KR20230146232A - 캐비티형 무선 주파수 필터 - Google Patents

Abstract

캐비티형 무선 주파수 필터가 개시된다. 본 발명의 캐비티형 무선 주파수 필터에서, 하우징 본체의 상면에는 공진기에 대응하는 위치에 튜닝나사가 나사결합하면서 관통하는 복수개의 나사홀이 형성되어 있다. 상기 하우징 본체의 상면에는 상기 나사홀들을 덮는 금속판이 배치되고, 상기 금속판에는 상기 나사홀들에 대응하는 위치에 상기 금속판과 일체로 형성되는 복수개의 판스프링이 형성되어 있으며, 상기 판스프링의 중앙에는 상기 튜닝나사가 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 판스프링은 상기 튜닝나사의 머리부와 접촉하여 하방향으로 압박될 때 상방향으로 탄성력을 발휘하고, 상기 튜닝나사는 그것의 머리부가 상기 판스프링에 접촉할 때부터 상기 판스프링의 탄성력에 의하여 하방향으로 이동할 수 없을 때까지의 완충 범위에서 상하방향으로 움직임으로써 상기 공진기들의 공진주파수를 튜닝한다. 본 발명에 따른 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터는 튜닝나사를 고정하기 위한 고정너트를 사용하지 않고 또한 커버를 하우징 본체에 결합할 때 볼트 또는 나사를 사용하지 않음으로써 크기 및 무게를 획기적으로 줄일 수 있다.

Description

캐비티형 무선 주파수 필터{Cavity Type Wireless Frequency Filter}

본 발명은 캐비티형 무선 주파수 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 튜닝나사를 고정하기 위한 고정너트를 사용하지 않고 또한 커버를 하우징 본체에 결합할 때 볼트 또는 나사를 사용하지 않음으로써 크기 및 무게를 획기적으로 줄인 캐비티형 무선 주파수 필터에 관한 것이다.

무선 주파수 필터는 입력되는 주파수 신호 중 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 장치이다. 이동통신 시스템의 기지국에는 고주파 신호에 대한 필터링을 위하여 캐비티형 무선 주파수 필터가 일반적으로 사용된다. 캐비티형 무선 주파수 필터는 통상적으로 직육면체 형상의 하우징 내부에 복수개로 구획된 중공에 공진소자가 배치되는 구조를 가진다.

구체적으로, 통상적인 캐비티형 무선 주파수 필터에 사용되는 하우징은 예를 들어, 상면이 개방된 하우징 본체와 개방된 상면을 덮는 상면 커버로 구성될 수 있다. 하우징 본체는 격벽에 의하여 구분된 복수개의 중공을 포함하고, 중공에는 금속재료로 된 공진기가 배치된다. 상면 커버는 나사에 의하여 하우징 본체와 결합하며, 상면 커버에는 공진주파수를 튜닝하기 위하여 튜닝나사 또는 튜닝볼트가 마련되어 있다. 튜닝볼트에는 튜닝볼트를 고정시키기 위하여 고정너트가 장착되어 있다. 하우징 본체와 상면 커버는 금속, 특히 알루미늄으로 형성되며, 필요에 따라 은으로 도금될 수 있다.

특허등록 제10-2215434호(2021. 02. 05. 등록) 특허등록 제10-1728152호(2017. 04. 12. 등록) 특허등록 제10-1727066호(2017. 04. 10. 등록) 특허등록 제10-2361611호(2022. 02. 07. 등록)

통상적인 캐비티형 무선 주파수 필터는 튜닝나사를 고정하기 위하여 고정너트를 사용하고 또한 커버, 특히 상면 커버를 하우징 본체에 결합할 때 볼트 또는 나사 결합을 사용한다. 그러한 이유로 인하여 통상적인 캐비티형 무선 주파수 필터는 그 크기가 크고 무게가 상대적으로 무겁다는 단점을 가진다.

이에, 본 발명은 종래기술의 상기 문제를 해결하기 위하여 안출되었다. 따라서, 본 발명의 목적은 크기 및 무게를 획기적으로 줄인 캐비티형 무선 주파수 필터를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터는 격벽에 의하여 구분된 복수개의 중공을 포함하고, 한 측면이 개방된 직육면체 형상의 하우징 본체 및 상기 하우징 본체의 개방된 상기 측면을 덮는 측면 커버를 포함하는 하우징, 상기 하우징 내의 상기 중공에 배치되는 복수개의 공진기 및 공진주파수를 튜닝하는 복수개의 튜닝나사를 포함한다.

상기 하우징 본체의 상면에는 상기 공진기에 대응하는 위치에 상기 튜닝나사가 나사결합하면서 관통하는 복수개의 나사홀이 형성되어 있다. 상기 하우징 본체의 상면에는 상기 나사홀들을 덮는 금속판이 배치된다. 상기 금속판에는 상기 나사홀들에 대응하는 위치에 상기 금속판과 일체로 형성되는 복수개의 판스프링이 형성되어 있다. 상기 판스프링의 중앙에는 상기 튜닝나사가 관통하는 관통홀이 형성되어 있다. 상기 판스프링은 상기 튜닝나사의 머리부와 접촉하여 하방향으로 압박될 때 상방향으로 탄성력을 발휘한다. 상기 튜닝나사는 그것의 머리부가 상기 판스프링에 접촉할 때부터 상기 판스프링의 탄성력에 의하여 하방향으로 이동할 수 없을 때까지의 완충 범위에서 상하방향으로 움직임으로써 상기 공진기들의 공진주파수를 튜닝한다.

상기 금속판은 상기 판스프링의 중앙에 형성된 상기 관통홀에 상기 튜닝나사가 체결됨으로써 상기 하우징 본체의 상면에 결합하는 것이 바람직하다.

상기 하우징 본체의 상면은 상기 측면 커버를 제외하고 상기 하우징 본체의 다른 면들과 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 하우징 본체의 하면에는 복수개의 공진기 관통홀이 형성되어 있고, 상기 공진기는 중공이 길이방향으로 형성된 파이프 형상으로 형성되며, 상기 공진기 관통홀을 관통하여 상기 하우징 본체의 하면에 결합하고, 그래서 상기 하우징 본체의 내부와 외부는 상기 공진기의 상기 중공에 의하여 소통되며, 상기 공진기의 하부 말단 둘레부에는 솔더크림이 코팅되어 있고, 상기 공진기는 상기 솔더크림에 의하여 상기 하우징 본체의 하면에 융착하는 것이 바람직하다.

상기 공진기의 금속 소재는 상기 하우징의 금속 소재와는 다른 열팽창계수를 가지는 것이 바람직하다.

상기 하우징의 상기 측면 커버는 인쇄회로기판으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 하우징 본체의 상기 개방된 측면은 둘레부 및 상기 둘레부 내부에 상기 측면 커버를 이루는 상기 인쇄회로기판의 크기와 맞는 측면 커버 끼움부를 포함하고, 상기 둘레부 및 상기 측면 커버 끼움부의 경계에는 상기 둘레부가 높고 상기 측면 커버 끼움부가 낮게 되는 방향으로 단차가 형성되어 있으며, 상기 측면 커버 끼움부에 대응하는 상기 인쇄회로기판의 둘레부에는 고랑이 형성되어 있고, 상기 고랑에는 솔더크림이 채워져 있으며, 상기 인쇄회로기판은 상기 솔더크림에 의하여 상기 하우징 본체의 상기 개방된 측면에 형성된 상기 측면 커버 끼움부에 융착하는 것이 바람직하다.

상기 인쇄회로기판에는 한 쌍의 입출력단자가 형성되어 있고, 상기 인쇄회로기판의 내면에 형성된 한 쌍의 입출력단자에는 상기 공진기로 신호를 입력하거나 상기 공진기로부터 신호를 출력하기 위한 금속 구조물이 부착되어 있는 것일 수 있다.

상기 인쇄회로기판의 내면에는 이웃하지 않는 상기 공진기들 사이에 형성되는 크로스커플링회로 패턴이 형성된 별도의 인쇄회로기판이 부착되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터는 튜닝나사를 고정하기 위한 고정너트를 사용하지 않고 또한 커버를 하우징 본체에 결합할 때 볼트 또는 나사를 사용하지 않음으로써 크기 및 무게를 획기적으로 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터에서 측면 커버가 결합하기 전 상태에 대한 측면도이다.
도 2는 도 1의 캐비티형 무선 주파수 필터의 구성요소들의 결합관계 및 구조를 도시한 측면도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 판스프링의 한 예에 대한 확대도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 판스프링의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 판스프링의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터에 적용되는 인쇄회로기판의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터에 대하여 하우징 본체와 인쇄회로기판으로 된 측면 커버 간의 결합 구조의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터에 대하여 하우징 본체와 인쇄회로기판으로 된 측면 커버 간의 결합 구조의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터의 성능을 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캐비티형 무선 주파수 필터(10)는 하우징 본체(100) 및 측면 커버(200)가 결합된 하우징을 포함한다. 하우징은 직육면체 형상으로 형성된다. 이때, 커버(200)는 하우징의 측면으로 표현하였으나, 이것은 공진기(300)가 세워진 상태에 대한 상대적인 방향을 기준으로 한 것이다. 실제로 본 발명의 캐비티형 무선 주파수 필터(10)가 사용될 때에는 커버(200)가 바닥면을 이룬다. 이에, 본 명세서에서 언급하는 방향은 설명의 편의를 위하여 공진기(300)가 세워진 상태를 기준으로 설정한 것임을 밝혀둔다.

하우징 본체(100)는 격벽(102)에 의하여 구분된 복수개의 중공(캐비티)(104)을 가진다. 하우징 본체(100)의 중공(104)에는 복수개의 공진기(300)가 배치된다. 캐비티형 무선 주파수 필터(10)에 사용되는 공진기(300)는 1/4 파장 공진기이다. 하우징 본체(100)의 상면(110)에는 공진주파수를 튜닝하기 위하여 복수개의 튜닝나사(400)가 설치된다. 튜닝나사(400)는 공진기(300) 상부에 위치하거나 공진기들(300) 사이에 격벽의 윈도우 상부에 위치한다. 튜닝나사(400)는 머리부(410)와 몸체부(420)로 이루어진다. 몸체부(420)의 표면에는 나사가 형성되어 있고, 머리부(410)는 몸체부(420)의 직경보다 큰 직경을 가진다.

하우징 본체(100)의 상면(110)에는 공진기(300)에 대응하는 위치에 튜닝나사(400)가 나사결합하면서 관통하는 복수개의 나사홀(112)이 형성되어 있다. 나사홀(112)은 공진기들(300) 사이에 있는 격벽(102)의 윈도우에 대응하는 위치에도 설치될 수 있다. 나사홀(112)은 하우징 본체(100)의 상면(110)이 작은 두께, 예를 들어 1.2mm 정도로 형성되는 경우, 그것의 나사산이 2 내지 3개 정도가 되도록 형성될 수 있다.

하우징 본체(100)의 모든 면들은 서로 연속적으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때 연속적으로 형성된다는 것은 그것들이 애초에는 분리된 상태로 성립된 후에 볼트체결 또는 솔더크림에 의한 부착 등과 같이 물리적 결합에 의하여 일체로 형성됨을 의미하는 것이 아니라 물리적 결합 없이 애초부터 일체로 형성됨을 의미한다. 이에, 하우징 본체(100)의 상면(110)은 측면 커버(200)를 제외하고 하우징 본체(100)의 다른 면들과 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

하우징 본체(100)의 상면(110)에는 나사홀들(112)을 덮는 금속판(500)이 배치된다. 금속판(500)의 크기는 나사홀들(112)이 형성된 영역을 덮을 정도이면 충분하며, 하우징 본체(100)의 상면(110) 전체를 덮을 정도의 크기는 아니더라도 무방하다. 금속판(500)에는 나사홀들(112)에 대응하는 위치에 금속판(500)과 일체로 복수개의 판스프링(510)이 형성된다. 판스프링(510)의 중앙에는 튜닝나사(400)가 관통하는 관통홀(512)이 형성된다. 금속판(500)은 판스프링(510)의 중앙에 형성된 관통홀(512)에 튜닝나사(400)가 체결됨으로써 하우징 본체(100)의 상면(110)에 결합한다.

판스프링(510)은 튜닝나사(400)의 머리부와 접촉할 때 하방향으로 압박되어 상방향으로 탄성력(복원력)을 발휘한다. 그리하여 튜닝나사(400)는 그것의 머리부(410)가 판스프링(510)에 접촉할 때부터 판스프링(510)의 복원력에 의하여 하방향으로 이동할 수 없을 때까지의 완충 범위에서 상하방향으로 움직임으로써 공진기들(300)의 공진주파수를 튜닝하게 된다.

본 발명의 캐비티형 무선 주파수 필터(10)는 상기에서 설명한 바와 같이, 하우징 본체(100)의 상면(110)을 측면 커버(200)를 제외하고 다른 면들과 물리적 결합 없이 일체로 형성함으로써 물리적 결합을 위하여 요구되는 볼트 또는 나사가 필요없게 되어 무게를 줄일 수 있고 또한 하우징 본체(100)의 상면(110)에 그러한 볼트 또는 나사 결합을 위하여 나사홈을 설치할 필요가 없기 때문에 부피도 줄일 수 있다. 본 발명의 캐비티형 무선 주파수 필터(10)는 또한 하우징 본체(100)의 상면(110)에 설치된 나사홀(112)과 작은 두께의 금속판(500)에 설치된 낮은 높이를 가지는 판스프링(510)에 의하여 튜닝나사(400)를 고정하기 때문에 튜닝나사(400)를 고정하기 위하여 고정너트를 채용할 필요가 없고, 그래서 무게 및 부피를 상당히 줄일 수 있다.

본 발명에서 금속판(500)에 설치되는 판스프링(510)은 상기에서 설명한 바와 같이, 튜닝나사(400)의 몸체부(420)가 판스프링(510)의 중앙에 형성된 관통홀(512)을 통과하고 튜닝나사(400)의 머리부(410)가 판스프링(510)에 걸려서 하방향으로 압박될 때 상방향으로 탄성력, 즉 복원력을 발휘하는 것이라면 어떠한 형태 및 구조로 형성되더라도 무방하다.

도 3에는 판스프링(510)의 한 형태가 예시되어 있다. 판스프링(510)은 평면도 측면에서 볼 때, 관통홀(512)에 대한 동심원을 기저로 하여, 즉 원호를 기저로 하여 관통홀(512)까지 방사방향으로 연장되어 형성되는 복수개의 절편들(514), 예를 들어 8개의 절편들로 이루어진다. 이때, 원호 기저는 모든 부분에서 금속판(500)과 일체로 연결된다. 즉, 절편들(514)은 관통홀(512)에 의하여 잘린 부채꼴 형상으로 형성된다. 이러한 절편들(514)은 측면도 측면에서 볼 때, 동심원 기저, 즉 원호 기저로부터 경사지게 상방향으로 뻗은 구조로 배치된다. 판스프링(510)에 대한 측면도는 측면 구조의 복잡도를 피하기 위하여 대향하는 두 개의 절편들(514)만을 도시하였다. 이러한 배치구조에 의하면, 튜닝나사(400)가 하방으로 전진할 때 튜닝나사(400)의 머리부(410)에 의하여 판스프링(510)이 눌려지면 판스프링(510)은 상방향으로 복원력을 발휘하게 된다.

도 4에는 판스프링(510)의 다른 형태가 예시되어 있다. 판스프링(510)은 절편들(514)이 절곡되기 전 상태에 대한 평면도를 보면, 관통홀(512)에 대한 동심원을 기저로 하여, 즉 원호를 기저로 하여 관통홀(512)까지 방사방향으로 연장되어 형성되는 복수개의 절편들(514), 예를 들어 3개의 절편들로 이루어진다. 이때, 절편들(514)의 원호 기저는 모든 부분에서 금속판(500)과 일체로 연결되는 것이 아니라 일부분에서만 금속판(500)으로부터 연장되고, 나머지 부분에서는 금속판(500)과 분리되어 있다. 즉, 금속판(500)과 절편들(514) 사이가 부분적으로 원호 방향으로 커팅됨으로써 금속판(500)과 절편들(514)의 나머지 부분들 사이에는 틈(514-1)이 형성되어 있다. 이에, 절편들(514)은 금속판(500)과 연결되는 부분과 분리된 부분이 연속적으로 이어진 형태로 형성된다.

다음으로, 절편들(514) 중 금속판(500)과 분리된 부분의 일부분을 방사방향으로 형성된 절곡선(514-2)을 따라 튜닝나사(400)의 회전방향의 반대방향으로 절곡하여 세운다. 이때, 절편들(514) 중 세워지는 부분(514-4)과 눕은 부분(514-3)이 이루는 각도는 90도보다 작거나 큰 각, 예를 들어 45도 내지 60도 또는 120도 내지 135도 정도로 형성될 수 있다. 이러한 구조는 판스프링(510)의 측면도에서 확인할 수 있는데, 이러한 측면도는 측면 구조의 복잡도를 피하기 위하여 두 개의 절편들(514)만을 도시하였다. 이러한 배치구조에 의하면, 튜닝나사(400)가 하방으로 전진할 때 튜닝나사(400)의 머리부(410)는 절편들(514)의 절곡된 부분(514-4)의 바깥쪽 면 또는 안쪽 면과 접촉하게 되고, 그러한 면들이 튜닝나사(400)의 머리부(410)에 의하여 눌려지면 판스프링(510)은 상방향으로 복원력을 발휘하게 된다. 이때, 절편들(514)의 절곡된 부분에 의하여 튜닝나사(400)의 풀림이 방지되고 절편들(514)이 원호방향으로 부분적으로 커팅됨으로써 절곡 단차가 커서 완충범위가 커진다.

도 5에는 판스프링(510)의 또 다른 형태가 예시되어 있다. 도 5에 도시된 판스프링(510)은 평면도의 측면에서 보면 원호방향의 절곡선(514-5)을 따라 절곡된다는 점을 제외하면, 도 3에 도시된 판스프링(510)과 유사하다. 즉, 도 5에 도시된 판스프링(510)은 평면도 측면에서 볼 때, 관통홀(512)에 대한 동심원을 기저로 하여, 즉 원호를 기저로 하여 관통홀(512)까지 방사방향으로 연장되어 형성되는 복수개의 절편들(514), 예를 들어 8개의 절편들로 이루어진다는 점은 도 3에 도시된 것과 동일하다. 그러나, 도 5에 도시된 판스프링(510)은 원호방향의 절곡선(514-5)을 따라 절곡되어 있다. 이때, 절곡선(514-5)은 원호 기저와 관통홀(512) 사이에 형성된다. 그렇기 때문에, 절편들(514)은 측면도 측면에서 볼 때, 동심원 기저, 즉 원호 기저로부터 경사지게 상방향으로 뻗은 부분(514-6)과 절곡선(514-5)에서 하방향으로 경사지게 뻗은 부분(514-7)으로 이루어진다. 판스프링(510)에 대한 측면도는 측면 구조의 복잡도를 피하기 위하여 대향하는 두 개의 절편들(514)만을 도시하였다. 이러한 배치구조에 의하면, 튜닝나사(400)의 머리부(410)는 절편들(514)의 하방향 경사 부분(514-7)과 접촉하게 된다. 그러한 부분들(514-7)이 튜닝나사(400)의 머리부(410)에 의하여 눌려지면 판스프링(510)은 상방향으로 복원력을 발휘하게 된다.

하우징 본체(100)의 하면(120)에는 복수개의 공진기 관통홀(122)이 형성되어 있다. 공진기(300)는 중공이 길이방향으로 형성된 파이프 형상으로 형성된다. 이때, 공진기(300)의 외경/내경의 비율, 즉 두께가 작은 것이 사용될 수 있다. 공진기(300)는 공진기 관통홀(122)을 관통하여 하우징 본체(100)의 하면(120)에 결합한다. 그래서 하우징 본체(100)의 내부와 외부는 공진기(300)의 중공에 의하여 소통된다. 공진기(300)에 의하여 하우징의 내부와 외부가 소통되더라도 공진주파수에 대하여 공진기(300)의 내경은 상대적으로 작고 길이는 길기 때문에 하우징 내부의 신호가 외부로 누설되지는 않는다.

공진기(300)의 하부 말단 둘레부에는 솔더크림이 코팅된다. 공진기(300)는 솔더크림에 의하여 하우징 본체(100)의 하면(120)에 융착한다. 예를 들어, 공진기(300)의 외경은 3 mm로 구성될 수 있고, 하우징 본체(100)의 공진기 관통홀(122)의 직경은 3.1 mm로 구성될 수 있다. 이때, 공진기(300)의 하부 말단 둘레부에 솔더크림을 적절한 두께로 코팅한다. 그러한 경우, 공진기(300)를 상부 말단으로부터 공진기 관통홀(122)에 끼워넣으면, 공진기(300)의 상부 말단으로부터 솔더크림이 코팅되기 전까지의 공진기(300) 영역은 공진기 관통홀(122)에 걸림이 없이 통과하는 한편, 솔더크림이 코팅된 공진기(300) 영역은 공진기 관통홀(122)에 압입되어 하우징 본체(100)의 하면(120)에 고정될 수 있다. 이때, 하우징 본체(100)의 하면(120)에 공진기(300)를 더욱 확실하게 고정하기 위하여, 솔더크림을 용융시킨 후 냉각시키면 공진기(300)는 솔더크림에 의하여 하우징 본체(100)의 하면(120)에 융착한다.

공진기(300)의 금속 소재와 하우징의 금속 소재는 서로 다른 열팽창계수를 가지는 것으로 선택할 수 있다. 이때, 공진기(300)의 금속 소재는 하우징의 금속 소재보다 열팽창계수가 작은 것으로 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하우징은 알루미늄 또는 은으로 도금된 알루미늄으로 형성될 수 있고, 공진기(300)는 스테인레스 스틸로 형성될 수 있다. 이 경우, 열팽창계수는 스테인레스 스틸보다 알루미늄이 약 2배 가량 크다. 즉, 하우징이 공진기보다 온도상승에 따른 팽창이 크다.

통상적으로 온도가 상승함에 따라 캐비티형 무선 주파수 필터의 공진주파수는 낮아진다. 이때, 공진기(300)와 하우징을 상기와 같은 소재로 구성하게 되면, 온도가 상승함에 따라 알루미늄으로 된 하우징이 상대적으로 크게 팽창하게 되어 공진기(300)와 하우징 간의 거리가 멀어지게 된다. 그 결과 공진주파수는 높아진다. 이에, 공진기(300) 및 하우징의 금속소재를 적절하게 선택하면 온도가 상승함에 따라 발생하는 공진주파수의 변화를 상쇄할 수 있어 온도변화에도 공진주파수의 안정적인 운용이 가능하게 된다.

튜닝나사(400)의 몸체부(420)는 금속판(500)의 판스프링(510) 중앙에 형성된 관통홀(512)을 관통하고 하우징본체(100)의 상면(110)에 형성된 나사홀(112)과 나사결합한다. 튜닝나사(400)의 몸체부(420)가 계속하여 하방으로 전진하면, 튜닝나사(400)의 머리부(410)는 판스프링(510)에 걸리게 된다. 이때, 튜닝나사(400)의 몸체부(420)는 공진기(300)의 중공 내부로 들어갈 수 있다. 튜닝나사(400)의 머리부(410)가 판스프링(510)에 걸린 상태에서 더욱 하방으로 전진시킴으로써 공진주파수를 적절하게 조절할 수 있다. 따라서 본 발명은 공진주파수 조절 공정을 단순화할 수 있다. 한편, 금속판(500)은 튜닝나사(400)를 제외한 다른 수단 없이도, 즉 튜닝나사(400)만으로 하우징본체(100)의 상면(110)에 고정된다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징의 측면 커버(200)는 인쇄회로기판으로 형성된다. 하우징 본체(100)의 개방된 측면(130)은 둘레부(132) 및 둘레부(132) 내부에 측면 커버(200)를 이루는 인쇄회로기판의 크기와 맞는 측면 커버 끼움부(134)를 포함한다. 둘레부(132) 및 측면 커버 끼움부(134)의 경계에는 둘레부(132)가 높고 측면 커버 끼움부(134)가 낮게 되는 방향으로 단차(136)가 형성되어 있다. 측면 커버 끼움부(134)에 대응하는 인쇄회로기판(200)의 내면(210) 둘레부에는 고랑(212)이 형성되어 있고, 고랑(212)에는 솔더크림이 채워져 있다. 인쇄회로기판(200)은 고랑(212)에 채워진 솔더크림에 의하여 하우징 본체(100)의 개방된 측면(130)에 형성된 측면 커버 끼움부(134)에 융착한다.

한편, 솔더크림의 융착에 의한 인쇄회로기판(200)과 측면 커버 끼움부(134) 간의 결합을 더욱 공고하게 하기 위하여, 인쇄회로기판(200)이 측면 커버 끼움부(134)에 끼워진 상태에서 인쇄회로기판(200)과 측면 커버 끼움부(134) 간에 작은 틈, 즉 솔더크림 충진부(138)가 생기도록 인쇄회로기판(200)을 구성할 수 있다. 그러한 경우, 그러한 솔더크림 충진부(138)에 솔더크림을 채워넣고 열에 의하여 용해시킨후 냉각시키면, 그러한 솔더크림의 융착에 의하여 인쇄회로기판(200)과 측면 커버 끼움부(134)가 더욱 공고하게 결합할 수 있다.

인쇄회로기판(200)에는 입출력단자가 형성되어 있다. 입출력단자는 인쇄회로기판(200)의 내면(210) 및 외면(220) 각각에 한 쌍으로 형성된다. 외부의 신호는 인쇄회로기판(200)의 외면(220)에 형성된 입출력단자(222)로 들어가서 인쇄회로기판(200)의 내면(210)에 형성된 입출력단자(214)를 통하여 하우징 내부로 들어간다. 하우징 내부에서는 공진기들(300)에 의하여 공진주파수 신호가 선택되고 그러한 신호는 인쇄회로기판(200)의 내면(210)에 형성된 입출력단자(214) 및 인쇄회로기판(200)의 외면(220)에 형성된 입출력단자(222)를 통하여 외부로 출력된다.

인쇄회로기판(200)의 내면(210)에 형성된 한 쌍의 입출력단자(214)에는 공진기(300)로 신호를 입력하거나 공진기(300)로부터 신호를 출력하기 위하여 금속 구조물, 특히 금속 절곡 구조물(216)이 부착되어 있다. 금속 절곡 구조물(216)은 도 7에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(200)의 입출력단자(214)에는 직접적으로 연결되지만 하우징 내부에 배치되는 공진기(300)에는 직접적으로 연결되지 않는 무접촉방식으로 신호를 전달한다. 한편, 도 8에는 금속 절곡 구조물(216)에 의한 다른 연결구조가 예시되어 있다. 도 8에서 하나의 금속 절곡 구조물(216)은 한 공진기(300)에 무접촉방식으로 커플링되는데 반하여 다른 금속 절곡 구조물(216)은 다른 공진기(300)에 접촉방식으로 연결된다.

인쇄회로기판(200)의 내면(210)에는 이웃하지 않는 공진기들(300) 사이에 형성되는 크로스커플링회로 패턴이 형성된 별도의 인쇄회로기판(230)이 부착되어 있다. 인쇄회로기판(230)은 인쇄회로기판(200)의 내면(210)에 솔더크림에 의하여 융착됨으로써 결합될 수 있다.

크로스커플링회로 패턴은 별도의 인쇄회로기판(230)에 형성되는 대신에 인쇄회로기판(200)의 내면(210)에 직접 형성되는 것도 가능하다. 다만 후자의 경우에는 인쇄회로기판(200)의 두께를 크로스커플링회로 패턴이 형성되는 부분에서 부분적으로 조절하는 것은 불가능하므로 크로스커플링에 대한 결합량을 조절하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 반면에 크로스커플링회로 패턴을 별도의 인쇄회로기판(230)에 형성하고 그러한 인쇄회로기판(230)을 인쇄회로기판(200)의 내면(210)에 부착하는 방식은 인쇄회로기판(230)의 두께를 적절하게 조절함으로써 크로스커플링회로에 대한 결합량을 용이하게 조절할 수 있으므로 유용하다.

한편, 필요한 경우 인쇄회로기판(200)의 내면(210) 또는 외면(220)에 표면실장기술(SMT)을 이용하여 표면실장장치(SMD)를 장착하는 것도 가능하다.

본 발명의 캐비티형 무선 주파수 필터(10)는 상기와 같은 구조에 의하여 3GHz 대역의 동일 조건 제품 대비 1/3 이상의 무게 절감이 가능하다. 특히 한 예로서, 동일 성능 기준 종래의 제품은 약 80g의 무게로 형성되는데 반하여 본 발명의 제품은 12g의 무게로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 제품은 종래 제품 대비 약 1/7의 무게로 형성될 수 있다. 또한 크기는 약 절반 수준으로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래 제품과 비교할 때 무게 및 크기를 혁신적으로 개선할 수 있다.

본 발명의 캐비티형 무선 주파수 필터(10)는 초소형 및 초경량으로 형성됨에도 불구하고, 우수한 성능을 가진다는 것을 도 9에 의하여 확인할 수 있다.

10: 캐비티형 무선 주파수 필터 100: 하우징 본체
102: 격벽 104: 중공(캐비티)
110: 상면 112: 나사홀
120: 하면 122: 공진기 관통홀
130: 개방 측면 132: 둘레부
134: 측면 커버 끼움부 136: 단차
138: 솔더크림 충진부 200: 측면 커버(인쇄회로기판)
210: 내면 212: 고랑(솔더크림)
214: 입출력단자 216: 금속 절곡 구조물
218: 별도 인쇄회로기판 부착부 220: 외면
222: 입출력단자 224: 솔더 레지스트
230: 별도 인쇄회로기판 300: 공진기
400: 튜닝나사 410: 머리부
420: 몸체부 500: 금속판
510: 판스프링 512: 관통홀

Claims (9)

1. 격벽에 의하여 구분된 복수개의 중공을 포함하고, 한 측면이 개방된 직육면체 형상의 하우징 본체 및 상기 하우징 본체의 개방된 상기 측면을 덮는 측면 커버를 포함하는 하우징, 상기 하우징 내의 상기 중공에 배치되는 복수개의 공진기 및 공진주파수를 튜닝하는 복수개의 튜닝나사를 포함하는 캐비티형 무선 주파수 필터에 있어서,
   상기 하우징 본체의 상면에는 상기 공진기에 대응하는 위치에 상기 튜닝나사가 나사결합하면서 관통하는 복수개의 나사홀이 형성되어 있고,
   상기 하우징 본체의 상면에는 상기 나사홀들을 덮는 금속판이 배치되고, 상기 금속판에는 상기 나사홀들에 대응하는 위치에 상기 금속판과 일체로 형성되는 복수개의 판스프링이 형성되어 있으며, 상기 판스프링의 중앙에는 상기 튜닝나사가 관통하는 관통홀이 형성되어 있고,
   상기 판스프링은 상기 튜닝나사의 머리부와 접촉하여 하방향으로 압박될 때 상방향으로 탄성력을 발휘하고, 상기 튜닝나사는 그것의 머리부가 상기 판스프링에 접촉할 때부터 상기 판스프링의 탄성력에 의하여 하방향으로 이동할 수 없을 때까지의 완충 범위에서 상하방향으로 움직임으로써 상기 공진기들의 공진주파수를 튜닝하는 것임을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 금속판은 상기 판스프링의 중앙에 형성된 상기 관통홀에 상기 튜닝나사가 체결됨으로써 상기 하우징 본체의 상면에 결합하는 것임을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하우징 본체의 상면은 상기 측면 커버를 제외하고 상기 하우징 본체의 다른 면들과 연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징 본체의 하면에는 복수개의 공진기 관통홀이 형성되어 있고, 상기 공진기는 중공이 길이방향으로 형성된 파이프 형상으로 형성되며, 상기 공진기 관통홀을 관통하여 상기 하우징 본체의 하면에 결합하고, 그래서 상기 하우징 본체의 내부와 외부는 상기 공진기의 상기 중공에 의하여 소통되며, 상기 공진기의 하부 말단 둘레부에는 솔더크림이 코팅되어 있고, 상기 공진기는 상기 솔더크림에 의하여 상기 하우징 본체의 하면에 융착하는 것을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 공진기의 금속 소재는 상기 하우징의 금속 소재와는 다른 열팽창계수를 가지는 것임을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징의 상기 측면 커버는 인쇄회로기판으로 형성되는 것임을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 하우징 본체의 상기 개방된 측면은 둘레부 및 상기 둘레부 내부에 상기 측면 커버를 이루는 상기 인쇄회로기판의 크기와 맞는 측면 커버 끼움부를 포함하고, 상기 둘레부 및 상기 측면 커버 끼움부의 경계에는 상기 둘레부가 높고 상기 측면 커버 끼움부가 낮게 되는 방향으로 단차가 형성되어 있으며,
   상기 측면 커버 끼움부에 대응하는 상기 인쇄회로기판의 둘레부에는 고랑이 형성되어 있고, 상기 고랑에는 솔더크림이 채워져 있으며,
   상기 인쇄회로기판은 상기 솔더크림에 의하여 상기 하우징 본체의 상기 개방된 측면에 형성된 상기 측면 커버 끼움부에 융착하는 것을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
8. 제7항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판에는 한 쌍의 입출력단자가 형성되어 있고, 상기 인쇄회로기판의 내면에 형성된 한 쌍의 입출력단자에는 상기 공진기로 신호를 입력하거나 상기 공진기로부터 신호를 출력하기 위한 금속 구조물이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
9. 제8항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판의 내면에는 이웃하지 않는 상기 공진기들 사이에 형성되는 크로스커플링회로 패턴이 형성된 별도의 인쇄회로기판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 초소형 캐비티형 무선 주파수 필터.
   

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