KR20080089782A - 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기, 이를 이용한 공동여파기 및 대역 통과 여파기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공진기의 공진부와 튜닝 스크류간 높은 결합 용량을 유도 가능하도록 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결되도록 하여 공간적인 제약 없이 낮은 주파수 대역의 공진 주파수를 설정할 수 있으며, 크기를 최소화하면서 고출력의 신호를 출력할 수 있는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기, 이를 이용한 공동 여파기 및 대역 통과 여파기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공진기는, 내부에 공동(cavity)을 형성하는 본체 및 커버 케이스와, 상기 공동내에 위치하며, 적어도 외표면이 전도성 금속 재질로 이루어지고, 다수의 수용 구멍이 마련되는 공진부와, 상기 공진부의 상기 각 수용 구멍에 이동 가능하게 수용되어, 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하고, 상기 수용 구멍내에 삽입되는 위치에 따라 해당 캐패시터의 캐패시턴스 값을 조정함에 의해 공진 주파수를 조절하는 금속 봉을 구비하는 다수의 튜닝 스크류와, 상기 커버 케이스의 상기 각 수용 구멍에 대응하는 위치에 고정되며, 상기 각 튜닝 스크류를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트를 포함한다.

공진기, 여파기, 다중 병렬 캐패시터, 절개부

Description

다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기, 이를 이용한 공동 여파기 및 대역 통과 여파기{Resonator having parallel connection capacitor, cavity filter and band pass filter using the same}

도 1은 일반적인 공진기를 나타낸 일측면 개방 사시도.

도 2a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기를 설명하기 위한 분해 사시도.

도 2b는 도 2a에 도시된 공진기의 등가 회로도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기를 설명하기 위한 분해 사시도.

도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기를 설명하기 위한 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기를 설명하기 위한 분해 사시도.

도6a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 공동 여파기를 설명하기 위한 단면도.

도 6b는 도 6a에 도시된 공동 여파기의 등가 회로도.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 공동 여파기를 설명하기 위한 단면도.

도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 공동 여파기를 설명하기 위한 단면도.

도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 공동 여파기를 설명하기 위한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10a, 10b : 케이스 20 : 튜닝 스크류

30 : 고정 너트 40 : 공진부

41 : 수용 구멍 43 : 절개부

50 : 공동 51 : 전기적 접촉 차단부

본 발명은 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기, 이를 이용한 공동 여파기 및 대역 통과 여파기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 공진기의 공진부와 튜닝 스크류간 높은 결합 용량을 유도 가능하도록 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결되도록 하여 공간적인 제약 없이 낮은 주파수 대역의 공진 주파수를 설정할 수 있으며, 크기를 최소화하면서 고출력의 신호를 출력할 수 있는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기, 이를 이용한 공동 여파기 및 대역 통과 여파기에 관한 것이다.

공진기(resonator)는 등가 회로적으로 인덕터(L : inductor)와 캐패시터(C : Capacitor)의 조합에 의해 특정한 주파수에서 공진하는 회로 소자이며, 이러한 공진기를 다단 결합하고, 결합된 공진기간 결합 계수를 조절(제어)하여 다양한 통과 대역폭을 가지는 여파기, 예를 들어, 대역 통과 여파기(BPF : Band Pass Filter) 등을 제작할 수 있다.

즉, 캐패시터의 캐패시턴스 값과 인덕터의 인덕턴스 값의 조합에 의해 특정 주파수에서 공진하는 공진기를 구현할 수 있으며, 이러한 공진기를 1,2,3,4 ……, N 단으로 결합하고, 공진기간의 결합 계수를 조정하여 저역/고역/대역 통과 여파기 및 듀플렉서 등을 제작 할 수 있다.

이러한, 공진기의 공진 주파수(fo)는 캐패시터의 캐패시턴스 값과 인덕터의 인덕턴스 값에 의해 다음 수학식 1과 같이 결정된다.

여기서 'fo'는 공진 주파수 값이고, 'L'은 인덕턴스 값이고, 'C'는 캐패시턴스 값이다.

도 1은 일반적인 공동(cavity) 공진기를 나타낸 일측면 개방 사시도이다.

도 1을 참조하면, 내부에 공동(Cavity)(4)을 형성하는 케이스(1) 예를 들어, 육면체의 케이스(1)내에 형성되는 공동(4)에 공진부(2)가 위치하며, 상기 도 1에서는 설명의 편의를 케이스(1)의 육면 중 일측면이 개방된 상태가 도시되어 있다.

케이스(1)는 도체로 형성되며, 사용 주파수 대역에서 공진이 일어나도록 내부에 공동(4)을 형성하고, 공동(4)내에는 소정 크기의 공진부(2), 예컨대, 원통형의 공진부(2)가 위치하고, 공진부(2)는 내부에 튜닝 스크류(3)를 수용할 수 있는 홀이 마련된다.

아울러, 케이스(1)의 일측면, 예컨대 상측면에는 고정 너트(5)가 설치되어, 튜닝 스크류(3)을 지지하며, 사용자가 튜닝 스크류(3)를 상하 방향으로 이동시켜 공진 주파수의 중심 주파수를 조정하거나, 고정시킬 수 있도록 한다.

이러한, 공진기는 공진 주파수를 낮게 설정하기 위해서는, 즉 낮은 주파수로 공진 주파수를 설정하기 위해서는 캐패시턴스 값 또는 인덕턴스 값을 높여야 하는데, 인덕턴스 값을 높이기 위해서는 공진기(2)의 길이가 길어지게 되고, 크기 또한 커지게 된다.

또한, 튜닝 스크류(3)를 공진기(2)의 홀에 삽입시켜 캐패시턴스 값을 조절하는 조절 범위에 제약이 발생한다.

따라서, 공진기(2)를 다단 결합한 여파기가 적용되는 시스템, 예를 들어, 이동 통신 또는 무선 통신 시스템을 구성할 때 시스템의 구성상 공간적인 제약이 발생하게 되므로, 높은 캐패시턴스 값을 가지며, 크기 또한 소형화가 가능한 공진기가 요구되고 있다.

또한, 고주파 대역의 집중 소자형 여파기에서는 고출력 신호의 제어가 어렵기 때문에 금속케이스의 공동내에 동축형 또는 유전체 공진부를 이용하고 있으나, 이러한, 동축형 또는 유전체 공진부를 이용한 공진기를 제작하기 어렵고, 크기 역시 큰 문제가 있다.

아울러, 본 출원인은 공개특허공보 제2000-49353호에서 공진기의 4 외측면에 절개홈을 형성하여 결합 용량을 조정하기 유용하면서 도체 피막을 최소화하여 손실 계수를 최소화할 수 있는 다단 결합이 용이한 세라믹 공진기를 제안하였으나, 상기 선출원된 공진기는 각단의 공진기의 공진부가 하나의 등가 회로적 캐패시터를 형성하므로, 공진 주파수를 조절하기 위한 캐패시턴스 값의 조절 범위에 한계가 있으며, 크기 역시 집적 및 소형화되고 있는 시스템에 적용하기에는 큰 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은, 공진기의 공진부와 튜닝 스크류간 결합 용량을 높게 유도 가능하도록 하여 공간적인 제약 없이 낮은 주파수 대역의 공진 주파수를 설정할 수 있는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기, 이를 이용한 공동 여파기 및 대역 통과 여파기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 공진기의 공진 주파수를 결정하는 등가 회로적인 캐패시터를 다수 형성하고, 각 캐패시터를 병렬 연결되도록 하여, 낮은 공진 주파수의 중심 주파수를 설정할 수 있는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기, 이를 이용한 공동 여파기 및 대역 통과 여파기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공진기에서 등가 회로적으로 형성되는 인덕터의 인덕턴스 값이 높게 설정되도록 하여, 보다 낮은 공진 주파수를 설정할 수 있는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기, 이를 이용한 공동 여파기 및 대역 통과 여파기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 도체로 형성되는 공진부와 공진 주파수를 조절하는 각 튜닝 스크류간 전기적인 접촉을 방지하여, 도체간 전기적 특성으로 인한 문제가 발생하지 않도록 미연에 방지할 수 있는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진 기, 이를 이용한 공동 여파기 및 대역 통과 여파기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기는, 내부에 공동(cavity)을 형성하는 본체 및 커버 케이스와, 상기 공동내에 위치하며, 적어도 외표면이 전도성 금속 재질로 이루어지고, 다수의 수용 구멍이 마련되는 공진부와, 상기 공진부의 상기 각 수용 구멍에 이동 가능하게 수용되어, 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하고, 상기 수용 구멍내에 삽입되는 위치에 따라 해당 캐패시터의 캐패시턴스 값을 조정함에 의해 공진 주파수를 조절하는 금속 봉을 구비하는 다수의 튜닝 스크류와, 상기 커버 케이스의 상기 각 수용 구멍에 대응하는 위치에 고정되며, 상기 각 튜닝 스크류를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트를 포함한다.

상기 공진부는, 원통형으로 형성되는 길이에 따라 등가 회로적으로 인덕터의 인턱턴스 값을 설정하며, 상기 각 튜닝 스크류에 대응하는 상기 각 수용 구멍의 내주 직경이 서로 상이하게 형성될 수 잇다.

상기 각 튜닝 스크류의 금속 봉은, 전도성 금속 재질로 형성되며, 대응하는 상기 공진부의 각 수용 구멍내에 삽입되며, 해당 수용 구멍의 내주면과 소정 갭이 형성되도록 외주 직경이 설정되어, 등가 회로적으로 상기 캐패시터를 형성할 수 있다.

상기 공진부는, 전도성 금속 재질로 이루어지거나, 비전도성 재질로 몸체를 형상을 만든 후 표면에 전도성 금속 재질을 도금하여 형성할 수 있다.

상기 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기는, 비전도성 재질로 형성되며, 상기 각 수용 구멍내에 삽입되어 상기 각 수용 구멍과 해당 수용 구멍 내에 삽입되는 상기 각 튜닝 스크류의 금속 봉간 전기적 접촉을 방지하는 다수의 전기적 접촉 차단부를 더 포함한다.

상기 각 전기적 접촉 차단부는, 상기 각 튜닝 스크류와 대향하는 면이 개방되고, 그 반대면은 개방 또는 막힌 상태로 형성된다.

상기 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기는, 상기 수용 구멍의 내주 직경보다 상기 전기적 접촉 차단부의 외주 직경이 작거나 같고, 상기 전기적 접촉 차단부의 내주 직경보다 상기 금속 봉의 외주 직경이 작거나 같은 것이 바람직하다.

상기 공진부는, 상기 튜닝 스크류가 삽입되는 상기 수용 구멍이 형성되지 않은 부분의 일부가 절개되어 등가 회로적으로 형성되는 인덕터의 인덕턴스 값을 높이는 절개부를 구비한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 공동 여파기는, 케이스에 의해 형성되는 다수개의 공동 각각에 위치하는 공진부에 마련된 다수의 수용 구멍 각각에 튜닝 스크류의 금속 봉이 이동 가능하게 수용되어, 등가 회로적으로 인덕터와 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하는 다수의 공진기와, 상기 각 공진기 사이에 위치하며, 상기 각 공동을 구획하는 격벽과 등가 회로적으로 커플러 캐패시터를 형성하여, 상기 각 공진기에서 공진된 신호가 이동 가능한 대역폭을 설정하는 다수의 커플러 스크류와, 상기 케이스의 상기 각 수용 구멍 및 격벽에 대응하는 위치에 고정되며, 상기 각 튜닝 스크류 및 각 커플러 스크류를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트를 포함한다.

상기 각 공진기는, 상기 각 공동내에 위치하여, 형성된 길이에 따라 등가 회로적으로 인턱터를 형성하며, 다수의 수용 구멍이 마련되는 공진부와, 상기 공진부의 상기 각 수용 구멍에 이동 가능하게 수용되어, 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하고, 상기 수용 구멍내에 삽입되는 위치에 따라 해당 캐패시터의 캐패시턴스 값을 조정함에 의해 공진 주파수를 조절하는 금속 봉을 구비하는 다수의 튜닝 스크류를 포함한다.

상기 각 공진기는, 비전도성 재질로 형성되며, 상기 각 튜닝 스크류와 대향하는 면이 개방되고, 그 반대면은 개방 또는 막힌 상태로 형성되어 상기 각 수용 구멍내에 삽입됨에 의해 상기 각 수용 구멍의 내주면과 상기 각 튜닝 스크류의 금속 봉의 외주면간 전기적 접촉을 방지하는 다수의 전기적 접촉 차단부를 더 포함한다.

상기 공진부는, 상기 튜닝 스크류의 금속 봉이 삽입되는 상기 수용 구멍이 형성되지 않은 부분의 일부가 절개되어, 등가 회로적으로 형성되는 인덕터의 인덕턴스 값을 높이는 절개부를 더 구비한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 대역 통과 여파기는, 케이스에 의해 형성되는 다수개의 공동 각각에 위치하는 공진부에 마련된 다수의 수용 구멍 각각에 튜닝 스크류의 금속 봉이 이동 가능하게 수용되며, 상기 공진부의 수용 구멍이 형성되지 않은 부분이 일부 절개되고, 등가 회로적으로 상기 절개된 공진부의 길이에 따른 인덕터와 상기 수용 구멍과 해당 수용 구멍에 삽입된 각 튜닝 스크류의 금속 봉에 따른 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하는 다수의 공진기와, 상기 각 공진기 사이에 위치하며, 상기 제1 공진기에서 공진된 신호가 다음단인 제2 공진기로 이동 가능한 대역폭을 설정하는 다수의 커플러 스크류와, 상기 케이스의 상기 수용 구멍 및 상기 격벽에 대응하는 위치에 고정되며, 상기 각 튜닝 스크류 및 각 커플러 스크류를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트를 포함한다.

상술한 본 발명에 따른 공진기 및 공동 여파기에 따르면, 공진기의 공진부에 형성되는 다수의 수용 구멍과 각 수용 구멍에 삽입되는 튜닝 스크류가 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하므로 결합 용량을 높게 유도할 수 있어, 공간적인 제약 없이 낮은 주파수 대역의 공진 주파수를 공진시킬 수 있으며, 등가 회로적인 인덕터의 인덕턴스 값을 높일 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기 및 이를 이용한 공동 여파기를 첨부한 도면을 참조하며, 일례를 들어, 원통형 공진기에 대하여 설명하나 기타 형태를 가지는 공진기에도 이와 동일하게 적용 가능함을 알 수 있다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 공진기의 등가적 회로도이다.

도 2는 설명의 편의상 하나의 튜닝 스크류(20)가 고정 너트(30)에서 분해되고, 일측면이 개방된 상태를 도시한 것으로, 공진기(300)는 내부에 공동(50)을 형성하는 도체의 본체 케이스(10a) 및 커버 케이스(10b)와, 공동(50) 내부에 위치하 며, 다수개의 수용 구멍(41)이 마련되는 공진부(40)와, 공진부(40)에 마련되는 수용 구멍(41)에 삽입되는 다수의 튜닝 스크류(20)와, 커버 케이스(10a)에 고정되며, 다수의 튜닝 스크류(20)를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트(30)를 구비한다.

공진부(40)는 예를 들어, 전도성 금속 재질 또는 비전도성 재질의 표면에 전도성 금속을 도금하여 형성할 수 있다. 즉, 공진부(40)는 예를 들어, 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 등과 같은 전도성 금속으로 형성하여 다수개의 원통형 수용 구멍(41)을 마련하여 형성하거나, 비전도성 재료, 예를 들어, 세라믹으로 몸체 형상을 만든 이후에 표면에 알루미늄 및 은 등과 같은 전도성 금속을 도금하여 형성할 수 있다.

또한, 각 튜닝 스크류(20)는 대응하는 공진부(40)의 수용 구멍(41)에 수용되어 공진 주파수를 조정하는 전도성 금속 재질의 금속 봉(21)을 구비하여, 외부로부터 각 튜닝 스크류(20)를 회전시켜 금속 봉(21)이 각 수용 구멍(41)에 삽입되는 정도에 따라 공진기(300)의 공진 주파수를 조절할 수 있도록 한다.

상기 공진부(40)에 형성되는 각 수용 구멍(41)의 깊이는 대향하는 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 모두 수용 가능할 정도로 설정될 수 있다.

이러한, 각 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)은 대응하는 공진부(40)의 각 수용 구멍(41)과 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하며, 금속 봉(21)이 수용 구멍(41)에 삽입된 정도에 따라 대향하는 면적에 상응하는 캐패시턴스 값이 설정된다.

따라서, 각 튜닝 스크류(20)를 회전시켜 금속 봉(21)이 해당 수용 구멍(41) 에 삽입되는 정도를 조정하여 공진기(300)의 공진 주파수를 조절할 수 있다.

한편, 고정 너트(30)와, 튜닝 스크류(20)와 공진부(40)의 수용 구멍(41)의 개수는 임의로 설정할 수 있으며, 공진기(300)의 등가 회로적으로 이루는 다중 병렬 캐패시터의 개수와 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 공진기(300)의 등가 회로적으로 다중 병렬 캐패시터의 개수가 'n'개이면, 튜닝 스크류(20)와 공진부(40)의 수용 구멍(41)과 고정 너트(30)의 개수를 'n'개로 설정한다.

아울러, 튜닝 스크류(20)의 외주 직경은 대응하는 수용 구멍(41)에 삽입 가능하도록 수용 구멍(41)의 내주 직경보다 작게 설정하여 소정 갭(도 6a의 G1, G2)이 형성되도록 하며, 각 튜닝 스크류(20) 및 수용 구멍(41)의 직경은 요구되는 다중 병렬 캐패시터의 캐패시턴스 값에 따라 서로 상이하게 설정할 수 있다.

예를 들어, 공진부(40)에 마련되는 다수의 수용 구멍(41)이 중앙에 제1 수용 구멍(41a)이 마련되고, 제1 수용 구멍(41a)의 외주 상으로 다수개의 제2 수용 구멍(41b)이 마련될 수 있으며, 제1 수용 구멍(41a)과 제2 수용 구멍(41b)의 직경은 서로 상이하게 설정되어, 공진기(300)의 캐패시턴스 값을 조절하기 용이하도록 할 수 있다.

또한, 제1 수용 구멍(41a)에 대응하는 제1 튜닝 스크류(20a)와 제1 튜닝 스크류(20a)의 외주 상에 제2 수용 구멍(41b)의 개수와 동일한 개수의 제2 튜닝 스크류(20b)가 구비되고, 제1 튜닝 스크류(20a)와 제2 튜닝 스크류(20b)의 직경은 서로 상이하게 설정될 수 있다.

예를 들어, 제1 수용 구멍(41a) 및 제2 수용 구멍(41b)의 내주 직경은 제1 튜닝 스크루(20a) 및 제2 튜닝 스크류(20b)가 삽입되면, 소정 갭을 가지도록 제1 튜닝 스크루(20a) 및 제2 튜닝 스크류(20b)의 외주 직경보다 소정 갭만큼 크게 설정된다. 이때, 각 수용 구멍(41)과 튜닝 스크류(20)간 소정 갭은 등가 회로적으로 다수의 캐패시터(C)가 형성되도록 하는 것이다.

또한, 제1 튜닝 스크류(20a)와 제2 튜닝 스크류(20b)의 직경이 서로 상이하기 때문에 커버 케이스(10b)에 고정된 고정 너트(30)는 제1 튜닝 스크류(20a)에 형성된 나사 홈을 수용하여 너트 겹합되는 제1 고정 너트(30a)와 제2 튜닝 스크루(20b)와 너트 결합하는 제2 고정 너트(30b)의 내부 직경 역시 서로 상이하게 설정된다.

상기 각 튜닝 스크류(20)는 대응하는 공진부(40)의 수용 구멍(41)내에 삽입되며, 예컨대 상하로 이동하여 수용 구멍(41)내에 수용되는 위치에 따라 공진 주파수의 중심 주파수를 조정한다.

즉, 각 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 수용 구멍(41)내에 삽입되는 정도에 따라 형성되는 캐패시터의 캐패시턴스 값이 달라지므로, 각 튜닝 스크류(20)의 위치를 이동시켜 공진 주파수를 조절할 수 있다.

이때, 사용자는 다수의 튜닝 스크류(20) 각각을 별도로 조절하여 공진 주파수의 중심 주파수를 조정할 수 있으며, 다수의 튜닝 스크류(20)를 통해 보다 정밀하게 공진 주파수의 중심 주파수를 조정할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 공진기(300)는 등가 회로적으로 하나의 인덕터(L)와, 다 수의 캐패시터(C)가 병렬 연결된다. 이러한, 공진기(300)의 등가 회로에서 공진부(40) 길이에 따라 인덕터(L)의 인턱턴스 값이 결정되고, 튜닝 스크류(20)와 수용 구멍(41)의 개수에 따라 병렬로 연결되는 캐패시터(C)의 개수가 결정된다.

또한, 각 캐패시터(C)의 캐패시턴스 값은 각각의 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 수용 구멍(41)에 수용되는 위치, 예컨대 삽입된 길이에 따라 결정된다.

상기 공진부(40)에 마련되는 다수의 수용 구멍(41)과 각 수용 구멍(41)에 삽입되는 다수의 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)에 의해 다중 병렬 캐패시터(C)가 형성되므로, 공진기(300)의 전체 캐패시턴스 값은 각 캐패시터(C)의 캐패시턴스 값들의 합, 즉, C1+C2+C3+…Cn'이 된다.

따라서, 공진기(300)의 캐패시턴스 값은 각 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 수용 구멍(41)에 삽입되는 위치 정도를 조절하므로 조정할 수 있고, 캐패시턴스 값이 다중 병렬 캐패시터(C)의 캐패시턴스 값들의 합으로 결정되므로 높은 캐패시턴스 값을 설정할 수 있으므로, 공진 주파수를 낮은 주파수 대역으로 조정 가능하며, 공진기(300)의 소형화 역시 가능하다.

예를 들어, 기존의 공진기를 이용하여 등가 회로적으로 10개의 캐패시터를 가지도록 하기 위해서는 10개의 공진기를 결합하여야 하나, 본 발명에 따르면, 하나의 공진기(300)의 공진부(40)에 10개의 수용 구멍(41) 및 10개의 튜닝 스크류(20)를 마련하여 구현할 수 있으므로, 소형화가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 공진기(300)는 등가 회로적으로 다중 병렬 캐패시터(C)를 형성하므로, 다수의 튜닝 스크류(20)를 이용하여 높은 결합 용량을 유도할 수 있어 공진 주파수를 매우 낮게 조정할 수 있음은 물론, 고출력 신호를 출력할 수 있다.

상기 도 2b에서 미설명된 입력 캐패시터(Ci)는 입력단(P1)에 형성되는 캐패시터이고, 출력 캐패시터(Co)는 출력단(P2)에 형성되는 캐패시터이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따는 공진기(300)는 공진부(40)에 마련되는 다수의 수용 구멍(41)에 비전도성 금속 재질로 형성되어 전기적 접촉을 방지하는 다수의 전기적 접촉 차단부(51)가 삽입되고, 각 수용 구멍(41)내에 삽입된 각 전기적 접촉 차단부(51) 내에 다수의 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 삽입된다.

상기 각 전기적 접촉 차단부(51)는 내열성, 고절연성, 주파수 특성 등과 같은 조건을 만족하는 비전도성 금속 재질, 예를 들어, 테프론(Teflon)으로 형성할 수 있으며, 전도성 금속 재질의 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21) 외주면과, 전도성 금속 재질의 공진부(40)의 각 수용 구멍(41) 내주면간 전기적 접촉을 방지하므로 전기적 특성으로 인한 불꽃 튀김, 스파크와 같은 현상을 방지한다.

또한, 상기 각 전기적 접촉 차단부(51)의 길이는 공진부(40)에 마련되는 수용 구멍(41)의 깊이에 따라 결정될 수 있으며, 튜닝 스크류(20)를 대향하는 면, 예컨대 위쪽은 개방되어, 튜닝 스크류(20)가 삽입 가능하도록 하고, 아래쪽은 개방 또는 막힌 상태로 형성할 수 있다.

아울러, 공진부(40)에 마련되는 수용 구멍(41)의 직경(x)은 전기적 접촉 차 단부(51)의 직경(y)보다 크게 설정되고, 전기적 접촉 차단부(51)의 직경(y)은 튜닝 스크류(20)의 직경(z)보다 크게 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 직경의 크기는 x>y>z의 관계가 성립되도록 설정한다.

예를 들어, 제1 수용 구멍(41a)에 삽입되는 제1 전기적 접촉 차단부(51a)의 외주 직경은 제1 수용 구멍(41a)의 내주 직경과 동일하게 설정되고, 제2 수용 구멍(41b)에 삽입되는 제2 전기적 접촉 차단부(51b)의 외주 직경은 제 2 수용 구멍(41b)의 내주 직경과 동일하게 설정되는 것이 바람직하고, 제1 전기적 접촉 차단부(51a) 및 제2 전기적 접촉 차단부(51b)의 내주 직경은 제1 튜닝 스크루(20a) 및 제2 튜닝 스크류(20b)가 삽입되면, 소정 갭을 가지도록 제1 튜닝 스크루(20a) 및 제2 튜닝 스크류(20b)의 외주 직경보다 소정 갭만큼 크게 설정된다.

따라서, 전기적 접촉 차단부(51)을 통해 전도성 금속 재질의 공진부(40)와 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21) 사이에 발생할 수 있는 불꽃 튀김 또는 스파크 등과 같은 현상을 미연에 방지할 수 있다.

도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 도체의 본체 케이스(10a)와 커버 케이스(10b)에 의해 형성되는 공동(50)내에 위치하는 공진부(40)의 일측, 예컨대 튜닝 스크류(20)와 대향하는 면의 반대측에 절개부(43)가 형성된다.

상기 절개부(43)의 높이(a)는 튜닝 스크류(20)가 삽입되는 수용 구멍(41)의 깊이(b)에 따라 결정될 수 있으며, 등가 회로적으로 인덕터(L)의 인덕턴스 값을 형 성하는 공진부(40)의 전체 길이는 절개부(43)의 높이(a)와 수용 구멍(41)이 형성된 높이(b)를 합산한 값의 크기가 된다.

또한, 절개부(43)의 높이(a)는 수용 구멍(41)의 하부면이 개방되지 않는 상태에서 최대로 형성하고, 중심부 방향으로 절개되는 깊이는 공진부(40)가 고정 지지될 정도의 부분만이 남는 상태로 절개되는 것이 바람직하다.

한편, 절개부(43)의 높이(a) 및 수용 구멍(41)이 형성된 부분의 높이(b)는 수용 구멍(41)이 형성되는 깊이에 따라 결정될 수 있으며, a≥b 또는 a≤b의 관계가 성립될 수 있다.

따라서, 공진부(40)의 수용 구멍(41)이 형성되지 않은 부분을 절개하여 절개부(43)를 형성하면, 본체 케이스(10a)와 커버 케이스(10b)에 의해 형성되는 공동(50)의 크기를 최대화할 수 있음은 물론, 등가 회로적으로 형성되는 인덕터(L)의 인덕턴스 값을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 공진기(300)에서는 각 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)과 공진부(40)의 각 수용 구멍(41)이 등가 회로적으로 다수의 캐패시터(C)가 병렬 연결된 상태를 형성하여, 공진 주파수의 주파수 조절을 용이하게 함과 동시에 낮은 주파수로 설정 가능하도록 하고, 각 캐패시터(C)와 병렬 연결되는 인덕터(L)의 인덕턴스 값을 절개부(43)를 통해 높게 설정 가능하도록 하여, 더욱 낮은 주파수로 공진 주파수를 설정 가능하도록 한다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기를 설명하기 위한 분해 사시도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 병렬 캐 패시터를 가지는 공진기(300)는, 공동(50)내에 위치하는 공진부(40)에 절개부(43)를 형성하는 동시에 공진부(40)의 수용 구멍(41)내에 다수의 전기적 접촉 차단부(51)가 삽입되고, 각 전기적 접촉 차단부(51)에 다수의 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 삽입되는 구조를 가지고 있다.

각 전기적 접촉 차단부(51)는 비전도성 금속 재질로 형성되어, 튜닝 스크류(20)와 공진부(40)간 접촉을 방지하므로 전기적 특성으로 인한 불꽃 튀김 및 스파크 등과 같은 현상을 방지하며, 전기적 접촉 차단부(51)의 길이는 공진부(40)에 마련되는 수용 구멍(41)의 깊이(a)에 따라 결정된다.

따라서, 공진기(300)의 공진 주파수를 각 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)과 각 수용 구멍(41)간 형성되는 캐패시터(C)의 캐패시턴스 값을 조정하여 설정할 수 있으며, 공진부(40)에 의해 결정되는 인덕터(L)의 인덕턴스 값을 높여 더욱 낮은 주파수로 설정할 수 있다. 아울러, 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21) 외주면과 공진부(40)의 수용 구멍(41) 내주면간 전기적 특성으로 인해 발생할 수 있는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

도 6a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 공동 여파기를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 공동 여파기의 등가 회로도이다.

도 6a를 참조하면, 내부에 다수의 공동(50)을 형성하는 도체의 본체 케이스(100a) 및 커버 케이스(10b)와, 각 공동(50)내에 위치하는 다수의 공진부(40)와, 각 공진부(40)에 마련되는 수용 구멍(41)에 삽입되며, 공진 주파수를 조정 가능하게 하는 다수의 튜닝 스크류(20)와, 커버 케이스(10b)에 고정되어, 각 튜닝 스크 류(20)를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트(30)와, 각 공진부(40) 사이에 위치하여 각 공진기(300)간 이동하는 신호의 대역폭을 조절하는 커플러 스크류(200)를 구비한다.

또한, 공진기(300) 사이에 해당하는 커버 케이스(100b)의 위치에 고정되어, 커플러 스크류(200)를 이동 가능하게 지지하는 커플러 고정 너트(30c)를 구비한다.

아울러, 공동 여파기의 본체 케이스(100a)는 커플러 스크류(200)가 위치에 대응하는 위치에 격벽(100c)이 위치하여, 각 공진기(300-1, 300-2, … 300-n)의 공동(40)을 구분하고, 격벽(100c)과 대응하는 커플러 스크류(200) 사이에 커플러 캐패시터(Cc)가 형성된다.

이러한, 공동 여파기는 각 공진기(300-1, 300-2, … 300-n)의 튜닝 스크류(20)의 금송 봉(21)이 수용 구멍(41)에 삽입되는 정도를 조정하여 공진 주파수를 설정하고, 각 공진기(300-1, 300-2, … 300-n) 사이에 위치하는 커플러 스크류(200)를 조정하여, 예를 들어, 제1 공진기(300-1)에서 공진되는 신호가 다음단의 제2 공진기(300-2)로 이동하는 대역폭을 조정함에 의해 일정한 대역폭의 신호를 출력하는 대역 통과 여파기 등과 같은 여파기로 구현된다.

도 6b를 참조하면, 공동 여파기는 다수의 공동(50)내에 위치하는 다수의 공진부(40)에 마련되는 다수의 수용 구멍(41)에 다수의 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 삽입되어 형성되는 다중 병렬 캐패시터(C)가 공진기(300-1, 300-2, … 300-n)의 개수(n)만큼 형성되고, 공진기(300) 사이에 위치하는 커플러 스크류(200)와 대향하는 격벽(100c)에 의해 다수의 커플러 캐패시터(Cc)가 형성된다.

이러한, 공동 여파기는 각 커플러 스크류(200)를 상하 조정하여 커플러 캐패시터(Cc)의 캐패시턴스 값을 조정할 수 있으며, 각 공진기(300)의 튜닝 스크류(20)를 조정하여 다중 병렬 캐패시터(C)의 개패시턴스 값을 조정할 수 있으므로, 제1 공진기(300-1)에서 설정되는 공진 주파수에 따라 공진되는 신호가 제2 공진기(300-2)로 이동할 때, 제1 커플러 스크류(200)의 조절에 의해 결정되는 제1 커플러 캐패시터(Cc1)의 캐패시턴스 값에 따라 설정되는 대역폭내에 신호가 이동하게 된다.

따라서, 다중 병렬 캐패시터를 가지는 다수의 공진기(300)를 다단 결합하여 공동 여파기를 구현하면, 각 공진기(300)의 결합 용량을 유도할 수 있으므로 공동 여파기의 크기를 최소화할 수 있다. 그러므로, 공동 여파기가 적용되는 시스템의 구성시 발생되는 공간적인 제약을 탈피할 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른 공동 여파기를 설명하기 위한 단면도로서, 도 7을 참조하면, 공동 여파기를 구성하는 다수의 공진부(40)에 마련되는 다수의 수용 구멍(41)내에 전기적 접촉 차단부(51)가 삽입되고, 각 전기적 접촉 차단부(51)내에 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 삽입된다.

상기 각 전기적 접촉 차단부(51)의 길이는 공진부(40)에 마련되는 수용 구멍(41)의 깊이만큼 설정되며, 튜닝 스크류(20)를 대향하는 면, 예컨대 위쪽은 개방되어, 튜닝 스크류(20)가 삽입 가능하도록 하고, 아래쪽은 개방 또는 막힌 상태로 형성하는 것이 바람직하다.

따라서, 금속 재질의 공진부(40)의 수용 구멍(41)의 내주면과, 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)의 외주면 사이에 발생할 수 있는 불꽃 튀김 또는 스파크 등 과 같은 현상을 미연에 방지할 수 있는 공동 여파기를 구현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 공동 여파기를 설명하기 위한 단면도이고, 도 8을 참조하면, 공동 여파기를 구성하는 다수의 공진부(40)에서 수용 구멍(41)이 형성되지 않은 부분이 절개되어 절개부(43)가 마련된다.

상기 절개부(43)의 높이(a)는 튜닝 스크류(20)가 삽입되는 수용 구멍(41)의 깊이(b)에 따라 결정되며, 높이(a)는 수용 구멍(41)의 하부면이 개방되지 않는 상태에서 최대로 형성하고, 중심부 방향으로 절개되는 깊이는 공진부(40)가 고정 지지될 정도의 부분만이 남는 상태로 절개되는 것이 바람직하다.

따라서, 공진부(40)의 수용 구멍(41)이 형성되지 않은 부분을 절개하여 절개부(43)를 형성하면, 등가 회로적으로 공진기(300)에 형성되는 인덕터(L)의 인덕턴스 값을 높게 설정 가능하므로, 더욱 낮은 주파수로 공진 주파수를 설정할 수 있어, 낮은 주파수를 출력 가능한 공동 여파기를 구현할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 공동 여파기를 설명하기 위한 단면도로서, 도 9를 참조하면, 공동 여파기를 구성하는 다수의 공진부(40)에서 수용 구멍(41)이 형성되지 않은 부분이 절개되어 절개부(43)를 형성하는 동시에 각 수용 구멍(41)내에 전기적 접촉 차단부(51)가 삽입되고, 각 전기적 접촉 차단부(51) 내에 각 튜닝 스크류(20)의 금속 봉(21)이 삽입된다.

상기 각 공진기(300)의 각 전기적 접촉 차단부(51)는 비전도성 금속 재질로 형성되어, 튜닝 스크류(20)와 공진부(40)간 접촉을 방지하므로 전기적 특성으로 인한 불꽃 튀김 및 스파크 등과 같은 현상을 방지하고, 절개부(43)는 각 공진기(300) 의 공동 크기를 최대화할 수 있다.

따라서, 낮은 주파수를 출력 가능하며, 전도성 금속 재질의 금속 봉(21)와 공진부(40)의 수용 구멍(41)간 전기적 특성으로 인해 발생할 수 있는 현상을 미연에 방지할 수 있으며, 크기가 소형화 가능한 공동 여파기를 구현할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공진기의 공진부에 형성되는 다수의 수용 구멍과 각 수용 구멍에 삽입되는 튜닝 스크류간 결합 용량을 높게 유도할 수 있으므로, 공간적인 제약 없이 낮은 주파수 대역의 공진 주파수를 공진시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 공진기가 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결되므로, 공진기의 캐패시턴스 값을 높게 설정 가능하여 낮은 공진 주파수의 중심 주파수를 설정할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 공진기의 공진부에서 수용 구멍이 형성되지 않은 부분을 일부 절개하여 등가 회로적으로 형성되는 인덕터(L)의 인덕턴스 값을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면, 전도성 금속 재질의 공진부와 공진 주파수를 조절하는 각 튜닝 스크류 사이에 비전도성 금속 재질로 구현되는 다수의 전기적 접촉 차단부를 구비하여, 수용 구멍과 튜닝 스크류의 금속 봉간 전기적인 접촉을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (13)

1. 내부에 공동(cavity)을 형성하는 본체 및 커버 케이스와,

   상기 공동내에 위치하며, 적어도 외표면이 전도성 금속 재질로 이루어지고, 다수의 수용 구멍이 마련되는 공진부와,

   상기 공진부의 상기 각 수용 구멍에 이동 가능하게 수용되어, 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하고, 상기 수용 구멍내에 삽입되는 위치에 따라 해당 캐패시터의 캐패시턴스 값을 조정함에 의해 공진 주파수를 조절하는 금속 봉을 구비하는 다수의 튜닝 스크류와,

   상기 커버 케이스의 상기 각 수용 구멍에 대응하는 위치에 고정되며, 상기 각 튜닝 스크류를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트를 포함하는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기.
2. 제1 항에 있어서, 상기 공진부는,

   원통형으로 형성되는 길이에 따라 등가 회로적으로 인덕터의 인턱턴스 값을 설정하며, 상기 각 튜닝 스크류에 대응하는 상기 각 수용 구멍의 내주 직경이 서로 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기.
3. 제2 항에 있어서, 상기 각 튜닝 스크류의 금속 봉은,

   전도성 금속 재질로 형성되며, 대응하는 상기 공진부의 각 수용 구멍내에 삽 입되며, 해당 수용 구멍의 내주면과 소정 갭이 형성되도록 외주 직경이 설정되어, 등가 회로적으로 상기 캐패시터를 형성하는 것을 특징으로 하는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기.
4. 제1 항에 있어서, 상기 공진부는,

   전도성 금속 재질로 이루어지거나, 비전도성 재질로 몸체를 형상을 만든 후 표면에 전도성 금속 재질을 도금한 것을 특징으로 하는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기
5. 제4 항에 있어서,

   비전도성 재질로 형성되며, 상기 각 수용 구멍내에 삽입되어 상기 각 수용 구멍과 해당 수용 구멍 내에 삽입되는 상기 각 튜닝 스크류의 금속 봉간 전기적 접촉을 방지하는 다수의 전기적 접촉 차단부를 더 포함하는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기.
6. 제5 항에 있어서, 상기 각 전기적 접촉 차단부는,

   상기 각 튜닝 스크류와 대향하는 면이 개방되고, 그 반대면은 개방 또는 막힌 상태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기.
7. 제4 항에 있어서,

   상기 수용 구멍의 내주 직경보다 상기 전기적 접촉 차단부의 외주 직경이 작거나 같고, 상기 전기적 접촉 차단부의 내주 직경보다 상기 금속 봉의 외주 직경이 작거나 같은 것을 특징으로 하는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기.
8. 제1 항에 있어서, 상기 공진부는,

   상기 튜닝 스크류가 삽입되는 상기 수용 구멍이 형성되지 않은 부분의 일부가 절개되어 등가 회로적으로 형성되는 인덕터의 인덕턴스 값을 높이는 절개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 병렬 캐패시터를 가지는 공진기.
9. 케이스에 의해 형성되는 다수개의 공동 각각에 위치하는 공진부에 마련된 다수의 수용 구멍 각각에 튜닝 스크류의 금속 봉이 이동 가능하게 수용되어, 등가 회로적으로 인덕터와 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하는 다수의 공진기와,

   상기 각 공진기 사이에 위치하며, 상기 각 공동을 구획하는 격벽과 등가 회로적으로 커플러 캐패시터를 형성하여, 상기 각 공진기에서 공진된 신호가 이동 가능한 대역폭을 설정하는 다수의 커플러 스크류와,

   상기 케이스의 상기 각 수용 구멍 및 격벽에 대응하는 위치에 고정되며, 상기 각 튜닝 스크류 및 각 커플러 스크류를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트를 포함하는 공동 여파기.
10. 제9 항에 있어서, 상기 각 공진기는,

    상기 각 공동내에 위치하여, 형성된 길이에 따라 등가 회로적으로 인턱터를 형성하며, 다수의 수용 구멍이 마련되는 공진부와,

    상기 공진부의 상기 각 수용 구멍에 이동 가능하게 수용되어, 등가 회로적으로 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하고, 상기 수용 구멍내에 삽입되는 위치에 따라 해당 캐패시터의 캐패시턴스 값을 조정함에 의해 공진 주파수를 조절하는 금속 봉을 구비하는 다수의 튜닝 스크류를 포함하는 공동 여파기.
11. 제10 항에 있어서, 상기 각 공진기는,

    비전도성 재질로 형성되며, 상기 각 튜닝 스크류와 대향하는 면이 개방되고, 그 반대면은 개방 또는 막힌 상태로 형성되어 상기 각 수용 구멍내에 삽입됨에 의해 상기 각 수용 구멍의 내주면과 상기 각 튜닝 스크류의 금속 봉의 외주면간 전기적 접촉을 방지하는 다수의 전기적 접촉 차단부를 더 포함하는 공동 여파기.
12. 제10 항에 있어서, 상기 공진부는,

    상기 튜닝 스크류의 금속 봉이 삽입되는 상기 수용 구멍이 형성되지 않은 부분의 일부가 절개되어, 등가 회로적으로 형성되는 인덕터의 인덕턴스 값을 높이는 절개부를 더 구비하는 공동 여파기.
13. 케이스에 의해 형성되는 다수개의 공동 각각에 위치하는 공진부에 마련된 다 수의 수용 구멍 각각에 튜닝 스크류의 금속 봉이 이동 가능하게 수용되며, 상기 공진부의 수용 구멍이 형성되지 않은 부분이 일부 절개되고, 등가 회로적으로 상기 절개된 공진부의 길이에 따른 인덕터와 상기 수용 구멍과 해당 수용 구멍에 삽입된 각 튜닝 스크류의 금속 봉에 따른 다수의 캐패시터가 병렬 연결된 상태를 형성하는 다수의 공진기와,

    상기 각 공진기 사이에 위치하며, 상기 제1 공진기에서 공진된 신호가 다음단인 제2 공진기로 이동 가능한 대역폭을 설정하는 다수의 커플러 스크류와,

    상기 케이스의 상기 수용 구멍 및 상기 격벽에 대응하는 위치에 고정되며, 상기 각 튜닝 스크류 및 각 커플러 스크류를 이동 가능하게 지지하는 다수의 고정 너트를 포함하는 대역 통과 여파기.

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