KR920001453B1

KR920001453B1 - 유전체 필터

Info

Publication number: KR920001453B1
Application number: KR1019870004296A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 호리이; 메두지 다끼노; 다가노리 야마사끼; 요시미주 사구라이; 히사오 마주구라; 이찌로 이와세; 오사무 야마또
Original assignee: 오끼뎅끼 고오교오 가부시끼가이샤; 하시모도 나미오
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1992-02-14
Also published as: KR870011717A; US4808951A; EP0246042B1; DE3785078T2; EP0246042A3; EP0246042A2; CA1261412A; JPS63107201A; DE3785078D1

Abstract

내용 없음.

Description

유전체 필터

제1도는 본 발명의 실시예 적합한 유전체 필터의 사시도.

제2도는 103-103선을 따른 제1도의 필터의 단면도.

제3도는 본 발명의 실시예인 유저체 필터의 사시도.

제4도는 303-303선을 따른 제3도의 필터의 단면도.

제5도는 제1도 및 제3도에 도시된 필터의 내후 시험 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100,300 : 유전체필터 130,330 : 블록

131∼136,331∼336 : 구멍 146,346 : 출력전극

137,138,337,338 : 내부전도층 148,348 : 외부전도층

139∼144,339∼344 : 전도성 칼라부위 145,345 : 입력전극

360 : 유기물질층 147,347 : 하단전도층

150 : 나신의 유전체부위

본 발명은 세라믹 물질로 구성된 유전체 필터에 관한 것이며 특히 UHF 내지 비교적 낮은 고주파 파대에 이르는 라디오 주파신호(이하, “RF신호”라 칭함)를 적용할 수 있는 유전체 필터에 간한 것이며 또한 825MHz 내지 845MHz 또는 870MHz 내지 890MHz 범위의 RF신호를 사용하는 대역 필터로서 사용하기에 적합한 유전체 필터에 관한 것이다.

미국특허 제4,386,328호 및 제4,283,697호에는 종래의 유전체 필터 구조가 상세히 설명되어 있는데 이 특허들로 본 발명의 양수인에게 양도되었었다.

이 종래의 유전체 필터는 대개 폐쇄된 전도성 하우징 내에 수용되어 필터에 충분한 총간을 제공하고 필터에서 발생하는 방사의 누출을 방지하고 다른 전기부품에 전기적 영향이 미치는것을 방지하게끔 되어 있었다.

상기 폐쇄된 전도성 하우징은 하나의 본체를 구비하며 뚜껑은 까스 밀폐성 케이싱을 구성시키기 위하여 온도조절성, 습도조절성 환경속에서 본체와 뚜껑을 납땜시켜 놓았으며 그 결과 까스 밀폐성을 구비하여 습기에 의해 필터의 특성이 악화하는것이 방지된다.

이에 따라 전술한 필터는 수많은 생산 공정을 거치게 되며 그 결과 생산원가가 높아지게 된다. 그러므로 본 발명의 근본적인 목적은 까스 밀폐성 케이싱을 사용하지 않고도 특성이 악화되지 않는 유전체 필터를 제공하려는 것이다. 간단히 설명하면 본 발명의 유전체 필터는 다음의 요소들로서 구성된다.

즉 입력단자와 출력단자를 구비하며 또한 유전체를 구비하는데 여기에서는 저면에서 상단표면으로 인장하는 여러개의 구멍이 구비되어 있고 이 구멍들은 각각 제1전도성 물질로서 덮여 있으며 또한 유전체에는 제2전도성 물질이 구비되는데 이 제2전도성 물질은 유전체의 지면에서 제1전도성 물질자 전기적으로 연결되어 있으며 유전체의 상단에서는 제1전도성물질과 전기적으로 연결되어 있지 않으며 또한 상기 상단에는 내후성 절연체가 구비되어 있다.

본 발명에 관한 이해를 돕기위하여 이하에서 도면을 참조하여 더 상세히 설명하려 한다.

제1도에는 본 발명을 실시하기에 적합한 유전체 필터가 도시되어 있다.

유전체필터(100)는 대체로 4각형의 고체형태의 블록(130)을 구비하며 이 블록은 세라믹 물질로 만들어져있다. 블록(130)에는 서로 평행하는 6개의 원형의 구멍(131 내지 136)이 구비되어 있으며 이 구멍들은 각각블록의 상단 표면에서 저면까지 연장되어 있고 공간상으로 정렬되어 있다.

구멍들(131 내지 136)은 제2도에 도시한 바와같이 은이나 구리와 같은 전기전도성 물질로서 각각 덮어있으며 제2도는 103-103선을 따르는 제1도의 유전체 필터의 단면도이며 특히 구멍(131,132)들은 참조번호 137번 및 138번으로 지적된 내부전도층으로서 덮여 있다.

이 내부전도층을 형성시키기 위해서는 인쇄법, 도금법 등의 종래방식에 의해 구멍와 표면을 피막 시킨다.

내부전도층들은 하단전도층(147)에 의해 상호연결되어 있으며 하단전도층(147)은 베이킹(baking)시킨 은 또는 구리의 반죽으로 구성되어 블록(130)의 저면에 구비되어 있다. 하단전도층(147)은 외부전도층(148)자전기적으로 연결되어 있으며 블록(130)의 측면에 구비되어 있다. 상기 구멍들은 각각 내부전도층으로 피막되고 유전체 물질로서 덮여 있으며 이 유전체 물질은 외부전도층으로 덮어 있으며 이 외부전도층은 블록의 저면에서 내부전도층과 연결되어 있는데 상기 구멍들은 각각 유전체 공진기 역할을 한다.

블록(130)은 전도성 칼라(collar)부위(139 내지 144)들을 구비하며 이칼라 부위들은 각각 블록(130)의 상단 표면에 구비되어 해당 구멍의 끝을 둘러싸며 또한 해당 내부전도층들과 연결되어 있다.

제1도에서 전도성 칼라부위(139 내지 144)들은 대체로 4각형 모양을 하고 있으나 반듯이 4각형에 한정되는 것은 아니며 원형이나 그밖의 어떤 모양이든 가능하다 이 전도성 칼라부위(139 내지 144)들은 인접 유전체 공진기들을 걸합하기 위한 전자기적 결합자 역할을 한다.

RF신호들은 제1도에서 입력전극 및 출력전극(145,146)에 필터(100)에 대해 용량식으로 그리고 전자기식으로 연결어 있다. 각 유전체 공진기의 공진주파수는 구멍의 높이 및 이 구멍과 연관된 전도성 칼라부위의 규격에 따가 좌우되며 상기 규격들은 대체로 4분지 1파장의 동측 공진기를 구성시킬수 있게끔 결정된다.

공진 주파수의 조정작업은 레이저나 모래분사식 트리머나 또는 기타 적절한 정돈절단식 수단에 의하여 전도성 칼라부위의 규격을 변화시켜서 수행한다.

인접 유전체 공진기 사이의 결합량(즉, 결합계수)은 공진기 사이의 피치(P)(제2도)에 주로 의존하며 또한 추가적으로 전도성 칼라부위의 규격에 의존한다. 결합계수를 섬세하게 조정하는 것은 전도성 칼라부위를 정돈절단시킴으로서 쉽게 달성할 수 있다. 필터의 품질요소(Q)는 도금한 구멍 오는 유전체공진기의 수에 의존한다. 유전체 공진기의 수가 증가함에 따라 주파특성은 더 날카로운 모양을 가진다.

제1도에는 6개의 도금한 구멍을 가진 필터가 도시되었으나 도금한 구멍을 몇개든 설치시켜서 예정된 주파특성을 얻을 수 있다. 전도성 칼라부위가 없는 경우에는 인접 유전체공진기들 사이에는 홈이나 슬로브를 구비시킬 수 있다.

전술한 유전체 필터(100)는 나신의 유전체부위(150)를 구비하며 이 부위(150)는 블록(130)상에 구비되며 전도성 물질로 덮여있지 않으며 단 전도성 칼라부위(139∼144), 입력전극 및 출력전극(145,146), 내부전도층, 하단전도층(147) 및 외부전도층(148)등이 있는고시은 예외이다.

제1도의 필터의 필턴작업시에 RF신호를 입력전극(145)에 가하면 구멍(131)을 가진 제1유전체 공진기는 전자기장을 발생시킨다.

이 전자기장은 인접전도성 칼라부위(139,140)들 사이에 있는 부위를 통하여 구멍(132)을 가진 제2유전체공진기에 이전되는데 즉 제1유전체 공진기에서 발생하는 전자기장의 에너지는 전도성 칼라부위(139,140)들 사이에 있는 부위에 집중된다. 제2공진기로 이전된 전자기장은 다시 구멍(133)을 가진 제3공진기로 이전된다. 이와같은 방식으로 전자기장은 계속 이전되어 구멍(136)를 가진 제6유전체 공진기에 도달한다. 이때, 제6공진기에서 나오는 전자기장의 에너지는 출력전력(146)을 통하여 부하(도시되지 않음)에 가해진다.

전술한 필터의 구조는 현재 계류중인 공동소유의 미국특허출원 제780,649호에 더 상세히 설명되어 있다. 제3도에는 본 발명의 실시예인 유전체 필터가 도시되어 있다. 여기서 유전체 필터(300)는 대체로 4각형인 고체형블록(330)으로 구성되어 있는데 이 블록은 세라믹 물질로 만든것이다. 블록(330)은 6개의 평행하는 원형의 구멍(331 내지 336)들을 구비하며 이 구멍들은 각각 블록의 상단표면에서 저면까지 연장되어 있다.

제4도에 도시한바와같이 구멍(331 내지 336)들은 각각 은이나 구리와 같은 전기전도성물질로서 완전히 덮여 있으며 제4도는 제3도의 유전체필터를 303-393선을 따라 도시한 단면도이며 제4도에서 구멍(331,332)틀은 내부전도층(337,338)으로서 각각 덮어 있다.

내부전도층들은 블록(330)의 저면에 구비된 하단전도층(347), 즉 베이킹한 은이나구리반죽등으로 구성된 하단전도층(347)에 의해 전기적으로 상호 연결되어 있다. 하단전도층(347)은 블록(330)의 측면에 구비된 외부전도층(348) 즉 베이킹 시킨 은 또는 구리반죽으로 구성된 외부전도층(348)과 전기적으로 연결되어 있다.

또한 블록(330)은 전도성 칼라부위(339 내지 344)들을 구비하며 이 부위들은 각각 대체로 4각형 모양으로 도시되어 있으며 블록(330)의 상단표면에 구비되어 있어서 해당 구멍의 골을 둘러싸고 있으며 또한 해당 내부 전도층들과 각각 연결되어 있다.

전도성 칼라부위(339 내지 344)들은 인접 유전체공진기들을 결합하기 위한 전자기식 결합자 역할을 한다. 입력전극 및 출력전극(345,346)에 의하여 RF신호는 용량식으로 그리고 전자기적으로 제3도에 도시한 필터(300)에 연결된다.

또한 유전체필터(300)는 가급적 납땜 저항성 물질로 된 유기성 합성수지와 같은 유기물질로 구성된 유기물질층(360)을 구비한다. 상기 납땜 저항성 물질은 에폭시 수지를 함유하는 저항성 물질을 가리킨다.

유기물질층(360)은 블록(330)의 나신의 유전체 부위를 덮고 있으며 이 나신의 부위는 전도성 물질로서 덮어 있지 않으나 단 전도성 칼라부위(339 내지 344), 입력 및 출력전극(345,346) 내부전도층들, 하단전도층(347) 및 외부전도층(348)이 있는 곳은 예외이다.

제3도에 도시한 바와같은 유기물질층(360)은 전도성 칼라부위들(339 내지 344)과 입력 및 출력전극(345,346)의 일부를 또한 덮고 있다. 유기물질층은 유전제필터(300)의 전체를 덮을 수도 있다. 반대로 나신의 유전체부위의 일부를 유기물질층으로 덮지않고 남길수도 있는데 이 경우는 나머지 나신의 유전체 부위가 공진기들 사이의 결합, 또는 전극과 공진기 사이의 결합에 대해 거의 영향을 미치지 않을경우이며 예를들면 각 전극(345,346)과 외부전도층(348)사이에 있는 부위를 들 수 있다.

유기물질층(360)의 두께는 약 10 내지 20 마이크론인데 이 유기물질을 필터의 표면에 형성시키는 방법은 스크린 인쇄법에 의하여 다음에는 형성된 유기물질을 약 150℃의 온도에서 30분간 가열하여 건조시키는 것이다.

본 유전체 필터의 결합계수 및 공진주파수를 조정하는 작업은 전도성 칼라부위를 정돈절단하는 것에 의하여 수행한다. 이 조정작업은 유기물질층의 형성이전에 수행할 수 도 있으나 섬세한 조정을 수행하기 위해서는 유기물질층의 성형후에 수행하는 것이 좋다. 유기물질층의 형성후에 조정작업을 수행하는 경우에 필터는 재차 나신이된 유전체부위를 가질것이나 이 재차 나신이된 유전체 부위는 적기 때문에 대체로 무시할 수 있으며 결과적으로 습기에 의해 유전체 필터의 특성이 악화되게끔하는 영향은 거의 받지 않을 것이다. 이러한 이유로 인하여 유기물질층은 재차 나신이된 유전체 부위에 형성시킬 수 있다.

필터작업원리에 있어서는 제3도에 도시한것과 같은 전술한 유전체필터(300)는 제1도에 도시한 필터(100)의 경우와 대체로 같다

제5도에는 제2도의 필터와 제1도의 필터를 비교한 상태에서 필터의 내후시험 결과치가 표시되어 있다. 내후시험은 고정 상대습도 90% 및 25° 내지 50℃의 온도에서 수행하였으며 각 필터의 삽입손실을 측정하였다. 내후 시험의 결과치에 의하면 두 필터의 삽입손실은 25℃의 온도에서 마이너스 0.1 데시벨(dB)이었으며 50℃의 온도에서는 제3도에 도시한 본 발명의 필터의 삽입손실은 약 마이너스 0.7dB(제5도에서 ○으로 표시함)였으며 제1도에 도시한 필터의 삽입손실은 약 마이너스 2.5dB(제5도에서 △으로 표시함)였다.

제3도에 도시한 본 발명의 유전체 필터는 그 내후성에 있어서 제1도의 필터보다 우수하였으며 이 제3도의 필터는 까스밀폐성 케이싱이 없어도 특성이 안정된 필터가 된다.

본 발명의 이 실시예에 있어서 유기물질층은 납땜에 대해 저항성이어야 한다고 설명하였으나 절연성과 내후성을 가진 물질이면 어느것이나 사용가능하다.

본 발명의 정신과 근본적인 성격에서 벗어남이 없이 여러가지 다른 방식으로 본 발명을 실시할 수 있을것이다. 그러므로 상기 선호된 실시예는 설명의 목적으로 제시한 것이지 제한적인 뜻을 가진 것이 아니며 본 발명의 범위는 첨부한 특허청구에 기술되어 있으며 이 청구범위내에 드는 모든 변형체는 이 발명에 속한다고 보아 할 것이다.

Claims

입력단자(345)와, 출력단자(346)와, 상단표면과 저면을 구비한 유전체물질로 구성하되, 상기 상단표면에서 저면까지 연장되면서 내면에 형성된 복수의 구멍(331∼336)을 구비하고, 상기 각 구멍(331∼336)의 내면은 내부전도층(337,338)으로 피복되어 있어서 각 구멍이 공진기의 역할을 하게하는 블록(330) 및, 이 블록(330)상에 제공되어 있되 상기 저면에서 상기 내부도전층(337,338)에 전기적으로 접속되어 있고 그리고 상기 상단표면에서 상기 내부전도층(337,338)에 접속되어 있지 않은 하단 및 외부전도층(347,348)을 포함한 필터에 있어서, 상기 상단표면상에 피복된 합성수지물질(360)을 구비한 수단을 포함하여, 상기 합성수지물질(360)이 습기로 인한 필터의 특성악화를 방지하는 것을 특징으로하는 유전체필터.
제1항에 있어서, 상기 합성수지물질(360)은 상단 표면상에 피복된 납땜 저항성물질인 것을 특징으로하는 유전체필터.
제2항에 있어서, 상기 납땜 저항성물질은 스크린 인쇄법에 의해 피복되는 것을 특징으로하는 유전체필터.
제1항에 있어서. 상기 합성수지물질(360)은 상기 블록(330)의 상단표면의 일부분에만 피복되고 20마이크론이하의 두께를 갖는 것을 특징으로하는 유전체필터.
제1항에 있어서, 상기 합성수지물질(360)은 상기 블록(330)의 외주면을 지나 연장되지 않고 상기 블록(330)의 상단표면전체에 피복되는 것을 특징으로하는 유전체필터.
입력단자(345)와, 출력단자(346)와, 상단표면과 저면을 구비한 유전체물질로 구성하되, 상기 상단표면에서 저면까지 연장되면서 내면에 형성된 복수의 구멍(331∼336)을 구비하고, 상기 각 구멍(331∼336)의 내면은 내부전도층(337,338)으로 피복되어 있어서 각 구멍이 공진기의 역할을 하게하는 블록(330)과, 인잡유전체 공진기를 용량식으로 결합시키는 전도성 칼라부위(339∼344) 및, 이 블록(330)상에 제공되어 있되 상기 저면에서 상기 내부전도층(337,330)에 전기적으로 접속되어 있고 그리고 상기 상단표면에서 상기 내부전도층(337,338)에 접속되어 있지 않은 하단 및 외부전도층(347,348)을 포함하는 필터에 있어서, 상기 상단표면상에 피복된 합성수지물질(360)을 구비한 수단을 포함하며, 상기 합성수지물질(360)이 습기로 인한 필터의 특성악화를 방지하는 것을 특징으로하는 유전체필터.
제6항에 있어서, 상기 합성수지물질(360)은 상단표면상에 피복된 납땜저항성 물질인 것을 특징으로하는 유전체필터.
제7항에 있어서, 상기 납땜 저항성물질은 스크린 인쇄법에 의해 피복되는 것을 특징으로하는 유전체필터.
제6항에 있어서, 상기 합성수지물질(360)은 상기 블록(330)의 상단표면의 일부분에 피복되고 20마이크론이하의 두께를 갖는 것을 특징으로하는 유전체필터.
제6항에 있어서, 상기 합성수지물질(360)은 상기 블록(330)의 외주면을 지나 연장되지 않고 상기 블록(330)의 상단표면전체에 피복되는 것을 특징으로하는 유전체필터.