KR20140043627A - Microstrip bandstop filter using open stub - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로스트립 오픈 스터브의 끝단을 전기적으로 결합(Coupling)시킨 방식의 대역저지 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a band-stop filter in which ends of a microstrip open stub are electrically coupled.
최근, 무선 통신 시스템은 복수의 서로 다른 주파수를 혼용하여 사용하기 때문에, 인접한 주파수를 이용하는 서비스들끼리 종종 혼선이 일어난다. 이를 방지하기 위해서, 무선 통신 시스템에는 하나의 서비스의 주파수를 송출할 때에는 다른 서비스의 주파수를 저지함으로써, 이들 간의 혼선을 줄일 수 있는 대역저지 필터를 적용하고 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, a wireless communication system uses a plurality of different frequencies in combination, so that services using adjacent frequencies are often interlaced. In order to prevent this, a band stop filter is applied to the radio communication system, in which frequencies of one service are transmitted and frequencies of other services are blocked to reduce cross talk between the two.
종래의 대역저지 필터는 마이크로스트립만으로 설계되는 오픈된 병렬 스터브(Open Parallel Stub)와 마이크로 스트립 선로에 홈을 판 스퍼라인(spurline)형태의 대역저지 필터가 있었다. 그런데, 이러한 형태의 여파기는 저지 대역폭이 매우 작다는 단점이 있었다. The conventional band-stop filter has an open parallel stub designed only by a microstrip and a band-stop filter in the form of a spur line that is grooved on a microstrip line. However, this type of filter has a disadvantage in that the blocking bandwidth is very small.
때문에, 이러한 단점을 보완하기 위해서, 오픈 스터브를 간격으로 이격시켜 병렬로 여러 개를 연결하거나 오픈 스터브와 스퍼라인을 혼합하는 방법을 이용한다. 그러나 이러한 방법들은 대역폭을 효과적으로 넓히지 못할 뿐 아니라, 대역폭과 억압값을 임의로 조절 할 수 없는 문제점이 있다.In order to compensate for these drawbacks, the open stubs are spaced apart and connected in parallel, or the open stubs and the spur lines are mixed. However, these methods can not effectively expand the bandwidth and can not arbitrarily adjust the bandwidth and the suppression value.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 마이크로스트립 대역저지 필터의 대역폭을 넓게 향상시키면서도 대역폭과 억압값을 탄력적으로 조절할 수 있도록 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a microstrip band stop filter using an open stub capable of flexibly adjusting bandwidth and suppression value while improving the bandwidth of the microstrip band stop filter.
본 발명의 일 견지에 따르면, 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터에 있어서, 상기 마이크로스트립 전송선로 상에 형성되며, 상기 마이크로스트립 전송선로의 수직방향으로 일측에 위치하는 제1 오픈 스터브와, 상기 제1 오픈 스터브와 미리 설정된 간격을 두고 상호 대향하게 위치하는 제2 오픈 스터브를 전기적으로 결합(Coupling)시키는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a microstrip band stop filter using an open stub, comprising: a first open stub formed on the microstrip transmission line and located at one side in a direction perpendicular to the microstrip transmission line; And electrically coupling the second open stub located opposite to the first open stub at a preset interval.
본 발명은 오픈 스터브의 끝단을 결합시키지 않은 대역저지 필터에 비해 크기가 축소될 뿐만 아니라, 저지 대역폭의 억제 특성을 확보함과 동시에 대역저지 필터의 대역폭을 용이하게 조절 가능한 효과가 있다.The present invention has the effect of not only reducing the size of the band-stop filter without coupling the end of the open stub but also ensuring the suppression characteristics of the stop band and easily adjusting the bandwidth of the band-stop filter.
또한, 오픈 스터브나 스퍼라인을 사용하는 종래의 대역저지 필터에 비해 대역폭을 현저하게 넓히면서도 스커트 특성이 악화되지 않고, 두 개의 오픈 스터브 끝단의 갭을 조정하여 억압값을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 오픈 스터브 두 개의 길이를 서로 조절하여 중심주파수를 변화시키지 않으면서도 대역폭을 조절할 수 있는 효과가 있다.Further, compared to the conventional band-stop filter using an open stub or a spur line, the band width is remarkably widened, the skirt characteristic is not deteriorated, the gap between the ends of the two open stubs can be adjusted to control the suppression value, It is possible to control the bandwidth without changing the center frequency by adjusting the lengths of the two stubs.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터에 관한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터 구조를 보다 상세히 도시한 도면.
도 3, 도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터에서 마이크로스트립 전송선로 상에 여러 형태로 형성된 오픈 스터브 및 스퍼라인을 도시한 도면.
도 7 및 8은 종래의 마이크로스트립 대역저지 필터 구조와 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로스트립 대역저지 필터 구조의 시뮬레이션 결과를 비교한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view of a microstrip band blocking filter using an open stub according to an embodiment of the present invention. Fig.
FIG. 2 illustrates a microstrip band stop filter structure using an open stub according to an embodiment of the present invention in more detail. FIG.
FIGS. 3, 4, 5, and 6 are diagrams illustrating open stubs and spur lines formed in various forms on a microstrip transmission line in a microstrip band stop filter using an open stub according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 7 and 8 illustrate simulation results of a conventional microstrip band stop filter structure and a microstrip band stop filter structure according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be appreciated that those skilled in the art will readily observe that certain changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. To those of ordinary skill in the art.
본 발명은 마이크로스트립 오픈 스터브 결합 방식의 대역저지 필터에 관한 것으로, 하나의 마이크로스트립 전송선로 상에 두 개의 오픈 스터브의 끝단을 결합(coupling)함으로써 오픈 스터브의 끝단을 결합시키지 않은 대역저지 필터에 비해 `크기가 축소될 뿐만 아니라, 저지 대역폭의 억제 특성을 확보함과 동시에 대역저지 필터의 대역폭을 용이하게 조절 가능한 기술을 제공하고자 한다.
The present invention relates to a bandstop filter of a microstrip open stub coupling method. In addition to reducing the size, it is intended to provide a technology capable of easily controlling the bandwidth of the bandstop filter while at the same time securing the suppression characteristics of the stopband.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터에 대해 도 1을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a microstrip band stop filter using an open stub according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 1을 참조하면, 마이크로스트립 전송선로(114)는 제1 오픈 스터브(110) 및 제2 오픈 스터브(112)를 포함한다. 그리고 RF(Radio Frequency)신호는 임의의 특성 임피던스를 갖는 마이크로스트립 전송선로(114)의 입력 단자(P2)로 입력되어 출력 단자(P1)로 출력된다. 본 발명에 따른 마이크로스트립 전송선로 대역저지 필터는 일실시예로서 마이크로스트립 전송선로 상에 구현될 수 있으며, 마이크로스트립 전송선로 또는 동축 전송선로 등에도 구현될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
상기 제1 오픈 스터브(110)는 마이크로스트립 전송선로(114) 상에 형성되며, 상기 마이크로스트립 전송선로(114)의 수직방향으로 일측에 위치한다. The first
상기 제2 오픈 스터브(112)는 상기 제1 오픈 스터브(110)과 미리 설정된 간격을 두고 상호 대향하게 위치하여 상기 마이크로스트립 전송선로(114) 상에 형성되는 것으로, 상기 제1 및 제2 오픈 스터브(110, 112)는 'u', 'n', 'w', 'm', 'ㄱ' 및 'L'의 형상 중에서 선택되는 1종의 형상을 지닌다.The second
이러한 상기 제1 및 제2 오픈 스터브(110, 112) 끝단의 서로 대향하여 소정 거리만큼 이격된 영역(116)에서 상기 제1 및 제2 오픈 스터브(110, 112)의 전기적인 결합 즉, 커플링(coupling)이 발생하여 커패시터 성분이 생기게 된다.
The electrical coupling of the first and second
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터에서 오픈 스터브를 N개 까지 확장 가능한 구조를 보인 도면이다.2 is a view showing a structure of expanding up to N open stubs in a microstrip band stop filter using an open stub according to an embodiment of the present invention.
상기 제1 및 제2 오픈 스터브(210, 212) 사이에 수직방향으로 평행하게 위치하는 복수의 오픈 스터브를 포함하는 오픈 스터브를 포함하되, 상기 제1 및 제2 오픈 스터브(210, 212)는 끝단이 결합되어 상기 마이크로스트립 전송선로에서 전기적으로 연결되어 커플링 특성이 부가된다. And an open stub including a plurality of open stubs positioned in parallel in a vertical direction between the first and second open stubs (210, 212), wherein the first and second open stubs (210, 212) And are electrically connected to each other in the microstrip transmission line to add a coupling characteristic.
또한, 상기 마이크로스트립 전송선로의 길이방향에 평행하는 일측에 삽입되어 대역폭을 확장하는 적어도 하나 이상의 스퍼라인이 배열된다. In addition, at least one spur line is inserted in one side parallel to the longitudinal direction of the microstrip transmission line to extend the bandwidth.
이러한 마이크로스트립 전송선로의 선로 폭은 입출력 특성 임피던스에 의해 결정되며, 본 발명에 따른 마이크로스트립 대역저지 필터는 상기 마이크로스트립 전송선로상에 구현되어 소정 주파수 대역을 저지하는 대역저지 필터로서 동작하거나, 본 발명의 또 다른 실시 예에서는 적어도 하나 이상의 스퍼라인을 구현하여 소정 주파수 대역을 저지하는 대역저지 필터로서 동작한다. 이 중 도면을 기반으로 한 본 발명의 상세설명에서는 마이크로스트립 전송선로 상에 적어도 둘 이상의 스퍼라인이 구현된 대역저지 필터를 예로 들어 설명하도록 한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되지 않음을 밝혀두는 바이이다.The line width of the microstrip transmission line is determined by the input / output characteristic impedance, and the microstrip band blocking filter according to the present invention is implemented on the microstrip transmission line to operate as a band blocking filter blocking a predetermined frequency band, In another embodiment of the present invention, at least one spur line is implemented to operate as a band-stop filter to block a predetermined frequency band. In the detailed description of the present invention based on the drawings, a band-stop filter having at least two spur lines implemented on a microstrip transmission line will be described as an example. However, the present invention is not limited thereto.
상기 제1 및 제2 오픈 스터브(210, 212)는 상기 마이크로스트립 전송선로 일측에 배치되어 상기 제1 스터브(210) 혹은 제2 오픈 스터브(212) 어느 하나의 스터브 길이를 조절하여 두 스터브 각각의 길이가 비대칭되도록 하여 고조파 성분을 조정한다.
The first and second
한편, 본 발명에 따른 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터는 극성을 달리하는 제1 전극 및 제2 전극으로 구성된 커패시터(미도시) 또는 상기 제1 및 제2 오픈 스터브 사이에 위치하는 가변 커패시터(미도시)를 포함하되, 상기 가변 커패시터는 커패시턴스 조절 값에 따라 마이크로스트립 대역저지 필터의 대역폭과 억압값을 제어한다. A microstrip band stop filter using an open stub according to the present invention includes a capacitor (not shown) including a first electrode and a second electrode having different polarities or a variable capacitor (not shown) disposed between the first and second open stubs The variable capacitor controls the bandwidth and the suppression value of the microstrip band stop filter according to the capacitance adjustment value.
도 3, 도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터에서 마이크로스트립 전송선로 상에 여러 형태로 형성된 오픈 스터브 및 스퍼라인을 도시한 도면이다.FIGS. 3, 4, 5, and 6 are views showing open stubs and spur lines formed in various shapes on a microstrip transmission line in a microstrip band stop filter using an open stub according to an embodiment of the present invention .
먼저, 도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 마이크로스트립 전송선로(30) 상에 상기 마이크로스트립 전송선로(30)의 수직방향으로 일측에 제1 오픈 스터브(31) 및 상기 제1 오픈 스터브(31)와 미리 설정된 간격을 두고 상호 대향하게 제2 오픈 스터브(32)가 위치하는 것으로, 상기 제1 및 제2 오픈 스터브(31, 32) 각각은, 상기 마이크로스트립 전송선로(30)와 전기적으로 병렬 연결된다.3 (a), a first
이때, 상기 마이크로스트립 대역저지 필터의 저지대역폭과 억압값은 상기 제1 및 제2 오픈 스터브(31, 32)의 길이 및 상기 제1 및 제2 오픈 스터브(31, 32) 간 이격거리 간격을 통해 결정된다.At this time, the stop band width and the suppression value of the microstrip band blocking filter are set to be equal to each other through the length of the first and second
한편, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 마이크로스트립 전송선로 상의 제1 및 제2 오픈 스터브(33, 34)의 길이를 서로 상이하게 조절하여 중심주파수를 변화시키지 않으면서도 대역폭을 조절할 수 있도록 한다. 3 (b), the lengths of the first and second
도 4는 본 발명에 따른 마이크로스트립 전송선로(40) 상에 소정 거리 이격되어 전기적으로 병렬 연결된 제1 및 제2 오픈 스터브(41, 42) 사이에 수직방향으로 평행하게 위치하는 제3 오픈 스터브(43)를 추가한 것으로, 2개의 오픈 스터브가 형성되어 있을 경우와 비교하여 대역 저지 특성이 유사하게 향상된다. 따라서 오픈 스터브를 이용한 대역저지 필터 구조의 설계 과정에 따라 두 개 혹은 세 개의 오픈 스터브를 형성할 수 있다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a third open stub (FIG. 4) that is disposed in parallel in the vertical direction between first and second
도 5는 본 발명에 따른 마이크로스트립 전송선로(50) 상에 스퍼라인 1개를 추가한 것으로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 스퍼라인(51)은 마이크로스트립 전송선로(50)상에 형성되며, 상기 마이크로스트립 전송선로(50)의 길이방향에 평행하는 일측에 위치하고, 도 5의 (b)는 마이크로스트립 전송선로 상의 제1 및 제2 오픈 스터브(52, 53)의 길이를 서로 상이하게 조절하여 중심주파수를 변화시키지 않으면서도 대역폭을 조절할 수 있도록 한 구조에 형성된 스퍼라인(54)을 보인 것이다. 도 5의 (c)에서는 도 5의 (a)의 경우에서 적어도 둘 이상의 스퍼라인(55, 56)을 평행하게 추가하여 마이크로스트립 전송선로(50)상에 형성된 것을 보인 것이다.5, a spur line is added to the
도 6을 참조하면, 도 6은 도 4의 마이크로스트립 전송선로(40) 상에 소정 거리 이격되어 전기적으로 병렬 연결된 제1 및 제2 오픈 스터브(41, 42) 사이에 수직방향으로 평행하게 위치하는 제3 오픈 스터브(43)를 추가한 동일한 구조에서 마이크로스트립 전송선로(65) 상에서 상기 제3 오픈 스터브(64)를 축으로 양측에 각각 스퍼라인(66, 67)이 형성된 것을 보인 것이다.Referring to FIG. 6, FIG. 6 is a cross-sectional view of the
도 7은 종래의 마이크로스트립 대역저지 필터 구조와 본 발명에 따른 마이크로스트립 전송선로 상의 제1 및 제2 오픈 스터브의 길이를 서로 상이하게 조절하여 중심주파수를 변화시키지 않으면서도 대역폭을 조절할 수 있도록 한 구조의 시뮬레이션 결과를 비교한 도면이다. 7 is a view illustrating a structure in which the bandwidths of the first and second open stubs on the microstrip transmission line according to the present invention can be adjusted without changing the center frequency by differently adjusting the lengths of the conventional microstrip band stop filter structure and the first and second open stubs according to the present invention. Fig.
도 7에 도시된 바와 같이, 기존의 커플링하지 않은 두 개의 오픈 스터브와 본 발명에 따른 커플링 했을 때의 s 파라미터를 비교한 경우, 저지 대역폭이 1.068Ghz에서 1.823Ghz로 약 70% 대역폭이 넓어짐을 확인할 수 있다.As shown in Fig. 7, when the s parameters of the two open stubs without coupling are compared with the s parameters of the coupling according to the present invention, the blocking bandwidth is broadened by about 70% from 1.068 GHz to 1.823 GHz can confirm.
도 8은 종래의 마이크로스트립 대역저지 필터 구조 및 도 5의 (b)에 도시된 마이크로스트립 전송선로 상의 제1 및 제2 오픈 스터브의 길이를 서로 상이하게 조절하여 중심주파수를 변화시키지 않으면서도 대역폭을 조절할 수 있도록 한 구조의 시뮬레이션 결과를 비교한 도면으로, 저지 대역폭이 1.068Ghz에서 2.682Ghz로 약 151% 넓어짐을 확인할 수 있다.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the lengths of the first and second open stubs on the microstrip transmission line shown in FIG. 5 (b) and the conventional microstrip band stop filter structure, It can be seen that the blocking bandwidth is about 151% wider from 1.068 GHz to 2.682 GHz.
상기와 같이 본 발명에 따른 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.As described above, the operation of the microstrip band stop filter using the open stub according to the present invention can be performed. While the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention . Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by equivalents of the claims and the claims.
Claims (8)
상기 제1 오픈 스터브와 미리 설정된 간격을 두고 상호 대향하게 위치하는 제2 오픈 스터브와,
상기 제1 및 제2 오픈 스터브는 기설정된 거리만큼 이격되어 상기 제1 및 제2 오픈 스터브의 각 끝단이 전기적으로 결합되어 커플링 특성이 부가됨을 특징으로 하되,
상기 제1 및 제2 오픈 스터브와 소정 거리 이격되어 위치하는 복수의 오픈 스터브를 포함함을 특징으로 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터.A first open stub formed on the microstrip transmission line and positioned at one side in the vertical direction of the microstrip transmission line,
A second open stub positioned opposite to the first open stub at a predetermined interval;
The first and second open stubs are spaced apart by a predetermined distance so that each end of the first and second open stubs are electrically coupled to add a coupling characteristic,
And a plurality of open stubs which are spaced apart from the first and second open stubs by a predetermined distance.
극성을 달리하는 제1 전극 및 제2 전극으로 구성된 커패시터, 또는
상기 제1 및 제2 오픈 스터브 사이에 위치하는 가변 커패시터를 포함하되, 상기 가변 커패시터는 커패시턴스 조절 값에 따라 마이크로스트립 대역저지 필터의 대역폭과 억압값을 제어함을 특징으로 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터.The method of claim 1,
A capacitor composed of a first electrode and a second electrode of different polarity, or
And a variable capacitor positioned between the first and second open stubs, wherein the variable capacitor controls the bandwidth and the suppression value of the microstrip bandstop filter according to the capacitance adjustment value. Bandstop Filter.
상기 마이크로스트립 전송선로의 길이방향에 평행하는 일측에 삽입되어 대역폭을 확장하는 적어도 하나 이상의 스퍼라인이 배열됨을 특징으로 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터.The method of claim 1, wherein the microstrip transmission line,
Microstrip bandstop filter using an open stub, characterized in that at least one spurline is inserted into one side parallel to the longitudinal direction of the microstrip transmission line to extend the bandwidth.
상기 마이크로스트립 전송선로 일측에 배치되는 적어도 둘 이상의 공진기를 더 포함함을 특징으로 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터.The method of claim 1,
Microstrip band-stop filter using an open stub, characterized in that it further comprises at least two resonators arranged on one side of the microstrip transmission line.
상기 마이크로스트립 전송선로의 특성임피던스와 전기적 길이를 조절하여 고조파 성분을 주파수로 조정할 수 있음을 특징으로 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터.The method of claim 4, wherein each resonator,
Microstrip band-stop filter using an open stub, characterized in that the harmonic components can be adjusted to a frequency by adjusting the characteristic impedance and the electrical length of the microstrip transmission line.
각 설계 대역의 중심주파수와 대역폭은 독립적으로 가변 가능함을 특징으로 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터.The method of claim 4, wherein each resonator,
Microstrip bandstop filter using an open stub, characterized in that the center frequency and bandwidth of each design band are independently variable.
서로 다른 공진주파수 및 고조파 성분을 갖는 것을 특징으로 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지필터.The method of claim 4, wherein each resonator,
Microstrip bandstop filter using an open stub, characterized by having different resonant frequencies and harmonics.
'u', 'n', 'w', 'm', 'ㄱ' 및 'L'의 형상 중에서 선택되는 1종의 형상을 지님을 특징으로 하는 오픈 스터브를 이용한 마이크로스트립 대역저지 필터.The method of claim 1, wherein the first and second open stub,
A microstrip bandstop filter using an open stub characterized by having one type selected from the shapes of 'u', 'n', 'w', 'm', 'ㄱ' and 'L'.
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