KR900008522B1 - 송신선 장치 - Google Patents

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KR900008522B1
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리 소콜라 레이몬드
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Abstract

내용 없음.

Description

송신선 장치
제1도는 본 발명을 실시하는 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터(bandstop/bandpass filter)의 사시도.
제2도는 제1도의 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터의 전기적 회로도.
제3도는 제1의 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터 상부판의 저면도.
제4도는 제1도의 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터의 다른 상부판의 상면도.
제5도는 본 발명을 실시하는 또다른 세라믹 대역 차단 휠터의 상면도.
제6도는 제4도의 세라믹 대역 차단 휠터의 전기적 회로도.
제7도는 제5도의 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터의 전기적 회로도.
제8도는 안테나에 송수신 신호를 선택적으로 결합시키기 위해, 본 발명의 다수의 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터를 구비한 안테나 듀플렉서(duplexer)의 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터 102 : 상부판
104 : 블럭 106 : 입력 전극
108 : 구멍 110 : 전극
120 : 비도금 부분 130 및 132 : 경사연부
500 : 세라믹 대역 차단 휠터 502 : 도금 블럭
506 : 입력전극 508 : 구멍
510 및 512 : 연부
본 발명은 무선 주파수(RF)신호 휠터에 관한 것으로, 특히 무선 송수신 회로에 사용하기에 최적인 개량된 세라믹 대역 차단 휠터에 관한 것이다.
일반적인 다중-공진기 동축 휠터들은 전형적으로 원근법에 따라 단축된 단락 회로형 1/4 파장 동축 전송선인 복수개의 공진기를 구비하고 있다. 동축 공진기는 공통벽내의 구멍들에 의해 서로 유도 결합될 수 있다. 각각의 공진기는 이 공진기의 중간을 통해 연장된 구멍속으로 삽입되는 동조 나사에 의해 동조될 수 있다. 동조되었을 때의 동축 휠터의 전체 응답 특성은 내부단 결합 구멍 크기에 의해 결정된다. 동축 휠터의 동조는 동조 나사를 약간 조정함으로써 방해를 받기 때문에, 항상 적정하게 배치된 동조 나사를 고정시키기 위한 고정 너트가 필요하다. 동조 나사를 사용하면 동축 휠터들이 이조(de-tuned)되기 쉬울뿐만 아니라, 동조 나사의 기계적인 고정 및 동조 나사와 공진기 구조물 사이의 아아킹(arcing)을 포함한 부수적인 문제들이 발생한다. 또한, 동축 휠터들은 부피가 커서, 크기가 중요한 요소로 되는 응용 분야에서는 비교적 인기가 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 휠터보다 개량된 소형의 대역 차단 휠터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 온도 안정도를 나타내는 개량된 저-손실 세라믹 대역 차단 휠터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 자동적으로 동조가능한 개량된 세라믹 대역 차단 휠터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 선택적으로 도금된 유전 물질의 단일편으로 구성된 개량된 세라믹 대역 차단 휠터를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 대역 차단 휠터는 2개의 평면중의 제1평면상의 중심에 배치된 입력 전극을 갖고 있는 유전판과, 유전판이 제2표면에 고착되고 입력전극에 대향한 구멍을 갖고 있는 유전 블럭으로 구성된다. 유전 블럭은 티탄산 바륨 조성물을 포함한 다수의 세라믹으로 될 수 있다. 블럭은 판에 인접한 표면을 제외한 모든 표면상에 도전성 물질로 도금된다. 본 발명의 세라믹 휠터의 다른 실시예에서는, 대역 통과/대역 차단 응답특성을 제공하기 위해 션트(shunt)캐피시터, 션트 인덕터가 판의 제1표면에 도금될 수 있고 입력 전극에 결합될 수 있다.
이제부터 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 기술한다.
제1도에는 본 발명을 실시하는 세라믹 대역 통과 대역 차단휠터(100)가 도시되어 있다. 휠터(100)는 도전성 물질로 선택적으로 도금된 유전 물질로 모두 구성된 상부판(102)과 블럭(104)을 포함한다. 휠터(100)은 저손실, 고 유전 상수 및 저온 계수의 유전 상수를 갖는 적당한 유전 물질로 구성될 수 있다. 양호한 실시예에서, 휠터(100)는 산화 바륨, 산화 티타늄, 및 산화 지르코늄을 포함한 세라믹 조성물로 구성되어 있는데, 이것의 전기적 특성들은 지.애취.존커와 더블류.크웨스트루가 BaO-TiO2-SnO2및 BaO-TiO2-ZrO23 성분계란 제목으로 발표한 미합중국 세라믹 학회 잡지, 제41권, 제10호, 390 내지 394페이지에 상세하게 기술되어 있다. 상기 문헌에 기술된 세라믹 조성물중에, 조성비 18.5mole% BaOm, 77.0mole% TiO2, 및 4.5mole% ZrO2를 갖고 유전 상수 40인 도표 VI의 조성물이 본 발명의 세라믹 휠터에 사용하기에 매우 적합하다.
제1도를 참조하면, 휠터(100)의 상부판(102)과 블럭(104)은 비도금 지역(120, 122)을 각각 제외하고, 구리나 은과 같은 도전성 물질로 도금된다. 휠터(100)의 블럭(104)은 상부면으로부터 저부면으로 연장된 구멍(108)을 포함한다. 구멍(108)은 상기와 동일한 도전성 물질로 도금되고, 구멍(18)의 도금은 블럭(104)의 저부면상의 도금에 전기적으로 접속된다. 도금되어서 신호 접지부에 결합되면, 블럭(104)은 소정의 휠터 응답특성을 위해 선택한 길이를 갖고 있는 단락 회로로된 동축 송신선으로 된다.
제1도의 상부판(102)은 다수의 가지(finger)를 갖고 있는 입력 전극(106)을 포함한다. 입력 전극(106)은 이 입력 전극(106)으로부터 블럭(104)에 의해 제공된 동축 송신선으로 용량 결합되는 신호원으로부터의 입력 신호에 결합될 수 있다. 입력 전극(106)과 블럭(104)사이의 캐패시턴스량은 전극(106)의 가지들은 수동이나 자동으로 트리밍(trimming)함으로써 조정될 수 있다. 예를들어, 전극(106)의 가지들을 정확하게 트림(trim)하기 위해서 레이저가 사용될 수 있다. 입력 전극(106)은 2개의 도금런너에 의해 션트 캐패시터의 상부 전극인 전극(110)에도 결합된다. 판(102)의 저부면상의 제3도의 도금지역(302)과 전극(11)은 함께 션트 캐패시터를 형성한다. 제3도에 도시한 바와같이, 판(102)의 저부상의 도금은 도금지역(302)를 제외한 블럭(104)의 상부상의 도금과 동일하다. 전극(110)이 판(102)상에 존재하지 않으면, 제3의 판(102)의 저부상의 도금은 점선(304)으로 표시된 바와같이 연장된다[지역(120)은 비도금됨].
제1도의 상부판(102)과 블럭(104)은 구형 횡단면을 갖고 있다. 453 내지 458mHZ주파수 범위에서 동작할 수 있는 휠터(100)의 실시예에서, 상부판(102)과 블럭(104)의 각각의 측면은 길이가 35.1㎜이고, 상부판(102)의 높이는 2.93㎜이며, 블럭(104)의 높이는 18.9㎜이고, 구멍(108)의 직경은 10.7㎜이다. 상부판(102)과 블럭(104)은 납땜 및 그외의 다른 장치에 의해서 서로 고착될때 적당하게 배열되도록 경사연부(130 및 132)를 각각 갖고 있다. 제1도에는 장방형으로 도시되어 있으나, 세라믹 휠터(100)는 예를들어 원통이나 평행육면체 형태와 같은 적당한 균일 또는 불균일한 형태로 될 수 있다.
제2도를 참조하면, 제1도의 세라믹 대역 차단 대역 통과 휠터의 등가 회로가 도시되어 있다. 신호원으로 부터의 입력 신호는 제2도의 케패시터(204)에 대응하는 제1도의 입력전극(106)에 인가된다. 제2도의 캐패시터(202)는 제1도와 제3도의 판(102)상의 전극(110, 302)에 의해 제공된 캐패시턴스에 각각 대응한다. 캐패시터(208)는 제1도의 구멍(108)과 블럭(104)의 상부면상의 접지 도금 사이에 존재하는 분산 캐패시터를 나타낸다. 제2도의 동축 송신선(206)은 제1도의 블럭(104)에 대응한다. 제1도의 휠터(100)의 주파수 응답은 주파수의 통과 대역과, 이 주파수의 통과 대역에 대해 크게 감쇠하는 주파수의 차단 대역을 특징으로 한다. 션트 캐패시터(202)가 포함되면 주파수의 통과 대역이 주파수의 차단 대역위에 배치되게 한다.
주파수의 차단 대역 이하의 주파수의 통과 대역을 갖는 것이 바람직한 경우에, 션트 캐패시터(202)는 션트 인덕터로 대체될 수 있다. 션트 인덕터는 제4도에 도시한 바와같이 상부판(402)상에 도금되는 스트립전극(104)과 같은 송신선에 의해 제공될 수 있다. 스트립전극(410)은 제1도의 블럭(104)에 고착될 때 신호 접지에 결합되는 주변 도금지역과 입력전극(406)사이에 접속된다. 이러한 휠터의 등가 회로도는 인덕터(605)가 제4도의 스트립 전극(406)에 대응하는 제6도에 도시되어 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 세라믹 대역 차단 휠터(500)는 제5도에 도사한 바와같이 유전 물질의 단일 도금 블럭(502)에 의해 제공될 수도 있다. 제5도의 블럭(502)은 구멍(508)을 갖고 있고, 비도금 지역(520)을 제외하고 도전성 물질로 도금된다. 입력 전극(506)은 블럭(502)에 의해 제공된 단락 회로로된 동축 송신선에 입력 신호를 용량 결합시킨다. 453 내지 458mHZ주파수범위에서 동작할 수 있는 휠터(500)의 실시예에서, 블럭(502)의 각각의 측면은 길이 35.1㎜, 블럭(502)높이 22.35㎜, 구멍(508)직경 10.7㎜이다.
블럭(502)의 등가 회로도는 제7도에 도시되어 있다. 캐패시터(704)는 제5도의 구멍(508)의 도금과 입력 전극(506)사이의 분산 캐피시턴스를 나타낸다. 캐패시터(702)는 주위 도금의 연부(512)와 입력 전극(506)사이의 분산 캐패시턴스를 나타내고, 캐패시터(708)는 제5도의 블럭(502)의 주위 도금의 연부(510)와 구멍(508)사이의 분산 캐패시터를 나타낸다. 캐피시터(702, 708)의 용량은 연부(512와 519)에서 각각 도금을 추가시키거나 제거시킴으로써 조정될 수 있다. 동축 송신선(706)은 제5도의 블럭(502)에 대응한다.
제5도의 블럭(502)의 주파수 응답은 차단 대역 외측의 주파수에 대해 크게 감소되는 주파수의 차단 대역을 특징으로 한다.
제5도의 세라믹 휠터(500)는 마찬가지로 제2도와 제6도에 각각 도시한 바와같이 캐패시터나 션트 인덕터와 입력전극(506)을 상호 접속시킴으로써 대역 차단 대역 통과 휠터로 변활될 수 있다. 션트 인덕터는 분리 성분으로 되거나 제4도에 도시한 바와같이 블럭(502)의 상부면상에 도금될 수 있다.
본 발명의 또다른 형태에 따르면, 본 발명의 세라믹 대역통과/대역 차단 휠터는 합성 RF 신호에 2개의 RF신호를 결합시키거나, 이 합성 RF신호로부터 2개의 RF신호를 주파수 분할하는 장치를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를들어, RF신호 결합(분할 장치의 한 응용은 제8도에 도시된 바와같이 RF송신기로부터 안테나에 송신 신호를 결합시키고 안테나로부터 RF수신기에 수신신호를 결합시키는 안테나 듀플렉서이다. 제8도에서, 듀플렉서는 RF송신기(802)와 RF수신기(832)를 안테나(824)에 결합시킨다. 듀플렉서는 회로 소자(803, 812)를 포함한 송신기 휠터와, 회로소자(826, 829)를 포함한 수신기 휠터로 형성된다. 송신기 휠터(803 내지 812)는 1/4파 송인선(805 내지 807)에 의해 상호 결합되는 4개의 세라믹 대역 차단 또는 대역 차단 대역 통과 휠터(809 내지 812)를 포함한다. 휠터(809 내지 812)의 주파수의 차단 대역은 수신 신호를 주파수를 포함하고, 휠터(828, 829)의 주파수의 차단 대역은 송신 신호 주파수를 포함한다. 만일 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터가 사용되면, 휠터(809, 812)는 션트 캐패시터를 포함하고, 송신 신호의 주파수가 수신신호의 주파수 이하일때에는 휠터(828, 828)는 션트 인덕터를 포함한다. 송신 신호의 주파수가 수신 신호의 주파수보다 클때는 이와 정반대로 된다.
휠터(812, 828)는 1/4파 송신선(808과 826)에 의해서 각각 안테나(824)에 결합된다. 송신기(803 내지 812)가 4개의 세라믹 휠터(809 내지 812)를 포함하고 수신기 휠터(826 내지 829)가 2개의 세라믹 휠터(828과 829)를 포함하지만, 바람직한 전기적 특징에 따라, 다수의 세라믹 휠터들이 독특한 RF신호 결합/분할장치에 이용될 수 있다.
송신기 휠터(803 내지 812)는 RF송신기(802)에 의해 발생한 고조파 주파수를 억제시키기 위해, 송신선(805와 807)의 중간점에 각각 배치된 단락 송신선(803, 804)를 포함한다. 송신선(803, 804)은 송신 신호의 주파수에서 1/4파장과 동일한 길이를 갖는다. 그러므로, 송신선(803과 804)는 송신선 주파수에서 개방 회로로 되고 송신 신호 주파수의 우수 고조파에서 단락 회로로 된다.
그러므로, 송신 신호 주파수의 우수 순서 고조파는 송신선(803과 804)에 의해 크게 감소된다. 바람직한 전기 특성에 따라, 한개이상의 단락 송신선(803과 804)은 RF송신기 출력측에 배치되거나 송신선(805 내지 808)을 따르는 적당한 지점에 배치될 수 있다.
제8도의 RF신호 결합/분할 장치의 실시예에서는, 453 내지 457.475mHZ 주파수 범위를 갖고 있는 송신신호와 463 내지 467.475mHZ 주파수 범위를 갖고 있는 수신 신호가 자동차 라디오의 안테나에 결합되었다. 송신기 휠터(803 내지 812)내의 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터(809 내지 812)와 수신기 휠터(828 내지 829)내의 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터(828, 829)는, 외부 인덕터와 캐패시터를 각각 가진 제5도에 도시한 형태의 것이었다. 송신기 휠터(803 내지 812)는 삽입 손실이 1.6 dB이었고 감쇠된 수신 신호가 최소한 63dB이었다. 수신기 휠터(826 내지 829)는 삽입 손실이 1.5dB이었고 감쇠된 송신 신호가 40dB이었다. 6개의 세라믹 대역 차단 대역 통과 휠터(809 내지 812, 828 및 829)를 나란히 배열시키고 6개의 휠터의 상부의 회로 기판상의 송신선(803 내지 808, 826 및 827)에 이 휠터들을 결합시킴으로써, 결합/분할 장치가 6개의 휠터들이 차지한 것보다 약간 더 큰 공간에 제공될 수 있다.
요약하여 설명하면, 개량된 세라믹 휠터는 종래 기술의 휠터보다 더욱 안정하고 소형으로 된다. 본 발명의 세라믹 휠터의 구조는 간단할 뿐만 아니라 자동 제조 및 조정 기술을 사용할 수가 있다. 본 발명의 세라믹 휠터는 션트 캐패시터나 션트 인덕터를 제외시키거나 삽입시킴으로써 간단하게 대역 차단 또는 대역 차단/대역 통과 주파수 응답 특성을 제공할 수 있다. 또한, 다수의 세라믹 대역 차단/대역 통과 휠터들이 합성 RF신호로부터 2개이상의 RF신호들을 결합시키거나 주파수 분할시키는데 사용될 수 있다. 본 발명의 이 특징은 송신 신호가 안테나에 결합되고 수신신호가 안테나로부터 결합되는 안테나 듀플렉서를 제공하는데 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 송신선 장치에 있어서, 유전체 물질로 구성되고, 전극 수단(106)에 배치된 상부면, 저부면 및 측면을 갖는 제1유전체(102)와, 유전체 물질로 구성되고, 상부면, 저부면, 측면 및 내부면을 가지고 있으며, 상기 내부면은 제2유전체 수단의 저부면을 향하여 상부면에서 부터 연장하는 구멍(108)에 의해 형성되며, 상기 제2유전체 서단의 면부분들은 송신선을 형성하기 위해 전도성 물질로 피복되어 있는 제2유전체 수단(104) 및, 상기 제1 및 제2유전체 수단이 서로 부착되도록 하고, 상기 전극 수단의적어도 일부분이 제2유전체 수단내 구멍과 실제로 반대로 배열되도록 제1유전체 수단의 저부면을 제2유전체 수단의 상부면에 부착시키기 위한 수단을 구비한 송신선 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1유전체 수단(102)은 실린더 형태를 갖는 유전체 물질의 블럭으로 구성되며, 상기 제2유전체 수단(104)은 실린더 형태를 갖는 유전체 물질의 블럭으로 구성된 송신선 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1유전체 수단(102)은 평행육면체의 형태를 갖는 유전체 물질의 블럭으로 구성되며, 상기 유전체 수단(104)은 평행육면체의 형태를 갖는 유전체 물질의 블럭으로 구성된 송신선 장치.
  4. 제1항에 있어서, 신호 접지에 대하여 입력 신호를 발생하기 위한 신호원과, 입력 신호를 제1유전체 수단의 상부면의 전극수단에 결합시키기 위한 수단과 제2유전체 수단의 전도성 물질을 신호 접지에 결합 시키기 위한 수단을 구비한 송신선 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2유전체 물질의 상부면에 배치된 제2전극 수단(110)을 포함하는 송신선 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2전극 수단(110)은 상기 전도성 물질에 결합된 송신선 장치.
  7. 제1항에 있어서, 전극 수단과 신호 접지 사이에 결합된 션트 용량성 수단(110)을 포함하는 송신선 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 션트 용량성 수단은 제1유전체 수단의 상부면에 배치된 제1전극 수단(110)과 제1전극 수단의 저부면에 배치된 제2전극 수단(302)를 포함하며, 상기 제1전극 수단은 제1유전체 수단의 전극 수단에 결합되며, 상기 제2전극 수단은 신호 접지에 결합되어 있는 송신선 장치.
  9. 제1항에 있어서, 전극 수단과 신호 접지 사이에 결합된 션트 유도성 수단(410)을 포함하는 송신선 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상시 션트 유도성 수단은 제1유전체 수단의 상부면에 배치된 스트립 전극 수단(410)을 포함하며, 상기 스트립 전극 수단의 한 단부는 제1유전체 수단의 전극 수단에 결합되며, 상기 스트립 전극 수단의 다른 단부는 신호 접지에 결합되어 있는 송신선 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1유전체 수단의 상부면의 전극 수단은 한 단부에서 상호 결합된 복수개의 가지를 포함하는 송신선 장치.
KR8203629A 1982-02-16 1982-08-12 송신선 장치 KR900008522B1 (ko)

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