KR920002029B1 - 유전체 필터의 주파수 조정방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

유전체 필터의 주파수 조정방법

제1도는 본 발명의 1실시예를 나타낸 유전체 필터의 요부 평면도.

제2도는 그의 유전체 필터의 단면도.

제3도는 그의 유전체 필터의 주파수의 조정방법을 설명한 도.

제4도는 그의 주파수의 조정에 있어서의 트리밍 면적과 주파수 조정량과의 관계를 나타낸도.

제5도는 본 발명의 주파수 조정예를 나타낸도.

제6도는 종래의 유전체 필터의 단면도.

제7도는 제6도에 나타낸 필터의 유전체 공진기의 부분 확대도.

제8도는 그의 유전체 필터의 주파수의 조정 순서를 설명한 도.

제9도는 종래의 다른 유전체 필터의 단면도.

제10도는 제9도에 나타낸 필터의 주파수 조정방법을 설명하는 도.

제11도는 본 발명의 유전체 필터의 제2주파수의 조정방법을 설명하는 도.

제12도는 본 발명의 유전체 필터의 제3주파수의 조정방법을 설명하는 도.

제13도는 본 발명의 유전체 필터의 제4주파수의 조정방법을 설명하는 도.

제14도는 본 발명의 유전체 필터의 제5주파수의 조정방법을 설명하는 도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 유전체 코어 22 : 중심도체

23 : 외도체 24,30,31,32 : 도체패턴

25 : 트리밍부분 26 : 케이스

27 : 차폐판 28 : 입력단자

본 발명은 UHF대로부터 비교적 저주파의 마이크로파대에 사용되는 유전체 필터의 간편한 주파수 조정방법에 관한 것이다.

종래의 이와 같은 분야의 기술로서는 예를 들면 일본국 특개소 58-179002호, 동 59-128801호, 동 61-80901호에 기재된 것이 있었다.

이하에서 그의 구성을 도면을 사용하여 설명한다.

제6도는 이러한 종류의 유전체 필터의 단면도, 제7도는 그유전체 공진기의 일부의 확대도이다.

도면중 참고번호 1은 주파수 조정나사부착부를 겸한 내도체, 참고번호 2,2a,2b,2c는 주파수 조정용 나사, 참고번호 3은 유전체, 참고번호 4는 차폐판, 참고번호 5는 케이스측에 형성되는 도체피막, 참고번호 6은 케이스, 참고번호 7은 입력단자, 참고번호 8은 조정나사를 고정하는 너트, 참고번호 9는 너트(8)를 고정시키기 위한 접착제이다.

유전체 공학의 진보에 따라 비유전율(εr), 무부하(Qu)가 크고 온도 보상계수(τf)가 안정한 고 유전체재료가 제공되도록 되었다. 그 결과 경박 단소화(輕薄短小化)가 가능케되고 제조기술상의 공차는 점점 심하게 되었다. 유전체 필터의 주파수의 조정을 고려할 경우, 다음의 점이 주요하게 되고, 필터의 설계에 있어서 혀용되는 공진주파수의 공차는 0.03%이내로 되어있다. 한편 공진 주파수는 주로 주파수 조정나사 부착부를 겸한 내도체(1)의 높이 및 유전체(3)와 내도체(1)와의 공극의 거리에 따라 결정된다. 실험치에 있어서 내도체 높이 당의 소자 감도는 약 100MHz/mm이며, 공극의 거리의 소자감도는 약 1MHz/㎛이다. 또한 공진주파수를 800MHz로 할 경우, 설계상의 공차는 0.03%이내로하기 위해서는0.024MHz이내로 하지 않으면 안된다. 따라서 상술한 소자감도에 있어서, 조정 공정을 불필요하게 하기 위해서는 내도체의 높이의 편차를 2.4㎛이내, 공극의 거리를 0.24㎛이내로 하지 않으면 안된다. 그리하여 이 공차는 제조기술, 비용을 고려한 경우, 매우 심한 것으로 된다. 그래서 종래의 필터에 있어서는 제6도 및 제7도에 표시한 바와 같이 케이스(6)에 유전체(3)를 장하(葬荷)후, 주파수 조정나사(2)를 변화시킴으로써 각 공진기의 공진주파수를 소정치로 맞추어서 규격을 만족시키는 특성을 얻고 있다.

다음에 그 주파수의 조정 순서에 대하여 제8도(a) ∼(d)를 사용하여 설명한다.

제8도에 있어서, X축은 주파수(MHz),Y축은 손실(dB), 곡선(가)는 반사특성, 곡선(나)는 통과특성, 참고부호 i는 조정되는 공진기의 수를 나타낸다. 조정 측정기로서는 예를 들면 네트워크 어낼라이저를 사용하고 소정주파수에 주파수 조정나사(2)를 변화시킴으로써 맞춘다. 주파수 조정나사(2)를 오른쪽으로 돌리고 내도체 부분의 높이보다 내밀므로써 주파수(f₀)를 내리고, 주파수 조정나사(2)를 내림으로써 주파수(f₀)를 높이고 있다. 먼저 공진기만을 유효로 하고, 다른 것을 단락으로 하고, 제8a도에 나타낸 바와 같이 반사특성(곡선(각))과 통과특성(곡선(나))으로 한다. 다음에 옆의 공진기에 대해서도 동일하게 조정을 하고 그 구멍의 공진기로 제8b도에 나타낸 특성으로 한다. 이하에서는 동일하게 공진기의 수를 늘려나가서 주파수 조정을 n회 반복하여 제8d도에 나타낸 바와 같은 소정의 필터 특성을 얻는다. 주파수 조정나사(2)로 조정 후, 제6도에서 나타낸 바와 같이, 너트(8)로 각각의 주파수 조정나사(2)를 고정시킨다. 또 전기 특성 규격이 엄격한 유도체 필터에 있어서는, 접착제(9)에 의해 주파수 조정나사(2) 및 너트(8)의 주위를 기밀하게 봉해두고 있었다.

또, 이미 본원 출원인에 의해서 이하에서 표시되는 유도체 필터의 주파수의 조정방법이 특개소 59-128801호로서 제안되어 있다.

제9도는 이러한 유전체 필터의 단면도, 제10도는 그 유전체 필터의 주파수의 조정방법을 설명하는 도이다.

도면중, 참고번호 10은 공진기마다 개별적으로 설치되는 유전체, 참고번호 11은 내도체, 참고번호 12는 외도체, 참고번호 13은 주파수를 조정하기 위한 도체 패턴, 참고번호 14는 케이스, 참고번호 15는 차폐판, 참고번호 16은 입력단자이다.

제10도에 나타낸 바와 같이 도체패턴(13)은 내도체(11)와 접속되고, 이 도체 패턴(13)을 레이저 샌드블라스트 연마 가공등의 적당한 수단을 사용하여 제거해서 주파수의 조정을 전기특성 규격을 만족한 필터를 형성한다.

그리하여 주파수의 조정방법을 설명하면, 제10도의 (a)부분을 트리밍하여 내도체와의 접속을 끊었을 경우는 주파수 변화량은 크고, (b)의 부분과 (c)부분을 트리밍할 경우, 주파수 변화량은 순차적으로 작아진다. 예컨대 (a) 부분의 트리밍을 행한 경우는 주파수가 약 12MHz상승하고, (b) 부분이 트리밍을 행한 경우는 주파수가 약 5MHz 상승하고, (c) 부분의 트리밍을 행한 경우에는 약 0.1MHz상승한다.

상술한 종래의 유전체필터의 주파수 조정방법에 있어서의 문제점을 열거하면 다음과 같이 된다.

먼저 제1나사를 사용한 주파수 조정방법에서는,

(1) 나사 삽입, 조정, 고정, 밀봉과 공정이 복잡하고 공정수(工程數)도 많이 든다.

(2) 숙련을 필요로 하고, 수작업에 의존하는 곳이 많고, 조정의 자동화가 곤란하다.

(3) 고유전율을 갖는 유전체의 개발에 따라, 소형화되어 나사에 의한 조정작업은 어렵고, 경박단소화의 방향에 반하고 있다.

(4) 조정나사 방식이기 때문에 고정, 기밀 밀봉면에서 문제가 발생하여 신뢰성 저하의 원인으로 된다. 또 제2도의 도체 패턴을 트리밍하는 주파수 조정방법에서는,

(a) 도전 패턴은 다발형상을 가졌기 때문에 동손(銅損)으로 인한 무부하(Qu)의 저감을 초래한다.

(b) 도전 패턴의 트리밍수법이 복잡하고, 여전히 그 주파수의 조정공정의 개량의 여지가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 제거하고, 주파수의 조정이 용이하며, 자동화를 촉진할 수 있는 유전체 필터의 주파수 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위하여 유전체필터의 주파수 조정방법에 있어서, 주파수 조정용 패턴은 그의 경사진 단연부와 외도체와의 거리가 유전체 필터의 길이방향으로 변화하는 형상을 가지며, 이 경사진 단연부의 유전체 필터의 길이방향의 복수개소의 트리밍부(trimming portion)를 형성하며 외도체와 주파수 조정 패턴과의 사이의 간격을 적의 변화시킴으로써 주파수의 조정을 하도록 한 것이다.

본 발명에 의하면, 상기와 같이, 주파수 조정용 패턴은 그의 경사진 단연부와 외도체와의 거리가 유전체 필터의 길이방향으로 변환하는 형상을 가지며, 그의 경사진 단연부의 유전체 필터의 길이방향의 복수개소의 트리밍부를 형성하여 외도체와 주파수 조정 패턴과의 사이의 간격을 적의 변화시켜 주파수의 조정을 하도록 하였으므로, 외도체와 패턴과의 거리가 가까운 부분은 용량 결합이 크고, 멀리 떨어져 있는 부분은 용량이 작으므로 가까운 부분을 깍으면 주파수는 크게 변화하고 먼 부분을 깎으면 주파수는 그다지 변화하지 않는다. 이것에 착안하여 유전체 필터의 주파수의 조조정(租調整)으로부터 미조정을 할 수가 있다.

이하에서 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 1실시예를 나타낸 유전체 필터의 요부 평명도, 제2도는 유전체 필터의 단면도, 제3도는 그의 유전체 필터의 주파수의 조정방법을 설명하는 도, 제4도는 그의 주파수의 조정에 있어서의 트리밍 면적과 주파수 조정량과의 관계를 나타낸 도이다.

도면중 참고번호 21은 균질이며 단체인 유전체 코어, 참고번호 22는 원통상의 중심도체, 참고번호 23은 유전체 코어(21)의 저면 및 측면에 금속피막에 의해서 형성되는 외도체, 참고번호 24는 중심도체(22)의 상단에 접속되는 주파수를 조정하기 위한 도체 패턴(Au나 Cu등의 저저항의 금속으로된 금속피막), 참고번호 25는 트리밍부분, 참고번호 26은 케이스, 참고번호 27은 차폐판, 참고번호 38은 입력단자이다.

제1도 및 제3도에 나타낸 바와 같이 도체패턴(24)은 전체적으로 보다 나은 패턴이다. 이것은 도체 패턴이 넘침으로써 무부하(Qu)의 열화를 방지하는데 기여한다. 이 도체 패턴(24)은 외도체(23)와 대향하는 측의 단연부는 경사지고, 도체 패턴(24)과 외도체(23)와의 거리가 유전체 필터의 길이방향으로 변환하는 형상으로 형성되어 있다.

그래서 주파수의 조정을 하기 위하여 제3도에 나타낸 바와 같이 x축에 따라서 트리밍 개소를 변화시키면, 그의 주파수의 조정량을 변화시킬 수가 있다. 즉, 외도체(23)와 도체 패턴(24)과의 거리가 가까운 x₁축상의 도체 패턴(24)의 단연부(端緣部)를 트리밍하면, 주파수는 크게 변화하고, 제4도에 나타낸 조조정을 할 수가 있다. 또 외도체(23)와 도체 패턴(24)과의 거리가 중간 정도의 x₂축상의 도체 패턴(24)의 경사진 단연부를 트리밍하면 주파수는 중간정도로 변화하고, 제4도에 나타낸 중간 조정을 할 수가 있다. 또한 외도체(23)와 도체 패턴(24)과의 거리가 먼 x₃축상의 도체 패턴(24)의 경사진 단연부를 트리밍하면 주파수의 변화는 작고 제4도에 나타낸 미조정을 할 수가 있다.

이와 같이 도체 패턴(24)의 구조는 간단하고, 그 도체 패턴(24)의 경사 각도와 x축의 위치를 미리 기억시킴으로써, 예컨대 샌드블라스트(Sandblast)의 위치를 그의 기억된 값에 따라 도체 패턴(24)의 경사진 단연부 x축상에 따라 이동시키고, 도체 패턴(24)의 경사진 단연부를 트리밍하는 것만으로, 용이하게 주파수의 정확한 조정을 할 수가 있고 전기 특성규격을 만족한 유전체 필터를 얻을 수가 있다.

또한 중심 주파수 880MHz의 유전체 필터의 입력단의 유전체 공진기에 있어서, 제5도에 나타낸 도체 패턴의 경우, 이하의 조건으로 다음과 같은 주파수의 조정을 할 수가 있다. 즉, 도체 패턴의 폭(a)은 4.6㎜, 도체 패턴의 길이(b)는 3㎜, 중심 도체의 직경(c)은 2㎜, 도체 패턴의 부분의 길이(d)는 0.5㎜, 도체패턴의 경사부의 높이(e)는 1.3㎜, 유전체 코어의 폭(f)은 6㎜로한 경우에, x₁축상의 도체 패턴의 경사부를 1.57㎟트리밍하면 2MHz, x₃축상의 도체 패턴의 경사부를 1.57㎟트리밍하면 0.2MHz의 각각의 주파수 조정량을 얻을 수가 있다.

제11도는 제2유전체 필터의 주파수의 조정방법을 설명하는 도이며, 도체 패턴(30)은 대략 X자형으로 형성하고, 그의 도체 패턴(30)의 경사진 단연부를 x축상에 이동시켜서 트리밍함으로써, 상기한 바와 동일하게 그의 조정감도를 변화시켜서 조정할 수가 있다.

제12도는 제3유전체 필터의 주파수의 조정방법을 설명하는 도이며, 도체 패턴(31)은 계단상의 경사부를 가진 대략 4각형을 이루고, 그의 도체패턴(31)의 경사진 단연부를 x축 상에 이동시켜서 트리밍함으로써 상기한 것과 동일하게 그의 주파수의 조정을 할 수가 있다.

또 도체패턴(32)은 제13도에 표시한 바와 같이 경사된 타원형으로, 또는 도체 패턴(33)은 제14도에 나타낸 바와 같이 경사진 평행 4변형 내지 마름모꼴로 형성하여 각각 상기한 바와 같이, 그들의 도체 패턴의 경사진 단연부를 x축상에 이동시켜서 트리밍함으로써 그의 주파수의 조정을 할 수가 있다.

또 본 발명의 유전체 필터에 의하면 유제체코어를 금속 피막으로 대부분의 면적을 덮음으로 기밀밀봉의 필요은 없게 되고 개방형의 필터를 제공하는 것이 가능케 되었다.

그리고, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 따라 여러가지의 변형이 가능하며, 이것들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.

이상 상세히 설명하는 바와 같이 본 발명에 의하면 개방형의 유전체 필터의 주파수 조정을 위한 도체패턴은 그의 경사진 단연부와 외도체와의 거리가 유전체 필터의 길이방향으로 변환하는 형상으로 형성하고, 그의 경사진 단연부의 유전체 필터의 길이방향으로 복수개소의 트리밍부를 형성하여 주파수의 조정을 하도록 하였으므로 도체 패턴의 트리밍에 의해 조조정으로부터 미조정까지 클로스-그레인드(close-grained)조정을 용이하게 하는 것이 가능하고 더우기 조정공정수의 대폭적인 삭감을 도모할 수가 있다. 또 조정의 자동화가 도모하기 쉽고 양산성에 적합하고 또한 신뢰성이 높은 필터를 얻을 수가 있다.

Claims (1)

1. 균질이며 단체인 유전체코어에 복수의 중심도체를 형성하여 복수의 유전체 공진기를 구성하고, 상기 중심도체의 상단부로부터 뻗는 금속피막을 직접 금속화한 주파수 조정용 패턴을 구비한 유전체 필터의 주파수 조정방법에 있어서, 상기 주파수 조정용 패턴은 그의 경사진 단연부와 외도체와의 거리가 유전체 필터의 길이 방향으로 변화하는 형상으로 형성하고, 상기 경사진 단연부의 유전체 필터의 길이 방향으로 복수개소의 트리밍부(trimming portion)를 형성하여 주파수의 조정을 하는 것을 특징으로 하는 유전체 필터의 주파수 조정방법.

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