KR20220116390A - 계단형 임피던스 공진기들을 사용하는 세라믹 필터 - Google Patents

Abstract

rf 컴포넌트들로서 유리한 세라믹 무선 주파수 필터들의 실시예들이 개시된다.　세라믹 필터들은 세라믹 계단형 임피던스 공진기를 포함할 수 있고, 세라믹 계단형 임피던스 공진기의 내경은 한 단부로부터 다른 단부로 변화할 수 있다. 내경은 세라믹 공진기 내에서 각각 다른 임피던스들을 제공하기 위해, 예를 들어 테이퍼 형태로 되거나, 구역화되거나, 또는 층층 계단형으로 될 수 있다

Description

계단형 임피던스 공진기들을 사용하는 세라믹 필터{CERAMIC FILTER USING STEPPED IMPEDANCE RESONATORS}

본원은 "STEPPED IMPEDANCE RESONATOR FILTERS AND THEIR USES"라고 하는 2014년 9월 30일자 출원된 미국 가출원 번호 62/057,659의 우선권을 주장하고, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 도입된다.

본 개시의 실시예들은 일반적으로 무선 주파수 컴포넌트들을 위한 세라믹 공진기 필터들에 관한 것이다.

세라믹 필터들을 위한 종래의 공진기들은 재료에서 사용된 유전 상수에 의해 좌우되는 길이들을 갖는다. 그러므로, 종래의 공진기 필터들은 단지 가치있는 인쇄 회로 기판(PCB) 공간을 소비할 수 있는 보다 큰 크기를 희생하면서 적절한 전기적 응답을 달성할 수 있다.

적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기를 포함하는 무선 주파수 필터의 실시예들이 여기에 개시되는데, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기는 대체로 일정한 외경, 및 내경을 정하는 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기의 길이를 통하는 캐비티를 갖고, 상기 내경은 제1 단부 및 제2 단부를 갖고, 상기 제1 및 제2 단부는 상이한 직경을 갖고, 상기 제1 단부는 상기 제2 단부보다 크다.

일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 테이퍼될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 테이퍼되지 않는다.

일부 실시예들에서, 상기 내경은 제1 및 제2 단부들 사이에 대체로 층층 계단형 프로필을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 층층 계단형 프로필은 상기 제1 및 제2 단부들로부터 대체로 등거리인 단일의 층층 계단 피처를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 층층 계단형 프로필은 상기 제1 및 제2 단부들 사이에 복수의 층층 계단 피처들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 중간 부분에서 테이퍼할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 단부의 임피던스는 상기 제2 단부의 임피던스보다 낮을 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기의 Q 값은 직선 내경을 갖는 공진기의 것의 10% 내일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 필터는 복수의 계단형 임피던스 공진기를 더 포함할 수 있다.

여기에 또한 무선 주파수 신호를 필터링하는 방법이 개시되는데, 상기 방법은 외경, 및 내경을 형성하기 위해 계단형 임피던스 공진기의 길이를 통하는 캐비티를 갖는 계단형 임피던스 공진기 내로 무선 주파수 신호를 입력하는 단계 - 상기 내경은 제1 단부 및 제2 단부를 갖고, 상기 제1 및 제2 단부들은 상이한 직경을 갖고, 상기 제1 단부는 상기 제2 단부보다 큼 -, 및 필터링된 무선 주파수 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기를 포함하는 무선 주파수 장치가 또한 개시되는데, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기는 외경, 및 내경을 정하는 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기의 길이를 통하는 캐비티를 갖고, 상기 내경은 제1 단부 및 제2 단부를 갖고, 상기 제1 및 제2 단부들은 상이한 직경을 갖고, 상기 제1 단부는 상기 제2 단부보다 크다.

일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 테이퍼될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 테이퍼되지 않는다.

일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 및 제2 단부들 사이에 대체로 층층 계단형 프로필을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 층층 계단형 프로필은 상기 제1 및 제2 단부들로부터 대체로 등거리인 단일의 층층 계단 피처를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 층층 계단형 프로필은 상기 제1 및 제2 단부들 사이에 복수의 층층 계단형 프로필을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 중간 부분에서 테이퍼할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 단부의 임피던스는 상기 제2 단부의 임피던스보다 낮을 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기의 Q 값은 직선 내경을 갖는 공진기의 것의 10% 내일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 장치는 복수의 계단형 임피던스 공진기를 더 포함할 수 있다.

또한 여기에 세라믹 무선 주파수 필터의 실시예들이 개시되는데, 상기 세라믹 무선 주파수 필터는 인쇄 회로 기판 상에 장착된 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 - 이 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 각각은 적어도 하나가 금속화된 2개의 단부들, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 대체로 일정한 외경, 및 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하고 내경을 정하고 상이한 직경들을 갖는 제1 및 제2 단부들을 갖는 캐비티를 가짐 -, RF 신호를 입력하도록 구성되고, 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 중 제1 공진기에 배치된 입력 탭, 필터링된 RF 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 중 상기 제1 공진기로부터 가장 멀리에 배치된 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기에 배치된 출력 탭, 및 인접한 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 사이에 배치된 결합 슬롯 쌍들을 포함한다.

일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 테이퍼될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 테이퍼들을 갖지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 및 제2 단부들 사이에 대체로 층층 계단형 프로필을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 중간 부분에서 테이퍼할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 단부의 임피던스는 상기 제2 단부의 임피던스보다 낮을 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기의 Q 값은 직선 내경을 갖는 공진기의 것의 10% 내일 수 있다.

또한 여기에 무선 주파수 신호를 필터링하는 방법의 실시예들이 개시되는데, 상기 방법은 인쇄 회로 기판 상에 장착된 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 갖는 세라믹 필터 내로 무선 주파수 신호를 입력하는 단계 - 상기 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 각각은 적어도 하나가 금속화된 2개의 단부들, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 대체로 일정한 외경, 및 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하고 내경을 정하고 상이한 직경들을 갖는 제1 및 제2 단부들을 갖는 캐비티를 가짐 -, 및 필터링된 무선 주파수 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 및 제2 단부들 사이에 대체로 층층 계단형 프로필을 가질 수 있다.

또한 여기에 무선 주파수 장치의 실시예들이 개시되는데, 상기 무선 주파수 장치는 세라믹 필터를 형성하는 인쇄 회로 기판 상에 장착된 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 - 이 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 각각은 적어도 하나가 금속화된 2개의 단부들, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 대체로 일정한 외경, 및 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하고 내경을 정하고 상이한 직경들을 갖는 제1 및 제2 단부들을 갖는 캐비티를 가짐 -, RF 신호를 입력하도록 구성되고, 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 중 제1 공진기에 배치된 입력 탭, 필터링된 RF 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 중 상기 제1 공진기로부터 가장 멀리에 배치된 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기에 배치된 출력 탭, 및 인접한 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 사이에 배치된 결합 슬롯 쌍들을 포함한다.

일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 테이퍼될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 테이퍼되지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 및 제2 단부들 사이에 대체로 층층 계단형 프로필을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 층층 계단형 프로필은 상기 제1 및 제2 단부들로부터 대체로 등거리인 단일의 층층 계단 피처를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 층층 계단형 프로필은 상기 제1 및 제2 단부들 사이에 복수의 층층 계단 피처들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 내경은 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 중간 부분에서 테이퍼할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 중 적어도 하나는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 단부의 임피던스는 상기 제2 단부의 임피던스보다 낮을 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기들 중 적어도 하나의 Q 값은 직선 내경을 갖는 공진기의 것의 10% 내일 수 있다.

도 1a-c는 계단형 임피던스 공진기들을 결합한 세라믹 필터 어셈블리의 실시예를 보는 방향들에 따라 다르게 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에서 사용된 공진기의 내경을 도시한 도면.
도 3a-d는 세라믹 계단형 임피던스 공진 필터를 위한 가변 내경의 실시예들을 도시한 도면.
도 4a-c는 동축 공진기들의 선택된 맞물림을 갖는 예시적인 무선 주파수 세라믹 필터의 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 개시의 하나 이상의 피처가 세라믹 필터 회로로서 구현될 수 있는 것을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 5의 세라믹 필터 회로가 패키지된 장치 내에 구현될 수 있는 것을 도시한 도면.
도 7은 도 5의 세라믹 필터 회로가 무선 장치 장치 내에 구현될 수 있는 것을 도시한 도면.
도 8은 도 5의 세라믹 필터 회로가 무선 RF 장치의 유선 기반에서 구현될 수 있는 것을 도시한 도면.
도 9는 세라믹 계단형 임피던스 공진기 필터의 실시예를 포함하는 무선 주파수 장치를 도시한 도면.

무선 주파수 또는 전자 신호들과 같은 신호들을 필터링하기 위해 계단형 임피던스 공진기들을 사용하는 필터들의 실시예들이 여기에 개시된다. 구체적으로, 계단형 임피던스 공진기들은 세라믹 필터라고 공지된, 특정 타입의 필터들에서 유리하게 사용될 수 있다. 세라믹 필터들은 세라믹 공진기들, 구체적으로 여기에 개시된 그들 계단형 임피던스 공진기들의 사용을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 개시된 세라믹 필터들은 방송 라디오, 텔레비전, 휴대 전화, 또는 와이파이에서 사용된 것들과 같이, 메가헤르쯔 내지 기가헤르쯔 주파수 범위에서 사용될 수 있다. 그러나, 세라믹 필터의 특정 주파수 및 사용은 제한되지 않는다. 또한, 신호의 타입은 제한되지 않고 다른 신호들이 필터를 통해 통과되는 것으로 이해될 수 있다. 그러므로, 개시된 세라믹 필터들은 예를 들어, 세라믹 무선 주파수 또는 마이크로웨이브 필터들일 수 있지만, 필터의 타입은 제한되지 않는다.

개시된 세라믹 계단형 임피던스 공진기 필터들의 실시예들은 그들이 감소된 크기에서도 적당한 전기적 특성들을 유지할 수 있고, 그럼으로써 세라믹 필터의 전체적인 풋프린트를 감소시키기 때문에 소형화에 유리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 세라믹 계단형 임피던스 공진기 필터들은 종래의 필터들보다 증가된 전기적 특성들을 가질 수 있다. 더구나, 개시된 세라믹 임피던스 공진기 필터들의 실시예들은 종래의 필터들에 현재 영향을 주는 제조 공차 문제들을 피할 수 있다.

세라믹 계단형 임피던스 공진기들

일부 실시예들에서, 세라믹 계단형 임피던스 공진기들은 무선 주파수(RF) 필터들과 함께 사용될 수 있다. 이러한 세라믹 계단형 임피던스 공진기들의 실시예들이 아래에 상세히 설명된다. 유리하게는, 세라믹 계단형 임피던스 공진기 필터들, 및 그들이 결합된 장치들은 종래의 임피던스 공진기들로 이루어진 것보다 더 소형화될 수 있다.

도 1a-c는 계단형 임피던스 공진기들과 같은, 공진기(102)의 조합을 사용하는 세라믹 필터 어셈블리(100)의 실시예를 도시한다. 도시한 바와 같이, 일부 실시예들에서, 공진기(102)는 일반적으로 공진기(102)의 중심을 통해 통과하는 캐비티, 홀, 어퍼처, 또는 라인(106)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐비티(106)는 공진기(102)를 완전히 통과할 수 있다. 따라서, 공진기(102)는 외경(104), 및 예를 들어, 공진기(102)를 통하는 캐비티(106)에 의해 발생된 직경인, 내경(103)을 갖는다.

도 1a-c에 도시한 바와 같이, 공진기(102)는 대체로 일정한 외경(104)(예를 들어, 공진기(102)의 전체 폭)을 가질 수 있다. 도시한 바와 같이, 공진기들(102)은 일반적으로 직사각형이고, 도 1b에 도시한 바와 같이 공진기(102)의 면은 일반적으로 4개의 동일한 크기의 세그먼트들로 이루어질 수 있지만, 공진기들(102)의 치수들 및 형상은 제한되지 않는다. 또한, 도 1c의 단면도에 도시한 바와 같이, 공진기(102)는 변화하는 내경(103)을 가질 수 있으므로, 공진기(102)는 아래에 논의되는 이유들로 계단형(또는 가변) 임피던스를 갖게 된다. 도시한 바와 같이, 내경(103)은 한 단부로부터 다른 단부까지 공진기(102)의 길이를 따라 형상이 변화할 수 있다. 그러므로, 내경(103)은 다른 단부에 비해 한 단부에서 더 클 수 있다.

일부 실시예들에서, 도면에 도시한 바와 같이, 세라믹 필터 어셈블리(100)는 복수의 계단형 임피던스 공진기들(102)을 가질 수 있고, 공진기들(102)의 수는 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 공진기들(102)은 도 1a-c에 도시한 바와 같이, 또는 본 개시에 걸쳐서 상세하게 논의된 바와 같이 정렬될 수 있다.

여기에 설명된 것과 같은 세라믹 동축 공진기들(102)의 그룹은 RF 결합되도록 함께 조립될 수 있고 RF 필터로서 기능하지만, 특정한 재료로 한정되지 않는다. 이들 동축 공진기들은 아래에 상세히 논의되는 계단형 임피던스 공진기들을 병합할 수 있으므로, 개선된 소형화를 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 공진기들(102)은 전기적 접속들을 통해서와 같이, 전기적으로 함께 결합될 수 있다. 그러므로, 공진기들의 무부하 시의 양호도가 전체 세라믹 필터 어셈블리(100) 자체의 선택도를 일반적으로 설정하는 데 사용될 수 있다. 공진기들(102)은 예를 들어, 갭 또는 용량 결합, 또는 자기 결합을 통해 서로 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 인접한 공진기들 간의 RF 에너지의 이러한 결합은 2개의 공진기들의 접하는 표면들 상에 형성된 슬롯들에 의해 달성될 수 있다. 이러한 슬롯의 폭 치수는 범위 내의 결합 상수에 거의 비례할 수 있다. 슬롯들이 이러한 범위 밖의 폭들을 가지면, 세라믹 필터의 전기적 성능이 저하될 수 있다. 공진기들(102) 간의 결합의 타입 및 방법은 제한되지 않는다.

도 2에 도시한 것과 같은 종래 기술의 전형적인 공진기들에서, 공진기(200)의 내경(202) 및 외경(204)은 직선이고 균일한 것이 요구된다. 이 구조는 그것의 간단한 설계로 인해, 제조하기가 비교적 간단할 수 있지만, 이러한 직선 내경들을 소형화하기는 극히 어렵게 된다.

현재는, 소형화의 특성으로 인해, 직선 내경들은 형성을 위한 공차의 경계들에 있다. 공진기의 크기가 감소됨에 따라, 내경과 외경이 서로 가깝게 되어, 궁극적으로 둘 간의 비율이 현재의 제조 기술들이 공진기를 적절히 형성할 수 없을 정도로 가까운 점에 이르기 때문에 이 공차 경계는 발생한다. 통상적인 내경들이 그들이 현재 크기로 된 것을 넘어 소형화되었더라면, 정밀하고 적절한 전기적 응답을 유지하는 것이 거의 불가능했을 것이다.

그러므로, 종래 기술의 통상적인 세라믹 필터들은 무선 주파수 필터 또는 장치에서 가치있는 공간을 소비하는, 더 큰 크기를 희생하여서만 적절한 전기적 응답(예를 들어, Q, 임피던스)을 달성할 수 있다. 따라서, 제한된 수의 세라믹 필터들이 공간 제약으로 인해 전형적인 응용들에서 사용될 수 있다.

본 기술 분야에서 사용된 공진기들을 소형화하는 또 하나의 방법은 공진기 재료의 유전 상수를 증가시키는 것이다. 그러나, 다시, 재료들의 현재의 제조들은 제한된 최대 유전 상수를 가지므로, 필터들을 계속 소형화하는 다른 방법들이 공진기들의 소형화를 계속하기 위해 필요하다.

공진기들의 소형화를 유리하게 계속하기 위해 사용될 수 있는 계단형 임피던스 공진기들의 실시예들이 개시된다. 도 2에 도시한 종래 기술에서 사용된 직선 내경들과 다르게, 계단형 임피던스 공진기들은 변화하는 치수들을 갖는 내경들로 이루어질 수 있다. 이들 변화하는 치수는 공진기, 및 나아가 필터들이 동시에 더욱 소형화되게 하면서 공진기가 전체적으로 저 임피던스 값들을 유지하게 할 수 있다. 개시된 계단형 임피던스 공진기들의 실시예들을 위해, 상당히 작은 풋프린트로 그리고 전기적 응답에 악영향이 주지 않거나 최소로 하여 종래 기술의 것과 동일한 전기적 응답이 달성될 수 있다. 이것은 무선 주파수 필터들의 크기의 전체적인 감소에 유리할 수 있다.

도 3a-3d는 세라믹 필터들로 유리하게 사용될 수 있는 계단형 임피던스 저항의 실시예들을 위해, 내경들, 및 나아가 내부 캐비티들의 다른 비제한적인 구성들의 단면도들을 도시한다. 내경들의 단면이 도시되지만, 내경들 자체는 대체로 원통형 내경들과 같이, 평면 또는 3차원일 수 있거나, 도시한 내경들은 도시한 풋프린트를 갖는 3차원 형상을 생성하기 위해 위쪽으로 대체로 직선으로 연장할 수 있다. 내경들의 전체적인 치수들은 제한되지 않는다. 또한, 도 3a-d에 도시한 바와 같이, 외경(303)은 전체에 걸쳐 대체로 동일하지만, 외경(303)의 특정한 치수들은 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 캡이 바깥쪽으로 연장하는 캐비티가 동일한 직경을 가질 수 있도록 내경을 줄이거나 늘리기 위해 세라믹 계단형 임피던스 공진기들의 단부 위에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 개시된 내경 변화들은 공진기의 길이보다 짧을 수 있고, 내경은 양 단부에서 유사한 직경으로 전이할 수 있다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 내경들은 더 큰 내경(302)으로 시작하고 더 작은 내경(304)으로 끝날 수 있다. 2개의 단부들 사이에, 내경(304)은 한 쌍의 90°턴들(306)에서 직경이 줄어들 수 있지만, 각도는 제한되지 않고 다른 각도들이 역시 사용될 수 있다. 따라서, 내경들은 더 큰 직경으로부터 더 작은 직경으로 일반적으로 급작스럽게 전이할 수 있다.

전이는 도 3a에 도시한 바와 같이, 일반적으로 내경들의 중간에서 발생할 수 있지만, 이것은 역시 다른 위치들 내에 위치 설정될 수 있고 전이의 위치는 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 내경들의 약 50%는 더 큰 직경일 수 있고 내경들의 약 50%는 더 작은 직경일 수 있다. 일부 실시예들에서, 그 비율은 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 40/60, 30/70, 20/80, 또는 10/90일 수 있다.

도 3b는 큰 단부(312)로부터 작은 단부(314)로 직경이 대체로 테이퍼되는 식으로 감소할 수 있는 내경의 실시예를 도시한다. 일부 실시예들에서, 내경은 공진기 내에 대체로 원추형 캐비티를 형성할 수 있다. 도시한 바와 같이, 테이퍼(316)는 내경들의 길이를 따라 연장할 수 있다. 테이퍼는 도 3b에 도시한 바와 같이 대체로 직선일 수 있거나, 적어도 부분적으로 만곡될 수 있다.

도 3c는 도 3b에 도시한 것과 유사한 내경의 실시예를 도시한다. 그러나, 도시한 바와 같이, 테이퍼는 훨씬 더 높은 비율로 발생하고 내경의 길이를 연장하지 않는다. 예를 들어, 더 큰 직경 부분(322)은 내경을 따라 아래로 부분적으로 연장한다. 내경은 다음에 그것이 바깥쪽으로 이어지는, 더 작은 직경 부분(324)에 도달할 때까지 테이퍼(326)한다. 일부 실시예들에서, 테이퍼는 작거나 더 큰 단부들에서 시작하여 발생할 수 있으므로, 단지 하나의 테이퍼된 부분 및 한 직선 부분이 있을 수 있다. 도 3b 및 도 3c 사이의 모든 테이퍼들이 역시 사용될 수 있고, 테이퍼의 크기 및 기울기는 제한되지 않는다.

도 3d는 대체로 층층 계단 구조를 가질 수 있는 내경의 실시예들 도시한다. 도시한 바와 같이, 내경은 일련의 점진적 계단들(336)에서 최대 직경(332)으로부터 최소 직경(334)으로 감소할 수 있다. 일부 실시예들에서, 일련의 점진적 계단들이 계단들 대신에 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 테이퍼들 및 계단들 둘 다는 내경의 직경을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 계단들(336)은 거의 동일한 크기 또는 다른 크기들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 계단들(336)은 테이퍼되고 각이 질 수 있다.

일부 실시예들에서, 공진기의 짧아진 단부는 개방 단부로부터 스위치될 수 있다. 예를 들어, 더 작은 직경은 공진기의 어느 한 단부 상에 있을 수 있고, 특정한 구성에 제한되지 않는다. 단락 및 개방 단부를 스위칭함으로써, 이것은 주파수 대 길이에 반대 효과를 줄 수 있고, 어떤 더 유리한 특성들을 제공할 수 있다.

개시된 테이퍼된 내경들의 실시예들은 세라믹 공진기들, 및 나아가 세라믹 무선 주파수 필터들의 소형화를 위해 유리할 수 있다. 일반적으로, 공진기의 내경이 커질수록, 공진기의 임피던스는 낮아진다. 임피던스가 낮다는 것은 세라믹 필터가 신호들을 더 효율적으로 필터링할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 더 큰 직경은 전형적으로 공진기의 공진을 감소시켜서, 세라믹 필터들에 불리할 수 있다. 그러므로, 더 작은 직경의 내경은 위에 언급된 바와 같이 임피던스를 증가시키지만, 세라믹 필터의 공진을 개선시킬 수 있다. 공진기의 적어도 일부에 대해 더 작은 직경을 가짐으로써, 이것은 소형화를 위한 종래 기술의 공차 문제들 중 일부를 피할 수 있다.

그러므로, 더 큰 직경으로부터 더 작은 직경들로 전이함으로써, 더 큰 직경의 낮은 임피던스가 유지될 수 있으면서, 더 작은 직경 라인에서의 더 큰 공진이 달성될 수 있다. 이 영향은 전송 라인 이론을 따른다. 그러므로, 저 임피던스 및 고 임피던스는 세라믹 계단형 공진기 필터들을 위해 유지될 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예들은 고 효율 및 고 공진을 유리하게 가질 수 있다. 종래 기술의 공진기들에서, 2개의 다른 특성이 서로 균형을 이루어야 하는데, 그것은 고 공진 및 고 효율 공진기를 달성하기 어렵게 만든다.

일부 실시예들에서, 도 2에 도시한 것과 같은 종래의 공진기에 비해 계단형 임피던스 공진기를 사용할 때 최소의 Q 저하가 있다. 예를 들어, Q 저하는 종래의 직선 공진기에 비해 약 20% 미만, 약 10% 미만, 약 5% 미만, 약 1% 미만, 또는 0%일 수 있다.

일부 실시예들에서, 계단형 임피던스 공진기들을 사용하는 세라믹 필터의 전체적인 풋프린트는 도 2에 도시한 것과 같은, 종래의 공진기를 사용하는 세라믹 필터의 것보다 적은 약 20% 내지 약 30%이다.

일부 실시예들에서, 계단형 임피던스 공진기 필터들은 종래의 내경들을 사용하는 종래의 필터들의 것보다 상당히 적은, 1인치의 1000분의 약 110-140의 길이를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 세라믹 계단형 임피던스 공진기 필터들은 1인치의 1000분의 약 110-140 미만의 길이를 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 위에 논의된 내경들은 0.062 외경에 대해 약 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 또는 0.25 내지 약 0.35, 0.40, 0.45, 또는 0.50인치의 범위일 수 있지만, 정확한 치수들은 제한되지 않는다.

일부 실시예들에서, 계단형 임피던스 공진기는 약 100㎒ 내지 약 20㎓의 공진을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 공진기는 약 300㎒ 내지 약 5㎓의 공진을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 계단형 임피던스 공진기는 약 100㎒, 300㎒, 500㎒, 1㎓, 5㎓, 10㎓, 또는 20㎓보다 큰 공진을 가질 수 있다. 계단형 임피던스 공진기의 공진은 제한되지 않는다.

일부 실시예들에서, 계단형 임피던스 공진기는 2 내지 25퍼센트의 대역폭을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 계단형 임피던스 공진기는 2, 5, 10, 15, 또는 20퍼센트보다 큰 대역폭을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 계단형 임피던스 공진기는 25, 20, 15, 10, 또는 5퍼센트보다 작은 대역폭을 가질 수 있다.

필터 그룹핑

도 4a-4c는 여기에 설명된 것과 같은 방식으로 배열된 6개의 세라믹 동축 공진기들(401, 402, 403, 404, 405, 406)을 갖는 예시적인 세라믹 RF 필터(400)의 다양한 뷰들을 도시한다. 특히, 도 4a-c에 도시한 세라믹 RF 필터들은 특히 그들이 계단형 임피던스 공진기들의 사용을 통해 종래 기술에서 공지된 필터들보다 더 소형화될 수 있음에 따라, PCB 상에 공간을 절약할 수 있다. 도 4a-c는 양 단부 상에 동일한 크기를 갖는 캐비티들을 도시하지만, 세라믹 계단형 임피던스 저항기들이 사용될 수 있으므로 도시한 캐비티들은 축척에 맞게 도시되지 않을 수 있다는 점을 이해할 것이다. 도 4a는 예시적인 세라믹 필터(400)의 전면도를 도시하고, 도 4b는 그 배면도를 도시하고, 도 4c는 그 평면도를 도시한다. 여기에 설명된 바와 같이, 예시적인 세라믹 필터(400)와 관련된 하나 이상의 특징을 갖는 세라믹 RF 필터들은 위에 논의된 계단형 임피던스 공진기들과 같이, 다른 수의 세라믹 동축 공진기들을 포함할 수 있다.

6개의 공진기(401-406)가 PCB 기판(442) 상에 장착되고 450, 452, 454, 456, 458로서 표시된 결합 슬롯 쌍들을 통해 RF 결합되도록 배열되는 것으로 도시된다. 6개의 공진기는 또한 전단부들(411, 412, 413, 414, 415, 416) 및 후단부들(421, 422, 423, 424, 425, 426)을 갖는 것으로 도시된다. 입력 RF 신호를 제공하기 위한 입력 탭(434)은 제1 공진기(401)의 전단부(411)에 배치되는 것으로 도시되고, 필터링된 RF 신호를 출력하기 위한 출력 탭(436)은 제6 공진기(406)의 전단부(416)에 배치되는 것으로 도시된다. 입력 탭(434)은 결국 입력 접속기(430)에 접속된 커패시터(432)에 전기적으로 접속된다. 유사하게, 출력 탭(436)은 결국 출력 접속기(440)에 전기적으로 접속된 커패시터(438)에 전기적으로 접속된다.

도 4a 및 4b에서, 공진기의 금속화된 단부는 음영이 없는 것으로 표시되고, 비금속화된 단부는 음영이 있는 것으로 표시된다. 따라서, 제1(401), 제3(403), 제4(404) 및 제6(406) 공진기들에 대응하는 전단부들(411, 413, 414, 416)은 비금속화되고, 제2(402) 및 제5(405) 공진기들에 대응하는 나머지 전단부들(412, 415)은 금속화된다. 제1(401), 제3(403), 제4(404) 및 제6(406) 공진기들에 대응하는 후단부들(421, 423, 424, 426)은 금속화되고, 제2(402) 및 제5(405) 공진기들에 대응하는 나머지 후단부들(422, 425)은 금속화되지 않는다. 따라서, 6개의 공진기들 각각은 1/4 파 공진기로서 동작할 수 있다. 전술한 예의 금속화된 전단부 및 후단부들 각각은 접지에 접속된다. 이러한 접지 접속들은 접속들(461, 462, 463, 464, 465, 466)로 도 4a-c에 표시된다. 그러나, 다른 구성들이 사용될 수 있고 공진기들의 그룹의 특정한 구성은 제한되지 않는다.

전술한 예에서, 제1, 제3, 제4 및 제6 공진기들은 입력 및 출력 접속들(430, 440)이 있는 전면 측과 접하는 그들의 전단부들과의 제1 배향으로 있고, 제2 및 제5 공진기들은 전면 측과 접하는 그들의 후단부들과의 제2 배향으로 있다는 점에 주목한다. 따라서, 제2 공진기(402)는 제1과 제3 공진기들(401, 403) 사이의 맞물림 구성으로 있다. 유사하게, 제5 공진기(405)는 제4와 제6 공진기들(404, 406) 사이에 맞물림된다. 제3, 제4 및 제5 공진기들의 서브 그룹은 모두 콤-라인(comb-line) 구성에 있도록 제1 배향에 있다는 점에 주목한다. 전술한 예에 기초하여, 세라믹 필터(400) 내의 공진기들은 공진기 배향들의 선택된 맞물림을 갖는다는 것을 알 수 있다. 여기서 설명의 목적을 위해, "완전 맞물림" 구성은 교호하는 배향들로 공진기들 모두를 갖는다는 것을 이해할 것이다. 또한, 여기에 설명된 것과 같은 "선택된 맞물림" 또는 간단히 "맞물림"은 공진기들의 어떤 교호하는 배향들을 갖는 비완전 맞물림 구성들을 포함한다.

도 4a-c의 예에 적용된 바와 같이, 선택된 맞물림은 세라믹 필터(400)의 입력 및 출력 둘 다가 짝수의 공진기들을 사용하여 세라믹 필터(400)의 공통 기준 평면(예를 들어, 전면 측)에 유지되게 한다. 완전 맞물림 구성을 위해, 짝수의 공진기들은 입력과 출력이 반대 측들 상에 있게 할 것이다. 공통 측 상에 둘 다를 접속가능하게 하도록 다른 측에 2개(입력 및 출력) 중 하나를 라우트하는 것이 가능하지만, 여분의 접속 길이는 (예를 들어, 인덕턴스를 바람직하지 않게 변화시킴으로써) 세라믹 필터의 전기적 특성에 영향을 줄 수 있다.

세라믹 필터들 타입

세라믹 필터들 타입은 4개의 일반적인 카테고리로 나누어질 수 있지만, 카테고리 자체는 제한되지 않는다. 예를 들어, 필터들은 대역 통과 필터, 대역 저지 필터, 저역 통과 필터, 또는 고역 통과 필터일 수 있다. 위에 상세히 논의된 개시된 계단형 임피던스 필터들의 실시예들이 필터들의 임의의 카테고리에 포함될 수 있고, 필터의 임의의 카테고리를 위한 유리한 소형화를 제공할 수 있다.

대역 통과 필터들은 원하지 않은 주파수들을 배제하면서, 주파수들의 원하는 대역을 선택적으로 얻기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 대역 통과 필터는 소정 범위 내의 주파수들을 통과시키고 그 범위 밖의 주파수를 제거 또는 감쇠할 수 있다. 특히, 대역 통과 필터들은 무선 송신기들 및 수신기들에서 사용될 수 있다. 송신기에서, 대역 통과 필터는 출력 신호의 대역폭을 송신을 위해 할당된 대역으로 제한할 수 있다. 이것은 다른 국들과의 간섭을 줄일 수 있으므로, 송신된 신호의 품질을 향상시킨다. 수신기에서, 대역 통과 필터는 주파수들의 선택된 범위 내의 신호들이 들리게 되거나 디코드되게 할 수 있고, 선택된 범위 바깥의 신호들이 통해져 들어오는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 대역 통과 필터는 수신기의 신호 대 잡음비 및 감도를 최적화할 수 있다. 대역 통과 필터는 사용된 신호들의 수를 최대화하고, 동시에 신호들 간의 간섭 또는 경합을 최소화하면서 사용된 신호의 모드 및 속도를 최적화할 수 있다.

대역 저지 필터들은 그들이 변경되지 않은 대부분의 주파수들을 통과시키지만 주파수들의 특정한 범위 내의 것들은 감쇠시킨다는 점에서, 대역 통과 필터들과 일반적으로 반대이다. 이들은 예를 들어, 피드백을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 그러나, 대역 저지 필터들은 전형적으로 전자 분야에서 덜 일반적이다.

저역 통과 필터들은 저 주파수 신호들을 통과시키고 지정된 차단 주파수보다 높은 신호들을 감쇠시키는 필터들이다. 감쇠 및 차단 주파수는 저역 통과 필터들에서 조정될 수 있다. 저역 통과 필터들은 전자 회로들, 아날로그-디지털 변환기들, 디지털 필터들과 같은 수 많은 제품들을 위해 사용될 수 있다.

고역 통과 필터들은 일반적으로 저역 통과 필터들의 반대이다. 고역 통과 필터들은 지정된 차단 주파수보다 낮은 신호들을 감쇠시키고 고주파수 신호들을 통과시킨다. 감쇠 및 차단 주파수는 고역 통과 필터들에서 조정될 수 있다. 고역 통과 필터들은 예를 들어, 회로로부터 DC를 차단하기 위해 사용될 수 있다. 고역 및 저역 통과 필터들의 조합은 위에 설명된 바와 같이 대역 통과 필터를 형성할 수 있다.

세라믹 계단형 임피던스 필터들의 응용

도 5는 세라믹 계단형 임피던스 공진 필터들의 실시예들이 세라믹 필터 회로(500)로서 구현될 수 있는 것을 개략적으로 도시한다. 이러한 세라믹 필터 회로는 다수의 제품, 장치, 및/또는 시스템에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 6은 일부 실시예들에서, 패키지된 장치가 동일한 측 상에 입력 및 출력 접속들(512, 514)에 결합되고 여기에 설명된 것과 같은 성능 특징들을 제공하도록 구성된 세라믹 필터 회로(500)를 포함할 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 패키지된 장치는 전용 세라믹 RF 필터 모듈일 수 있거나, 어떤 다른 기능적 소자들을 포함할 수 있다.

도 7은 일부 실시예들에서, 세라믹 필터 회로(500)가 무선 장치(520)에서 구현될 수 있다는 것을 도시한다. 이러한 무선 장치는 세라믹 필터 회로와 통신하는 안테나(528)를 포함할 수 있다(라인 526). 무선 장치(520)는 송신(Tx) 및/또는 수신(Rx) 기능들을 제공하도록 구성된 회로(522)를 더 포함할 수 있다. Tx/Rx 회로(522)는 세라믹 필터 회로(500)와 통신하는 것으로 도시된다(라인 524).

도 8은 일부 실시예들에서, 세라믹 필터 회로(500)가 RF 장치(530)에서 구현될 수 있는 것을 도시한다. 이러한 장치는 입력 RF 신호를 세라믹 필터 회로에 제공하는 입력 소자(532)(라인 534), 및 세라믹 필터 회로(500)로부터 필터링된 RF 신호를 수신하는 출력 소자(538)(라인 536)를 포함할 수 있다. RF 장치(530)는 도 7의 예와 같은 무선 장치, 유선 기반 장치, 또는 이들의 어떤 조합일 수 있다.

일부 구현들에서, 여기에 설명된 것과 같은 하나 이상의 대역 통과 필터링 특징을 갖는 세라믹 RF 필터들은 시스템들 및 장치들을 포함하는 많은 응용들에서 이용될 수 있다. 이러한 응용들은 케이블 텔레비전(CATV); 무선 제어 시스템(WCS); 마이크로웨이브 분배 시스템(MDS); 공업용, 과학용 및 의료용(ISM); PCS(개인 통신 서비스), 디지털 셀룰러 시스템(DCS), 및 유니버설 이동 통신 시스템(UMTS)과 같은 셀룰러 시스템들; 및 전세계 위치 파악 시스템(GPS)을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다.

또한, 일부 실시예들에서, 개시된 세라믹 계단형 임피던스 공진기 필터는 RF 장치들과 함께 사용될 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 이러한 RF 장치는 RF 신호들의 송신 및/또는 수신을 용이하게 하도록 구성된 안테나(912)를 포함할 수 있다. 이러한 신호들은 송수신기(914)에 의해 발생 및/또는 처리될 수 있다. 송신을 위해, 송수신기(914)는 전력 증폭기(PA)에 의해 증폭되고 안테나(912)에 의해 송신하기 위해 필터링된(Tx 필터) 송신 신호를 발생할 수 있다. 수신을 위해, 안테나(912)로부터 수신된 신호는 송수신기(914)로 보내지기 전에 필터링되고(Rx 필터) 저잡음 증폭기(LNA)에 의해 증폭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 9에 도시한 세라믹 필터들은 여기에 개시된 것과 같은 세라믹 계단형 임피던스 공진기 필터의 실시예일 수 있다.

일부 실시예들에서, 세라믹 계단형 임피던스 공진기 필터들은 무선 원거리 통신 기지국과 같은 RF 응용들에서 구현될 수 있다. 이러한 무선 기지국은 RF 신호들의 송신 및/또는 수신을 용이하게 하도록 구성된, 도 9를 참조하여 설명된 예와 같은, 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 이러한 안테나(들)는 여기에 설명된 것과 같은 하나 이상의 필터를 갖는 회로들 및 장치들에 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기지국은 송수신기, 합성기, RX 필터, TX 필터, 자기 아이솔레이터들 및 안테나를 가질 수 있다. 자기 아이솔레이터들은 단일 채널 PA 내에 포함될 수 있고 접속화되고, 집적된 트리플레이트 또는 마이크로스트립 드롭-인일 수 있다.

전술한 설명으로부터, 계단형 임피던스 공진기들을 사용하는 세라믹 필터들을 위한 창의적 제품 및 방법들이 개시된다. 여러 소자들, 기술들 및 양태들이 일정 정도의 특정성을 갖고 설명되었지만, 많은 변화들이 본 개시의 취지 및 범위에서 벗어나지 않고서 위에 설명된 본 명세서의 특정한 설계들, 구성들 및 방법으로 이루어질 수 있는 것은 명백하다.

별도의 구현들의 맥락에서 본 개시에서 설명된 것과 같은 소정의 특징들은 또한 단일의 구현에서 조합하여 구현될 수 있다. 반대로, 단일의 구현의 맥락에서 설명된 다양한 특징들은 또한 다수의 구현으로 별도로 또는 임의의 적합한 부조합으로 구현될 수 있다. 더구나, 특징들이 소정의 조합들에서 동작하는 것으로 위에 설명될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징이 어떤 경우들에는 조합으로부터 제거될 수 있고, 조합은 어떤 부조합 또는 어떤 부조합의 변형으로서 청구될 수 있다.

더구나, 방법들이 도면에 도시되거나 특정한 순서로 본 명세서에 설명되었지만, 이러한 방법들은 도시된 특정한 순서로 또는 순차적인 순서로 수행될 필요가 없고, 모든 방법들이 원하는 결과들을 달성하기 위해 수행될 필요는 없다. 도시되거나 설명되지 않은 다른 방법들은 예시적인 방법들 및 공정들 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 부가적인 방법이 설명된 방법들 전, 후, 동시, 또는 그 사이에 수행될 수 있다. 또한, 방법들은 다른 구현들에서 재배열 또는 재배치될 수 있다. 또한, 위에 설명된 구현들 내의 다양한 시스템 소자들의 분리는 모든 구현들 내의 그러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되고, 설명된 소자들 및 시스템들은 일반적으로 단일 제품 내에 함께 통합되거나 다중 제품들 내로 패키지될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 부가적으로, 다른 구현들은 본 개시의 범위 내에 드는 것이다.

달리 특별히 표명하거나, 또는 사용된 문맥 내에서 다르게 이해되는 것이 아니라면 "할 수 있다"와 같은 조건 언어는 일반적으로 소정의 실시예들이 소정의 특징들, 요소들, 및/또는 단계들을 포함하거나 하지 않을 수 있다는 것을 표현하고자 하는 것이다. 그러므로, 이러한 조건 언어는 일반적으로 특징들, 요소들, 및/또는 단계들이 하나 이상의 실시예들을 위해 어떻게든 요구되는 것을 함축하고자 하는 것은 아니다.

달리 특별히 표명하거나, 또는 사용된 문맥 내에서 다르게 이해되는 것이 아니라면, "X, Y, 및 Z 중 적어도 하나"라는 표현과 같은 접속 언어는 품목, 용어 등이 X, Y, 또는 Z일 수 있다는 것을 전달하는 데 일반적으로 사용된다. 그러므로, 이러한 접속 언어는 소정의 실시예들이 X의 적어도 하나, Y의 적어도 하나, 및 Z의 적어도 하나의 존재를 요구한다는 것을 일반적으로 함축하고자 하는 것은 아니다.

여기에 사용된 것과 같은 "거의", "약", "대체로", 및 "실질적으로"와 같은 정도를 표현하는 단어들은 원하는 기능을 여전히 수행하거나 원하는 결과를 달성하는 언급된 값, 양, 또는 특성에 가까운 값, 양, 또는 특성을 표현하는 것이다. 예를 들어, 단어들 "거의", "약", "대체로", 및 "실질적으로"는 언급된 양의 10% 이하 내, 5% 이하 내, 1% 이하 내, 0.1% 이하 내, 및 0.01% 이하 내의 양을 말할 수 있다.

일부 실시예들이 첨부 도면과 관련하여 설명되었다. 도면은 축척에 맞게 그려지지 않았지만, 이러한 축척은 제한되는 것은 아닌데, 왜냐하면 도시된 것 이외의 치수들 및 비율들이 고려되고 개시된 발명들의 범위 내에 있기 때문이다. 거리들, 각도들 등은 단지 예시적이고 예시된 장치들의 실제 치수들 및 레이아웃과의 정확한 관계를 반드시 포함할 필요는 없다. 소자들은 부가, 제거, 및/또는 재배열될 수 있다. 또한 다양한 실시예들과 관련한 어떤 특정한 특징, 양태, 방법, 성질, 특성, 품질, 속성, 요소 등의 여기에서의 개시는 여기에 기술된 모든 다른 실시예들에서 사용될 수 있다. 부가적으로, 여기에 설명된 어떤 방법들은 나열된 단계들을 수행하기 위해 적합한 임의의 장치를 사용하여 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

많은 실시예들 및 그 변화가 상세히 설명되었지만, 다른 수정들 및 그 수정을 사용하는 방법들은 본 기술의 통상의 기술자에게는 명백한 것이다. 따라서, 다양한 응용들, 수정들, 재료들, 및 대체들이 여기의 유일하고 창의적인 개시 또는 청구범위에서 벗어나지 않고서 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (40)

1. 세라믹 무선 주파수 필터로서,
   적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 - 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 2개의 단부 - 상기 2개의 단부 중 적어도 하나는 금속화됨 -, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 일정한 외경, 및 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하고 내경을 정하고 적어도 하나의 테이퍼(taper) 및 적어도 하나의 층층 계단(stair step)을 통해 상이한 직경들을 갖는 제1 및 제2 단부들을 갖는 캐비티를 가짐 -
   를 포함하는, 세라믹 무선 주파수 필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진 주파수를 갖는, 세라믹 무선 주파수 필터.
3. 제1항에 있어서, 복수의 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 더 포함하는, 세라믹 무선 주파수 필터.
4. 제1항에 있어서,
   무선 주파수 신호를 입력하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 중 제1 공진기에 배치된 입력 탭; 및
   필터링된 무선 주파수 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 중 상기 제1 공진기로부터 가장 멀리 배치된 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기에 배치된 출력 탭
   을 더 포함하는, 세라믹 무선 주파수 필터.
5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 테이퍼는 복수의 테이퍼인, 세라믹 무선 주파수 필터.
6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층층 계단은 복수의 층층 계단인, 세라믹 무선 주파수 필터.
7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 인쇄 회로 기판 상에 장착되는, 세라믹 무선 주파수 필터.
8. 무선 주파수 신호를 필터링하는 방법으로서,
   적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 갖는 필터 내로 무선 주파수 신호를 입력하는 단계 - 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 2개의 단부 - 상기 2개의 단부 중 적어도 하나는 금속화됨 -, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 일정한 외경, 및 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하고 내경을 정하고 적어도 하나의 테이퍼(taper) 및 적어도 하나의 층층 계단(stair step)을 통해 상이한 직경들을 갖는 제1 및 제2 단부들을 갖는 캐비티를 가짐 -; 및
   필터링된 무선 주파수 신호를 출력하는 단계
   를 포함하는, 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진 주파수를 갖는, 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 필터는 복수의 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 더 포함하는, 방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 테이퍼는 복수의 테이퍼인, 방법.
12. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층층 계단은 복수의 층층 계단인, 방법.
13. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 인쇄 회로 기판 상에 장착하는 단계를 더 포함하는, 방법.
14. 무선 주파수 장치로서,
    적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 - 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 2개의 단부 - 상기 2개의 단부 중 적어도 하나는 금속화됨 -, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 일정한 외경, 및 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하고 내경을 정하고 적어도 하나의 테이퍼(taper) 및 적어도 하나의 층층 계단(stair step)을 통해 상이한 직경들을 갖는 제1 및 제2 단부들을 갖는 캐비티를 가짐 -;
    를 포함하는, 무선 주파수 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 무선 주파수 장치는 셀룰러 시스템에 통합되는, 무선 주파수 장치.
16. 제14항에 있어서, 복수의 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 더 포함하는, 무선 주파수 장치.
17. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 테이퍼는 복수의 테이퍼인, 무선 주파수 장치.
18. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층층 계단은 복수의 층층 계단인, 무선 주파수 장치.
19. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 인쇄 회로 기판 상에 장착되는, 무선 주파수 장치.
20. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진 주파수를 갖는, 무선 주파수 장치.
21. 세라믹 무선 주파수 필터로서,
    적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 - 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 2개의 단부 - 상기 2개의 단부 중 적어도 하나는 금속화됨 -, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 연장하는 외경, 및 제1 및 제2 단부들을 갖고 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하는 캐비티를 갖고, 상기 캐비티는 내경을 정하고, 상기 내경은 복수의 테이퍼(taper)를 통해 상기 캐비티의 상기 제1 단부로부터 상기 캐비티의 상기 제2 단부로 감소함 -
    를 포함하는, 세라믹 무선 주파수 필터.
22. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 포함하는, 세라믹 무선 주파수 필터.
23. 제22항에 있어서,
    무선 주파수 신호를 입력하도록 구성되고, 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 중 제1 공진기에 배치된 입력 탭; 및
    필터링된 무선 주파수 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 중 상기 제1 공진기로부터 가장 멀리 배치된 상기 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 중 제2 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기에 배치된 출력 탭
    을 더 포함하는, 세라믹 무선 주파수 필터.
24. 제21항에 있어서, 상기 복수의 테이퍼는 복수의 테이퍼 계단을 포함하는, 세라믹 무선 주파수 필터.
25. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기의 길이는 1인치의 1000분의 약 140 미만인, 세라믹 무선 주파수 필터.
26. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 인쇄 회로 기판 상에 장착되는, 세라믹 무선 주파수 필터.
27. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진 주파수를 갖는, 세라믹 무선 주파수 필터.
28. 무선 주파수 신호를 필터링하는 방법으로서,
    적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 갖는 필터 내로 무선 주파수 신호를 입력하는 단계 - 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 2개의 단부 - 상기 2개의 단부 중 적어도 하나는 금속화됨 -, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 연장하는 외경, 및 제1 및 제2 단부들을 갖고 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하는 캐비티를 갖고, 상기 캐비티는 내경을 정하고, 상기 내경은 복수의 테이퍼(taper)를 통해 상기 캐비티의 상기 제1 단부로부터 상기 캐비티의 상기 제2 단부로 감소함 -; 및
    상기 무선 주파수 신호를 필터링된 무선 주파수 신호로 출력하는 단계
    를 포함하는, 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 포함하는, 방법.
30. 제28항에 있어서, 상기 복수의 테이퍼는 복수의 테이퍼 계단을 포함하는, 방법.
31. 제28항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기의 길이는 1인치의 1000분의 약 140 미만인, 방법.
32. 제28항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 인쇄 회로 기판 상에 장착하는 단계를 더 포함하는, 방법.
33. 제28항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진 주파수를 갖는, 방법.
34. 무선 주파수 장치로서,
    적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기 - 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 2개의 단부 - 상기 2개의 단부 중 적어도 하나는 금속화됨 -, 상기 2개의 단부들 사이에 연장하는 길이, 상기 길이를 따라 연장하는 외경, 및 제1 및 제2 단부들을 갖고 상기 길이의 적어도 일부를 따라 연장하는 캐비티를 갖고, 상기 캐비티는 내경을 정하고, 상기 내경은 복수의 테이퍼(taper)를 통해 상기 캐비티의 상기 제1 단부로부터 상기 캐비티의 상기 제2 단부로 감소함 -
    를 포함하는, 무선 주파수 장치.
35. 제34항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 복수의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기를 포함하는, 무선 주파수 장치.
36. 제34항에 있어서, 상기 복수의 테이퍼는 복수의 테이퍼 계단을 포함하는, 무선 주파수 장치.
37. 제34항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기의 길이는 1인치의 1000분의 약 140 미만인, 무선 주파수 장치.
38. 제34항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 인쇄 회로 기판 상에 장착되는, 무선 주파수 장치.
39. 제34항에 있어서, 상기 적어도 하나의 세라믹 동축 계단형 임피던스 공진기는 300㎒ 내지 7㎓ 범위에 드는 공진 주파수를 갖는, 무선 주파수 장치.
40. 제34항에 있어서, 상기 무선 주파수 장치는 셀룰러 시스템에 통합되는, 무선 주파수 장치.

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