KR900002450B1 - Block-type frequency transition device - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 통상의 위성수신 시스템의 옥외 부분의 구성을 나타내는 개략도.1 is a schematic diagram showing the configuration of an outdoor portion of a conventional satellite reception system.
제 2 도는 본 발명에 의한 대역 저지 필터의 일실시예를 나타내는 도면.2 is a diagram showing an embodiment of a band reject filter according to the present invention.
제 3 도는 본 발명의 실시예에 의한 대역 저지 필터의 주파수 특성을 나타낸 도표.3 is a diagram showing the frequency characteristics of the band reject filter according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 안테나 2 : 저잡음 증폭기1: antenna 2: low noise amplifier
3 : 블럭형 주파수 변환기 A : 필터3: block type frequency converter A: filter
B : 혼합기 C : 고정 국부 발진기B: Mixer C: Fixed Local Oscillator
D : 저역 통과 필터 E : 중간 주파수 증폭기D: Low pass filter E: Medium frequency amplifier
SP : 스퍼라인 MS : 마이크로 스트립 라인SP: Spurline MS: Micro Strip Line
a : 스퍼라인의 길이 b : 스퍼라인의 개방단 간격a: length of spurline b: spacing of open ends of spurline
d : 스퍼라인과 마이크로 스트립 라인의 간격d: spacing between spurline and microstrip line
l : 스퍼라인과 스퍼라인의 간격l: spacing between spurline and spurline
s : 스퍼라인의 폭 w : 마이크로 스트립 라인의 폭s: width of spurline w: width of microstrip line
본 발명은 마이크로 스트립 라인내에 스퍼라인(sper line)을 사용한 대역 저지 필터와 이를 이용한 블럭형 주파수 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a band reject filter using a sper line in a micro strip line and a block type frequency converter using the same.
위성 TV 수신 시스템의 옥외부의 구성은, 제 1 도에 도시된 바와 같이, 옥외에 설치되어 위성신호를 수신하는 안테나(1)와, 이 안테나(1)에 수신된 위성신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(2)와, 옥내의 기기까지 이르는 선도에서의 신호의 감쇄를 줄이기 위하여 4GHz대의 RF신호를 1GHz대의 중간주파수(IF)로 변환하는 주파수 변환기(3)로 이루어지는 바, 주파수 변환기(3)의 출력은 도시하지 않은 옥내의 수신기에 입력되며, 수신기는 시청하고자 하는 위성신호를 선택하여 TV 모니터에 오디오 및 비데오 신호를 출력하는 역할을 한다.As shown in FIG. 1, the outdoor unit of the satellite TV receiving system includes an antenna 1 installed outdoors and receiving a satellite signal, and a low noise amplifier amplifying the satellite signal received by the antenna 1; 2) and a frequency converter 3 for converting the RF signal of the 4 GHz band to the intermediate frequency IF of the 1 GHz band in order to reduce the attenuation of the signal in the diagram leading to the indoor equipment. The output of the frequency converter 3 is It is input to an indoor receiver (not shown), and the receiver selects a satellite signal to watch and outputs audio and video signals to a TV monitor.
상기한 위성 수신 시스템은 주파수 변환 방식에 따라 대체로 싱글 변환 방식과 블럭형 더블 변환 방식으로 구분되는바, 전자는 안테나를 통해 수신된 RF신호 가운데 희망하는 하나의 채널만을 선택적으로 중간주파수로 주파수 변환하는 방식을 일컬으며, 후자는 안테나를 통하여 수신된 전 채널의 RF신호를 모두 소정의 중간 주파수로 변환하는 방식을 지칭한다.The satellite reception system is generally classified into a single conversion method and a block type double conversion method according to a frequency conversion method. The former selectively converts only one desired channel among the RF signals received through the antenna to an intermediate frequency. The latter refers to a method of converting all RF signals of all channels received through an antenna to a predetermined intermediate frequency.
그런데, 싱글 변환 방식에 있어서는, 원하지 않는 영상신호가 원하는 채널에 섞여 나타냄으로써 수신상태가 좋지 않은 문제가 있었다. 따라서 근래에 들어서는 대체로 블럭형 더블 변환 방식을 채용하고 있는바, 그 이유는 상기한 채널간의 간섭현상이 적고 또한 소정의 하나의 채널을 선택함에 있어서도 제 1 도와 같이 단순히, 4GHz대의 RF신호(RF)와 5.15GHz의 고정 국부 발진신호(LOC)를 혼합(MIXING)함으로써 달성될 수 있기 때문에 점유하는 외적크기가 작은 점을 들 수 있다.However, in the single conversion system, there is a problem in that the reception state is not good because the unwanted video signal is mixed with the desired channel. Therefore, in recent years, a block-type double conversion scheme has been generally adopted. The reason for this is that the above-described interference between the channels is small, and even in selecting a predetermined channel, the RF signal (RF) in the 4 GHz band is simply used as in the first diagram. It can be achieved by MIXING a fixed local oscillation signal (LOC) of 5.15 GHz and 5.15 GHz.
이러한 블럭형 주파수 변환기의 구성을 상술하면 다음과 같다. 즉, 안테나(1)를 통하여 입력된 위성신호를 필터부(A)를 통한 후, 이 신호를 1GHz대의 1차 중간주파수 신호로 변환하기 위해 혼합기(MIXER)(B)를 사용하여 국부 발진기(C)에서 출력되는 고정 국부 발진신호(대개 5.15GHz)(LOC)와 상기한 4GHz대의 RF신호를 혼합함으로써 전채널 대역을 1GHz대의 중간주파수로 변환한다. 또한, 국부 발진기(C)는 원만한 혼합기(B)의 동작을 위해서 혼합기(B)에 약 +10dBm 정도의 전력을 공급하도록 되어 있다. 그리고 1차중간주파수 신호는 저역 통과 필터(D)와 중간주파수 증폭기(E)를 통하여 증폭된 후에 옥내의 수신기에 인가되어 희망하는 채널의 신호가 선국되어 TV 모니터에 인가되도록 되어 있다.The configuration of such a block type frequency converter is as follows. That is, after the satellite signal input through the antenna (1) through the filter unit (A), the local oscillator (C) using a mixer (MIXER) (B) to convert this signal into a 1 GHz primary intermediate frequency signal In this case, the fixed local oscillation signal (usually 5.15 GHz) (LOC) outputted from the RF signal and the 4 GHz band RF signal are mixed to convert the entire channel band to the intermediate frequency of the 1 GHz band. In addition, the local oscillator C is configured to supply about +10 dBm of power to the mixer B for the smooth operation of the mixer B. The first intermediate frequency signal is amplified by the low pass filter (D) and the intermediate frequency amplifier (E), and then applied to an indoor receiver so that a signal of a desired channel is tuned and applied to the TV monitor.
그런데, 상기한 블럭형 주파수 변환기(3) 내의 필터(A)는 국부발진기(C)의 국부발진신호(LOC)가 저잡음 증폭기(2)측으로 역류하는 것을 방지하는 역할을 한다.By the way, the filter A in the block type frequency converter 3 serves to prevent the local oscillation signal LOC of the local oscillator C from flowing back to the low noise amplifier 2 side.
이 필터(A)로서 종래에는 대역 통과 필터나 저역 통과 필터, 고역 통과 필터등을 사용하여 왔는데, 이들은 대개 블럭형 주파수 변환기(3)내에서 차지하는 점유 면적 비율이 커서 소형의 블럭형 주파수 변환기를 구성하는데 지장을 초래할 뿐만 아니라 통과 대역 내에서 신호의 손실이 큰 단점이 있었다.As the filter (A), a band pass filter, a low pass filter, a high pass filter, and the like have been conventionally used, and they usually constitute a small block type frequency converter because of the large occupied area ratio in the block type frequency converter 3. Not only does it cause a problem, but there is a big disadvantage of loss of a signal in a pass band.
이에 본 발명에서는 크기가 작고 통과 대역내에서 신호의 손실이 작은 대역 저지 필터를 가진 블럭형 주파수 변환기를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a block type frequency converter having a band stop filter having a small size and a small loss of a signal in a pass band.
본 발명의 다른 목적은 마이크로 스트립 라인 내에 복수개의 스퍼라인을 형성하여 구성된 대역 저지 필터를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a band reject filter formed by forming a plurality of spur lines in a micro strip line.
수 GHz 이상의 초고주파 대역에서는 수동소자를 저주파 대역에서와 같이 사용할 수 없다. 따라서, 필터의 구성에 있어서도, 저주파에서 사용되는 코일과 콘덴서를 이용하여 만들 수 없다.In the ultra-high frequency band of several GHz or more, passive devices cannot be used as in the low frequency band. Therefore, also in the structure of a filter, it cannot be made using the coil and capacitor used at low frequency.
이에 대하여, 본 발명에서는 마이크로 스트립 라인내에 스퍼라인을 형성하는 것에 의해 등가적으로 코일의 인덕턴스 및 콘덴서의 캐패시턴스를 형성하여 소정의 대역 저지 폭을 갖는 대역 저지 필터를 제공하고 있다.In contrast, in the present invention, by forming a spur line in a micro strip line, an inductance of a coil and a capacitance of a capacitor are equivalently provided to provide a band reject filter having a predetermined band stop width.
이하에 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 대역 저지 필터는 제 2 도에 도시된 바와 같이, 마이크로 스트립 라인(MS)내에 복수개의 스퍼라인을 사용하여 구성된다.The band reject filter according to the present invention is constructed by using a plurality of spur lines in the micro strip line MS, as shown in FIG.
본 실시예에서는 "ㄴ"자형의 스퍼라인 2개를 서로 대칭하게 형성하고 있는데, 여기서 중요한 것은 마이크로 스트립 라인의 폭(w), 스퍼라인의 폭(s), 스퍼라인의 길이(a), 스퍼라인의 개방단 간격(b), 스퍼라인과 마이크로 스트립 라인의 간격(d), 스퍼라인과 스퍼라인의 간격(l)이다.In this embodiment, two "b" shaped spurlines are formed symmetrically with each other, where the important points are the width (w) of the microstrip line, the width (s) of the spurline, the length of the spurline (a), and the spurs. The open end spacing (b) of the line, the spacing (d) of the spurline and the microstrip line, and the spacing (l) of the spurline and the spurline.
마이크로 스트립 라인을 이용하여 대역 저지 필터를 구성하기 위해서는 다음과 같은 순서를 따라서 한다.In order to configure the band reject filter using the micro strip line, the following procedure is performed.
(가) 구성하고자 하는 필터의 사양에 맞는 저역 통과 필터의 체비쉐프 계수(Tchebycheff Coefficient)를 구한다. 위의 저역 통과 필터와 같은 체비쉐프 계수를 구하기 위한 수식은 다음과 같다.(A) Calculate the Chebycheff Coefficient of the low pass filter that meets the filter specification. The equation for calculating Chebyshev coefficients, such as the lowpass filter above, is:
r=1 for n : 기수(odd)r = 1 for n: odd (odd)
r=tanh2(β/4) for n : 우수(even)r = tanh 2 (β / 4) for n: even
g1=2a1/αg 1 = 2a 1 / α
여기서, r : section 수, gk: 체비쉐프 계수, ak,bk: gk를 구하기 위한 매개변수, Am :통과대역 내의 리플.Where, r: Ripple in the pass band: section number, g k: Chebyshev coefficients, a k, b k: g k a parameter for determining a variable, Am.
(나) 저역 통과 필터의 특성이 구해지고 체비쉐프 계수가 구해졌으면 이것을 대역 저지 필터로 주파수 전이하고, 이의 주파수 특성에 대응하는 대역 저지 필터의 개회로 스터브의 임피던스를 구한다. (가)항의 저역통과필터를 대역 저지 필터로 바꾸기 위해서는 다음의 수식을 이용한다.(B) When the characteristics of the low pass filter are obtained and the Chebyshev coefficients are obtained, they are frequency shifted to the band reject filter, and the impedance of the open circuit stub of the band reject filter corresponding to the frequency characteristics is obtained. To convert the lowpass filter of paragraph (A) into a band stop filter, use the following formula.
여기서, W´ : 저역 통과 필터의 주파수, W : 대역 저지 필터의 주파수, Wo: 대역 저지 필터의 중심주파수.Where W 'is the frequency of the low pass filter, W is the frequency of the band reject filter, and Wo is the center frequency of the band reject filter.
위의 대역 저지 필터에 맞는 개회로 스터브(opencircuited Stub)의 임피던스를 구한다. 개회로 임피던스는 다음의 수식에 의해 구할 수 있다.Find the impedance of an opencircuited stub for the band-stop filter above. The open circuit impedance can be obtained by the following equation.
for n=2for n = 2
여기서, n : 스터브 갯수, ZA, ZB: 터미네이션 임피던스, Zj: 개회로 스터브의 임피던스, Zj-1, j : 연결라인 임피던스, gj: 체비쉐프 계수, A=W'iaW'i : 저역 통과 필터의 차단 주파수, Where n: number of stubs, Z A , Z B : termination impedance, Z j : impedance of the open circuit stub, Z j-1 , j: connection line impedance, g j : Chebyshev coefficient, A = W'iaW'i Is the cutoff frequency of the low pass filter,
(다) 대역 저지 필터의 임피던스를 결합 임피던스로 바꾼다. 결합 임피던스를 구하기 위한 수식은 다음과 같다.(C) Change the impedance of the band reject filter to the combined impedance. The formula for calculating the coupling impedance is as follows.
여기서, Zoe : 우수 임피던스, Zoo : 기수 임피던스.Where Zoe: excellent impedance, Zoo: odd impedance.
(라) 결합 임피던스에서 스퍼라인의 값을 구한다. 스퍼라인의 각 값을 구하기 위한 수식은 다음과 같다.(D) Find the value of the spurline at the coupling impedance. The formula for obtaining each value of a spurline is as follows.
여기서, here,
(마) 스퍼라인의 길이 a를 구한다.(E) Find the length a of the spur line.
여기서, fo : 대역 저지 필터의 중심주파수, εeffo : 효과 유전율.Where fo is the center frequency of the band-stop filter, εeffo is the permittivity of the effect.
(바) 스퍼라인의 간격 l을 구한다.(F) Find the spacing l of the spur line.
l=al = a
다음은 대역 저지 필터를 0.8mm 높이의 글라스 에폭시 유전체 기판에 형성하기 위하여 상기한 수식에 따라 스퍼라인의 사양이다.The following is the specification of spurline according to the above formula to form a bandstop filter on a 0.8 mm high glass epoxy dielectric substrate.
d=0.68mm, s=0.02mm, a=8mm, l=8mmd = 0.68mm, s = 0.02mm, a = 8mm, l = 8mm
위의 결과를 가지고 제작한 대역 저지 필터의 주파수 특성은 제 3 도에 도시된 바와 같다.The frequency characteristics of the band reject filter produced with the above results are as shown in FIG.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명의 구성에 있어서는 마이크로 스트립 라인내의 스퍼라인의 폭과 길이 그리고 간격이 변화함에 따라 저지대역의 중심 주파수도 변하게 된다.As described above, in the configuration of the present invention, the center frequency of the stopband also changes as the width, length, and spacing of the spur lines in the micro strip line change.
또한, 본 발명에 의하면, 마이크로 스트립 라인내에 스퍼라인의 형성되고 있기 때문에 다른 필터에 비하여 점유면적이 작고, 이에 의해 소형의 블럭형 주파수 변환기가 얻어져 위서 통신을 비롯한 초고주파 통신 분야에 있어서 크게 활용될 수 있다.In addition, according to the present invention, since the spurline is formed in the micro strip line, the occupancy area is smaller than that of other filters, whereby a small block type frequency converter can be obtained, which can be greatly utilized in the field of high frequency communication including the above-mentioned communication. Can be.
Claims (2)
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