐스케이드"한다고 칭한다. 직렬로 접속된 필터는 필터 하나일 때보다 더 날카로운 통과 대역을 제공한다.

본 발명의 방법 실시예는, 제 1 공급 라인 및 제 2 공급 라인을 제공하는 단계, 공급 라인에 실질적으로 수직으로 위치된 링 공진기 쌍을 제공하는 단계, 및 공급 라인이 링 공진기 쌍에 커플링되어 제 1 공진 회로를 형성하도록 각각의 공급 라인 상에 커플링 확장부를 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 방법은 각각의 링 공진기가 인접 공진기의 공지에 영향을 미쳐 대역 통과 필터의 통과 대역이 정의되도록 적어도 두개의 링 공진기를 서로 관련하여 위치시키는 것에 의해, 대역 통과 필터가 동조되는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 방법은 제 1 및 제 2 공급 라인, 적어도 두 쌍의 링 공진기, 및 커플링 확장부를 라디오 주파수에서 동작하도록 구성하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 방법은 제 1 및 제 2 공급 라인, 적어도 두개의 링 공진기, 및 커플링 확장부를 인쇄 배선 기판 기술을 사용하여 기판의 평면상에 피처로서 형성하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 방법은 제 1 및 제 2 공급 라인, 링 공진기, 및 커플링 확장부를 박막 기술을 사용하여 기판의 평면상에 피처로서 형성하는 단계를 더 포함한다. 이 방식에서, 대역 통과 필터는 비교적 저비용의 표준 제조 기술을 사용하여 구성될 수 있고, 따라서, 이들 필터를 비교적 저비용으로 용이하게 구현할 수 있게 된다.

본 발명의 전술한 그리고 다른 목적, 특징 및 잇점은, 유사 참조 부호가 서로 다른 도면에 걸쳐 있는 동일 부분을 지칭하는 첨부 도면에 도시된 바에 따라, 본 발명의 후술하는 특정 실시예의 설명으로부터 자명해질 것이다.

도 1은 종래 필터 회로에서의 진폭 대 주파수의 그래프이다.

도 2는 종래 5-공진기 엣지-커플드 대역 통과 필터의 기판상의 소자의 상면도이다.

도 3a는 간단한 종래 공진기의 도면이다.

도 3b는 도 3a의 종래 공진기의 전기적 성능의 그래프이다.

도 4는 가상의 종래 대역 통과 필터에 대한 통과 대역 응답의 출력 신호 전력 대 주파수 그래프이다.

도 5a는 도 2의 종래 대역 통과 필터의 부분 표현, 부분 회로도이다.

도 5b는 도 5a의 종래 대역 통과 필터의 전형적인 통과 대역 응답의 진폭 대 주파수 그래프이다.

도 6은 도 2의 종래 공진기의 모의 통과 대역 응답의 예를 도시하는 그래프이다.

도 7은 본 발명의 원리에 따른 커플드-링 공진기 필터의 기판 상의 소자의 상면도이다.

도 8은 도 7의 커플드-링 공진기 필터의 예시적 모의 통과 대역 응답을 도시하는 그래프이다.

도 9는 도 7에 도시된 유형의 커플드-링 공진기의 예시적인 테스트된 통과 대역 응답의 그래프이다.

도 10은 캐스케이드(cascaded) 배열의 도 7의 두 개의 커플드-링 공진기의 상면도이다.

도 11은 도 10의 캐스케이드 커플드-링 공진기 필터에 대한 예시적 모의 통과 대역 응답을 도시하는 그래프이다.

도 12는 도 7의 필터의 어셈블리 및 동작의 플로우 차트이다.

도 13은 도 7의 필터를 포함하는 전송기이다.

도 14는 도 7의 필터를 포함하는 수신기이다.

무선 통신은, 작으면서 대역이 좁으며 고도의 근접 신호를 거부하는 필터를 제공하는 필터 토폴로지를 필요로 한다. 본 발명의 실시예는 그러한 필터를 제공하는 커플드 링 공진기 토폴로지에 대한 메카니즘 및 기술을 제공한다. 또한, 본 발명의 실시예는 인쇄 배선 기판 제조 또는 반도체 제조에 사용된 기술과 같은 비교적 저비용의 표준 리소그래피 기술을 사용하여 실현될 수 있는 잇점이 있다. 본 발명의 실시예는 두 쌍의 링 공진기를 포함한다. 하나의 배열에서, 링 공진기들 은 서로 나란히 그리고 입출력 라인에 대하여 수직으로 배열된다. 하나의 배열에서, 공진기는 사각-링 공진기이다. 각각의 링 공진기의 사이드는 회로 동작 주파수의 실질적으로 λ/4로 동조된다. 입출력 라인은 상기 배열에 제공되는 모든 링 공진기에 커플링되도록 분산된다. 각각의 링 공진기는 링 및 공급이 λ/4 커플러를 실질적으로 형성하는 방식으로 분산 공급과 관련하여 위치된다. 본 발명의 필터 토폴로지의 일 실시예에 의해 달성되는 타원 함수 응답은 동등한 체비세프(Chebyshev) 필터보다 10% 대역폭 이하 및 더 큰 거부를 제공할 수 있다.

도 1 내지 도 6은 필터 및, 특히, 고주파 애플리케이션에 사용되는 필터에 대한 필터 신호 응답의 이해를 독자가 얻을 수 있도록 제공된다. 예를 들면, 무선 통신에서, 무선 신호 및 반송파가 신호 믹서로 입력되어 그 주파수가 변경된다. 이러한 변환 시에, 회로 및 환경 또는 그들의 조합에 의해 우발적으로 불요 신호가 생성된다. 여러번에 걸쳐, 불요 신호는 희망 신호에 매우 근접하게 된다. 도 1은 종래 필터 회로의 주파수 대 신호의 그래프(100)로서, 이 그래프는 희망 신호 및 불요 신호를 도시하고 있다. 그래프에서, 수평축은 헤르쯔로 측정된 주파수 이고 수직축은 진폭이다. 선택된 통과 주파수(105)는 가장 큰 진폭 신호를 갖는 신호이다. 희망 신호 주파수의 양 사이드에는 희망 신호(105)에 근접한 불요 신호(110)가 있다. 종래의 필터는 희망 신호는 통과되지만 불요 신호, 특히 근접한 불요 신호가 차단되도록 좁은 대역만을 통과시키는 대역 통과 필터를 제공하지 않는다. 그러나, 본 발명의 실시예는 한 대역의 신호를 통과되도록 하지만 다른 주파수, 심지어 통과 주파수에 근접한 주파수가 차단되도록 한다.

특히, 현대의 마이크로파 시스템은, 선형 위상 또는 통과 대역에서 플랫 그룹 지연과 함께 낮은 삽입 손실 및 고도의 선택도를 갖는 고성능 협대역 대역 통과 필터를 필요로 한다. 이들 기준은 일반적으로 타원 함수 응답을 갖는 종래의 필터에 의해 충족된다. 일반적으로, 타원 함수 응답 필터 특성의 실현은 인접하지 않은 공진기들 간의 교차(cross)-커플링을 필요로 한다.

도 2는 체비세프 필터 응답을 제공하는 5-공진기 엣지-커플드 대역 통과 필터의 기판 상의 소자의 상면도이다. 이들 소자의 하나의 배열에서, 소자는 인쇄 배선 기판의 단일층 상에 인쇄된 소자이다. 이들 소자의 또 다른 배열에서, 소자는 기판상의 박막 기술을 사용하여 생성된다.

도 2의 종래 대역 통과 필터는 복수의 반파장 공진기로 구성되고, 이들 반파장 공진기는 오버래핑, 엣지-커플드 형식으로 캐스케이드된다. 이러한 종래 대역 통과 필터(150)는 제 1 공급 라인(155-1) 및 제 2 공급 라인(155-2)을 구비한다. 각각의 공급 라인(155)은 1/4 파장 커플러(165)에 접속된 1/4 파장 변환기(160)를 구비한다. 제 1 공급 라인(155-1)과 제 2 공급 라인(155-2) 사이에는 다섯개의 캐스케이드된 반파장 공진기를 갖는 5-노드 공진기 또는 도파관(170-1, 170-2, 170-3, 170-4, 170-5; 집합적으로 170)이 있다. 각각의 반파장 공진기(170)는 길이가 선택된 중심 주파수의 1/2파장이다. 각각의 반파장 공진기(170)는 스트립(strip)의 실질적으로 중심에 있는 포인트에 접지 포인트를 갖는다. 각각의 반파장 공진기(170)는 또한 반파장 공진기(170)의 양끝에 개방(open)를 갖는다. 도 2에서, 접지 및 개방은 반파장 공진기(170-1) 상에 지시되어 있다.

도 2의 종래 필터에서, 반파장 공진기(170)는 서로 엣지-커플드될 뿐만 아니라 공급 라인 1/4 파장 커플러(165)에도 엣지-커플드된다. 즉, 제 1 공급 라인(155-1)의 1/4 파장 커플러(165-1)는 인접한 반파장 공진기(170-1)에 엣지 커플드되고 제 2 1/4 파장 커플러(165-2)는 인접한 반파장 공진기(170-5)에 엣지 커플드된다. 중간에 있는 세개의 공진기(170-2, 170-3, 170-4)는 그들의 양측에 있는 공진기(170-1, 170-5)에 엣지-커플드된다. 각각의 반파장 공진기의 중간 포인트, 즉, 접지는 기준 포인트이다. 반파장 공진기의 기준 포인트부터 엣지까지에는 1/4 파장의 진동이 있다. 공진기(170)는 단지 특정 대역의 주파수에서 공진한다. 각각의 공진기(170)가 약간 오프셋되어 있는 곳에서, 보다 광대역의 통과 주파수가 발생된다. 공진기(170)는 서로 상호작용한다. 공진기(170)들 간의 갭이 크면, 공진기들 간의 상호작용은 감소한다. 공진기(170)들 간이 갭이 작으면, 각각의 공진기 인접한 공진기(들)를 당긴다(pull on).

필터의 샤프니스(sharpness)를 증가시키기 위한 종래의 솔루션은 도 2에 도시된 대역 통과 필터에 있는 바와 같이 몇개의 공진기들의 캐스케이드하는 것이었다. 특히, 종래의 많은 공진기들이 회로에 함께 결집되면, 바람직한 출력이 반드시 얻어지는 것은 아니다. 공진기를 추가하여 필터 샤프니스를 증가시킴에 따라, 삽입 및 리턴 손실 뿐만 아니라 필터의 제조가능성이 저하된다.

도 3a는 도 2의 공진기(170)에 대한 기본적인 직렬의 공진기 표현(200)을 도시한다. 반파장 공진기(170)에 대한 공진기 표현(200)은 유도성 컴포넌트(205)와 용량성 컴포넌트(210)를 포함한다.

도 3b는 종래의 필터에 대한 반파장 공진기(170)의 통과 대역 응답의 진폭 대 주파수 그래프를 도시한다. 커패시터가 인덕터와 결합되는 경우, 매우 날카로운 주파수 특성을 갖는 회로를 제조하는 것이 가능하다. 커패시턴스 및 인덕턴스를 갖는 회로는 수학식 1에 도시된 바와 같이 커패시턴스와 인덕턴스의 곱의 제곱근에 반비례하는 공진 주파수를 갖는다.

인덕터와 커패시터가 반대의 행동을 보이기 때문에, 병렬 인덕터 및 커패시터(LC) 공진기 회로의 이론적인 임피던스는, 이론적으로, 도 3b에 도시된 피크(215)에 유사한 주파수에서 회로 응답의 피크가 되는 공진 주파수(F_res)에서 무한대로 진행하게 된다. 실제적으로는, 인덕터 및 커패시터에서의 손실이 응답 피크의 샤프니스를 제한한다.

도 4는 가상의 종래 대역 통과 필터의 통과 대역 응답 곡선의 출력 전력 대 주파수 그래프(250)이다. 도 4는 종래 대역 통과 필터의 기대 신호 응답을 도시하고 도 2에 도시된 필터에 의해 발생되는 응답 유형을 포함하는 필터링된 신호 응답의 요소를 도시하는 것을 포함한다. 도 4는 주파수 f₁(255)과 f₂(260) 사이에서 대략 공진 주파수 f₀(265)에 중심이 맞춰진 통과 대역을 도시한다. 컷오프 주파수 f₁(255) 및 f₂(260)는 출력 신호 전력이 f₀(265)에서의 출력 신호 전력 레벨의 절반 으로 떨어지는 곳의 주파수이다. 주파수들 간의 차, 즉 (f₁-f₂)의 값을 필터 대역폭으로 정의한다. 주파수 f₁(255)와 f₂(260) 간 주파수 범위가 필터 통과 대역이다. 도 4는 희망하는 대역 통과 필터 응답 커브의 양상을 도시하는 것이 포함된다. 커브의 리딩(leading) 및 폴링(falling) 엣지를 스커트(skirt; 270)라 칭한다. 이상적으로, 대역 통과 필터 응답 커브의 스커트(270)는 가파르고, 대역폭 응답(275)은 편평하며, 스커트가 커브의 상부와 만나는 무릅부(knee; 280)는 날카롭다. 도 4의 그래프는 종래의 대역 통과 필터를 사용할 때 얻어지는 전형적인 응답이다. 근접의 불요 주파수를 필터링하기 위한 통과 대역 응답은 응답 곡선의 모든 양상에서의 개선을 필요로 한다.

도 5a는 도 2의 커플드 스트립라인 대역 통과 필터를 모델링하기 위해 본 명세서에 제공된 도 2의 대역 통과 필터의 부분 표현, 부분 회로도를 도시한다. 도 2의 공급 라인(155)은 Vin(155-1') 및 Vout(155-2') 리드로 표현된다. 도 2의 각각의 공진기(170)는 본 명세서에서 공진기 다이아그램(170')으로 표현된다. 각각의 회로 컴포넌트는 도 5b에 도시된 응답을 제공하는 인접한 컴포넌트에 의해 영향을 받는다.

도 5b는 도 5a에 도시된 유형의 대역 통과 필터 회로의 출력 신호의 진폭 대 주파수 그래프를 도시한다. (점선으로 도시된) 응답 곡선은 (실선으로 도시된) 회로의 개별 공진기 각각의 결합 응답의 결과이다. 전술한 바와 같이, 필터 샤프니스를 증가시키기 위한 종래의 솔루션은 도 2에 도시되고 도 5a에 나타낸 대역 통과 필터에서와 같이 더 많은 공진기를 채용하는 것이었다. 도 5b에 도시된 회로 응답과 도 4에 도시된 회로 응답이 유사하다는 것을 주목하자. 그러나, 전술한 바와 같이, 필터 샤프니스가 부가의 공진기에 의해 증가됨에 따라, 필터의 전기적 성능이 저하된다.

도 6은 도 2의 종래 필터의 예시적 모의 통과 대역 응답을 도시하는 그래프이다. 도 6의 그래프는 진폭이 데시벨로 정규화된 진폭 대 주파수 그래프이다. 커브(S₂₁; 300)는 도 2의 종래 대역 통과 필터(150)의 예시적 모의 통과 대역 응답이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 커브(300)의 스커트(305-1, 305-2)는 매우 가파르지는 않으며, 따라서, 도 2의 대역 통과 필터(150)를 사용하여 근접 주파수를 차단하는 능력이 최적이 아닐 수 있다는 것을 알 수 있다. 도 2의 대역 통과 필터의 토폴로지의 최소 대역폭은 중심 주파수의 대략 10%이다. 더 좁은 통과 대역은, 이러한 토폴로지의 통과 대역 "형상"을 주위 회로 및 환경에 매우 민감하게 하면서 반파장 공진기들 간 더 넓은 갭으로 변환된다. 도 2에 되시된 바와 같은 엣지-커플드 필터의 근접 거부를 증가시키기 위해, 설계에 부가의 반파장 공진기를 부가하여 필터의 스커트의 가파름을 증가시킨다. 그러나, 부가의 극성(pole)을 부가하게 되면 필터의 성능 및 제조가능성(즉, 반복가능성)을 저하시킨다.

본 발명은 공급 라인들 간에 수직으로, 즉, 비오버래핑되어 위치되는 링 공진기를 채용한다. 그와 같이 구성함으로써 가파른 스커트를 갖는 날카롭게 정의된 통과 대역을 제공하게 되어, 이전에 개시된 필터와 비교하여 근접 불요 신호를 차 단하는 능력을 개선하게 된다.

도 7은 본 발명의 원리에 따른 커플드-링 대역 통과 필터의 기판 상의 구성요소의 상면도이다. 커플드-링 대역 통과 필터는 공급 라인들 간에 수직으로 위치된 복수의 링으로 구성되고 공급 라인과 접속되어 있다. 본 명세서에서 커플링은 전자기적으로 커플링되지만, 물리적으로 커플링될 필요는 없다. 필터에 대한 동작의 전형적인 범위는 전자기 스펙트럼의 고주파 범위 내에 있다. 범위는 3x10⁹Hz 이하의 주파수로서 일반적으로 정의되는 고주파(RF) 범위, 3x10⁹Hz - 3x10¹⁰ Hz 간의 주파수로서 일반적으로 정의되는 마이크로파 범위, 및 3x10¹⁰Hz - 3x10¹¹ 간의 주파수로서 일반적으로 정의되는 밀리미터파 범위를 포함한다.

제 1 배열에서, 도 7에 도시된 구성요소는 마이크로스트립 회로로서 실현된다. 마이크로스트립에서, 구성 요소는 코어 물질의 상부 상의 신호 평면층의 일부이고 코어 물질은 코어 물질의 뒤에 접지 평면을 구비한다. 마이크로스트립의 접지 평면은 전형적으로 금속층이다. 제 2 배열에서, 도 7에 도시된 구성요소는, 구성요소가, 예를 들면, 다층 인쇄 배선 기판에 내장된 신호층의 일부인 스트립라인으로서 실현된다. 코어 물질의 외부측, 즉, 구조의 외부에는 접지 평면으로서 동작하는 금속층이 있다. 제 3 배열에서, 도 7에 도시된 구성요소는 접지가 구성요소와 동일한 평면에 위치된 동일 평면상의 도파관으로서 실현된다. 이들 배열은 인쇄 배선 기판 또는 박막 기술과 같은 표준 리소그래피 기술을 사용하여 제조될 수 있다.

도 7의 커플드-링 대역 통과 필터(400)는 제 1 공급 라인(405-1)과 제 2 공급 라인(405-2)을 구비한다. 동작시에, 하나의 공급 라인은 입력이고 다른 것은 출력이지만, 회로는 대칭이어서, 간략히 하기 위해, 입력 및 출력을 동일 용어로 지칭한다. 공급 라인(405-1, 405-2)은 실질적으로 회로(400)의 평면의 이등분선을 정의하는 중앙선에 중심이 맞춰진다. 각각의 공급 라인(405)은 분산되고, 크로스 부분(cross-piece)에 실질적으로 수직으로 접속된 간선(410)을 구비하며, 상기 크로스 부분은 간선(410)의 양측으로부터 연장되는 두 개의 커플링 연장부(420)를 구비한 한다. 크로스(420)로의 접속 포인트(407)에서, 각각의 간선(410)은 1/4 파장 변환기(415)를 구비한다. 본 애플리케이션에 있는 변환기는 임피던스 변환기이고, 하나의 라인 상의 임피던스를 다른 라인 상의 상이한 임피던스와 정합시키는 1/4 파장 구성요소이다. 제 1 공급 라인(405-1)의 커플링 연장부(420-1)는 제 2 공급 라인(405-2)의 커플링 연장부(420-2)와 실질적으로 평행하다. 입력 커플링 연장부는제 1 직선 엣지를 형성하고, 출력 커플링 연장부는 제 2 직선 엣지를 형성한다. 각각의 커플링 연장부(407)는 1/4 파장 변환기(425)와 1/4 파장 커플러(430)을 구비하여, 여기에서 변환기(425)는 각각의 커플링 연장부(420) 상의 커플러(430) 각 쌍 사이에 존재한다.

제 1 공급 라인(405-1)과 제 2 공급 라인(405-2) 사이에, 그리고, 공급 라인(405)과 평면으로 복수의 링 형상의 공진기(435)가 있다. 공진기(435)는 두 개의 공진기(435)가 중앙선(409)의 어느 한 사이드에 있고 두 개의 공진기(435)가 중앙선(409)의 다른 한 사이드에 있도록 위치된다. 링 형상의 공진기(435)는 공급 라인(405)에 그리고 서로에게 보다 양호한 커플링을 제공하기 위해 편평한 영역을 갖짐으로서, 각각의 링 형상의 공진기(435)는 일반적으로 사각형상, 즉, 각각의 공진기(435)는 사각형상의 프로파일을 갖는다. 각각의 링 형상 공진기(435)는 각 측이세 실질적으로 λ/4이다. 선택된 주파수는 필터(400)의 통과 대역이 실질적으로 중심이 맞춰지는 공진 주파수이다. 선택된 주파수는 기본적으로 대역 통과 필터(400)에 의해 통과될 주파수이다. 각각의 링 형상의 공진기(435)는 이론적인 개방 및 이론적인 접지를 구비한다. 또한, 각각의 링 형상의 공진기(435)는 제 1 공급 라인(405-1) 상의 제 1 커플러(430-1)에 커플링되고 제 2 공급 라인(405-2) 상의 제 2 커플러(430-2)에도 커플링된다. 링 형상의 공진기(435)는 서로 엣지 커플링될 뿐만 아니라 공급 라인 1/4 파장 커플러(430)에도 엣지 커플링된다.

링 공진기(435)는 단지 주파수의 특정 대역에서만 공진한다. 링 공진기(435)는 쌍으로 상호작용한다. 쌍으로 있는 각각의 링 공진기(435)는 다른 공진기의 공진 주파수에 영향을 미치는 인접한 공진기와 상호작용한다. 따라서, 각각의 링 공진기(435)는 약간 디튜닝(detune)되어 통과 주파수의 결합 대역을 제공한다. 링 공진기(435) 간의 갭(437)이 크면, 공진기(435)들 간의 상호작용은 감소된다. 링 공진기(435)들 간의 갭(437)이 작으면, 각각의 공진기는 인접한 공진기를 강하게 당긴다. 이 방식에서, 공진기 위치를 사용하여 대역 통과 필터를 동조시킨다. 필터 동조 시의 다른 인자로는 공진기의 전체 길이 및 공급 라인에 대한 공진기의 위치가 포함된다. 전술한 다른 인자보다는 더 작은 정도로, 공진기 라인의 폭을 사용하여 필터를 동조시킬 수 있다.

단지 두 쌍의 링 공진기를 본 명세서에 도시하였지만, 본 발명의 대체 실시예에서는 공급 라인 간선의 양 사이드에 세개의 링 공진기를 트리플렛(triplet)으로 형성하는 여섯개의 링 공진기를 포함할 수 있다. 다른 대체 실시예는 공급 라인 간선의 양 사이드에 네개의 링 공진기가 네 쌍의 링 공진기 등을 형성하는 여덟개의 링 공진기를 포함한다. 본 발명의 범위는 두 쌍의 링 공진기로 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 다른 대체 실시예는 링이 개방된 공진기를 포함한다. 특히, 링은 공진기의 한 사이드에 갭을 가질 수 있는데, 전형적으로 그 한 사이드는 인접한 공진기 또는 공급 라인에 커플링되지 않는다. 갭을 갖는 링 공진기의 한 사이드가 "개방"이지만, 그 사이드는 공진기의 다른 세 사이드와 마찬가지로 실질적으로 여전히 λ/4이다.

도 8은 본 발명의 원리에 따라 동작할 때 도 7의 커플링된 링 공진기 필터의 모의 통과 대역 응답을 도시하는 그래프이다. 도 8의 그래프는 진폭이 데시벨로 정규화된 진폭 대 주파수 그래프이다. S₂₁ 커브(450)는 도 7의 대역 통과 필터(150)의 예시적 모의 통과 대역 응답이다. 도 8에 도시된 통과 대역 응답은 전술한 종래의 대역 통과 필터의 응답과는 상이하다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 커브(450)의 근접 스커트(455)는 도 6에 도시된 종래의 커브에 비하여 더 가파르다. 따라서, 도 7의 대역 통과 필터(400)를 사용하여 근접 주파수를 필터링하는 능력이 종래의 대역 통과 필터에 비하여 개선된다는 것을 알 수 있다. 필터의 스커트가 가파른 곳에서, 통과 대역이 날카롭게 정의된다. 본 명세서에서, (도 4와 관련하여 상기에 정의된) 컷 오프 주파수를 통과하는 라인의 기울기는 수직에 근접한다. 그래프에서 사이드 로브(460)는 필터의 거부 대역의 일부이다. 사이드 로브(460)는 타원 함수 필터의 전형적인 거부 대역에 있는 리플의 일부이다. 캐스케이드 필터에서 알 수 있는 바와 같이, 통과 대역이 더 개선될 수 있다.

도 8에 도시된 모의 통과 대역 응답은 실제 제조된 회로의 응답을 테스트하여 확인하였다. 도 9는 도 7에 도시된 유형의 커플드 링 공진기의 예시적 테스트 통과 대역 응답의 그래프이다. 도 9의 그래프는 진폭이 데시벨로 정규화된 진폭 대 주파수이다. 도 9의 그래프에 도시된 주파수축의 범위는 23.85 GHz 내지 33.85 GHz이다. 커브 S₂₁(500)는 28.85 GHz에서 0dB의 기준 진폭에서 2.5dB 아래의 최고 진폭을 갖는다. 커브의 스커트(505)인, 27.15 GHz와 28.07 GHz 사이의 제 1 스커트(505-1) 및 29.90 GHz와 30.60 GHz 사이의 제 2 스커트(505-2)는, 도 8에 도시된 모의 통과 대역 응답에 의해 예측되는 바와 같이 가파르다. 통과 대역 및 스커트(500)의 형상은 통과 대역(510)과 정지 대역(515-2) 모두에서 특징적인 타원 함수 응답 리플을 갖는다.

도 10은 캐스케이드 배열의 두 개의 커플드-링 공진기의 상부도이다. 전술한 커플드-링 공진기는 통과 대역 응답을 향상시키기 위해 캐스케이드될 수 있다. 도 10에서, 입력 공급 라인(405-1) 및 출력 공급 라인(405-2)을 갖는 도 7의 커플드-링 공진기 필터(400)는, 제 1 필터(400)의 출력 공급 라인(405-2)을 제 2 필터(402)의 입력 공급 라인(406-1)에 접속함으로써 제 2 커플드-링 공진기 필 터(402)에 직렬로 접속된다. 그 결과의 통과 대역 응답이 도 11에 도시되어 있다. 본 발명의 대체 실시예에서, 세개 이상의 커플드-링 공진기 필터를 캐스케이드하여 통과 대역 외부의 거부를 증가시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 원리에 따라 동작할 때 도 10의 캐스케이드 커플드-링 공진기 필터(400, 402)에 대한 예시적 모의 통과 대역 응답을 도시하는 그래프이다. 도 11의 그래프는 진폭이 데시벨로 정규화된 진폭 대 주파수 그래프이다. 커브 S₂₁(550)는 도 10의 캐스케이드 대역 통과 필터(400, 402)의 예시적 모의 통과 대역 응답이다. 도 8에 도시된 통과 대역 응답은 전술한 종래의 대역 통과 필터(150)의 응답과 상이하다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 커브(550)의 스커트(555)는 가파르고, 도 7에 도시된 단일 커플드-링 필터(400)로부터 근접 불요 신호(560)의 거부가 개선되어 있다. 따라서, 도 7의 대역 통과 필터(400)을 이용하여 근접 주파수를 필터링하기 위한 능력이 종래의 대역 통과 필터(150)에 비해 개선될 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 12는 도 7에 도시된 필터(400)의 어셈블리 및 동작의 플로우 차트이다. 단계(600)에서, 신호를 공급하기 위해 제 1 공급 라인(405-1) 및 제 2 공급 라인(405-2)이 제공된다. 또한, 복수의 링 공진기(435)를 제공하여 필터 회로(400)에서 공진한다. 복수의 커플링 확장부(420) 또한 제공된다. 커플링 확장부(420)는 공급 라인(405)에 물리적으로 부착되어 공진기(435)에 신호 커플링된다. 각각의 공급 라인(405)은 두 개의 커플링 확장부(420)를 갖는다. 링 공진기(435)는 커 플링 공진기(420)들 사이에 위치되어 신호를 필터링할 수 있는 공진 회로(400)를 형성한다.

단계(605)에서, 제 2 공진 회로(402)는 단계(600)에서 확립된 제 1 공진 회로(400)와 직렬로 제공된다. 제 2 공진 회로(402)는 제 3 및 제 4 공급 라인을 구비하고, 여기에서 제 3 공급 라인은 제 2 공급 라인에 부착되어 제 1 공진 회로의 출력 신호를 수신한다. 직렬의 회로 모두의 필터링된 출력은 제 4 공급 라인에서 이용가능하다.

단계(610)에서, 신호가 제 1 공급 라인에 인가된다. 제 1 공진 회로 및 그 다음의 제 2 공진 회로가 신호를 필터링한다. 단계(615)에서, 필터링된 신호는 제 4 공급 라인에서 수신된다.

도 13은 본 발명의 원리에 따른 필터를 포함하는 전송기 시스템을 도시하고, 도 14는 본 발명의 원리에 따른 필터를 포함하는 수신기 시스템을 도시한다. 전송기 및 수신기 시스템은, 예를 들면, 라디오, 텔레비전, 레이더, 무선 및 셀룰러 전화, 위성 통신 시스템 및 몇몇 유형의 테스트, 측정 및 계측 시스템을 포함하는 임의의 주파수 의존 애플리케이션에서 사용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 원리에 따른 필터를 포함하는 전송기 시스템(650)의 블록도이다. 전송기(650)는 출력 디바이스(665)에 부착된 필터(660)에 부착된 신호원(655)을 구비한다. 필터(660)는 전술한 바와 같이 본 발명의 원리에 따라 구성되고 동작한다. 신호원(655)은 신호를 필터(660)에 제공한다. 필터(660)는 신호를 필터링하여 필터링된 신호를 출력 디바이스(665)에 제공한다.

도 14는 본 발명의 원리에 따른 필터를 포함하는 수신기 시스템(700)의 블록도이다. 수신기(700)는 필터링된 입력 수신기에 부착된 필터(710)에 부착된 신호 수신 디바이스(705)를 구비한다. 신호 수신 디바이스(705)는 필터링될 신호를 수신한다. 신호 수신 디바이스(705)는 신호를 필터(710)로 전송한다. 필터(710)는 신호를 필터링하여 필터링된 신호를 필터링된 입력 수신기(715)로 전송한다.

요약하면, 커플드-링 공진기 필터(400)는 통과 대역의 양 엣지에 근접한 주파수에서 날카로운 타원 함수 컷오프를 제공한다. 전술한 진보적인 토폴로지를 사용함으로써 비교적 작은 협대역이고 고도의 근접 거부를 제공하는 필터를 제공할 수 있다. 커플드-링 공진기 필터(400)의 토폴로지는 (10% 대역폭 이하인) 협대역 및 비교적 높은 Q 필터의 실제 실현을 가능하게 한다. 진보적인 토폴로지는 또한 박막 또는 인쇄 기판 기술 같은 비교적 저비용의 표준 리소그래피 프로세스를 사용하여 실현될 수 있다는 점에서 잇점이 잇다.

전술한 커플드-링 공진기 필터(400, 402)가 고주파 환경에서 사용하기 위한 것으로 설명되었지만, 다른 주파수 범위에서 상기 진보적 필터 토폴로지를 사용하는 것이 가능하다. 필터(400, 402)는 더 낮은 주파수에서 동작하도록 효과적으로 리사이징(resize)될 수 있다. 공진기(435)들 간 및 공진기(435)와 공급 라인 커플러(420) 간의 이격을 상이하게 함으로써 대체의 대역 통과 특성을 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 대체예에서, 링 공진기는 사각형상보다는 오히려 둥근 링일 수 있다. 커플링 확장부는, 이 실시에에서, 직선일 수 있거나 또는 링 공진기의 윤곽을 따를 수 있다. 또 다른 대체예에서, 공급 라인 간선은 작은 스플릿을 갖고 그 스플릿의 각 사이드는 커플링 접속부에 접속되어 공급 라인 상의 커플링 접속부가 서로 물리적으로 접속되기보다는 공급 라인의 간선에 접속되는 스플릿의 한 사이드에 접속된다.

전술한 실시예는 본 발명의 원리를 간단히 설명하였다는 것을 이해하자. 본 발명의 원리를 구체화하고 본 발명의 사상 및 범위 내에 들어오는 다양한 다른 수정 및 변경이 당업자에 의해 이루어질 것이다.

Claims (29)

1. 필터로서,

   제 1 커플링 확장부 및 제 2 커플링 확장부에 접속된 제 1 간선(stem)을 구비하는 제 1 공급 라인;

   제 3 커플링 확장부 및 제 4 커플링 확장부에 접속된 제 2 간선을 구비하는 제 2 공급 라인 - 상기 제 1 커플링 확장부는 상기 제 3 커플링 확장부와 실질적으로 평행하고, 상기 제 2 커플링 확장부는 상기 제 4 커플링 확장부와 실질적으로 평행함 -,

   상기 제 1 및 상기 제 2 공급 라인과 평면으로 위치된 네개의 링 공진기 - 제 1 쌍을 형성하는 상기 링 공진기 중 두 개는 상기 제 1 및 제 3 커플링 확장부 사이에 위치되고, 제 2 쌍을 형성하는 상기 링 공진기 중 다른 두 개는 상기 제 2 및 제 4 커플링 확장부 사이에 위치되어, 상기 네개의 링 공진기가 상기 공급 라인과 커플링됨으로써 제 1 공진 회로를 형성함 -

   를 포함하는 필터.
2. 제 1 항에 있어서,

   각각의 링 공진기는 각 사이드 상의 선택된 중심 주파수의 실질적으로 1/4 파장이고, 상기 대역 통과 필터의 통과 대역은 상기 선택된 중심 주파수에 실질적 으로 중심이 맞추어지는 필터.
3. 제 1 항에 있어서,

   적어도 하나의 링 공진기는 사각형상의 링인 필터
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 사각형상 링의 각 사이드는 선택된 중심 주파수의 실질적으로 1/4 파장이고, 대역 통과 필터의 통과 대역은 상기 선택된 중심 주파수에 실질적으로 중심이 맞추어지는 필터.
5. 제 4 항에 있어서,

   각각의 사각형상 공진기의 사이드에 인접한 상기 각각의 커플링 확장부의 일부는 커플링 포인트를 형성하고, 상기 각각의 커플링 포인트는 실질적으로 1/4 파장 커플러인 필터.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 공급 라인과 상기 링 공진기는 기판 상의 신호층의 도전성 피처(features)인 필터.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 커플링 확장부와 상기 제 3 커플링 확장부 사이의 제 5 링 공진기 및 상기 제 2 커플링 확장부와 상기 제 4 커플링 확장부 사이의 제 6 링 공진기를 더 포함하는 필터.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 링 공진기들은 서로 관련하여 위치되어, 각각의 상기 공진기가 대역 통과 필터의 통과 대역이 정의되도록 인접한 공진기들의 공진에 영향을 미치는 것에 의해, 대역 통과 필터가 동조되는 필터.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자기 스펙트럼의 라디오 주파수 영역에서 동작하도록 구성되는 필터.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 전자기 스펙트럼의 마이크로파 영역에서 동작하도록 구성되는 필터.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 전자기 스펙트럼의 밀리미터파 영역에서 동작하도록 구성되는 필터.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 공진 회로와 직렬인 제 2 공진 회로를 더 포함하고,

    상기 제 2 공진 회로는,

    제 5 커플링 확장부와 제 6 커플링 확장부에 접속된 제 3 간선을 갖는 제 3 공급 라인;

    제 7 커플링 확장부와 제 8 커플링 확장부에 접속된 제 4 간선을 갖는 제 4 공급 라인 - 상기 제 5 커플링 확장부는 상기 제 7 커플링 확장부에 실질적으로 평행하고, 상기 제 6 커플링 확장부는 상기 제 8 커플링 확장부에 실질적으로 평행함 -; 및

    상기 제 3 및 상기 제 4 공급 라인과 평면에 수직으로 위치된 네개의 링 공진기의 제 2 세트 - 상기 링 공진기의 제 2 세트 중 두 개는 상기 제 5 및 제 7 커 플링 확장부 사이에 위치되고, 상기 링 공진기의 제 2 세트 중 다른 두 개는 상기 제 6 및 제 8 커플링 확장부 사이에 위치되어, 상기 네개의 링 공진기의 제 2 세트가 상기 제 3 및 제 4 공급 라인과 커플링됨으로써 제 2 공진 회로를 형성함 - 를 구비하는 필터.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 필터는 대역 통과 필터인 필터.
14. 필터링 방법으로서,

    제 1 공급 라인 및 제 2 공급 라인을 제공하는 단계;

    상기 공급 라인에 실질적으로 수직이며 평면으로 위치된 두 개의 링 공진기의 두 개의 쌍으로 배열된 네개의 링 공진기를 제공하는 단계; 및

    커플링 확장부의 제 1 쌍을 상기 제 1 공급 라인에 제공하고, 커플링 확장부의 제 2 쌍을 상기 제 2 공급 라인에 제공하는 단계 - 상기 커플링 확장부의 제 1 쌍은 상기 커플링 확장부의 제 2 쌍에 실질적으로 평행하고, 상기 공급 라인이 상기 네개의 링 공진기에 커플링되어 제 1 공진 회로를 형성함 -

    를 포함하는 필터링 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 공급 라인, 상기 네개의 링 공진기 및 상기 커플링 확장부를 라디오 주파수에서 동작하도록 구성하는 단계를 더 포함하는 필터링 방법.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 공급 라인, 상기 네개의 링 공진기 및 상기 커플링 확장부를 마이크로파 주파수에서 동작하도록 구성하는 단계를 더 포함하는 필터링 방법.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 공급 라인, 상기 네개의 링 공진기 및 상기 커플링 확장부를 밀리미터파 주파수에서 동작하도록 구성하는 단계를 더 포함하는 필터링 방법.
18. 제 14 항에 있어서,

    상기 네개의 링 공진기를 제공하는 단계는 실질적으로 사각형상인 링 공진기 를 제공하는 단계를 더 포함하는 필터링 방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 네개의 링 공진기를 제공하는 단계는 사각형상의 링 공진기를 제공하는 단계를 더 포함하고, 여기에서, 각각의 상기 사각형상의 링 공진기의 각각의 사이드는 선택된 중심 주파수의 실질적으로 1/4이고, 대역 통과 필터의 통과 대역은 상기 선택된 중심 주파수에 실질적으로 중심이 맞추어지는 필터링 방법.
20. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 공진 회로에 직렬로 제 2 공진 회로를 제공하여, 상기 제 1 및 상기 제 2 공진 회로가 날카롭게 정의된 통과 대역을 갖는 대역 통과 필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 필터링 방법.
21. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 공급 라인, 상기 네개의 링 공진기 및 상기 커플링 확장부를 인쇄 배선 기판 기술을 사용하여 기판의 평면상에 피처로서 형성하는 단계를 더 포함하는 필터링 방법.
22. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 공급 라인, 상기 네개의 링 공진기 및 상기 커플링 확장부를 박막 기술을 사용하여 기판의 평면상에 피처로서 형성하는 단계를 더 포함하는 필터링 방법.
23. 제 14 항에 있어서,

    제 1 신호를 상기 제 1 공급 라인에 인가하는 단계; 및

    상기 제 2 공급 라인으로부터 제 2 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고,

    상기 제 2 신호는 상기 공진기에 의해 필터링된 필터링된 신호인 필터링 방법.
24. 필터로서,

    입력 신호를 수신하도록 구성된 입력부;

    출력 신호를 제공하도록 구성된 출력부 - 상기 입력부와 출력부의 중앙선은 평면의 이등분선을 정의함 -; 및

    상기 입력부와 상기 출력부 사이에 대칭적으로 배치된 공진기 세트 - 적어도 두 개의 공진기는 상기 이등분선의 한 사이드상의 평면 내에 실질적으로 배치되고, 적어도 두 개의 다른 공진기는 상기 이등분선의 다른 사이드상의 평면 내에 실질적으로 배치되며, 공진기 세트는 상기 입력부와 상기 출력 사이에 신호 커플링을 제공하여 상기 출력 신호가 상기 입력 신호를 기초로 하도록 함 -

    를 포함하는 필터.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 입력부는,

    상기 입력 신호를 수신하도록 구성된 제 1 종단(end) 및 제 2 종단을 갖는 입력 공급 라인, 및

    입력 커플링 확장부 세트 - 각각의 입력 커플링 확장부는 입력 공급 라인과 실질적으로 수직인 방식으로 입력 공급 라인의 제 2 종단으로부터 연장됨 - 를 포함하고,

    상기 필터의 출력부는,

    출력 신호를 제공하도록 구성된 제 1 종단 및 제 2 종단을 갖는 출력 공급 라인, 및

    출력 커플링 확장부 세트 - 각각의 출력 커플링 확장부는 출력 공급 라인과 실질적으로 수직인 방식으로 출력 공급 라인의 제 2 종단으로부터 연장됨 - 를 포함하며,

    상기 입력 커플링 확장부는 상기 출력 커플링 확장부와 실질적으로 평행하 고, 상기 입력 커플링 확장부 세트와 상기 출력 커플링 확장부 세트 사이의 행에는 짝수개의 공진기가 배치되어 있는 필터.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 입력 커플링 확장부 세트는 제 1 직선 엣지를 형성하고, 상기 출력 커플링 확장부의 세트는 제 2 직선 엣지를 형성하며, 각각의 공진기는 상기 제 1 직선 엣지와 제 2 직선 엣지 모두에 인접한 실질적으로 사각형상인 프로파일을 갖는 필터.
27. 전송기로서,

    입력 신호를 제공하도록 구성된 신호원 회로; 및

    상기 신호원 회로에 커플링되는 입력부, 상기 출력 회로에 커플링되는 출력부, 및 공진기 세트를 갖는 필터 - 상기 입력부와 출력부의 중앙선은 평면의 이등분선을 정의하고, 적어도 두 개의 공진기는 상기 이등분선의 한 사이드상의 평면 내에 실질적으로 배치되고, 적어도 두 개의 다른 공진기는 상기 이등분선의 다른 사이드상의 평면 내에 실질적으로 배치되며, 공진기 세트는 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 신호 커플링을 제공하여 상기 출력 신호가 상기 입력 신호를 기초로 하도록 함 -

    를 포함하는 전송기.
28. 수신기로서,

    입력 신호를 수신하도록 구성된 입력 회로;

    출력 신호를 렌더링하도록 구성된 렌더링 회로; 및

    상기 입력 회로에 커플링된 입력부, 상기 렌더링 회로에 커플링된 출력부, 및 공진기 세트를 구비하는 필터 - 상기 입력부와 출력부의 중앙선은 평면의 이등분선을 정의하고, 적어도 두 개의 공진기는 상기 이등분선의 한 사이드 상의 평면 내에 실질적으로 배치되고, 적어도 두 개의 다른 공진기는 상기 이등분선의 다른 사이드 상의 평면 내에 실질적으로 배치되며, 공진기 세트는 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 신호 커플링을 제공하여 상기 출력 신호가 상기 입력 신호를 기초로 하도록 함 -

    를 포함하는 수신기.
29. 신호를 필터링하는 방법으로서,

    입력 신호를 획득하는 단계;

    입력 신호를 필터링 구조의 입력부에 인가하여 상기 필터링 구조의 출력부 상에 출력 신호를 생성하는 단계 - 상기 필터링 구조는 공진기 세트를 포함하고, 상기 입력부와 출력부의 중앙선은 평면의 이등분선을 정의하고, 적어도 두 개의 공진기는 상기 이등분선의 한 사이드상의 평면 내에 실질적으로 배치되고, 적어도 두 개의 다른 공진기는 상기 이등분선의 다른 사이드상의 평면 내에 실질적으로 배치되며, 공진기 세트는 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 신호 커플링을 제공하여 상기 출력 신호가 상기 입력 신호를 기초로 하도록 함 - 및

    상기 출력부로부터 출력 신호를 전달하는 단계

    를 포함하는 필터링 방법.

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