KR20230027139A

KR20230027139A - 무선 주파수 필터

Info

Publication number: KR20230027139A
Application number: KR1020230022310A
Authority: KR
Inventors: 박성배; 김정회; 박남신
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2023-02-27
Also published as: CN110098453B; US11196137B2; EP3748765A4; EP3748765A1; JP2021511720A; KR102503237B1; CN209447996U; US20200350651A1; KR102631870B1; EP3748765B1; FI3748765T3; CN110098453A; KR20190093049A; WO2019151655A1; JP6946568B2

Abstract

노치 구조를 갖는 무선 주파수 필터가 제공된다.
무선 주파수 필터는, 복수의 캐비티(cavity)를 형성하는 복수의 격벽 및 일측으로 개방면을 갖는 중공형 하우징, 상기 하우징의 개방면을 차폐하는 커버, 상기 하우징의 상기 캐비티 내에 위치하는 복수의 공진소자, 상기 복수의 공진소자 중 적어도 두 개의 공진소자 사이의 격벽을 횡단하는 커플링 기판, 및 상기 커버를 관통하여 상기 하우징 내부로 관입되는 튜닝 스크류를 포함하되, 상기 커플링 기판이 횡단하는 격벽은 상기 개방면으로부터 제1 깊이로 형성되며 상기 커플링 기판이 관통하는 지지창 및 상기 개방면으로부터 상기 제1 깊이 보다 깊은 제2 깊이로 형성되며 상기 튜닝 스크류가 내부로 관입되는 튜닝창을 포함한다.

Description

무선 주파수 필터{RADIO FREQUENCY FILTER}

본 발명은 무선 주파수 필터에 관한 것으로, 구체적으로 캐비티형 무선 주파수 필터에 관한 것이다.

캐비티형 무선 주파수 필터(이하 '필터'라고도 약칭함)는 통상 금속 재질의 하우징을 통해 직육면체 등의 수용공간, 즉 캐비티(cavity)를 다수 개 구비하며, 각 캐비티 내부에 예를 들어, 유전체 공진소자(DR: Dielectric Resonance element) 또는 금속 공진봉으로 구성된 공진소자를 각각 구비시켜 고주파의 공진을 발생시킨다. 경우에 따라서는, 유전체 공진소자의 구비없이 캐비티 자체의 형상으로 공진을 발생시키는 구조를 채용할 수도 있다. 또한, 이와 같은 캐비티형 무선 주파수 필터에서, 통상 캐비티 구조의 상부에는 해당 캐비티의 개방면을 차폐하는 커버가 구비되며, 커버에는 해당 무선 주파수 필터의 필터링 특성을 튜닝하기 위한 튜닝 구조로서, 다수의 튜닝 나사 및 해당 튜닝 나사를 고정하기 위한 너트가 설치될 수 있다. 캐비티형 무선 주파수 필터에 관한 일례로는, 본 출원인에 의해 선출원된 국내 공개특허공보 제10-2004-100084호(명칭: "무선 주파수 필터", 공개일: 2004년 12월 02일, 발명자: 박종규 외 2명)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.

이러한 캐비티형 무선 주파수 필터는 무선 통신 시스템에서 송수신 무선 신호의 처리를 위해 사용되며, 특히, 이동통신 시스템에서 기지국이나 중계기 등에 대표적으로 적용된다.

최근 들어, 이동통신 시스템은 요구되는 데이터 처리 용량 증대에 따라, 무선 데이터 트래픽 급증을 해소하기 위해 많은 수의 (초)소형 기지국을 설치하는 방안이 제안되고 있다. 이와 더불어, 기지국 내에 설치되는 무선 신호들을 처리하는 장비들의 경량화 및 소형화를 위한 꾸준한 기술 개발이 진행되고 있다. 특히, 캐비티형 필터는, 캐비티를 갖는 구조의 특성상 비교적 상당히 큰 사이즈를 요구하고 있으므로, 이러한 캐비티형 필터의 소형, 경량화가 더욱 주요한 고려 사항으로 떠오르고 있다.

한편, 무선 주파수 필터의 중요한 특성으로는 삽입 손실과 스커트 특성이 있다. 삽입 손실이란 신호가 필터를 통과하면서 손실되는 전력을 의미하며, 스커트 특성은 필터의 통과 대역과 저지 대역이 가파른 정도를 의미한다. 삽입 손실과 스커트 특성은 필터의 단수(차수)에 따라 서로 트레이드 오프(Trade Off) 관계에 있다. 필터의 단수가 높아질수록 스커트 특성은 좋아지나 삽입 손실은 나빠지는 관계가 성립한다.

필터의 단수를 높이지 않으면서 필터의 스커트 특성을 개선하기 위해 노치(감쇠 극)를 형성하는 방법이 주로 사용된다. 노치를 형성하는 가장 일반적인 방법으로 크로스 커플링 방법이 있다.

크로스 커플링 방식의 노치 구조는, 통상 회로적으로 연속되지 않은 두 캐비티의 공진소자간의 커패시턴스 커플링을 형성하는 금속 막대와 같은 금속 가공물을 주요 구성으로 한다. 이러한 금속 막대는 두 캐비티간을 구분하는 내벽에 관통되게 설치된다. 이때 금속 막대를 내벽과 전기적으로 격리시키기 위해 금속 막대의 외부는 테플론과 같은 유전체 재질(미도시)의 지지물로 싸여진 후 내벽에 결합된다. 이때, 내벽에서 금속 막대가 설치되는 부위는 관통 홀 구조로 형성될 수도 있다. 그러나, 관통 홀을 내벽에 형성하는 것은 작업 공정상 용이하지 않으므로, 내벽의 상단을 일부 깎아내어, 해당 깎아낸 부위에 상기 지지물로 싸여진 금속 막대를 설치함이 일반적이다. 이러한 지지물은 금속 막대의 절연 역할 뿐만 아니라, 상기 내벽에서 깎여진 부위의 형상과 맞물리는 형태를 가져서, 해당 설치되는 부위에 고정됨으로써, 결과적으로 금속 막대를 고정되게 지지한다.

이러한, 크로스 커플링 방법을 이용한 노치 형성에 관한 기술로는, 'K & L Microwave'사의 미국 특허번호 제6,342,825호(명칭: "Bandpass filter having tri-section", 발명자: Rafi Hershtig, 특허일: 2002년 1월 29일), 또는 'RADIO FREQUENCY SYSTEMS'사의 미국 특허번호 제6,836,198호(명칭: "Adjustable capacitive coupling structure", 발명자: Bill Engst, 특허일: 2004년 12월 28일)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.

이러한 크로스 커플링 방식을 이용한 노치 구조는 (초)소형 기지국에 적용되는 (초)소형의 캐비티형 필터의 구현시에도 거의 필수적으로 적용될 수 있다. 이때, 소형 필터의 특성상 공간 및 사이즈의 제약으로 인해, 크로스 커플링 방식을 이용한 노치 구조에서 원하는 커플링 량을 얻기 위해서는, 공진소자들과 금속 막대간의 거리를 매우 근접하게 설계하여야 한다. 그런데, 금속 가공에서 일반적으로 사용되고 있는 예를 들어, 약, +/- 0.03~0.05mm 정도의 가공 공차로는 공진소자들과 금속 막대간의 거리가 요구되는 커플링 량과 대응되도록 정확하게 구현하기가 매우 어려우며, 이에 따라 제품간의 크로스 커플링 량의 편차가 심하게 된다.

이에 따라, (초)소형 필터에 적용되는 크로스 커플링 방식의 노치 구조에서, 설계한 구조를 실제 제품으로 구현하려고 할 경우에는, 크로스 커플링 구조의 금속 막대(및 공진소자들)의 제작 및 설치시에 매우 높은 가공 정밀도가 필요하다. 예를 들어, 금속 막대와 공진소자들간의 간격에서 가공 공차는 약 0.01mm 이하가 요구될 수도 있다. 그러나, 매우 정밀한 가공 공차를 요구할 경우에는, 가공 작업의 어려움이 가중되고, 가공 시간이 길어지며, 이는 결과적으로 가공비 상승을 초래하고 생산 수율이 낮아 양산에 어려움이 있게 된다.

이에 본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 가공 공차에도 불구하고 미세 튜닝이 용이한 무선 주파수 필터를 제공하는 것이다.

또한, 본 개시에서 해결하고자 하는 다른 과제는 더욱 소형 및 경량화가 가능한 크로스 커플링 노치 구조를 구비한 캐비티형 무선 주파수 필터를 제공하는 것이다.

또한, 본 개시에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 보다 간단하고, 제작이 용이하며, 안정적인 구조를 가지므로, 안정적인 노치 특성을 줄 수 있는 크로스 커플링 노치 구조를 구비한 캐비티형 무선 주파수 필터를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 무선 주파수 필터는, 복수의 캐비티(cavity)를 형성하는 복수의 격벽 및 일측으로 개방면을 갖는 중공형 하우징; 상기 하우징의 개방면을 차폐하는 커버; 상기 하우징의 상기 캐비티 내에 위치하는 복수의 공진소자; 상기 복수의 공진소자 중 적어도 두 개의 공진소자 사이의 격벽을 횡단하는 커플링 기판; 및 상기 커버를 관통하여 상기 하우징 내부로 관입되는 튜닝 스크류를 포함한다.

한편, 커플링 기판이 횡단하는 격벽은 상기 개방면으로부터 제1 깊이로 형성되며 상기 커플링 기판이 관통하는 지지창 및 상기 개방면으로부터 상기 제1 깊이 보다 깊은 제2 깊이로 형성되며 상기 튜닝 스크류가 내부로 관입되는 튜닝창을 포함한다.

한편, 지지창 및 튜닝창은 상기 커플링 기판이 횡단하는 격벽에 'ㄱ'자 형상의 창 구조를 형성한다.

한편, 무선 주파수 필터는 튜닝 스크류가 상기 튜닝창 내부로 관입되는 깊이가 깊을 수록 상기 복수의 공진소자 중 적어도 두 개의 공진소자 사이의 인덕턴스가 증가하도록 구성된다.

한편, 커플링 기판은 베이스 기판 및 상기 베이스 기판의 일면에 형성된 도전 패턴층을 포함하되, 상기 도전 패턴층은 상기 두 개의 공진소자에 인접하게 배치되는 복수의 용량성 패드부 및 상기 용량성 패드부를 연결하는 연결 선로부를 포함하고,

한편, 상기 베이스 기판 및 상기 도전 패턴층 중 하나 이상은 아령 형상을 가진다.

한편, 상기 베이스 기판은 직사각형 형상을 가지며, 상기 튜닝 스크류가 관통가능한 스크류 관통홀을 더 포함한다.

한편, 상기 커플링 기판은 상기 하우징의 높이 방향으로 수직 배치되며, 상기 용량성 패드가 상기 두 개의 공진소자의 공진봉들에 나란하게 인접 배치된다.

한편, 상기 베이스 기판의 타면은 상기 커플링 창을 일측을 형성하는 상기 격벽의 일측벽 상에 접착된다.

한편, 상기 지지창은 상기 커플링 기판이 횡단하는 격벽의 일부를 제거하여 형성되며, 상기 커플링 기판은 상기 지지창의 하부를 형성하는 격벽의 지지턱 상에 배치된다.

한편, 상기 커플링 기판은 상기 지지턱 상에 솔더링에 의해 접착된다.

한편, 상기 지지턱 상에 형성되며 상기 두 개의 공진소자를 연결하는 직선에 평행하게 연장되는 안착홈을 더 포함하고, 상기 커플링 기판의 적어도 일부는 상기 안착홈 내에 배치된다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 개시의 일 실시예에 의하면, 가공 공차에도 불구하고 미세 튜닝이 용이한 무선 주파수 필터를 제공할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 의하면, 소형화 및 경량화가 가능한 크로스 커플링 노치 구조를 구비한 캐비티형 무선 주파수 필터를 제공할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 의하면, 보다 간단하고, 제작이 용이하며, 안정적인 구조를 가지므로, 안정적인 노치 특성을 줄 수 있는 크로스 커플링 노치 구조를 구비한 캐비티형 무선 주파수 필터를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터에 대한 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 무선 주파수 필터의 점선 네모 박스로 표시한 A부분 절단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'부분 절단면이다.
도 4는 커플링 기판의 상면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링 기판 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링 지지 구조에 커플링 기판이 배치된 모습을 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 사각형 커플링 기판의 상면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 사격형 커플링 기판이 격벽 상에서 지지되는 모습을 나타내는 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 부분 절개 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 실시예의 부분 횡단면도이다.
도 11은 도 9에 도시된 실시예의 부분 종단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터에 대한 분리 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터는 중공형 하우징(20), 커버(10), 복수의 공진소자(31~37), 커플링 기판(51) 및 튜닝 스크류(61)를 포함한다.

일 실시예에서, 캐비티형 무선 주파수 필터는 내부가 중공이고, 외부와 차단되는 캐비티를 다수 개(예를 들어, 도 1에서와 같이 7개)를 갖는 함체를 구비한다. 함체는 7개의 캐비티를 형성하며, 일측(예를 들어, 상측)이 개방된 하우징(20)과, 상기 하우징(20)의 개방면을 차폐하는 커버(10)를 포함하여 형성된다. 커버(10)와 하우징(20)은 레이저 용접이나 납땜 등에 의해 결합하는 구조를 가질 수도 있으며, 이외에도 고정나사(미도시)에 의한 나사 결합 방식으로 결합될 수 있다.

상기 하우징(20) 및 커버(10)는 알루미늄(합금) 등의 재질로 구성될 수 있으며 전기적 특성을 향상시키기 위해 적어도 캐비티를 형성하는 면에 은 또는 동 재질로 도금될 수 있다. 상기 공진소자들도 알루미늄(합금) 또는 철(합금) 등의 재질로 구성될 수 있으며 은 또는 동 재질로 도금될 수 있다.

도 1의 예에서는 하우징(20) 내에 예를 들어 7개의 캐비티 구조가 다단으로 연결된 경우의 예를 보이고 있다. 즉, 7개의 캐비티 구조들이 순차적으로 연결된 구조로 볼 수 있다. 하우징(20)의 각 캐비티는 그 중심부에 공진소자(31, 32, 33, 34, 35, 36. 37)를 각각 구비한다. 또한 하우징(20)에서 각각의 캐비티 구조들이 서로 순차적인 커플링 구조를 가지도록 하기 위해, 서로 순차적으로 연결 구조를 가지는 캐비티 구조간에는 연결 통로 구조인 커플링 윈도우가 형성된다. 이러한 커플링 윈도우는 캐비티 구조의 상호간의 격벽(201, 202, 203, 204, 205)에 해당하는 부위에서 미리 설정된 사이즈로 일정 부분이 제거된 형태로 형성될 수 있다.

상기 도 1에 도시된 구조에서, 각각의 공진소자(31, 32, 33, 34, 34, 35, 36, 37) 중 적어도 일부는 동일한 구조를 가질 수 있는데, 도 1의 예에서는, 설명의 편의를 위해 공진소자들이 모두 동일한 구조를 가지는 것으로 도시하였다. 예를 들어, 제1 내지 제7공진소자(31~37)는 각각 원형의 평판 형태를 갖는 평판부와, 평판부를 고정 및 지지하는 지지대의 구조로 구성될 수 있으며, 각 지지대는 해당 캐비티의 내부 바닥면, 즉 하우징(20)에 고정되게 설치된다. 각각의 공진소자(31~37)에서 평판부 및 지지대의 보다 구체적인 상세 구조는 해당 필터의 설계 조건에 따라 다양한 구조를 가질 수 있으며, 서로 다른 상세 구조의 공진소자들이 혼용되게 구성될 수도 있다.

커버(10)에는 각 캐비티 구조의 공진소자들(31~37)과 대응하여 주파수 튜닝을 위한 제1 내지 제7 함몰 구조(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107)가 형성될 수 있다. 또한, 커버(10)에는 이외에도 하우징(20)에서 각각의 캐비티 구조들의 연결 통로 구조인 커플링 윈도우와 대응되는 부위에 커플링 튜닝 나사 홀(111)이 다수 개 형성될 수 있다. 커플링 튜닝 나사 홀(111)에 커플링 튜닝을 위한 커플링 튜닝 나사(41)가 적정 깊이로 삽입되어 커플링 튜닝 작업을 수행할 수도 있도록 한다. 이때, 커플링 튜닝 나사(41)는 추가적으로 에폭시 수지 등과 같은 별도의 접착제를 이용하여 고정될 수 있다.

또한, 해당 무선 주파수 필터의 입력 단자(21) 및 출력 단자(22)가 하우징(20)의 일 측면에 형성될 수 있는 관통 홀 등을 통해 설치될 수 있다. 도 1의 예에서는 입력 단자(21)와 제1공진소자(31)가 결합되며, 출력 단자(22)는 제7공진소자(37)와 연결되는 상태를 도시하고 있다. 이때, 예를 들어, 입력 단자(21)의 연장 선로(미도시)와 제1공진소자(31)의 지지대와 직접 연결되는 방식으로 결합되거나, 비접촉 커플링 방식으로 연결되게 구성할 수 있다.

상기에서, 커버(10)의 구조는 통상적인 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터에서 적용되는 방식과 마찬가지 구조를 가질 수 있는데, 예를 들어, 본 출원인에 의해 선출된 국내 공개특허공보 제10-2014-0026235호(명칭: "캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터", 공개일: 2014년 03월 05일, 발명자: 박남신 외 2명)에 개시된 구조와 유사한 구조를 가질 수 있다. 상기 공개특허공보 제10-2014-0026235호는 보다 일반적인 구조인 튜닝 나사 및 고정용 너트의 체결 구조를 채용하지 않고서 주파수 튜닝이 가능한 간단하고 단순화된 필터 구조를 제안하고 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 커버(10)는 상기 공개특허공보 제10-2014-0026235호에서 개시된 바와 같이, 공진소자들(31~37)과 대응되는 위치에 하나 또는 복수개의 함몰 구조들(102~107)이 형성된다. 이러한 함몰 구조(102~107)에, 외부 타각 장비의 타각 핀(pin)에 의한 타각 또는 누름에 의해 도트핀(dot peen) 구조를 다수 개 형성함으로써, 주파수 튜닝을 가능하도록 한다.

한편, 본 발명의 다른 일부 실시예들에서는 커버(10)에 보다 일반화된 주파수 튜닝 방식을 적용하여, 상기 함몰 구조(12) 등의 구조를 형성하지 않고, 주파수 튜닝 나사 및 고정용 너트를 구비할 수도 있다. 다만, 상기 주파수 튜닝 나사 및 고정용 너트를 구비하는 구조는 보다 복잡한 구조이며 소형화하기 어려울 수 있다.

상기한 구조를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 주파수 필터에서 하우징(20) 및 커버(10)에 형성되는 캐비티 구조와, 캐비티 내부에 공진소자(31~37)들의 구조는 종래와 비교하여 보다 작은 사이즈로 구현될 수 있다는 점 외에는 비교적 유사한 구조일 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예들에 따른 미세 튜닝이 가능한 크로스 커플링 구조는 종래와 비교하여 개량된 구조를 가질 것이다.

일 실시예에서, 커플링 기판(51)은 적어도 두 개의 공진소자 사이의 격벽(204)을 횡단하도록 배치된다. 도시된 실시예에서, 커플링 기판(51)은 제4공진소자(34)와 제6공진소자(36) 사이의 격벽(204)을 횡단하도록 설치되는 것이 예시되었다.

이때 제4공진소자(34)의 캐비티와 제6공진소자(36)의 캐비티를 구분하는 격벽(204)에는 해당 커플링 기판(51)이 설치되며 내부에 튜닝 스크류(61) 배치될 수 있도록 적절한 부위가 제거된 형태의 창 구조가 형성된다.

또한, 커버(10)에는 커플링 기판(51)과 대응하는 부위에 노치 특성을 튜닝하기 위하여 튜닝 스크류(61)가 결합되는 노치 튜닝용 관통 홀(121)이 형성된다. 노치 튜닝용 관통 홀(121)에 노치 튜닝을 위해 적절한 길이로 설정된 튜닝 스크류(61)(41)이 삽입되어 상기 커플링 기판(51)과 연동하여 노치 특성의 튜닝 작업을 수행할 수도 있도록 한다. 이때, 튜닝 스크류(61)는 전체적으로 나사 형태로 형성되며, 노치 튜닝용 관통 홀(121)과 나사 결합을 통해 결합되는 구조를 가질 수 있다. 이러한 튜닝 스크류(61)는 알루미늄(합금)이나 황동(합금)과 같은 전도성 금속 재질로 구성되며 은도금이 형성될 수 있다.

도 2는 도 1의 무선 주파수 필터의 점선 네모 박스로 표시한 A부분 절단면도로서, 커플링 기판(51)을 포함하여, 제4공진소자(34)와, 제6공진소자(36) 및 튜닝 스크류(61) 등 관련 부위를 보다 상세히 도시하고 있다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'부분 절단면이다. 이해를 위해, 도 2는 공진소자들(34, 36)에 가려진 커플링 기판(51)의 일부를 점선으로 표시하였고 도 3은 격벽(204)에 가려진 제6공진소자(36)일부를 점선으로 나타내었다.

도 4는 커플링 기판(51)의 상면도이다. 이해를 위해, 도 4에서 커플링 기판(51)에 중첩되는 공진소자들(34, 36)은 2점 쇄선으로 표시되었다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 격벽(204)에 형성된 창 구조는 격벽(204)의 최상단부로부터, 즉, 커버(20)가 배치되는 개방면으로부터 제1 깊이(H1)로 형성되는 지지창(213) 및 개방면으로부터 제1 깊이(H1) 보다 깊은 제2 깊이(H2)로 형성되는 튜닝창(212)을 가진다. 커플링 기판(51)은 지지창(213)을 관통하며 지지창(213)의 하부를 형성하는 격벽의 지지턱(214) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 지지창(213) 및 튜닝창(212)은 격벽(204)에'ㄱ'자 형상의 창 구조를 함께 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 커플링 기판(51)은 지지창(213) 내에서 격벽의 지지턱(214)에 접착층(BL)에 의해 접착될 수 있다. 일 실시예에서, 접착층(BL)은 솔더링일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 지지창(213)은 하우징 내에 이미 형성된 격벽(204)을 기계 가공하여 형성할 수 있다. 알려진 바와 같이, 금속을 연삭 또는 연마하여 이루어지는 기계가공은 현재 매우 우수한 치수 정밀도, 예를 들어, 수 미크론 단위의 치수 정밀도를 보장할 수 있다.

커플링 기판(51)은 전체적으로 PCB(Printed Circuit Board) 구조를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 커플링 기판(51)은 예를 들어, 테플론과 같은 비전도성 재질로 구성된 베이스 기판(510)과, 상기 베이스 기판(510)의 적어도 일면에 형성된 도전 패턴층(512)을 포함할 수 있다. 이러한 베이스 기판(510)은 일반적인 PCB 기판과 유사하게, FR(Frame Retardant) 계열이나 CEM(Composite Epoxy Material) 계열의 단층 또는 다층 기판으로 구현될 수도 있다.

도전 패턴층(512)은 적어도 2개의 공진소자, 즉, 도 2 내지 도 4의 예에서는, 제4공진소자(34) 및 제6공진소자(36)의 공진 디스크에 인접하게 배치되는 2 개의 용량성 패드부(514) 및 용량성 패드부(514)를 연결하는 연결 선로부(513)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 연결 선로부(513)는, 주변 구조물, 예를 들어, 격벽(204) 또는 튜닝 스크류(61) 사이의 전기적 커플링 영향을 줄이기 위해 상대적으로 좁은 선로폭(Wp)을 가질 수 있고, 용량성 패드부(514)는 공진소자들(34, 36)과의 용량성 커플링을 크게 하기 위해 상대적으로 넓은 폭(Wc₁)을 가질 수 있다. 즉, 일 실시예에서, 도전 패턴층(512) 및 베이스 기판(510)은 아령 형상 또는 'I' 형상을 가질 수 있다.

커플링 기판(51)의 베이스 기판(510)은 일정한 두께로 용이하게 양산될 수 있으며, 특히, 수 마이크로미터의 적은 두께 공차로 제작될 수 있다. 아울러, 베이스 기판(510) 상에 형성된 도전 패턴층(512) 역시 인쇄 공정에 의해 적은 공차를 가지며 일정한 두께로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 커플링 기판(51)의 베이스 기판(510)의 타면은 격벽(204)의 지지턱(214) 상에 접촉될 수 있다. 절연성인 베이스 기판(510)에 의해, 격벽(204)의 지지턱(214)과 도전 패턴층(512)의 연결 선로부(513) 사이의 절연이 제공될 수 있다. 이는, 종래의 기술에서, 격벽을 관통하는 커플링 노치와 격벽과의 절연을 유지하기 위해, 커플링 노치를 감싸며 격벽을 관통하는 별도의 절연 부재가 제공되어야만 하는 것에 대비될 수 있다.

나아가, 일 실시예에서, 공차 없이 정밀한 두께로 형성될 수 있는 커플링 기판(51)은 공차 없이 정밀한 제1 깊이(H1)로 정밀기계가공되어 형성될 수 있는 지지창(213) 내의 지지턱(214) 상에 배치, 예를 들어, 접착될 수 있다. 이로써, 지지턱(214) 상에서 커플링 기판(51)의 도전 패턴층(512)의 높이 역시 공차 없이 정밀하게 유지될 수 있다.

이는, 무선 주파수 필터 내에서, 공진소자의 디스크의 하면과 커플링 기판(51)의 도전 패턴층(512) 사이의 간격을 적은 공차로 정밀하게 유지될 수 있다는 점에서 그 기술적 의의를 갖는다. 앞서 서술한 바와 같이, 무선 주파수 필터가 소형화됨에 따라, 노치 구조의 크기가 제한된다. 제한된 기의 노치 구조로 적정한 크로스 커플링 양을 얻기 위해서는 공진 소자와 노치 구조물, 예를 들어, 커플링 기판(51)을 매우 근접하게 위치시켜야 될 것이다.

두 도전성 부재 사이의 거리를 근접시킬수록 비례적으로 두 도전성 부재 사이의 커패시턴스가 증가된다. 그러나, 이 경우, 그 두 도전성 부재 사이의 거리가 커패시턴스의 크기에 미치는 제조 공차의 정도가 크게 증가될 것이다.

반면에, 앞서 설명한 바와 같이, 일 실시예에서, 용량성 패드부(514)와 공진소자의 디스크 하면 사이의 간격(dc)은 작은 공차로 정밀하게 유지될 수 있다. 이에, 일 실시예 따를 때, 용량성 패드부(514)와 공진소자의 디스크 하면 사이의 간격(dc)을 매우 근접하게 설계하므로써, 소형의 높은 커플링 양을 갖는 노치 구조가 제공될 수 있다.

아울러, 일 실시예에서, 비록 커플링 기판(51)과 공진소자는 작은 공차로 그 간격을 유지할 수 있을 것이나, 양자의 거리가 매우 근접함에 따라 적은 거리 공차에도 불구하고 커플링 기판(51)과 공진소자 사이의 커패시턴스 크기의 공차 변동이 발생될 수 있다.

이러한 특성과 유기적으로, 본 발명은 감쇠극을 미세 조정할 수 있는 노치 튜닝 구조를 제공한다. 일 실시예에서, 이러한 미세 조정 노치 튜닝 구조는 튜닝창(212) 및 튜닝창(212) 내부로 관입되는 튜닝 스크류(61)에 의해 이루어질 수 있다.

튜닝창(212)은 개방면으로부터 제1 깊이(H1)보다 깊은 제2 깊이(H2)로 형성된다. 예시적으로, 격벽(204)을 기계 가공하여 격벽의 상부 일부를 제1 깊이(H1)로 제거한 후, 격벽(204)에서 제거된 영역의 일부를 추가로 기계 가공하여 제2 깊이(H2)를 갖는 튜닝창(212) 및 제1 깊이(H1)를 갖는 지지창(213)을 형성할 수 있다. 이로써, 튜닝창(212) 및 지지창(213)은 격벽(204)에'ㄱ'자 형상의 창 구조를 함께 형성할 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 튜닝창(212)은 하우징(20)의 바닥면에 근접한 깊이로 형성될 수 있다. 튜닝 스크류(61)는 격벽(204)의 튜닝창(212) 내부로 관입될 수 있다. 일 실시예에서, 무선 주파수 필터는 튜닝 스크류(61)가 튜닝창(212) 내부로 관입되는 깊이가 깊을수록 두 공진소자(34, 36) 사이의 인덕턴스가 증가하도록 구성될 수 있다. 이는 튜닝 스크류(61)가 상부 커버와 전기적으로 연결되어 두 공진소자(34, 36) 사이의 상호 인덕턴스를 촉진하는 매개체 역할을 하는 것으로부터 기인될 수 있다.

일 실시예에서, 튜닝창(212)은 지지창(213)에 비해 상당히 깊게, 즉, 제2 깊이(H2)로 형성되므로 튜닝창 내부로 관입될 수 있는 튜닝 스크류(61)의 깊이는 상응하여 상당히 깊게 또는 필요에 따라 매우 얇게 조절될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 튜닝 스크류(61)의 관입의 정도가 크게 조절될 수 있기 때문에, 두 공진소자 사이에서 조절이 요구되는 인덕턴스 변동폭이 커짐은 물론, 튜닝 스크류(61)를 돌려 변동 되는 두 공진소자(34, 36) 사이의 인덕턴스의 변동이 미세하게 조절될 수 있다.

두 공진소자(34, 36) 사이의 유동성 커플링의 양, 즉, 인덕턴스가 증가하는 것은 두 공진소자(34, 36) 사이의 유효 용량성 커플링의 양, 즉, 유효 커패시턴스를 감소시키는 것으로 해석될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 일 실시예에서, 커플링 기판(51)과 도전 패턴층(512)을 적은 공차로 매우 근접하게 배치함으로써, 큰 용량성 커플링 구조를 갖는 노치구조가 형성될 수 있고, 이에 상호 보완적으로 큰 인덕턴스 조절 폭을 가지며 미세조절이 가능한 유동성 커플링 구조, 즉, 제2 깊이(H2)의 튜닝창(212)과 튜닝 스크류 구조가 제공될 수 있다. 이로써, 무선 주파수 필터의 소형화에도 불구하고 적정 용량성 커플링 량을 가지면서 전송영점 조절이 원활한 노치구조를 갖는 무선 주파수 필터가 제공될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링 기판(51)의 지지 구조를 나타내는 부분 단면도이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링 기판(51)의 지지 구조에 커플링 기판(51)이 배치된 모습을 나타내는 부분 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서, 격벽(204)은 지지턱(214) 상에 형성된 안착홈(216)을 더 포함할 수 있다. 안착홈(216)은 커플링 기판(51), 특히, 연결 선로부(513)의 폭에 상응하는 폭을 가질 수 있다. 안착홈(216)은 격벽(204)에 수직하게, 즉, 두 공진소자를 연결하는 직선에 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 커플링 기판(51)의 적어도 일부는 안착홈(216) 내에서 배치, 예를 들어, 접착층 (BL)에 의해 접착될 수 있다. 이로써, 커플링 기판(51)은 별도의 정렬 과정 없이 두 공진 소자를 연결하는 직선에 평행한 방향으로, 정 위치에서 정렬될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 사각형 커플링 기판(52)의 상면도이다. 이해를 위해, 도 6에서 사각형 커플링 기판(51)에 중첩되는 공진소자들(34, 36)은 2점 쇄선으로 표시되었다. 도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 사격형 커플링 기판(51)이 격벽 상에서 지지되는 모습을 나타내는 부분 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 커플링 기판(51)이 사각형인 베이스 기판(520)을 포함하는 점에서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예와 차이가 있다. 이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예의 차이점을 위주로 설명하며, 전술한 본 발명의 일 실시예에 실질적으로 동일한 구성들에 대한 설명은 생략된다.

사각형 커플링 기판(52)은 사각형, 예를 들어, 직사각형인 베이스 기판(520)을 포함한다. 베이스 기판(520) 상에 형성된 도전 패턴층(522)은 베이스 기판(520)의 중심으로부터 일측에 위치되는 연결 선로부(523) 및 연결 선로부(523)의 양단에 연결되는 용량성 패드부(524)를 포함할 수 있다. 베이스 기판(520)은 그 중심으로부터 타측에 위치되는 스크류 관통홀(521)을 포함할 수 있다. 튜닝 스크류(61)는 스크류 관통홀(521)을 통해 튜닝창(212) 내부에서 그 깊이가 조절될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 사각형 커플링의 베이스 기판(520)은 사각 형상을 가지므로, PCB를 단순히 절개하는 단순 공정에 의해 제조될 수 있는 장점이 있다. 아울러, 베이스 기판(520)의 넓어진 폭에 상응하는 제2 폭(Wc₂)로 용량성 패드부(524)를 형성할 수 있는 바, 공진 소자들(34, 36)와 용량성 패드 사이의 커패시턴스가 더 증가될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 주파수 필터의 부분 절개 사시도이다. 도 10은 도 9에 도시된 실시예의 부분 횡단면도이다. 도 11은 도 9에 도시된 실시예의 부분 종단면도이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 커플링 기판(53)이 격벽(204)의 지지턱(214) 상에서 하우징의 높이 방향으로 수직 배치되는 점에서 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예와 차이가 있다. 이하에서는, 본 발명의 또 다른 실시예의 차이점을 위주로 설명하며, 전술한 본 발명의 일 실시예에 실질적으로 동일한 구성들에 대한 설명은 생략된다.

도시된 실시예에서, 커플링 기판(53)은 'H' 형상의 도전 패턴층(532) 및 이에 상응하는 형상의 베이스 기판(530)을 포함할 수 있다. 커플링 기판(53)은 격벽(204)의 지지턱(214) 상에서 하우징의 높이 방향으로 수직 배치되며, 도전 패턴층(532)의 용량성 패드는 공진소자(34, 36)의 공진봉들(342, 362)에 나란하게 인접 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 도전 패턴층(532)은 공진봉들(342, 362)에 용량성 커플링될 수 있다. 베이스 기판(530)은 지지턱(214) 상에 세워진 상태에서 지지창(213')의 일측을 형성하는 격벽의 일측벽상에 접착(BL)될 수 있다.

본 실시예에서, 커플링 기판(53)은 직립 배치됨으로써, 지지창(213')의 크기가 감소될 수 있다. 이는 무선 주파수 필터의 추가적인 소형화가 이루어질 때, 공간 확보 측면에서 장점을 제공할 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 커버
20: 하우징
31~37: 공진소자
51: 커플링 기판
61: 튜닝 스크류

Claims

복수의 캐비티(cavity)를 형성하는 복수의 격벽 및 일측으로 개방면을 갖는 하우징;
상기 개방면을 차폐 가능하도록 구성되는 커버;
상기 복수의 캐비티 내에 위치하는 복수의 공진소자;
상기 복수의 공진소자 중 적어도 두 개의 공진소자 사이의 격벽을 횡단하는 커플링 기판; 및
상기 커버를 관통하여 상기 하우징의 내부로 관입되는 튜닝 스크류를 포함하되,
상기 격벽은 상기 개방면으로부터 제1 깊이로 형성되며 상기 커플링 기판이 위치하는 지지창 및 상기 개방면으로부터 상기 제1 깊이 보다 깊은 제2 깊이로 형성되며 상기 튜닝 스크류가 관입되는 튜닝창을 포함하되,
상기 커플링 기판은, 일측이 상기 복수의 공진소자 중 어느 하나와 상기 제1깊이 방향과 평행한 방향으로 이격되고, 타측이 상기 복수의 공진소자 중 다른 하나와 상기 제1깊이 방향과 평행한 방향으로 이격되도록 배치되는
무선 주파수 필터.
제1 항에 있어서, 상기 지지창 및 튜닝창은 상기 격벽에 'ㄱ'자 형상의 창 구조를 형성하는,
무선 주파수 필터.
제1 항에 있어서, 상기 튜닝 스크류가 상기 튜닝창의 내부로 관입되는 깊이가 깊을 수록 상기 복수의 공진소자 중 적어도 두 개의 공진소자 사이의 인덕턴스가 증가하도록 구성되는,
무선 주파수 필터.
제1 항에 있어서, 상기 커플링 기판은 베이스 기판 및 상기 베이스 기판의 일면에 형성된 도전 패턴층을 포함하되,
상기 도전 패턴층은 상기 두 개의 공진소자에 인접하게 배치되는 복수의 용량성 패드부 및 상기 용량성 패드부를 연결하는 연결 선로부를 포함하는,
무선 주파수 필터.
제4 항에 있어서, 상기 베이스 기판 및 상기 도전 패턴층 중 하나 이상은 아령 형상을 가지는,
무선 주파수 필터.
제4 항에 있어서, 상기 베이스 기판은 직사각형 형상을 가지며, 상기 튜닝 스크류가 관통가능한 스크류 관통홀을 더 포함하는,
무선 주파수 필터.
제4 항에 있어서, 상기 커플링 기판은 상기 하우징의 높이 방향으로 수직 배치되며, 상기 용량성 패드가 상기 두 개의 공진소자의 공진봉들에 나란하게 인접 배치되는,
무선 주파수 필터.
제7 항에 있어서, 상기 베이스 기판의 타면은 상기 지지창의 일측을 형성하는 상기 격벽의 일측벽 상에 접착되는,
무선 주파수 필터.
제1 항에 있어서, 상기 커플링 기판의 적어도 일부는 상기 지지창의 하부를 형성하는 격벽의 지지턱 상에 배치되는,
무선 주파수 필터.
제9 항에 있어서, 상기 커플링 기판은 상기 지지턱 상에 솔더링에 의해 접착되는,
무선 주파수 필터.
제9 항에 있어서, 상기 지지턱 상에 형성되며 상기 두 개의 공진소자를 연결하는 직선에 평행하게 연장되는 안착홈을 더 포함하고, 상기 커플링 기판의 적어도 일부는 상기 안착홈 내에 배치되는,
무선 주파수 필터.