KR20200031898A - 대역 통과 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터는 제1 단자와 제2 단자 사이에 배치되는LC 직렬 공진 회로를 포함하는 제1 회로부; 상기 제1 회로부와 상기 제2 단자 사이에 배치되고, LC 병렬 공진 회로를 포함하는 제2 회로부; 및 상기 제1 단자와 접지 사이에 배치되고, LC 직렬 공진 회로를 포함하는 제3 회로부; 을 포함하고, 상기 제1 회로부의 공진 주파수는, 통과 대역 내에 위치할 수 있다.
Description
본 발명은 대역 통과 관한 것이다.
통신 시스템은 설계된 주파수 대역의 무선 주파수(Radio Frequency) 신호를 송수신하여 무선 통신을 수행한다. 설계된 주파수 대역의 무선 주파수 신호를 송수신하기 위하여, 통신 시스템은 필수적으로 필터를 이용한다.
필터는, 설계된 주파수 대역에 따라, LC 공진 필터, 세라믹 필터(Ceramic Filter), 표면 탄성파 필터(Surface Acoustic Wave Filter), 벌크 탄성파 필터(Bulk Acoustic Wave Filter)를 채용한다.
LC 공진 필터는 LC 직렬 공진 회로 또는 LC 병렬 공진 회로를 포함하여, LC 직렬 공진 또는 LC 병렬 공진에 따라, 무선 주파수 신호를 필터링 한다. 일반적으로, LC 공진 필터는, LC 직렬 공진 회로를 병렬 암에 배치하고, LC 병렬 공진 회로를 직렬 암에 배치하여, 형성되는 감쇠극(transmission zero)에 따라, 저지 대역 및 통과 대역을 설정한다.
본 발명의 과제는 삽입 손실을 개선할 수 있는 대역 통과 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터는 제1 단자와 제2 단자 사이에 배치되는LC 직렬 공진 회로를 포함하는 제1 회로부; 상기 제1 회로부와 상기 제2 단자 사이에 배치되고, LC 병렬 공진 회로를 포함하는 제2 회로부; 및 상기 제1 단자와 접지 사이에 배치되고, LC 직렬 공진 회로를 포함하는 제3 회로부; 을 포함하고, 상기 제1 회로부의 공진 주파수는, 통과 대역 내에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터는 삽입 손실을 효과적으로 개선할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 대역 통과 필터의 회로도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 도 1의 실시예에 따른 대역 통과 필터의 변형 실시예이다.
도 6는 도 4 및 도 5의 실시예에 따른 대역 통과 필터의 삽입 손실 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 도 1의 실시예에 따른 대역 통과 필터의 변형 실시예이다.
도 6는 도 4 및 도 5의 실시예에 따른 대역 통과 필터의 삽입 손실 특성을 나타내는 그래프이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 대역 통과 필터의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 대역 통과 필터(10)는 제1 단자(1)와 제2 단자(2)를 가진다. 대역 통과 필터는 제1 단자(1)와 제2 단자(2) 사이에 배치되는 제1 회로부(100), 제2 회로부(200), 제3 회로부(300), 제4 회로부(400), 및 제5 회로부(500)를 포함할 수 있다.
제1 단자(1)와 제2 단자(2) 사이에 제1 회로부(100) 및 제2 회로부(200)가 배치되고, 제1 단자(1)의 일단과 접지 사이에 제3 회로부(300)가 배치되고, 제1 회로부(100)와 제2 회로부(200)의 접속 노드와 접지 사이에 제4 회로부(400)가 배치된다. 또한, 제2 단자(2)와 접지 사이에 제5 회로부(500)가 배치될 수 있다. 여기서, 제1 회로부(100) 및 제2 회로부(200)는 시리즈 회로부로, 제3 회로부(300), 제4 회로부(400), 및 제5 회로부(500)는 션트 회로부로 이해될 수 있다.
제1 회로부(100)는 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L1) 및 커패시터(C1)로 구성되는 제1 LC 공진 회로를 포함할 수 있고, 제2 회로부(200)는 서로 병렬로 연결되는 인덕터(L2) 및 커패시터(C2)로 구성되는 제2 LC 공진 회로를 포함할 수 있다.
제3 회로부(300)는 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L3) 및 커패시터(C3)로 구성되는 제3 LC 공진 회로, 제4 회로부(400)는 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L4) 및 커패시터(C4)로 구성되는 제4 LC 공진 회로, 제5 회로부(500)는 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L5) 및 커패시터(C5)로 구성되는 제5 LC 공진 회로를 포함할 수 있다.
제2 회로부(200)의 서로 병렬로 연결되는 인덕터(L2) 및 커패시터(C2)가 병렬 공진하는 경우, 제1 단자 및 제2 단자 사이에서 전달되는 신호가 차단된다. 따라서, 제2 회로부(200)는 병렬 LC 공진에 의해 감쇠역(f2)을 형성할 수 있다.
제3 회로부(300)의 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L3) 및 커패시터(C3)가 직렬 공진하는 경우, 제1 단자 및 제2 단자 사이에서 전달되는 신호가 접지로 바이패스 된다. 따라서, 제3 회로부(300)는 직렬 LC 공진에 의해 감쇠역(f3)을 형성할 수 있다.
제4 회로부(400)의 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L4) 및 커패시터(C4)가 직렬 공진하는 경우, 제1 단자 및 제2 단자 사이에서 전달되는 신호가 접지로 바이패스 된다. 따라서, 제4 회로부(400)는 직렬 LC 공진에 의해 감쇠역(f4)을 형성할 수 있다.
제5 회로부(500)의 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L5) 및 커패시터(C5)가 직렬 공진하는 경우, 제1 단자 및 제2 단자 사이에서 전달되는 신호가 접지로 바이패스 된다. 따라서, 제5 회로부(500)는 직렬 LC 공진에 의해 감쇠역(f5)을 형성할 수 있다.
제2 회로부(200), 제3 회로부(300), 제4 회로부(400), 및 제5 회로부(500)에 의해 형성되는 감쇠역들에 의해 대역 통과 필터(10)의 통과 대역 및 저지 대역이 결정될 수 있다.
제1 회로부(100)의 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L1) 및 커패시터(C1)가 직렬 공진하는 경우, 제1 단자 및 제2 단자 사이에서 전달되는 신호는 제1 회로부(100)를 통과될 수 있다. 직렬 암에 배치되는 제1 회로부(100)의 공진 주파수는 대역 통과 필터(10)의 통과 대역 내에 위치할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 직렬 암에 배치되고, LC 직렬 공진 회로로 구성되는 제1 회로부(100)의 공진 주파수가 대역 통과 필터(10)의 통과 대역 내에 형성되어, 통과 대역에서의 무선 주파수 신호의 삽입 손실을 개선할 수 있다.
한편, 감쇠역들을 형성하는 도 1의 제 제2 회로부(200), 제3 회로부(300), 제4 회로부(400), 및 제5 회로부(500)는 설계되는 통과 대역에 따라 적절히 변경될 수 있다.
일 예로, 도 2를 참조하면, 설계되는 통과 대역에 따라 도 1의 제5 회로부(500)는 생략될 수 있고, 도 3를 참조하면, 도 1의 제5 회로부(500)가 생략된 것 외에도, 제2 회로부(200)와 동일한 형태로 구성되는 제6 회로부(600)가 제1 단자(1)와 제1 회로부(100) 사이에 추가적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터는, 캐스케이드(cascade) 형태로 반복적으로 연결될 수 있고, 실시예에 따라, 품질 계수 향상을 위하여 캐스케이드(cascade) 형태로 연결되는 대역 통과 필터 사이에 커패시터가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대역 통과 필터는 일 지점을 기준으로 대칭적으로 마련될 수 있고, 실시예에 따라, 품질 계수 향상을 위하여, 추가적으로 배치되는 커패시터를 기준으로 대칭적으로 마련될 수 있다.
이하, 설명의 편의상, 도 1의 실시예에 따른 대역 통과 필터를 중심으로 본 발명의 변형예들에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 이하의 설명이, 도 2 및 도 3의 실시예에 따른 대역 통과 필터에 적용될 수 있음은 물론이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 도 1의 실시예에 따른 대역 통과 필터의 변형 실시예이다.
도 4 및 도 5의 실시예에 따른 대역 통과 필터(10)는 도 1의 실시예에 따른 대역 통과 필터와 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하고, 차이점으로 중심으로 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 대역 통과 필터(10)는, 도 1의 제1 회로부(100), 제2 회로부(200), 제3 회로부(300), 제4 회로부(400), 및 제5 회로부(500)와 유사한 형태로 배치되는 제1_1 회로부(100a), 제2_1 회로부(200a), 제3_1 회로부(300a), 제4_1 회로부(400a), 및 제5_1 회로부(500a)와, 제1_2 회로부(100b), 제2_2 회로부(200b), 제3_2 회로부(300b), 제4_2 회로부(400b), 및 제5_2 회로부(500b)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1_1 회로부(100a), 제2_1 회로부(200a), 제3_1 회로부(300a), 제4_1 회로부(400a), 및 제5_1 회로부(500a)와 제1_2 회로부(100b), 제2_2 회로부(200b), 제3_2 회로부(300b), 제4_2 회로부(400b), 및 제5_2 회로부(500b)는 대칭적으로 마련될 수 있다.
또한, 대역 통과 필터(10)는 커패시터(C)를 추가적으로 포함할 수 있다. 대역 통과 필터(10)가 커패시터(C)를 추가적으로 포함하는 경우, 커패시터(C)를 기준으로, 제1_1 회로부(100a), 제2_1 회로부(200a), 제3_1 회로부(300a), 제4_1 회로부(400a), 및 제5_1 회로부(500a)와 제1_2 회로부(100b), 제2_2 회로부(200b), 제3_2 회로부(300b), 제4_2 회로부(400b), 및 제5_2 회로부(500b)는 대칭적으로 마련될 수 있다.
여기서, 제1_1 회로부(100a) 및 제1_2 회로부(100b)의 공진 주파수는 대역 통과 필터(10)의 통과 대역 내에 위치하고, 제1_1 회로부(100a) 및 제1_2 회로부(100b)의 공진 주파수는 서로 다를 수 있다.
본 실시예에 따르면, 통과 대역 내에 위치하는 제1_1 회로부(100a) 및 제1_2 회로부(100b)의 공진 주파수를 서로 다르게 설계하여, 통과 대역에서의 무선 주파수 신호의 삽입 손실을 효과적으로 개선할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 제1_1 회로부(100a) 및 제1_2 회로부(100b)의 공진 주파수는 동일하게 설계될 수 있다.
상술한 실시예에서, 제1_1 회로부(100a), 제2_1 회로부(200a), 제3_1 회로부(300a), 제4_1 회로부(400a), 및 제5_1 회로부(500a)와 제1_2 회로부(100b), 제2_2 회로부(200b), 제3_2 회로부(300b), 제4_2 회로부(400b), 및 제5_2 회로부(500b)가 대칭적으로 마련되는 것으로 기술하였으나, 실시예에 따라, 일부 회로부가 생략된 형태로 형성될 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 제1_1 회로부(100a), 제2_1 회로부(200a), 제3_1 회로부(300a), 제4_1 회로부(400a), 및 제5_1 회로부(500a) 중 제5_1 회로부(500a)가 생략되고, 제1_2 회로부(100b), 제2_2 회로부(200b), 제3_2 회로부(300b), 제4_2 회로부(400b), 및 제5_2 회로부(500b) 중 제2_2 회로부(200b)가 생략되는 형태로 마련될 수 있다.
도 6는 도 4 및 도 5의 실시예에 따른 대역 통과 필터의 삽입 손실 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 대역 통과 필터(10)의 제2_1 회로부(200a), 제3_1 회로부(300a), 제4_1 회로부(400a), 및 제5_1 회로부(500a)에 의해, 제2a 감쇠역(f2a), 제3a 감쇠역(f3a), 제4a 감쇠역(f4a), 제5a 감쇠역(f5a)이 형성되고, 제2_2 회로부(200b), 제3_2 회로부(300b), 제4_2 회로부(400b), 및 제5_2 회로부(500b)에 의해, 제2b 감쇠역(f2b), 제3b 감쇠역(f3b), 제4b 감쇠역(f4b), 제5b 감쇠역(f5b)이 형성된다.
제2a 감쇠역(f2a), 제3a 감쇠역(f3a), 제4a 감쇠역(f4a), 제5a 감쇠역(f5a), 제2b 감쇠역(f2b), 제3b 감쇠역(f3b), 제4b 감쇠역(f4b), 제5b 감쇠역(f5b)에 의해 통과 대역(PASS BAND)이 결정될 수 있다.
하기의 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통과 대역에서의 삽입 손실 특성을 나타내는 데이터이다. 하기의 표 1에서 비교예는 도 4의 실시예의 제1_1 회로부(100a) 및 제1_2 회로부(100b)가 커패시터만으로 구성된 예에 해당한다.
3.3[GHz] | 3.4[GHz] | 3.8[GHz] | 4.2[GHz] | |
도 4의 실시예 | 2.006 | 1.482 | 0.930 | 1.076 |
도 5의 실시예 | 2.034 | 1.567 | 0.982 | 1.022 |
비교예 | 2.817 | 2.160 | 1.067 | 1.433 |
상기 표 1을 참조하여, 본 발명의 실시예들과 비교예의 통과 대역에서의 삽입 손실을 비교하면, 본 발명의 실시예들의 삽입 손실이 비교예의 삽입 손실 보다 낮은 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 직렬 암에 배치되는 LC 직렬 공진 회로의 공진 주파수가 대역 통과 필터(10)의 통과 대역 내에 형성되어, 통과 대역에서의 무선 주파수 신호의 삽입 손실을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 도 4의 실시예와 도 5의 실시예를 비교하면, 제1_2 회로부(100b)가 커패시터(C1b) 만으로 구성된 도 5의 실시예에 비하여, 도 4의 실시예는 통과 대역에서의 무선 주파수 신호의 삽입 손실을 보다 효과적으로 개선할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 대역 통과 필터
100: 제1 회로부
200: 제2 회로부
300: 제3 회로부
400: 제4 회로부
500: 제5 회로부
100: 제1 회로부
200: 제2 회로부
300: 제3 회로부
400: 제4 회로부
500: 제5 회로부
Claims (16)
- 제1 단자와 제2 단자 사이에 배치되는LC 직렬 공진 회로를 포함하는 제1 회로부;
상기 제1 회로부와 상기 제2 단자 사이에 배치되고, LC 병렬 공진 회로를 포함하는 제2 회로부; 및
상기 제1 단자와 접지 사이에 배치되고, LC 직렬 공진 회로를 포함하는 제3 회로부; 을 포함하고,
상기 제1 회로부의 공진 주파수는, 통과 대역 내에 위치하는 대역 통과 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 통과 대역은 상기 제2 회로부 및 상기 제3 회로부의 감쇠역에 의해 결정되는 통과 대역 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 회로부 및 제2 회로부의 접속 노드와 접지 사이에 배치되고, LC 직렬 공진 회로를 포함하는 제4 회로부; 를 더 포함하는 대역 통과 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 단자와 접지 사이에 배치되고, LC 직렬 공진 회로를 포함하는 제5 회로부; 를 더 포함하는 대역 통과 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 회로부와 상기 제1 단자 사이에 배치되고, LC 병렬 공진 회로를 포함하는 제6 회로부; 를 더 포함하는 대역 통과 필터.
- 복수의 시리즈 회로부, 및 복수의 션트 회로부를 포함하는 대역 통과 필터에 있어서,
상기 복수의 시리즈 회로부 중 하나의 시리즈 회로부는 LC 직렬 공진 회로를 포함하고, 상기 하나의 시리즈 회로부의 공진 주파수는 상기 대역 통과 필터의 통과 대역 내에 위치하는 대역 통과 필터.
- 제6항에 있어서,
상기 통과 대역은, 상기 복수의 시리즈 회로부 중 상기 하나의 시리즈 회로부를 제외한, 일부 시리즈 회로부의 감쇠역 및 상기 복수의 션트 회로부의 감쇠역에 의해 결정되는 대역 통과 필터.
- 제7항에 있어서,
상기 일부 시리즈 회로부 각각은 LC 병렬 공진 회로를 포함하는 대역 통과 필터.
- 제7항에 있어서,
상기 복수의 션트 회로부 각각은 LC 직렬 공진 회로를 포함하는 대역 통과 필터.
- 제6항에 있어서,
상기 복수의 시리즈 회로부 중 상기 하나의 시리즈 회로부를 제외한 다른 하나의 시리즈 회로부는 LC 직렬 공진 회로를 포함하고, 상기 다른 하나의 시리즈 회로부의 공진 주파수는 통과 대역 내에 위치하는 대역 통과 필터.
- 제10항에 있어서,
상기 하나의 시리즈 회로부의 공진 주파수와 상기 다른 하나의 시리즈 회로부의 공진 주파수는 서로 다른 대역 통과 필터.
- 제10항에 있어서,
상기 하나의 시리즈 회로부의 공진 주파수와 상기 다른 하나의 시리즈 회로부의 공진 주파수는 동일한 대역 통과 필터.
- 제6항에 있어서, 상기 복수의 시리즈 회로부는,
제1 단자와 제2 단자 사이에 배치되는 제1_1 회로부 및 제1_2 회로부를 포함하고, 상기 제1_1 회로부 및 상기 제1_2 회로부 중 적어도 하나는 LC 직렬 공진 회로를 포함하는 대역 통과 필터.
- 제13항에 있어서, 상기 복수의 시리즈 회로부는,
상기 제1 단자와 상기 제1_1 회로부 사이에 배치되는 제2_1 회로부 및 상기 제2 단자와 상기 제1_2 회로부 사이에 배치되는 제2_2 회로부를 포함하고, 상기 제2_1 회로부 및 상기 제2_2 회로부 중 적어도 하나는 LC 병렬 공진 회로를 포함하는 대역 통과 필터.
- 제13항에 있어서, 상기 복수의 시리즈 회로부는,
상기 제1_1 회로부 및 상기 제1_2 회로부 사이에 배치되는 커패시터를 더 포함하는 대역 통과 필터.
- 제15항에 있어서,
상기 커패시터를 기준으로, 상기 커패시터를 제외한 상기 복수의 시리즈 회로부 및 상기 션트 회로부는 대칭적으로 마련되는 대역 통과 필터.
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