KR20110008425A

KR20110008425A - 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터

Info

Publication number: KR20110008425A
Application number: KR1020090065777A
Authority: KR
Inventors: 한상호; 이원재
Original assignee: 주식회사 에이스테크놀로지
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2009-07-20
Publication date: 2011-01-27
Also published as: CN102473991A; US8698581B2; CN102473991B; WO2011010853A3; US20120302189A1; WO2011010853A2; KR101077570B1

Abstract

주파수 튜너블 필터가 개시된다. 개시된 필터는, 필터링되는 주파수 신호의 주파수 대역을 튜닝할 수 있도록 슬라이딩 부재를 구비한 필터부; 상기 주파수 대역의 튜닝을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하는 통신 모듈; 및 상기 제어 신호에 기초하여 상기 슬라이딩 부재를 이동시켜가면서 주파수 대역의 튜닝을 제어하는 제어부를 포함한다. 개시된 필터에 의하면, 원격지에서 전송된 제어 신호를 이용하여 필터의 튜닝을 자동적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

필터, 튜닝, 슬라이딩, 원격 제어

Description

자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터{Frequency Tunable Filter Enabling Automatic Control}

본 발명은 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필터의 중심 주파수 및 대역폭과 같은 필터의 대역 통과 특성을 변경시킬 수 있는 튜너블 필터에 관한 것이다.

필터는 입력되는 주파수 신호 중 특정 주파수 대역의 신호만을 통과(필터링(filtering))시키기 위한 장치로서 다양한 형식으로 구현되고 있다. RF(Radio Frequency) 필터의 대역 통과 주파수는 필터의 인덕턴스(inductance) 성분 및 캐패시턴스(capacitance) 성분에 의해 정해지며, 필터의 대역 통과 특성을 조절하는 작업을 튜닝(tuning)이라 한다.

이동 통신 시스템과 같은 통신 시스템의 사업자들에게는 임의의 주파수 대역이 할당되며, 통신 사업자들은 할당된 주파수 대역을 여러 개의 채널로 나누어 사용한다. 종래의 경우 통신 사업자들은 각 주파수 대역에 맞는 필터를 별도로 제작하여 사용하였다.

그러나, 근래에 들어, 통신 환경이 급변하면서 필터의 장착 초기 환경과 달 리 중심 주파수 및 대역폭과 같은 특성이 가변될 필요성이 발생하였다. 이러한 특성 가변을 위해 튜너블 필터가 이용된다.

도 1은 종래의 필터의 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참고하면, 종래의 필터는 하우징(housing)(110), 입력 커넥터(input connector)(120), 출력 커넥터(output connector)(130), 커버(cover)(140), 다수의 캐비티(cavity)(150) 및 공진기(resonator)(160)를 포함한다.

하우징(110)의 내부에는 다수의 월(wall)이 형성되어 있으며, 다수의 월에 의해 각각의 공진기가 수용되는 캐비티(150)가 정의된다. 커버(140)에는 하우징(110)과 커버(140)를 결합하기 위한 결합 홀 및 튜닝 볼트(blot)(170)가 구비된다.

튜닝 볼트(170)는 커버(140)에 결합되어 하우징 내부로 관통한다. 튜닝 볼트(170)는 공진기에 대응하는 위치 또는 캐비티 내부의 소정의 위치에 상응하여 커버(140)에 배치된다.

RF 신호(또는 주파수 신호)는 입력 커넥터(120)로 입력되어 출력 커넥터(130)로 출력되며, RF 신호는 각 캐비티(150)에 형성되어 있는 커플링 윈도우를 통해 다음 캐비티(150)로 진행한다. 각 캐비티(150) 및 공진기(160)에 의해 RF 신호의 공진 현상이 발생하며, 공진 현상에 의해 RF 신호가 필터링된다.

도 1과 같은 종래의 필터에서 중심 주파수 및 대역폭과 같은 주파수 특성의 튜닝은 튜닝 볼트(170)에 의해 이루어진다.

도 2는 종래의 필터에서 하나의 캐비티의 단면도를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 튜닝 볼트(170)는 커버(140)로부터 관통되어 공진기(160) 상부에 위치된다. 튜닝 볼트(170)는 금속 재질로 이루어지며 커버(140)와 나사 결합에 의해 고정된다.

따라서, 튜닝 볼트(170)는 회전에 의해 공진기(160)와의 거리가 조절될 수 있으며, 공진기(160)와 튜닝 볼트(170)와의 거리를 가변함으로써 튜닝이 이루어진다. 튜닝 볼트(170)는 수작업에 의해 회전될 수도 있으며, 튜닝 볼트의 회전을 위한 별도의 튜닝 머신(machine)이 이용될 수도 있다. 적절한 위치에서 튜닝이 이루어진 경우, 너트(nut)에 의해 튜닝 볼트(170)가 고정된다.

종래의 필터에서, 튜닝 볼트(170)의 회전에 의해 튜닝 볼트(170)와 공진기(160) 사이의 거리가 변경됨으로써 캐패시턴스 역시 변경된다. 캐패시턴스는 필터의 주파수를 결정하는 하나의 파라미터로서 캐패시턴스의 변화에 의해 필터의 중심 주파수가 변경될 수 있다.

이와 같은 종래의 필터는 초기 제작 시에만 튜닝이 가능했으며, 사용 중에 튜닝이 이루어지기는 어려운 구조였다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 슬라이딩(sliding) 방식에 의해 비교적 용이하게 튜닝이 가능한 튜너블 필터가 제안되었다.

슬라이딩 방식의 주파수 튜너블 필터는 커버(140)와 공진기(160) 사이에 슬라이딩이 가능한 슬라이딩 부재를 설치하고, 상기 슬라이딩 부재 하부에 금속 또는 유전체 재질의 튜닝 엘리먼트를 부착한 후 슬라이딩 부재의 슬라이딩 동작에 의해 필터의 공진 주파수 및 대역폭과 같은 주파수 대역의 특성을 튜닝한다. 슬라이딩 부재는 모터를 이용하여 자동화된 방식으로 슬라이딩 될 수도 있으며 사용자가 수작업에 의해 슬라이딩시킬 수도 있다.

이와 같은 슬라이딩 방식을 이용한 튜너블 필터는 사용자가 볼트를 회전할 필요가 없이 슬라이딩 부재를 좌우로 움직이는 것만으로 튜닝이 가능한 장점이 있다.

그러나, 슬라이딩 부재를 이용한 튜너블 필터를 사용하더라도 사용자가 원하는 대역 통과 특성을 얻으려면 일일이 모터를 회전시키면서 원하는 대역 통과 특성이 확보되었는지 여부를 확인하여야 하는 문제점이 있었다. 특히, 튜너블 필터가 산간 지역과 같이 접근성이 용이하지 않은 지역에 설치된 경우 튜너블 필터가 설치된 곳에 직접 가서 대역 통과 특성을 튜닝하여야 하는 어려움이 있었다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 필터의 대역 통과 특성을 자동적으로 튜닝할 수 있는 주파수 튜너블 필터를 제안하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 튜너블 필터가 설치된 곳에 가지 않아도 원격지에서 필터의 대역 통과 특성을 튜닝할 수 있는 주파수 튜너블 필터를 제안하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 필터링되는 주파수 신호의 주파수 대역을 튜닝할 수 있도록 슬라이딩 부재를 구비한 필터부; 상기 주파수 대역의 튜닝을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하는 통신 모듈; 및 상기 제어 신호에 기초하여 상기 슬라이딩 부재를 이동시켜가면서 주파수 대역의 튜닝을 제어하는 제어부를 포함하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터가 제공된다.

상기 제어부는, 상기 제어 신호를 수신할 경우 상기 슬라이딩 부재를 미리 설정된 기준 거리만큼 이동시키도록 제어하는 프로세서; 상기 프로세서의 제어에 따라 튜닝하고자 하는 주파수 신호를 발생시키는 RF 신호 발생기; 상기 RF 신호 발생기에서 발생된 상기 주파수 신호에 대한 상기 필터부의 출력 신호 파워를 검출하는 RF 신호 검출기를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 RF 신호 검출기의 검출 파워와 미리 설정된 경계값을 비교하며 상기 검출 파워가 상기 미리 설정된 경계값보다 커질 때까지 상기 슬라이딩 부재를 상기 기준 거리만큼 이동시키면서 상기 검출 파워와 상기 경계값의 비교 작업을 반복적으로 수행한다.

상기 제어부는, 상기 RF 신호 발생기에서 발생된 상기 주파수 신호를 커플링을 통해 상기 필터부의 입력 커넥터에 입력시키는 제1 커플러; 및 상기 필터부의 출력 커넥터로부터 상기 필터부의 출력 신호를 커플링을 통해 상기 RF 신호 검출기에 제공하는 제2 커플러를 더 포함할 수 있다.

상기 튜닝하고자 하는 주파수 신호는 튜닝하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수 신호인 것이 바람직하다.

상기 RF 신호 발생기는 PLL 칩을 포함할 수 있다.

상기 통신 모듈은 원격지에 위치하는 제어 서버로부터 상기 제어 신호를 수신하며 이더넷 모듈을 포함할 수 있다.

상기 슬라이딩 부재는 모터와 결합되어 모터의 회전에 상응하여 슬라이딩 되며, 상기 프로세서는 상기 모터의 구동을 제어하여 상기 슬라이딩 부재를 기준 거리만큼 이동시킨다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 필터링되는 주파수 신호의 주파수 대역을 튜닝할 수 있도록 슬라이딩 부재를 구비한 필터부; 상기 특정 주파수 대역으로의 튜닝을 위한 제어 신호에 따라 상기 슬라이딩 부재를 미리 설정된 기준 거리만큼 이동시키도록 제어하는 프로세서; 상기 프로세서의 제어에 따라 튜닝하고자 하는 주파수 신호를 발생시키는 RF 신호 발생기; 상기 RF 신호 발생기에서 발생된 상기 주파수 신호에 대한 상기 필터부의 출력 신호 파워를 검출하는 RF 신호 검출기를 포 함하되, 상기 프로세서는 상기 RF 신호 검출기의 검출 파워와 미리 설정된 경계값을 비교하며 상기 검출 파워가 상기 미리 설정된 경계값보다 커질 때까지 상기 슬라이딩 부재를 상기 기준 거리만큼 이동시키면서 상기 검출 파워와 상기 경계값의 비교 작업을 반복적으로 수행하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 필터부, 프로세서, RF 신호 발생기, RF 신호 검출기 및 슬라이딩 부재를 구비한 튜너블 필터에서 자동 제어에 의한 필터 튜닝 방법으로서, 튜닝을 위한 제어 신호를 상기 프로세서에 제공하는 단계(a)-상기 제어 신호에는 튜닝하고자 하는 주파수 대역 정보가 포함됨-; 상기 프로세서의 제어에 의해 상기 슬라이딩 부재를 미리 설정된 기준 거리만큼 이동시키는 단계(b); 상기 RF 신호 발생기에서 상기 튜닝하고자 하는 주파수 대역에 상응하는 주파수 신호를 발생시켜 상기 필터부에 입력하는 단계(c); 및 상기 RF 신호 검출기에서 상기 필터부 출력 신호의 파워를 검출하여 미리 설정된 경계값과 비교하는 단계(d)를 포함하되, 상기 단계 (d)에서 검출된 파워와 미리 설정된 경계값을 비교하여 검출된 파워가 상기 미리 설정된 경계값을 초과할 경우 튜닝을 완료하며, 상기 검출된 파워가 상기 미리 설정된 경계값을 초과하지 않을 경우 상기 단계(b) 내지 (d)를 반복하여 적절한 튜닝이 되었는지 여부를 판단하는 튜너블 필터에서 자동 제어에 의한 필터 튜닝 방법이 제공된다.

본 발명은 원격지에서 전송된 제어 신호를 이용하여 필터의 튜닝을 자동적으 로 수행할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 튜너블 필터(300)의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 주파수 튜너블 필터(300)는 필터부(310), 통신 모듈(320) 및 제어부(330)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다.

필터부(310)는 입력된 주파수 신호 중에서 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시킨다. 필터부(310)는 슬라이딩 부재 등을 이용하여 필터 내부의 구조를 변경함으로써 필터링되는 주파수 대역을 튜닝 가능한 구조를 가지고 있다.

통신 모듈(320)은 주파수 대역을 튜닝하기 위한 제어 신호를 수신하고, 제어부(330)는 수신된 제어 신호에 기초하여 주파수 대역의 튜닝을 제어한다.

이 경우, 제어 신호는 주파수 튜너블 필터(300)가 설치된 지역으로부터 떨어진 지역, 즉, 원격지에 설치된 제어 서버로부터 전송된 신호일 수 있다.

즉, 앞서 언급한 바와 같이, 주파수 튜너블 필터(300)가 사람이 접근하기 힘든 외진 지역에 설치된 경우, 주파수 대역을 튜닝하기 위해서는 관리자가 튜너블 주파수 필터(300)가 설치된 지역을 직접 방문하여 튜닝 작업을 수행하여야 하는 불 편함이 존재하였다. 그러나. 본 발명에 따른 주파수 튜너블 필터(300)를 사용하는 경우, 관리자는 원격지에서 주파수 대역을 튜닝을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 이를 주파수 튜너블 필터(300)로 전송하고 제어부(330)에 의해 주파수 튜닝을 제어함으로써 손쉽게 주파수 튜너블 필터(300)의 주파수 대역을 튜닝할 수 있게 된다.

이 때, 제어부(330)는 필터부(310)의 구조를 변경하여 주파수 대역의 튜닝을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(330)는 필터부(310)의 구조를 변화시키면서 원하는 주파수 대역에 대한 필터링이 수행되는지 여부를 판단하여 필터에 대한 튜닝을 수행한다. 즉, 제어부(330)는 통신 모듈을 통해 튜닝하고자 하는 주파수 대역 정보를 수신한 후 슬라이딩 바와 같은 필터 튜닝을 위한 구성 요소의 위치를 변경시켜가면서 튜닝하고자 하는 주파수 대역에서 적절한 필터링이 이루어지는지 판단한 후 적절한 필터링이 이루어질 경우 튜닝 작업을 완료한다.

이때, 제어부(330)는 튜닝하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수 신호가 미리 설정된 파워 이상으로 필터를 통과하는지 여부에 의해 적절한 필터링이 이루어지는지 여부를 판단할 수 있을 것이다.

이를 위해, 제어부(330)에는 특정 주파수 신호를 필터부(310) 내부로 입력시키고 출력되는 신호의 레벨을 검출할 수 있는 장치가 구비되며, 제어부(330)의 보다 상세한 구성은 별도의 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

이하에서는 도 4를 참고하여, 슬라이딩 부재를 포함하여 구성되는 필터 부(310)를 구비한 주파수 튜너블 필터의 튜닝 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 방식의 주파수 튜너블 필터(4000)의 분해 사시도를 도시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 방식의 주파수 튜너블 필터는 하우징(4010), 입력 커넥터(4020), 출력 커넥터(4030), 메인 커버(4040), 다수의 캐비티(4050), 다수의 공진기(4060), 슬라이딩 부재(4070), 서브 커버(4080), 구동부(4090), 및 회로 기판(4110)을 포함할 수 있다.

하우징(4010)은 필터 내부의 공진기 등의 구성 요소를 보호하고 전자기파의 차폐 역할을 수행한다.

하우징(4010)은 알루미늄 재질로 베이스를 형성하고 이에 도금을 한 하우징이 사용될 수 있다. 통상적으로 필터, 도파관과 같은 RF 장비에는 손실을 최소화하기 위해 전기 전도도가 뛰어난 은도금을 사용한다. 근래에 들어 내식성과 같은 특성 향상을 위해 은도금 이외의 도금법이 사용되기도 하며, 이러한 도금법을 사용한 하우징이 사용될 수도 있다.

주파수 튜너블 필터(4000)의 내부에는 다수의 격벽들이 형성되어 있으며, 이러한 격벽들은 하우징(4010)과 함께 공진기(4060)가 수용되는 캐비티(4050)를 정의한다.

캐비티(4050) 및 공진기(4060)의 수는 필터의 차수와 연관되어 있으며, 도 4에는 차수가 8인, 즉 공진기가 8개인 경우가 도시되어 있다. 필터의 차수는 스커 트(skirt) 특성 및 삽입 손실(insertion loss)과 연관되어 있다. 이 때, 스커트 특성과 삽입 손실은 트레이드 오프(trade off)의 관계를 가진다. 즉, 필터의 차수가 높아질수록 스커트 특성은 높아지지만, 삽입 손실은 나빠진다. 따라서, 스커트 특성 및 요구되는 삽입 손실에 의해 필터의 차수(즉, 캐비티(4050) 및 공진기(4050)의 개수)가 결정된다.

격벽 중 일부에는 RF 신호(또는 주파수 신호)의 진행 방향에 상응하여 커플링 윈도우가 형성된다. 캐비티(4050) 및 공진기(4060)에 의해 공진이 되는 RF 신호는 커플링 윈도우를 통해 다음 캐비티로 진행한다.

메인 커버(4040) 및 서브 커버(4080)는 하우징(4010)의 상부에서 하우징(4010)과 결합되며, 다수의 체결홀을 통해 하우징(4010)과 나사 결합에 의해 결합될 수 있다. 서브 커버(4080)에는 슬라이딩 부재(4070)가 안정적으로 슬라이딩을 할 수 있도록 가이드 홈(4081)이 형성되어 있다.

슬라이딩 부재(4070)는 공진기(4060)가 서있는 방향과 직교하는 방향, 즉 수평 방향으로 슬라이딩이 가능하도록 설치된다. 이 경우, 슬라이딩 부재(4070)는 서브 커버(4080)의 상부에 형성된 가이드 홈(4081)에 설치된다.

슬라이딩 부재(4070)의 개수는 필터에 형성되어 있는 공진기 라인 수에 상응할 수 있다. 도 4에는 각 라인에 4개의 공진기가 분포하는 2개의 공진기 라인을 가지는 필터가 도시되어 있으며, 슬라이딩 부재(4070)의 개수는 이에 상응하여 2개가 도시되어 있다. 물론 슬라이딩 부재는 도시된 것과는 달리 일체형 구조를 가질 수도 있다.

슬라이딩 부재(4070)의 하부에는 튜닝 엘리먼트(4071)가 결합된다. 튜닝 엘리먼트(4071)는 서브 커버(4080)에 형성된 장(長)홀(4082)을 통해 필터 내부로 관통된다. 장홀(4082)은 슬라이딩 부재의 슬라이딩 방향으로 소정의 길이를 가지고 있으며, 이때 슬라이딩 방향으로의 길이는 슬라이딩 부재의 슬라이딩 범위를 고려하여 설정된다. 튜닝 엘리먼트(4071)의 재질은 금속 또는 유전체 재질이 모두 사용될 수 있다. 한편, 슬라이딩 부재(4070)의 재질은 유전체 재질인 것이 바람직하다.

튜닝 엘리먼트(4071)는 공진기(4060)에 상응하여 슬라이딩 부재(4070)의 하부에 결합되며, 각각의 공진기마다 이에 상응하는 튜닝 엘리먼트가 구비된다. 각 슬라이딩 부재(4070)의 하부에는 4개의 공진기가 있으며, 따라서 각 슬라이딩 부재(4070)에는 4개의 튜닝 엘리먼트가 결합된다. 또한, 결합되는 튜닝 엘리먼트들의 설치 간격은 공진기(4060)의 설치 간격에 상응한다.

슬라이딩 부재(4070)의 슬라이딩에 상응하여 결합된 튜닝 엘리먼트(4071)의 위치도 가변된다. 튜닝 엘리먼트(4071)는 공진기(4060)와의 상호 작용에 의해 캐패시턴스를 형성하며 튜닝 엘리먼트(4071)의 위치가 변경될 경우 캐패시턴스가 변경된다.

캐패시턴스는 두 금속체간의 거리 및 단면적에 의해 결정되는 바, 금속 재질의 튜닝 엘리먼트 위치가 가변되면서 공진기와 튜닝 엘리먼트 사이의 단면적이 변하게 되며, 이에 따라 캐패시턴스의 가변이 이루어지면서 필터에 대한 튜닝이 가능하다. 유전체 재질의 튜닝 엘리먼트가 이용될 경우 캐패시턴스 형성을 위한 유전율 이 변화되면서 캐패시턴스의 가변이 이루어진다.

이하에서는 도 5를 참고하여 슬라이딩 부재의 슬라이딩에 따른 필터의 튜닝 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 슬라이딩 부재(4070)의 슬라이딩에 따라 튜닝 엘리먼트(4071)와 공진기(4060)가 겹치는 단면적이 변화하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.

슬라이딩 부재(4070)의 슬라이딩에 따라 이에 결합된 튜닝 엘리먼트(4071)도 함께 슬라이딩된다. 튜닝 엘리먼트(4071)의 이동에 따라 공진기(4060)의 상부와 튜닝 엘리먼트(4071)가 겹치는 범위가 달라지며, 이에 따라 단면적이 파라미터인 캐패시턴스 값이 변경된다.

도 4 및 도 5에서는 공진기(4060)가 디스크 형상을 갖고, 튜닝 엘리먼트(4071)가 원반 형상을 갖는 것으로 도시하였으나, 이는 일실시예로서, 공진기(4060) 및 튜닝 엘리먼트(4071)는 다양한 형상으로 구현될 수 있다.

다시 도 4를 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 튜너블 필터(4000)에 대해 상세히 설명한다.

슬라이딩 부재(4070)의 일 측면에는 다수의 제1 가이드 부재(4072)가 결합될 수 있고, 슬라이딩 부재(4070)의 상부에는 다수의 제2 가이드 부재(4073)가 결합될 수 있다. 제1 가이드 부재(4072) 및 제2 가이드 부재(4073)는 슬라이딩 부재(4070)의 불필요한 움직임을 제한하기 위해 결합된다.

즉, 슬라이딩 부재(4070)는 길이(세로) 방향으로만 슬라이딩 되어야 하고 슬라이딩 시 상하로의 움직임이나 가로 방향으로 움직임은 제거되어야 한다. 이를 위해, 제1 가이드 부재(4072) 및 제2 가이드 부재(4073)는 상하 또는 가로 방향으로의 불필요한 움직임을 제거하고 미리 설정된 방향으로만 슬라이딩 부재의 슬라이딩이 가능하도록 한다.

즉, 제1 가이드 부재(4072) 및 제2 가이드 부재(4073)는 슬라이딩 부재(4070)가 서브 커버(4080)의 상부에 형성된 가이드 홈(4081)에서 안정적으로 슬라이딩되도록 슬라이딩을 가이드하는 기능을 한다. 이 경우, 제1 가이드 부재(4072) 및 제2 가이드 부재(4073)는 탄성 재질로 이루어지며, 바람직하게는 판 스프링으로 구현될 수 있다.

도 4에는 제1 가이드 부재(4072)가 일 측면에만 결합되는 것으로 도시하였으나, 제1 가이드 부재(4072)는 슬라이딩 부재(4070)의 양 측면에 결합될 수도 있다.

또한, 도 4에서는 슬라이딩 부재(4070)가 서브 커버(4080)에 형성된 가이드 홈(4081) 상에서 슬라이딩 되는 것으로 설명하였으나, 슬라이딩 부재(4070)는 메인 커버(4040)와 공진기(4060) 사이에 직접 설치되어 슬라이딩 될 수도 있다. 이 경우, 서브 커버(4080), 제1 가이드 부재(4072) 및 제2 가이드 부재(4073)는 설치되지 않는다.

회로 기판(4090)에는 통신 모듈 및 제어부를 위한 회로가 구현된다. 회로 기판은 필터부의 하부에 결합될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4 및 도 5에 도시된 필터부의 구조는 본 발명의 자동 튜닝 방식이 적용될 수 있는 튜너블 필터의 일례의 불과하며, 다양한 종류의 튜너블 필터에 본 발명의 자동 튜닝 방식이 적용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

회로 기판의 일례로서, PCB(Print Circuit Board) 기판이 회로 기판(4090)으로 사용될 수 있다.

이하에서는 도 6을 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 회로 기판(4090)의 구조를 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 기판(4090)의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 회로 기판(4090)은 통신 모듈(4091), 프로세서(4092), RF 신호 발생기(4093), RF 신호 검출기(4094), 제1 커플러(4095) 및 제2 커플러(4096)를 포함할 수 있다.

통신 모듈(4091)은 슬라이딩 부재(4070)의 슬라이딩을 제어하기 위한 제어 신호를 수신한다. 이 경우, 제어 신호는 원격지에 설치된 제어 서버에서 전송된 것일 수 있다. 일례로서, 통신 모듈(4091)은 이더넷(Ethernet) 모듈일 수 있다. 여기서 제어 신호는 튜닝하고자 하는 주파수 대역 정보 또는 중심 주파수 정보일 수 있다.

프로세서(4092)는 수신된 제어 신호에 기초하여 튜닝 작업을 제어한다. 프로세서(4092)는 모터를 구동하기 위한 모터 제어 신호 및 RF 신호 발생기를 제어하기 위한 제어신호를 발생시켜 튜닝 작업을 제어하게 된다.

RF 신호 발생기(4093)는 지정된 특정 주파수 신호를 발생시키는 기능을 한다. 예를 들어, RF 신호 발생기(4093)로는 PLL 칩이 이용될 수 있다. RF 신호 발생 기(4093)는 프로세서(4092)의 제어에 따라 특정 주파수의 RF 신호를 발생시킨다. 프로세서(4092)는, 예를 들어, 900MHz와 같은 주파수 정보를 RF 신호 발생기(4093)에 제공하며, RF 신호 발생기(4093)는 이에 상응하는 주파수 신호를 발생시킨다.

RF 신호 발생기(4093)에서 발생된 특정 주파수 신호는 제1 커플러(4095)로 커플링된다. 제1 커플러(4095)는 일반적인 λ/4 커플러의 형태로 기판상에 구현될 수 있다. 제1 커플러(4095)는 입력 커넥터의 중심 도체와 전기적으로 연결되어 커플링된 신호는 입력 커넥터로 제공된다.

제2 커플러(4096)는 필터부의 출력 커넥터와 전기적으로 연결되며, 커플링을 통해 RF 신호 검출기(4094)에 필터부의 출력 신호를 제공한다.

RF 신호 검출기(4094)는 RF 신호의 파워를 검출하는 기능을 하는 장치로서, 일례로 RF 파워를 전압값으로 변환해주는 집적회로가 이용될 수 있다.

RF 신호 검출기(4094)는 검출된 특정 주파수 신호의 파워 정보를 프로세서(4902)에 제공하며, 프로세서(4902)는 RF 신호 검출기(4094)에서 검출된 파워를 이용하여 튜닝 동작을 제어한다.

프로세서(4092)는 모터를 미리 설정된 기준 회전수(예를 들어, 스텝 모터의 경우 한 스텝)만큼 회전시키면서 RF 신호 검출기에서 검출되는 파워를 체크하여 원하는 튜닝이 이루어졌는지를 판단한다.

예를 들어, 프로세서(4092)는 특정 주파수 f1에 대한 RF 신호 검출기에서의 검출 파워가 미리 설정된 기준치에 도달하는지 여부를 모터를 회전시켜 슬라이딩 부재를 이동시켜가면서 판단하고, 미리 설정된 기준치에 도달할 경우 튜닝을 완료 하는 방식으로 자동 튜닝을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부와 슬라이딩 부재의 결합 구조에 대한 평면도를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부와 슬라이딩 부재의 결합 구조에 대한 단면도를 도시한 도면이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 구동부(4100)는 모터(4101), 스크류(4102),및 중간 부재(4103)를 포함하여 구성될 수 있다.

모터(4101)는 회전력을 제공하며, 모터(4101)의 회전력은 스크류(4102)에 제공된다.

스크류(4102)는 모터(4101)의 회전 운동을 수평운동으로 전환하고, 중간 부재(4103)는 스크류(4102) 및 슬라이딩 부재(4103)에 결합되고 스크류가 결합되기 위한 나사홀이 형성되어 있으며, 스크류(4102)의 회전에 상응하여 중간 부재는 수평 방향으로 움직인다.

중간 부재(4103)의 상부에는 슬라이딩 부재(414)와 결합하기 위한 결합홀(4074)이 형성되어 있다. 결합홀(4074)에는 나사산이 형성되어 있어 나사 결합에 의해 중간 부재(4103)와 슬라이딩 부재(4070)가 결합될 수 있다. 물론, 결합 방식이 나사 결합에 한정되는 것은 아니며 다양한 결합 방식이 사용될 수 있을 것이다. 또한, 슬라이딩 부재(4070)의 일 단은 중간 부재(4103)와 결합되나 타 단은 고정되지 않는다. 이는 자유로운 슬라이딩을 위해서이다.

상술한 구동부의 구조 및 슬라이딩 부재와의 결합관계는 일례에 불과하며, 구동부의 구조 및 슬라이딩 부재와의 결합관계는 다양한 방식으로 당업자에 의해 변형될 수 있을 것이다.

예를 들어, 구동부가 도 7및 도 8과 같이 스크류 및 중간 부재의 결합을 이용하는 기어 구조가 아니라 모터의 회전축 자체가 모터의 회전에 상응하여 수평 방향으로 움직이는 모터가 사용될 수도 있을 것이다.

이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜너블 필터의 튜닝 동작을 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 필터의 자동 튜닝 동작에 대한 순서도를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 통신 모듈(4091)은 원격지로부터 튜닝 하고자 하는 주파수 정보를 수신한다(단계 900). 여기서, 튜닝하고자 하는 주파수 정보는 튜닝하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수 정보일 수 있다.

통신 모듈(4091)에서 수신한 주파수 정보는 프로세서(4092)로 제공된다(단계 902).

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 통신 모듈(4091)에 튜닝 요청 정보가 수신될 경우, 프로세서(4092)를 슬라이딩 부재를 초기 위치로 변환시킨 후 튜닝을 수행할 수도 있으며, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 슬라이딩 부재의 현재 위치에서 튜닝을 수행할 수도 있다. 여기서, 초기 위치는 슬라이딩 가능한 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 한 방향으로는 더 이상 슬라이딩될 수 없는 위치를 의미한다.

통신 모듈(4091)로부터 튜닝하고자 하는 주파수 정보를 수신한 프로세서(4092)는 구동부의 모터를 미리 설정된 회전수만큼 회전시키기 위한 제어 신호를 모터에 제공하여 슬라이딩 부재를 미리 설정된 기준 거리만큼 슬라이딩시킨다(단계 904). 여기서 미리 설정된 회전수는 예를 들어 스텝 모터에서 한 스텝일 수 있으며, 기준 거리는 스텝 모터의 한 스텝 회전에 의해 슬라이딩 부재가 이동하는 거리일 수 있다.

제1 실시예에 의할 경우 두 개의 슬라이딩 방향 중 한 방향으로만 슬라이딩 가능하기 때문에 슬라이딩 가능한 해당 방향으로 슬라이딩 부재가 슬라이딩 될 수 있도록 프로세서는 모터 제어 신호를 출력하여 슬라이딩 부재를 기준 거리만큼 이동시킨다.

제2 실시예에 의할 경우, 프로세서는 현재 슬라이딩 부재의 위치와 튜닝하고자 하는 주파수를 고려하여 슬라이딩 가능한 제1 방향 및 제2 방향 중 슬라이딩 방향을 선택하고 해당 방향으로 슬라이딩 부재가 슬라이딩 될 수 있도록 모터 제어 신호를 출력하여 슬라이딩 부재를 기준 거리만큼 이동시킨다.

슬라이딩 부재가 기준 거리만큼 이동되면, 프로세서(4092)는 수신한 주파수 정보에 상응하는 주파수 신호를 발생할 것을 RF 신호 발생기(4093)에 요청하며, RF 신호 발생기(4093)는 해당 주파수 신호를 발생시킨다(단계 906).

RF 신호 발생기(4093)에서 발생된 주파수 신호는 제1 커플러(4095)를 통해 필터부로 입력되며, 출력 커넥터를 통해 출력되는 신호는 제2 커플러를 통해 RF 신호 검출기(4094)로 입력되어 RF 신호 검출기에서 신호의 파워를 검출한다(단계 908).

프로세서(4092)는 RF 신호 검출기(4094)에서 검출된 RF 신호의 파워가 미리 설정된 경계값보다 큰지 여부를 판단한다(단계 910). 검출된 RF 신호의 파워가 미리 설정된 경계값보다 클 경우 튜닝하고자 하는 주파수 대역에 대해 적절한 필터링이 이루어진다고 판단하여 튜닝 작업을 완료한다(단계 912).

검출된 RF 신호의 파워가 미리 설정된 경계값보다 크지 않을 경우 슬라이딩 부재를 기준 거리만큼 이동시키는 단계 904 내지 단계 910을 반복하면서 튜닝을 수행한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

도 1은 종래의 필터의 구조를 도시한 도면.

도 2는 종래의 필터에서 하나의 캐비티의 단면도를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 튜너블 필터의 상세한 구성을 도시한 블록도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 방식의 주파수 튜너블 필터의 분해 사시도를 도시한 도면.

도 5는 슬라이딩 부재의 슬라이딩에 따라 튜닝 엘리먼트와 공진기가 겹치는 단면적이 변화하는 개념을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회로 기판의 상세한 구성을 도시한 블록도.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 부재와 구동부의 결합 관계를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 필터의 자동 튜닝 동작에 대한 순서도를 도시한 도면.

Claims

필터링되는 주파수 신호의 주파수 대역을 튜닝할 수 있도록 슬라이딩 부재를 구비한 필터부;

상기 주파수 대역의 튜닝을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하는 통신 모듈; 및

상기 제어 신호에 기초하여 상기 슬라이딩 부재를 이동시켜가면서 주파수 대역의 튜닝을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
제1항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 제어 신호를 수신할 경우 상기 슬라이딩 부재를 미리 설정된 기준 거리만큼 이동시키도록 제어하는 프로세서;

상기 프로세서의 제어에 따라 튜닝하고자 하는 주파수 신호를 발생시키는 RF 신호 발생기;

상기 RF 신호 발생기에서 발생된 상기 주파수 신호에 대한 상기 필터부의 출력 신호 파워를 검출하는 RF 신호 검출기를 포함하되,

상기 프로세서는 상기 RF 신호 검출기의 검출 파워와 미리 설정된 경계값을 비교하며 상기 검출 파워가 상기 미리 설정된 경계값보다 커질 때까지 상기 슬라이 딩 부재를 상기 기준 거리만큼 이동시키면서 상기 검출 파워와 상기 경계값의 비교 작업을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
제2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 RF 신호 발생기에서 발생된 상기 주파수 신호를 커플링을 통해 상기 필터부의 입력 커넥터에 입력시키는 제1 커플러; 및

상기 필터부의 출력 커넥터로부터 상기 필터부의 출력 신호를 커플링을 통해 상기 RF 신호 검출기에 제공하는 제2 커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
제2항에 있어서,

상기 튜닝하고자 하는 주파수 신호는 튜닝하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수 신호인 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
제2항에 있어서,

상기 RF 신호 발생기는 PLL 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
제1항에 있어서,

상기 통신 모듈은 원격지에 위치하는 제어 서버로부터 상기 제어 신호를 수신하며 이더넷 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 튜너블 필터.
제2항에 있어서,

상기 슬라이딩 부재는 모터와 결합되어 모터의 회전에 상응하여 슬라이딩 되며, 상기 프로세서는 상기 모터의 구동을 제어하여 상기 슬라이딩 부재를 기준 거리만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
필터링되는 주파수 신호의 주파수 대역을 튜닝할 수 있도록 슬라이딩 부재를 구비한 필터부;

상기 특정 주파수 대역으로의 튜닝을 위한 제어 신호에 따라 상기 슬라이딩 부재를 미리 설정된 기준 거리만큼 이동시키도록 제어하는 프로세서;

상기 프로세서의 제어에 따라 튜닝하고자 하는 주파수 신호를 발생시키는 RF 신호 발생기;

상기 RF 신호 발생기에서 발생된 상기 주파수 신호에 대한 상기 필터부의 출력 신호 파워를 검출하는 RF 신호 검출기를 포함하되,

상기 프로세서는 상기 RF 신호 검출기의 검출 파워와 미리 설정된 경계값을 비교하며 상기 검출 파워가 상기 미리 설정된 경계값보다 커질 때까지 상기 슬라이 딩 부재를 상기 기준 거리만큼 이동시키면서 상기 검출 파워와 상기 경계값의 비교 작업을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
제8항에 있어서,

통신 모듈을 더 포함하며, 상기 제어 신호는 원격지의 서버로부터 전송되어 상기 통신 모듈에 의해 수신되는 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
제8항에 있어서,

통신 모듈을 더 포함하며, 상기 제어 신호는 원격지의 서버로부터 전송되어 상기 통신 모듈에 의해 수신되는 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
제8항에 있어서,

상기 튜닝하고자 하는 주파수 신호는 튜닝하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수 신호인 것을 특징으로 하는 자동 제어가 가능한 주파수 튜너블 필터.
필터부, 프로세서, RF 신호 발생기, RF 신호 검출기 및 슬라이딩 부재를 구비한 튜너블 필터에서 자동 제어에 의한 필터 튜닝 방법으로서,

튜닝을 위한 제어 신호를 상기 프로세서에 제공하는 단계(a)-상기 제어 신호에는 튜닝하고자 하는 주파수 대역 정보가 포함됨-;

상기 프로세서의 제어에 의해 상기 슬라이딩 부재를 미리 설정된 기준 거리만큼 이동시키는 단계(b);

상기 RF 신호 발생기에서 상기 튜닝하고자 하는 주파수 대역에 상응하는 주파수 신호를 발생시켜 상기 필터부에 입력하는 단계(c); 및

상기 RF 신호 검출기에서 상기 필터부 출력 신호의 파워를 검출하여 미리 설정된 경계값과 비교하는 단계(d)를 포함하되,

상기 단계 (d)에서 검출된 파워와 미리 설정된 경계값을 비교하여 검출된 파워가 상기 미리 설정된 경계값을 초과할 경우 튜닝을 완료하며, 상기 검출된 파워가 상기 미리 설정된 경계값을 초과하지 않을 경우 상기 단계(b) 내지 (d)를 반복하여 적절한 튜닝이 되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 튜너블 필터에서 자동 제어에 의한 필터 튜닝 방법.
제12항에 있어서,

상기 튜닝을 위한 제어 신호는 원격지의 서버로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 튜너블 필터에서 자동 제어에 의한 필터 튜닝 방법.