KR20100001970A - A dielectric waveguide filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도파관 필터에 관한 것으로, 특히 통신 부품에 사용되는 도파관의 내부가 유전체로 채워져 크기가 작아지고 주파수 특성이 향상되며 또한 설계자가 원하는 다양한 주파수 대역에서 우수한 감쇄 특성을 갖는 유전체 도파관 필터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
이동 통신기기의 보급에 따라, 현재 사용되고 있는 주파수 대역보다도 높은 주파수를 이용이 필요하게 되었다. 따라서, 마이크로파 이상의 높은 주파수의 전기 에너지나 신호를 전송하기 위한 전송로가 필요한데, 그것이 도파관이다. With the spread of mobile communication devices, it is necessary to use a frequency higher than the frequency band currently used. Therefore, a transmission path for transmitting electrical energy or signals of high frequency or more than microwaves is required, which is a waveguide.
유전체 도파관 필터는, 도파관 내부가 유전체로 채워져 있으면서, 동시에 원하는 주파수만을 뽑아내거나, 걸러내는 등의 기능을 하는 필터이다. The dielectric waveguide filter is a filter that fills the inside of the waveguide with a dielectric and simultaneously extracts or filters only desired frequencies.
유전체 필터의 초기 모델로 사용되던, 동축형 유전체 필터의 경우, 유전체 블록의 축방향 길이는 필터가 사용하는 주파수대역의 와 같고, 블록의 내부에는 축방향으로 관통하는 홀이 형성되어 있으며 표면은 전도성 물질로 코팅되어 있다. 결 과적으로 한쪽 끝을 개방(open)하고 다른 끝은 단락(short)시키므로 공진기와 같이 작동한다. In the case of the coaxial dielectric filter, which was used as an early model of the dielectric filter, the axial length of the dielectric block is equal to that of the frequency band used by the filter, and an axially penetrating hole is formed inside the block and the surface is conductive. Coated with material. As a result, one end opens and the other shorts, acting like a resonator.
그러나, 위에서 언급된 동축형 유전체는 가장 간단한 TEM모드를 사용함으로써 삽입손실 특성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.However, the above-mentioned coaxial dielectric has a disadvantage of poor insertion loss characteristics by using the simplest TEM mode.
따라서, 상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 도 1과 같은 종래 기술에 따른 유전체 도파관 필터가 개발되었다. Therefore, the dielectric waveguide filter according to the prior art as shown in FIG. 1 has been developed to overcome the above disadvantages.
도 1은 종래 기술에 따른 유전체 도파관 필터의 사시도이다. 1 is a perspective view of a dielectric waveguide filter according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 유전체 도파관 필터는 길이 방향에 수직한 방향으로 양쪽 측면에 형성된 다수의 수직홈을 갖는 유전체 블록으로, 여기서, 상기 유전체 블록의 양단면을 제외한 나머지 네 면은 전도성 물질로 코팅되어 전도층이 형성되어 있다. As shown in FIG. 1, the dielectric waveguide filter according to the related art is a dielectric block having a plurality of vertical grooves formed at both sides in a direction perpendicular to the longitudinal direction, wherein the remaining four surfaces except for both ends of the dielectric block. Silver is coated with a conductive material to form a conductive layer.
상기와 같은 종래 기술에 따른 유전체 도파관 필터는, 상술된 동축형 유전체 필터의 단점을 어느 정도 극복한 것이기는 하나 근접 주파수 대역에서의 감쇄특성을 확보하는데 문제가 있다. The dielectric waveguide filter according to the related art has overcome some of the disadvantages of the coaxial dielectric filter described above, but has a problem in securing attenuation characteristics in the near frequency band.
또한, 종래 기술에 따른 유전체 도파관 필터는 다양한 통신서비스에 의해 근접 주파수를 활용하는 각기 다른 서비스가 존재하고 있음으로써 요구되는 필터의 우수한 주파수 특성과 서비스 간 격리도 확보에 문제점이 있다. In addition, the dielectric waveguide filter according to the prior art has a problem in securing the excellent frequency characteristics of the filter and isolation between services required by the presence of different services utilizing proximity frequencies by various communication services.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유전체 도파관 필터의 근접 주파수 대역에서의 우수한 감쇄 특성을 확보할 수 있고, 나아가 원하는 주파수 대역에서의 유전체 도파관 필터의 감쇄 특성을 자유로이 확보할 수 있는 유전체 도파관 필터를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, it is possible to ensure excellent attenuation characteristics in the near frequency band of the dielectric waveguide filter, and further secure the attenuation characteristics of the dielectric waveguide filter in the desired frequency band. It is an object of the present invention to provide a dielectric waveguide filter.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터는, 다수의 공진기로 구성된 몸체와; 상기 다수의 공진기 중 두 개 이상의 공진기를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하여 구성된다. In order to achieve the above object, the dielectric waveguide filter according to the present invention, the body consisting of a plurality of resonators; It comprises a connecting portion for electrically connecting two or more resonators of the plurality of resonators.
여기서, 상기 몸체는 양쪽 측면에 길이방향에 수직 방향으로 형성된 다수의 수직홈을 가지며, 상기 몸체의 양단면을 제외한 나머지 네 개의 면이 전도성 물질로 코팅된 것이 바람직하다. Here, the body has a plurality of vertical grooves formed in the vertical direction in the longitudinal direction on both sides, it is preferable that the other four surfaces except the both ends of the body is coated with a conductive material.
또한, 상기 연결부의 일 실시예로, 상기 연결부는 상기 몸체의 일 측면에서 상기 두 개 이상의 공진기를 전기적으로 연결하는 가변형 노치(Notch) 케이블인 것이 바람직하다. In addition, in one embodiment of the connector, the connector is preferably a variable notch cable that electrically connects the two or more resonators on one side of the body.
그리고 상기 연결부의 다른 실시예로, 상기 연결부는 상기 몸체의 두 개 이상의 공진기의 일 측면에 형성된 패턴과; 상기 형성된 패턴에 삽입되어 상기 패턴이 형성된 공진기들을 연결하는 전도성 물질로 구현되는 것이 바람직하다. And in another embodiment of the connecting portion, the connecting portion and the pattern formed on one side of the two or more resonators of the body; It is preferable that the conductive material is inserted into the formed pattern and connects the resonators in which the pattern is formed.
이와 같은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터는, 유전체 도파관 필터의 근접 주파수 대역에서의 우수한 감쇄 특성을 확보할 수 있는 효과가 있다. The dielectric waveguide filter according to the present invention according to the present invention has the effect of ensuring excellent attenuation characteristics in the near frequency band of the dielectric waveguide filter.
또한, 본 발명은 원하는 주파수 대역에서 유전체 도파관 필터의 우수한 감쇄 특성을 자유로이 확보할 수 있는 효과가 있다. 즉, 설계자가 유전체 도파관 필터를 설계할 때, 사용자가 원하는 주파수 대역에서 우수한 감쇄 특성을 나타내는 필터를 자유로이 설계할 수 있는 방법을 제시하였다. In addition, the present invention has the effect of freely ensuring excellent attenuation characteristics of the dielectric waveguide filter in the desired frequency band. In other words, when the designer designs the dielectric waveguide filter, a method for freely designing a filter exhibiting excellent attenuation characteristics in a desired frequency band is presented.
이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 바람직한 실시예를 도 2 ~ 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the dielectric waveguide filter according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS.
그러나 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되 어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.However, the scope of the present invention is not limited to the following examples, and may be variously modified and implemented by those skilled in the art without departing from the technical gist of the present invention. . In addition, the terms or words used in the specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may properly interpret the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. Based on the principles that can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention.
또한, 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 두성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다In addition, in adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same two-star elements have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
먼저, 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터에서, 몸체의 모양이나 형태에 따라 다양한 실시예가 존재하고, 또한 다수의 공진기 중 두개 이상의 공진기를 전기적으로 연결하는 방법에 따라 그 실시예가 다양하게 존재한다. First, in the dielectric waveguide filter according to the present invention, various embodiments exist according to the shape or shape of the body, and there are various embodiments depending on a method of electrically connecting two or more resonators of the plurality of resonators.
이하에서는, 몸체의 형태가 직육면체인 것으로 가정하고, 두개 이상의 공진기를 전기적으로 연결하는 방법에 따라 그 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, assuming that the shape of the body is a rectangular parallelepiped, the embodiment will be described in detail according to a method of electrically connecting two or more resonators.
도 2는 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view of one embodiment of a dielectric waveguide filter according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 일 실시예는, 다수의 공진기(211 ~ 216)가 연결되어 구성된 몸체(210)와; 상기 다수의 공진기(211 ~ 216) 중 서로 인접하지 않은 두 개 이상의 공진기를 전기적으로 연결하는 가변형 노치(Notch) 케이블(220)과; 상기 몸체(210)와 연결되고 입출력 단자를 포 함하는 기판(230)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 2, one embodiment of the dielectric waveguide filter according to the present invention includes a
여기서, 상기 몸체(210)는 다수의 공진기(211 ~ 216)가 연결된 것으로, 양쪽 측면에 길이방향에 수직 방향으로 형성된 다수의 수직홈을 가지며, 상기 몸체(210)의 양단면을 제외한 나머지 네 개의 면이 전도성 물질로 코팅된다. Here, the
그리고 상기 노치 케이블(220)은, 가변형으로, 상기 다수의 공진기(211 ~ 216) 중에서 설계자가 원하는 서로 인접하지 않은 두개 이상의 공진기를 전기적으로 연결한다. 여기서 서로 인접하지 않은 공진기를 연결하는 이유는 서로 인접한 공진기들은 몸체(210)를 구성할 때 이미 전기적으로 연결되어 있기 때문이다. 도 1에서는 제2 공진기(212)와 제5 공진기(215)를 연결하였다. 즉, 상기 노치 케이블(220)의 양단이 각각 제2 공진기(212)와 제5 공진기(250)와 전기적으로 연결되고 나머지 공진기들(211, 213, 214, 216)과는 전기적으로 연결되지 않는다. The
그리고 상기 기판(230)은 상기 몸체(210)와 연결되면서, 입출력 단자를 포함한다. 여기서, 상기 기판(230)과 상기 몸체(210)를 연결하는 방법 또한 중요하고 다양한 방법이 존재하지만 이 방법은 다양하게 알려진 기술이고, 본 발명의 핵심 요지가 아니므로 상세한 설명은 생략한다. The
다음으로 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 다른 실시예를 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. Next, another embodiment of the dielectric waveguide filter according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 3은 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 다른 실시예를 나타낸 사시도 이다. 3 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric waveguide filter according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 다른 실시예는, 다수의 공진기(211 ~ 216)로 구성된 몸체(210)와; 상기 다수의 공진기(211 ~ 216) 중 서로 인접하지 않은 두 개 이상의 공진기의 일측면에 형성된 홈들(321, 322)과; 상기 홈들(321, 322)을 연결하기 위해서 상기 몸체(210)의 측면에 형성된 패턴(323)과; 상기 다수의 공진기(211 ~ 216) 중 두 개 이상의 공진기를 전기적으로 연결하기 위해 상기 홈들(321, 322) 및 상기 패턴(323)에 삽입된 전도성 물질(324)과; 상기 몸체(210)와 연결되고 입출력 단자를 포함하는 기판(230)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 3, another embodiment of the dielectric waveguide filter according to the present invention includes a
여기서, 다른 실시예에 따른 상기 몸체(210)와 상기 기판(230)은 위에서 언급한 일 실시예의 몸체(210)와 기판(230)과 동일하다. Here, the
상기 홈들(321, 322)은 설계자가 상기 다수의 공진기(211 ~ 216) 중에서 서로 인접하지 않고, 전기적으로 연결하길 원하는 두 개 이상의 공진기의 일측면에 형성된다. 여기서 서로 인접하지 않은 공진기를 연결하는 이유는 서로 인접한 공진기들은 몸체(210)를 구성할 때 이미 전기적으로 연결되어 있기 때문이다. The
그리고 상기 패턴(323)은 상기 홈들(321, 322)을 연결하기 위해서 상기 몸체(210)의 측면에 형성된다. 이때 형성된 패턴(323)은 상기 홈들(321, 322)이 형성된 두 개 이상의 공진기를 제외한 나머지 공진기들과는 전기적으로 연결되지 않는다. The
즉, 도 3에서는 제2 공진기(212)와 제5 공진기(215)를 연결하기 위해, 상기 제2 공진기(212)와 상기 제5 공진기(215)에 홈(321, 322)이 각각 형성되었다. 그리고 상기 패턴(323)은 제2 ~ 제5 공진기(212 ~ 215)의 표면에 형성되어 있다. 그러나, 상기 패턴(323)은 상기 제2 공진기(212) 및 상기 제5 공진기(215와 전기적으로 연결되고 나머지 공진기들(213, 214)과는 전기적으로 연결되지 않는다. That is, in FIG. 3,
위에서 언급한 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 일 실시예 및 다른 실시예를 등가회로로 나타나면 도 4과 같다. 4 shows an embodiment and another embodiment of the dielectric waveguide filter according to the present invention as described above as an equivalent circuit.
도 4는 도 2 및 도 3의 등가회로도이다. 4 is an equivalent circuit diagram of FIGS. 2 and 3.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 일 실시예 및 다른 실시예의 등가회로도는, 직렬로 연결된 다수의 공진기(211 ~ 216)와; 제2 공진기(212)와 제 5 공진기(215)를 연결하는 인덕터(410); 상기 다수의 공진기(211 ~ 216) 사이에 존재하는 콘덴서들과; 그리고 입출력 단자로 구성된다. As shown in Fig. 4, an equivalent circuit diagram of one embodiment and another embodiment of the dielectric waveguide filter according to the present invention includes: a plurality of
여기서, 상기 인덕터(410)는 도 2의 노치 케이블(220) 및 도 3의 홈들(321, 322), 패턴(223), 전도성 물질(224)이다. Here, the
본 발명에 따른 유전체 도파관 필터는, 원하는 공진기들을 인덕터를 통해서 연결할 수 있는 효과를 구현할 수 있음에 따라 원하는 주파수 대역에서 우수한 감 쇄 특성을 확보할 수 있다. 이를 확인해보기 위해서 시뮬레이션 결과를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. The dielectric waveguide filter according to the present invention can achieve the effect of connecting the desired resonators through the inductor, thereby ensuring excellent attenuation characteristics in the desired frequency band. In order to confirm this, a simulation result is described with reference to FIG. 5 as follows.
도 5는 종래 기술과 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 특성 그래프를 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing a characteristic graph of a dielectric waveguide filter according to the prior art and the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터는 종래 기술에 따른 유전체 도파관 필터보다 감쇄 특성이 우수함을 알 수 있다. As shown in FIG. 5, it can be seen that the dielectric waveguide filter according to the present invention has superior attenuation characteristics than the dielectric waveguide filter according to the prior art.
위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 종래 기술보다 유전체 도파관 필터의 근접 주파수 대역에서의 우수한 감쇄 특성을 확보할 수 있다. As described above, the present invention can secure superior attenuation characteristics in the near frequency band of the dielectric waveguide filter than the prior art.
나아가, 본 발명은 설계자가 다수의 공진기들 중에서 원하는 두개 이상의 공진기들을 선택하여 전기적으로 연결하여 인덕터를 삽입한 효과를 나타낼 수 있음에 따라 원하는 주파수 대역에서 우수한 감쇄 특성을 자유로이 확보할 수 있다. 즉, 설계자가 유전체 도파관 필터를 설계할 때, 설계자가 원하는 필터를 자유로이 설계할 수 있다. Furthermore, the present invention can freely secure excellent attenuation characteristics in a desired frequency band as the designer can have an effect of inserting an inductor by selecting two or more desired resonators from a plurality of resonators and electrically connecting them. In other words, when the designer designs the dielectric waveguide filter, the designer can freely design the desired filter.
도 1은 종래 기술에 따른 유전체 도파관 필터의 사시도이다. 1 is a perspective view of a dielectric waveguide filter according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view of one embodiment of a dielectric waveguide filter according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다. 3 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric waveguide filter according to the present invention.
도 4는 도 2 및 도 3의 등가회로도이다. 4 is an equivalent circuit diagram of FIGS. 2 and 3.
도 5는 종래 기술과 본 발명에 따른 유전체 도파관 필터의 특성 그래프를 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing a characteristic graph of a dielectric waveguide filter according to the prior art and the present invention.
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