WO2016171380A1 - 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터 - Google Patents

캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터 Download PDF

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WO2016171380A1
WO2016171380A1 PCT/KR2016/001537 KR2016001537W WO2016171380A1 WO 2016171380 A1 WO2016171380 A1 WO 2016171380A1 KR 2016001537 W KR2016001537 W KR 2016001537W WO 2016171380 A1 WO2016171380 A1 WO 2016171380A1
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radio frequency
frequency filter
flat plate
cavity
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박남신
김병철
정대수
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주식회사 케이엠더블유
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    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
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    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H01P1/2053—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities the coaxial cavity resonators being disposed parall to each other
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    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00—Resonators of the waveguide type
    • H01P7/06—Cavity resonators

Definitions

  • the present invention relates to a radio signal processing apparatus used in a wireless communication system, and more particularly to a radio frequency filter having a cavity structure, such as a cavity filter.
  • a radio frequency filter having a cavity structure generally includes a plurality of accommodation spaces, that is, a cavity, such as a rectangular parallelepiped through a metal housing, and includes, for example, a dielectric resonance element (DR) or a metal resonance inside each cavity.
  • Resonance elements composed of rods are provided, respectively, to generate ultra-high frequency resonance.
  • a structure may be employed in which resonance is generated in the shape of the cavity itself without the provision of the dielectric resonant element.
  • a cover for shielding the open surface of the cavity is usually provided on the upper part of the cavity structure, and the cover is a tuning structure for tuning the filtering characteristics of the radio frequency filter.
  • a tuning screw and a nut for fixing the tuning screw may be installed.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-100084 (name: "radio frequency filter"), published by the present applicant, published on December 02, 2004, the inventor : Park Jong-kyu et al. 2).
  • a radio frequency filter having such a cavity structure is used for processing transmission / reception of radio signals in a wireless communication system, and in particular, is typically applied to a base station or a repeater in a mobile communication system.
  • the base station or repeater of the mobile communication system is usually composed of an antenna device that is installed in a high place from the ground and the main body device that is connected to the antenna device via a cable.
  • the main body device that is connected to the antenna device via a cable.
  • the radio frequency filter having a cavity structure usually has a structure in which a resonant element is to be provided in the housing, and a coupling structure of the cover and the housing must be basically provided to form a cavity, thereby limiting the weight and size.
  • the minimum mechanical shape and size required to stably fix and couple the resonant element in the cavity is a radio frequency filter. It acts as a constraint on the miniaturization and miniaturization of the system.
  • an object of the present invention is to provide a radio frequency filter having a cavity structure that can be more compact and lightweight.
  • Another object of the present invention is to provide a radio frequency filter for minimizing the mechanical shape and size required for stably fixing and coupling a resonant element in a cavity.
  • the present invention is a radio frequency filter having a cavity structure; A housing having a hollow interior and an open surface on one side to have at least one cavity; A cover for shielding an open surface of the housing; At least one resonator element positioned in the hollow of the housing and having a flat plate portion having a flat plate shape and a support supporting the flat plate portion to the housing; At least two through-holes are formed in the plate portion of the at least one resonating element to be connected to an external driver device to rotate the resonating element, and a lower end portion of the support is formed with a male screw structure for screwing;
  • the housing is characterized in that the female screw structure for fixing the support by screwing with the male screw structure formed in the lower portion of the support.
  • the external driver device may include at least two coupling pins inserted into the at least two through holes and connected to the at least two through holes at positions corresponding to the at least two through holes formed in the flat plate. Can be.
  • the radio frequency filter having the cavity structure according to the present invention can be more compact and lighter as described above, and has the mechanical shape and size required for stably fixing and coupling the resonant element in the cavity. It can be reduced to a minimum, and can have a simple and simplified structure. In addition, there is an advantage that can be easily installed at the time of mounting to a station such as a base station due to small size and light weight.
  • FIG. 1 is a partially separated perspective view of a radio frequency filter having a cavity structure according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the radio frequency filter of FIG.
  • FIG. 3 is a view illustrating a state in which a resonating element is installed in a radio frequency filter of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a partially separated perspective view of a radio frequency filter having a cavity structure according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the portion 'A-A' of FIG.
  • FIG. 1 is a partially separated perspective view of a radio frequency filter having a cavity structure according to a first embodiment of the present invention.
  • a driver is provided as a work tool necessary for performing installation work of the resonator element 30 for convenience of description. Further equipment 50 is shown.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the radio frequency filter of FIG. 1, and illustrates a cut form in a state in which the radio frequency filter of FIG.
  • FIG. 3 is a view illustrating a state in which a resonating element is installed in a radio frequency filter in FIG. 2, which is installed by the driver device 50 in a state before the cover 10 illustrated in FIG. 2 is coupled to the housing 20. The state in which the work is performed is shown.
  • a radio frequency filter having a cavity structure has a housing having a hollow inside and at least one cavity blocked from the outside, similarly to the related art.
  • the enclosure forms at least one cavity, and includes a housing 20 on which one side (for example, an upper side) is opened, and a cover 10 that shields the open surface of the housing 20.
  • 1 to 3 show an example of a basic structure in which, for example, one cavity structure is formed in the housing 20.
  • the center of the cavity is provided with a resonant element (30).
  • the housing 20 may further include input and output terminals (not shown) having a conventional structure for inputting and outputting signals of corresponding radio frequency filters on one side and the other side.
  • the housing 20 and the cover 30 may be made of a material such as aluminum (alloy), and may be plated with silver or copper on at least a surface forming a cavity to improve electrical characteristics.
  • the resonator element 30 may also be made of a material such as aluminum (alloy) or iron (alloy) and may be plated with silver or copper.
  • the cavity structure formed in the housing 20 and the cover 10 in the radio frequency filter according to the first embodiment of the present invention, and the structure of the resonator element 30 in the cavity compared with the conventional can be of a relatively similar structure except that it can be implemented in a smaller size.
  • the resonator element 30 and its installation structure according to the embodiments of the present invention has an improved structure compared to the conventional.
  • the resonator element 30 circuitally forms a C (capacitor) component of the filter, and includes, for example, a flat plate portion 32 having a circular flat plate shape;
  • the L (inductor) component is formed in a circuit, and an upper end portion is formed to be coupled to the plate portion 32 at the lower portion of the plate portion 32, and the lower portion is installed to be fixed and coupled to the enclosure, that is, the housing 20.
  • supports the flat plate portion 32 and includes, for example, a rod-shaped support 34 having a circular cross section.
  • the lower end portion of the support 34 of the resonance element 30 is formed with a male screw structure 342 for screwing.
  • the housing 20 includes a female screw structure 24 for screwing the male screw structure 342 formed at a lower portion of the support 34 to fix the support 34, for example, the housing 20. ) Is formed to protrude from a portion corresponding to the bottom surface of the cavity.
  • At least two through-holes 322 are appropriately formed in the flat plate portion 32 of the resonant element 30 at points symmetrical with respect to the center of the flat plate portion 32, for example.
  • the through hole 322 is connected to an external device, that is, the driver device 50 when the installation operation of the resonant element 30 is rotated, thereby rotating the resonant element 30, the support 34 of the resonant element 30 It is a structure for screwing the male screw structure 342 formed in the) to the female screw structure 24 of the housing.
  • the driver device 50 may be formed at the position corresponding to at least two through holes 322 formed in the flat plate 32 of the resonance element 30. At least two engagement pins 522 are inserted into the 322 and have an appropriate size and shape for connecting with the through holes 322.
  • the operator inserts the coupling pin 522 of the driver device 50 into the through hole 322 of the flat plate 32 of the resonator element 30 by using the driver device 50, and then the driver device ( For example, by rotating clockwise 50, the resonator element 30 can be rotated. Accordingly, the male screw structure 342 of the support 34 of the resonance element 30 is tightened to the female screw structure 24 of the housing, whereby the resonance element 30 is installed on the bottom surface of the housing 20.
  • the installation method of the resonator element 30 it can be seen that there is a somewhat similar to the general screw coupling method.
  • This virtual structure requires a relatively thick thickness on the plate portion 32 to form the grooves of the straight or cross-shaped.
  • the through hole 322 may be formed to have a very thin thickness of the flat plate 32 of the resonator device 30.
  • the flat plate portion 32 and the support table 34 respectively form the C component and the L component of the filter, for example, while maintaining the same L value as compared to a filter of a larger size.
  • the diameter of the support 34 it is required to design the diameter of the support 34 to be thin.
  • the thickness of the flat plate portion 32 of the resonant element 30 may be designed to be very thin, and in parallel with this, the resonant element 30 required to stably support the flat plate portion 32. It is possible to design a smaller diameter of the support 34.
  • the thickness (reference numeral t in FIG. 2) of the flat plate portion 32 may be designed to be approximately 0.5 mm or less, for example.
  • the flat plate portion 32 of the resonator element 30 may be installed in close proximity to the cover 10 to increase the C value, for example, the distance between the flat plate portion 32 and the cover 10 (Fig. Reference numeral d) of 2 may be designed to be approximately 0.5 mm.
  • the distance between the flat plate portion 32 and the cover 10 (Fig. Reference numeral d) of 2 may be designed to be approximately 0.5 mm.
  • an extension portion further extended downwardly along the side of the cavity at the side edge of the plate portion 32 is further formed, and this extension portion is formed by C of the plate portion 32. It helps to make the value larger.
  • the resonator element 30 may be silver-plated after being entirely made of a material such as iron (alloy) according to the embodiments of the present invention, in order to compensate for the characteristic variation due to the temperature variation of the filter. That is, in the use environment of the radio frequency filter, as the temperature increases, the size of the cavity and the resonating element generally expands, which shifts the center frequency of the filter to a low band.
  • the material of the resonant element is made of a material of the housing and the cover (for example, aluminum alloy) and a material having a low coefficient of thermal expansion (for example, iron), so that the temperature of the cover and the resonant element may be increased.
  • the resonator device 30 may be made of a material such as copper (Cu), brass (Bs), and the like, which has a smaller thermal expansion coefficient than that of the aluminum alloy.
  • the structure of the cover 10 may have a structure similar to that applied to a radio frequency filter having a conventional cavity structure, for example, the Korean Patent Publication No. 10-2014-0026235 elected by the present applicant It may have a structure similar to the structure disclosed in the heading (name: "radio frequency filter with a cavity structure", published date: March 05, 2014, inventor: Nam Nam Park and two others).
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0026235 proposes a simple and simplified filter structure capable of frequency tuning without employing a fastening structure of a tuning screw and a fixing nut, which are more general structures.
  • the cover 10 according to the embodiments of the present invention as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No.
  • one or a plurality of recessed structures 12 are formed at a position corresponding to the resonance element 30. do.
  • a plurality of dot peen structures are formed by rudder or pressing by a rudder pin of an external rudder equipment, thereby enabling frequency tuning.
  • the cover 10 by applying a more generalized frequency tuning scheme to the cover 10, it may be provided with a frequency tuning screw and a fixing nut without forming a structure such as the recessed structure (12). have.
  • the structure including the frequency tuning screw and the fixing nut may be more complicated and difficult to miniaturize.
  • a radio frequency filter having a cavity structure according to a second embodiment of the present invention has a hollow inside and a plurality of cavities (5 in the example of FIGS. 4 and 5) that are blocked from the outside.
  • the enclosure is provided.
  • the enclosure forms five cavities, and includes a housing 21 in which one side (for example, an upper side) is open, and a cover 11 for shielding the open surface of the housing 21.
  • each cavity of the housing 22 has resonant elements 30-1, 30-2, 30-3, 30-4, 30-4, and 30-5 in the center thereof.
  • a coupling window which is a connection passage structure, is formed between the cavity structures having the sequential connection structure with each other.
  • the coupling window may be formed in a shape in which a predetermined portion is removed at a predetermined size at a portion corresponding to the partition walls of the cavity structure.
  • the second, third, and fourth resonator elements 30-2, 30-3, and 30-4 may include a flat plate having a circular flat plate shape and a flat plate, as shown in FIGS. 1 to 3. It supports the part and consists of a structure of the support, at least two through-holes are formed in the flat plate, the support may have a structure that is fixed to the bottom surface of the housing by screwing.
  • the second and fourth resonator elements 30-2 and 30-4 have an extension portion in which side surfaces of the flat plate extend downward, similarly to the structures shown in FIGS. 1 to 3.
  • the third resonator device 30-3 has a form in which such an extended portion is not formed in the flat plate portion.
  • the first and fifth resonator elements 30-1 and 30-5 may have a resonant element structure having a conventional structure.
  • a resonator device having a general structure and a resonator device according to the structure shown in FIGS. 1 to 3 may be mixed.
  • all the resonating elements may be implemented to have the same structure as that shown in FIGS. 1 to 3.
  • the cover 11 includes first to fifth recessed structures 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, and 12-5 for frequency tuning corresponding to the resonant elements of each cavity structure. Can be formed.
  • a plurality of coupling tuning screw holes 131 may be formed at a portion of the housing 21 corresponding to the coupling window, which is a connection passage structure of each cavity structure.
  • a coupling tuning screw (not shown) for coupling tuning is inserted into the coupling tuning screw hole 131 to an appropriate depth so as to perform a coupling tuning operation.
  • fixing the coupling tuning screw to an appropriate position may be fixed using a separate adhesive such as epoxy resin.
  • the cover 11 and the housing 21 may be coupled by a screw coupling method by the fixing screw 61.
  • a plurality of screw coupling through holes 111 are formed in place of the cover 11, and a plurality of screw coupling grooves 211 are formed in corresponding portions of the housing 21 to fix screws ( 61 is fastened to the groove 211 of the housing through the through hole 111 of the cover 11, the cover 11 and the housing 21 can be coupled.
  • the cover 11 and the housing 21 can also be joined by laser welding, soldering, or the like.
  • FIG. 5 for example, a state in which the input terminal 41 and the first resonant element 30-1 are coupled to each other is illustrated, but the extension line of the input terminal 41 and the first resonant element 30-1 are coupled to each other. It may be coupled in a manner that is directly connected to the support 34-1.
  • the extension line of the input terminal may be configured to be connected to the support 34-1 in a non-contact coupling manner.
  • a radio frequency filter having a cavity structure may be configured, and in the present invention, there may be various embodiments or modifications.
  • the number of through holes formed in the flat plate of the resonating element is two, but in addition, three or four such through holes may be formed.
  • the filter structure having five cavities is disclosed, but in addition, the second embodiment may have a filter structure having two to four or six cavities, and at least as necessary in the filter structure. It will be appreciated that one or more resonant element structures may be implemented to have a structure according to the first embodiment.

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Abstract

본 발명은 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터로서, 캐비티(Cavity)를 갖기 위해 내부가 중공이고 일측으로 개방면을 갖는 하우징과; 하우징의 개방면을 밀봉하는 커버와; 하우징의 상기 중공에 위치하며, 평판 형태를 갖는 평판부 및 평판부를 하우징에 결합하여 받치는 지지대를 가지는 공진소자를 포함하며; 공진소자의 평판부에는 적어도 2개의 관통 홀이 형성되며, 지지대의 하단 부위는 나사 결합을 위한 수나사 구조물 형성되며; 하우징에는 지지대의 하단 부위에 형성된 상기 수나사 구조물과 나사 결합하기 위한 암나사 구조물이 형성된다.

Description

캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터
본 발명은 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 신호 처리 장치에 관한 것으로, 특히 캐비티 필터와 같이, 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터에 관한 것이다.
캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터는 통상 금속 재질의 하우징을 통해 직육면체 등의 수용공간, 즉 캐비티를 다수개 구비하며, 각 캐비티 내부에 예를 들어, 유전체 공진소자(DR: Dielectric Resonance element) 또는 금속 공진봉으로 구성된 공진소자를 각각 구비시켜 초고주파의 공진을 발생시킨다. 경우에 따라서는, 유전체 공진소자의 구비없이 캐비티 자체의 형상으로 공진을 발생시키는 구조를 채용할 수도 있다. 또한, 이와 같은 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에서, 통상 캐비티 구조의 상부에는 해당 캐비티의 개방면을 차폐하는 커버가 구비되며, 커버에는 해당 무선 주파수 필터의 필터링 특성을 튜닝하기 위한 튜닝 구조로서, 다수의 튜닝 나사 및 해당 튜닝 나사를 고정하기 위한 너트가 설치될 수 있다. 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 관한 일예로는, 본 출원인에 의해 선출원된 국내 공개특허공보 제10-2004-100084호(명칭: "무선 주파수 필터", 공개일: 2004년 12월 02일, 발명자: 박종규 외 2명)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.
이러한 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터는 무선 통신 시스템에서 송수신 무선 신호의 처리를 위해 사용되며, 특히, 이동통신 시스템에서 기지국이나 중계기 등에 대표적으로 적용된다.
한편, 이동통신 시스템의 기지국 또는 중계기는 통상 지상으로부터 높은 곳의 기둥에 설치되는 안테나 장치 및 이러한 안테나 장치와 통상 케이블을 통해 연결되는 본체 장치로 구성된다. 최근 들어, 무선 신호들을 처리하는 장비들의 경량화 및 소형화를 위한 꾸준한 기술 개발에 힘입어, 본체 장치들 중 적어도 일부 모듈은 안테나 장치의 설치용 기둥 등에 설치되어 안테나 장치와 곧바로 연결되거나, 안테나 장치 내부에 포함되는 설치 방식이 적용되고 있다.
따라서, 이와 같은 이동통신 시스템의 기지국 또는 중계기에 적용되는 무선 주파수 필터를 제작함에 있어서, 소형, 경량화가 더욱 주요한 고려 사항으로 떠오르고 있다.
그런데, 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에서는 통상 하우징 내에 공진소자를 구비시켜야 하는 구조를 가지며, 캐비티를 형성하기 위해 커버와 하우징의 결합 구조를 기본적으로 구비하여야 하므로, 경량 및 소형화에 한계가 있었다. 더욱이, 경량 및 소형화를 위하여 캐비티 및 공진소자 등의 사이즈를 전체적으로 줄이는 설계를 고려할 경우에, 공진소자를 캐비티 내에 안정적으로 고정 및 결합하여 설치하기 위해 최소한으로 요구되는 기구적인 형상 및 사이즈는 무선 주파수 필터의 경랑 및 소형화에 제약 사항으로 작용한다.
따라서 본 발명의 목적은 더욱 소형 및 경량화가 가능한 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공진소자를 캐비티 내에 안정적으로 고정 및 결합하기 위해 요구되는 기구적인 형상 및 사이즈를 최소한으로 줄일 수 있도록 하기 위한 무선 주파수 필터를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서; 적어도 하나의 캐비티(Cavity)를 갖기 위해 내부가 중공이고 일측으로 개방면을 갖는 하우징과; 상기 하우징의 개방면을 차폐하는 커버와; 상기 하우징의 상기 중공에 위치하며, 평판 형태를 갖는 평판부와, 상기 평판부를 상기 하우징에 결합하여 받치는 지지대를 가지는 적어도 하나의 공진소자를 포함하며; 상기 적어도 하나의 공진소자의 상기 평판부에는 외부의 드라이버 장비와 연결되어 해당 공진소자를 회전시키기 위한 적어도 2개의 관통 홀이 형성되며, 상기 지지대의 하단 부위는 나사 결합을 위한 수나사 구조물이 형성되며; 상기 하우징에는 상기 지지대의 하단 부위에 형성된 상기 수나사 구조물과 나사 결합하여 상기 지지대를 고정하기 위한 암나사 구조물이 형성됨을 특징으로 한다.
상기 외부의 드라이버 장비는 상기 평판부에 형성된 상기 적어도 2개의 관통 홀과 대응되는 위치에서, 상기 적어도 2개의 관통 홀에 삽입되어 상기 적어도 2개의 관통 홀과 연결되는 적어도 2개의 결합용 핀을 구비할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터는 상기한 바와 같이, 더욱 소형 및 경량화가 가능하며, 공진소자를 캐비티 내에 안정적으로 고정 및 결합하기 위해 요구되는 기구적인 형상 및 사이즈를 최소한으로 줄일 수 있도록 하며, 간단하며, 단순화된 구조를 가질 수 있다. 또한, 소형 및 경량화로 기지국 등의 스테이션에 장착시에 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터의 일부 분리 사시도
도 2는 도 1의 무선 주파수 필터의 A-A'부분 절단면도
도 3은 도 2에서 무선 주파수 필터에서 공진소자의 설치 작업 수행 상태를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터의 일부 분리 사시도
도 5는 도 4 중 A-A'부분 일부 절단면도
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터의 일부 분리 사시도로서, 일점쇄선 원 A에는 설명의 편의를 위해 공진소자(30)의 설치 작업 수행시 필요한 작업 도구로서 드라이버 장비(50)가 추가로 더 도시되고 있다. 도 2는 도 1의 무선 주파수 필터의 A-A'부분 절단면도로서, 도 2의 무선 주파수 필터가 결합된 상태에서의 절단 형태를 나타내고 있다. 도 3은 도 2에서 무선 주파수 필터에서 공진소자의 설치 작업 수행 상태를 나타낸 도면으로서, 도 2에 도시된 커버(10)를 하우징(20)에 결합하기 전 상태에서 드라이버 장비(50)에 의해 설치 작업이 수행되는 상태가 도시된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터는 종래와 유사하게, 내부가 중공이고, 외부와 차단되는 캐비티를 적어도 하나 이상 갖는 함체를 구비한다. 함체는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 일측(예를 들어, 상측)이 개방된 하우징(20)과, 상기 하우징(20)의 개방면을 차폐하는 커버(10)를 포함하여 형성된다. 도 1 내지 도 3의 예에서는 하우징(20) 내에 예를 들어, 하나의 캐비티 구조가 형성된 기본적인 구조의 예를 보이고 있다. 또한, 이러한 캐비티의 예를 들어, 중심부는 공진소자(30)가 구비된다. 하우징(20)에는 일측면 및 타측면에 해당 무선 주파수 필터의 신호 입출력을 위한 통상적인 구조의 입출력 단자들(미도시)이 추가로 더 형성될 수 있다.
상기 하우징(20) 및 커버(30)는 알루미늄(합금) 등의 재질로 구성될 수 있으며 전기적 특성을 향상시키기 위해 적어도 캐비티를 형성하는 면에 은 또는 동 재질로 도금될 수 있다. 상기 공진소자(30)도 알루미늄(합금) 또는 철(합금) 등의 재질로 구성될 수 있으며 은 또는 동 재질로 도금될 수 있다.
상기한 구조를 살펴보면, 본 발명의 제1실시예에 따른 무선 주파수 필터에서 하우징(20) 및 커버(10)에 형성되는 캐비티 구조와, 캐비티 내부에 공진소자(30)의 구조는 종래와 비교하여 보다 작은 사이즈로 구현될 수 있다는 점 외에는 비교적 유사한 구조일 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예들에 따른 공진소자(30) 및 이의 설치 구조는 종래와 비교하여 개량된 구조를 가진다.
보다 상세히 설명하면, 공진소자(30)는 회로적으로 해당 필터의 C(커패시터)성분을 형성하며, 예를 들어, 원형의 평판 형태를 갖는 평판부(32)와; 회로적으로 L(인덕터)성분을 형성하며, 상단 부위가 상기 평판부(32)의 하부에서 평판부(32)와 결합되게 형성되며, 하단 부위는 함체 즉 하우징(20)과 고정 및 결합되게 설치되어 상기 평판부(32)를 지지하며, 예를 들어 단면이 원형인 막대 형태의 지지대(34)를 포함하여 구성된다.
상기에서, 공진소자(30)의 지지대(34)의 하단 부위는 나사 결합을 위한 수나사 구조물(342)이 형성된다. 이와 대응되게, 하우징(20)에는 상기 지지대(34)의 하단 부위에 형성된 수나사 구조물(342)과 나사 결합하여 상기 지지대(34)를 고정하기 위한 암나사 구조물(24)이 예를 들어, 하우징(20)에서 캐비티의 바닥면에 해당하는 부위에서 돌출되는 형태로 형성된다.
또한, 공진소자(30)의 평판부(32)에는 적어도 2개의 관통 홀(322)이 예를 들어, 평판부(32)의 중앙을 기준으로 서로 대칭되는 지점에 적절히 형성된다. 상기 관통 홀(322)은 해당 공진소자(30)의 설치 작업 수행시 외부 장비, 즉 드라이버 장비(50)와 연결되어 해당 공진소자(30)를 회전시킴으로써, 해당 공진소자(30)의 지지대(34)에 형성된 수나사 구조물(342)을 하우징의 암나사 구조물(24)에 나사 결합하기 위한 구조이다.
즉, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 드라이버 장비(50)는 공진소자(30)의 평판부(32)에 형성된 적어도 2개의 관통 홀(322)과 대응되는 위치에서, 상기 관통 홀(322)에 삽입되어 관통 홀(322)과 연결되기 위한 적절한 사이즈 및 형태를 가지는 적어도 2개의 결합용 핀(522)을 구비한다. 작업자는 이러한 드라이버 장비(50)를 이용하여, 공진소자(30)의 평판부(32)의 관통 홀(322)에 드라이버 장비(50)의 결합용 핀(522)을 삽입한 다음, 드라이버 장비(50)를 예를 들어, 시계방향으로 회전시킴으로써, 해당 공진소자(30)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 해당 공진소자(30)의 지지대(34)의 수나사 구조물(342)이 하우징의 암나사 구조물(24)에 조여짐으로써, 공진소자(30)가 하우징(20)의 바닥면에 설치된다.
상기한 공진소자(30)의 설치 방식을 살펴보면, 일반적인 나사 결합 방식과 다소 유사한 점이 있음을 알 수 있다. 그러나 일반적인 나사 결합 방식을 그대로 채용하는 방안을 고려해 보면, 본 발명의 실시예들의 구조와는 달리, 공진소자(30)의 평판부(32)의 중앙 부위에 일반적인 나사 드라이버와 결합할 수 있도록, 일자 또는 십자 형태의 홈을 형성하는 구조를 가상해 볼 여지가 있을 것이다. 이러한 가상 구조는 상기 일자 또는 십자 형태의 홈을 형성하기 위하여 상기 평판부(32)에 비교적 두꺼운 두께가 요구되어야 한다. 이에 비해, 본 발명의 실시예들에서 상기 관통 홀(322)을 형성하는 구조는 공진소자(30)의 평판부(32)의 두께를 매우 얇게 형성할 수 있다.
또한, 공진소자(30)에서 평판부(32)와 지지대(34)는 각각 해당 필터의 C성분 및 L성분을 형성하는데, 예를 들어, 보다 큰 사이즈의 필터와 비교하여 동일한 L값을 유지하면서, 사이즈를 줄이기 위해서는 지지대(34)의 직경을 가늘게 설계하는 것이 요구된다. 본 발명의 실시예들에서는 공진소자(30)의 평판부(32)의 두께를 매우 얇게 설계할 수 있으며, 이와 병행하여 해당 평판부(32)를 안정적으로 지지하기 위해 요구되는 공진소자(30)의 지지대(34)의 직경을 보다 작게 설계하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 평판부(32)의 두께(도 2의 참조부호 t)는 예를 들어, 대략 0.5mm 이하로 설계할 수 있다. 또한, 공진소자(30)의 평판부(32)는 C값을 크게 하기 위하여 커버(10)와 근접하게 설치될 수 있는데, 예를 들어, 평판부(32)와 커버(10)와의 간격(도 2의 참조부호 d)은 대략 0.5mm로 설계할 수 있다. 도 2 등의 예에서는 평판부(32)의 측면 가장자리에서 캐비티의 측면을 따라 하측으로 얼마간 더 연장된 연장 부위가 추가로 더 형성되는 것이 도시되고 있는데, 이러한 연장 부위는 평판부(32)의 C값을 보다 크게 하는데 도움이 된다.
또한, 상기 공진소자(30)는 본 발명의 실시예들에 따라 전체적으로 철(합금) 등의 재질로 구성된 후 은도금될 수 있는데, 이는 해당 필터의 온도 변이에 따른 특성 변이를 보상하기 위해서이다. 즉, 무선 주파수 필터의 사용 환경에서는 온도가 상승에 따라 전체적으로 캐비티 및 공진소자의 사이즈가 팽창하게 되며, 이는 해당 필터의 중심 주파수를 낮은 대역으로 편이시키게 된다. 본 발명의 실시예들에서는, 공진소자의 재질을 하우징 및 커버의 재질(예를 들어, 알루미늄 합금)과 열팽창률이 작은 재질(예를 들어, 철)로 구성하여 온도 상승시에 커버와 공진소자의 간격이 더 커지게 함으로써(그에 따라, C값을 작게 함으로써), 해당 필터의 중심 주파수가 낮은 대역으로 편이되는 것을 보상한다. 이러한 공진소자(30)는 이외에도 알루미늄 합금보다 열팽창률이 작은 동(Cu), 황동(Bs) 등의 재질로 구성될 수 있다.
한편, 커버(10)의 구조는 통상적인 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터에서 적용되는 방식과 마찬가지 구조를 가질 수 있는데, 예를 들어, 본 출원인에 의해 선출된 국내 공개특허공보 제10-2014-0026235호(명칭: "캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터", 공개일: 2014년 03월 05일, 발명자: 박남신 외 2명)에 개시된 구조와 유사한 구조를 가질 수 있다. 상기 공개특허공보 제10-2014-0026235호는 보다 일반적인 구조인 튜닝 나사 및 고정용 너트의 체결 구조를 채용하지 않고서 주파수 튜닝이 가능한 간단하고 단순화된 필터 구조를 제안하고 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 커버(10)는 상기 공개특허공보 제10-2014-0026235호에서 개시된 바와 같이, 공진소자(30)와 대응되는 위치에 하나 또는 복수개의 함몰 구조(12)가 형성된다. 이러한 함몰 구조(12)에, 외부 타각 장비의 타각 핀(pin)에 의한 타각 또는 누름에 의해 도트핀(dot peen) 구조를 다수개 형성함으로써, 주파수 튜닝을 가능하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예들에서는 한편, 커버(10)에 보다 일반화된 주파수 튜닝 방식을 적용하여, 상기 함몰 구조(12) 등의 구조를 형성하지 않고, 주파수 튜닝 나사 및 고정용 너트를 구비할 수도 있다. 다만, 상기 주파수 튜닝 나사 및 고정용 너트를 구비하는 구조는 보다 복잡한 구조이며 소형화하기 어려울 수 있다. 또한, 커버(10)와 공진소자(30)사이의 간격을 작게 설계할수록 튜닝 작업이 용이치 않으므로, 상기한 튜닝 나사 및 고정용 너트를 구비하는 구조는 채용하기가 용이하지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터의 일부 분리 사시도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터는 내부가 중공이고, 외부와 차단되는 캐비티를 다수개(도 4 및 도 5의 예에서는 5개)를 갖는 함체를 구비한다. 함체는 5개의 캐비티를 형성하며, 일측(예를 들어, 상측)이 개방된 하우징(21)과, 상기 하우징(21)의 개방면을 차폐하는 커버(11)를 포함하여 형성된다.
도 4의 예에서는 하우징(21) 내에 예를 들어 5개의 캐비티 구조가 다단으로 연결된 경우의 예를 보이고 있다. 즉, 5개의 캐비티 구조들이 순차적으로 연결된 구조로 볼 수 있다. 하우징(22)의 각 캐비티는 그 중심부에 공진소자(30-1, 30-2, 30-3, 30-4, 30-4, 30-5)를 각각 구비한다. 또한 하우징(21)에서 각각의 캐비티 구조들이 서로 순차적인 커플링 구조를 가지도록 하기 위해, 서로 순차적으로 연결 구조를 가지는 캐비티 구조간에는 연결 통로 구조인 커플링 윈도우가 형성된다. 이러한 커플링 윈도우는 캐비티 구조의 상호간의 격벽에 해당하는 부위에서 미리 설정된 사이즈로 일정 부부분이 제거된 형태로 형성될 수 있다.
상기 도 4에 도시된 구조에서, 각각의 공진소자(30-1, 30-2, 30-3, 30-4, 30-4, 30-5) 중 적어도 일부는 상기 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2, 제3 및 제4 공진소자(30-2, 30-3, 30-4)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 마찬가지로, 원형의 평판 형태를 갖는 평판부와, 평판부를 지지하며 지지대의 구조로 구성되며, 평판부에는 적어도 2개의 관통 홀이 형성되며, 지지대는 하우징의 바닥면에 나사 결합 방식으로 고정되는 구조를 가질 수 있다.
도 4에서는, 예를 들어, 제2 및 제4 공진소자(30-2, 30-4)는 상기 도 1 내지 도 3에 도시된 구조와 유사하게 평판부의 측면이 하측으로 연장되는 연장 부위가 형성된 것이 도시되고 있으며, 제3 공진소자(30-3)는 평판부에 이러한 연장 부위가 형성되지 않은 형태를 가짐이 도시되고 있다. 또한, 제1 및 제5 공진소자(30-1, 30-5)는 통상적인 구조의 공진소자 구조를 가질 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에서는, 일반적인 구조의 공진소자와 상기 도 1 내지 도 3에 도시된 구조에 따른 공진소자가 혼용될 수 있다. 물론, 본 발명의 다른 실시에서 모든 공진소자들이 상기 도 1 내지 도 3에 도시된 구조와 동일한 구조를 가지게 구현할 수 도 있다.
한편, 커버(11)에는 각 캐비티 구조의 공진소자들과 대응하여 주파수 튜닝을 위한 제1 내지 제5 함몰 구조(12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5)가 형성될 수 있다. 또한, 커버(11)에는 이외에도 하우징(21)에서 각각의 캐비티 구조들의 연결 통로 구조인 커플링 윈도우와 대응되는 부위에 커플링 튜닝 나사 홀(131)이 다수개 형성될 수 있다. 커플링 튜닝 나사 홀(131)에 커플링 튜닝을 위한 커플링 튜닝 나사(미도시)가 적정 깊이로 삽입되어 커플링 튜닝 작업을 수행할 수도 있도록 한다. 이때, 커플링 튜닝 나사를 적정 위치로 고정하는 것은 에폭시 수지 등과 같은 별도의 접착제를 이용하여 고정할 수 있다.
한편, 커버(11)와 하우징(21)의 고정 나사(61)에 의한 나사 결합 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(11)의 적소에 다수의 나사 결합용 관통 홀(111)이 형성되며, 하우징(21)에서 이와 대응되는 부위에는 다수의 나사 결합용 홈(211)이 형성되어 고정 나사(61)가 커버(11)의 관통 홀(111)을 통해 하우징의 홈(211)에 체결됨으로써, 커버(11)와 하우징(21)이 결합될 수 있다. 물론, 이외에도 커버(11)와 하우징(21)을 레이저 용접이나 납땜 등에 의해 결합할 수도 있다.
또한, 도 4에서와 같이, 해당 무선 주파수 필터의 입력 단자(41) 및 출력 단자(42)가 입력단 및 출력단 캐비티 구조와 각각 연결되도록 하우징(21)의 일 측면에 형성될 수 있는 관통 홀을 통해 부착될 수 있다. 도 5에서는 예를 들어, 입력 단자(41)와 제1 공진소자(30-1)가 결합되는 상태를 도시하고 있는데, 입력 단자(41)의 연장 선로와 제1 공진소자(30-1)의 지지대(34-1)와 직접 연결되는 방식으로 결합될 수 있다. 물론, 이외에도 입력 단자의 연장 선로가 지지대(34-1)와 비접촉 커플링 방식으로 연결되게 구성할 수도 있다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터가 구성될 수 있으며, 한편 발명에서는 이외에도 다양한 실시예나 변형예가 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 설명에서는 공진소자의 평판부에 형성되는 관통 홀의 개수가 2개인 것으로 설명하였으나, 이외에도 이러한 관통 홀은 3개 또는 4개가 형성되도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 제2 실시예에서는 예를 들어, 5개의 캐비티를 가지는 필터 구조를 개시하였으나, 이외에도 2-4개 또는 6개 이상의 캐비티를 가지는 필터 구조를 가질 수 있으며, 해당 필터 구조에서 필요에 따라 적어도 하나 이상의 공진소자 구조를 상기 제1 실시예에 따른 구조를 갖도록 구현할 수 있음을 이해할 것이다.
이와 같이, 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서,
    적어도 하나의 캐비티(Cavity)를 갖기 위해 내부가 중공이고 일측으로 개방면을 갖는 하우징과;
    상기 하우징의 개방면을 차폐하는 커버와;
    상기 하우징의 상기 중공에 위치하며, 평판 형태를 갖는 평판부와, 상기 평판부를 상기 하우징에 결합하여 받치는 지지대를 가지는 적어도 하나의 공진소자를 포함하며;
    상기 적어도 하나의 공진소자의 상기 평판부에는 외부의 드라이버 장비와 연결되어 해당 공진소자를 회전시키기 위한 적어도 2개의 관통 홀이 형성되며, 상기 지지대의 하단 부위는 나사 결합을 위한 수나사 구조물이 형성되며;
    상기 하우징에는 상기 지지대의 하단 부위에 형성된 상기 수나사 구조물과 나사 결합하여 상기 지지대를 고정하기 위한 암나사 구조물이 형성됨을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부의 드라이버 장비는 상기 평판부에 형성된 상기 적어도 2개의 관통 홀과 대응되는 위치에서, 상기 적어도 2개의 관통 홀에 삽입되어 상기 적어도 2개의 관통 홀과 연결되는 적어도 2개의 결합용 핀을 구비함을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 평판부의 두께는 0.5mm 이하임을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터가 복수의 캐비티를 가질 경우에, 상기 복수의 캐비티별로 각각 하나씩 공진소자들이 설치됨을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공진소자는 상기 하우징을 구성하는 재질의 열팽창계수보다 낮은 열팽창계수를 갖는 재질로 구성됨을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 공진소자와 대응되는 부위에, 주파수 튜닝을 위해 외부의 타각 장비에 의해 다수의 도트핀(dot peen) 구조가 형성되는 함몰 구조가 형성됨을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
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