KR20180126245A - 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터 및 그 제조방법 - Google Patents

보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 삼중모드 유전체 공진기 필터에 있어서, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방된 하우징과; 상기 하우징의 일측에 결합되어 상기 캐비티를 폐쇄시키는 커버와; 중앙에 스크류용 장착홀을 구비하고 상기 하우징의 캐비티에 위치하며 상기 하우징의 길이방향과 수직으로 형성되는 유전체 공진기와; 상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되고 상기 하우징의 캐비티 내부에서 상기 스크류용 장착홀을 통과한 고정 스크류에 의해 장착 고정되어 상기 유전체 공진기를 일정한 높이로 지지하는 유전체 지지대; 및 상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 상기 유전체 공진기가 삼중모드에서 동작하게 하는 복수개의 보상블럭;을 구비한다.
따라서, 본 발명은, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드 공진기를 구현할 수 있는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제공하는 효과가 있다.

Description

보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터 및 그 제조방법 {Triple mode Dielectric Resonator Filter using Compensation Block and Manufacturing Method Thereof }
본 발명은 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드 공진기를 구현할 수 있는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터에 관한 것이다.
최근 들어 통신서비스가 진화함에 따라 데이터 전송속도 증가에 대한 요구가 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서는 시스템 대역폭을 증가, 수신감도 향상 및 타 통신시스템 반송파(carrier)에 의한 장애(interference) 최소화 등이 필요하며, 이를 위해 저손실(low insertion loss) 고억압(high rejection) 필터를 제공할 필요가 있다.
이러한 상황 속에서 유전체 공진기 필터는 저손실 및 고억압 특성 구현이 가능하여 수요가 나날이 증가하고 있는 추세이다.
그러나, 이와 같은 유전체 공진기 필터는 고성능 구현이 가능하지만, 전체적인 크기가 크고 무게가 무거운 단점이 있다.
또한, BTS 기지국 시스템에 있어서, 급전케이블에 의한 송신전력 손실 및 수신감도 저하를 방지하기 위해 모든 RF유닛은 BTS 안테나와 직접 연결되게 설치되고 있으며 이러한 RF유닛의 소형화 및 경량화는 필수적 요건이 되고 있어 무게 및 사이즈에 크게 영향을 미치고 있는 유전체 공진기 필터에 대한 소형화 및 경량화는 필수적 과제로 대두되고 있다.
한편, 이와 같은 유전체 공진기 필터의 소형화 및 경량화를 달성하기 위한 해결책으로 단일의 유전체 공진기로 다수의 공진모드를 형성하는 다중모드 유전체 공진기 필터에 대한 관심이 증가하고 있으며, 종래기술에 따른 다중모드 공진기 필터는, 단일의 캐비티 안에서 공진모드가 복수로 존재하는 다중모드 공진기 필터의 특성상 공진모드 사이에서의 간섭을 방지하기 위해 양산성 측면에서 최대로 구현가능 한 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중 모드 유전체 공진기 필터가 있다.
일반적으로, 이러한 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 내부에 장착되는 유전체 공진기는 구형(sphere), 정육면체, 및 실린더 형태로 제작이 가능하다.
또한, 대부분의 TE01δ 단일모드를 포함한 유전체 공진기는 동축케이블의 캐비티 내부에서 플로팅(floating) 되어야 특성구현이 가능하므로 상대적으로 유전체 상수가 낮은 알루미나(Alumina)재질의 유전체 지지대(suppoter) 상에 안착될 수 있다.
여기서, 알루미나 재질의 유전체 지지대와 유전체 공진기는 먼저 본딩(에폭시)에 의하여 결합된 다음, 후술하는 도면에 도시된 바와 같이 고정스크류에 의하여 공진기 필터를 구성하는 하우징에 장착될 수 있다.
이때, 종래기술에 따른 유전체 지지대와 유전체 공진기는 중앙에는 각각 고정 스크류를 장착하기 위한 장착용 홀이 형성되는데, 단일모드와 달리 삼중모드에서 동작하는 유전체 공진기의 경우에 고정 스크류 장착용 홀을 중앙에 형성하면 TE01δx모드, TE01δy모드 및 TE01δz모드의 공진주파수가 분리되어 유전체 공진기 필터를 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래기술에 따른 유전체 공진기 필터는, 알루미나 재질의 유전체 지지대를 먼저 하우징에 장착한 이후에 고정 스크류 장착용 홀이 없이 삼중모드에서 동작하는 유전체 공진기를 상기 유전체 지지대 상에 본딩처리하고 열경화과정을 거쳐 유전체 지지대와 유전체 공진기를 결합하였으나, 이와 같은 열경화과정을 수행할 경우에 공진기 필터를 구성하는 하우징의 도금부위가 변색되거나 도장면이 파괴되는 문제로 인해 원하는 온도까지 열을 가할 수 없기 때문에 강성이 낮은 저온 경화본드를 사용할 수밖에 없기 때문에 결과적으로 외부진동이나 충격에 약한 문제점이 있었다.
도 1은 종래기술에 따른 TE01δ만을 갖는 단일 모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 도 1의 단일 모드 유전체 공진기 필터는 알루미나 재질의 유전체 지지대(4)와 단일 모드에서 동작하는 유전체 공진기(3)의 중앙에 고정 스크류(2)를 장착을 위한 스크류 홀(3-1)이 형성되어 있다.
이와 같은, 단일 모드 유전체 공진기 필터는, 상술한 바와 같이, 먼저 에폭시 본드를 유전체 공진기와 유전체 지지대의 결합면에 도포를 하고 결합시킨 후 일정온도에서 에폭시 본드의 경화를 위한 열처리를 진행시키고, 이후에 유전체 지지대가 부착된 유전체 공진기를 고정 스크류 장착용 홀을 통해 공진기 필터를 구성하는 하우징에 고정 스크류로 결합함으로써 안정적으로 장착하였다.
도 2의 삼중 모드 유전체 공진기 필터는, 상술한 바와 같이, 유전체 공진기(3) 중앙에 고정 스크류 장착용 홀이 없기 때문에, 먼저, 알루미나 재질의 유전체 지지대(4)를 하우징에 고정 스크류(2)로 장착시킨 후 유전체 공진기와 유전체 지지대의 결합면에 본드를 도포하고 열경화를 위한 열처리과정을 진행시킬 수 있다.
종래기술에 따른 삼중 모드 유전체 공진기 필터는, 이러한 열처리 공정에서 은이나 구리가 도금된 하우징의 변색 및 도색된 하우징의 표면 결함방지를 위해 저온에서 경화되는 본드를 사용할 수밖에 없으며, 단일모드에서 사용되는 고온 경화본드에 비해 낮은 강성을 가지기 때문에 외부진동이나 충격시 고중량의 유전체 공진기가 분리될 가능성이 있어 안정적인 결합구조를 구현하는데 어려움이 있는 문제점이 있다.
따라서, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드 공진기를 구현할 수 있는 삼중모드 유전체 공진기 필터에 관한 현실적이며 적용이 가능한 기술이 절실한 실정이다.
한국공개특허공보 10-1999-0047206호 (1999.07.05)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드 공진기를 구현할 수 있는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 삼중모드 유전체 공진기 필터에 있어서, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방된 하우징과; 상기 하우징의 일측에 결합되어 상기 캐비티를 폐쇄시키는 커버와; 중앙에 스크류용 장착홀을 구비하고 상기 하우징의 캐비티에 위치하며 상기 하우징의 길이방향과 수직으로 형성되는 유전체 공진기와; 상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되고 상기 하우징의 캐비티 내부에서 상기 스크류용 장착홀을 통과한 고정 스크류에 의해 장착 고정되어 상기 유전체 공진기를 일정한 높이로 지지하는 유전체 지지대; 및 상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 상기 유전체 공진기가 삼중모드에서 동작하게 하는 복수개의 보상블럭;을 구비할 수 있다.
상기 유전체 공진기를 삼중모드에서 동작하게 하는 복수개의 보상블럭은, 상기 유전체 공진기의 수평 단면이 대칭형상을 가지도록 서로 쌍을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 복수개의 보상블럭은, 상기 유전체 공진기의 측면에서 서로 인접하는 보상블럭 사이가 단면이 원호를 가지는 곡면으로 완만하게 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이 길이보다 상대적으로 클 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 높은 주파수에 위치하는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터
본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이 길이보다 상대적으로 작을 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 낮은 주파수에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이 길이와 동일할 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수와 TE01δz 모드의 공진주파수가 유사한 주파수에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되는 유전체 지지대는 에폭시 재질의 본딩물질로 결합할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터 제조방법은, 삼중모드 유전체 공진기 필터의 제조방법에 있어서, TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중모드에서 동작하는 유전체 재질의 유전체 공진기의 중앙에 스크류 고정용 장착홀을 구비하고, 상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 보상블럭이 돌출되게 형성하는 제 1 단계; 상기 유전체 공진기를 지지하는 알루미나 재질의 유전체 지지대를 에폭시 본딩공정을 통해 본딩결합하고 열처리공정을 통해 열경화과정을 수행하는 제 2 단계; 및 상기 유전체 공진기가 열경화과정으로 결합된 유전체 지지대를 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 하우징의 내부에서 상기 스크류 고정용 장착홀을 통해 삽입되는 스크류를 이용하여 상기 하우징에 고정시키는 제 3 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터의 제조방법은, 상기 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드 공진기를 구현할 수 있는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 유전체 공진기의 높이, 및 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 TE01δ모드만을 갖는 단일 모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 유전체공진기와 유전체지지대를 개략적으로 나타내기 위한 도면이다.
도 5는 도 3 내지 도 4에 도시된 유전체 공진기의 보상블럭의 직경과 보상블럭의 높이에 따른 상관관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 7 내지 도 8은 종래기술과 본 발명의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중 모드 유전체 공진기 필터를 비교 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
본 발명은, TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 유전체 공진기 필터에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 유전체공진기와 유전체지지대를 개략적으로 나타내기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중 모드 유전체 공진기 필터는, 하우징(10), 커버(20), 유전체 공진기(100), 유전체 지지대(200), 및 보상블럭(300)을 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 하우징(10)은, 캐비티(1)를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성될 수 있으며, 상기 커버(20)는, 상기 하우징(10)의 일측에 결합되어 상기 캐비티(1)를 밀폐시킬 수 있다.
상기 유전체 공진기(100)는, 중앙에 스크류용 장착홀(101)을 구비하고 상기 하우징(10)의 캐비티(1)에 위치하며 상기 하우징(10)의 길이방향과 수직으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 유전체 지지대(200)는, 상기 유전체 공진기(100)와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되고, 상기 하우징(10)의 캐비티(1) 내부에서 상기 스크류용 장착홀(101)을 통과한 고정 스크류(2)에 의해 장착 고정되어 상기 유전체 공진기(100)를 일정한 높이로 지지할 수 있다.
여기서, 상기 유전체 공진기(100)와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되는 유전체 지지대(200)는 에폭시 재질의 본딩 물질로 결합할 수 있어 안정적인 결합상태를 유지할 수 있다.
상기 복수 개의 보상블럭(300)은, 상기 유전체 공진기(100) 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 상기 유전체 공진기(100)가 삼중모드에서 동작하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 복수 개의 보상블럭(300)에 대해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 유전체 공진기(100)를 삼중모드에서 동작하게 하는 복수개의 보상블럭(300)은, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 유전체 공진기(100)의 수평 단면이 대칭형상을 가지도록 서로 쌍을 이루도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 보상블럭(300)은, 상기 유전체 공진기(100)의 측면에서 서로 인접하는 보상블럭(300) 사이가 단면이 원호를 가지는 곡면으로 완만하게 연결될 수 있다.
즉, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 상기 복수개의 보상블럭(300)은 제 1 내지 제 4의 보상블럭이 인접하여 일정한 간격을 가지며 형성될 수 있는데, 이 경우에, 제 1 보상블럭(310)과 제 2 보상블럭(320), 제 2 보상블럭(320)과 제 3 보상블럭(330), 제 3 보상블럭(330)과 제 4 보상블럭(340), 및 제 4 보상블럭(340)과 제 1 보상블럭(310)이 인접하게 형성되는 경우에 각각 단면이 원호를 갖는 만곡된 곡면으로 연결될 수 있다.
또한, 제 1 보상블럭(310)과 제 3 보상블럭(330), 및 제 2 보상블럭(320)과 제 4 보상블럭(340)이 서로 마주하게 위치하고 서로 대칭으로 동일한 형태로 형성되는 것을 알 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드에서 동작하는 유전체 공진기 필터를 구성하는 유전체 공진기(100)의 단면형태를 보았을 때 전체적으로 중앙에 스크루용 장착홀(101)을 구비한 십자 형상과 유사하게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 상기 유전체 공진기(100)가 삼중모드에서 동작하기 위하여 상기 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이 길이를 조절할 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기술적인 특성 및 그에 따른 기대효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 3 내지 도 4에 도시된 유전체 공진기의 보상블럭의 직경과 보상블럭의 높이에 따른 상관관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 도 3 내지 도 4에서 상술한 유전체 공진기(100)의 높이(DR_height), 및 상기 유전체 공진기(10)의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이의 길이(Compensation block_diameter)를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있다.
이때, 도면에 도시된 참조부호 DR_diameter(직경)는 보상블럭이 형성되지 않은 상태에서 종래기술에 따른 유전체 공진기의 수평단면 직경을 나타내는 길이이며, 본 발명의 실시예에 따른 유전체 공진기의 전체 크기를 줄이기 위해 필요에 따라 조절될 수 있다.
한편, 도 5의 (c)를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터를 상세하게 설명해보면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에서, 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이의 길이보다 상대적으로 클 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 높은 주파수에 위치하는 것을 알 수 있다.
즉, 다시 말해, 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이 길이보다 상대적으로 작을 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 낮은 주파수에 위치하는 것을 알 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이 길이와 동일할 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy의 공진주파수와 TE01δz 모드의 공진주파수가 유사한 주파수에 위치할 수 있다.
이와 같은, 유전체 공진기의 높이와 보상블럭 사이의 길이 관계를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 최적화 상태로 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제조하는 방법은, 앞서 상술한 보상블럭(300)을 돌출되게 하여 유전체 공진기(100)를 형성하는 제 1 단계(S100), 유전체 공진기(100)와 유전체 지지대(200)를 결합하는 제 2 단계(S200), 및 유전체 지지대(200)를 스크류(2)를 이용하여 하우징에 고정시키는 제 3 단계(S300)를 포함할 수 있다.
이와 같은 유전체 공진기 필터 제조방법으로 인해, 종래기술에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터가 갖는 문제점을 극복할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 제 1 단계(S100)는, TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드에서 동작하는 유전체 재질의 유전체 공진기(100)의 중앙에 스크류 고정용 장착홀(101)을 구비하고, 상기 유전체 공진기(100) 측면에 일정한 간격으로 보상블럭(300)이 돌출되게 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 2 단계(S200)는, 상기 유전체 공진기(100)를 지지하는 알루미나 재질의 유전체 지지대(200)를 에폭시 본딩공정을 통해 본딩 결합하고 열처리공정을 통해 열경 화과정을 수행할 수 있으며, 이로 인해 종래기술에 비해 높은 온도에서 열처리 공정을 수행할 수 있어 경화과정에서 효과를 높일 수 있다.
또한, 상기 제 3 단계(S300)는, 상기 유전체 공진기(100)가 열경화 과정으로 결합된 유전체 지지대(200)를 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 하우징(10)의 내부에서 상기 스크류 고정용 장착홀(101)을 통해 삽입되는 스크류(2)를 이용하여 상기 하우징(10)에 고정시킬 수 있다.
이로 인해, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드의 유전체 공진기 필터 제조방법은, 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있다.
도 7 내지 도 8은 종래기술과 본 발명의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 의 삼중 모드 유전체 공진기 필터를 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하여 먼저, 종래기술에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터를 설명하면 다음과 같다.
도 7의 (a)는 보상블럭이 없는 기존 종래기술에 따른 실린더 형상의 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중 모드 유전체 공진기 필터 중앙에 스크류 장착을 위한 홀이 구현된 형상을 나타내고 있다.
또한, 도 7의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, TE01δx, TE01δy 두 모드의 E-필드가 중앙 스크류 홀을 통과하여 회전하는 것을 볼 수 있다.
즉, E-필드가 세라믹 재질의 유전체가 아닌 유전상수 1의 에어(공기)로 채워지는 스크류 홀을 통과함에 따라 공진주파수는 상향 이동할 수 있다.
여기서, 도 7의 (d)에서 TE01δz 모드의 E-필드는 스크류홀 주변에 거의 분포하지 않으며, 따라서, 이와 같은 경우에 공진주파수는 스크류 홀 영향을 적게 받아 기존 공진주파수를 그대로 유지할 수 있다.
결과적으로, 도 7의 (e)는 종래기술에 따른 해석결과를 나타내고 있으며, TE01δx, TE01δy인 Mode2, Mode3의 공진주파수가 Mode1인 TE01δz 모드 보다 140MHz 정도 상향이동된 것을 알 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 8의 은 각각의 축(x,y,z)를 중심으로 회전하는 공진모드별 E-필드의 분포를 나타내고 있다.
도 8의 (a)는 본 발명에 따른 보상블럭을 갖는 삼중모드 유전체 공진기 필터의 구조를 나타낸 것이다.
도 8의 (b)에서 Mode 1은 TE01δx로서 도 8의 (b) 측면도를 통해 E-필드가 x축을 중심으로 회전함을 알 수 있고, Mode 2는 TE01δy 모드로서 도 8의 (c) 측면도를 통해 E-필드가 y축을 중심으로 회전함을 알 수 있다. 마지막으로 Mode 3은 TE01δz 모드로서 도 8(d) 상면도를 통해 E-필드가 z축을 중심으로 회전함을 알 수 있다.
결과적으로, 도 8의 (e)는 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터에 대한 시물레이션 결과로서 본 발명에 따른 보상블럭(300)을 이용함으로써 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드에서 모두 유사한 공진주파수를 갖는 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드 공진기를 구현할 수 있는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 유전체 공진기의 높이, 및 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정하는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
1 : 캐비티
2 : 고정 스크류
10 : 하우징
20 : 커버
100 : 유전체 공진기
101 : 스크류 장착용 홀
200 : 유전체 지지대
300 : 보상블럭

Claims (9)

  1. 삼중모드 유전체 공진기 필터에 있어서,
    캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방된 하우징과;
    상기 하우징의 일측에 결합되어 상기 캐비티를 폐쇄시키는 커버와;
    중앙에 스크류용 장착홀을 구비하고 상기 하우징의 캐비티에 위치하며 상기 하우징의 길이방향과 수직으로 형성되는 유전체 공진기와;
    상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되고 상기 하우징의 캐비티 내부에서 상기 스크류용 장착홀을 통과한 고정 스크류에 의해 장착 고정되어 상기 유전체 공진기를 일정한 높이로 지지하는 유전체 지지대; 및
    상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 상기 유전체 공진기가 삼중모드에서 동작하게 하는 복수개의 보상블럭;을 구비하는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  2. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 유전체 공진기를 삼중모드에서 동작하게 하는 복수개의 보상블럭은,
    상기 유전체 공진기의 수평 단면이 대칭형상을 가지도록 서로 쌍을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  3. 청구항 제 2항에 있어서, 상기 복수개의 보상블럭은,
    상기 유전체 공진기의 측면에서 서로 인접하는 보상블럭 사이가 단면이 원호를 가지는 곡면으로 완만하게 연결되는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  4. 청구항 제 3항에 있어서,
    상기 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이의 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정하는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  5. 청구항 제 4항에 있어서,
    상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이의 길이보다 상대적으로 클 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 높은 주파수에 위치하는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  6. 청구항 제 4항에 있어서,
    상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이의 길이보다 상대적으로 작을 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 낮은 주파수에 위치하는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  7. 청구항 제 4항에 있어서,
    상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수개의 보상블럭 사이의 길이와 동일할 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수가 유사한 주파수에 위치하는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  8. 청구항 제 3항에 있어서,
    상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되는 유전체 지지대는 에폭시 재질의 본딩 물질로 결합하는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  9. 삼중모드 유전체 공진기 필터의 제조방법에 있어서,
    TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드에서 동작하는 유전체 재질의 유전체 공진기의 중앙에 스크류 고정용 장착홀을 구비하고, 상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 보상블럭이 돌출되게 형성하는 제 1 단계;
    상기 유전체 공진기를 지지하는 알루미나 재질의 유전체 지지대를 에폭시 본딩공정을 통해 본딩 결합하고 열처리공정을 통해 열경화 과정을 수행하는 제 2 단계; 및
    상기 유전체 공진기가 열경화 과정으로 결합된 유전체 지지대를 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 하우징의 내부에서 상기 스크류 고정용 장착홀을 통해 삽입되는 스크류를 이용하여 상기 하우징에 고정시키는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 보상블럭을 이용한 삼중모드 유전체 공진기 필터의 제조방법.
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