KR930007297B1

KR930007297B1 - 분파기(分波器)

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Publication number: KR930007297B1
Application number: KR1019880011231A
Authority: KR
Inventors: 이쭈미 가와가미; 도모가쭈 고마자끼; 가쭈히고 군지; 노리오 오니시; 요시미뚜 사꾸라이; 히로유끼 호리이; 아끼라 마시모
Original assignee: 오끼뎅끼 고오교오 가부시끼가이샤; 고스기 노부미쓰
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1993-08-04
Also published as: EP0356572B1; KR890004491A; US5015973A; EP0356572A1

Abstract

내용 없음.

Description

분파기(分波器)

제1도(a),(b),(c)는 본 발명의 실시예(1),(2)를 표시하는 분파기의 구성도.

제2도(a),(b)는 제1도에 표시하는 분파기의 블럭도.

제3도 및 제4도는 송신용 필터의 입력 임피던스 특성도.

제5도 및 제6도는 수신용 필터의 입력 임피던스 특성도.

제7도 (a),(b)는 본 발명의 실시예(3)를 표시하는 분파기의 구성도.

제8도는 제1도에 표시한 분파기의 블럭도.

제9도 (a),(b)는 송수신용 필터의 집중 정수 등가회로도.

제10도는 분파기의 부정합 감쇠량 특성도.

제11도는 송신용 필터의 입력 임피던스 특성도.

제12도는 수신용 필터의 입력 임피던스 특성도.

제13도는 본 발명의 분파기와 종래의 것과의 부정합 감쇠량을 비교하는 도면.

제14도 (a),(b)는 종래의 분파기의 구성도.

제15도는 종래기술의 문제점을 표시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20,20A : 기판 29,25A : 송신용 필터

30,26A : 수신용 필터 31,34A : 수신용 필터의 유전체 공진기

30A,31A : 송신용 필터의 입출력 용량소자

본 발명은 무선기등에 탑재되어 서로다른 주파수의 신호를 주파수에 응하여 분리 또는 합성하기 위한 분파기에 관한 것이다.

종래 이같은 분야의 기술로서는 예를들면 본 출원인이 기히 출원한 특원소 60-276270호, 특원소 60-276271호에 기재된 것이 있었다.

이하 그 구성을 도면을 사용하여 설명한다.

제14도는 이와같은 종래의 분파기의 구성도이며, 제14도(a)는 그 분파기의 사시도, 제14도(b)는 그 이면 사시도이다. 이 분파기는 알루미나(Alumina), 유리 에폭시등의 절연성기판(1)을 구비하고 그 기판(1)의 윗면 및 아랫면에는 두꺼운 막이나 도금 처리등에 의하여 복수개의 입출력 단자부(3)와 어스패턴(2)이 형성되어 있다. 기판(1)의 위아래면에 설치된 복수개의 입출력 단자부(3)는 위아래면 접속용의 스루홀(through hole)에 의하여 서로 접속되어 있다.

기판(1)의 윗면에는 중심 주파수의 서로 다른 2개의 송신 유전체 필터(이하, 송신용 필터라 한다)(6), 수신 유전체 필터(이하, 수신용 필터라 한다)(7)가 직접 탑재되어 있다. 더욱 이들의 필터(6),(7)는 예를 들면 본 출원인이 먼저 출원한 특원소 59-201455호에 기재되어 있는 것과 같이 균질이며 단체의 유전체로 부터 이루어지는 블럭형태의 필터본체(4),(5)와 이 필터본체(4),(5)내에 소정의 간격으로 매설된 원주형의 중심도체로 부터 이루어지는 복수개의 유전체 공진기(8),(12)와 이 각 유전체 공진기(8),(12)의 중심도체에 접속되어 필터본체(4),(5)의 한 측면에 형성된 복수개의 주파수 조정 패턴(9),(13)을 구비하고 각 양측 끝에는 입출력 단자부(3), 스루홀에 접속하기 위한 입출력 전극(10),(11),(14),(15)이 구비되어 있다.

또 각 유전체 공진기의 공진 주파수에는 각 유전체 공진기의 높이 및 주파수 조정패턴에 의하여 결정되어 이 조정은 기계적인 공법 혹은 광학적 공법등에 의하여 행하여진다. 기판(1)의 아랫면에는 스트립 선로등의 분포 정수 선로로부터 이루어지는 한쌍의 분파회로(16),(17)와 이 분파회로(16),(17)에 접속된 스퓨리어스(spurious) 제거용 저역 통과 필터(18)가 두꺼운막이나 도금처리등으로 형성되어 있다. 각 분파회로(16),(17)는 입출력 단자부(3), 입출력 전극(10),(11),(14),(15)을 거쳐서 윗면의 각 필터(6),(7)에 각각 접속되어 있다.

여기서 직렬 접속된 한쪽의 분파회로(16) 및 수신용 필터(7)와 직렬 접속된 다른쪽의 분파회로(17) 및 송신용 필터(6)와는 서로 영향이 없도록 하기 위하여 다른쪽의 분파회로(16) 및 수신용 필터(7)의 통과역 중심 주파수에 있어서 한쪽 분파회로(17) 및 수신용 필터(6)의 입력 임피던스가 충분히 높아지지 않으면 안된다. 그러기 위하여는 각 분파회로(16),(17)의 선로 길이는 다음과 같이 하여 결정된다. 분파회로(17)와 송신용 필터(6)의 종속 접속의 경우를 생각한다. 이 경우의 S행렬의 S₁₁은 다음식으로 부여된다.

S₁₁(1)=[rcosθ-cosθ+zsineθ+j(sinθ+zcosθ

-rsinθ)]/[rcosθ+cosθ-zsinθ+j(sinθ

+zcosθ+rsinθ)]…………………………………………………… (1)

여기서 θ=β

, β=2π/λ,

=분파회로(17)의 노선길이, 송신용 필터의 입력 임피던스=r+jz이다. 직렬 접속된 분파회로(17)와 송신용 필터(6)의 입력 임피던스가 수신용 필터(7)의 통과역에 있어서 충분히 높아지기 위하여는 상기한 식(1)의 S₁₁(1)이 최소가 되면 된다. 즉

cosθ=zsinθ ………………………………………………………………… (2)

가 되도록 θ를 선택하면 되는 것을 안다. 이 경우에 상기식(1)은 다음과 같이 된다.

S₁₁(1)=[rcosθ+j(sinθ+z²sinθ-rsin)]/[rcosθ

+j(sinθ+z²sinθ+rsinθ)]………………………………………… (3)

여기서 윗식을 입력 임피던스(Zin)로 표현하면 다음과 같다.

Zin=[(1+j²)/r]-jz………………………………………………………… (4)

즉 직렬 접속된 분파회로(17)와 송신용 필터(6)의 입력 임피던스는 직렬 접속된 분파회로(16)와 수신용필터(7)의 통과대역에 있어서 충분히 입력 임피던스가 높아지지 않으면 안된다. 따라서 직렬 접속된 분파회로(17)와 송신용 필터(6)는 감쇠역이 된다. 이 경우 상기식(4)에 있어서 r≪1이 된다고 생각하여도 좋다. 따라서 상기식(4)은 Zin》1이 되어 서로가 영향은 없어진다.

또 Zin의 위상각은 상기식(4)에 있어서 실수부가 충분히 크게되기 위하여 0이 되지 않으면 안된다는 것을 알 수 있다. 그러나 상기 분파기의 구조에 있어서는 분파기를 구성하기 위하여 분포 정수 선로의 선로길이가 근사적으로 λ/4로 길게되어 분파기의 소형화, 저렴화의 큰 장해로 되어 있었다. 예를들면 두께 1mm의 유리 에폭시 기판(유전율 4.8)에 도체를 폭 1.8mm로 하여 입력 임피던스가 50Ω이 되도록 형성한 경우에 그 선로길이와 위상량의 관계를 표시하면 제15도와 같이 된다.

이 도면에서 명백하듯이 위상각을 0°로 하기 위하여는 수신측의 선로길이는 60mm, 송신측의 선로길이는 84mm가 필요하게 되어 소형화, 저렴화가 곤란하다. 더욱이 종래의 송수신용 필터의 각 유전체 공진기의 중심도체로 부터 그 주위에 따라 주파수 조정패턴을 형성하는 형에 있어서는 동손에 의한 Q의 대폭적인 저감을 가져온다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 기판상에 분파회로와 그 분파회로에 접속되어, 균질이며 단체의 유전체로 이루어지는 복수개의 중심도체를 형성하고, 상기 중심도체간은 상기 유전체로 채워진 복수의 유전체 공진기와 상기 유전체의 한측면에 유전체 공진기의 공진 주파수 조정패턴과 해당 각 공진 주파수 조정용 패턴의 사이에 결합량 조정용 패턴을 구비한 유전체 필터가 실장되는 분파기에 있어서 상기 분파회로에 선로형태의 인덕터를 설치하도록 한 것이며 또한 상기 분파회로에 인덕터와 커패시터를 형성한 것이며 또한 분파회로와 균질이며 단체의 유전체에 복수개의 중심도체를 형성하고 그 중심도체간의 상기 유전체로서 채워진 복수의 유전체 공진기와 그 각 유전체 공진기간의 결합을 개별 용량을 사용하여 얻는 유전체 필터가 실장되는 분파기에 있어서 상기 분파회로의 용량을 유전체 필터의 입력 용량에 포함하도록 한 것이다.

본 발명에 의하면 상기와 같이 기판의 이면을 이용하여 더우기 미세한 선로를 형성하여서 분파회로에 인덕터를 형성할 수가 있고 분파회로를 송수신용 필터의 입력용량에 포함시키는 것에 의하여 분파기를 구성하도록 하였으므로 Q의 저감을 방지할 수가 있어 그 제조가 용이하고 또한 분파기의 대폭적인 소형화, 경량화, 저렴화를 도모할 수가 있다.

[실시예 1]

이하 본 발명의 실시예(1)에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도(a),(b)는 본 발명의 실시예를 표시하는 분파기의 구성도이며 제1도(a)는 그 분파기의 사시도, 제1도(b)는 그 분파기의 이면 사시도이다. 이 도면에 있어서 20은 유전성기판(예를들면 유리에폭시 수지), 21)은 어스패턴, 22는 안테나단자, 23,25는 Rx(수신용 필터)의 단자, 24,26은 Tx(송신용 필터)의 단자, 27은 송신용 필터본체, 28은 수신용 필터본체, 29는 송신용 필터, 30은 수신용 필터, 31은 수신용 필터의 유전체 공진기, 32는 수신용 필터의 주파수 조정패턴, 33은 수신용 필터의 결합량 조정패턴, 34,35는 수신용 필터의 입출력 단자, 36은 수신용 필터의 유전체 공진기, 37은 송신용 필터의 주파수 조정패턴, 38은 송신용 필터의 결합량 조정패턴, 39,40은 송신용 필터의 입출력 단자이다. 다시 기판(20)의 이면에는 미세한 선로(스트립선로)로 부터 이루어지는 인덕터를 형성한다.

즉, 41,42,43은 분파회로의 분포 정수 선로를 대신하는 인덕터(L_AR(41), L_RE(42), L_RT(43))이며 44는 기판의 노출부분이다. 이 도면에 표시되는 분파기는 예를들면 미국 AMPS방식 자동차 전화기용 분파기로서 중심 주파수(f₀)가 835(MHz), 통과대역(BW)이 825~845(MHz)의 송신용 필터(N₁)(29), f₀=880(MHZ), BW=870~890(MHz)의 수신용 필터(N₂)(30)와 분파회로로 구성되어 있다.

제2도(a)는 상기한 분파기의 블럭도이다. 여기서 탑재된 송신용 필터(N₁)(29), 수신용 필터 (N₂)(30)는 상기한 것과같이 균질이며 단체인 유전체로서 이루어져서 이 유전체내에 소정 간격으로 매설된 원주형의 중심도체로서 이루어지는 복수개의 유전체 공진기(31),(36)가 각 유전체 공진기의 중심도체에 접속되어 필터본체((27),(28)의 한 측면에 형성된 복수개의 주파수 조정패턴(32),(37)과 이 주파수 조정패턴(32),(37)의 사이에 결합량 조정패턴(33),(38)을 구비하고 각 양측끝에 위치하는 유전체 공진기(31),(36)가 입출력 단자패턴(34),(35),(39),(40)을 갖고 입출력 단자(23),(24),(25),(26)과 접속되어 있다.

제3도는 송신용 필터(N₁)의 입력 임피던스 특성(절대치)도로서 횡축에 주파수(MHz), 종축에 입력 임피던스(Ω)의 절대치가 표시되어 있어 입출력단 용량 2.3pF와, 2.5pF의 경우가 플로트되어 있다. 이 도면에서 명백한 것과같이 수신용 필터(N₁)의 통과대역(BW)인 825~845(MHz)에 있어서는 입력 임피던스는 50Ω에 근사하고 있다. 또 그 통과대역을 초과하면 급격히 입력 임피던스가 증가하고 있다.

제4도는 송신용 필터(N₁)의 입력 임피던스 특성(위상각)으로서 횡축에 주파수(MHz), 종축에 위상각 θ(ω)°가 표시되어 있어 입출력단 용량 2.3pF와 2.5pF의 경우가 플로트되어 있다. 그 수신용 필터(N₁)의 통과대역(BW)인 825~845(MHz)에 있어서는 위상각이 0에 근사하게 한다.

제5도는 수신용 필터(N₂)의 입력 임피던스 특성(절대)도로서 횡축에 주파수(MHz), 종축에 입력 임피던스(Ω)의 절대치가 표시하고 입출력단 용량 1.8pF, 2.0pF 및 2.2pF의 경우가 플로트되어 있다. 이 도면에서 명백한 것과같이 일반적으로 그 수신용 필터(N₂)의 통과대역(BW)인 870~890(MHz)에 있어서는 입력 임피던스는 50Ω에 근사하고 있다.

제6도는 수신용 필터(N₂)의 입력 임피던스 특성(위상각)은 횡축에 주파수(MHz), 종축에 위상각 θ(ω)˚가 표시되어 있어 입출력단 용량 1.8pF, 2.0pF 및 2.2pF의 경우가 플로트되어 있다. 이 도면에서 명백한 것과같이 일반적으로 그 수신용 필터(N₂)의 통과대역(BW)인 870~890(MHz)에 있어서는 위상각은 0에 근사하고 있다.

그런데 본 발명은 제1도(b)및 제2도(a)에 표시하는 것과같이 분포정수 선호 대신에 인덕터(L_AR(41), L_RE(42), L_RT(43))를 설치하도록 되어 있다.

이하 이 인덕터의 동작을 기초로 하여 본 발명의 원리를 설명한다.

우선 인덕터(L_AR(41), L_RE(42), L_RT(43))가 없는 경우를 생각한다. 설명의 편의상 송신용 필터(N₁), 수신용 필터(N₂)의 각 통과대역의 중심주파수 f₀=835(MHz), f₀=880(MHz)에 관하여만 기술한다.

B₁[f_O=835(MHz)], B₂[f_O=880(MHz)]에 관하여는 제3도 내지 제6도에서 다음과 같이 생각할 수 있다.

B₁: r₁=50.0 x₁=0

r₂=0 x₂=-j30

B₂: r₁=0 x₁=-186.0

r₂=50.0 x₂=0

이 송수신용 필터에 의하여 분파기를 구성하면 B₁[f_O=835(MHz)], B₂[f_O=835(MHz)]에 있어서는 ANT단(22)에서 본 입력 임피던스(Zin) 및 부정합 감쇠량(不整合減衰量) (RL)은 다음과 같이 송신용 필터(L₁), 수신용 필터(N₂)의 단체의 경우에 비교하여 열화(劣化)한다.

B₁: Zin=13.254-j 22.068

RL=3.88dB

B₂: Zin=46.62-j 12.541

RL=17.5dB

위식에 의하여 B₁대역에 있어서의 x₂가 작은 것이 문제인 것을 알 수 있다. 이 x₂작다는 조건하에서 B₁대역의 입력 임피던스(Zin)를 기준 임피던스(R₀=50Ω)에 가깝게 하기 위하여 송신용 필터(N₁)에 직렬로 L_RT=5(nH)를 넣는다. 이때의 입력 임피던스(Zin) 및 부정합 감쇠량(RL)은 다음과 같이 된다.

B₁: Zin=17.9-j 28.6644

RL=4.67dB

B₂: Zin=45.4545-j 14.341

RL=16.15dB

다음에 L_RE에 대하여 설명한다. 이L_RE를 L_RE=20nH로 하면 이 L_RE의 부가후의 B₁, B₂에 있어서 Zin, RL은 다음과 같이 된다.

B₁: Zin=32.2633-j 31.874

RL=7.67dB

B₂: Zin=49.14-j 6.7125

RL=23.34dB

이 L_RE는 B₁, B₂대역에 있어서 Zin의 허수부를 실수부와 비교하여 상대적으로 작게 한다는 동작을 하는 것을 알 수 있다. 다음에 R_RT에 대하여 설명한다. 이 L_AR을 L_AR=4nH로 하면 B₁, B₂에 있어서 L_RE,RL은 다음과 같이 된다.

B₁: Zin=32.2633-j 10.888

RL=12.01dB

B₂: Zin=49.14-j 28.834

RL=11.08dB

즉 이 LAR은 B₁, B₂대역에 있어서 Zin의 허수부를 평균적으로 작게 하는 것을 알 수 있다. 따라서 이 L_RT,L_RE,L_AR에 의하여 자동차 전화기 장치용으로서 필요한 RL＞10dB을 만족하는 분파기를 얻을 수 있다. 이 L_RT,L_RE,L_AR은 한 예에 의하여 설명하였으나 N₁,N₂의 Zin의 경향이 변하지 않는한 유사한 동작을 행할 수가 있다.

더욱 실제로 L_RT,L_RE,L_AR를 유리 에폭시 기판(유전율 4.8, 두께 1.6mm)에 형성하는 경우에 있어서 f₀=850(MHz)의 경우 그 인덕턴스는 선로길이를

로 한 경우 다음식으로 표시된다.

(1)W(폭) 0.3mm의 경우

L(nH)=1.389

(mm)=5.3443

따라서 예를들면 상기한

L_RT=5nH의 경우,

=7.45mm

L_RE=20nH의 경우,

=18.25mm

L_AR=4nH의 경우,

=6.73mm

(2)W(폭) 0.5mm의 경우

L(nH)=1.092

(mm)-2.4726

(3)W(폭) 0.7mm의 경우

L(nH)=1.0135

(mm)-2.1753

또 알루미나 기판(유전율 9.3)에 형성하면 노선길이(

)를 더욱더 짧게 할 수가 있다.

[실시예 2]

이하 본 발명의 실시예(2)에 관하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제1도(a).(c)는 본 발명의 실시예(2)를 표시하는 분파기의 구성도이며, 제1도(a)는 그 분파기의 사시도, 제1도(c)는 그 분파기의 이면 사시도이다. 기판(20)의 이면에는 미세한(스트립) 선로로 부터 이루어지는 인덕터 및 용량을 형성한다.

즉, 분파회로의 분포정수 선로를 대신하는 인덕터 L_RT(42B),L_TE(44B), 커패시터 C_RT(43B)를 설치한다. 또한 41B는 50Ω의 분포 정수선로, 45B는 기판의 노출부분이다. 제1도(a),(c) 및 제2도(b)에 표시되는 본 발명이 종래 기술과 서로 다른 점은 분포 정수선로 대신에 인덕터 L_RT(42B), 커패시터 C_RT(43B), L_TE(44B)를 설치하도록 한 점이다.

이하 이 인덕터 커패시터의 동작을 기초로 하여 본 발명의 원리를 설명하기 위하여 우선 L_RT,L_TE,C_RT가 없는 경우를 생각한다.

설명의 편의상, 송신용 필터(N₁), 수신용 필터(N₂)의 각 통과대역의 중심 주파수f₀=835(MHz), f₀=880(MHz)에 관하여만 기술하면, B₁[f_O=835(MHz)], B₂[f_O=880(MHz)]에 관하여는 제3도 내지 제6도로부터 실시예(1)에서 설명한 바와 같이 다음과 같이 생각할 수 있다.

B₁: r₁=50.0 x=0

r₂=0 x₂=-j30

B₂: r₁=0 x₁=-186.0

r₂=50.0 x₂=0

이 송수신용 필터에 의하여 분파기를 구성하면 B₁[f_O=835(MHz)], B₂[f_O=835(MHz)]에 있어서는 ANT단(22)에서 본 입력 임피던스(Zin) 및 부정합 감쇠량(RL)은 다음과 같이 송신용 필터(N₁), 수신용 필터(N₂)의 단체의 경우에 비교하여 열화한다.

B₁: Zin=13.254-j 22.068

RL=3.88dB

B₂: Zin=46.62-j 12.541

RL=17.5dB

위식에서 명백한 것과 같이 B₁대역에 있어서의 x₂가 작으므로 부정합 감쇠량(RL)의 대폭적인 열화가 생긴다.

B₁대역에 있어서의 x₂를 크게 하기 위하여 f_O=880(MHz)에 공진 주파수를 갖는 직렬 공진회로의 소자치를 각각

L_RT=4.5(nH), C_RT=7.2(pF)라 하면 이때의 Zin 및 RL은 다음과 같이 된다.

B₁: Zin=27.434-j 24.833

RL=7.68dB

B₂: Zin=46.62-j 12.53

RL=17.51dB

다음에 위식의 Zin허수부를 작게하기 위하여 ANT단자(22)에 L_TE=16.18(nh)의 인덕터를 넣는다. 이 경우의 Zin 및 RL은 다음과 같다.

B₁: Zin=45.455-j 14.45

RL=16.08dB

B₂: Zin=46.083-j 13.37

RL=16.68dB

이와 같이 하여 이 L_RT(42B), 커패시터 C_RT(43B), L_TE(44B)에 의하여 자동차 전화기 장치용으로서 필요한 RL＞10dB를 만족하는 분파기를 얻을 수 있다.

[실시예 3]

이하 본 발명의 실시예(3)에 관하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제7도는 본 발명의 실시예(3)를 표시하는 분파기의 구성도이면 제7도(a)는 그 분파기의 사시도,

제7도(b)는 그 분파기의 이면 사시도이다. 이 도면에 있어서 20A는 기판(예를들면 유리에폭시수), 21A는 어스패턴, 22A는 안테나 단자, 23A는 송신용 필터본체, 24A는 수신용 필터본체, 25A는 송신용 필터, 26은 수신용 필터, 27A는 송신용 필터의 유전체 공진기, 28A는 송신용 필터의 결합용 용량소자, 29A는 핀형태의 접속자, 30A,31A는 송신용 필터의 입출력 용량소자, 32A,33A는 송신용 필터의 단자, 34A는 수신용 필터의 유전체 공진기, 35A는 수신용 필터의 결합용 용량소자, 36A는 핀형태의 접속자, 37A는 38A는 수신용 필터의 입출력 용량소자, 39A,40A는 수신용 필터의 단자, 41A는 안테나 단자(22A)와 수신용 필터의 단자(40A) 및 송신용 필터의 단자(33A)를 접속하는 50Ω라인이다.

다시금 기판(20A)의 이면에도 어스패턴(21A)이 설치된다.

여기서 탑재된 송신용 필터(N₁),(25A), 수신용 필터(N₂)(26A), 상기한 것과 같이 균질이며 단체의 유전체로서 이루어져서 이 유전체내에 소정간격으로 매설된 원주형의 중심도체로부터 이루어지는 복수개의 유전체 공진기(27A),(34A), 이 각 유전체 공진기의 중심도체에 접속되어 결합용 용량소자(28A), (35A)를 설치하고 양측의 유전체 공진기와 입출력 단자간에는 입출력 용량소자(31A),(32A),(37A),(37A)를 설치한다.

이 도면에 표시되는 분파기는 예를들어 미국 AMPS방식 자동차 전화기용 분파기로서 중심 주파수((f₀)가 835(MHz), 통과대역(BW)이 825~845(MHz)의 송신용 필터(N₁),(25)와 f₀=880(MHz), BW=870~890(MHz)의 수신용 필터(N₂)(26)와 분파회로로서 되어 있다.

제8도는 상기한 분파기의 블럭도, 제9도는 송수신용 필터(N₁),(N₂)의 집중 정수 등가회로도를 표시한다.

제8도에 있어서 50A는 분파회로이며, 송신용 필터(N₁)과 수신용 필터(N₂)를 결합하여 분파기를 구성하고 있다.

또한 R₁~R₃는 50Ω의 저항을 표시하고 있다.

제9도중 제9도(a)는 4단 구성의 유전체 공진기를 가지는 송신용 필터(N₁)의 집중정수 등가회로도, 제9도(b)는 6단 구성의 유전체 공진기를 가지는 수신용 필터(N₂)의 집중 정수 등가 회로도이다.

제10도는 본 발명의 분파기의 부정합 감쇠량 특성 및 상기한 입출력 용량을 삽입하는 일 없이 송수신용필터(N₁),(N₂)에 직접 접속한 경우의 부정합 감쇠량 특성도이며 횡축에 주파수(MHz), 종축에 부정합 감쇠량(dB)이 표시되어 있어서 입출력 용량 C₁=-5pF, C₂=5pF의 경우 및 입출력 용량(C₁),(C₂)가 0일 경우가 플로트 되어 있다.

이 도면에서 명백한 것과 같이 본 발명의 분파기의 송수신 필터(N₁),(N₂) 둘다 그 통과대역(BW)의 부정합 감쇠량(dB)은 크고 양호한 분파기능을 가지고 있다.

제11도는 송신용 필터(N₁)의 입력 임피던스 특성도이며 횡축에 주파수(MHz), 종축에 입력 임피던스(Ω)의 절대치 및 위상각θ(ω)˚를 표시하고 있다.

이 도면에서 명백한 것과 같이 일반적으로 그 송신용 필터(N₂)의 통과대역(BW)인 825~845(MHz)에 있어서는 임력 임피던스는 50Ω에 근사하고 위상각은 0에 근사하고 있다.

제12도는 수신용 필터(N₂)의 임피던스 특성(위상각)도 이며 횡축에 주파수(MHz), 종축에 입력 임피던스(Ω)의 절대치 및 위상각θ(ω)˚를 표시하고 있다.

이 도면에서 명백한 것과 같이 일반적으로 그 수신용 필터(N₂)의 통과대역(BW)인 870~890(MHz)에 있어서는 임력 임피던스는 50Ω에 근사하고 위상각은 0에 근사하고 있다.

여기서 송신용 필터(N₁)의 입력 임피던스를 Z₁=r₁+jx₁,Z₂=r₂+jx₂로 한다.

제11도 및 제12도는 필터의 특성 임피던스가 50Ω의 경우나 설명을 간단히 하기 위하여 그것이 1Ω의 경우 즉 f₀=835(MHz)의 송신용 필터에서는 r₁=1.0, x₁=0이며 또 f₀=880(MHz)의 송신용 필터에서는, r₂=1.0, x₂=0에 관하여 기술한다.

여기서 f_O=835(MHz)±10(MHz)의 대역을 B₁,f_O=880(MHz)±10(MHz)의 대역을 B₂로 한다.

제11도 및 제12도에서 알다시피 B₁,B₂에에 있어서는 송수신용 필터(N₁),(N₂)의 입력 임피던스는 각각 근사적으로 다음과 같이 표시된다.

B₁: r₁=1.0, x₁=0

r₂=0, x₂=-R₂…………………………………………… (5)

B₂: r₁=0, x₁=R₁

r₂=1.0, x₂=0……………………………………………… (6)

여기서 B₁에 있어서의 입력 어드미턴스 Yin(B₁)은 다음식으로 부여된다.

Yin(B₁)=[ω²C² ₁)/1+(ω²C² ₁)]+jr[ωC₁/1+(ω²C² ₁)]+1/R₂… (7)

또 R₂에 있어서의 입력 어드미턴스 Yin(B₂)은 다음식으로 부여된다.

Yin(B₁)=[ω²C² ₂)/1+(ω²C² ₂)]+jr[ωC₂/1+(ω²C² ₂)]+1/R₁… (8)

여기서 송수신용 필터(N₁),(N₂)의 특성에 영향을 주지않고 분파기의 입력 임피던스 특성을 개선하기 위하여서는 상기식(7),(8)에 의하여 다음과 같이 근사적으로 C₁,C₂를 결정하면 된다는 것을 알 수 있다.

C₁=-R_2/W

C₂=R_1/W…………………………………………………………………(9)

제9도, 제10도의 경우 C₁,C₂는 각각 다음과 같이 된다.

C₁=-5(pF), C₂=5(pF)……………………………………………(10)

로 되어 제9도의 입력단의 C₁,C₂와 합성 하는 것에 의하여 합성의 입력단의 C₁₁및 C₂₁을 다음과 같이된다.

C₁₁=0.825(pF)

C₂₁=0.585(pF)……………………………………………………(11)

따라서 C₁₁은 기준의 C₁에 +16(%), C₂₁은 기준의 C₂에서 -12(%)로 되는 것을 알 수 있다.

또 부정합 감쇠량(RL)특성은 제13도와 같이 되어 분포정수 선로를 사용한 종래의 기술과 비교하여 동등한 특성을 얻을 수 있다.

즉 분포 정수 선로를 사용한 경우 부정합 감쇠량(RL)에서는 송신측에 17.8dB, 수신측에서 20.1dB이였던 것이 본 발명에 의하면 송신축에서 16.5dB, 수신측에서 20.9db이다.

또 본 발명은 상기 실시예에 한정하는 것이 아니고 본 발명의 취지에 기초하여 여러가지의 변형이 가능하며 이들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것이 아니다.

상세히 설명한 것과 같이 본 발명에 의하면 분파회로의 용량을 유전체 필터의 입력 용략에 포함하도록 하였으므로 그 분파회로의 대폭적인 소형화, 저렴화를 도모할 수가 있어 분파기의 컴팩트화에 기여할 수 있고 종래와 같이 송수신용 필터의 각 유전체 공진기의 중심도체로부터 그 주위에 뻗은 주파수 조정 패턴을 형성하는 형틀에 있어서는 동손에 의한 Q의 대폭적인 저감을 가져오나 본 발명에 의한 용량소자의 삽입에 의하면 그 Q의 저감을 방지할 수가 있으며 분파회로 인덕터 및 커패시터를 설치하도록 한 것이므로 그 제조가 용이하며 더욱 그 분파회로의 대폭적인 소형화, 경량화, 저렴화를 도모할 수가 있어 분파기의 컴팩트화에 더욱 기여할 수 있는 것이다.

Claims

제1주파수 범위 내의 제1주파수 신호와, 전기 제1주파수범위와 중첩되지 않는 제2주파수 범위내의 제2주파수신호를 분리하기 위한 분파회로에 있어서, 안테나단자(22)와, 상기 제1주파수신호와의 결합을 위한 제1입력단자(35) 및, 제1출력단자(23)를 갖는 제1필터(30)와, 상기 제2주파수신호와의 결합을 위한 제2입력단자(24) 및, 제2출력단자(39)를 갖는 제2필터(29)와, 접속점(25)에 상기 제1입력단자(35) 및 상기 제2출력단자(39)를 각각 연결하고 둘 중 하나는 제1인덕터(43)인 제1접속수단 및 제2접속수단과, 상기 접속점(25)에 연결되고 상기 접속점(25)을 어스(21)에 연결하기 위한 제2인덕터(42)와, 상기 접속점(25)을 상기 안테나 단자(22)에 연결하기 위한 제3인덕터(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분파기.
제1항에 있어서, 상기 제1인덕터(43)와 상기 제2인덕터(42) 및 상기 제3인덕터(41)는 상기 제1주파수 신호 및 상기 제2주파수 신호의 각 주파수에서 부정합감쇠량이 10dB보다 크게되도록 하는 인덕턴스를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 분파기.
제2항에 있어서, 상기 분파기는 유전성기판(20)을 포함하고, 상기 제1인덕터(43)와 상기 제2인덕터(42) 및 상기 제3인덕터(41)는 상기 유전성기판(20) 위에 형성된 제1스트립선로와, 제2스트립선로 및 제3스트립선로로 각각 이루어지는 것을 특징으로 하는 분파기.
제3항에 있어서, 상기 유전성기판(20)은 상기 제1입력단자(35), 상기 제1출력단자(23), 상기 제2입력단자(24), 상기 제2출력단자(39) 및, 상기 안테나단자(22)가 각각 끼워지는 복수의 스루홀을 구비하고, 상기 제1스트립선로, 상기 제2스트립선로, 상기 제3스트립선로 및 상기 복수의 스루홀을 에워싸는 부분을 제외한 상기 유전성기판(20)을 덮는 전도층을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 분파기.
제1주파수범위내의 제1주파수신호와, 전기 제1주파수범위와 중첩되지 않는 제2주파수범위내의 제2주파수신호를 분리하기 위한 분파회로에 있어서, 안테나단자(22)와, 상기 제1주파수신호와의 결합을 위한 제1입력단자(35) 및, 제1출력단자(23)를 갖는 제1필터(30)와, 상기 제2주파수신호와의 결합을 위한 제2입력단자(24) 및, 제2출력단자(39)를 갖는 제2필터(29)와, 상기 안테나단자(22)와 연결되는 접속점(26)에 상기 제1입력단자(35) 및 상기 제2출력단자(39)를 각각 연결하고 둘중 하나는 제1인덕터(42B)인 제1접속수단 및 제2접속수단과, 상기 접속점(26)에 연결되고 상기 접속점을 어스(21)에 연결하기 위한 제2인덕터(44B)와, 상기 접속점(26) 및 상기 제1입력단자(35) 사이에 상기 제1인덕터(42B) 및 상기 제2출력단자(39)와 직렬로 연결되는 커패시터(43B)와, 유전성기판(20)을 포함하고, 상기 제1인턱터(42B)와 상기 제2인덕터(44B) 및 상기 커패시터(43B)는 상기 유전성기판(20) 위에 형성된 제1스트립선로와 제2스트립선로 및 커패시턴스 패턴으로 각각 이루어지는 것을 특징으로 하는 분파기.
제5항에 있어서, 상기 유전성기판(20)은 상기 제1입력단자(35), 상기 제1출력단자(23), 상기 제2입력단자(24), 상기 제2출력단자(39) 및, 상기 안테나 단자(22)가 각각 끼워지는 복수의 스루홀을 구비하고, 상기 제1스트립선로와 상기 제2스트립선로와 상기 커패시턴스패턴 및 상기 복수의 스루홀을 에워싸는 부분을 제외한 상기 유전성기판(20)을 덮는 전도층을 부가적으로 포함하며, 상기 제2스트립선로는 상기 전도층의 패턴과 연결되는 것을 특징으로 하는 분파기.
제5항에 있어서, 상기 제1인덕터(42B) 및 상기 제2인덕터(44B)와 상기 커패시터(43B)는 상기 제1주파수신호 및 상기 제2주파수신호의 각 주파수에서 부정합감쇠량이 10dB 보다 크게 되도록 하는 인덕턴스값과 커패시턴스값을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 분파기.
공통 안테나로 하나의 신호를 송신함과 동시에 상기 공통안테나로부터 다른 하나의 신호를 받아들이는 분파회로에 있어서, 송신필터입력단자 및 송신필터 출력단자를 갖고 송신주파수범위내의 송신주파수 신호를 송신하는 송신용필터와, 수신필터입력단자 및 수신필터 출력단자를 갖고 수신주파수범위 내의 수신주파수 신호를 수신하는 수신용필터와, 소정의 유동유량을 갖고 외부표면을 구비한 유전성 기판과, 안테나 단자와 접속점에 상기 송신필터 출력단자를 결합하는 제1전도성 선로와, 상기 접속점에 상기 수신필터 입력단자를 결합하는 제2전도성 선로와, 상기 안테나 단자에 상기 접속점을 결합하는 제3전도성선로외, 제4전도성 선로와, 소정부분 이외의 상기 유전성기판 외부표면을 덮는 전도층을 포함하고, 상기 제4전도성 선로는 상기 유전성기판표면의 상기 소정부분에 형성되면서 제1인덕턴스값을 갖고, 상기 전도층에 상기 접속점을 연결하는 것을 특징으로 하는 분파기.
제8항에 있어서, 상기 제1전도성선로는 상기 유전성기판표면의 상기 소정부분 위에 형성되고 제2인덕턴스값을 갖는 특징으로 하는 분파기.
제9항에 있어서, 상기 제3전도성선로는 상기 유전성 기판표면의 상기 소정부분 위에 형성되고 제3인덕턴스값을 갖는 특징으로 하는 분파기.
제10항에 있어서, 상기 제1인덕턴스값과 상기 제2인덕턴스값 및 상기 제3인덕턴스 값은 상기 송신주파수신호 및 상기 수신주파수 신호의 각 주파수에서 부정합 감쇠량이 10dB 보다 크게 되도록 하는 값들인 것을 특징으로 하는 분파기.
제8항에 있어서, 상기 제2전도성선로는 제2인덕턴스값을 갖고, 상기 유전성기판 표면의 상기 소정부분위에 형성되고 소정의 커패시턴스값을 갖는 커패시터패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 분파기.
제12항에 있어서, 상기 제2전도성선로 및 상기 제4전도성선로의 상기 인덕턴스값들과 상기 커패시터패턴의 상기 커패시턴스값을 상기 송시주파수신호 및 상기 수신주파수신호의 각 주파수에서 부정합 감쇠량이 10dB 보다 크게되도록 하는 값인것을 특징으로 하는 분파기.