KR20160120737A - 동축 구조물을 갖는 고주파 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 동축 공진기를 구비하는 개선된 고주파 필터로서, 특히, 다음 특징, 즉: 상기 동축 공진기는 외부 전도체 하우징(1)을 포함하고, 이에 따라 외부 전도체(1')가 형성되고; 내부 전도체(3)가 상기 외부 전도체 하우징(1) 내에 배열되고, 상기 내부 전도체는 상기 내부 전도체의 일 단부에 상기 외부 전도체 하우징에 기계적으로 그리고 갈바니 전기로 연결되고, 상기 외부 전도체 하우징(1)의 방향으로 종료되고, 또는 상기 내부 전도체의 반대 단부에서 상기 외부 전도체 하우징(1)에 속하는 하우징 커버(7)가 거기에 제공되고; 상기 외부 전도체 하우징(1)과 상기 내부 전도체(3)는 전기 전도성 물질로 만들어지거나 또는 전기 전도성 물질로 커버되고; 상기 내부 전도체(3)의 단부면(3a) 및/또는 이에 인접한 상기 내부 전도체(3)의 추가적인 표면(23)은 피복 물질(21)로 전체적으로 또는 부분적으로 커버되고, 상기 피복 물질(21)은 유전체 물질로 만들어지고; 상기 유전체 물질은 1.2를 초과하는 상대 유전율(εr)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 상기 고주파 필터에 관한 것이다.

Description

동축 구조물을 갖는 고주파 필터{HIGH-FREQUENCY FILTER HAVING A COAXIAL STRUCTURE}

본 발명은, 특히 고주파 분리기(예를 들어, 듀플렉스 스위치) 또는 대역 통과 필터 또는 대역 차단 필터 방식으로 각각 설계된 동축 구조물을 갖는 고주파 필터에 관한 것이다.

예를 들어 모바일 무선 분야에서 무선 시스템은, 종종 신호를 송신하고 수신하는데 공통 안테나를 사용한다. 이 송신 신호와 수신 신호는 상이한 주파수 범위를 사용하고, 안테나는 두 주파수 범위에서 송신하고 수신하기에 적절하여야 한다. 적절한 주파수 필터 소자가 송신 신호와 수신 신호를 분리하는데 요구되는데, 이 주파수 필터 소자는 송신기로부터 오는 송신 신호를 안테나에 전달하고, 안테나로부터 오는 신호를 수신기에 전달하는데 사용된다. 다른 디바이스 중에서 특히, 동축 구조물을 갖는 고주파 필터가 오늘날 송신 신호와 수신 신호를 분리하는데 사용된다.

예를 들어, 특정 주파수 대역을 통과시키는 한 쌍의 고주파 필터(대역 통과 필터)가 사용될 수 있다. 대안적으로 특정 주파수 대역을 차단하는 한 쌍의 고주파 필터(대역 차단 필터)가 사용될 수 있다. 나아가, 송신 및 수신 대역 사이의 주파수 아래의 주파수를 통과시키고 이 주파수를 초과하는 주파수를 차단시키는 하나의 필터(저역 통과 필터)와, 송신 및 수신 대역 사이의 주파수 아래의 주파수를 차단시키고 이 주파수를 초과하는 주파수를 통과시키는 다른 필터(고역 통과 필터)로 구성된 한 쌍의 고주파 필터가 사용될 수 있다. 방금 설명한 필터 유형의 다른 조합도 고려될 수 있다. 고주파 필터는 종종 동축 TEM 공진기의 형태로 생산된다. 이 공진기는 경제적으로 그리고 저비용으로 밀링(milled)되거나 또는 주조(cast)된 부분으로 제조될 수 있고, 높은 전기적 품질과 상대적으로 높은 온도 안정성을 보장할 수 있다.

밀링 또는 주조 기술을 사용하여 생산된 단일 동축 공진기는, 예를 들어, 원통형 내부 전도체와 원통형 외부 전도체로 구성된다. 또한 내부 전도체 및/또는 외부 전도체는 내부 전도체에 대해 횡방향으로 정 n-각형의 단면을 구비할 수 있다. 내부 전도체와 외부 전도체는 전기 전도성 층에 의해 큰 영역에 걸쳐 일 단부에서 상호 연결된다(일반적으로 전기 전도성 바텀(bottom)에 의해 단락된다). 일반적으로, 내부 전도체와 외부 전도체 사이에 공기가 유전체로 사용된다.

(유전체로 공기를 갖는) 이러한 공진기의 기계적 길이는 그 전기적 파장의 1/4에 대응한다. 동축 공진기의 공진 주파수는 그 기계적 길이에 의해 결정된다. 내부 전도체가 길면 길수록, 파장이 더 커지고 공진 주파수가 더 낮아진다. 2개의 공진기 사이에 전기적 결합이 약하면 약할수록 2개의 공진기의 내부 전도체들이 서로 더 멀어지고 내부 전도체들 사이에 결합 홀(coupling aperture)이 더 작아진다.

대다수의 제안이 이 공진기를 개선시키는데 이루어졌다.

예를 들어, EP 1 169 747 B1은 공진기의 내부 전도체를 중공 실린더(hollow cylinder)로 설계하고 유전체 물질로 구성된 축방향으로 조절 가능한 튜닝 소자(tuning element)를 내부 전도체 내에 제공하는 것에 의해 주파수 튜닝을 개선시킬 것을 제안한다. 이에 반해, EP 1 596 463 A1은, 중공 실린더로 설계된 내부 전도체 내에 세라믹 물질로 만들어진 조절 가능한 튜닝 소자를 제안하는데, 여기서 튜닝 소자는 내부 전도체를 넘어 위쪽으로 그리고 중공 원통형 내부 전도체 안으로 깊이 들어간 영역에 걸쳐 연장된, 단부면에 금속으로 만들어진 슬리브-같은 또는 항아리(pot)-형상의 튜닝 몸체로 코팅된다. 나아가, 동축 필터에서 조절 가능한 유전체 튜닝 소자를 나타내고 설명하는 WO 2004/084340 A1이 참조된다.

EP 1 721 359 B1에 따르면, 동축 공진기는 작은 설치 볼륨을 구비하면서 유전 강도를 증가시키기 위해 리세스(recess)가 제공된 커버의 내부측에 유전체 층을 포함하는 것이다.

US 2006/0284708은 다시 한번 동축 공진기 내에 중공 원통형 내부 전도체를 제안하는데, 여기서 중공 원통형 링은 중공 원통형 내부 전도체와 동일한 크기를 구비하는 상부 환형 단부면에 놓여 있고, 이 중공 원통형 링은 높은 유전 상수를 갖는 세라믹 물질로 구성된다. 높은 유전 상수와 낮은 유전 손실을 갖는 이 세라믹 링은 동축 공진기의 내부 전도체의 개방 단부와 커버의 바텀 사이에 끊김없이 삽입된다. 이런 방식으로, 더 작은 설치 볼륨은 동일한 공진 주파수에서 달성될 수 있다. 나아가, 공진기에서 확산될 수 있는 고조파는 더 높은 주파수 쪽으로 시프트된다.

US 6 894 587 B2에 따르면, 외부 전도체와 원통형 내부 전도체는 유전체 기판으로 구성된다. 내부 전도체를 형성하고 외부 전도체를 형성하는 전도성 필름이 유전체 물질의 각 외부 층에 제공된다. 동축 공진기는 이런 방식으로 형성된다. 외부 전도체의 유전체 물질은 축방향 홀을 포함하고 이 홀에 내부 유전체 물질에 적용된 내부 전도체가 제공되어 방사방향 갭을 형성한다.

나아가, US 4 268 809를 참조하면, 이 문헌은 다수의 동축 공진기를 사용하는 필터를 개시한다. 이 선행 문헌에 따르면, 내부 전도체의 모든 자유면 단부를 함께 커버하는 유전체 층이 제안된다. 내부 전도체와 반대쪽에, 유전체 층을 관통하는 전기 전도성 나사를 사용하여 내부 전도체에 기계적으로 그리고 갈바니 전기로(galvanically) 연결된 전도성 구조물이 이 유전체 층에 형성된다. 유전체 층에 형성된 전도성 구조물은 서로 소정의 간격을 두고 종료하여 용량성 결합을 야기한다.

더 작은 필터 크기가 빈번히 요구되지만, 더 작은 필터 크기는 전혀 실현할 수 없거나 또는 달성하는 것이 곤란하다. 최대 허용가능한 삽입 손실에 더하여, 필터 조립체의 더 작은 바닥면적을 제한하는 팩터들 중 하나는 최대 정격(rating)이다. 동축 필터의 정격은 일반적으로 내부 전도체의 자유 단부로부터 일반적으로 접지된 커버 및/또는 측벽, 튜닝 소자 등에 이르는 거리에 의해 결정된다. 거리가 크면 클수록 전위 정격이 더 높아진다. 필터 내 파괴적인 마이크로파 항복을 방지하는데 요구되는 최소 정격에 따라 특정 최소 거리가 유지되어야 한다. 그리하여 필터 조립체의 사이즈를 더 이상 감소시킬 수 없다.

이에 반해, 본 발명의 목적은 보다 복잡한 내부 전도체 유형이 사용된 경우에도 비교적 작은 설치 사이즈를 구비할 수 있는 특히 고주파 필터로 사용되는 일반적으로 개선된 동축 공진기를 제공하는 것이다.

본 목적은 청구항 1에 나열된 특징에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속항에 제시된다.

본 발명에 의해 제안된, 1.2를 초과하는, 특히 2를 초과하는 유전 상수를 갖는 유전체 물질로 내부 전도체의 자유 단부를 전체적으로 또는 부분적으로 에워싸거나 또는 코팅한 결과, 정격이 상당히 증가되기 때문에, 보다 복잡한 내부 전도체 유형에서도 커버, 벽 및 튜닝 소자 사이의 최소 거리가 감소될 수 있다.

에워싸는 것은 하나 이상의 장착된 몰딩된 부분을 사용하여 달성될 수 있다. 이 에워싸는 것은 또한 원하거나 또는 적절한 유전체 값을 가지는 각 플라스틱 물질로 전체적으로 또는 부분적으로 내부 전도체 또는 그 본질적인 부분을 압출-코팅하는데 바람직한 것으로 밝혀졌다.

최대 정격은 유전체 층의 두께를 통해 제어될 수 있다. 층이 두꺼울수록, 전위 정격이 더 높아진다. 층이 더 얇은 것은 유전체 손실이 더 작은 것을 의미하고 그리하여 필터에서 삽입 손실이 더 낮은 것을 의미한다.

원리적으로, 최대 정격은 유전체 물질과 그 특정 특성을 선택하는 것에 의해 영향을 받을 수 있다.

그리하여 본 발명의 주요 장점 중 하나는 공진기 챔버의 볼륨, 즉, 필터 조립체의 설치 사이즈가 감소될 수 있어서, 전체 제조 비용을 낮출 수 있다는 것이다. 동시에, 본 발명은 일반적으로 간단한 제조 공정으로 필터의 정격을 더 높일 수 있다. 특히 장착되거나 또는 압출-코팅된 내부 전도체는 독립적인 부분을 형성한다. 적어도 내부 전도체의 자유 단부의 영역을 각 유전체 물질로 전체적으로 또는 부분적으로 코팅하거나 또는 전체적으로 또는 부분적으로 에워싸는 것이 내부 전도체의 임의의 고려가능한 유형에 제공될 수 있다.

또한 본 발명의 공진기에 사용되는 내부 전도체는 금속과, 세라믹과 같은 유전체 물질로 구성될 수 있는 것이 바람직하다. 각 고주파 필터의 하나의 내부 전도체 또는 여러 개의 내부 전도체 또는 모든 내부 전도체가 압출-코팅될 수 있다. 공진기 바텀으로 회전되거나, 나사산으로 결합되거나, 가압될 수 있거나 또는 다른 방식으로 기계적으로 고정되고 갈바니 전기로 연결될 수 있는, 원래 몰딩된 내부 전도체와 삽입가능한 내부 전도체는 모두 주조하거나 또는 타설(pouring)하는 것에 의해 에워싸일 수 있다. 이것에 의해 또한 각 피복 물질(sheathing material)로 압출-코팅된 내부 전도체는 독립적인 부품을 형성하기 때문에 취급이 간단해진다.

전술한 바와 같이, 몰딩된 플라스틱 부분은 몰딩된 층으로 제공되는 것이 아니라 별개로 생산되고 나서 내부 전도체 상에 장착될 수 있다. 몰딩된 부분은 손가락 형상으로 설계되고, 예를 들어, 주로 하우징의 내부벽 또는 벽들에 방사방향으로 놓여 있고/있거나 커버의 내부 또는 바텀측 상에 하나의 또는 여러 개의 손가락-같은 스페이서에 부착된 각 홀더와 잠금 기구를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 장점, 즉, 설치 사이즈의 감소, 정격 증가, 및 각 공진기의 유전 강도의 개선이 본 발명의 다음의 특징들에 의해, 단독으로 또는 특히 조합으로 구현될 수 있다:

- 동축 공진기의 내부 전도체의 자유 단부는 1.2를 초과하는, 특히 1.5를 초과하는, 또는 2를 초과하는 εr을 갖는 유전체 물질로 에워싸이고, 상기 내부 전도체의 단부의 상기 에워싸는 것은 전체적으로 또는 선택된 영역에 단지 부분적으로 이루어질 수 있다;

- 유전체 물질을 갖는 내부 전도체의 단부는 적절한 플라스틱 물질을 압출-코팅하거나 또는 스프레이하거나, 주조하거나, 또는 인쇄하는 것에 의해 그리고/또는 플라스틱으로 만들어진 특수한 몰딩된 부분을 장착하는 (예를 들어, 클립을 사용하는) 것에 의해 에워싸일 수 있다;

- 상기 삽입가능한 내부 전도체는 하나의 부분으로 또는 다수의 부분으로 형성될 수 있다;

- 상기 몰딩된 플라스틱 부분은 상기 내부 전도체에 고정되거나 또는 몰딩된 지지부를 사용하여, 또는 상기 몰딩된 플라스틱 부분이 맞물리는 언더컷(undercut)을 갖는 상기 내부 전도체의 특정 설계부에 의해 커버 또는 측벽에 홀딩될 수 있다;

- 상기 내부 전도체 또는 내부 전도체의 단부는 상기 내부 전도체가 하우징 내에 삽입가능하거나 또는 통합되는 경우 또는 (예를 들어 주조하거나 또는 타설하는 것에 의해) 이 하우징에 몰딩되는 경우 에워싸일 수 있다;

- 상기 삽입가능한 내부 전도체는 금속 또는 유전체 물질(예를 들어, 세라믹)로 구성될 수 있다;

- 에워싸는 것은 각 필터의 하나의 내부 전도체, 여러 개의 내부 전도체, 또는 모든 내부 전도체에 대해 수행될 수 있다;

- 내부 전도체의 모든 형상이 에워싸일 수 있고, 이런 점에서 제한사항이 없다.

본 발명의 유리한 상세는 도면을 참조하여 아래에 설명된 예시적인 실시예로부터 유도될 수 있을 것이다.

도 1은 고주파 필터의 기본 구조물로서 동축 공진기의 축방향 단면을 도시하는 도면;
도 2는 도 1에서 라인 II-II을 따른 단면도;
도 3은 하우징 커버에 튜닝 소자가 제공된 도 1의 동축 공진기의 변형된 실시예의 축방향 단면을 도시하는 도면;
도 4는 도 3에 도시된 공진기의 변형된 실시예를 도시하는 도면;
도 5a는 본 발명에 따른 내부 전도체의 축방향 단면의 3차원 표현을 도시하는 도면;
도 5b는 도 5a에 도시된 것에서 약간 변형된 내부 전도체의 축방향 단면을 도시하는 도면;
도 6 내지 도 15는 제공된 내부 전도체 또는 피복 물질의 설계에 대해 변형을 기술하는 상이한 실시예의 간략화된 축방향 단면도.

도 1은 여기서 단일 공진기 형태인 동축 공진기의 제1 실시예의 축방향 축(X)에 평행한 축방향 단면을 도시하고, 도 2는 도 1의 라인 II-II을 따른 수평 단면을 도시한다. 다수의 이러한 공진기는, 예를 들어, 대역 통과 필터 또는 차단 필터 등의 형태로 필터 그룹으로 결합될 수 있는 것으로 알려져 있다. 이런 점에서 알려진 해법을 참조한다.

도시된 공진기, 즉, 동축 필터는, 외부 전도체(1'), 이 외부 전도체 내에 동심으로 동축으로 배열된 내부 전도체(3), 및 전기 전도성 외부 전도체(1)와 전기 전도성 내부 전도체(3)가 갈바니 전기로 연결되는 바텀 또는 하우징 바텀(5)을 구비하는 외부 전도체 하우징(1)을 포함한다.

도 1 및 도 2에 도시된 공진기는 정사각형 단면을 구비하고, 여기서 외부 전도체 하우징(1)은 내부 공진기 공간(19)을 폐쇄하는 커버 또는 하우징 커버(7)를 포함한다. 전체 외부 전도체 하우징과 같이, 커버(7)는 전기 전도성 물질, 일반적으로 알루미늄과 같은 금속 등으로 구성되거나, 또는 (하우징이 예를 들어 플라스틱 물질로 만들어진 경우) 적어도 전기 전도성 층으로 내부 측(7a) 상에 (선택적으로 외부 전도체(1') 또는 하우징 바텀(5)과 같이) 코팅된다.

도면에 도시된 내부 전도체(3)는 외부 전도체 하우징(1)과 일체형일 수 있는데, 즉, 특히 바텀(5)에 연결되거나, 또는 바텀에 부착되고 고정되고 나서 별개의 부품으로 바텀에 갈바니 전기로 연결될 수 있다. 이것은 예를 들어 각 나사를 사용하여 달성될 수 있고, 이 나사는 예를 들어 하우징 바텀에 있는 홀을 통해 또는 바텀에 안착된 너트를 사용하여 내부 전도체(3)에 있는 암 나사산으로 나사 결합된다.

도시된 실시예에서, 내부 전도체(3)는 통상적으로 하우징 커버(7) 아래에서 종료하여, 내부 전도체(3)의 상부 단부면(3a)과 커버(7)의 바텀 또는 내부 측(7a) 사이에 간격 또는 갭 공간(A)이 있다.

도 1에 도시된 것과 달리, 도 3은 - 또한 공통적으로 - 조절 소자 또는 튜닝 소자(9)를 조절하는 것에 의해 공진 주파수의 각 설정이 달성될 수 있고, 이 조절 소자 또는 튜닝 소자는, 예를 들어, 하우징 커버(7)에 선회가능하게 수용되어, 내부 전도체(3) 쪽으로 회전하거나 또는 이 내부 반도체(3)로부터 멀어지게 회전될 수 있는 것을 도시한다. 이 조절 소자(9)는 바람직하게는 이에 갈바니 전기로 연결된 나사산 형성된 부싱(17)에 안착되고, 내부 전도체(3)와 동심으로 그리고 축방향으로 또는 커버 그 자체에 있는 나사 홀을 통해 커버(7)를 관통한다.

또한 커버(7)를 통해 여러 길이에 공진기 공간(19)으로 들어가고 이 공간으로부터 나올 수 있는 상기 조절 소자(9)는 내부 전도체(3)의 단부면(3a)에서 종료하는 각 축방향 홀(3c)과 맞물리도록 설계된 직경과 직경 형상을 구비할 수 있는 것으로 알려져 있다. 상기 조절 소자(9)는, 예를 들어, 금속 또는 유전체 물질로 구성될 수 있다. 이런 점에서 알려진 해법을 참조한다.

도 4는 내부 전도체가 예를 들어 중공, 즉, 도시된 실시예에서 중공 원통형 내부 전도체로 설계될 수 있고, 여기서 나사산 형성된 판 또는 나사산 형성된 항아리 형상 부분으로 구성된 작동 소자(109)가, 예를 들어, 바텀 영역에 제공될 수 있는 것을 개략적으로 도시한다. 이 나사산 형성된 판 또는 나사산 형성된 항아리 형상 부분은 내부 홀(3c)을 구비하는 내부 전도체(3)의 내부 측(3b)에 있는 대응하는 암 나사산과 맞물리는 수 나사산을 그 외부 외주에 포함한다.

나사산 형성된 판이, 예를 들어, 적절한 도구를, 그 바텀측으로부터 자유로이 액세스가능한 선회 부착부 또는 구동 부착부(13) 안으로 삽입하는 것에 의해 회전될 때, 내부 전도체(3)의 상부 단부면(3a)을 넘어 연장되는 조절 소자 또는 튜닝 소자(9')는 화살표(15)로 표시된 바와 같이 내부 전도체(3)의 단부면(3a)을 넘어 상이한 길이로 설정될 수 있고, 이에 의해 동축 필터의 공진 주파수가 설정될 수 있다.

상기 내부 전도체(3)는, 하우징 바텀과 외부 전도체 벽과, 하나의 부재로, 선택적으로 일체형으로, 그리고 이에 따라 갈바니 전기로, 연결될 수 있다. 이러한 공진기는 예를 들어 금속 블록으로부터 밀링하는 것에 의해 생산될 수 있으나, 내부 전도체(3)는 예를 들어 나사를 사용하는 것에 의해 나중에 바텀에 기계적으로 그리고 갈바니 전기로 연결될 수 있는 것으로 이해된다.

도 5a는 본 발명에 따라 각각 적응된 내부 전도체를 갖는 본 발명에 따른 공진기의 3차원 크기 축방향 단면을 도시하고, 도 5b는 제1 실시예와 제2 실시예의 축방향 단면을 도시한다.

도면으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 이 실시예는 내부 전도체가 하우징 바텀에 이후 기계적으로 고정(anchored)되고 갈바니 전기로 연결된 것을 설명하지만 - 이것은 핵심 사항이 아니다.

도시된 실시예는, 내부 전도체(3)가 디스크-형상의 내부 전도체 연장 영역(33)을 형성하는 것에 의해 내부 전도체(3)의 외부 직경을 넘어 방사방향으로 연장되는 내부 전도체 단부면(3a)을 포함하는 것을 포함하지만; 이것은 엄격히 본 발명에 필수사항은 아니다. 이 내부 전도체 연장 영역(33)은 일반적으로 내부 전도체(3)의 다른 외부 직경(3d)의 1.01배 내지 4배, 예를 들어, 외부 직경의 1.75 내지 2.25배인 외부 직경(3e)을 포함한다. 상기 내부 전도체 연장 영역(33)의 두께(35)는 또한 선택적으로 변할 수 있다. 이 두께는 0.5㎜ 내지 6㎜의 범위에 있을 수 있고, 예를 들어 1㎜, 1.5㎜, 2㎜, 또는 2.5㎜를 초과할 수 있다. 이 두께는 또한 5.5㎜, 5㎜, 4.5㎜, 4㎜, 또는 3.5㎜ 미만일 수 있다. 약 3㎜의 값이 종종 적절하다.

이런 방식으로 그 연관된 단부면 영역(3'a)에 형성된 단부면(3a)은, 단부면(3a)으로부터 시작하여 바텀(5) 쪽으로 부분적인 높이로 적절한 유전체 물질로 전체적으로 또는 부분적으로 코팅될 수 있다. 다시 말해, 각 피복 물질(21)이 제공되고 이 피복 물질은 내부 전도체(3)의 표면(23)에 도 5a 또는 도 5b에 형성된 장소에 제공되거나, 배치되거나, 장착되거나, 압출-코팅되거나, 또는 스프레이되어, 상기 피복 물질(21)은 일반적으로 도면에서 볼 수 있는 장소에 내부 전도체(3)를 전체적으로 또는 부분적으로 피복한다. 피복 물질(21)은 도시된 장소에(그러나 또한 다른 장소에) 내부 전도체(3)의 표면(23)과 직접 접촉하거나, 또는 선택적으로 피복 물질(21)의 표면(23)과 그 인접한 층 사이에 중간 층, 예를 들어, 공기와 간접 접촉을 형성할 수 있다.

도 5a에 따른 도시로부터 상기 피복 물질(21)은 이 실시예에서 특히, 디스크-형상의 연장 영역(33)의 단부면(3a)에 배치되고, 또한 축방향 높이(36)로 내부 홀 또는 축방향 홀(3c)에 형성된 내부 벽(3f)(이 내부 벽은 내부 전도체(3)의 전체 표면(23)의 일부이다)에 배치되고, 디스크-형상의 연장 영역(33)의 외부 외주(3g)에 배치되고, 그리고 부분적으로 상기 연장 영역(33)의 바텀측(3h)에 배치된 것을 볼 수 있다.

상기 피복 물질(21) 또는 상기 층상화된 피복 물질(21)은 각 내부 전도체에 언급된 장소에 적용되어, 예를 들어 디스크-형상의 연장 영역(33)의 바텀측(3h)에서 피복이 종료하는 장소에서 층 두께에 의해 숄더(25)가 형성될 수 있다.

그러나, 도 5a에 따른 실시예는 또한 이에 따라 피복 물질(21)이 제공되는 장소에서 내부 전도체(3)의 물질이 리세스될 수 있는 것을 도시한다. 각 물질 리세스(3i)는 예를 들어 내부 축방향 높이(36)에 대응하는 내부 전도체(3)의 내부 축방향 홀(3c)의 영역에 제공된다. 그 결과 도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 내부 홀(3c), 즉, 내부 전도체 홀(3c)의 표면(내부 벽)(3f)이 내부 전도체의 물질로부터, 내부 축방향 높이(36)에 있는 피복 물질(21)로, 숄더 단차 없이, 병합될 수 있다.

이에 반해, 도 5b는, 내부 축방향 홀(3c)의 중간 홀 구획(3.2)의 부분에서 피복 물질(21)의 층 두께보다 물질 리세스(3i)가 더 깊이 리세스되어(더 큰 보어홀(borehole) 직경을 갖는 제1 홀 구획(3.1)을 형성하여), 내부 축방향 홀(3c)이 더 작은 내부 직경을 갖는 홀 구획으로 병합되는 곳에 다른 단차진 숄더(37)가 생성되는 것을 도시한다. 또한 도 5b로부터 중간 보어홀 직경을 갖는 중간 홀 구획이 최소 보어홀 직경을 갖는 바텀 홀 구획(3.3)과 병합되거나 병합될 수 있는 것을 볼 수 있다. 도 5a에 도시된 변형은, 단부면(3a)과 반대쪽 내부 전도체(3)의 바텀 바닥(bottom foot)에, 작은 축방향 높이와 비교적 넓은 방사방향 연장부를 갖는 바텀 리세스(3q)를 도시하며, 이에 의해 바람직하게는 내부 전도체(3)의 나머지 환형 숄더(3r)만이 조립된 위치에서 하우징의 바텀 또는 선택적으로 제공된 내부 전도체 베이스에 기계적으로 연결되고 전기적으로 접촉된다.

도시된 예시적인 실시예에서, 내부 전도체 홀(3c)은 드릴링되어 그 바텀 단부에서 숄더(3j)를 형성하고, 테이퍼(taper)진 보어홀 직경을 생성한다. 이 설계는 내부 전도체를 기계적으로 고정시키고 이 내부 전도체를 너트와 나사를 사용하여 바텀(5)에 갈바니 전기로 연결할 수 있다.

도 5a에 도시된 변형에 비해 도 5b에 따른 실시예에 사소한 변형이 이루어졌다. 도 5b에 도시된 실시예에서, 원추형 베벨(conical bevel)(3k)이 내부 전도체 홀(3c)로부터 전이하는 부분에 내부 전도체(3)의 상부 단부면(3a)으로 절단되어, 홀(3c)이 말하자면 상부에서 더 넓게 된다.

또한, 베벨(3l 또는 3m), 각각, 바람직하게는 45°의 베벨이, 내부 전도체 연장 구획(33)의 상부 외주 에지(33a)와 바텀 외주 에지(33b)로 절단되어, 각 135°의 각도로 내부 전도체 연장 영역(33)에서 하나의 경계 표면으로부터 그 다음 경계 표면으로 전이할 수 있다. 일반적으로, 모든 베벨은 임의의 원하는 각도로 형성될 수 있다. 반경 또는 곡선의 여러 설계도 또한 베벨 대신에 고려될 수 있다.

나아가, (연장 고원(extension plateau)(33)이라고도 언급될 수 있는) 디스크-형상의 내부 전도체 연장 영역(33)의 바텀측(3h)에 제공된 피복 물질(21)이 외부로 나가는 숄더는 경사진 베벨(3n)을 갖는다. 도시된 예시적인 실시예에서, 이 숄더는 연장 영역(33)의 배향에 대해 45° 각도로 설정되어, 대향하는 종료하는 베벨(3n)들 사이에 최종 개구 각도(α)는 도 5b에 도시된 바와 같이 90°가 된다.

이런 방식으로 설계된 본 발명에 따른 내부 전도체(3)는, 내부 전도체 물질을 각각 처리하고 나서, 각 피복 물질(21)을 본 발명의 범위 내에서 이 내부 전도체 물질 주위에, 즉, 내부 전도체, 바텀 및 외부 하우징 벽이, 예를 들어, 하나의 부재의 금속 블록으로 만들어진 이미 미리 제조된 공진기 상에 주조하거나 타설 하는 것에 의해 생산될 수 있다. 또한, 내부 전도체는 별개로 압출-코팅되고 나서, 예를 들어 나사 연결을 사용하여 공진기의 바텀에 연결될 수 있다. 이 경우에, 피복 물질(21)은 몰딩된 피복 층(21a)으로 구성된다.

또한, 예를 들어, 각 피복 물질을 이후 내부 전도체(3) 상에 주조하고 장착하는 것에 의해 각 피복 물질(21)을 별개로 생산할 수 있다. 이 경우에 피복 물질(21)은, 하나의 부분으로 또는 여러 부분으로, 즉, 하나의 부재로 또는 다수의 부재로 설계되고 나서, 내부 전도체 상에 장착될 수 있는, 몰딩된 부분(21b), 구체적으로 몰딩된 플라스틱 부분(21b), 일반적으로 유전체 몰딩된 부분(21b)의 형태로 존재한다.

다음 도 6 내지 도 13은 공진기 하우징이 내측 내부 전도체와 함께 단면으로 표시된 도 1과 비교될 수 있는 공진기의 축방향 개략 단면도를 도시한다.

도 6의 변형은 내부 전도체를 중실 블록으로 도시한다. 피복 물질(21)은 여기서 항아리-형상의 설계를 구비하고, 뒤집힌 항아리 형상 방식으로 내부 전도체(3)에 포획되어 홀딩되거나, 또는 장착된 몰딩된 플라스틱 부분(21b)의 상부를 형성할 수 있다. 피복 물질(21)은 또한 내부 전도체(3) 상의 주조 부분(21a)일 수 있다.

도 9에 도시된 변형은, 도 7에 도시된 몰딩된 플라스틱 부분(21b)이, - 전술한 바와 같이 - 바이어스 하에서 커버(7)의 바텀측에 지지되는, 예를 들어, 2개의-손가락-형상의 상승부(31a)의 형태로, 외주방향으로 오프셋된 2개 이상의 곳에 (또는 훨씬 더 많은 장소에) 적절히 몰딩된 지지부(31)를 가지게 구성될 수 있는 실시예이다.

도 10에 도시된 변형에서, 외주방향으로 오프셋된 다시 한번 2개 이상의 몰딩된 지지부(31)가 손가락-형상의 상승부(31a)의 형태로 제공되지만, 이것은 커버 쪽으로 연장되지 않고 축방향 부품보다 적어도 더 방사방향을 가지는 방사방향으로 연장되고, 다시 한번 약간의 바이어스 하에서 외부 전도체(1)의 내부측(1a)에 지지된다.

도 11 내지 도 13에 도시된 예시적인 실시예는, 특히, 다수의 몰딩된 플라스틱 부분 또는 상이한 피복 물질(21)과 그리하여 상이한 피복 물질 층이 더 사용될 수 있는 것을 도시한다. 도 11 내지 도 13에 도시된 예시적인 실시예는, 내부 전도체 등의 안으로 상이한 길이로 드릴링된 내부 홀 또는 축방향 홀(3c)을 갖거나 없이, 그 자유 단부면(3a)에 인접한 돌출하는 디스크-형상의 연장부를 갖거나 없이, 대부분 변경된 설계를 갖는 내부 전도체가 사용될 수 있는 것을 더 도시한다. 이런 점에서 내부 전도체의 설계에 관해 제한사항이 없다.

예를 들어, 도 11 내지 도 13에 따른 변형에서, 내부 전도체(3)는, 외부 상에 그리고 그 내부 홀(3c)과 그 단부면(3a)의 영역 상에 그 설계에 따라 피복 물질(21), 즉, 제1 피복 물질(21')의 층에 의해 둘러싸인다. 이 층은 몰딩된 플라스틱 부분으로 주조되거나 형성되고 나서 전도체 상에 장착될 수 있다.

제2 피복 물질(21")은 피복 물질(21)의 이 층(21') 상에 주조되는데, 예를 들어, 외주 에지에서는 단부면 영역에 있는 상부 단부면(3a)으로부터 시작하여 더 낮은 부분적인 높이로 주조되고, 외부 외주에서 그리고 내부 홀(3c)의 영역에서는 부분적인 높이로 주조된다.

도 12에 따른 변형에서, 이 제2 피복 물질(21")은 또한 상부로부터 장착되는 제2 몰딩된 플라스틱 부분(21b)으로 설계될 수 있다.

도 13은 도 11에 따른 실시예의 원리와 실질적으로 일치하는 원리를 갖는 변형된 실시예를 도시한다.

도 14 및 도 15는, 특히 내부 전도체가 하우징 커버(7) 아래에서 내부 전도체를 넘어 방사방향으로 연장되는 디스크-형상의 고원(33)을 갖는 내부 전도체 단부, 즉, 소위 내부 전도체 연장 영역(33)을 상부에 구비할 때, 내부 전도체 홀(3c)을 갖거나 없이 내부 전도체(3)에 각 제1 피복 물질과 제2 피복 물질(21', 21")이 제공될 수 있다는 것을 다시 한번 도시한다.

도 11 내지 도 15는 도시된 내부 전도체(3)가 나사로 결합되는 내부 전도체로 구성된 것을 더 도시한다. 이것은 이 내부 전도체가 도 5a 또는 유사한 방식으로 도시된 바와 같이 설계되는 것을 의미한다. 이러한 내부 전도체(3)는 바텀 내부 전도체 베이스(103) 상에 놓을 수 있고, 이 바텀 내부 전도체 베이스는, 공진기의 바텀, 즉, 하우징 바텀(5)에 고정되게 연결되고, 바람직하게는 갈바니 전기로 연결을 생산하기 위해 내부 전도체의 내측을 통해 나사산으로 결합되는 나사를 사용하여 공진기 하우징에 기계적으로 고정될 수 있다.

또한 일부 도면에서, 몰딩된 부분의 형태의 피복 물질(21)을 사용할 때, 특히 내부 전도체가 언더컷을 포함할 때, 상기 몰딩된 부분은, 내부 전도체의 설계에 따라, 예를 들어, 스냅 또는 틸트 폐쇄 방식으로 연장 영역(33)을 통해 장착될 수 있는 것을 볼 수 있다.

예를 들어, 제1 피복 물질 및/또는 제2 피복 물질(21) 형태의 상기 피복 물질(21)은 1.2를 초과하는 유전 상수(εr)를 구비한다. 유전 상수(εr)에 대한 바람직한 값은 1.3을 초과하고, 특히 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 및 3.0을 초과할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 피복 물질(21, 21', 21")은 유전체 물질로 구성된다. 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려되는 일반적이고 바람직한 유전체 물질은 소위 환형 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolymer: COC)이다.

또한 각 층의 두께에 대해 다층 구조물에서 피복 물질(21)의 층 두께는 상이한 범위 내에서 선택될 수 있다. 피복 물질(21)의 두께는 적어도 0.05㎜일 수 있고, 특히 0.1㎜, 0.2㎜, 0.3㎜, 0.4㎜, 0.5㎜ 이상을 초과할 수 있으나, 그 바람직한 두께는 3㎜ 이하이다.

폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 부분적으로 결정질 폴리올레핀과 달리, 이 환형 올레핀 코폴리머는 비정질이어서 투명한 물질이다. 환형 올레핀 코폴리머는 우수한 열가소성 유동성, 높은 강성, 강도 및 경도, 및 산과 잿물에 우수한 저항과 함께 낮은 밀도와 높은 투명도를 특징으로 한다.

여기서 설명된 필터 또는 동축 공진기는 많은 응용에서, 특히 모바일 무선 분야에서, 예를 들어 동축 대역 통과 필터, 동축 대역 차단 필터, 비대칭 대역 차단 필터, 고역 통과 필터, 듀플렉서, 결합기, 및/또는 저역 통과 필터로 사용될 수 있다.

일반적인 응용은 모바일 무선 분야에서 380㎒ 내지 4,000㎒의 주파수 범위에 있다. 모바일 무선 분야에서 특히 중요한 것은, 예를 들어, 700㎒, 800㎒, 900㎒, 1,500㎒, 1,700㎒, 1,800㎒, 1,900㎒, 2,000㎒, 2,100㎒, 2,500㎒, 2,600㎒를 초과하는 주파수, 또는 3,500㎒를 초과하는 주파수 범위이다. 또한 중요한 것은 3,500㎒ 미만, 특히 2,700㎒, 2,600㎒, 2,500㎒, 2,200㎒, 2,100㎒, 2,000㎒, 1,900㎒, 1,800㎒, 1,700㎒, 1,500㎒, 900㎒, 800㎒ 미만, 및 특히 700㎒ 미만, 일반적으로 300㎒에 이르기까지 좁게 한정된 주파수 범위이다.

설명된 예시적인 실시예는, 특히 유전체 물질을 갖는 그 자유 단부면의 구역 및 그 인접한 영역에서, 내부 전도체를 전체적으로 또는 부분적으로 에워싸는 것에 의해 종래 기술의 해법에 비해 각 공진기와 필터의 더 높은 정격과 유전 강도를 달성하는 동축 공진기와 필터 또는 필터 조립체를 구현하는데 사용될 수 있다.

더 높은 최대 송신 전력을 갖는 필터가 이런 방식으로 구현될 수 있다.

일정한 요구되는 정격에서, 본 발명에 따른 상기 유전체 물질로 내부 전도체를 에워싸는 것에 의해, 내부 전도체가 공진기 내에 제공된 측벽 및/또는 하우징 커버 및/또는 튜닝 소자(9, 9')와의 거리가 더 작아질 수 있다.

이것에 의해 동일한 정격을 여전히 가지는 더 작은 크기를 갖는 필터를 설계할 수 있다.

본 발명은 설치 사이즈를 더 감소시켜 궁극적으로 비용을 감소시키는데 기여한다.

본 발명의 범위 내에서 사용되거나 제안된 유전체 물질은 큰 튜닝 범위 또는 큰 주파수 편차를 가능하게 한다.

Claims (15)

1. 적어도 하나의 동축 공진기를 구비하는 고주파 필터로서,
   다음 특징들, 즉:
   - 상기 동축 공진기는 외부 전도체(1')를 형성하도록 외부 전도체 하우징(1)을 포함하고,
   - 내부 전도체(3)가 상기 외부 전도체 하우징(1) 내에 배치되고, 상기 내부 전도체는 일측에서 상기 외부 전도체 하우징에 기계적으로 그리고 갈바니 전기로 연결되고, 상기 외부 전도체 하우징(1) 또는 상기 외부 전도체 하우징(1)에 제공되고 상기 외부 전도체 하우징(1)과 연관된 하우징 커버(7)와 반대측에서 종료되고,
   - 상기 외부 전도체 하우징(1)과 상기 내부 전도체(3)는 전기 전도성 물질로 구성되거나 상기 전기 전도성 물질로 코팅되고,
   다음의 추가적인 특징들, 즉:
   - 상기 내부 전도체(3)의 단부면(3a)과 상기 내부 전도체(3)의 인접한 다른 표면(23)이 피복 물질(21)로 전체적으로 또는 부분적으로 커버되고,
   - 상기 피복 물질(21)은 유전체 물질로 구성되고,
   - 상기 유전체 물질은 1.2를 초과하는 유전 상수(εr)를 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유전 상수(εr)는 1.3을 초과하고, 특히 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 및 3.0을 초과하는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 피복 물질(21)은 상기 내부 전도체(3) 상에 그리고/또는 주위에 몰딩된 사출 성형된 부분(21a)으로 설계된 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 피복 물질(21)은 상기 내부 전도체(3) 상에 장착된 몰딩된 부분(21b)으로 설계된 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 피복 물질(21)은 다수의 부분으로 구성되고, 상기 내부 전도체(3) 상에 또는 상기 내부 반도체 주위에 몰딩되고/되거나 별개의 몰딩된 부분(21b)으로 상기 내부 반도체 상에 장착되는 1개의 물질, 2개의 물질, 또는 다수의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 피복 물질(21)은 하나의 또는 다수의 환형 올레핀 코폴리머(COC)의 형태의 유전체 물질로 구성되거나 상기 유전체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 피복 물질(21)은 상기 단부면(3a) 상에, 그리고 외부 외주 상에, 그리고/또는 상기 내부 전도체(3)의 내부 축방향 홀(3c)의 내부 외주 상에 적어도 축방향 높이(3b)로 제공되는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내부 전도체(3)는 바람직하게는 디스크-형상의 연장 영역(33)의 형태로 방사방향으로 돌출하는 연장 영역(33)을 단부면(3a)에 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
9. 제8항에 있어서,
   상기 연장 영역(33)은 상기 내부 전도체(3)의 나머지 외부 직경(3d)의 1.01배 내지 4배에 대응하는 외부 직경(3e)을 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 피복 물질(21)은 상기 내부 전도체(3)의 상기 연장 영역(33)의 바텀측(3h)에 더 제공되는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피복 물질(21)의 두께는 적어도 0.05㎜이고, 특히 0.1㎜, 0.2㎜, 0.3㎜, 0.4㎜, 0.5㎜ 이상을 초과하지만, 바람직한 두께는 3㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연장 영역(33)은 상기 외부 외주로부터 상기 바텀측으로 가는 외부 외주 쪽에 그리고/또는 내부 축방향 홀(3c)로 전이하는 부분에 경사진 베벨(3k, 3l, 3m)을 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피복 물질(21)은 축방향으로 그리고/또는 방사방향으로 상기 피복 물질(21)로부터 연장되는 적어도 하나의 지지부, 바람직하게는 다수의 지지부(31)를 구비하고, 상기 지지부는 외부 전도체 하우징 및/또는 상기 하우징 커버(7)의 내부 벽에 바람직하게는 탄성적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피복 물질(21)은 하나의 부재 또는 다수의-부재의 몰딩된 부분(21b)으로 설계되고, 바람직하게는 언더컷(undercut)을 포함하는 상기 내부 전도체(3) 상에 클립과 같이 장착되는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 전도체(3) 및/또는 상기 피복 물질(21)은 하나의 부재로 설계되고/되거나 상기 내부 전도체(3)의 상기 단부면(3a)에 인접한 상기 내부 전도체(3)의 다른 표면(23)의 80% 미만, 바람직하게는 60% 미만, 보다 바람직하게는 50% 미만, 더 보다 바람직하게는 30% 미만이 상기 피복 물질(21)로 커버되는 것을 특징으로 하는 고주파 필터.

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