KR20170021750A - 캐비티 필터 - Google Patents

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Abstract

고주파 필터 중 하나인 캐비티 필터가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는 마이크로 밴드층을 구비하는 PCB 기판; 상기 마이크로 밴드층을 사이에 두고 상기 PCB 기판의 양면에 배치되는 접지용 금속층; 상기 PCB기판의 양면에 배치되고, 개방된 일 면이 상기 접지용 금속층에 고정되어 밀봉되는 복수의 표준 캐비티 모듈; 및 상기 접지용 금속층의 일부가 제거되어 상기 PCB 기판의 일부가 노출된 복수의 커플링 윈도우; 를 포함할 수 있다.

Description

캐비티 필터{A cavity filter}
본 발명은 RF 필터 중 하나인 캐비티 필터에 관한 것이다.
캐비티 필터들은 통신 산업에 널리 사용된다. 일반적인 캐비티 필터는 공진 로드와 커버 플레이트를 포함한다. 종래 캐비티 필터에 구비된 캐비티는 주로 주조(다이캐스팅) 공정에 의해 전체로서 제조된다. 주조 공정의 경우, 다이 싱킹(die sinking) 및 가공(machining) 상에서 높은 비용이 발생될 수 있을 뿐만 아니라 크기 및 중량이 증대될 수 있으며, 이와 같은 단점은 주조 공정에 사용되는 재료의 특성에 의해 초래된다.
종래의 캐비티 필터는 많은 구성 요소를 구비할 수 있으며, 이로 인해 조립이 복잡해지고 이에 따른 제조 비용이 증가될 수 있다. 또한, 커버 플레이트는 나사들을 이용해 고정될 수 있으며, 이로 인해 전력 증폭 보드와의 연결을 위한 추가 구성이 필요할 수 있다. 이와 같은 연결 방식은 표시 불량을 야기할 수 있다. 또한, 종래의 캐비티 필터 모두는 한 면에만 배치된 캐비티들을 구비한다. 이는 낮은 공간 활용 및 크로스 커플링의 제한을 초래한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐비티 필터의 제조 비용을 절감하고, 효율을 향상시키며, 보다 용이하게 제조할 수 있는 표준 캐비티 모듈을 구비하는 캐비티 필터를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는 마이크로 밴드층을 구비하는 PCB 기판; 상기 마이크로 밴드층을 사이에 두고 상기 PCB 기판의 양면에 배치되는 접지용 금속층; 상기 PCB기판의 양면에 배치되고, 개방된 일 면이 상기 접지용 금속층에 고정되어 밀봉되는 복수의 표준 캐비티 모듈; 및 상기 접지용 금속층의 일부가 제거되어 상기 PCB 기판의 일부가 노출된 복수의 커플링 윈도우; 를 포함할 수 있다.
상기 표준 캐비티 모듈은 상기 접지용 금속층에 납땜으로 고정될 수 있다.
상기 표준 캐비티 모듈은 단일 표준 캐비티 모듈 또는 이중 표준 캐비티 모듈일 수 있다.
상기 단일 표준 캐비티 모듈은: 일단에 개구부를 구비하며, 일 방향을 따라 연장된 도관 형상의 캐비티 본체; 및 상기 캐비티 본체의 상기 개구부와 마주보는 상기 캐비티 본체의 타단으로부터 연장되고, 일 단부에 나사 구멍이 배치되는 돌출 컬럼을 포함할 수 있다.
상기 이중 표준 캐비티 모듈은: 일단에 개구부를 구비하며, 일 방향을 따라 연장된 도관 형상의 제1 및 제2 본체부가 접합된 캐비티 본체; 및 상기 제1 및 제2 본체부의 상기 개구부와 마주보는 상기 제1 및 제2 본체부의 타단으로부터 각각 연장되고, 일 단부에 나사 구멍이 각각 배치되는 제1 및 제2 돌출 컬럼을 포함할 수 있다.
상기 이중 표준 캐비티 모듈은 상기 제1 및 제2 캐비티 모듈 사이의 측벽에 배치되는 커플링 로드를 더 포함할 수 있다.
상기 PCB 기판에 배치되며, 상기 PCB 기판의 서로 다른 일 면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈을 커플링시키는 복수의 커플링 관통공을 더 포함할 수 있다.
상기 PCB 기판 상에 고정되고, 상기 마이크로밴드 층을 통하여 상기 복수의 표준 캐비티 모듈과 용량성 결합하는 복수의 커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 돌출 컬럼의 상기 나사구멍과 맞물리는 조정 나사 너트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는 양 면에 금속층이 배치되는 금속층 기판; 상기 금속층 기판의 양면에 배치되고, 개방된 일 면이 상기 금속층에 고정되어 밀봉되는 복수의 표준 캐비티 모듈; 및 상기 금속층 기판에 배치되고, 상기 금속층 기판의 서로 다른 일 면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈을 커플링시키는 복수의 커플링 관통공; 을 포함할 수 있다.
상기 표준 캐비티 모듈은 상기 접지용 금속층에 납땜으로 고정될 수 있다.
상기 금속층 기판은 세라믹 기판의 양면에 금속층이 전착되거나, 금속층만을 포함할 수 있다.
상기 표준 캐비티 모듈은 단일 표준 캐비티 모듈 또는 이중 표준 캐비티 모듈일 수 있다.
단일 표준 캐비티 모듈은: 일단에 개구부를 구비하며, 일 방향을 따라 연장된 도관 형상의 캐비티 본체; 및 상기 캐비티 본체의 상기 개구부와 마주보는 상기 캐비티 본체의 타단으로부터 연장되고, 일 단부에 나사 구멍이 배치되는 돌출 컬럼을 포함할 수 있다.
상기 이중 표준 캐비티 모듈은: 일단에 개구부를 구비하며, 일 방향을 따라 연장된 도관 형상의 제1 및 제2 본체부가 접합된 캐비티 본체; 및 상기 제1 및 제2 본체부의 상기 개구부와 마주보는 상기 제1 및 제2 본체부의 타단으로부터 각각 연장되고, 일 단부에 나사 구멍이 각각 배치되는 제1 및 제2 돌출 컬럼을 포함할 수 있다.
상기 이중 표준 캐비티 모듈은 상기 제1 및 제2 캐비티 모듈 사이의 측벽에 배치되는 커플링 로드를 더 포함할 수 있다.
상기 금속층 기판을 통과하는 임피던스 매칭 라인을 더 포함하고, 상기 임피던스 매칭 라인은 상기 금속층 기판의 동일한 일면에 배치되는 복수의 표준 캐비티 모듈을 커플링할 수 있다.
상기 표준 캐비티 모듈 내에 배치되는 탭 피스부 및 상기 탭 피스부와 연결되는 복수의 커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 돌출 컬럼의 상기 나사구멍과 맞물리는 조정 나사 너트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터에 다르면, 표준 캐비티 모듈을 납땜 방식으로 기판에 고정함으로써, 복잡한 다이 캐스팅 및 가공을 피할 수 있으므로 장치의 소형화 및 경량화가 가능하다.
또한, 표준 캐비티 모듈들을 납땜함으로써, 표준 캐비티 모듈의 고정을 위한 추가 구성이 불필요하며 이에 따른 비용을 절감할 수 있다. 또한, 표준 모듈 형태로 구현되는 캐비티에는 납땜 공정을 사용하여 표준 캐비티 모듈을 기판에 고정시키는 경우, 볼트 체결 방식을 이용하여 캐비티를 기판에 고정시키는 과정에서 항상 발생될 수 있는 간극을 회피할 수 있으며, 이에 따라 누설에 따른 표시 변조와 같은 단점이 방지될 수 있다. 표준 캐비티 모듈은 다이 캐스팅 캐비티 보다 소형화할 수 있으며, 우수한 전착 효과를 구비할 수 있다. 표준 캐비티 모듈에 사용되는 소재는 다이 캐스팅에 사용되는 소재로 한정되지 않으므로 다양한 소재가 사용될 수 있다.
PCB 기판을 이용하는 일 실시예에 따르면, 표준 캐비티 모듈의 커플링은 와이어의 배열을 이용하여 달성될 수 있으므로, 캐비티 토폴로지 배치에 관계없이 캐비티 필터를 보다 용이하게 설계할 수 있다. 또한, 기판의 양 면에 표준 캐비티 모듈을 배치할 수 있으므로 캐비티 필터의 공간 사용률을 증가시킬 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 캐비티 모듈의 사시도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 표준 캐비티 모듈의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표준 캐비티 모듈의 사시도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 표준 캐비티 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐비티 필터의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 A-A 선을 따라 절단한 캐비티 필터의 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 캐비티 필터의 토폴로지 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 B-B 선을 따라 절단한 캐비티 필터의 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 캐비티 필터의 토폴로지 개략도이다.
본 발명의 실시예들은 이하 본 발명의 실시예들이 도시된 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표준 캐비티 모듈의 사시도이다. 도 1c는 도 1a에 도시된 표준 캐비티 모듈의 단면도이다. 본 실시예에 따른 표준 캐비티 모듈은 단일 모듈로 구현될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른, 표준 캐비티모듈(2)은 일 단부에 개구부를 구비하는 캐비티 본체(20), 상기 일 단부와 마주보는 타 단부로부터 연장된 돌출 컬럼(21) 및 돌출 컬럼(21)의 일 단부의 중앙에 배치되는 나사 구멍(22)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 캐비티 본체(20)는 직육면체 또는, 원통 형상으로 구현될 수 있다. 이때, 캐비티 공진 스페이스는 캐비티 본체(20) 내부에 배치될 수 있으며, 돌출 컬럼(21)은 상기 캐비티 공진 스페이스까지 연장될 수 있다.
일 예로서, 표준 캐비티 모듈(2)은 시트 금속 스탬핑 방식이나 금속 분말 야금 방식에 의해 형성될 수 있다. 또한, 표준 캐비티 모듈(2)은 구리, 철, 알루미늄 또는 합금 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 시트 금속 스탬핑 방식을 사용하는 경우, 캐비티 본체(20)의 벽 두께가 더욱 얇아지고, 정밀도는 높아질 수 있다. 공진 캐비티의 표준 모듈화를 통하여 구조 설계를 단순화 할 수 있고 시뮬레이션 모델링 작업과 양산 비용을 절감할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표준 캐비티 모듈의 사시도이다. 도 2c는 도 2a에 도시된 표준 캐비티 모듈의 단면도이다. 본 실시예에 따른 표준 캐비티 모듈은 이중 모듈로 구현될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른, 표준 캐비티모듈(2)은 제1 및 제2 본체부(201, 202)를 포함하는 캐비티 본체(20), 제1 및 제2 본체부(201, 202)에 각각 배치되는 돌출 컬럼(21) 및 돌출 컬럼(21)의 일 단부의 중앙에 배치되는 나사 구멍(22)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 본체부(201, 202)는 일 단부에 개구부를 구비할 수 있으며, 돌출 컬럼(21)은 상기 일 단부와 마주보는 타 단부로부터 연장될 수 있다. 일 실시예로서, 제1 및 제2 본체부(201, 202)는 직육면체 또는, 원통 형상으로 구현될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 본체부(201, 202) 사이의 인접한 측벽이 제거되어, 제1 및 제2 본체부(201, 202)가 연결되고, 커플링 로드(6)(도 8 참조)를 통해 커플링될 수 있다. 이때, 캐비티 공진 스페이스는 제1 및 제2 본체부(201, 202) 내부에 배치될 수 있으며, 돌출 컬럼(21)은 캐비티 공진 스페이스까지 연장될 수 있다.
상술한 표준 캐비티 모듈(2)을 병렬 방식으로 배열된 표준 캐비티 모듈(2)의 크로스 커플링 또는 튜닝 커플링을 구현하기 위해 단일 또는 이중 방식으로 집적된 캐비티 모듈에는 커플링 로드(coupling rod)가 배치될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 특정한 설계 및 공정 조건(process requirement)에 따르는 일부 실시예들에서, 표준 캐비티 모듈(2)은 단일 또는 이중 모듈로 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 토폴로지(topology) 조건을 충족시키는 경우, 대량 생산 및 비용 절감을 위해 서로 평행하게 배치되는 복수의 소형 캐비티들이 다중 교차 커플링(multi-cross coupling)에 사용되거나, 또는 전체로 형성된 다중 캐비티(multi-cavities)가 사용될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐비티 필터의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 A-A 선을 따라 절단한 캐비티 필터의 단면도이다. 도 6은 도 3에 도시된 캐비티 필터의 토폴로지 개략도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는 PCB 기판(1), 복수의 표준 캐비티 모듈(2), 및 복수의 커넥터(3)를 포함할 수 있다. 이때, 캐비티 필터에 포함되는 표준 캐비티 모듈(2)은 도 1a 내지 도 2c에 도시된 표준 캐비티 모듈(2)일 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.
PCB 기판(1)의 표면에는 접지용 금속층(10)이 배치될 수 있다. 일 예로서접지용 금속층(10)은 전도 및 차폐를 달성하는 구리층일 수 있다. PCB 기판(1)의 표면에 배치된 접지용 금속층(10) 중 일부를 제거하거나, PCB 기판(1)의 표면 중 일부에 접지용 금속층(10)을 배치하지 않는 영역에 적어도 하나 이상의 커플링 윈도우가 형성되며, 이때, 커플링 윈도우가 형성된 영역에서는 PCB 기판(1)이 직접 노출될 수 있다. 일 예로서, 커플링 윈도우는 PCB 기판(1)의 솔더-레지스트층이 노출되는 솔더-레지스트층 커플링 윈도우(11)일 수 있다.
복수의 표준 캐비티 모듈(2)은 PCB 기판(1)의 일측 또는 양측에 고정될 수있다. 일 예로서, 복수의 표준 캐비티 모듈(2)은 납땜 방식으로 PCB 기판(1)의 일측 또는 양측에 고정될 수 있다. 접지용 금속층(10)에 의해 표준 캐비티 모듈(2)의 개구 단부는 차폐될 수 있으며, 이에 따라 표준 캐비티 모듈(2)은 밀봉될 수 있다. PCB 기판(1)의 동일한 일면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈(2)은 PCB 기판(1)에 구비된 마이크로 밴드층(12)을 통해 결합될 수 있다. 또한, PCB 기판(1)의 상이한 일면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈(2)은 솔더-레지스트 커플링 윈도우(11)를 통해 결합될 수 있다.
복수의 커넥터(3)는, PCB 기판(1) 상에 납땜 방식으로 고정되는 ANT 커넥터 및 TX/RX 커넥터를 포함할 수 있다. 이때, ANT 커넥터 및 TX/RX 커넥터는 PCB 기판(1)에 구비된 마이크로밴드 층(12)을 통하여 표준 캐비티 모듈(2)과 용량성 결합(capacitive coupling)을 설정할 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 실시예에서, PA 또는 TRX 회로 기판은 PCB기판(1)에 전체로서 통합될 수 있고, PA 또는 TRX 회로 기판에 대응하는 기능 회로는 마이크로 밴드 라인과 직접 연결될 수 있다. 이때, 마이크로 밴드 라인의 모양과 크기를 변경함으로써 커플링 양(the amount of coupling)을 조정하거나 탭 피스부(tap piece)을 조립하여 커플링 양을 강화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는 PCB 기판(1) 상에 배치되는 탄성 시트 연결 구조(4)를 더 포함할 수 있다. 일 예로서, 탄성 시트 연결 구조(4)는 복수의 커넥터(3)와 실질적으로 동일한 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 탄성 시트 연결 구조(4)는 PCB 기판(1)에 구비된 마이크로밴드 층(12)을 통하여 표준 캐비티 모듈(2)과 용량성 결합(capacitive coupling)을 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 비용을 절감하기 위하여 탄성 시트 연결 구조(4)는 단순히 외부 커넥터 또는 다른 PCB 기판의 메인 로드(main rods)와 랩 조인트될(lap joint) 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는, 돌출 컬럼(21)의 나사 구멍(22)과 맞물리도록 배치되어 공진 주파수를 조정할 수 있는 조정 나사 너트(5)를 더 포함할 수 있다.
표준 캐비티 모듈(2)이 납땜되는 PCB 기판(1)의 양 면에는, 시퀀스 캐비티(sequence cavity)로서 2 개의 표준 캐비티 모듈 간의 조정(tuning) 및 커플링을 달성하기 위한 커플링 관통공이 배치될 수 있다. 상술한 연결 방식을 채용하기 위해 PCB 기판(1)에 구멍을 파거나 솔더 페이스트 등을 추가할 수 있다.
PCB 기판(1) 상에 배치된 노출된 넓은 면적의 접지된 금속층(10)이 접지되기 때문에, 표준 캐비티 모듈(2)은 접지된 금속층(10)과 밀봉된 캐비티를 형성할 수 있도록 PCB 기판(1)의 표면 상에 납땜될 수 있으며, 이에 따라 PCB 기판(1) 상에 배치된 노출된 넓은 면적의 접지된 금속층(10)과 표준 캐비티 모듈(2)사이에서 누설(leakage)를 방지할 수 있다. 더불어, RF 성능의 지표는, 캐비티 본체(20)에 공진 로드(resonant rod) 즉, 돌출 컬럼(21)이 통합되고, 캐비티 본체(20)와 돌출 컬럼(21)이 같은 금속 재료 (철, 구리)를 이용하여 형성됨으로써 개선될 수 있다
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는 PCB 기판(1)과, 상기 PCB 기판(1)의 양 면에 납땜 방식에 의해 고정된 복수의 표준 캐비티 모듈(2)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 표준 캐비티 모듈(a, b, c, d)은 PCB 기판(1)의 일 면에 납땜되고, 표준 캐비티 모듈(e, f, g, h)은 PCB 기판(1)의 타 면에 납땜될 수 있으며, 이에 따라 복수의 캐비티 모듈(a, b, c, d, e, f, g, h)은 PCB 기판(1)에 고정될 수 있다. 이때, 복수의 표준 캐비티 모듈(2) 각각은, 단일 표준 모듈일 수 있다.
PCB의 기판(1)의 동일 면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈(2) 각각은 PCB 기판(1)의 중심층에 배치된 마이크로 밴드 층(12)을 통해 결합될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 인접한 표준 캐비티 모듈(c, d)은 중앙 마이크로 밴드 층(12)을 통해 시퀀스 캐비티로서 커플링된다. 인접하지 않은 표준 캐비티 모듈들(2) 또한 중앙 마이크로 밴드 층(12)을 통해 크로스 오버 캐비티로서 교차 커플링될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 인접하지 않은 표준 캐비티 모듈(a, d)을 커플링하는 경우, 중앙 마이크로 밴드 층(12)에 형성된 마이크로 밴드 라인은 표준 캐비티 모듈(a, d)을 연결하도록 배치될 수 있다.
인쇄 회로 기판(PCB)을 에칭하는 공정은 표준 캐비티 모듈에 대한 구조 설계보다 더 용이할 수 있으므로, 마이크로 밴드 라인을 이용한 인접하지 않은 캐비티들 상호간의 크로스 커플링은 보다 용이하게 달성될 수 있다. 또한, 기존의 다이 캐스팅 필터에서 발생될 수 있는 인접하지 않은 캐비티들 상호간의 커플링을 위한 캐비티 배치의 한계를 극복할 수 있다. 따라서 캐피티 필터 설계의 유연성을 크게 증가시키고, 공간 이용률을 향상시킬 수 있다. 더불어, 마이크로 밴드 라인의 형상 및 크기를 변경함으로써 커플링 양을 조절할 수 있으며, 탭 피스부를 조립하여 커플링 양을 향상시킬 수 있다.
PCB 기판(1)의 서로 상이한 일 면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈(2)은 솔더-레지스트 커플링 윈도우(11)를 통해 결합될 수 있다. 도면들에서 솔더-레지스트 커플링 윈도우(11)는 '*'로 마킹된다. 예를 들어, 표준 캐비티 모듈(a)은 솔더-레지스트 커플링 윈도우(11)를 통해 다른 일 면에 배치된 표준 캐비티 모듈(e)과 커플링될 수 있다. 표준 캐비티 모듈(b)은 솔더-레지스트 커플링 윈도우(11)를 통해 다른 일 면에 배치된 표준 캐비티 모듈(g)과 커플링될 수 있다.
또한, PCB 기판(1)의 서로 상이한 일 면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈(2)은 PCB 기판(1)에 배치된 커플링 관통공(13)을 통해 커플링될 수 있다. 예를 들어, 표준 캐비티 모듈(a)은 커플링 관통공(13)을 통하여 PCB 기판(1)의 다른 일 면에 배치된 표준 캐비티 모듈(g)과 커플링될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터의 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 B-B 선을 따라 절단한 캐비티 필터의 단면도이다. 도 9는 도 7에 도시된 캐비티 필터의 평면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는 금속층 기판(1), 복수의 표준 캐비티 모듈(2), 및 복수의 커넥터(3)를 포함할 수 있다. 이때, 캐비티 필터에 포함되는 표준 캐비티 모듈(2)은 도 1a 내지 도 2c에 도시된 표준 캐비티 모듈(2)일 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예로서, 이때, 표준 캐비티 모듈(c, d, g, h)은 이중 표준 모듈이며, 다른 표준 캐비티 모듈(a, b, e, f, i)은 단일 표준 모듈일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 금속층 기판(7)의 적어도 양 면에는 금속층이 형성되며, 비아홀 커플링 윈도우(73; via hole coupling window)가 내부에 배치된다. 금속층 기판(7)은 전체가 금속으로 형성되거나 세라믹 기판상에 전착(electroplated)에 의해 금속층이 도포되도록 형성될 수 있다.
복수의 표준 캐비티 모듈(2)은 금속층 기판(7)의 일 면 또는 양 면에 고정될 수 있다. 일 예로서, 복수의 표준 캐비티 모듈(2)은 납땜 방식으로 금속층 기판(7)의 일 면 또는 양 면에 고정될 수 있다. 금속층 기판(7)에 의해 표준 캐비티 모듈(2)의 개구 단부는 차폐될 수 있으며, 이에 따라 표준 캐비티 모듈(2)은 밀봉될 수 있다.
금속층 기판(7)의 상이한 일 면에 각각 배치된 표준 캐비티 모듈(2)은 비아홀 커플링 윈도우(73)에 의해 결합될 수 있다. 시퀀스 캐비티의 커플링 윈도우를 형성하기 위해 크기 및 형상 요건을 충족시키는 비아홀 커플링 윈도우(73)가 금속층 기판(7)의 소정의 위치에 배치될 수 있다. 금속층 기판(7)의 동일한 일 면에 각각 배치된 표준 캐비티 모듈(2)은 커플링 로드(6) 또는 표준 캐비티 모듈(2) 상호간의 정합 임피던스에 따라 커플링될 수 있다. 일 예로서, 이중 표준 모듈로서 형성된 표준 캐비티 모듈(c, d, g, h)은 커플링 로드(6)를 통해 커플링이 이루어질 수 있다. 또한, 단일 표준 모듈로서 형성된 표준 캐비티 모듈(a, b, e, f, i)은 커플링 임피던스의 정합에 의해 형성되고, 금속층 기판(7)을 통과하는 임피던스 매칭 라인(impedance matching line)에 의해 크로스 커플링될 수 있다.
커넥터 구멍(74)은 표준 캐비티 모듈(2)의 캐비티 내에 위치한 탭 피스부(8)를 커넥터(3)와 연결시키기 위해 금속층 기판(7)에 배치될 수 있다. 커넥터(3)는 ANT 커넥터 및 TX/RX 커넥터를 포함할 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이 커넥터(3)는 표준 캐비티 모듈(2)의 캐비티의 측벽에 직접 납땜될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터는, 돌출 컬럼(21)의 나사 구멍(22)과 맞물리도록 배치되어 공진 주파수를 조정할 수 있는 조정 나사 너트(5)를 더 포함할 수 있다.
자세한 내용 및 운영 원리는 도 3-6의 설명을 참조하고, 본 실시예의 상세한 설명은 생략한다.
표준 캐비티 모듈(2)은 금속층 기판(7)과 밀봉된 캐비티를 형성할 수 있도록 금속층 기판(7)의 표면 상에 납땜될 수 있으며, 이에 따라 금속층 기판(7)과 표준 캐비티 모듈(2)사이에서 누설(leakage)를 방지할 수 있다. 더불어, RF 성능의 지표는, 캐비티 본체(20)에 공진 로드(resonant rod) 즉, 돌출 컬럼(21)이 통합되고, 캐비티 본체(20)와 돌출 컬럼(21)이 같은 금속 재료 (철, 구리)를 이용하여 형성됨으로써 개선될 수 있다
본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티 필터에 따르면, 표준 캐비티 모듈을 납땜 방식으로 기판에 고정함으로써, 캐비티 모듈에 대한 복잡한 다이 캐스팅 공정 등을 피할 수 있으므로 장치의 소형화 및 경량화가 가능하다. 또한, 표준 캐비티 모듈들을 납땜함으로써, 표준 캐비티 모듈을 기판에 고정시키기 위한 추가 구성이 불필요하며, 이에 따른 비용을 절감할 수 있다.
또한, 종래의 다이 캐스팅과 비교하여, 표준 모듈 형태로 구현되는 캐비티에는 새로운 소재와 제조 공정이 차용될 수 있으며, 이에 따라 누설 등에 따른 표시 변조와 같은 단점이 방지될 수 있다. 일 예로서, 납땜 공정을 사용하여 표준 캐비티 모듈을 기판에 고정시키는 경우, 볼트 체결 방식을 이용하여 캐비티를 기판에 고정시키는 과정에서 발생될 수 있는 캐비티와 기판 사이의 간극을 방지할 수 있다. 더불어, 표준 캐비티 모듈은 다이 캐스팅 캐비티 보다 소형화할 수 있으며 우수한 전착 효과를 구비할 수 있다. 또한, 표준 캐비티 모듈에 사용되는 소재는 다이 캐스팅 캐비티에 사용되는 소재로 한정되지 않는다.
PCB 기판을 이용하는 실시예에서, 표준 캐비티 모듈의 커플링은 와이어의 배열을 이용하여 달성될 수 있으므로, 캐비티 토폴로지 배치에 관계없이 보다 용이하게 캐비티 필터를 설계할 수 있다. 또한, 기판의 양 면에 표준 캐비티 모듈을 배치할 수 있으므로 캐비티 필터의 공간 사용률을 증가시킬 수 있다.
아래는 본 발명의 실시예 및 이점들은 전술한 설명으로부터 이해될 것으로 생각되며, 이는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않거나 또는 그 중요한 모든 이점을 희생하지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 명백할 것이고, 앞서 설명한 예들은 단지 본 발명의 바람직하거나 예시적인 실시예들이다.
1…PCB 기판 2…표준 캐비티 모듈
3…커넥터 4…탄성 시트 연결 구조
5…조정 스크류 너트 7…금속층 기판
10…접지용 금속층 11…솔더-레지스트 커플링 윈도우
12… 마이크로 밴드 층 13…커플링 관통공
20…캐비티 본체 21…돌출 컬럼
73…비아홀 커플링 윈도우

Claims (19)

  1. 마이크로 밴드층을 구비하는 PCB 기판;
    상기 마이크로 밴드층을 사이에 두고 상기 PCB 기판의 양면에 배치되는 접지용 금속층;
    상기 PCB기판의 양면에 배치되고, 개방된 일 면이 상기 접지용 금속층에 고정되어 밀봉되는 복수의 표준 캐비티 모듈; 및
    상기 접지용 금속층의 일부가 제거되어 상기 PCB 기판의 일부가 노출된 복수의 커플링 윈도우; 를 포함하는,
    캐비티 필터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표준 캐비티 모듈은 상기 접지용 금속층에 납땜으로 고정되는,
    캐비티 필터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 표준 캐비티 모듈은 단일 표준 캐비티 모듈 또는 이중 표준 캐비티 모듈인,
    캐비티 필터.
  4. 제3 항에 있어서,
    단일 표준 캐비티 모듈은:
    일단에 개구부를 구비하며, 일 방향을 따라 연장된 도관 형상의 캐비티 본체; 및
    상기 캐비티 본체의 상기 개구부와 마주보는 상기 캐비티 본체의 타단으로부터 연장되고, 일 단부에 나사 구멍이 배치되는 돌출 컬럼을 포함하는,
    캐비티 필터.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 이중 표준 캐비티 모듈은:
    일단에 개구부를 구비하며, 일 방향을 따라 연장된 도관 형상의 제1 및 제2 본체부가 접합된 캐비티 본체; 및
    상기 제1 및 제2 본체부의 상기 개구부와 마주보는 상기 제1 및 제2 본체부의 타단으로부터 각각 연장되고, 일 단부에 나사 구멍이 각각 배치되는 제1 및 제2 돌출 컬럼을 포함하는,
    캐비티 필터.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 이중 표준 캐비티 모듈은 상기 제1 및 제2 캐비티 모듈 사이의 측벽에 배치되는 커플링 로드를 더 포함하는,
    캐비티 필터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 PCB 기판에 배치되며, 상기 PCB 기판의 서로 다른 일 면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈을 커플링시키는 복수의 커플링 관통공을 더 포함하는,
    캐비티 필터.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 PCB 기판 상에 고정되고, 상기 마이크로 밴드층을 통하여 상기 복수의 표준 캐비티 모듈과 용량성 결합하는 복수의 커넥터를 더 포함하는
    캐비티 필터.
  9. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 돌출 컬럼의 상기 나사구멍과 맞물리는 조정 나사 너트를 더 포함하는
    캐비티 필터.
  10. 양 면에 금속층이 배치되는 금속층 기판;
    상기 금속층 기판의 양면에 배치되고, 개방된 일 면이 상기 금속층에 고정되어 밀봉되는 복수의 표준 캐비티 모듈; 및
    상기 금속층 기판에 배치되고, 상기 금속층 기판의 서로 다른 일 면에 배치된 복수의 표준 캐비티 모듈을 커플링시키는 복수의 커플링 관통공; 을 포함하는,
    캐비티 필터.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 표준 캐비티 모듈은 접지용 금속층에 납땜으로 고정되는,
    캐비티 필터.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 금속층 기판은 세라믹 기판의 양면에 금속층이 전착되거나, 금속층만을 포함하는,
    캐비티 필터.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 표준 캐비티 모듈은 단일 표준 캐비티 모듈 또는 이중 표준 캐비티 모듈인,
    캐비티 필터.
  14. 제13 항에 있어서,
    단일 표준 캐비티 모듈은:
    일단에 개구부를 구비하며, 일 방향을 따라 연장된 도관 형상의 캐비티 본체; 및
    상기 캐비티 본체의 상기 개구부와 마주보는 상기 캐비티 본체의 타단으로부터 연장되고, 일 단부에 나사 구멍이 배치되는 돌출 컬럼을 포함하는,
    캐비티 필터.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 이중 표준 캐비티 모듈은:
    일단에 개구부를 구비하며, 일 방향을 따라 연장된 도관 형상의 제1 및 제2 본체부가 접합된 캐비티 본체; 및
    상기 제1 및 제2 본체부의 상기 개구부와 마주보는 상기 제1 및 제2 본체부의 타단으로부터 각각 연장되고, 일 단부에 나사 구멍이 각각 배치되는 제1 및 제2 돌출 컬럼을 포함하는,
    캐비티 필터.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 이중 표준 캐비티 모듈은 상기 제1 및 제2 캐비티 모듈 사이의 측벽에 배치되는 커플링 로드를 더 포함하는,
    캐비티 필터.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 금속층 기판을 통과하는 임피던스 매칭 라인을 더 포함하고, 상기 임피던스 매칭 라인은 상기 금속층 기판의 동일한 일면에 배치되는 복수의 표준 캐비티 모듈을 커플링하는,
    캐비티 필터.
  18. 제10 항에 있어서,
    상기 표준 캐비티 모듈 내에 배치되는 탭 피스부 및 상기 탭 피스부와 연결되는 복수의 커넥터를 더 포함하는
    캐비티 필터.
  19. 제14 항 또는 제15 항에 있어서,
    상기 돌출 컬럼의 상기 나사구멍과 맞물리는 조정 나사 너트를 더 포함하는
    캐비티 필터.
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