KR20120072914A - 안정적인 접지 구조를 가지는 유전체 공진기 필터 - Google Patents

Abstract

안정적인 접지 구조를 가지는 유전체 공진기 필터가 개시된다. 개시된 필터는 적어도 하나의 캐비티가 형성되며 일면이 개방되는 하우징; 상기 하우징의 개방된 일변을 차폐하도록 상기 하우징에 결합되는 커버; 상기 캐비티에 수용되며 상기 하우징 바닥부에 결합되는 적어도 하나의 유전체 공진기를 포함하되, 상기 유전체 공진기의 높이는 상기 하우징의 높이보다 높고 상기 하우징의 높이보다 높은 유전체 공진기가 결합된 상태에서 상기 커버가 상기 하우징에 결합되며 상기 커버는 탄성을 가지도록 그 두께가 설정된다. 개시된 필터에 의하면, 안정적인 접지 구조를 유지하면서 제조 비용을 절감할 수 있으며, 간소화된 구조를 가지며 PIMD에 의한 특성 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

안정적인 접지 구조를 가지는 유전체 공진기 필터{Auto Tuning Apparatus of RF Devices}

본 발명의 실시예들은 유전체 공진기 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유전체 공진기가 안정적으로 접지와 연결될 수 있는 구조를 가지는 유전체 공진기 필터에 관한 것이다.

이동통신에 발달과 더불어 필터, 듀플렉서, 멀티플렉서 등과 같은 RF 장비들에 대한 요구가 급증하고 있다. RF 장비들은 이동통신 시스템의 기지국 등과 같은 곳에서 신호의 필터링, 신호의 분리 및 전달에 이용된다.

RF 필터는 특정 주파수 대역의 신호를 통과시키기 위한 장치로서 이동통신 시스템의 기지국과 같이 하이 파워가 요구되는 장치에는 캐비티 구조를 가진 캐비티 필터가 주로 사용된다.

이동통신 시스템은 점차 고감도의 송수신 성능을 요구하고 있으며 양호한 통화 품질 및 데이터 전송은 필수적으로 요구되고 있다. 따라서, 기지국과 같은 이동통신 시스템에 설치되는 필터는 저손실을 가지면서 불요파를 확실하게 제거할 수 있는 가파른 감쇠 특성을 가질 필요가 있다.

이와 같은 요구를 충족시킬 수 있는 높은 Q 값을 가진 필터로 TM 모드 유전체 공진기 필터가 있다.

TM 모드 유전체 공진기 필터는 온도 특성의 최적화를 위해 전기적으로 접지 상태인 필터의 커버 또는 하우징과 전기적으로 연결된 구조를 가진다.

기존의 TM 모드 유전체 공진기 필터는 유전체 공진기와 필터 커버 또는 하우징과의 안정적인 접지를 위해 개스킷 또는 스프링과 같은 구조물을 사용하였다.

그러나, 이와 같은 별도의 구조물을 사용할 경우 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라 불연속면의 존재로 인해 PIMD 특성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 안정적으로 필터의 커버와 유전체 공진기가 접지 결합을 유지할 수 있는 유전체 공진기 필터를 제안한다.

또한, 본 발명은 안정적인 접지 구조를 유지하면서 제조 비용을 절감할 수 있는 유전체 공진기 필터를 제안한다.

또한, 본 발명은 간소화된 구조를 가지며 PIMD에 의한 특성 저하를 방지할 수 있는 유전체 공진기 필터를 제안한다.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 적어도 하나의 캐비티가 형성되며 일면이 개방되는 하우징; 상기 하우징의 개방된 일변을 차폐하도록 상기 하우징에 결합되는 커버; 상기 캐비티에 수용되며 상기 하우징 바닥부에 결합되는 적어도 하나의 유전체 공진기를 포함하되, 상기 유전체 공진기의 높이는 상기 하우징의 높이보다 높고 상기 하우징의 높이보다 높은 유전체 공진기가 결합된 상태에서 상기 커버가 상기 하우징에 결합되며 상기 커버는 탄성을 가지도록 그 두께가 설정되는 유전체 공진기 필터가 제공된다.

상기 커버와 상기 공진기의 접촉 부위는 상기 커버의 탄성에 의해 상기 공진기 및 상기 하우징의 높이 차에 상응하여 변형되며 복원력에 의해 접촉 상태가 유지된다.

상기 커버에는 상기 공진기에 형성된 홈에 대응되는 버링이 형성된다.

제3항에 있어서,

상기 버링의 내주면에는 나사산이 형성되며, 상기 버링 및 상기 공진기에 형성된 홈을 통해 튜닝 볼트가 삽입되는 유전체 공진기 필터가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 적어도 하나의 캐비티가 형성되며 일면이 개방되는 하우징; 상기 하우징의 개방된 일변을 차폐하도록 상기 하우징에 결합되는 커버; 상기 캐비티에 수용되며 상기 하우징 바닥부에 결합되며 상기 하우징보다 높은 높이를 가지는 적어도 하나의 유전체 공진기를 포함하되, 상기 커버는 탄성을 가진 얇은 금속판 구조이며 상기 유전체 공진기와의 접촉 부위에서 탄성에 의해 변형되는 유전체 공진기 필터가 제공된다.

본 발명의 유전체 공진기 필터에 의하면, 안정적인 접지 구조를 유지하면서 제조 비용을 절감할 수 있으며, 간소화된 구조를 가지며 PIMD에 의한 특성 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안정적인 접지 구조를 가지는 유전체 공진기 필터의 단면도를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정적인 접지 구조를 가지는 유전체 공진기 필터의 평면도를 도시한 도면.
도 3은 커버를 필터 하우징에 결합하기 전 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 공진기 필터에서 하나의 캐비티의 단면도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 단면도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터에서 커버가 하우징에 결합된 후 하나의 캐비티에 대한 단면도를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안정적인 접지 구조를 가지는 유전체 공진기 필터의 단면도를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안정적인 접지 구조를 가지는 유전체 공진기 필터의 평면도를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 공진기 필터는 하우징(100), 커버(102), 입력 커넥터(104), 출력 커넥터(106), 다수의 캐비티(110, 112, 114), 다수의 공진기(120, 122, 124) 및 다수의 튜닝 볼트(130, 132, 134)를 포함한다.

하우징(100)은 필터 내부의 공진기 등의 구성 요소를 보호하고 전자기파의 차폐 역할을 수행한다. 하우징(100)은 알루미늄 재질로 베이스를 형성하고 이에 은도금을 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.

입력 커넥터(104)는 RF 케이블 등의 전송 선로와 결합되어 RF 신호를 입력받는다. 입력 커넥터(104)를 통해 입력된 RF 신호는 필터를 통해 필터링되어 출력 커넥터(106)를 통해 출력된다.

하우징(100)의 일 면은 오픈되어 있으며, 커버(102)는 하우징(100)의 개구부를 커버한다. 커버(102)는 하우징의 개구부를 전체적으로 커버하여 하우징(100)과 커버(102)의 결합체가 전자기적인 차폐 상태가 되도록 한다.

일반적인 캐비티 필터의 커버는 탄성력을 가지지 않도록 두께가 설정되나, 본 발명의 커버(102)는 탄성력을 가지도록 얇은 두께를 가진다. 즉, 본 발명의 커버(102)는 외력에 의해 그 형상의 변형이 가능하고 원래의 형상으로 복원되려는 탄성을 가지도록 그 두께가 얇은 박막 형상을 가진다. 일례로, 본 발명의 커버의 재질은 알루미늄일 수 있으며, 그 두께는 0.8T 내지 1.2T일 수 있다.

커버(102) 역시 알루미늄 재질로 그 베이스가 형성되고 은 또는 금과 같은 금속 재질에 의해 도금될 수 있다.

하우징(100)과 커버(102)는 볼트 결합에 의해 결합될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 아크 용접 등과 같은 다양한 결합 방식이 커버(102)와 하우징(100)의 결합을 위해 사용될 수 있다.

필터의 하우징(100)에는 다수의 캐비티(110, 112, 114)가 형성되며, 각 캐비티에는 유전체 공진기(120, 122, 124)가 설치된다.

캐비티 및 공진기의 수는 필터의 차수와 연관되어 있으며, 도 1 및 도 2에는 차수가 3인, 즉 공진기가 3개인 경우가 도시되어 있다. 필터의 차수는 삽입 손실 및 스커트 특성과 연관되어 있다. 필터의 차수가 높아질수록 감쇠 특성은 높아지나 삽입 손실은 나빠지는 트레이드 오프 관계가 있으며, 요구되는 삽입 손실 및 스커트 특성에 의해 필터의 차수가 설정된다.

공진기(120, 122, 124)는 세라믹과 같은 유전체 재질로 이루어지며, 일례로 원통 형상을 가질 수 있다. 물론, 공진기는 디스크 형상과 같이 다른 형태로 구현될 수 있으며, 필요에 따라 적절한 형상의 공진기가 선택될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명하다.

공진기(120, 122, 124)는 필터 하우징의 바닥부에 결합되며 볼트 또는 다양한 결합 수단을 통해 하우징 바닥부에 결합될 수 있다.

도 3은 커버를 필터 하우징에 결합하기 전 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 공진기 필터에서 하나의 캐비티의 단면도를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 필터에 적용되는 유전체 공진기는 그 높이가 하우징의 높이보다 높게 설정된다. 하우징의 높이가 H일 때 유전체 공진기의 높이는 이보다 긴 (H+d)이다.

이때, 하우징의 높이에 비해 초과되는 높이 d는 결합되는 커버(102)의 탄성에 의한 변형 범위를 고려하여 정해진다.

또한, 공진기의 중앙부에는 홈이 형성되며 홈은 튜닝 볼트(130, 132, 134)가 삽입되기 위한 공간이다.

도 3과 같이, 하우징의 높이보다 높은 유전체 공진기가 하우징에 장착된 상태에서 커버(102)와 필터 하우징(100)의 결합이 이루어지며, 이로 인해 커버(102)와 공진기의 접촉 부위는 커버(102)의 탄성에 의해 도 1에 도시된 바와 같이 변형된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 단면도를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버에는 버링(400, 402, 404)이 형성되며 버링의 수는 공진기의 숫자에 상응한다. 버링(400, 402, 404)은 각 공진기의 중앙부에 형성된 홈과 일직선으로 정렬되며, 버링 및 공진기의 홈을 통해 튜닝 볼트가 삽입된다.

버링의 내주면에는 나사산이 형성되어 있으며 외주면에 나사산이 형성된 튜닝 볼트가 버링에 삽입되며 회전에 의해 그 삽입 깊이가 조절된다. 튜닝 볼트의 삽입 깊이가 조절되면서 공진 특성을 조절하는 파라미터인 캐패시턴스가 조절되며 캐패시턴스 조절에 의해 필터의 공진 주파수 및 대역폭과 같은 특성이 조절될 수 있다.

버링(400, 402, 404)은 본 발명과 같이 탄성을 가지는 얇은 커버에 튜닝 볼트를 삽입하고 튜닝 볼트의 회전에 의한 삽입 깊이의 조절을 가능하게 한다.

도 1을 참조하면, 버링을 통해 튜닝 볼트들(130, 132, 134)이 삽입된 구조가 도시되어 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터에서 커버가 하우징에 결합된 후 하나의 캐비티에 대한 단면도를 도시한 도면이다.

도 5는 커버와 하우징을 결합한 후 튜닝 볼트를 삽입하기 전 상태에 대한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 공진기의 높이가 하우징의 높이보다 높기 때문에 커버(102)와 공진기와의 접촉 부위에서 커버는 수직 방향으로 돌출되며, 돌출되는 높이는 공진기와 하우징의 높이의 차에 상응한다.

탄성에 의해 커버가 공진기와의 접촉 부위에서 변형되면서 커버(102)의 복원력은 공진기와의 접촉 상태를 더욱 견고히 한다. 특히 공진기 상부의 경계면과 커버(102)와의 결합 상태가 견고하게 되어 본 발명의 구조는 안정적인 그라운드 접촉을 가능하게 하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 구조는 공진기와 커버와의 안정적인 접촉을 위해 개스킷이나 스프링과 같은 별도의 구조를 요구하지 않으므로 간소하고 적은 비용으로 제작될 수 있는 장점이 있다.

또한, 탄성체의 복원력을 이용하여 필터 커버와 유전체 공진기와의 안정적인 선접촉을 유지하게 하므로 안정적인 접지를 유지하는 것은 물론 PIMA에 의한 특성 저하를 방지하는 것이 가능하다.

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.

Claims (7)

1. 적어도 하나의 캐비티가 형성되며 일면이 개방되는 하우징;
   상기 하우징의 개방된 일변을 차폐하도록 상기 하우징에 결합되는 커버;
   상기 캐비티에 수용되며 상기 하우징 바닥부에 결합되는 적어도 하나의 유전체 공진기를 포함하되,
   상기 유전체 공진기의 높이는 상기 하우징의 높이보다 높고 상기 하우징의 높이보다 높은 유전체 공진기가 결합된 상태에서 상기 커버가 상기 하우징에 결합되며 상기 커버는 탄성을 가지도록 그 두께가 설정되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 커버와 상기 공진기의 접촉 부위는 상기 커버의 탄성에 의해 상기 공진기 및 상기 하우징의 높이 차에 상응하여 변형되며 복원력에 의해 접촉 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 커버에는 상기 공진기에 형성된 홈에 대응되는 버링이 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 버링의 내주면에는 나사산이 형성되며, 상기 버링 및 상기 공진기에 형성된 홈을 통해 튜닝 볼트가 삽입되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
5. 적어도 하나의 캐비티가 형성되며 일면이 개방되는 하우징;
   상기 하우징의 개방된 일변을 차폐하도록 상기 하우징에 결합되는 커버;
   상기 캐비티에 수용되며 상기 하우징 바닥부에 결합되며 상기 하우징보다 높은 높이를 가지는 적어도 하나의 유전체 공진기를 포함하되,
   상기 커버는 탄성을 가진 얇은 금속판 구조이며 상기 유전체 공진기와의 접촉 부위에서 탄성에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
6. 제5항에 있어서,
   상기 유전체 공진기에는 홈이 형성되고 상기 커버에는 상기 유전체 공진기 홈에 대응되는 버링이 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.
7. 
   제6항에 있어서,
   상기 버링의 내주면에는 나사산이 형성되고, 상기 버링 및 상기 공진기에 형성된 홈을 통해 튜닝 볼트가 삽입되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기 필터.

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