KR20160127085A

KR20160127085A - 조정가능한 위상-반전 결합 루프

Info

Publication number: KR20160127085A
Application number: KR1020167026546A
Authority: KR
Inventors: 얀 카오; 디터 펠츠
Original assignee: 알까뗄-루슨트 상하이 벨 씨오., 엘티디
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-11-02
Also published as: EP3123557A4; CN106463808B; EP3123557A1; US9287600B2; EP3123557B1; ES2898653T3; CN106463808A; US20150280297A1; JP2018196158A; WO2015144063A1; JP2017515347A; KR101900751B1

Abstract

도체가 제1 캐비티 공진기에서 제1 자기장 방향에 실질적으로 수직인 평면에서 제1 영역을 정의하기 위한 제1 부분 및 제2 캐비티 공진기에서 제2 자기장 방향에 실질적으로 수직인 평면에서 제2 영역을 정의하기 위한 제2 부분으로 형성된다. 제1 부분에서 생성된 유도 전류가 제2 부분에서의 전류와 실질적으로 동일한 방향으로 흐른다. 도체는 제1 및 제2 캐비티 공진기들을 결합하거나 교차-결합하기 위해 제1 및 제2 캐비티 공진기들 사이의 개구에 배치될 수 있다. 도체는 방송국 또는 기지국에서 구현된 필터에서 캐비티 공진기들을 결합하거나 교차-결합하기 위해 또한 배치될 수 있다.

Description

조정가능한 위상-반전 결합 루프{ADJUSTABLE PHASE-INVERTING COUPLING LOOP}

본 개시내용은 일반적으로 캐비티 공진기들에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 캐비티 공진기들 사이의 결합에 관한 것이다.

종래의 대역통과 필터는 결합 엘리먼트들에 의해 결합되는(또는 교차-결합되는) 복수의 공진기들로 구성될 수 있다. 필터의 전체 전달 함수는 공진기들 및 결합 엘리먼트들의 개별 전달 함수들의 조합에 의해 생성된다. 예를 들어, 캐비티 필터는 복수의 상호연결된 캐비티 공진기들로서 구현될 수 있다. 캐비티 공진기들은 상대적으로 낮은 표면 전류 밀도들을 생성하여서, 캐비티에서의 에너지 손실의 레이트가 캐비티에 저장된 에너지에 비해 작다는 것을 나타내는, 상대적으로 높은 Q-팩터들을 갖는다. 횡방향 전자기(TEM) 모드(동축) 공진기들과 같은 다른 공진기들은, 특히, 수백 와트 이상의 전력에서 무선주파수 송신들을 필터링하기 위해 사용될 때, 상대적으로 큰 표면 전류 밀도들을 생성할 수 있다. 따라서, 캐비티 공진기들은 송신기 출력 스펙트럼 제어의 이유로 대략 수십 내지 수백 킬로와트의 수준의 전력에서 무선주파수 송신들을 필터링하는 것과 같은 고전력 애플리케이션들을 위해 종종 선택된다.

본 개시내용은 첨부한 도면들을 참조하여 더 양호하게 이해될 수 있으며, 본 개시내용의 다수의 특징들 및 이점들이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해진다. 상이한 도면들에서 동일한 참조 부호들의 사용은 유사하거나 동일한 아이템들을 나타낸다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 필터의 단면의 상면도이다.
도 2는 일부 실시예들에 따른 준-용량(quasi-capacitively) 결합 캐비티 공진기 쌍 및 대응하는 유효 전기 등가 회로를 도시한다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 유도 결합 캐비티 공진기 쌍 및 대응하는 유효 전기 등가 회로를 도시한다.
도 4는 일부 실시예들에 따른 제1 배향으로부터 제2 배향으로 회전될 수 있는 결합 루프의 도면이다.
도 5는 일부 실시예들에 따른 가변 부하를 갖는 한 쌍의 결합된 캐비티 공진기들의 측면도 및 상면도를 도시한다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 한 쌍의 결합된 캐비티 공진기들의 3차원 도면을 도시한다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 8은 일부 실시예들에 따른 복수의 캐비티 공진기들로 형성된 필터의 전달 함수를 조정하는 방법의 흐름도이다.

종래의 결합 구조체들은 필터를 형성하기 위해 캐비티 공진기들을 결합하는 적합성을 제한할 수 있는 다수의 단점들을 갖는다. 종래의 유도 또는 자기 결합 구조체들은, 모든 유도 결합들이 인접한 공진기들 사이에서 구현될 때 결합된 캐비티 공진기들에서 신호들 사이의 정확한 위상 관계들을 종종 제공하지 않는다. 예를 들어, 종래의 유도 루프가 결합된 캐비티 공진기에서의 전류와는 반대 방향으로 이동하는 전류를 하나의 캐비티 공진기에서 생성한다. 따라서, 종래의 유도 결합 구조체들은 필터에서의 교차-결합 캐비티 공진기들에 적합하지 않다. 용량 결합 구조체들로서 또한 지칭될 수 있는 전기장 결합 구조체들은, 용량 결합이 결합된 공진기들에서 신호들 사이의 정확한 위상 관계들을 유지하고 따라서, 필터의 전달 함수의 전체 형상을 보존하기 때문에, 모든 유도 필터에서 공진기들을 교차 결합하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 캐비티 공진기 내의 전자기장 분포는 캐비티 공진기의 벽들에서 또는 그 근처에서 거의 순수하게 자화될 수 있다. 결합 엘리먼트의 위치 근처의 전자기장에 대한 전기 성분이 거의 없거나 아예 없기 때문에, 종래의 전기 또는 용량 결합 구조체들은 캐비티 필터에서 캐비티 공진기들을 결합(또는 교차-결합)하기 위해 사용될 수 없다.

캐비티 공진기들은 상이한 선택성 마스크들에 대응하는 상이한 주파수 범위들을 필터링하기 위해 조정될 수 있는 조정가능 또는 동조가능 대역통과 필터들에서 또한 사용될 수 있다. 그러나, 종래의 결합 구조체들은 소정의 타입의 조정가능한 필터에서의 사용에 적합하지 않을 수 있다. 예를 들어, 종래의 유도 결합 구조체들은 필터 바디에서 리드들(lids)을 통해 통상적으로 액세스가능하며, 종래의 유도 결합 구조체들은 그 유도 결합 구조체들을 필터 바디에 부착하는 다수의 락킹 포인트들(locking points)을 가질 수 있다. 따라서, 결합 구조체의 각각의 조정은 다수의 락킹 포인트들의 탈착, 결합 구조체의 리포지셔닝(repositioning), 및 다수의 락킹 포인트들의 재부착을 요구한다. 종래의 결합 구조체들은 미세-동조 특징이 부족할 수 있으며, 목표 필터 응답을 달성하기 위해 다수의 조정 반복들을 요구할 수 있다. 따라서, 조정 프로세스는 로봇 동조에 부적합할 수 있고, 어려울 수 있고, 부정확할 수 있으며, 시간-소모적일 수 있다.

준-용량 결합 구조체가 정확한 위상 관계들을 유지하면서 이웃하는 캐비티 공진기들에서 전자기장들의 자기 부분들을 결합함으로써 종래의 결합 구조체들에서의 단점들을 완화시킬 수 있다. 준-용량 결합 구조체의 일부 실시예들은 제1 캐비티 공진기에서 생성된 제1 자기장에 실질적으로 수직인 평면에서 제1 영역, 및 제2 캐비티 공진기에서 생성된 제2 자기장에 실질적으로 수직인 평면에서 제2 영역을 정의하는 도체로 형성된다. 제1 캐비티 공진기에서의 도체의 제1 부분에서 생성된 유도 전류가 제2 캐비티에서의 도체의 제2 부분으로 전도되어, 여기서 이것은 대응하는 자기장을 생성하여, 제1 및 제2 캐비티 공진기들에서 전자기파들을 결합한다. 전자기파들의 위상은, 제1 및 제2 도체들에서 전류가 동일한 방향으로 흐르는 반면에, U-형상 결합 루프들에 의해 결합된 캐비티들에서의 전류는 상이한 캐비티들에서 반대 반향들로 이동하기 때문에, 통상의 U-형상 결합 루프들에 대하여 반전된다. 일부 실시예들에서, 준-용량 결합 구조체는 제1 및 제2 캐비티 공진기들 사이에 회전가능하게 배치될 수 있다. 준-용량 결합 구조체의 결합 강도는 종래의 U-형상 결합 구조체들을, 예를 들어, 모드 유도성 대역통과 필터들에서의 교차-결합들로서 대체할 수 있다. S-형상 필터의 조정의 단일 포인트는, 준-용량 결합 구조체를 회전시킴으로써, 예를 들어, 준-용량 결합 구조체를 회전시키는 캐비티 필터 외부의 노브(knob)를 사용함으로써, 준-용량 결합 구조체의 실시예들이 조정되게 해준다.

도 1은 일부 실시예들에 따른 필터(100)의 단면의 상면도이다. 단면도는 필터(100)의 베이스 플레이트(도 1에 미도시) 및 필터(100)의 커버 플레이트(도 1에 미도시)에 수직이고, 단면이 베이스 플레이트와 커버 플레이트 사이의 필터(100) 내에 위치된다. 필터(100)의 일부 실시예들은 무선주파수 통신 시스템의 수신 경로 또는 송신 경로에 배치되는 대역통과 필터일 수 있다. 무선주파수 통신 디바이스는 무선주파수 신호들을 무선 통신 시스템 내의 사용자 장비에 송신하고, 수신하거나, 브로드캐스팅하는 기지국들 또는 액세스 포인트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터(100)는 상대적으로 고전력, 예를 들어, 10kW 근처 또는 이상의 전력에서 방송국에 의해 브로드캐스팅되는 신호들을 필터링하기 위해 사용될 수 있다. 필터(100)의 일부 실시예들은 400MHz와 900MHz 사이의 주파수 범위에서 신호들을 선택적으로 필터링하기 위해 동조가능하거나 조정가능할 수 있다. 필터(100)의 대역폭을 조정하는 것은 중심 주파수 또는 필터 대역폭 또는 선택성 마스크를 변경하는 것을 포함할 수 있다.

필터(100)는 6개의 캐비티 공진기들(101, 102, 103, 104, 105, 106)("캐비티 공진기들(101 내지 106)"으로 통칭함)로 형성된다. 그러나, 필터(100)의 일부 실시예들은 다소의 캐비티 공진기들을 포함할 수 있다. 캐비티 공진기들(101 내지 106)의 일부 실시예들은 TE-101 모드 공진기들 또는 횡방향 전자기파 모드(TEM) 공진기들로서 구현될 수 있다. 캐비티 공진기들(101 내지 106) 각각은 캐비티 공진기들(101 내지 106)에서, 용량성 부하일 수 있는 부하를 변경하기 위해 조정될 수 있는 대응하는 내부 도체 또는 부하 엘리먼트(111, 112, 113, 114, 115, 116)("부하 엘리먼트들(111-116)"로서 통칭함)를 포함하여, 캐비티 공진기들(101 내지 106)의 주파수 응답 또는 전달 함수를 변경한다. 예를 들어, 부하 엘리먼트들(111 내지 116)은 공진기 로드들(rods)을 사용하여 구현될 수 있으며, 대응하는 캐비티 공진기(101 내지 106)로의 공진기 로드의 깊이는 용량성 부하를 결정할 수 있다. 그러나, 다른 타입의 부하 엘리먼트들(111 내지 116)이 캐비티 공진기들(101 내지 106)에서 구현될 수 있다.

무선주파수 신호들이 캐비티 공진기(101)에서 입력 포트 결합(120)을 통해 필터(100)에 도입될 수 있다. 그 후, 캐비티 공진기(101)에서의 무선주파수 신호들은 결합 구조체(121)를 통해 캐비티 공진기(102)로, 결합 구조체(122)를 통해 캐비티 공진기(103)로, 결합 구조체(123)를 통해 캐비티 공진기(104)로, 결합 구조체(124)를 통해 캐비티 공진기(105)로, 그리고 결합 구조체(125)를 통해 캐비티 공진기(106)로 전달될 수 있다. 결합 구조체들(121 내지 125)은, 이들이 입력 포트(120)로부터 캐비티 공진기들(101 내지 106)을 통해 그리고 출력 포트(130) 외부로 직접 경로를 따라 전자기파들을 결합하기 때문에 직접 결합 구조체들로서 지칭될 수 있다. 결합 구조체들(121 내지 125)의 일부 실시예들은 소정의 필터 전달 함수 응답에 대한 선택된 결합 방식을 적합하게 하기 위해 전기 또는 용량 결합 구조체들로서 구현될 수 있다. 필터(100)는, 캐비티 공진기들(101 내지 106)이 문자 U와 유사한 배열로 배치되기 때문에 "U-형상" 접힌 필터로 지칭될 수 있다. 그러나, 필터(100)의 일부 실시예들은 캐비티 공진기들(101 내지 106)의 다른 구성들을 구현할 수 있으며, 다소의 캐비티 공진기들(101 내지 106)이 필터(100)의 실시예들을 형성하기 위해 배치될 수 있다.

캐비티 공진기들(101 내지 106) 중 일부는 교차-결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 임의의 2개의 비인접 캐비티 공진기들(101 내지 106)이 교차-결합될 수 있다. 예를 들어, 캐비티 공진기들(102, 105)은 준-용량 결합 구조체(135)를 사용하여 교차-결합될 수 있다. 본 명세서에 논의한 바와 같이, 준-용량 결합 구조체(135)는 캐비티 공진기(102)의 자기장에 실질적으로 수직인 평면에서 제1 영역, 및 캐비티 공진기(105)의 자기장에 실질적으로 수직인 평면에서 제2 영역을 부분적으로 포함하는 제2 부분을 부분적으로 포함한다. 준-용량 결합 구조체(135)의 제1 부분에서 생성된 유도 전류는 제2 부분에서의 전류와 실질적으로 동일한 방향으로 흐른다. 준-용량 결합 구조체(135)는 캐비티 공진기(102)와 캐비티 공진기(105) 사이에서 전달되는 무선주파수 신호들의 위상을 반전시킨다. 그 결과, 준-용량 결합 구조체(135)는 결합된 공진기들(102, 105)에서 신호들 사이의 정확한 위상 관계들을 유지하고 필터(100)의 전달 함수의 전체 형상을 보존한다. 준-용량 결합 구조체(135)의 일부 실시예들은 그 결합 상수를 조정하기 위해 회전될 수 있다. 결합 상수의 조정들은 필터(100)의 목표 전달 함수를 생성하기 위해 캐비티 공진기들(101 내지 106) 중 하나 이상의 주파수 응답을 조정하는 것과 협력하여 수행될 수 있다.

도 2는 일부 실시예들에 따른 준-용량 결합 캐비티 공진기 쌍(200) 및 대응하는 유효 전기 등가 회로(205)를 도시한다. 결합 캐비티 공진기 쌍(200)은 커버 플레이트(220), 베이스 플레이트(225), 및 공통 벽(230)으로 형성되는 제1 캐비티 공진기(210) 및 제2 캐비티 공진기(215)를 포함한다. 캐비티 공진기들(210, 215) 각각은, 캐비티 공진기들(210, 215)에서 용량성 부하를 변경하기 위해 (점선들로 표시된 바와 같이) 조정될 수 있는 대응하는 부하 엘리먼트(235, 240)를 포함하여, 캐비티 공진기들(210, 215) 및 결합 캐비티 공진기 쌍(200)의 공진기 주파수를 변경한다. 결합 캐비티 공진기 쌍(200)의 일부 실시예들은 도 1에 도시된 필터(100)에서 교차-결합된 캐비티 공진기들(102, 105)로서 구현될 수 있다.

캐비티 공진기들(210, 215)은 도전 재료로 형성되는 준-용량 결합 루프(245)에 의해 결합된다. 결합 루프(245)의 일부 실시예들은 공통 벽(230)에 평행인 축(250)을 중심으로 대칭이다. 축(245)은 결합 루프(245)의 회전축에 대응할 수 있다. 결합 루프(245)의 부분들은 캐비티 공진기들(210, 215)에서 영역들을 정의한다. 예를 들어, 결합 루프(245)의 상부 부분은 축(250)에 의해 또한 구획되는 캐비티 공진기(210)에서의 제1 영역을 부분적으로 포함하고, 결합 루프(245)의 하부 부분은 축(250)에 의해 또한 구획되는 캐비티 공진기(215)에서의 제2 영역을 부분적으로 포함한다. 캐비티 공진기들(210, 215)의 공통 벽(230) 근처의 자기장들은 도 2의 평면 내로 또는 그 평면 밖으로 실질적으로 투영할 수 있고, 결합 루프(245)에 의해 구획된 영역들은 도 2의 평면 내에 있다. 따라서, 결합 루프(245)에 의해 구획된 영역들은 캐비티 공진기들(210, 215)에서 자기장들에 실질적으로 수직인 평면 내에 놓여 있을 수 있다. 그러나, 자기장은 도 2의 평면에 완벽하게 수직하지 않을 수 있으며, 도 2의 평면 내에 있는 성분들을 포함할 수 있다. 용어 "실질적으로 수직"은 캐비티 공진기들(210, 215)의 공통 벽(230) 근처의 자기장의 방향에서의 변동들을 포함하는 것으로 의도된다.

캐비티 공진기들(210, 215)에서 전자기파들에 의해 생성된 자기장들은 결합 루프(245)에서 유도 전류를 생성할 수 있다. 예를 들어, 캐비티 공진기(210)로 무선주파수 신호들을 도입하는 것은 캐비티 공진기(210) 내에 놓여 있는 결합 루프(245)의 상부 부분에서 시변 자기장들을 생성한다. 유도 전류는 결합 루프(245)의 상부 부분을 통해 (화살표들로 표시된 바와 같이) 아래로 흐를 수 있고, 캐비티 공진기(210)로부터 캐비티 공진기(215)에서의 결합 루프(245)의 하부 부분으로 교차할 수 있으며, 결합 루프(245)의 하부 부분을 통해 아래로 흐를 수 있다. 따라서, 전류는 결합 루프(245)의 상부 부분 및 하부 부분에서 실질적으로 동일한 방향으로 흐른다.

결합 루프(245)를 통한 전류 방향은 캐비티 공진기들(210, 215)에서 전자기파들 사이의 결합의 위상각을 결정한다. 결합 루프(245)의 상부 부분 및 하부 부분에서의 전류의 방향이 실질적으로 동일하기 때문에, 전자기파들의 위상은 통상의 U-형상 결합 루프들에 의해 생성되는 위상에 대해, 캐비티 공진기들(210, 215) 사이에서 결합 루프(245)를 횡단함으로써 반전된다. 결합은, 캐비티 공진기들(210, 215) 내의 부하 엘리먼트들(235, 240)에 관한 축대칭 자기장 방향으로 인해, 결합 루프(245)의 수직 엘리먼트들과 인접 캐비티 공진기들(210, 215) 사이에만 존재한다. 그 결과, 준-용량 결합은 유도 결합만이 가능한 위치에서 달성된다.

결합 캐비티 공진기 쌍(200)은 유효 전기 등가 회로(205)에 의해 표현될 수 있다. 예를 들어, 캐비티 공진기(210)는 인덕턴스들(251, 252) 및 커패시터(253)에 의해 표현될 수 있다. 캐비티 공진기(215)는 인덕턴스(255, 256) 및 커패시터(257)에 의해 표현될 수 있다. 그 후, 결합 루프(245)에 의해 형성된 캐비티 공진기들(210, 215) 사이의 준-용량 결합은 커패시터(260)에 의해 표현될 수 있다. 준-용량 결합의 강도는 캐비티 공진기들(210, 215)에서 결합 루프(245)에 의해 구획된 영역들에 의해 결정될 수 있다.

도 3은 일부 실시예들에 따른 유도 결합 캐비티 공진기 쌍(300) 및 대응하는 유효 전기 등가 회로(305)를 도시한다. 캐비티 공진기 쌍(300)은 도 2에 도시된 준-용량 캐비티 공진기 쌍(200)과의 비교를 위해 도시된다. 결합 캐비티 공진기 쌍(300)은 커버 플레이트(320), 베이스 플레이트(325), 및 공통 벽(330)으로 형성되는 제1 캐비티 공진기(310) 및 제2 캐비티 공진기(315)를 포함한다. 캐비티 공진기들(310, 315) 각각은 대응하는 부하 엘리먼트(335, 340)를 포함한다. 캐비티 공진기들(310, 315)은 도전 재료로 형성되는 유도 결합 루프(345)에 의해 결합된다. 유도 결합 루프(345)의 일부 실시예들은, 유도 결합 루프(345)가 문자 U의 형상과 유사하기 때문에 "U-형상" 결합 루프로 지칭될 수 있다.

유도 결합 루프(345)는, 유도 결합 루프(345)의 양단들이 락킹 포인트들(350, 355)에서 커버 플레이트에 연결되기 때문에 도 2에 도시된 준-용량 결합 루프(245)와 상이하다. 이들 차이점들은 적어도 2개의 결과들을 갖는다. 첫째로, (화살표들로 표시된) 제1 캐비티 공진기(310)에서의 유도 전류들은, 캐비티 공진기(315)에서 생성된 전자기파들의 위상이 도 2에 도시된 준-용량 결합 루프(245)에 의해 캐비티 공진기(215)에서 생성된 전자기파들의 위상에 대해 반전되도록, 제2 캐비티 공진기(315)에서의 전류들에 대해 반대 방향으로 이동한다. 둘째로, 유도 결합 루프(345)의 결합 상수를 조정하는 것은, 결합 루프(345)를 리포지셔닝하기 위해 락킹 포인트들(350, 355)에서 유도 결합 루프(345)를 느슨하게 하는 것(loosening) 또는 결합해제하는 것(decoupling)을 요구한다.

결합 캐비티 공진기 쌍(300)은 유효 전기 등가 회로(305)에 의해 표현될 수 있다. 예를 들어, 캐비티 공진기(310)는 인덕턴스들(361, 362) 및 커패시터(363)에 의해 표현될 수 있다. 캐비티 공진기(315)는 인덕턴스들(365, 366) 및 커패시터(367)에 의해 표현될 수 있다. 캐비티 공진기들(310, 315) 사이의 유도 결합은 인덕턴스들(362 및 365) 사이의 상호 인덕턴스를 나타내는 쌍촉 화살표(370)에 의해 표현된다.

도 4는 일부 실시예들에 따른 제1 배향(405)으로부터 제2 배향(410)으로 회전될 수 있는 결합 루프(400)의 도면이다. 결합 루프(400)는 결합 루프(400)에 연결되는 노브(420)를 외부에서 회전시킴으로써 축(415)을 중심으로 회전될 수 있다. 노브(420)의 일부 실시예들은 예를 들어, 결합 루프(400)를 구성하는 사람에 의해 수동으로 회전될 수 있는 원형 또는 타원형 구조체일 수 있다. 노브(420)는 축(415)을 중심으로 결합 루프(400)를 회전시키기 위해 사용될 수 있는 다른 디바이스들, 예를 들어, 사람 또는 자동 또는 로봇 제어 시스템에 의해 활성화될 수 있는 전기 또는 기계 디바이스들을 또한 나타낼 수 있다. 결합 루프(400)는, 결합 루프(400)의 상부 부분이 캐비티 공진기들 중 하나 내로 돌출하고 결합 루프의 하부 부분이 캐비티 공진기들 중 다른 하나 내로 돌출하도록 2개의 캐비티 공진기들 사이의 개구에 배치될 수 있다. 결합 루프(400)의 일부 실시예들은 도 2에 도시된 결합 루프(245)를 구현하기 위해 사용될 수 있다.

결합 루프(400)의 상부 부분에 의해 정의된 영역이, 무선주파수 신호가 캐비티 공진기에 도입될 때 생성된 자기장에 대응할 수 있는 제1 자기장에 실질적으로 수직인 평면 내에 있다. 제1 자기장은 점 원들(425)(명료함을 위해 하나만이 참조 부호로 표시됨)에 의해 표시된 바와 같이, 도 4의 평면 밖으로 향한다. 자기장(425)은 결합 루프(400)에서 유도 전류를 생성하고, 전류의 양은 결합 루프(400)의 상부 부분에 의해 정의된 영역에 의해 부분적으로 결정된다. 이러한 전류는 결합 루프(400)의 하부 부분에서 동일한 방향으로 이동하고, 따라서, 점 원들(430)(명료함을 위해 하나만이 참조 부호로 표시됨)에 의해 표시된 바와 같이, 결합된 캐비티 공진기에서 또한 실질적으로 도 4의 평면 밖으로 향하는 자기장(430)을 생성한다. 따라서, 배향(405)에서 결합 루프(400)에 의해 생성된 결합 상수는 자기장들(425, 430)에 실질적으로 수직인 평면에서 결합 루프(400)의 상부 부분 및 하부 부분에 의해 정의된 영역들에 의해 결정된다.

배향(405)에 대해 회전되는 배향(410)에서, 자기장(425, 430)에 실질적으로 수직인 평면에서 결합 루프(400)의 상부 부분 및 하부 부분에 의해 정의된 영역들은 배향(405)에서 결합 루프(400)의 상부 부분 및 하부 부분에 의해 정의된 영역들에 비해 감소된다. 그 결과, 배향(410)에서 결합 루프(400)에서의 유도 전류는 배향(405)에서 결합 루프(400)에서의 유도 전류에 비해 감소된다. 배향(410)에서 결합 루프(400)에 의해 생성된 결합 상수는 배향(410)에서의 결합 상수에 비해 또한 감소된다. 축(415)을 중심으로 결합 루프(400)를 회전시킴으로써 생성된 결합 상수에서의 변동은, 캐비티 공진기들 및 결합 루프(400)를 포함하는 필터들의 전달 함수를 조정하기 위해, 캐비티 공진기들의 주파수 응답을 조정하는 것과 협력하여, 결합 상수를 조정하도록 사용될 수 있다.

도 5는 일부 실시예들에 따른 한 쌍의 결합된 캐비티 공진기들(510, 515)의 측면도(500) 및 상면도(505)를 도시한다. 캐비티 공진기들(510, 515) 각각은, 조정가능할 수 있는 부하 엘리먼트(520, 525), 및 노브(535)를 사용하여 축을 중심으로 회전가능하게 조정될 수 있는 결합 루프(530)를 포함한다. 캐비티 공진기들(510, 515) 또는 결합 루프(530)의 일부 실시예들은 도 1에 도시된 필터(100)에서 구현될 수 있다.

결합 루프(530)는 캐비티 공진기들(510, 515) 사이의 개구에 배치된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 도전 바들(540, 545)이 하나 이상의 수직 위치들에서 개구 벽의 측면들을 전기적으로 연결하기 위해 개구에 수평으로 걸쳐 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 도전 바들(540, 545)은 개구의 상이한 측면들상에 그리고 결합 루프(530)의 축에 평행인 방향을 따라 서로에 관하여 변위되는 위치들에 개구에 수평으로 걸쳐 포지셔닝될 수 있다. 도전 바들(540, 545)은 캐비티 공진기들(510, 515) 사이의 자기 결합을 적어도 부분적으로 억제할 수 있다. 일부 실시예들에서, 개구의 사이즈, 캐비티 공진기들(510, 515) 사이의 공통 벽의 두께, 또는 도전 바들(540, 545)의 사이즈 또는 위치가 결합 루프(530)의 최대 회전각을 제한할 수 있다.

도 6은 일부 실시예들에 따른 한 쌍의 결합된 캐비티 공진기들(605, 610)의 3차원 도면(600)을 도시한다. 캐비티 공진기들(605, 610) 각각은 조정가능할 수 있는 부하 엘리먼트(615, 620)를 포함한다. 결합 루프(625)가 캐비티 공진기들(605, 610) 사이의 개구에 배치되고, 축을 중심으로 회전가능하게 조정될 수 있다. 캐비티 공진기들(605, 610) 또는 결합 루프(625)의 일부 실시예들이 도 1에 도시된 필터(100)에서 구현될 수 있다.

도 7은 일부 실시예들에 따른 무선 통신 시스템(700)의 블록도이다. 무선 통신 시스템(700)은 무선주파수 신호들을 하나 이상의 연관된 사용자 장비(710, 715)에 브로드캐스팅하는 하나 이상의 방송국들(705)을 포함한다. 방송국(705)의 일부 실시예들은 10 내지 50kW의 범위의 전력들과 같은 수 킬로와트 이상의 전력들에서 동작할 수 있는 하나 이상의 고전력 송신기들을 구현할 수 있다. 예를 들어, 방송국(705)은 화살표들에 의해 표시된 바와 같이, 하나 이상의 안테나들(716)을 사용하여 텔레비전 수신기(710) 또는 텔레비전 셋-탑 박스(715)를 향해 고전력 신호들을 브로드캐스팅하도록 구성될 수 있다. 방송국(705)의 일부 실시예들은 상이한 주파수 대역들에서 무선주파수 신호들을 브로드캐스팅하도록 또한 조정될 수 있다. 예를 들어, 방송국(705)은 상이한 중심 주파수들에서 그리고 400MHz 내지 900MHz 범위 내의 상이한 주파수 대역들에서 무선주파수 신호들을 선택적으로 브로드캐스팅하도록 조정될 수 있다. 텔레비전 방송들은 470MHz 내지 860MHz 마이너스 델타(Delta)의 범위의 주파수들을 사용하여 수행될 수 있다. 수량 "델타"는 지역-의존형이다. 예를 들어, 미국에서는, UHF TV 대역의 상단은 680MHz 만큼 낮을 수 있다. 다른 실시예들은 모든 기존의 방송 및 셀룰러 주파수 대역들에서 구현될 수 있다.

방송국(605)은 사용자 장비(710, 715)를 향한 송신을 위해 무선주파수 신호들을 생성하기 위해 사용될 수 있는 신호 소스(720)를 포함한다. 신호 소스(720)에 의해 생성된 신호들은 중심 주파수 및 선택성 마스크의 대역폭에 의해 정의될 수 있는 주파수 대역 외부에 있는 원치 않는 스펙트럼 성분을 필터링하기 위해 필터(725)에 제공될 수 있다. 필터(725)는 도 1에 도시된 필터(100)와 같은 복수의 캐비티 공진기들로 형성된 조정가능한 필터일 수 있다. 필터(725)의 일부 실시예들은 방송국(705)의 필터 바디 또는 하우징 외부에 있는 노브(730)를 사용하여 조정될 수 있다. 본 명세서에서 논의한 바와 같이, 노브(730)는 사람에 의해 회전될 수 있는 실제 구조체를 지칭할 수 있거나 노브(730)는 사람 또는 자동 또는 로봇 제어 시스템에 의해 활성화될 수 있는 기계 또는 전기 디바이스들을 나타낼 수 있다.

도 8은 일부 실시예들에 따른 복수의 캐비티 공진기들로 형성된 필터의 전달 함수를 조정하는 방법(800)의 흐름도이다. 방법(700)은 도 1에 도시된 필터(100) 또는 도 6에 도시된 필터(625)의 전달 함수를 조정하거나 변형하기 위해 구현될 수 있다. 필터 전달 함수는 캐비티 공진기 주파수들 또는 대역폭들, 입력 또는 출력 결합들 또는 포트들, 공진기들 사이의 직접 결합들, 또는 공진기들 사이의 교차-결합들 중 일부 또는 모두에 의존할 수 있다. 도 8에 예시된 방법(800)의 실시예들은, 필터 전달 함수가 캐비티 공진기 부하들 및 하나 이상의 결합 및 교차-결합 구조체들의 통합된 조정에 의해 조정될 수 있다는 것을 가정한다. 그러나, 다른 실시예들은 필터 전달 함수에 영향을 미치는 필터의 다른 특성들의 조정들을 포함할 수 있다. 방법(800)에 대한 실시예들은 제어기 또는 컴퓨터에서 구현될 수 있고, 모터 액추에이터를 제어하기 위해 사용될 수 있다.

블록(805)에서, 필터에서 캐비티 공진기들의 부하들이 캐비티 공진기들 중 하나 이상의 공진 주파수를 변경하기 위해 조정된다. 블록(810)에서, 캐비티 공진기들 중 2개 이상 사이에 준-용량 결합을 제공하는 교차-결합 구조체가 필터의 전달 함수를 변경하기 위해 캐비티 공진기들의 부하들에서의 조정들과 협력하여 회전가능하게 조정된다. 판정 블록(815)에서, 필터의 전달 함수가 측정되어 목표 전달 함수와 비교된다. 목표 전달 함수 및 측정된 전달 함수가 (소정의 공차 내에서) 동일하면, 방법(800)은 블록(820)에서 완료된다. 목표 전달 함수가 소정의 공차 내에서 측정된 전달 함수에 매칭되지 않으면, 교차-결합 구조체가 블록(810)에서 다시 회전가능하게 조정된다. 일부 실시예들에서, 캐비티 공진기들의 부하들은 목표 전달 함수에 따라서 측정된 전달 함수를 야기하도록 또한 조정될 수 있다. 예를 들어, 결합 조정과 공진기 주파수 사이에는 일반적으로 강한 상호작용이 존재하기 때문에, 블록(815)에서 교차-결합 구조체를 조정함으로써 디튜닝(detune)될 수 있는 공진기들을 미세-동조하는 것이 필요할 수 있다. 따라서, 결합에 인접한 공진기들은 결합이 변경될 때 약간 디튜닝할 수 있다. 그 후, 이러한 동조 오프셋은 블록(805)에서 정정될 수 있다.

일부 실시예들에서, 전술한 기술들의 특정한 양태들이 소프트웨어를 실행하는 처리 시스템의 하나 이상의 프로세서들에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장되거나 달리 실체적으로 구현된 실행가능 명령어들의 하나 이상의 세트들을 포함한다. 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 전술한 기술들의 하나 이상의 양태들을 수행하도록 하나 이상의 프로세서들을 조작하는 명령어들 및 특정한 데이터를 포함할 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 광학 매체들(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 블루-레이 디스크), 자기 매체들(예를 들어, 플로피 디스크, 자기 테이프, 또는 자기 하드 드라이브), 휘발성 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 캐시), 비휘발성 메모리(예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM) 또는 플래시 메모리), 또는 마이크로전자기계 시스템(MEMS)-기반 저장 매체들을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 시스템 RAM 또는 ROM)에 내장될 수 있고, 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 자기 하드 드라이브)에 고정 부착될 수 있고, 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 광학 디스크 또는 유니버셜 시리얼 버스(USB)-기반 플래시 메모리)에 착탈가능하게 부착될 수 있거나, 유선 또는 무선 네트워크(예를 들어, 네트워크 액세스가능 스토리지(NAS))를 통해 컴퓨터 시스템에 결합될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 실행가능 명령어들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 해석되거나 달리 실행가능한 소스 코드, 어셈블리 언어 코드, 오브젝트 코드, 또는 다른 명령어 포맷일 수 있다.

일반 설명에서 전술한 액티비티들 또는 엘리먼트들 모두가 요구되는 것이 아니고, 특정한 액티비티 또는 디바이스의 일부가 요구되지 않을 수 있으며, 하나 이상의 다른 액티비티들이 수행될 수 있거나, 엘리먼트들이 설명된 것에 부가하여 포함될 수 있다는 것에 유의한다. 또한, 액티비티들이 리스트된 순서가 반드시, 액티비티들이 수행되는 순서는 아니다. 또한, 개념들은 특정한 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자는, 다양한 변형들 및 변경들이 아래의 청구항들에 기재된 바와 같은 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 이해한다. 그에 따라, 명세서 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 하고, 모든 이러한 변형들이 본 개시내용의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

이익들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결수단들이 특정한 실시예들에 관하여 상술되었다. 그러나, 이익들, 이점들, 문제점들에 대한 해결수단들, 및 발생하거나 더욱 명백하게 될 임의의 이익, 이점, 또는 해결수단을 발생시킬 수 있는 임의의 특징(들)이 임의의 또는 모든 청구항들의 불가결한, 요구된, 또는 본질적인 특징으로 해석되어서는 안 된다. 더욱이, 위에 개시된 특정한 실시예들은, 개시된 대상물이 본 명세서에서의 교시들의 혜택을 받는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 상이하지만 등가의 방식으로 변경 및 실시될 수 있기 때문에, 단지 예시적이다. 아래의 청구항들에 설명된 바를 제외하고, 본 명세서에 나타낸 구성 또는 설계의 상세사항들에 대해 의도되는 제한들은 없다. 따라서, 위에서 개시된 특정한 실시예들이 변경되거나 변형될 수 있으며, 모든 이러한 변동들이 개시된 대상물의 범위 내에서 고려된다는 것이 명백하다. 그에 따라, 본 명세서에서 추구되는 보호는 아래의 청구항들에 기재된 바와 같다.

Claims

장치로서,
제1 부분에서 생성된 유도 전류가 제2 부분에서의 전류와 실질적으로 동일한 방향으로 흐르도록, 제1 캐비티 공진기에서 제1 자기장 방향에 실질적으로 수직인 평면에서 제1 영역을 정의하기 위한 상기 제1 부분, 및 제2 캐비티 공진기에서 제2 자기장 방향에 실질적으로 수직인 평면에서 제2 영역을 정의하기 위한 상기 제2 부분을 갖는 도체
를 포함하는, 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 상기 제1 캐비티 공진기 및 상기 제2 캐비티 공진기에서 전자기장들 사이의 결합 상수를 결정하고,
상기 도체는 상기 도체의 상대적 배향 및 상기 제1 및 제2 자기장 방향들을 변경함으로써 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 변형하기 위해 축을 중심으로 회전가능하게 조정가능한, 장치.
제2항에 있어서,
상기 축을 중심으로 상기 도체를 회전가능하게 조정하기 위해 상기 도체에 결합된 노브(knob)를 더 포함하는, 장치.
장치로서,
제1 캐비티 공진기;
제2 캐비티 공진기; 및
상기 제1 캐비티 공진기와 상기 제2 캐비티 공진기 사이에 결합된 도체
를 포함하고,
상기 도체의 제1 부분에서 생성된 유도 전류가 상기 도체의 제2 부분에서의 전류와 실질적으로 동일한 방향으로 흐르도록, 상기 제1 부분이 상기 제1 캐비티 공진기에서 제1 자기장 방향에 실질적으로 수직인 평면에서 제1 영역을 정의하고 상기 도체의 상기 제2 부분이 상기 제2 캐비티 공진기에서 제2 자기장 방향에 실질적으로 수직인 평면에서 제2 영역을 정의하는, 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 상기 제1 캐비티 공진기 및 상기 제2 캐비티 공진기에서 전자기장들 사이의 결합 상수를 결정하고,
상기 제1 캐비티 공진기에서의 전자기파의 위상이, 통상의 U-형상 도체 수단에 대해, 상기 도체에 의해 상기 제2 캐비티 공진기에 송신될 때 반전되는, 장치.
제4항에 있어서,
상기 도체는 상기 도체의 상대적 배향, 상기 제1 자기장, 및 상기 제2 자기장을 변경함으로써 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 변형하기 위해 축을 중심으로 회전가능하게 조정가능한, 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 캐비티 공진기와 상기 제2 캐비티 공진기 사이의 개구(aperture) - 상기 도체는 상기 개구에 배치됨 -; 및
상기 회전가능한 도체의 상기 축에 수직인 상기 개구에 배치된 적어도 하나의 도전 바를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 도전 바는 상기 축에 수직인 상기 개구에 배치된 2개의 도전 바
를 포함하고,
상기 2개의 도전 바는 상기 축에 평행한 방향을 따라 서로로부터 변위되는, 장치.
제4항에 있어서,
제3, 제4, 제5, 및 제6 캐비티 공진기들을 더 포함하고,
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 및 제6 캐비티 공진기들은 직접 결합되며, 적어도 2개의 비인접(non-adjacent) 캐비티 공진기들이 상기 도체에 의해 교차 결합되는, 장치.
방송국으로서,
신호 소스; 및
복수의 캐비티 공진기들을 포함하는 필터
를 포함하고,
상기 복수의 캐비티 공진기들 중 적어도 2개의 캐비티 공진기는 도체에 의해 결합되고, 상기 도체는, 제1 부분에서 생성된 유도 전류가 제2 부분에서의 전류와 실질적으로 동일한 방향으로 흐르도록, 상기 적어도 2개의 캐비티 공진기 중 제1 캐비티 공진기에서 제1 자기장 방향에 실질적으로 수직인 평면에서 제1 영역을 정의하는 상기 제1 부분 및 상기 적어도 2개의 캐비티 공진기 중 제2 캐비티 공진기에서 제2 자기장 방향에 실질적으로 수직인 평면에서 제2 영역을 정의하는 상기 제2 부분을 갖는, 방송국.
제9항에 있어서,
기지국의 하우징 외부의 노브를 더 포함하고,
상기 노브는 상기 도체의 상대적 배향, 상기 제1 및 제2 자기장 방향들을 변경함으로써 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 변형하기 위해 축을 중심으로 상기 도체를 조정하기 위해 회전가능한, 방송국.