KR20220098037A - 하이-q 다중 모드 유전체 공진 구조 및 유전체 필터 - Google Patents
하이-q 다중 모드 유전체 공진 구조 및 유전체 필터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 실시예는 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 및 유전체 필터를 공개하되, 상기 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 캐비티, 유전체 지지 프레임, 유전체 공진기 및 커버 플레이트를 포함하고, 상기 캐비티는 밀봉된 공간으로 구성되되, 캐비티의 일면은 커버 플레이트 면이며; 상기 유전체 공진기는 유전체로 구성되고; 상기 유전체 지지 프레임은 유전체 공진기와 캐비티의 내벽 사이의 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기 및 캐비티의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정되며, 상기 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 대응되는 사이즈의 비율은 1.01 ~ 4.5 사이이다. 본 발명의 실시예는 필터의 작은 부피, 낮은 삽입 손실, 높은 억제의 문제를 해결할 수 있고, 다중 모드를 형성할 수 있으며, Q값이 기존의 유전체 다중 모드 기술에서의 Q값보다 크다.
Description
본 발명의 실시예는 통신 기술분야에 관한 것으로, 특히 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 및 필터에 관한 것이다.
최초의 유전체 공진기는 1930년대 말까지 거슬러 올라갈 수 있지만 당시의 낮은 수준의 공정과 기술로 인해 마이크로파 주파수 대역에서 충분히 낮은 손실을 갖는 높은 유전 상수의 재료를 개발할 수 없었으므로, 유전체 공진기는 보급 및 적용되지 못했다. 1960년대에 이르러서야 재료 과학 및 기술의 발전으로 인해 낮은 손실, 높은 유전 상수를 갖는 마이크로파 유전체 재료의 개발이 가능하게 되었다. 동시에, 우주 항공 기술의 발전으로 인해 전자 기기의 고신뢰성 및 소형화에 대한 요구가 점점 더 시급해지고 있다. 따라서, 유전체 공진기에 대한 연구가 다시 활발하게 이루어지고 있다. 1970년대에 미국 및 일본 등 국가에서는 잇따라 성능 요구를 충족하는 여러 세라믹 유전체 시리즈 재료를 성공적으로 개발하였다. 그 이후로 유전체 공진기는 새로운 마이크로파 부품으로서 마이크로파 회로에 실제로 사용되었다. 오늘날 유전체 공진기는 높은 Q, 작은 부피 및 우수한 온도 안정성의 장점으로 인해 필터 및 안테나 등과 같은 다양한 무선주파수(RF) 애플리케이션에 널리 사용되었다.
2015년 4G 구축이 정점에 달한 후 통신 네트워크에 대한 현재 이동통신 업계의 사업자들의 투자는 점진적으로 감소하는 추세를 보였고, 단말기 사용자의 요구는 더 나은 커버리지, 더 많은 데이터 트래픽 및 더 큰 통신 대역폭의 방향으로 해마다 빠르게 증가하고 있으며, 전체 통신 업계는 더 저렴한 해결수단을 요구하고 있다. 동시에, 5G 기술의 상용화로 인해 필터의 부피, 무게 및 비용에 대한 요구도 더 높아지고 있는데, 필터는 통신 안테나 피더 시스템(antenna feeder system)의 중요한 구성 부분으로서 없어서는 안되는 핵심 부품이다. 어떻게 더 적은 비용으로 더 나은 성능, 더 낮은 무게, 더 작은 부피를 달성할 것인가는 필터 공급업체가 시장 도전에 직면하여 해결해야 할 과제이다.
4세대 이동통신에서 5세대 이동통신으로의 급속한 발전에 따라 통신 기기의 소형화 및 고성능화에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 기존의 필터는 금속 캐비티 본체가 크고 일반적인 성능으로 인해 단일 모드 유전체 필터에 의해 점차 대체되었으며, 단일 모드 유전체 필터는 주로 TE01 모드 유전체 필터 및 TM 모드 유전체 필터를 포함하고, TE01 모드 유전체 필터 및 TM 모드 유전체 필터는 일반적으로 단일 모드 유전체 공진 방식을 채택하는데, 이러한 공진 방식은 일정한 Q 값을 향상시킬 수 있지만 제조 비용이 높고 부피가 큰 단점이 있다.
단일 모드 유전체 필터의 제조 비용이 높고 부피가 큰 기술적 문제를 해결하기 위해 삼중 모드 유전체 필터가 등장하였다. 관련 기술에서, 삼중 모드 유전체 필터는 일반적으로 TE 삼중 모드 필터와 TM 삼중 모드 필터로 분류된다. TE 삼중 모드 필터는 복잡한 결합 방식, 큰 부피 및 높은 Q 값의 특징을 가지고 있으며; TM 삼중 모드 필터는 단순한 결합 방식, 작은 부피 및 낮은 Q 값의 특징을 가지고 있다. 동일한 주파수 대역의 TE 삼중 모드 필터 및 TM 삼중 모드 필터의 경우, TM 삼중 모드 필터의 무게, 비용 및 부피는 TE 삼중 모드 필터보다 훨씬 작다. 따라서, 관련 기술에서는 일반적으로 TE 삼중 모드 필터를 사용하여 협대역 필터를 설계하고, TM 삼중 모드 필터를 일반적으로 다른 유형의 필터에 사용한다. TM 삼중 모드 필터의 유전체 공진 블록에 은을 소성하기 때문에 은 소성 후 은층과 유전체 공진 블록의 표면 사이에 유리 상태의 물질이 형성되어, 실제 전기 전도율이 크게 감소되어 실제 Q 값이 낮아져 TM 삼중 모드 필터의 사용 범위가 더욱 제한된다. 따라서, 어떻게 부피가 작고 Q값 높은 TM 삼중 모드 필터를 얻을 것인가는 필터 연구 개발의 새로운 방향이다.
하이-Q 다중 모드 기술은 필터를 기지국 시스템에 적용하여 원격 무선 유닛 (Radio Remote Unit, RRU)의 부피를 40 %까지 감소시키는 동시에 RRU의 전력 소비를 10 %까지 감소시킬 수 있으므로, 더욱 친환경적이다. 다중 모드 기술 필터의 성능 지수가 기존 필터의 성능 지수와 같을 경우, 부피가 50 % 이상 크게 감소된다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예는, 필터의 작은 부피, 낮은 삽입 손실, 높은 억제의 문제를 해결할 수 있고, 다중 모드를 형성할 수 있으며, Q값이 기존의 유전체 다중 모드 기술에서의 Q값보다 큰, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 및 유전체 필터를 제공한다.
본 발명은 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조를 공개하되, 이는 캐비티, 유전체 지지 프레임, 유전체 공진기 및 커버 플레이트를 포함하고; 상기 캐비티는 밀봉된 공간으로 구성되되, 캐비티의 일면은 커버 플레이트 면이며; 상기 유전체 공진기는 유전체로 구성되고; 상기 유전체 공진기는 캐비티에 장착되되 캐비티의 내벽과 접촉하지 않으며; 상기 유전체 지지 프레임은 유전체 공진기와 캐비티의 내벽 사이의 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기 및 캐비티의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정되되, 유전체 공진기는 일체형 유전체 공진기, 또는 복수 개의 작은 유전체 공진 블록으로 분할하여 연결 블록으로 고정하여 구성된 분할 유전체 공진기를 포함하고, 상기 캐비티 내에 설치되는 하나의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하거나; 또는 상기 캐비티 내에 설치되는 수직으로 교차하는 2개의 원기둥체 또는 다각체의 단일 축 방향 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같거나; 또는 상기 캐비티 내에 설치되는 서로 수직으로 교차하는 3개의 원기둥체 또는 다각체의 단일 축 방향 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Z축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Z축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고, 상기 유전체 공진 구조가 단일 축 방향 유전체 공진기, 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기일 경우, 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 상기 유전체 공진 구조가 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기일 경우, 그 중 어느 하나의 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기가 다른 하나 또는 2개의 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 작을 때, 이에 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수, 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값은 모두 대응되게 변화되고, 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 경우, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기, 캐비티 및 유전체 지지 프레임으로 구성된 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수에 대응되는 다중 모드 및 Q값 크기는 변화되며, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기의 Q값은 상이하게 변화되고, 동시에 고차 모드 주파수도 변화되며, 상기 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율은 1.01 ~ 4.5 사이이고, Q값 크기의 변화와, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5인 변화와의 관계는, Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하거나 Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하고 Q값이 일정한 비율 부근에서 큰 변화를 가지며 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값이 일정한 비율 부근에서 상이하게 변화되는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 캐비티 내에 설치되는 하나의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기의 단면 중심은 캐비티의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되고, 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 적어도 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티의 내벽에 대응되는 유전체 공진기의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고, 상기 캐비티 내에 설치되는 수직으로 교차하는 2개의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기의 단면 중심은 캐비티의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티의 내벽에 대응되는 유전체 공진기의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고, 상기 캐비티 내에 설치되는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기의 단면 중심은 캐비티의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Z축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Z축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크고; 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티의 내벽에 대응되는 유전체 공진기의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고, 상기 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율은 1.01 ~ 4.5 사이이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에 대해 임의의 축 방향, 평면, 경사면, 대각을 따라 관통 홈 절단 또는 블라인드 홈 절단을 수행하여 상이한 개수의 작은 유전체 공진 블록으로 절단할 수 있고, 유전체 또는 금속 연결 블록을 통해 작은 유전체 공진 블록을 고정하여 유전체 공진기를 구성하며, 또한 블라인드 절단을 통해 인접한 각각의 작은 유전체 공진 블록이 유전체 공진기로 일체로 연결될 수 있도록 하고, 홈의 폭이 클수록 주파수, Q값, 모듈러스에 대한 관통 홈 절단 및 블라인드 홈 절단의 영향이 커지고, 홈의 폭이 작을수록 주파수 및 Q값, 모듈러스에 대한 관통 홈 절단 및 블라인드 홈 절단의 영향이 작아지며, 연결 블록이 금속일 경우, 구성된 분할 유전체 공진기의 Q값이 크게 감소되고, 상기 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드 주파수에 대응되는 모듈러스는 1-N이고, 기본 모드 및 고차 모드의 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값은 변화되며, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기는 주파수, Q값, 모듈러스의 변화에 영향을 미치고, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에서, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수에 대응되는 다중 모드 및 Q값 크기는 변화되고, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기의 Q값은 상이하게 변화되며, Q값 크기의 변화와, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5인 변화와의 관계는, Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하거나 Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하고 Q값이 일부 구체적인 비율 부근에서 큰 변화를 가지며 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값이 일부 구체적인 비율 부근에서 상이하게 변화되는 것이고, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드의 Q값도 대응되게 변화된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에서, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 때, 고차 모드 주파수와 기본 모드 주파수, 및 복수 개의 고차 모드 주파수 사이의 간격은 여러 번 변화되고, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기의 주파수 간격은 상이하게 변화되며, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 주파수 간격도 대응되게 변화된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에서, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 캐비티 사이즈 및 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 때, 단일 축 방향 유전체 공진기의 3개의 축 방향 사이즈의 수평 및 수직 방향 사이즈가 임의의 조합으로 변화되면, 단일 축 방향 유전체 공진 구조의 기본 모드는 주파수가 동일하거나 주파수가 근접한 1-3개의 다중 모드를 형성할 수 있고, 복수 개의 상이한 주파수의 고차 모드는 복수 개의 동일한 주파수에서의 1-N개의 다중 모드를 형성하며; 수직으로 교차하는 2축 유전체 공진 구조 및 3축 교차 유전체 공진 구조의 기본 모드는 주파수가 동일하거나 주파수가 근접한 1-6개의 다중 모드를 형성할 수 있고, 복수 개의 상이한 주파수의 고차 모드는 복수 개의 동일한 주파수에서의 1-N개의 다중 모드를 형성하되, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈 비율이 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수도 대응되게 변화된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 유전체 공진기 및/또는 캐비티의 가장자리 또는 모서리에 대해 가장자리 절단을 수행하여 인접 결합을 형성하고, 캐비티 및 유전체 공진기를 삼각체 또는 사각체로 절단하거나 캐비티 또는 유전체 공진기의 가장자리를 부분적 또는 전체적으로 절단하여 제거하며, 캐비티와 유전체 공진기는 가장자리 절단이 동시에 수행되거나 별도로 수행되고, 가장자리 절단에 의해 인접 결합이 형성된 후 주파수 및 Q값은 대응되게 변화되며, 인접 결합은 또한 교차 결합에 영향을 미친다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기에 대응되는 캐비티의 3면 교차 부분의 모서리 위치에 대해 모서리 절단을 수행하거나 캐비티와 함께 모서리 절단을 수행하고 폐쇄하여 교차 결합을 형성하면, 대응되는 주파수 및 Q값도 대응되게 변화되고, 동시에 인접 결합에도 영향을 미친다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 유전체 공진기의 전계 강도가 집중되는 위치에는 적어도 하나의 튜닝 장치가 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에 대응되는 캐비티의 형상은 직육면체, 정육면체, 다각체를 포함하지만 이에 한정되지 않고, 캐비티의 내벽 표면 또는 내부 영역에는 요홈, 돌기, 절단각 또는 홈이 부분적으로 설치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 캐비티 재료는 금속 또는 비금속, 금속 및 비금속 표면 전기 도금 구리 또는 전기 도금 은이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기의 횡단면 형상은 원기둥체, 타원체, 다각체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 유전체 공진기 표면 또는 내부 영역에는 요홈, 돌기, 절단각, 홈 또는 가장자리가 부분적으로 설치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기는 솔리드 또는 중공이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 유전체 공진기 재료는 세라믹, 복합 유전체 재료, 유전 상수가 1보다 큰 유전체 재료이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 유전체 지지 프레임은 유전체 공진기의 단면, 가장자리, 모서리 또는 캐비티 본체의 모서리 부분에 위치하고 유전체 공진기와 캐비티 본체 사이에 설치되며, 상기 유전체 공진기는 유전체 지지 프레임에 의해 상기 캐비티 본체 내에 지지되고, 유전체 지지 프레임이 유전체 공진기의 상이한 위치에 장착될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화되고, 연결 블록은 임의의 2개 또는 2개 이상의 인접한 작은 유전체 공진 블록을 연결할 수 있고, 연결 블록은 작은 유전체 공진 블록의 임의의 위치에 위치하며, 상이한 개수의 작은 유전체 공진 블록을 고정하여 유전체 공진기를 구성하고, 연결 블록이 유전체 공진기의 상이한 위치에 위치할 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화되며, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되고, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값도 대응되게 변화된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 유전체 지지 프레임 및 상기 유전체 공진기 또는 캐비티는 조합되어 일체형 구조 또는 분할형 구조를 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기의 유전체 지지 프레임은 유전체 재료로 제조되고, 유전체 지지 프레임의 재료는 공기, 플라스틱 또는 세라믹, 복합 유전체 재료이며, 연결 블록은 유전체 또는 금속 재료일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 유전체 지지 프레임은 크림핑, 접착, 스플라이싱, 용접, 버클 또는 나사 연결 방식을 통해 유전체 공진기 및 캐비티에 연결되고, 유전체 지지 프레임은 단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기의 하나의 단면 또는 복수 개의 단면에 연결되며, 상기 유전체 또는 금속 연결 블록은 크림핑, 접착, 스플라이싱, 용접, 버클 또는 나사 연결 방식을 통해, 절단된 작은 유전체 공진 블록을 고정하고, 연결 블록에 의해 복수 개의 임의의 형상의 작은 유전체 공진 블록을 연결하여 유전체 공진기를 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 유전체 지지 프레임은 유전체 공진기 및 캐비티의 내벽에 대응되는 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기 및 캐비티의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정되며, 유전체 지지 프레임은 양면이 평행되는 솔리드 또는 중간이 관통된 구조를 포함하고, 유전체 공진기의 동일한 단면 또는 상이한 단면, 가장자리, 모서리의 유전체 지지 프레임 개수는 하나이거나 복수 개의 상이한 조합이며, 상이한 개수의 유전체 지지 프레임에 대응되는 주파수, 모듈러스 및 Q값도 상이하고, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되며, 연결 블록은 임의의 형상이고 또한 2개 또는 복수 개의 인접한 작은 유전체 공진 블록 사이에 매칭되게 장착되어, 복수 개의 작은 유전체 공진 블록이 연결 고정되어 분할 유전체 공진기를 형성하도록 하고, 연결 블록은 솔리드 또는 중간이 관통된 구조를 포함하며, 공진 블록의 동일한 단면 또는 상이한 단면, 가장자리, 모서리를 연결하는 연결 블록 개수는 하나이거나 복수 개의 상이한 조합이고, 상이한 개수의 연결 블록에 대응되는 주파수, 모듈러스 및 Q값도 상이하며, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되고, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈 비율이 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값도 대응되게 변화된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기의 유전체 지지 프레임과 캐비티의 내벽 사이에는 응력을 제거하기 위한 탄성 스프링 또는 탄성 유전체 재료가 구비된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 유전체 공진기의 유전체 지지 프레임과 캐비티의 내벽은 접촉되어 열전도를 형성한다.
본 발명의 실시예는 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 필터를 더 공개하되, 여기서, 단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 수직 3축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 상이한 주파수의 1-N개의 단일 대역통과 필터를 구성할 수 있고, 상이한 주파수의 단일 대역통과 필터는 다중 대역통과 필터, 듀플렉서 또는 멀티플렉서의 임의의 조합을 구성하며, 대응되는 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 또한 금속 또는 유전체의 단일 모드 공진 캐비티, 이중 모드 공진 캐비티 및 삼중 모드 공진 캐비티와 함께 상이한 형태의 임의의 배열로 조합되어 필요한 상이한 사이즈의 복수 개의 단일 대역통과 또는 다중 대역통과 필터 또는 듀플렉서 또는 멀티플렉서 또는 임의의 조합을 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 수직 3축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에 대응되는 캐비티와 금속 공진기 단일 모드 또는 다중 모드 캐비티, 유전체 공진기 단일 모드 또는 다중 모드 캐비티는 임의의 인접 결합 또는 교차 결합의 조합을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예의 유익한 효과는 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 필터의 작은 부피, 낮은 삽입 손실, 높은 억제의 문제를 해결할 수 있고, 다중 모드를 형성할 수 있으며, Q값이 기존의 유전체 다중 모드 기술에서의 Q값보다 크다.
본 발명의 실시예 또는 관련 기술의 기술적 해결수단을 더 명확하게 설명하기 위해, 아래 실시예 또는 관련 기술 설명에서 사용할 도면을 간단히 설명하되, 아래 설명에서 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐이며, 당업자에게 있어서 진보성 작업 필요없이 이러한 도면들로부터 다른 도면을 얻을 수 있음은 자명한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 단일 축 방향 유전체 공진 구조의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 2개의 단일 축 방향 공진 구조가 서로 수직으로 교차하는 2축 공진 구조의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 3개의 단일 축 방향 공진 구조가 서로 수직으로 교차하는 3축 공진 구조의 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유전체 지지 프레임이 유전체 공진기의 단면에 설치되는 구조 모식도이다
도 5는 본 발명에 따른 유전체 지지 프레임이 캐비티의 가장자리에 설치되는 구조 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유전체 지지 프레임이 캐비티의 모서리에 설치되는 구조 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 유전체 공진기의 단면에 홈이 구비되는 구조 모식도이다.
도 8은 본 발명에 따른 3개의 단일 축 방향 공진 구조가 서로 수직으로 교차하는 다른 3축 공진 구조의 모식도이다.
도면에서, 1-캐비티; 2-유전체 지지 프레임; 3-원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기; 4-개방 홈.
도 1은 본 발명에 따른 단일 축 방향 유전체 공진 구조의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 2개의 단일 축 방향 공진 구조가 서로 수직으로 교차하는 2축 공진 구조의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 3개의 단일 축 방향 공진 구조가 서로 수직으로 교차하는 3축 공진 구조의 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유전체 지지 프레임이 유전체 공진기의 단면에 설치되는 구조 모식도이다
도 5는 본 발명에 따른 유전체 지지 프레임이 캐비티의 가장자리에 설치되는 구조 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유전체 지지 프레임이 캐비티의 모서리에 설치되는 구조 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 유전체 공진기의 단면에 홈이 구비되는 구조 모식도이다.
도 8은 본 발명에 따른 3개의 단일 축 방향 공진 구조가 서로 수직으로 교차하는 다른 3축 공진 구조의 모식도이다.
도면에서, 1-캐비티; 2-유전체 지지 프레임; 3-원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기; 4-개방 홈.
본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 장점이 보다 명확하도록, 아래 본 발명의 실시예의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 명확하고 완전하게 설명하되, 물론, 설명된 실시예는 본 발명의 일부 실시예일 뿐 전부 실시예가 아니다. 본 발명의 실시예를 기반으로, 당업자가 진보성 작업 필요없이 얻은 모든 다른 실시예는 모두 본 발명의 보호범위 속한다.
본 발명의 설명에서 이해해야 할 것은, 용어 “길이”, “폭”, “상”, “하”, “전”, “후”, “좌”, “우”, “수직”, “수평”, “최상”, “바닥”, “내”, “외” 등이 지시하는 방위 또는 위치 관계는 도면에 도시된 방위 또는 위치 관계에 기반된 것으로, 본 발명을 설명하고 설명을 간소화하기 위한 것일 뿐, 언급된 장치 또는 부재가 반드시 특정된 방위를 가지고 특정된 방위로 구성 및 작동되는 것으로 지시하거나 암시하지 않으므로, 본 발명을 한정하는 것으로 이해해서는 아니된다.
또한, 용어“제1”, “제2”는 설명을 위한 목적으로 사용될 뿐, 상대적인 중요성을 명시 또는 암시하거나 지시된 기술특징의 개수를 밝히는 것으로 이해해서는 아니된다. 따라서, “제1”, “제2”로 한정된 특징은 하나 또는 복수 개의 상기 특징을 명시적으로 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 설명에서, “복수 개”는, 별도로 명확하게 구체적으로 한정되지 않는 한 2개 또는 2개 이상을 의미한다.
본 발명의 실시예는 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조를 공개하되, 이는 캐비티(1), 유전체 지지 프레임(2), 유전체 공진기(3) 및 커버 플레이트를 포함하고; 캐비티(1)는 밀봉된 공간으로 구성되되, 캐비티(1)의 일면은 커버 플레이트 면이며; 상기 유전체 공진기(3)는 유전체로 구성되고; 유전체 공진기(3)는 캐비티(1)에 장착되되 캐비티(1)의 내벽과 접촉하지 않으며; 유전체 지지 프레임(2)은 유전체 공진기(3)와 캐비티(1)의 내벽 사이의 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기(3) 및 캐비티(1)의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정된다. 여기서, 유전체 공진기(3)는 일체형 유전체 공진기(3), 또는 복수 개의 작은 유전체 공진 블록으로 분할하여 연결 블록으로 고정하여 구성된 분할 유전체 공진기(3)를 포함한다. 여기서, 상기 캐비티(1) 내에 설치되는 하나의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티(1)와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하거나; 또는 상기 캐비티(1) 내에 설치되는 수직으로 교차하는 2개의 원기둥체 또는 다각체의 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티(1)와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같거나; 또는 상기 캐비티(1) 내에 설치되는 서로 수직으로 교차하는 3개의 원기둥체 또는 다각체의 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티(1)와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Z축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Z축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고, 상기 유전체 공진 구조가 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)일 경우, 유전체 공진기(3)의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3) 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 상기 유전체 공진 구조가 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)일 경우, 그 중 어느 하나의 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)가 다른 하나 또는 2개의 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 작을 때, 이에 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수, 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값은 모두 대응되게 변화되고, 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 경우, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기(3), 캐비티(1) 및 유전체 지지 프레임(2)으로 구성된 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수에 대응되는 다중 모드 및 Q값 크기는 변화되며, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기(3)의 Q값은 상이하게 변화되고, 동시에 고차 모드 주파수도 변화되며, 상기 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율은 1.01 ~ 4.5 사이이고, Q값 크기의 변화와, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5인 변화와의 관계는, Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하거나 Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하고 Q값이 일정한 비율 부근에서 큰 변화를 가지며 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값이 일정한 비율 부근에서 상이하게 변화되는 것이다.
여기서, 캐비티(1) 내에 설치되는 하나의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티(1)와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기(3)의 단면 중심은 캐비티(1)의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되고, 유전체 공진기(3)의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3) 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티(1)의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 적어도 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티(1)의 내벽에 대응되는 유전체 공진기(3)의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고, 상기 캐비티(1) 내에 설치되는 수직으로 교차하는 2개의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티(1)와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기(3) 단면 중심은 캐비티(1)의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; 유전체 공진기(3)의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3) 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티(1)의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티(1)의 내벽에 대응되는 유전체 공진기(3)의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고, 상기 캐비티(1) 내에 설치되는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티(1)와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기(3) 단면 중심은 캐비티(1)의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Z축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Z축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크고; 유전체 공진기(3)의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3) 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티(1)의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티(1)의 내벽에 대응되는 유전체 공진기(3)의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고, 상기 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율은 1.01 ~ 4.5 사이이다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에 대해 임의의 축 방향, 평면, 경사면, 대각을 따라 관통 홈 절단 또는 블라인드 홈 절단을 수행하여 상이한 개수의 작은 유전체 공진 블록으로 절단할 수 있고, 유전체 또는 금속 연결 블록을 통해 작은 유전체 공진 블록을 고정하여 유전체 공진기(3)를 구성하며, 또한 블라인드 절단을 통해 인접한 각각의 작은 유전체 공진 블록이 유전체 공진기(3)로 일체로 연결될 수 있도록 하고, 홈의 폭이 클수록 주파수, Q값, 모듈러스에 대한 관통 홈 절단 및 블라인드 홈 절단의 영향이 커지고, 홈의 폭이 작을수록 주파수 및 Q값, 모듈러스에 대한 관통 홈 절단 및 블라인드 홈 절단의 영향이 작아지며, 연결 블록이 금속일 경우, 구성된 분할 유전체 공진기(3)의 Q값이 크게 감소되고, 상기 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드 주파수에 대응되는 모듈러스는 1-N이고, 기본 모드 및 고차 모드의 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값은 변화되며, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기(3)는 주파수, Q값, 모듈러스의 변화에 영향을 미치고, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기(3)와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기(3) 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화된다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수에 대응되는 다중 모드 및 Q값 크기는 변화되고, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기(3)의 Q값은 상이하게 변화되며, Q값 크기의 변화와, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5인 변화와의 관계는, Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하거나 Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하고 Q값이 일부 구체적인 비율 부근에서 큰 변화를 가지며 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값이 일부 구체적인 비율 부근에서 상이하게 변화되는 것이고, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기(3)와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기(3) 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드의 Q값도 대응되게 변화된다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 때, 고차 모드 주파수와 기본 모드 주파수, 및 복수 개의 고차 모드 주파수 사이의 간격은 여러 번 변화되고, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기(3)의 주파수 간격은 상이하게 변화되며, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기(3)와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기(3) 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 주파수 간격도 대응되게 변화된다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 캐비티(1) 사이즈 및 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 때, 단일 축 방향 유전체 공진기(3)의 3개의 축 방향 사이즈의 수평 및 수직 방향 사이즈가 임의의 조합으로 변화되면, 단일 축 방향 유전체 공진 구조의 기본 모드는 주파수가 동일하거나 주파수가 근접한 1-3개의 다중 모드를 형성할 수 있고, 복수 개의 상이한 주파수의 고차 모드는 복수 개의 동일한 주파수에서의 1-N개의 다중 모드를 형성하며; 수직으로 교차하는 2축 유전체 공진 구조 및 3축 교차 유전체 공진 구조의 기본 모드는 주파수가 동일하거나 주파수가 근접한 1-6개의 다중 모드를 형성할 수 있고, 복수 개의 상이한 주파수의 고차 모드는 복수 개의 동일한 주파수에서의 1-N개의 다중 모드를 형성하되, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기(3)와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기(3) 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈 비율이 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수도 대응되게 변화된다.
여기서, 유전체 공진기(3) 및/또는 캐비티(1)의 가장자리 또는 모서리에 대해 가장자리 절단을 수행하여 인접 결합을 형성하고, 캐비티(1) 및 유전체 공진기(3)를 삼각체 또는 사각체로 절단하거나 캐비티(1) 또는 유전체 공진기(3)의 가장자리를 부분적 또는 전체적으로 절단하여 제거하며, 캐비티(1)와 유전체 공진기(3)는 가장자리 절단이 동시에 수행되거나 별도로 수행되고, 가장자리 절단에 의해 인접 결합이 형성된 후 주파수 및 Q값은 대응되게 변화되며, 인접 결합은 또한 교차 결합에 영향을 미친다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)에 대응되는 캐비티(1)의 3면 교차 부분의 모서리 위치에 대해 모서리 절단을 수행하거나 캐비티(1)와 함께 모서리 절단을 수행하고 폐쇄하여 교차 결합을 형성하면, 대응되는 주파수 및 Q값도 대응되게 변화되고, 동시에 인접 결합에도 영향을 미친다.
다시 말하면, 유전체 공진기 및/또는 캐비티(1)의 가장자리 또는 모서리에 대해 가장자리 절단을 수행하여 인접 결합을 형성하고, 캐비티(1)에 대해 가장자리 절단을 수행한 후 밀봉을 유지해야 하며, 캐비티(1) 및 유전체 공진기를 삼각체 또는 사각체로 절단할 수 있고, 캐비티(1) 또는 유전체 공진기의 가장자리를 부분적 또는 전체적으로 절단하여 제거할 수 있으며, 캐비티(1)와 유전체 공진기는 가장자리 절단이 동시에 수행되거나 별도로 수행될 수 있지만, 구조적으로 간섭되서는 안되고, 가장자리 절단 후 주파수 및 Q값은 대응되게 변화된다.
단일 축 방향 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에서, 인접한 기본 모드 사이의 결합 수 및 위치 결합은 유전체 공진기의 축 방향으로 인접한 가장자리와 대각 가장자리 또는 평행되는 가장자리에 대한 모서리 절단을 통해 구현되고, 유전체 및 캐비티(1)에 대해 동시에 모서리 절단을 수행하여 인접 결합을 구현할 수도 있으며, 결합 계수 강약은 단일 가장자리 또는 이중 가장자리에 의해 결정되고,인접 결합 조절 장치는 가장자리 절단각에 대응되는 캐비티(1)에 장착될 수 있으며, 사이즈가 완전히 보장된다는 전제 하에, 결합 조절 장치를 장착할 필요가 없을 수도 있고, 기본 모드 사이의 결합을 별도로 조절할 경우, 인접한 고차 모드 사이의 결합에 대한 영향이 작으며; 인접한 고차 모드 사이의 결합을 별도로 조절할 경우, 기본 모드 사이의 결합에 대한 영향이 작다. 인접한 기본 모드 사이의 결합량의 크기에 대해, 유전체 공진기의 가장자리 또는 캐비티(1)의 가장자리에 대해 가장자리 절단을 수행하거나, 가장자리를 전체적 또는 부분적으로 절단하거나, 유전체 공진기 또는 캐비티(1)의 인접한 2개의 정면 45도 각도로 가장자리 절단을 수행하거나 다른 각도로 가장자리 절단을 수행하고, 가장자리 절단 위치에 조절 장치를 장착하여 수직 결합 조절을 수행할 수 있다.
단일 축 방향 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조가 인접 결합될 경우, 축 방향과 자기장 방향의 평행 교차를 통해 인접 결합 사이의 창 사이즈 및 형상을 조정하여 결합 강약을 변경할 수 있다.
단일 가장자리의 모서리 절단은 교차 결합의 영점에도 영향을 미치므로 단일 가장자리 결합 강약을 감소시키고, 대각 가장자리의 인접 결합을 증가시키며, 영점의 영향을 감소시킬 수 있다.
하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 기본 모드 및 인접한 고차 모드의 인접 결합, 교차 결합 및 입력/출력 결합을 형성할 수 있다. 인접 결합은 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기 및 캐비티(1)의 가장자리에 대한 가장자리 절단에 의해 구현되고, 가장자리 절단 크기와 유전체 지지 프레임(2)의 위치, 면적은 모두 인접 결합의 강약에 영향을 미칠 수 있다. 교차 결합은 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기 및 캐비티(1)의 모서리 또는 가장자리에 대한 가장자리 절단에 의해 구현되고, 가장자리 절단 크기와 유전체 지지 프레임(2)의 위치, 면적은 모두 교차 결합의 강약에 영향을 미칠 수 있다. 입력/출력 결합은 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에서 결합 라인 또는 결합 시트를 통해 캐비티(1)의 내벽에 연결되고, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에서의 결합 신호를 입력/출력 커넥터에 도입하여 연결하며, 결합 강약은 결합 라인 또는 결합 시트의 사이즈를 변경하여 조정할 수 있다. 기본 모드 사이의 결합을 별도로 조절할 경우, 인접한 고차 모드 사이의 결합에 대한 영향이 작으며; 인접한 고차 모드 사이의 결합을 별도로 조절할 경우, 기본 모드 사이의 결합에 대한 영향이 작다.
단일 축 방향 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에서, 교차 결합 수와 인접한 기본 모드 사이의 결합 수에 있어서, 기본 모드가 3개의 축퇴 다중 모드일 경우, 유전체 공진기의 3면 교차 부분의 모서리에 대해 모서리 절단을 수행하여 하나의 용량성 또는 유도성 교차 결합을 형성할 수 있고, 필요에 따라 유전체 공진기에 하나의 단일 절단각을 사용하거나 2개의 대각에 대해 모서리 절단을 수행하여 교차 결합을 형성할 수 있으며, 캐비티(1)의 3면 교차 부분의 모서리 위치에 대해 모서리 절단을 수행하거나 유전체 공진기와 캐비티(1)에 대해 모서리 절단을 동시에 수행하여 교차 결합을 형성할 수도 있다.
단일 축 방향 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조와 캐비티(1)의 단일 모드를 조합할 경우, 인접한 캐비티(1)를 결합하여 하나의 기생 결합 영점을 형성할 수도 있고, 인접 결합 사이의 창 사이즈를 조정하여 영점 위치도 변경한다.
단일 축 방향 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조와 인접한 단일, 수직으로 교차하는 2축 및 3축 교차 공진 구조를 조합할 경우, 기껏해야 기본 모드 및 인접한 고차 모드에 의해 형성된 L+N 모드 공진과 관련된 용량성 또는 유도성의 복수 개의 교차 결합 영점을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 유전체 공진기(3)의 전계 강도가 집중되는 위치에는 적어도 하나의 튜닝 장치가 설치된다. 튜닝 장치는 캐비티(1)의 임의의 면에 장착된다. 상기 각 실시예를 바탕으로,다른 바람직한 실시형태로서, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 공진 주파수는 하나의 모드 전계 강도가 집중되는 위치에서 튜닝될 수 있고, 단일 축 방향 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 및 3축 수직 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에서, 전계 강도가 집중되는 위치 또는 부근에 주파수 튜닝 장치를 추가할 수 있으며, 동일한 주파수 또는 상이한 주파수의 L+N 모드의 경우, L개의 기본 모드 주파수 튜닝 장치 또는 L+N개의 모드 튜닝 장치가 있고, 동일한 축 방향 면은 복수 개의 튜닝 장치에 의해 튜닝될 수 있다. 기본 모드 공진 주파수를 별도로 튜닝할 경우, 인접한 고차 모드 주파수에 대한 영향이 작고; 인접한 고차 모드 공진 주파수를 별도로 튜닝할 경우, 기본 모드 주파수에 대한 영향도 작다.
특수 수직 교차 2축 구조에서, 기본 모드가 삼중 모드이고, 고차 모드가 삼중 모드일 경우의 전자기장은, 각 면에 별도로 나사가 추가되면, 기본 모드 주파수에만 별도로 영향을 미치고, 고차 모드 주파수에는 영향을 미치지 않는다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에 대응되는 캐비티(1)의 형상은 직육면체, 정육면체, 다각체를 포함하지만 이에 한정되지 않고, 캐비티(1)의 내벽 표면 또는 내부 영역에는 요홈, 돌기, 절단각 또는 홈이 부분적으로 설치될 수 있다.
여기서, 캐비티(1) 재료는 금속 또는 비금속, 금속 및 비금속 표면 전기 도금 구리 또는 전기 도금 은이다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)의 횡단면 형상은 원기둥체, 타원체, 다각체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기 형상은 원기둥체, 타원체, 다각체를 포함하지만 이에 한정되지 않으며, 유전체 공진기는 캐비티(1)의 중심 위치에 근접하여 중첩되게 설치되고, 유전체 지지 프레임(2)과 고정 연결된다.
단일 축 방향 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 의 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기 형상이 원기둥체일 경우, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 원기둥체 유전체 공진기의 특정 절단면의 직경 사이즈 비율은 K이고, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 유전체 공진기의 특정 절단면에 수직인 하나의 축 방향 사이즈 비율은 M이며; 유전체 공진기 형상이 타원형일 경우, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 타원체 유전체 공진기의 등가 직경 사이즈 비율은 K이고, 유전체 공진기 형상이 다각형일 경우, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 다각형에 대응되는 2개의 등가 직선 거리가 가장 먼 각 사이의 사이즈 비율은 K이며, 다각형 특정 형상이 입방체일 경우, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 다입방체의 변의 길이 사이즈 비율은 K이고, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 유전체 공진기의 특정 절단면에 수직인 축 방향 사이즈 비율은 M이다.
하이-Q 다중 모드 단일 축 방향 공진 구조의 유전체 공진기가 원기둥체 또는 타원체일 경우, 상이한 K값 및 M값의 조합 하에서 캐비티(1) 및 유전체 공진기의 기본 모드와 인접한 고차 모드는 상이한 주파수의 L+N개의 모드 공진을 형성하고; 기본 모드와 인접한 고차 모드 주파수가 근접할 경우 동일한 주파수의 L개의 모드 공진을 형성하며; 하이-Q 다중 모드 단일 축 방향 공진 구조의 유전체 공진기가 다각체일 경우, 변의 수가 적을수록, 기본 모드 및 인접한 고차 모드는 L개의 축퇴 모드 및 N개의 인접한 고차 모드를 형성할 수 있고; 다각체의 변의 수가 많을수록, 기본 모드 및 인접한 고차 모드의 공진 모드 변화 규칙은 원기둥체 및 타원체의 공진 모드 변화 규칙과 유사하다.
하이-Q 다중 모드 수직 교차 2축 공진 구조의 유전체 공진기가 원기둥체 또는 타원체일 경우, 상이한 K값 및 M값의 조합 하에서 캐비티(1) 및 수직으로 교차하는 2축 공진기의 기본 모드와 인접한 고차 모드는 상이한 주파수의 L+N개의 모드 공진을 형성하고, 기본 모드와 인접한 고차 모드 주파수는 K값 및 M값의 일정한 조합 하에서 중첩되며, 동일한 주파수의 L개의 모드 공진을 형성하고; 수직으로 교차하는 2축 공진기가 다각체일 경우, 상이한 K값 및 M값의 조합 하에서 캐비티(1) 및 수직으로 교차하는 2축 공진기의 기본 모드와 인접한 고차 모드는 L+N개의 모드 공진을 형성하고; 하이-Q 다중 모드 수직 교차 2축 공진 구조의 유전체 공진기가 다각형일 경우, 변의 수가 많을수록, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기가 원기둥체에 더 가까울 때, 동일한 주파수 및 상이한 주파수의 기본 모드 및 인접한 고차 모드는 원기둥체 또는 타원체의 모듈러스 변화 규칙과 유사하다. 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기의 변의 수가 적을수록, 유전체 공진기는 입방체에 더 가깝고, 기본 모드와 인접한 고차 모드는 상이한 주파수의 L개의 축퇴 모드 및 N개의 인접한 고차 모드 또는 동일한 주파수의 L개의 기본 모드를 형성할 수 있다.
하이-Q 다중 모드 3축 교차 공진 구조의 유전체 공진기가 원기둥체 또는 타원체일 경우, 상이한 K값 및 M값의 조합 하에서, 기본 모드와 인접한 고차 모드는 상이한 주파수의 L+N개의 모드 공진을 형성하고, 기본 모드와 인접한 고차 모드 주파수는 K값 및 M값의 일정한 조합 하에서 중첩되며, 동일한 주파수의 L개의 모드 공진을 형성하고, 인접한 고차 모드는 상이한 주파수의 N개의 모드 공진을 형성하며; 하이-Q 다중 모드 3축 교차 공진 구조의 유전체 공진기가 다각형일 경우, 변의 수가 많을수록, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기는 원기둥체 또는 타원체에 더 가까울 때, 동일한 주파수 및 상이한 주파수의 기본 모드 및 인접한 고차 모드는 원기둥체 또는 타원체의 모듈러스 변화 규칙과 유사하다. 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기의 변의 수가 적을수록, 유전체 공진기는 입방체에 더 가깝고, 기본 모드와 인접한 고차 모드는 상이한 주파수의 L개의 축퇴 모드 및 N개의 인접한 고차 모드 또는 동일한 주파수의 L개의 기본 모드를 형성할 수 있다.
캐비티(1)의 부피가 변하지 않을 경우, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 공진기의 동일한 축 방향의 어느 하나 또는 2개의 사이즈가 증가될 때, 주파수는 이에 따라 감소되고; 동일한 축 방향 사이즈가 감소될 때, 주파수는 이에 따라 증가되며; 유전체 지지 프레임(2)이 유전체 공진기에 고정되는 면적이 클수록, 주파수는 더 크게 감소되고, 접촉 면적이 작을수록, 주파수는 더 작게 감소되며, 유전체 지지 프레임(2)이 유전체 공진기 절단면과 캐비티(1)의 내벽에 장착될 경우, 주파수의 감소 폭에 대한 영향이 가장 크고, 유전체 지지 프레임(2)이 유전체 공진기의 임의의 2개의 인접한 면의 가장자리에 장착될 경우, 주파수에 대한 영향이 적당하며; 유전체 지지 프레임(2)이 캐비티(1)의 내벽의 인접한 면에 형성된 모서리와 유전체 공진기의 인접한 면에 대응되게 형성된 모서리 위치에 장착되어 연결 고정될 경우, 주파수에 대한 영향이 가장 작다.
기본 모드와 인접한 고차 모드 주파수의 간격이 가까울 때, 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 경우, 유전체 지지 프레임(2)의 위치, 사이즈, 형상, 유전 상수, 개수의 조합을 변경하여 기본 모드와 인접한 고차 모드 주파수 간격을 조정할 수 있지만, 일정한 Q값 및 결합에 영향을 미칠 수 있다.
여기서, 상기 유전체 공진기(3) 표면 또는 내부 영역에는 요홈, 돌기, 절단각, 홈 또는 가장자리가 부분적으로 설치될 수 있다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)는 솔리드 또는 중공이다.
여기서, 유전체 공진기(3) 재료는 세라믹, 복합 유전체 재료, 유전 상수가 1보다 큰 유전체 재료이다.
여기서, 유전체 지지 프레임(2)은 유전체 공진기(3)의 단면, 가장자리, 모서리 또는 캐비티 본체의 모서리 부분에 위치하고 유전체 공진기(3)와 캐비티 본체 사이에 설치되며, 상기 유전체 공진기(3)는 유전체 지지 프레임(2)에 의해 상기 캐비티 본체 내에 지지되고, 유전체 지지 프레임(2)이 유전체 공진기(3)의 상이한 위치에 장착될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화되며, 연결 블록은 임의의 2개 또는 2개 이상의 인접한 작은 유전체 공진 블록을 연결할 수 있고, 연결 블록은 작은 유전체 공진 블록의 임의의 위치에 위치하며, 상이한 개수의 작은 유전체 공진 블록을 고정하여 유전체 공진기(3)를 구성하고, 연결 블록이 유전체 공진기(3)의 상이한 위치에 위치할 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화되며, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되고, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기(3)와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기(3) 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값도 대응되게 변화된다.
여기서, 유전체 지지 프레임(2)과 상기 유전체 공진기(3) 또는 캐비티(1)는 조합되어 일체형 구조 또는 분할형 구조를 형성한다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)의 유전체 지지 프레임(2)은 유전체 재료로 제조되고, 유전체 지지 프레임(2)의 재료는 공기, 플라스틱 또는 세라믹, 복합 유전체 재료이며, 연결 블록은 유전체 또는 금속 재료일 수 있다.
여기서, 상기 유전체 지지 프레임(2)은 크림핑, 접착, 스플라이싱, 용접, 버클 또는 나사 연결 방식을 통해 유전체 공진기(3) 및 캐비티(1)에 연결되고, 유전체 지지 프레임(2)은 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)의 하나의 단면 또는 복수 개의 단면에 연결되며, 상기 유전체 또는 금속 연결 블록은 크림핑, 접착, 스플라이싱, 용접, 버클 또는 나사 연결 방식을 통해, 절단된 작은 유전체 공진 블록을 고정하고, 연결 블록에 의해 복수 개의 임의의 형상의 작은 유전체 공진 블록을 연결하여 유전체 공진기(3)를 형성한다.
여기서, 유전체 지지 프레임(2)은 유전체 공진기(3) 및 캐비티(1)의 내벽에 대응되는 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기(3) 및 캐비티(1)의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정되며, 유전체 지지 프레임(2)은 양면이 평행되는 솔리드 또는 중간이 관통된 구조를 포함하고, 유전체 공진기(3)의 동일한 단면 또는 상이한 단면, 가장자리, 모서리의 유전체 지지 프레임(2) 개수는 하나이거나 복수 개의 상이한 조합이며, 상이한 개수의 유전체 지지 프레임(2)에 대응되는 주파수, 모듈러스 및 Q값도 상이하고, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되며, 연결 블록은 임의의 형상이고 또한 2개 또는 복수 개의 인접한 작은 유전체 공진 블록 사이에 매칭되게 장착되어, 복수 개의 작은 유전체 공진 블록이 연결 고정되어 분할 유전체 공진기를 형성하도록 하고(3), 연결 블록은 솔리드 또는 중간이 관통된 구조를 포함하며, 공진 블록의 동일한 단면 또는 상이한 단면, 가장자리, 모서리를 연결하는 연결 블록 개수는 하나이거나 복수 개의 상이한 조합이고, 상이한 개수의 연결 블록에 대응되는 주파수, 모듈러스 및 Q값도 상이하며, 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3)의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되며, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기(3)와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기(3) 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈 비율이 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값도 대응되게 변화된다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)의 유전체 지지 프레임(2)과 캐비티(1)의 내벽 사이에는 응력을 제거하기 위한 탄성 스프링 또는 탄성 유전체 재료가 구비된다.
여기서, 유전체 공진기(3)의 유전체 지지 프레임(2)과 캐비티(1)의 내벽은 접촉되어 열전도를 형성한다.
본 발명은 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 유전체 필터를 더 공개하되, 여기서, 단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 수직 3축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 상이한 주파수의 1-N개의 단일 대역통과 필터를 구성할 수 있고, 상이한 주파수의 단일 대역통과 필터는 다중 대역통과 필터, 듀플렉서 또는 멀티플렉서의 임의의 조합을 구성하며, 대응되는 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 또한 금속 또는 유전체의 단일 모드 공진 캐비티(1), 이중 모드 공진 캐비티(1) 및 삼중 모드 공진 캐비티(1)와 함께 상이한 형태의 임의의 배열로 조합되어 필요한 상이한 사이즈의 복수 개의 단일 대역통과 또는 다중 대역통과 필터 또는 듀플렉서 또는 멀티플렉서 또는 임의의 조합을 형성할 수 있다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 수직 3축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에 대응되는 캐비티(1)와 금속 공진기 단일 모드 또는 다중 모드 캐비티(1), 유전체 공진기(3)단일 모드 또는 다중 모드 캐비티(1)는 임의의 인접 결합 또는 교차 결합의 조합을 수행할 수 있다.
아래 도 1 내지 도 8 및 실험 데이터와 결부하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제공된 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조를 도시한다. 상기 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 캐비티(1), 유전체 지지 프레임(2), 유전체 공진기 및 커버 플레이트를 포함하며, 여기서, 캐비티(1)의 일면은 커버 플레이트 면이고; 유전체 공진기는 유전체로 구성되고; 유전체 공진기는 캐비티에 장착되되 캐비티의 내벽과 접촉하지 않으며; 유전체 지지 프레임(2)은 유전체 공진기와 캐비티의 내벽에 대응되는 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기 및 캐비티(1)의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 캐비티(1) 내에 설치되는 하나의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성한다. 유전체 다중 모드 공진 구조는 일정한 사이즈 수치 범위 내에서 기본 모드의 단일 모드, 이중 모드 및 삼중 모드를 구현할 수 있는데, 즉 하기 예 1/2/3과 같이 유전체 공진기(3)의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3) 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시킨다.
예 1: 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 30 mm이며, 유전체 공진기(3)는 단일 축 방향의 원기둥체이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 27.1 mm이며, 높이는 26 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원환체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 27.1 mm이고, 내경은 26.5 mm이며, 높이는 2 mm이고, 유전체 공진기(3)는 2개의 유전체 지지 프레임에 의해 마주하도록 지지되며 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 단일 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1881.4 | 12548.9 |
| Mode2 | 1887.2 | 8307.2 |
| Mode3 | 1897.1 | 8357.4 |
여기서, Mode1은 기본 모드이고, Mode2 및 Mode3은 고차 모드이다.
예 2: 예 1의 구조에서 대응되는 구조 사이즈를 다음과 같이 변경하였다. 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 32 mm이며, 유전체 공진기(3)는 단일 축 방향의 원기둥체이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 24.4 mm이며, 높이는 28 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원환체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 24.4 mm이고, 내경은 23.8 mm이며, 높이는 2 mm이고, 유전체 공진기(3)는 2개의 유전체 지지 프레임에 의해 마주하도록 지지되며 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 이중 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1883.4 | 10462.1 |
| Mode2 | 1883.1 | 10461.9 |
| Mode3 | 1905.3 | 10904.8 |
여기서, Mode1 및 Mode2는 기본 모드이고, Mode3은 고차 모드이다.
예 3: 예 1 및 예 2의 구조에서 대응되는 구조 사이즈를 다음과 같이 변경하였다. 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 35 mm이며, 유전체 공진기(3)는 단일 축 방향의 원기둥체이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 24 mm이며, 높이는 24 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원환체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 24 mm이고, 내경은 23.4 mm이며, 높이는 5.5 mm이고, 유전체 공진기(3)는 1개의 유전체 지지 프레임에 의해 마주하도록 지지되며, 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 삼중 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1882.4 | 13966.1 |
| Mode2 | 1884.1 | 13906.8 |
| Mode3 | 1884.2 | 13905.9 |
| Mode4 | 2240.1 | 22612.1 |
여기서, Mode1, Mode2 및 Mode3은 기본 모드이고, Mode4는 고차 모드이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 캐비티(1) 내에 설치되는 수직으로 교차하는 2개의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티(1)와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크고; Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크다. 상기 유전체 다중 모드 공진 구조는 기본 모드의 단일 모드, 이중 모드 및 삼중 모드를 구현할 수 있는데, 즉 하기 예 4/5/6과 같이 유전체 공진기(3)의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3) 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시킨다.
예 4: 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 35 mm이며, 유전체 공진기(3)는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 17.5 mm이며, 높이는 31 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원환체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 17.5 mm이고, 내경은 17.1 mm이며, 높이는 2 mm이고, 유전체 공진기(3)는 1개의 유전체 지지 프레임에 의해 지지되며 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 단일 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1878.5 | 12506.6 |
| Mode2 | 1973.3 | 14570.8 |
| Mode3 | 2005.7 | 15571.4 |
여기서, Mode1은 기본 모드이고, Mode2 및 Mode3은 고차 모드이다.
예 5: 예 4의 구조에서 대응되는 구조 사이즈를 다음과 같이 변경하였다. 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 45 mm이며, 유전체 공진기(3)는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 13.7 mm이며, 높이는 41 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원환체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 13.7 mm이고, 내경은 13.6 mm이며, 높이는 2 mm이고, 유전체 공진기(3)는 4개의 유전체 지지 프레임에 의해 지지되며 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 이중 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1880.1 | 15085.1 |
| Mode2 | 1882.1 | 15113.1 |
| Mode3 | 2122.5 | 20111.7 |
여기서, Mode1 및 Mode2는 기본 모드이고, Mode3은 고차 모드이다.
예 6: 예 4 및 예 5의 구조에서 대응되는 구조 사이즈를 다음과 같이 변경하였다. 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 35 mm이며, 유전체 공진기(3)는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 22.7 mm이며, 높이는 22.7 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원환체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 11.3 mm이고, 내경은 11.1 mm이며, 높이는 6.15 mm이고, 유전체 공진기(3)는 4개의 유전체 지지 프레임에 의해 지지되며 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 삼중 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1883.5 | 13981.2 |
| Mode2 | 1892.2 | 14135.3 |
| Mode3 | 1892.2 | 14135.6 |
| Mode4 | 2283.7 | 23107.2 |
여기서, Mode1, Mode2 및 Mode3은 기본 모드이고, Mode4는 고차 모드이다.
도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 캐비티(1) 내에 설치되는 서로 수직으로 교차하는 3개의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임(2)은 캐비티(1)와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크고; Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크며; Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 Z축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3) 및 Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)의 수직 방향이고 또한 Z축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크다. 상기 유전체 다중 모드 공진 구조는 기본 모드의 단일 모드, 이중 모드 및 삼중 모드를 구현할 수 있는데, 즉 하기 예 7/8/9와 같이 유전체 공진기(3)의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티(1)의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기(3) 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드의 개수 및 Q값을 변화시킨다.
예 7: 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 32 mm이며, 유전체 공진기(3)는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 13.7 mm이며, 높이는 28 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원기둥체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 13.7 mm이고, 높이는 2 mm이며, 유전체 공진기(3)는 1개의 유전체 지지 프레임에 의해 지지되며 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 단일 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1877.7 | 8750.2 |
| Mode2 | 2204.1 | 14078.5 |
| Mode3 | 2204.1 | 14079.2 |
여기서, Mode1은 기본 모드이고, Mode2 및 Mode3은 고차 모드이다.
예 8: 예 7의 구조에서 대응되는 구조 사이즈를 다음과 같이 변경하였다. 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 30 mm이며, 유전체 공진기(3)는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 13.5 mm이며, 높이는 26 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원환체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 13.5 mm이고, 내경은 9.5 mm이며, 높이는 2 mm이고, 유전체 공진기(3)는 4개의 유전체 지지 프레임에 의해 지지되며 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 이중 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1884.9 | 8153.1 |
| Mode2 | 1885.1 | 8157.1 |
| Mode3 | 2271.8 | 13185.7 |
여기서, Mode1 및 Mode2는 기본 모드이고, Mode3은 고차 모드이다.
예 9: 예 7 및 예 8의 구조에서 대응되는 구조 사이즈를 다음과 같이 변경하였다. 캐비티(1)는 정육면체이고, 변의 길이는 34 mm이며, 유전체 공진기(3)는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기이고, 유전 상수는 43이며, Q*F은 43000이고, 직경은 13.7 mm이며, 높이는 30 mm이고, 유전체 지지 프레임(2)은 원환체이며, 유전 상수는 9.8이고, Q*F은 100000이며, 외경은 13.7 mm이고, 내경은 11.7 mm이며, 높이는 2 mm이고, 유전체 공진기(3)는 6개의 유전체 지지 프레임에 의해 지지되며 캐비티(1) 내에 설치되고, 고유 모드 계산을 통해 해당 사이즈 조합은 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기의 기본 모드를 삼중 모드 특성으로 구현할 수 있다는 결과를 획득하였으며, 시뮬레이션 결과는 하기와 같다.
| 고유 모드(Eigenmode) | 주파수(Frequency)(MHz) | Q |
| Mode1 | 1882.1 | 10238.9 |
| Mode2 | 1882.4 | 10241.8 |
| Mode3 | 1882.4 | 10242.6 |
| Mode4 | 2167.5 | 15123.8 |
여기서, Mode1, Mode2 및 Mode3은 기본 모드이고, Mode4는 고차 모드이다.
상기 실험 데이터로부터 알 수 있는 바, 유전체 공진 구조가 단일 축 방향 공진기(즉 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기(3)), 수직으로 교차하는 단일 축 방향 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 공진기일 경우, 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하면, 캐비티의 내벽 사이즈와 축 방향 수직 유전체 공진기 직경 사이즈 비율의 변화는 대응되는 기본 모드 및 고차 모드 주파수 및 Q값을 변화시킨다. 물론, 실제 인용에서, 가장 바람직한 선택은, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 대응되는 사이즈 비율이 1.01 ~ 4.5인 것이다. 캐비티(1) 사이즈 및 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 경우, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기 사이즈 및 축 방향 수직 방향 사이즈가 임의의 조합으로 변화될 때, 단일 축 방향 유전체 공진 구조의 기본 모드는 1-3개의 동일한 주파수 다중 모드를 형성할 수 있고, 수직으로 교차하는 2축 유전체 공진 구조 및 3축 교차 유전체 공진 구조의 기본 모드는 1-6개의 동일한 주파수 다중 모드를 형성할 수 있으며, 만약 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈 비율이 변화되면, 대응되는 기본 모드 개수도 대응되게 변화된다.
단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 2축 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 유전체 공진 구조의 K1의 값의 범위는 1.01<K1<4.5이고, K2의 값의 범위는 1.01<K2<4.5, K1≤K≤K2이며; 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조가 단일 축 방향, 수직으로 교차하는 2축 및 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조일 경우, K값 및 M값이 변화될 때, 주파수가 근접한 기본 모드 개수를 L로 정의하고, 주파수가 근접한 인접한 고차 모드 개수를 N으로 정의하며, 상이한 주파수의 기본 모드 및 인접한 고차 모드를 L+N개의 모드 공진 조합으로 조합하되, 여기서, 1≤L≤6이고, L의 개수는 캐비티(1), 유전체 지지 프레임(2), 유전체 공진기의 사이즈 조합과 관련되며, 고차 모드 주파수는 기본 모드 주파수보다 높고, 고차 모드 개수는 고차 모드 주파수의 상이한 간격 조합과 관련된다.
하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 경우, 단일 축 방향 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 동일한 주파수 및 상이한 주파수의 기본 모드 및 인접한 고차 모드 L+N 또는 L모드의 공진 개수는 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조보다 작고, 수직으로 교차하는 2축 공진 구조의 동일한 주파수 및 상이한 주파수의 기본 모드 및 인접한 고차 모드 L+N 또는 L모드의 개수는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조보다 작다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 유전체 지지 프레임(2)은 유전체 공진기(3)의 단면, 가장자리, 모서리 또는 캐비티 본체의 모서리 부분에 위치하고 유전체 공진기(3)와 캐비티 본체 사이에 설치되며, 상기 유전체 공진기(3)는 유전체 지지 프레임(2)에 의해 상기 캐비티 본체 내에 지지되고, 유전체 지지 프레임(2)이 유전체 공진기(3)의 상이한 위치에 장착될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화된다. 유전체 지지 프레임(2)은 양면이 평행되는 솔리드 또는 중간이 관통된 구조를 포함하고, 유전체 공진기(3)의 동일한 단면 또는 상이한 단면, 가장자리, 모서리의 유전체 지지 프레임(2) 개수는 하나이거나 복수 개의 상이한 조합이며, 상이한 개수의 유전체 지지 프레임(2)에 대응되는 주파수, 모듈러스 및 Q값도 상이하다.
유전체 지지 프레임(2)과 유전체 공진기(3) 또는 캐비티(1)는 조합되어 일체형 구조 또는 분할형 구조를 형성한다. 유전체 지지 프레임(2)은 크림핑, 접착, 스플라이싱, 용접, 버클 또는 나사 연결 방식을 통해 유전체 공진기(3) 및 캐비티(1)에 연결되고, 유전체 지지 프레임(2)은 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)의 하나의 단면 또는 복수 개의 단면에 연결되며, 상기 유전체 또는 금속 연결 블록은 크림핑, 접착, 스플라이싱, 용접, 버클 또는 나사 연결 방식을 통해, 절단된 작은 유전체 공진 블록을 고정하고, 연결 블록에 의해 복수 개의 임의의 형상의 작은 유전체 공진 블록을 연결하여 유전체 공진기(3)를 형성한다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)의 유전체 지지 프레임(2)은 유전체 재료로 제조되고, 유전체 지지 프레임(2)의 재료는 공기, 플라스틱 또는 세라믹, 복합 유전체 재료이며, 연결 블록은 유전체 또는 금속 재료일 수 있다.
여기서, 단일 축 방향 유전체 공진기(3) 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기(3), 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기(3)의 유전체 지지 프레임(2)과 캐비티(1)의 내벽 사이에는 응력을 제거하기 위한 탄성 스프링 또는 탄성 유전체 재료가 구비된다.
여기서, 유전체 공진기(3)의 유전체 지지 프레임(2)과 캐비티(1)의 내벽은 접촉되어 열전도를 형성한다. 단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 경우, RF 신호는 X축, Y축 공진 사이의 결합을 통해 RF 경로를 형성하거나 또는 X축, Y축, Z축 공진 모드 사이의 X와 Y의 결합, Y와 Z의 결합을 통해 RF 경로를 형성한 후 손실 및 열을 생성할 수 있으며, X, Y 또는 Z축의 임의의 2개 또는 3개의 방향의 축퇴 모드가 작동 시 생성된 열은 유전체 지지 프레임(2)을 통과하여 캐비티(1)의 X, Y 또는 Z축 방향의 양쪽 내벽과 충분히 접촉되어 열전도를 형성함으로써, 제품 발열량을 감소시킨다.
열은 열팽창 및 수축을 일으켜 대역통과 오프셋이 발생하고, 유전체 공진기와 유전체 지지 프레임(2)의 재료 배합비를 조정하여 고온 및 저온으로 인한 대역통과 오프셋을 감소시키거나 유전체 공진기와 캐비티(1)의 사이즈 매칭을 변경시켜 고온 및 저온으로 인한 대역통과 오프셋을 감소시킨다.
본 발명의 실시예는 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조를 포함하는 유전체 필터를 더 제공하되, 이는 상기 각 실시예에 따른 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조를 포함하고, 구체적으로, 단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조일 수 있고; 단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에 대응되는 캐비티는 단일 모드 공진 캐비티, 이중 모드 공진 캐비티 및 삼중 모드 공진 캐비티와 함께 상이한 형태의 임의의 배열로 조합되어 필요한 상이한 사이즈의 단일 대역통과 또는 다중 대역통과 필터, 듀플렉서 및 멀티플렉서를 형성한다.
단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 경우, 단일 축 방향 공진기에 대응되는 캐비티는 단일 모드 공진 캐비티와 임의로 조합되어 단일 대역통과 다중 모드 필터, 듀플렉서 및 멀티플렉서를 형성한다.
수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 기본 모드가 이중 모드이고 인접한 고차 모드가 단일 모드 및 다중 모드일 경우, 수직으로 교차하는 2축 공진기에 대응되는 캐비티는 단일 모드 공진 캐비티와 임의로 조합되어 상이한 주파수 대역의 이중 대역통과 필터, 듀플렉서 및 멀티플렉서를 형성한다.
3축 교차 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조의 기본 모드가 삼중 모드일 경우, 대응되는 캐비티는 단일 모드 공진 캐비티와 임의로 조합되어 삼중 모드 필터 또는 듀플렉서 및 멀티플렉서를 형성하고, 인접한 고차 모드 및 더 인접한 고차 모드가 다중 모드일 경우, 3축 교차 공진기에 대응되는 캐비티는 캐비티와 임의로 조합되어 상이한 주파수 대역의 다중 모드다중 대역통과 필터, 듀플렉서 및 멀티플렉서를 형성한다.
X, Y, Z축 방향에서 이중 모드 및 다중 모드 공진 구조는는 단일 모드 공진 캐비티, 이중 모드 공진 캐비티 및 삼중 모드 공진 캐비티와 함께 상이한 형태의 임의의 배열로 조합되어 필요한 상이한 사이즈의 필터를 형성하고, 조합되어 형성된 필터에 대응되는 유전체 공진 캐비티는 필요에 따라 상이한 K값 및 M값을 선택하여 기본 모드와 인접한 고차 모드 주파수의 간격을 변화시키거나, 또는 캐비티(1)와의 조합을 통해 인접한 고차 모드와 기본 모드 주파수의 간격을 증가 또는 감소시킨다.
필터의 기능 특성은 대역통과, 대역저지, 고역통과, 저역통과 및 이들에 의해 형성된 듀플렉서, 결합기, 멀티플렉서를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
위에서 설명된 장치 실시예는 예시적일 뿐이며, 여기서 분리 부재로 설명된 유닛은 물리적으로 분리되거나 분리되지 않을 수 있고, 유닛으로 표시된 부재는 물리적 유닛일 수 있거나 아닐 수도 있는데, 즉 한 곳에 위치하거나 복수 개의 네트워크 유닛에 분포될 수 있다. 실제 필요에 따라 그 중 일부 또는 전체 모듈을 선택하여 본 실시예의 해결수단의 목적을 구현할 수 있다. 당업자는 진보성 창출에 힘쓸 필요없이 이를 이해하고 구현할 수 있다.
마지막으로 설명할 것은, 이상 실시예는 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐 이를 한정하지 않으며, 전술한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자는 여전히 전술한 각 실시예에 기재된 기술적 해결수단을 수정하거나 그 중 일부 기술특징에 대해 균등한 대체를 수행할 수 있고 이러한 수정 또는 대체가 해당 기술적 해결수단의 본질이 본 발명의 각 실시예의 기술적 해결수단의 사상 및 범위를 벗어나지 않도록 해야 함을 이해해야 한다.
본 발명의 실시예는 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 및 유전체 필터를 공개하되, 상기 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 캐비티, 유전체 지지 프레임, 유전체 공진기 및 커버 플레이트를 포함하고, 캐비티는 밀봉된 공간으로 구성되되, 캐비티의 일면은 커버 플레이트 면이며; 유전체 공진기는 유전체로 구성되고; 유전체 지지 프레임은 유전체 공진기와 캐비티의 내벽 사이의 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기 및 캐비티의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정되되, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 대응되는 사이즈의 비율은 1.01 ~ 4.5 사이이다. 본 발명의 실시예는 필터의 작은 부피, 낮은 삽입 손실, 높은 억제의 문제를 해결할 수 있고, 다중 모드를 형성할 수 있으며, Q값이 기존의 유전체 다중 모드 기술에서의 Q값보다 크다.
Claims (24)
- 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조로서,
캐비티, 유전체 지지 프레임, 유전체 공진기 및 커버 플레이트를 포함하고; 상기 캐비티는 밀봉된 공간으로 구성되되, 캐비티의 일면은 커버 플레이트 면이며; 상기 유전체 공진기는 유전체로 구성되고; 상기 유전체 공진기는 캐비티에 장착되되 캐비티의 내벽과 접촉하지 않으며; 상기 유전체 지지 프레임은 유전체 공진기와 캐비티의 내벽 사이의 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기 및 캐비티의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정되되, 유전체 공진기는 일체형 유전체 공진기, 또는 복수 개의 작은 유전체 공진 블록으로 분할하여 연결 블록으로 고정하여 구성된 분할 유전체 공진기를 포함하고,
상기 캐비티 내에 설치되는 하나의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하거나; 또는
상기 캐비티 내에 설치되는 수직으로 교차하는 2개의 원기둥체 또는 다각체의 단일 축 방향 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같거나; 또는
상기 캐비티 내에 설치되는 서로 수직으로 교차하는 3개의 원기둥체 또는 다각체의 단일 축 방향 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Z축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Z축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고,
상기 유전체 공진 구조가 단일 축 방향 유전체 공진기, 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기일 경우, 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며,
상기 유전체 공진 구조가 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기일 경우, 그 중 어느 하나의 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기가 다른 하나 또는 2개의 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 작을 때, 이에 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수, 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값은 모두 대응되게 변화되고,
기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 경우, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기, 캐비티 및 유전체 지지 프레임으로 구성된 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수에 대응되는 다중 모드 및 Q값 크기는 변화되며, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기의 Q값은 상이하게 변화되고, 동시에 고차 모드 주파수도 변화되며,
상기 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율은 1.01 ~ 4.5 사이이고,
Q값 크기의 변화와, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5인 변화와의 관계는, Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하거나 Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하고 Q값이 일정한 비율 부근에서 큰 변화를 가지며 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값이 일정한 비율 부근에서 상이하게 변화되는 것인, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
상기 캐비티 내에 설치되는 하나의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기의 단면 중심은 캐비티의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되고, 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 적어도 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티의 내벽에 대응되는 유전체 공진기의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고,
상기 캐비티 내에 설치되는 수직으로 교차하는 2개의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기의 단면 중심은 캐비티의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티의 내벽에 대응되는 유전체 공진기의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고,
상기 캐비티 내에 설치되는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 이에 고정되는 유전체 지지 프레임은 캐비티와 하나의 다중 모드 유전체 공진 구조를 형성하며, 유전체 공진기의 단면 중심은 캐비티의 대응되는 내벽면 중심 위치에 근접하거나 중첩되되, X축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 X축 방향 사이즈는 Y축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 X축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같고; Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Y축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Y축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크거나 같으며; Z축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 Z축 방향 사이즈는 X축의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기 및 Y축 방향의 원기둥체 또는 다각체의 유전체 공진기의 수직 방향이고 또한 Z축 방향과 평행되는 방향의 사이즈보다 크고; 유전체 공진기의 수평 및 수직 방향에서 가장자리 절단, 홈 개방, 모서리 절단을 수행하여 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기 사이즈를 변화시키거나 수평, 수직 방향의 사이즈를 변화시켜, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값을 변화시키며, 캐비티의 내벽의 X, Y, Z축 사이즈가 변화될 경우, 하나의 필요한 주파수가 변화되지 않고 유지될 때 상기 캐비티의 내벽에 대응되는 유전체 공진기의 X, Y, Z축 사이즈도 대응되게 변화되고,
상기 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율은 1.01 ~ 4.5 사이인, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에 대해 임의의 축 방향, 평면, 경사면, 대각을 따라 관통 홈 절단 또는 블라인드 홈 절단을 수행하여 상이한 개수의 작은 유전체 공진 블록으로 절단할 수 있고, 유전체 또는 금속 연결 블록을 통해 작은 유전체 공진 블록을 고정하여 유전체 공진기를 구성하며, 또한 블라인드 절단을 통해 인접한 각각의 작은 유전체 공진 블록이 유전체 공진기로 일체로 연결될 수 있도록 하고,
홈의 폭이 클수록 주파수, Q값, 모듈러스에 대한 관통 홈 절단 및 블라인드 홈 절단의 영향이 커지고, 홈의 폭이 작을수록 주파수 및 Q값, 모듈러스에 대한 관통 홈 절단 및 블라인드 홈 절단의 영향이 작아지며,
연결 블록이 금속일 경우, 구성된 분할 유전체 공진기의 Q값이 크게 감소되고,
상기 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드 주파수에 대응되는 모듈러스는 1-N이고, 기본 모드 및 고차 모드의 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값은 변화되며, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기는 주파수, Q값, 모듈러스의 변화에 영향을 미치고,
그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화되는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 3에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에서, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수에 대응되는 다중 모드 및 Q값 크기는 변화되고, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기의 Q값은 상이하게 변화되며,
Q값 크기의 변화와, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5인 변화와의 관계는, Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하거나 Q값 크기가 사이즈 비율 크기 변화에 정비례하고 Q값이 일부 구체적인 비율 부근에서 큰 변화를 가지며 상이한 주파수에 대응되는 다중 모드의 Q값이 일부 구체적인 비율 부근에서 상이하게 변화되는 것이고,
그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드의 Q값도 대응되게 변화되는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 3에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에서, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 때, 고차 모드 주파수와 기본 모드 주파수, 및 복수 개의 고차 모드 주파수 사이의 간격은 여러 번 변화되고, 상이한 유전 상수의 유전체 공진기의 주파수 간격은 상이하게 변화되며,
그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 주파수 간격도 대응되게 변화되는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에서, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 캐비티 사이즈 및 기본 모드 주파수가 변화되지 않고 유지될 때, 단일 축 방향 유전체 공진기의 3개의 축 방향 사이즈의 수평 및 수직 방향 사이즈가 임의의 조합으로 변화되면, 단일 축 방향 유전체 공진 구조의 기본 모드는 주파수가 동일하거나 주파수가 근접한 1-3개의 다중 모드를 형성할 수 있고, 복수 개의 상이한 주파수의 고차 모드는 복수 개의 동일한 주파수에서의 1-N개의 다중 모드를 형성하며; 수직으로 교차하는 2축 유전체 공진 구조 및 3축 교차 유전체 공진 구조의 기본 모드는 주파수가 동일하거나 주파수가 근접한 1-6개의 다중 모드를 형성할 수 있고, 복수 개의 상이한 주파수의 고차 모드는 복수 개의 동일한 주파수에서의 1-N개의 다중 모드를 형성하되, 그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈 비율이 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수도 대응되게 변화되는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
상기 유전체 공진기 및/또는 캐비티의 가장자리 또는 모서리에 대해 가장자리 절단을 수행하여 인접 결합을 형성하고, 캐비티 및 유전체 공진기를 삼각체 또는 사각체로 절단하거나 캐비티 또는 유전체 공진기의 가장자리를 부분적 또는 전체적으로 절단하여 제거하며, 캐비티와 유전체 공진기는 가장자리 절단이 동시에 수행되거나 별도로 수행되고, 가장자리 절단에 의해 인접 결합이 형성된 후 주파수 및 Q값은 대응되게 변화되며, 인접 결합은 또한 교차 결합에 영향을 미치는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기에 대응되는 캐비티의 3면 교차 부분의 모서리 위치에 대해 모서리 절단을 수행하거나 캐비티와 함께 모서리 절단을 수행하고 폐쇄하여 교차 결합을 형성하면, 대응되는 주파수 및 Q값도 대응되게 변화되고, 동시에 인접 결합에도 영향을 미치는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
상기 유전체 공진기의 전계 강도가 집중되는 위치에는 적어도 하나의 튜닝 장치가 설치되는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진 구조 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진 구조, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진 구조에 대응되는 캐비티의 형상은 직육면체, 정육면체, 다각체를 포함하지만 이에 한정되지 않고, 캐비티의 내벽 표면 또는 내부 영역에는 요홈, 돌기, 절단각 또는 홈이 부분적으로 설치될 수 있는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 9에 있어서,
캐비티 재료는 금속 또는 비금속, 금속 및 비금속 표면 전기 도금 구리 또는 전기 도금 은인, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기의 횡단면 형상은 원기둥체, 타원체, 다각체를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
상기 유전체 공진기 표면 또는 내부 영역에는 요홈, 돌기, 절단각, 홈 또는 가장자리가 부분적으로 설치될 수 있는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기는 솔리드 또는 중공인, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
유전체 공진기 재료는 세라믹, 복합 유전체 재료, 유전 상수가 1보다 큰 유전체 재료인, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
유전체 지지 프레임은 유전체 공진기의 단면, 가장자리, 모서리 또는 캐비티 본체의 모서리 부분에 위치하고 유전체 공진기와 캐비티 본체 사이에 설치되며, 상기 유전체 공진기는 유전체 지지 프레임에 의해 상기 캐비티 본체 내에 지지되고, 유전체 지지 프레임이 유전체 공진기의 상이한 위치에 장착될 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화되고,
연결 블록은 임의의 2개 또는 2개 이상의 인접한 작은 유전체 공진 블록을 연결할 수 있고, 연결 블록은 작은 유전체 공진 블록의 임의의 위치에 위치하며, 상이한 개수의 작은 유전체 공진 블록을 고정하여 유전체 공진기를 구성하고, 연결 블록이 유전체 공진기의 상이한 위치에 위치할 경우, 대응되는 기본 모드 및 다중 모드 개수, 주파수, Q값도 대응되게 변화되며,
캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되고,
그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈가 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값도 대응되게 변화되는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
유전체 지지 프레임과 상기 유전체 공진기 또는 캐비티는 조합되어 일체형 구조 또는 분할형 구조를 형성하는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 16에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기의 유전체 지지 프레임은 유전체 재료로 제조되고, 유전체 지지 프레임의 재료는 공기, 플라스틱 또는 세라믹, 복합 유전체 재료이며, 연결 블록은 유전체 또는 금속 재료일 수 있는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
상기 유전체 지지 프레임은 크림핑, 접착, 스플라이싱, 용접, 버클 또는 나사 연결 방식을 통해 유전체 공진기 및 캐비티에 연결되고, 유전체 지지 프레임은 단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기의 하나의 단면 또는 복수 개의 단면에 연결되며,
상기 유전체 또는 금속 연결 블록은 크림핑, 접착, 스플라이싱, 용접, 버클 또는 나사 연결 방식을 통해, 절단된 작은 유전체 공진 블록을 고정하고, 연결 블록에 의해 복수 개의 임의의 형상의 작은 유전체 공진 블록을 연결하여 유전체 공진기를 형성하는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
유전체 지지 프레임은 유전체 공진기 및 캐비티의 내벽에 대응되는 임의의 위치에 장착되고 유전체 공진기 및 캐비티의 임의의 형상과 매칭되어 연결 고정되며, 유전체 지지 프레임은 양면이 평행되는 솔리드 또는 중간이 관통된 구조를 포함하고, 유전체 공진기의 동일한 단면 또는 상이한 단면, 가장자리, 모서리의 유전체 지지 프레임 개수는 하나이거나 복수 개의 상이한 조합이며, 상이한 개수의 유전체 지지 프레임에 대응되는 주파수, 모듈러스 및 Q값도 상이하고, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되며,
연결 블록은 임의의 형상이고 또한 2개 또는 복수 개의 인접한 작은 유전체 공진 블록 사이에 매칭되게 장착되어, 복수 개의 작은 유전체 공진 블록이 연결 고정되어 분할 유전체 공진기를 형성하도록 하고, 연결 블록은 솔리드 또는 중간이 관통된 구조를 포함하며, 공진 블록의 동일한 단면 또는 상이한 단면, 가장자리, 모서리를 연결하는 연결 블록 개수는 하나이거나 복수 개의 상이한 조합이고, 상이한 개수의 연결 블록에 대응되는 주파수, 모듈러스 및 Q값도 상이하며, 캐비티의 내벽 사이즈와 3개의 축 방향에 대응되는 유전체 공진기의 사이즈의 비율 또는 수평, 수직 방향 사이즈의 비율이 1.01 ~ 4.5 사이일 경우, 기본 모드 및 고차 모드의 Q값 크기는 여러 번 변화되고,
그 중 하나의 축 방향 유전체 공진기와 다른 하나 또는 2개의 축 방향 유전체 공진기 또는 3개의 축 방향 유전체 공진기 사이즈에 대응되는 캐비티 본체 사이즈 비율이 변화될 경우, 대응되는 기본 모드 및 복수 개의 고차 모드 주파수 및 대응되는 다중 모드 개수 및 Q값도 대응되게 변화되는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
단일 축 방향 유전체 공진기 또는 수직으로 교차하는 단일 축 방향 유전체 공진기, 또는 서로 수직으로 교차하는 3개의 단일 축 방향 유전체 공진기의 유전체 지지 프레임과 캐비티의 내벽 사이에는 응력을 제거하기 위한 탄성 스프링 또는 탄성 유전체 재료가 구비되는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1에 있어서,
유전체 공진기의 유전체 지지 프레임과 캐비티의 내벽은 접촉되어 열전도를 형성하는, 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조.
- 청구항 1 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 따른 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조를 포함하는 유전체 필터로서,
단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 수직 3축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 상이한 주파수의 1-N개의 단일 대역통과 필터를 구성할 수 있고, 상이한 주파수의 단일 대역통과 필터는 다중 대역통과 필터, 듀플렉서 또는 멀티플렉서의 임의의 조합을 구성하며, 대응되는 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조는 또한 금속 또는 유전체의 단일 모드 공진 캐비티, 이중 모드 공진 캐비티 및 삼중 모드 공진 캐비티와 함께 상이한 형태의 임의의 배열로 조합되어 필요한 상이한 사이즈의 복수 개의 단일 대역통과 또는 다중 대역통과 필터 또는 듀플렉서 또는 멀티플렉서 또는 임의의 조합을 형성할 수 있는, 유전체 필터.
- 청구항 23에 있어서,
단일 축 방향 유전체 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조, 수직으로 교차하는 2축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조 또는 수직 3축 하이-Q 다중 모드 유전체 공진 구조에 대응되는 캐비티와 금속 공진기 단일 모드 또는 다중 모드 캐비티, 유전체 공진기 단일 모드 또는 다중 모드 캐비티는 임의의 인접 결합 또는 교차 결합의 조합을 수행할 수 있는, 유전체 필터.
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