WO2018066790A1 - 무선 주파수 필터 - Google Patents

무선 주파수 필터 Download PDF

Info

Publication number
WO2018066790A1
WO2018066790A1 PCT/KR2017/007303 KR2017007303W WO2018066790A1 WO 2018066790 A1 WO2018066790 A1 WO 2018066790A1 KR 2017007303 W KR2017007303 W KR 2017007303W WO 2018066790 A1 WO2018066790 A1 WO 2018066790A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
circuit board
printed circuit
hollow
circuit pattern
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/007303
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박종철
안세훈
이민호
장호정
Original Assignee
주식회사 웨이브텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 웨이브텍 filed Critical 주식회사 웨이브텍
Publication of WO2018066790A1 publication Critical patent/WO2018066790A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies

Definitions

  • the present invention relates to a radio frequency filter. More particularly, the present invention relates to controlling a frequency characteristic of a resonant element by configuring a housing of a radio frequency filter having a cavity structure with a printed circuit board having a circuit pattern made of a conductive metal.
  • the present invention relates to a radio frequency filter capable of replacing a structure such as a cable, a copper plate, a bar, a copper wire, and the like to achieve miniaturization and light weight of the filter.
  • a radio frequency filter is a device that passes only signals of a specific frequency band among input frequency signals.
  • a cavity filter is generally used to filter high frequency signals.
  • the cavity filter has a structure in which a resonance element is disposed in a plurality of cavities partitioned by a housing.
  • a typical cavity filter includes a cuboid shaped housing.
  • the housing may be formed, for example, by combining a housing body 1 having one side formed in an open form and a side cover 4 covering the opened side.
  • the housing body 1 and the side cover 4 are formed of metal, in particular aluminum, and can be plated with silver if necessary.
  • the side cover 4 may be formed in a plate shape to be integrally coupled to the housing main body 1 by soldering or to the housing main body 1 by screwing.
  • a plurality of hollows (cavities) are formed in the housing so as to be distinguished by the diaphragms 6, and the resonating elements 2 are disposed in the hollows.
  • a tuning screw 7 for adjusting the resonant frequency of each resonating element is provided in the upper plate portion of the housing, and the tuning screw 7 is fixed to the upper plate portion of the housing by a fixing nut 8.
  • the side and the upper surface are named based on the direction in which the resonating element disposed in the hollow of the housing is set up.
  • resonant elements 2 which are not adjacent to each other may be connected to each other by a cable 3.
  • the cable 3 must be insulated from the diaphragm 6 with a dielectric so that the cable 3 is not electrically connected with the diaphragm 6.
  • a pair of input / output connectors 9 are provided, respectively.
  • the input / output connector 9 is fixedly installed on the side plate, which side plate is fastened by the fastening bolt 9 'to form the housing body 1.
  • the input / output connector 9 is connected to the corresponding resonator element 2 and the copper wire (5).
  • This conventional frequency filter has to be miniaturized and lightweight since it must include a structure such as a cable 3 to form a notch and a copper wire 5 to connect the input / output connector 9 to the resonator element 2. There was a limit.
  • Patent Registration No. 10-0810971 (2008. 02. 29. registration) discloses the RF equipment manufacturing method and the RF equipment manufactured by the method.
  • the disclosed method is to mold a metal sheet in which the internal structure of the RF equipment is formed, join the plastic housing to the molded metal sheet, and then silver plate the metal sheet.
  • the RF equipment may be a capacitive radio frequency filter.
  • Patent Publication No. 10-2015-0118768 discloses a radio frequency filter having a cavity structure.
  • the disclosed frequency filter includes a cover made of a printed circuit board (PCB). Copper foil layers are formed on the upper and lower surfaces of the printed circuit board.
  • Patent registration No. 10-1083994 (registered November 11, 2011) discloses a circuit board connection device and an RF cavity filter having the same.
  • the circuit board connection device is located inside the cavity of the cavity filter and serves to connect the internal resonator and the external circuit board.
  • the signal of the resonator can be transmitted to the low noise amplifier or the like through the circuit board.
  • Patent Registration No. 10-0827842 (2008. 04. 29. registration) discloses a notch coupling RF filter.
  • notch formation is achieved by installing a coupling bar at the position of the coupling window between neighboring resonators.
  • Patent Registration No. 10-0911859 (registered Aug. 05, 2009) discloses a notch coupling RF filter for forming a plurality of notches.
  • the notch here is formed by a cross coupling method, which is implemented by a coupling bar.
  • the coupling bar penetrates the inner wall defining the cavity and generates a coupling phenomenon between the associated resonators.
  • the structure of the housing proposed in Patent Registration No. 10-0810971 has a metal layer formed on a dielectric substrate, which has a similar side to that of a printed circuit board, but does not have a circuit pattern formed, and also adopts a plastic material in the manufacturing of the housing. It was not adopted to control the frequency characteristics of the resonant element in.
  • the housing proposed in Korean Patent Application Publication No. 10-2015-0118768 applies a printed circuit board having copper foil layers formed on the upper and lower surfaces of the cover, but it is similarly employed to adjust the frequency characteristics of the resonant element in the cavity filter. It wasn't.
  • an object of the present invention is to form a housing of a radio frequency filter having a cavity structure with a printed circuit board having a circuit pattern made of a conductive metal.
  • Bar dumbbell shape, copper wire can replace the structure to provide a radio frequency filter that can achieve the miniaturization and weight of the filter.
  • a radio frequency filter according to the present invention for achieving the above object is a radio frequency filter having a cavity structure including a housing having a hollow therein and closing the hollow and at least one resonator element disposed in the hollow of the housing.
  • one or more plates forming the housing may include a printed circuit board having a conductive metal layer formed on a surface (hereinafter, referred to as an 'inner surface' ) disposed on the hollow side of the housing.
  • the printed circuit board includes a circuit pattern formed of a conductive metal on an inner surface thereof.
  • the circuit pattern formed on the printed circuit board is to control the frequency characteristics of the resonator element disposed in the hollow of the housing, and to control the frequency characteristics according to the shape and size of the pattern.
  • the printed circuit board is a side plate of the housing.
  • the circuit pattern formed on the printed circuit board may include an input / output terminal to which an input / output connector is directly connected.
  • the circuit pattern formed on the printed circuit board may include an input / output coupling circuit pattern for coupling a signal between the input / output terminal and the resonant element.
  • the circuit pattern formed on the printed circuit board may include a notch circuit pattern for forming a coupling between the resonance elements which are not adjacent to each other.
  • one or more via holes coated with a conductive metal may be formed on the inner surface of the notch circuit pattern.
  • the circuit pattern formed on the printed circuit board may include a low pass filter (LPF) circuit pattern.
  • LPF low pass filter
  • the circuit pattern formed on the printed circuit board may include a combiner circuit pattern.
  • One or more via holes coated with a conductive metal may be formed on an inner surface of the circuit pattern formed on the printed circuit board to ground the circuit pattern.
  • a conductive metal layer is formed on an outer surface of the printed circuit board, and a plurality of via holes coated with a conductive metal is formed on an inner surface of the circuit pattern formed on the inner surface of the printed circuit board to form a dielectric between the conductive metal layers of the printed circuit board.
  • Substrate Integrated Waveguide (SIW) circuit in which a separate waveguide is formed may be implemented through.
  • a separate electronic component may be mounted in a surface mounted technology (SMT) method.
  • SMT surface mounted technology
  • the printed circuit board has a structure in which the circuit pattern is formed cross-sectionally on the inner surface of the printed circuit board, or the circuit pattern is formed on the inner surface of the printed circuit board, and an additional circuit is inserted in the printed circuit board. It may have a multilayer structure.
  • the radio frequency filter of the present invention can adjust the frequency characteristics of the resonant element without using a structure such as a cable, a copper plate, a bar, a dumbbell shape, a copper wire, etc., which are commonly applied to control the frequency characteristics of the resonant element. It is possible to achieve miniaturization and weight reduction. In addition, the radio frequency filter of the present invention can achieve the miniaturization and weight reduction of the device including the filter by implementing the additional circuit, which had to be implemented separately from the structure of the filter, in the printed circuit board constituting the housing. In addition, the radio frequency filter of the present invention can be easily manufactured even at the time of manufacturing a relatively large filter, and can be manufactured at low cost, and an additional circuit is printed on the side cover surface so that frequency tuning is easier.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic structure of a radio frequency filter having a cavity structure according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view showing a schematic structure of a radio frequency filter having a cavity structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a schematic structure of a radio frequency filter having a cavity structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the radio frequency filter of FIG. 3 from another angle.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit pattern of a printed circuit board applied to a side cover in the radio frequency filter of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which an input / output connector is connected to another circuit pattern of a printed circuit board applied to a side cover in a radio frequency filter having a cavity structure according to the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another circuit pattern of a printed circuit board applied to the side cover in a radio frequency filter having a cavity structure according to the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another circuit pattern of a printed circuit board applied to a side cover in a radio frequency filter having a cavity structure according to the present invention.
  • FIG. 9 to 16 illustrate various modifications to a circuit pattern of a printed circuit board applied to a side cover in a radio frequency filter having a cavity structure according to the present invention.
  • the radio frequency filter 10 of the present invention is a frequency filter having a cavity structure including a housing 100 and a resonant element 200.
  • the housing 100 is typically formed in a rectangular parallelepiped shape, for example, a housing body 110 having one side formed in an open shape and a side cover covering the open side ( 120 may be formed in combination with each other.
  • the housing main body 110 has a plurality of hollows (cavities) 150 defined therein by the diaphragm 140, and is formed of metal, in particular aluminum, and may be plated with silver as necessary.
  • a plurality of resonant elements 200 are disposed in the plurality of hollows 150 provided in the housing body 110.
  • the side cover 120 is formed of a printed circuit board (PCB) 500 having a conductive metal layer formed on a surface (hereinafter, referred to as an 'inner surface' ) disposed on the hollow 150 side of the housing 100.
  • the printed circuit board 500 includes a circuit pattern formed on the inner surface of the conductive metal.
  • the circuit pattern is for controlling the frequency characteristics of the resonator element 200 disposed in the hollow 150 of the housing 100, and may control the frequency characteristics according to the shape and size of the circuit pattern.
  • the housing 100 may be formed of a structure in which the housing body 110 and the side cover 120 covering the open side are integrally formed in an open form with one side coupled to each other, for example, it may be formed by assembling the top plate, the bottom plate (bottom plate), and the four side plates.
  • at least one of the top plate, the bottom plate (bottom plate), and the four side plates may be formed of a printed circuit board having a circuit pattern.
  • the side plate is preferably formed of a printed circuit board.
  • a plurality of resonator elements 200 are disposed in the plurality of hollows 150 formed in the housing 100, and the tuning screw 300 is provided in the upper plate 130 to adjust the resonant frequency of the resonator element 200. It is installed, such a tuning screw 300 is fixed to the upper plate 130 by a fixing nut 400.
  • the expression of the side, the top plate, etc. are named based on the direction in which the resonating element 200 disposed in the hollow 150 of the housing 100 is set up.
  • FIG. 2 illustrates circuit patterns formed on the inner and outer surfaces of a printed circuit board at a time, and the marking of the via holes is omitted.
  • 3 illustrates a housing body and a resonant element disposed in a hollow thereof, and also illustrates a circuit pattern formed on an outer surface of a printed circuit board.
  • FIG. 4 is a view illustrating the radio frequency filter of FIG. 3 from different angles, and illustrates a circuit pattern formed on an inner surface of a printed circuit board.
  • the inner surface of the printed circuit board 500 refers to the surface disposed on the hollow 150 side of the housing 100, as mentioned above, the outer surface of the printed circuit board 500 is located on the opposite side of the inner surface It means that the surface, that is, the surface disposed on the outer side of the housing 100.
  • the diaphragm 140 typically forms a window thereon to allow electromagnetic waves to communicate between neighboring hollows 150.
  • the diaphragm 140 also works well when the printed circuit board 500 is employed in the side plate or the side cover 120 in the present invention, as well as forming a window thereon, as well as the notch circuit pattern described below. It is also desirable to form a window on its side in order to achieve this.
  • a frequency filter having a structure in which six resonating elements are arranged in a line is illustrated, but it is obvious that the filter may be configured in various structures.
  • FIG. 5 illustrates a circuit pattern of a printed circuit board applied to a radio frequency filter according to an embodiment of the present invention. This circuit pattern is the same as that shown in FIG. In FIG. 5, reference numerals are used to describe circuit patterns of the printed circuit board 500.
  • the printed circuit board 500 has a structure in which a conductive metal layer 520 is formed on the dielectric layer 510.
  • the conductive metal layer 520 is partially formed on the dielectric layer 510 instead of being printed or stacked on the entire surface of the dielectric layer 510 of the printed circuit board 500.
  • each conductive metal layer 520 is formed separately from each other by the dielectric layer 510.
  • the conductive metal layer 520 becomes a circuit pattern for adjusting the frequency characteristics of the resonance element 200 disposed in the hollow 150 of the housing 100.
  • Such a circuit pattern may be formed by printing a conductive metal on a substrate made of a dielectric, or may be formed by coating the conductive metal on the entire surface of the substrate made of a dielectric and then etching the conductive metal layer in a region other than the circuit pattern.
  • This circuit pattern includes an input / output terminal 530.
  • the input / output terminal 530 is directly connected to the input / output connector.
  • 6 illustrates a structure in which an input / output connector is directly connected to an input / output terminal. Therefore, the input / output terminal 530 used in the present invention corresponds to an input / output terminal of a SMD (Surface Mounted Device) type.
  • the plurality of small holes are via holes described below, and the plurality of large holes are for screwing and fixing the side cover 120 made of a printed circuit board to the housing main body 110. Is unnecessary when coupling to the housing main body 110 by soldering.
  • the side cover 120 may have an extra area in which its inner surface is exposed to the outside even after covering the housing body 110. If the input / output terminal 530 is installed in such an area, even after the side cover 120 is combined with the housing body 110 to complete the housing 100, the input / output connector or other electronic component may be surface mounted on the input / output terminal 530. It becomes possible.
  • SMT Surface Mounting Technology
  • the circuit pattern of the printed circuit board 500 may further include an input / output coupling circuit pattern 540 for coupling a signal between the input / output terminal 530 and the resonant element 200.
  • the input / output coupling circuit pattern 540 may have a structure connected to the input / output terminal 530 by a conductive metal, or may have a structure segmented by the dielectric layer 510.
  • the inductance and capacitance formed between the resonator elements 200 will vary. As illustrated in FIG. 2, the input / output coupling circuit pattern 540 is formed at a corresponding position so as to couple with the corresponding resonance element 200.
  • the input / output coupling circuit pattern 540 may adjust the inductance and capacitance formed between the input / output terminal 530 and the resonant element 200 as described above when the distance, shape, and area of the corresponding resonant element 200 are adjusted. This allows you to control the frequency characteristics of the filter.
  • the radio frequency filter of the present invention can contribute to the miniaturization and light weight of the filter because it is not necessary to use the copper wire which has conventionally been required to connect the input / output connector to the resonant element.
  • the circuit pattern of the printed circuit board 500 may also include a notch circuit pattern 550 that forms a coupling between the resonant elements 200 that are not adjacent to each other.
  • the notch circuit pattern 550 illustrated in the drawing is formed to electrically connect the resonator element 200 disposed in the cavity of the first stage and the resonator element 200 disposed in the cavity of the third stage. In other words, it serves to couple signals between the resonator elements 200 of the corresponding cavity.
  • the poles of the notches vary according to the line width and length of the notch circuit pattern 550. As the line width and length become longer, poles are formed nearer to the pass band, and shorter poles become farther from the pass band. Is formed. Therefore, if the notch circuit pattern 550 is properly designed, desired frequency characteristics can be obtained.
  • via holes may be provided in the distal end portion of the notch circuit pattern 550, as illustrated in FIGS. 10, 11, 12, and 15.
  • the via hole has a structure in which a conductive metal is coated on its inner surface and is grounded on the outer surface of the printed circuit board 500.
  • the ground surface of the printed circuit board 500 is provided with a plurality of ground connection pads 595 at its edges in the outer surface of the printed circuit board 500.
  • a ground line or a grounding means may be directly connected to the ground connection pad 595.
  • the via hole provided in the notch circuit pattern 550 not only serves to ground the notch circuit pattern 550 but also changes the position of the pole generated by the notch circuit. Depending on where such via holes are installed, the position of the poles produced by the notch circuit can be changed below or above the pass band.
  • a plurality of via holes 580 are formed in the conductive metal layer 520 of the printed circuit board 500 separately from the via holes of the notch circuit pattern 550 mentioned above.
  • the via hole 580 has a structure in which a conductive metal is coated on an inner surface thereof and is grounded on the outer surface of the printed circuit board 500 as mentioned above.
  • a circuit pattern formed on the inner surface of the printed circuit board 500 may display a region 590 in which a separate electronic component is mounted in a surface mounted technology (SMT) method, and in such a region, a separate region 590 may be displayed.
  • Electronic components may be mounted.
  • FIG. 5 shows an example in which an electronic component is mounted in a surface mount technique over an input / output terminal 530 and an input / output coupling circuit pattern 540 segmented by the dielectric layer 510.
  • the electronic component may be mounted to be directly connected to the input / output terminal 530 and the input / output coupling circuit pattern 540.
  • 2 illustrates an example in which an electronic component is mounted on the input / output terminal 530 in a surface mount technique.
  • the electronic component is mounted to be directly connected to the input / output terminal 530.
  • 9 illustrates an example in which an electronic component is mounted on a conductive metal layer 520 existing between an input / output terminal 530 and an input / output coupling circuit pattern 540 segmented by a dielectric layer 510 in a surface mount technique. It is shown.
  • FIG. 7 illustrates an example in which a low pass filter (LPF) circuit pattern 560 is formed on an inner surface of the printed circuit board 500.
  • LPF low pass filter
  • the LPF circuit pattern 560 is implemented by using a combination of inductance and capacitance, and may be appropriately designed to remove harmonics generated in the cavity filter by being directly printed on an input terminal or an output terminal.
  • LPF is illustrated in the form of a printed circuit pattern, the LPF may be implemented using an inductor or a capacitor chip. Therefore, the radio frequency filter 10 of the present invention can implement the LPF in the cavity filter itself, it is possible to achieve the miniaturization and light weight of the system without the need for a separate device for the LPF.
  • FIG. 8 illustrates an example in which a coupler circuit pattern 570 is formed on an inner surface of a printed circuit board 500.
  • the coupler has a function of detecting the strength of a transmission / reception signal in a wireless communication system.
  • a system including a conventional cavity filter includes a separate coupler provided separately from the cavity filter to detect the strength of the transmission / reception signal of the cavity filter.
  • the radio frequency filter 10 of the present invention includes a coupler circuit for detecting the strength of the transmission / reception signal of the cavity filter in the printed circuit board 550 having the side cover 120 constituting the housing 100 of the filter. It can be directly implemented as a line at the input or output. Therefore, it is possible to achieve miniaturization and light weight of the system by eliminating a separate device for the coupler.
  • circuit patterns may be printed on the printed circuit board 500.
  • 9 to 16 illustrate various modifications to the circuit pattern of the printed circuit board applied to the side cover in the radio frequency filter having the cavity structure according to the present invention. That is, as specifically mentioned below, the printed circuit board 500 to be applied to the radio frequency filter 10 of the present invention can implement a wide variety of circuit patterns to adjust the frequency characteristics of the resonant element.
  • the circuit pattern illustrated in FIG. 9 is substantially the same as that shown in FIGS. 4 and 5. However, the mounting positions of the electronic components are only slightly different.
  • the circuit pattern shown in FIG. 10 differs in that via holes are further formed at both ends of the notch circuit patterns. The difference is indicated by a bold circle line. The same applies to the following.
  • the circuit pattern shown in FIG. 11 differs from that in FIG. 9 in that a via hole is further formed at one end of one notch circuit pattern, and a circuit pattern printed larger under the other notch circuit pattern is further added. It is different in that it has.
  • Such a large circuit pattern produces a pole that is different from the pole made by the notch circuit formed on it. Thus, such a large circuit pattern can be seen as another notch circuit pattern.
  • the circuit pattern shown in FIG. 12 differs from that in that the notch circuit pattern formed on one side is deleted, and that the via hole is added to one end of the other notch circuit pattern in comparison with FIG. 9.
  • the circuit pattern shown in FIG. 13 is different from that in FIG. 9 in that only one notch circuit pattern is configured, and thus, a pattern formed by a plurality of via holes is different.
  • the circuit pattern around the input / output coupling circuit pattern is also slightly different.
  • the circuit pattern shown in FIG. 14 is different from that in FIG. 9 in that the bent circuit pattern formed around the one input / output coupling circuit pattern is changed into a straight structure in which the circuit pattern is formed long. Due to such a structural change, the input / output coupling circuit pattern also changed slightly. This straight circuit pattern produces a pole that is different from the pole made by the notch circuit. Thus, such a straight circuit pattern can be seen as another notch circuit pattern. In addition, although not shown by a thick circle line, the circuit pattern around the other input / output coupling circuit pattern is also slightly different.
  • the circuit pattern shown in FIG. 15 differs from that in which the via holes are formed in the notch circuit pattern in comparison with FIG. 13, and that the periphery of one input / output coupling circuit pattern is changed to the pattern shown in FIG.
  • the circuit pattern shown in FIG. 16 is different in that the circuit pattern of the straight structure shown in FIG. 14 is implemented around the other input / output coupling circuit pattern compared with FIG.
  • the radio frequency filter 10 of the present invention may implement a substrate integrated waveguide (SIW) circuit in its printed circuit board 500.
  • a conductive metal layer is formed on the outer surface of the printed circuit board 500.
  • a plurality of via holes 580 penetrating to the outer surface of the printed circuit board 500 are formed in a specific arrangement. As described above, the via hole 580 is coated with a conductive metal on an inner surface thereof. According to this structure, a substrate integrated waveguide circuit in which a separate waveguide is formed through a dielectric between conductive metal layers of the printed circuit board 500 is implemented.
  • the printed circuit board 500 has a structure in which a circuit pattern is formed in a cross-section on an inner surface of the printed circuit board 500.
  • the printed circuit board 500 includes a printed circuit board in addition to the circuit pattern. It may be formed in a multi-layered structure in which an additional circuit is inserted inside the 500.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터가 개시된다. 본 발명의 무선 주파수 필터에 있어서, 상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면' 이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함한다. 본 발명의 무선 주파수 필터는 공진소자의 주파수 특성을 제어하기 위하여 통상적으로 적용되는 케이블, 동판, 바(Bar), 동선 등의 구조물을 사용하지 않고도 공진소자의 주파수 특성을 조절할 수 있어 필터의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있다. 또한 본 발명의 무선 주파수 필터는 종래에는 필터의 구조와는 별도로 구현하여야 했던 부가회로를 하우징을 구성하는 인쇄회로기판에 구현함으로써 필터를 포함하는 장치의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있다.

Description

무선 주파수 필터
본 발명은 무선 주파수 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전도성 금속으로 된 회로 패턴을 가지는 인쇄회로기판으로 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터의 하우징을 구성함으로써 공진소자의 주파수 특성을 제어하기 위하여 적용되는 케이블, 동판, 바(Bar), 동선 등의 구조물을 대체할 수 있어 필터의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있게 하는 무선 주파수 필터에 관한 것이다.
무선 주파수 필터는 입력되는 주파수 신호 중 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 장치이다. 이동통신 시스템의 기지국에는 고주파 신호에 대한 필터링을 위하여 캐비티 필터가 일반적으로 사용된다. 캐비티 필터는 하우징에 의하여 구획된 복수개의 캐비티 내에 공진소자가 배치되는 구조를 가진다.
구체적으로 도 1을 참조하면, 통상적인 캐비티 필터는 직육면체 형상의 하우징을 포함한다. 하우징은 예를 들어, 한 측면이 개방된 형태로 형성되는 하우징 본체(1)와 개방된 측면을 덮는 측면 커버(4)가 서로 결합하여 형성될 수 있다. 하우징 본체(1)와 측면 커버(4)는 금속, 특히 알루미늄으로 형성되며, 필요에 따라 은으로 도금될 수 있다. 측면 커버(4)는 판상으로 형성되어 남땜에 의하여 하우징 본체(1)에 일체로 결합되거나 나사결합에 의하여 하우징 본체(1)에 결합될 수 있다. 하우징의 내부에는 복수개의 중공(캐비티)이 격판(6)에 의하여 구분되게 형성되며, 각 중공에는 공진소자(2)가 배치된다. 하우징의 상판부에는 각 공진소자의 공진 주파수를 조절하기 위한 튜닝나사(7)가 설치되어 있으며, 그러한 튜닝나사(7)는 고정너트(8)에 의하여 하우징의 상판부에 고정되어 있다. 여기에서, 측면 및 상면은 하우징의 중공에 배치된 공진소자가 세워진 방향을 기초로 명명한 것이다.
주파수 필터에 노치를 형성하기 위하여 서로 이웃하지 않은 공진소자들(2)을 케이블(3)로 서로 연결할 수 있다. 이때, 케이블(3)이 격판(6)과 전도성 연결되지 않도록 유전체로 케이블(3)을 격판(6)으로부터 절연시켜야 한다. 하우징의 측면들에는 한 쌍의 입출력 커넥터(9)가 각각 설치된다. 입출력 커넥터(9)는 해당 측면판에 고정적으로 설치되고, 그러한 측면판은 체결볼트(9')에 의하여 체결되어 하우징 본체(1)를 이룬다. 이러한 입출력 커넥터(9)는 해당하는 공진소자(2)와 동선(5)에 의하여 연결된다.
이러한 통상의 주파수 필터는 노치 형성을 위하여 케이블(3)과 같은 구조물을 포함하여야 하고 또한 입출력 커넥터(9)를 공진소자(2)에 연결하기 위하여 동선(5)을 포함하여야 하기 때문에 소형화 및 경량화하는데 한계가 있었다.
한편, 특허등록 제10-0810971호(2008. 02. 29. 등록)는 알에프 장비 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 알에프장비를 개시한다. 개시된 방법은 RF 장비의 내부 구조가 형성된 금속 시트를 성형하고, 성형된 금속 시트에 플라스틱 재질의 하우징을 결합한 다음에 금속 시트 상에 은도금을 하는 것이다. 여기에서, RF 장비는 캐피티형 무선 주파수 필터일 수 있다.
특허공개 제10-2015-0118768호(2015. 10. 23. 공개)는 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터를 개시한다. 개시된 주파수 필터는 인쇄회로기판(PCB)로 된 커버를 포함한다. 인쇄회로기판의 상하면에 동박층이 형성되어 있다.
특허등록 제10-1083994호(2011. 11. 10. 등록)는 회로기판 연결장치 및 이를 구비하는 RF 캐비티 필터를 개시한다. 여기에서 회로기판 연결장치는 캐비티 필터의 캐비티 내부에 위치하면서 내부의 공진기와 외부의 회로기판을 연결하는 역할을 하는 것이다. 그리하여 공진기의 신호는 회로기판을 통해서 저잡음 증폭기 등에 전달될 수 있다.
한편, 특허등록 제10-0827842호(2008. 04. 29. 등록)는 노치 커플링 RF 필터를 개시한다. 여기에서, 노치 형성은 서로 이웃하는 공진기 사이의 커플링 윈도우 위치에 커플링 바를 설치하는 것에 의하여 이루어진다. 특허등록 제10-0911859호(2009. 08. 05. 등록)는 다수의 노치 형성을 위한 노치 커플링 RF 필터를 개시한다. 여기에서 노치는 크로스 커플링 방법에 의하여 형성되는데, 크로스 커플링은 커플링 바에 의하여 구현된다. 커플링 바는 캐비티를 정의하는 내벽에 관통되어 설치되고 연관된 공진기 간의 커플링 현상을 발생시킨다.
특허등록 제10-0810971호에 제안된 하우징의 구조는 유전체 기판에 금속층이 형성된 것으로서 인쇄회로기판과 유사한 측면이 있으나 회로패턴이 형성되어 있지는 않으며 또한 하우징의 제조 측면에서 플라스틱 재료를 도입하였을 뿐이고 캐비티 필터에서 공진소자의 주파수 특성을 조절하기 위하여 채용된 것은 아니었다.
또한 특허공개 제10-2015-0118768호에 제안된 하우징은 커버에 상하면에 동박층이 형성된 인쇄회로기판을 적용하는 것이지만, 마찬가지로 그것 자체가 캐비티 필터에서 공진소자의 주파수 특성을 조절하기 위하여 채용된 것은 아니었다.
한편, 최근 이동통신 시스템은 하드웨어적으로 경량화 및 소형화를 요구하는 추세이다. 이러한 추세에 따르기 위해서는 이동통신 시스템에서 많은 부피와 무게를 차지하는 무선통신 필터의 소형화 및 경량화를 위하여 주파수 특성을 제어하는 회로적인 기술에 대한 개선이 반드시 이루어져야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전도성 금속으로 된 회로 패턴을 가지는 인쇄회로기판으로 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터의 하우징을 구성함으로써 공진소자의 주파수 특성을 제어하기 위하여 종래에 적용되던 케이블, 동판, 바(Bar), 아령 형태, 동선 등의 구조물을 대체할 수 있어 필터의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있게 하는 무선 주파수 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 내지 이점은 하기에서 구체적으로 제시하는 발명의 상세한 설명에 의하여 충분히 이해될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 주파수 필터는 내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터이다. 본 발명의 무선 주파수 필터에 있어서, 상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함한다.
상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 상기 하우징의 상기 중공에 배치되는 공진소자의 주파수 특성을 제어하기 위한 것으로서, 상기 패턴의 형상 및 크기에 따라 주파수 특성을 제어하는 것이다.
상기 인쇄회로기판은 상기 하우징의 측면판인 것이 바람직하다.
상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 입출력 커넥터가 직접적으로 연결되는 입출력 단자를 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 상기 입출력 단자와 상기 공진소자 간에 신호를 커플링시키는 입출력 커플링 회로 패턴을 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 서로 이웃하지 않은 상기 공진소자들 간에 커플링을 형성하는 노치회로 패턴을 포함할 수 있다.
상기 노치회로를 접지시키면서 상기 노치회로에 의하여 생성되는 극의 위치를 변경하기 위하여, 상기 노치회로 패턴에는 내면에 전도성 금속이 코팅된 비아홀이 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 저역통과필터(Low Pass Filter; LPF) 회로 패턴을 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 결합기(Coupler) 회로 패턴을 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴에는 상기 회로 패턴을 접지시키기 위하여, 내면에 전도성 금속이 코팅된 비아홀이 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판의 외면에도 전도성 금속층이 형성되고, 상기 인쇄회로기판의 상기 내면에 형성되는 상기 회로 패턴에는 내면에 전도성 금속이 코팅된 복수개의 비아홀이 형성됨으로써 상기 인쇄회로기판의 전도성 금속층 사이의 유전체를 통하여 별도의 웨이브가이드가 형성되는 기판 집적형 도파관(Substrate Integrated Waveguide; SIW) 회로가 구현될 수 있다.
상기 인쇄회로기판의 내면에 형성된 상기 회로 패턴의 한 영역에는 별도의 전자부품이 표면실장기술(Surface Mounted Technology; SMT) 방식으로 실장될 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 상기 회로 패턴이 상기 인쇄회로기판의 내면에 단면적으로 형성된 구조를 가지거나 또는 상기 회로 패턴이 상기 인쇄회로기판의 내면에 형성되고 또한 상기 인쇄회로기판의 내부에는 부가회로가 삽입되어 있는 다층 구조를 가지는 것일 수 있다.
본 발명의 무선 주파수 필터는 공진소자의 주파수 특성을 제어하기 위하여 통상적으로 적용되던 케이블, 동판, 바(Bar), 아령 형태, 동선 등의 구조물을 사용하지 않고도 공진소자의 주파수 특성을 조절할 수 있어 필터의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있다. 또한 본 발명의 무선 주파수 필터는 종래에는 필터의 구조와는 별도로 구현하여야 했던 부가회로를 하우징을 구성하는 인쇄회로기판에 구현함으로써 필터를 포함하는 장치의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있다. 또한 본 발명의 무선 주파수 필터는 비교적 사이즈가 큰 필터의 제작시에도 간단하게 제조할 수 있고, 또한 저비용으로 제작할 수 있으며, 부가회로가 측면 커버면에 인쇄되어 있어 주파수 튜닝 작업이 더욱 용이하다.
도 1은 종래기술에 따른 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터의 개략적 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터의 개략적 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터의 개략적 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 무선 주파수 필터를 다른 각도에서 표현한 도면이다.
도 5는 도 4의 무선 주파수 필터에서 측면 커버에 적용되는 인쇄회로기판의 회로 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에서 측면 커버에 적용되는 인쇄회로기판의 다른 회로 패턴에 입출력 커넥터가 연결된 상태를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에서 측면 커버에 적용되는 인쇄회로기판의 다른 회로 패턴을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에서 측면 커버에 적용되는 인쇄회로기판의 다른 회로 패턴을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 16은 본 발명에 따른 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에서 측면 커버에 적용되는 인쇄회로기판의 회로 패턴에 대한 다양한 변형을 예시한 도면들이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 무선 주파수 필터(10)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 하우징(100)과 공진소자(200)를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 주파수 필터이다.
본 발명의 무선 주파수 필터(10)에서, 하우징(100)은 통상적으로 직육면체 형상으로 형성되는데, 예를 들어 한 측면이 개방된 형태로 형성되는 하우징 본체(110)와 개방된 측면을 덮는 측면 커버(120)가 서로 결합하여 형성될 수 있다. 이때, 하우징 본체(110)는 격판부(140)에 의하여 복수개로 구획된 중공(캐비티)(150)을 내부에 가지고, 금속, 특히 알루미늄으로 형성되며, 필요에 따라 은으로 도금될 수 있다. 하우징 본체(110)에 마련된 복수개의 중공(150)에는 복수개의 공진소자(200)가 배치된다.
측면 커버(120)는 하우징(100)의 중공(150) 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)(500)으로 형성된다. 인쇄회로기판(500)은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함한다. 이러한 회로 패턴은 하우징(100)의 중공(150)에 배치되는 공진소자(200)의 주파수 특성을 제어하기 위한 것으로서, 회로 패턴의 형상 및 크기에 따라 주파수 특성을 제어할 수 있다.
한편, 하우징(100)은 한 측면이 개방된 형태로 일체적으로 형성되는 하우징 본체(110)와 개방된 측면을 덮는 측면 커버(120)가 서로 결합하여 형성되는 구조로 형성될 수 있지만, 예를 들어, 상면판, 하면판(바닥판), 및 4개의 측면판의 조립에 의하여 형성되는 것일 수도 있다. 이 경우 상면판, 하면판(바닥판), 및 4개의 측면판 중 최소한 하나의 판이 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판으로 형성될 수 있다. 특히 측면판이 인쇄회로기판으로 형성되는 것이 바람직하다.
하우징(100)의 내부에 형성된 복수개의 중공(150)에는 복수개의 공진소자(200)가 배치되는데, 이러한 공진소자(200)의 공진 주파수를 조절하기 위하여 상판부(130)에는 튜닝나사(300)가 설치되고, 그러한 튜닝나사(300)는 고정너트(400)에 의하여 상판부(130)에 고정된다. 여기에서, 측면, 상판 등의 표현은 하우징(100)의 중공(150)에 배치된 공진소자(200)가 세워진 방향을 기초로 명명한 것이다.
도 2는 인쇄회로기판의 내면 및 외면에 형성된 회로패턴을 한꺼번에 도시하였고, 비아홀의 표시는 생략하였다. 도 3은 하우징 본체 및 그것의 중공에 배치되는 공진소자를 도시하였고 또한 인쇄회로기판의 외면에 형성된 회로패턴을 도시하였다. 도 4는 도 3의 무선 주파수 필터를 다른 각도에서 표현한 도면으로서, 인쇄회로기판의 내면에 형성된 회로패턴을 도시하였다. 여기에서, 인쇄회로기판(500)의 내면은 상기에서 언급한 바와 같이, 하우징(100)의 중공(150) 쪽에 배치되는 면을 의미하고, 인쇄회로기판(500)의 외면은 내면의 반대편쪽에 위치하는 면, 즉 하우징(100)의 외부 쪽에 배치되는 면을 의미한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 격판부(140)는 이웃하는 중공들(150) 간에 전자파가 소통할 수 있도록 통상적으로 상부에 윈도우를 형성한다. 격판부(140)는 또한 본 발명에서 인쇄회로기판(500)이 측면판 또는 측면 커버(120)에 채용되는 경우 그것의 상부에 윈도우를 형성할 뿐만 아니라 아래에서 설명하는 노치회로 패턴 등이 잘 작동하도록 하기 위하여 그것의 측부에도 윈도우를 형성하는 것이 바람직하다. 도면에는 6개의 공진소자가 일렬로 배치되는 구조를 가지는 주파수 필터가 예시되어 있는데, 그외에도 다양한 구조로 필터를 구성할 수 있음은 자명하다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 주파수 필터에 적용되는 인쇄회로기판의 한 회로패턴을 예시한다. 이러한 회로패턴은 도 4에 도시된 것과 동일하다. 도 5에는 인쇄회로기판(500)의 회로 패턴을 설명하기 위하여 도면부호가 표시되어 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 인쇄회로기판(500)은 유전체층(510) 상에 전도성 금속층(520)이 형성된 구조를 가진다. 전도성 금속층(520)은 인쇄회로기판(500)의 유전체층(510) 전면에 인쇄 또는 적층되는 것이 아니라 유전체층(510) 상에 부분적으로 형성된다. 그리하여 각 전도성 금속층(520)은 유전체층(510)에 의하여 서로 분리되어 형성된다. 이러한 전도성 금속층(520)은 하우징(100)의 중공(150)에 배치되는 공진소자(200)의 주파수 특성을 조절하는 회로 패턴이 된다. 이러한 회로 패턴은 유전체로 된 기판 상에 전도성 금속을 인쇄하여 형성될 수도 있고, 유전체로 된 기판의 전면에 전도성 금속을 코팅한 후 회로 패턴을 제외한 영역에서 전도성 금속층을 식각함으로써 형성될 수도 있다.
이러한 회로 패턴은 입출력 단자(530)를 포함한다. 입출력 단자(530)는 입출력 커넥터와 직접적으로 연결된다. 도 6에는 입출력 커넥터가 입출력 단자에 직접적으로 연결된 구조가 도시되어 있다. 따라서, 본 발명에서 채용되는 입출력 단자(530)는 SMD(Surface Mounted Device)형의 입출력 단자에 해당한다. 도 6에서 복수개의 작은 구멍은 아래에서 설명하는 비아홀이고, 복수개의 큰 구멍은 인쇄회로기판으로 된 측면 커버(120)를 하우징 본체(110)에 나사결합하여 고정하기 위한 것인데, 측면 커버(120)를 하우징 본체(110)에 납땜에 의하여 결합하는 경우에는 불필요하다. 입출력 단자(530)에 입출력 커넥터 또는 다른 전자부품을 표면실장기술(Surface Mounting Technology; SMT)을 사용하여 표면실장하는 것을 주파수 필터(10)의 하우징(100)을 완성한 후에도 수행할 수 있기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 측면 커버(120)는 하우징 본체(110)를 덮은 후에도 그것의 내면이 외부로 노출되는 여분의 영역을 가질 수 있다. 그러한 영역에 입출력 단자(530)가 설치된다면, 측면 커버(120)를 하우징 본체(110)와 결합하여 하우징(100)을 완성한 후에도 그러한 입출력 단자(530)에 입출력 커넥터 또는 다른 전자부품을 표면실장할 수 있게 된다.
본 발명에서, 인쇄회로기판(500)의 회로 패턴은 또한 입출력 단자(530)와 공진소자(200) 간에 신호를 커플링시키는 입출력 커플링 회로 패턴(540)을 더 포함할 수 있다. 이러한 입출력 커플링 회로 패턴(540)은 입출력 단자(530)와 전도성 금속으로 연결된 구조를 가질 수도 있고, 유전체층(510)에 의하여 분절된 구조를 가질 수도 있으며, 그러한 구조에 따라 입출력 단자(530)와 공진소자(200) 간에 형성되는 인덕턴스 및 캐패시턴스가 달라지게 된다. 입출력 커플링 회로 패턴(540)은 도 2에 도시한 바와 같이, 해당 공진소자(200)와 커플링할 수 있도록 대응되는 위치에 형성된다. 이러한 입출력 커플링 회로 패턴(540)은 해당 공진소자(200)와의 거리, 형태 및 면적을 조절하게 되면 언급한 바와 같이 입출력 단자(530)와 공진소자(200) 간에 형성되는 인덕턴스 및 캐패시턴스를 조절할 수 있어 필터의 주파수 특성을 제어할 수 있게 해준다. 그리하여, 본 발명의 무선 주파수 필터는 종래에 입출력 커넥터를 공진소자에 연결하기 위하여 요구되었던 동선을 사용할 필요가 없기 때문에 필터의 소형화 및 경량화에 기여할 수 있다.
인쇄회로기판(500)의 회로 패턴은 또한 서로 이웃하지 않은 공진소자들(200) 간에 커플링을 형성하는 노치회로 패턴(550)을 포함할 수 있다. 도면에 도시된 노치회로 패턴(550)은 제1단의 캐비티에 배치된 공진소자(200)와 제3단의 캐비티에 배치된 공진소자(200) 간을 전기적으로 연결하기 위하여 형성된 것이다. 즉 해당 캐비티의 공진소자(200) 간에 신호를 커플링하는 역할을 하는 것이다. 그러한 노치회로 패턴(550)의 라인 폭 및 길이에 따라서 노치의 극점이 달라지는데, 라인의 폭 및 길이가 길어질수록 통과대역에 가까운 지점에 극이 형성되고, 짧아질수록 통과대역에서 먼 지점에 극이 형성된다. 따라서, 노치회로 패턴(550)을 적절하게 설계하면 원하는 주파수 특성을 얻을 수 있게 된다.
한편, 노치회로 패턴(550)의 말단부에는 도 10, 도 11, 도 12 및 도 15에 도시한 바와 같이, 비아홀을 설치할 수 있다. 이러한 비아홀은 그것의 내면에 전도성 금속이 코팅된 구조를 가지며, 인쇄회로기판(500)의 외면에서 접지된다. 인쇄회로기판(500)의 외면에서 접지를 위하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(500)의 외면에는 그것의 가장자리 영역에 복수개의 접지연결패드(595)가 마련되어 있다. 이러한 접지연결패드(595)에는 접지선 또는 접지수단이 직접적으로 연결될 수 있다. 노치회로 패턴(550)에 설치된 비아홀은 노치회로 패턴(550)을 접지하는 역할을 할 뿐만 아니라 노치회로에 의하여 생성되는 극의 위치를 변경하는 역할도 한다. 그러한 비아홀이 설치되는 위치에 따라 노치회로에 의하여 생성되는 극의 위치는 통과밴드의 아래 또는 위쪽으로 변경될 수 있다.
한편, 인쇄회로기판(500)의 전도성 금속층(520)에는 상기에서 언급한 노치회로 패턴(550)의 비아홀과는 별도로 복수개의 비아홀(580)이 형성되어 있다. 이러한 비아홀(580)은 그것의 내면에 전도성 금속이 코팅된 구조를 가지며, 상기에서 언급한 바와 같이 인쇄회로기판(500)의 외면에서 접지된다.
본 발명에서, 인쇄회로기판(500)의 내면에 형성된 회로 패턴에는 별도의 전자부품이 표면실장기술(Surface Mounted Technology; SMT) 방식으로 실장되는 영역(590)이 표시될 수 있고 그러한 영역에는 별도의 전자부품이 실장될 수 있다. 도 5는 유전체층(510)에 의하여 분절된 한 입출력 단자(530)와 입출력 커플링 회로 패턴(540)에 걸쳐서 어떤 전자부품이 표면실장기술 방식으로 실장되는 예를 도시하고 있다. 여기에서, 전자부품은 입출력 단자(530)와 입출력 커플링 회로 패턴(540)에 직접적으로 연결되도록 실장될 수 있다. 도 2는 입출력 단자(530) 상에 어떤 전자부품이 표면실장기술 방식으로 실장되는 예를 도시하고 있다. 여기에서, 전자부품은 입출력 단자(530)와 직접적으로 연결되도록 실장된다. 또한 도 9는 유전체층(510)에 의하여 분절된 한 입출력 단자(530)와 입출력 커플링 회로 패턴(540) 사이에 존재하는 전도성 금속층(520) 상에 전자부품이 표면실장기술 방식으로 실장되는 예를 도시하고 있다.
도 7은 인쇄회로기판(500)의 내면에 저역통과필터(Low Pass Filter; LPF) 회로 패턴(560)이 형성된 예를 도시하고 있다. 공진소자의 기본주파수 성분을 가지는 전자파가 회로 또는 시스템을 통과하게 되면 그 배수에 해당하는 에너지원을 생성하게 되는데, 이와 같이 어떤 특정 기본주파수의 배수 주파수 성분을 일반적으로 하모닉(Harmonic)이라고 부른다. 통상적인 캐비티 필터는 이러한 하모닉 성분을 제거하는 능력이 없으므로, 캐비티 필터에 더하여 LPF를 구현하는 별도의 회로를 시스템에 추가하여야 한다. 반면에, 본 발명의 무선 주파수 필터(10)에서는 저역통과필터 회로 패턴(560)은 공진소자(200)의 기본주파수 성분에 대한 하모닉 성분을 제거하는 용도로 사용된다. LPF 회로 패턴(560)은 도 7에 도시한 바와 같이, 인덕턴스와 캐패시턴스의 조합을 이용하여 구현되며 입력단 또는 출력단에 직접 인쇄되어 캐비티 필터에서 발생하는 하모닉을 제거할 수 있도록 적절하게 설계될 수 있다. 도면에는 회로 패턴으로 인쇄된 형태의 LPF가 예시되었지만, LPF는 인덕터 또는 캐패시터 칩(chip)을 이용하여 구현될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 무선 주파수 필터(10)는 캐비티 필터 자체에 LPF를 구현할 수 있으므로, LPF를 위한 별도의 장치가 필요없어 시스템의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있다.
도 8은 인쇄회로기판(500)의 내면에 결합기(Coupler) 회로 패턴(570)이 형성된 예를 도시하고 있다. 커플러는 무선통신 시스템에서 송수신 신호의 세기를 검출하는 기능을 가지는 것인데, 통상적인 캐비티 필터를 포함하는 시스템은 캐비티 필터의 송수신 신호의 세기를 검출하기 위하여 캐비티 필터와는 별도로 마련되는 별도의 커플러를 포함하여야 했다. 반면에, 본 발명의 무선 주파수 필터(10)는 캐비티 필터의 송수신 신호의 세기를 검출하기 위한 커플러 회로를 필터의 하우징(100)을 구성하는 측면 커버(120)로 되는 인쇄회로기판(550)에서 입력단 또는 출력단에 선로로 직접 구현할 수 있다. 그러므로, 커플러를 위한 별도의 장치가 필요없어 시스템의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있다.
상기한 예들 외에도 더욱 다양한 회로 패턴이 인쇄회로기판(500)에 인쇄될 수 있다. 도 9 내지 도 16은 본 발명에 따른 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에서 측면 커버에 적용되는 인쇄회로기판의 회로 패턴에 대한 다양한 변형을 예시하고 있다. 즉, 하기에서 구체적으로 언급한 바와 같이, 본 발명의 무선 주파수 필터(10)에 적용되는 인쇄회로기판(500)에는 공진소자의 주파수 특성을 조절하기 위하여 매우 다양한 회로 패턴을 구현할 수 있다.
도 9에 예시된 회로 패턴은 도 4 및 도 5에 도시된 것과 실질적으로 동일하다. 다만, 전자부품의 실장 위치가 약간 다를 뿐이다.
도 9에 도시된 회로 패턴과 비교하여, 도 10에 도시된 회로 패턴은 노치회로 패턴들의 양 말단부에 비아홀이 더욱 형성되어 있다는 점에서 다르다. 차이나는 부분은 굵은 동그라미 선으로 표시되어 있다. 이하, 동일하다.
도 11에 도시된 회로 패턴은 도 9와 비교하여, 한 쪽의 노치회로 패턴의 한 말단부에 비아홀이 더욱 형성되어 있다는 점에서 다르며, 또한 다른 쪽의 노치회로 패턴 아래에 크게 인쇄된 회로 패턴을 더 가진다는 점에서 다르다. 그러한 큰 회로 패턴은 그것 위에 형성된 노치회로가 만드는 극과는 다른 극을 만들어낸다. 따라서, 그러한 큰 회로 패턴은 또 다른 노치회로 패턴으로 볼 수 있다.
도 12에 도시된 회로 패턴은 도 9와 비교하여, 한 쪽에 형성된 노치회로 패턴이 삭제되었다는 점에서 다르며, 또한 다른 쪽의 노치회로 패턴의 한 말단부에 비아홀이 추가되었다는 점에서 다르다.
도 13에 도시된 회로 패턴은 도 9와 비교하여, 노치회로 패턴이 하나로만 구성되었다는 점에서 다르며, 그에 따라 복수개의 비아홀에 의하여 형성되는 패턴이 다르다는 점에서 다르다. 또한 굵은 동그라미 선으로 표시하지 않았지만, 입출력 커플링 회로 패턴 주변의 회로 패턴도 약간 달라져 있다.
도 14에 도시된 회로 패턴은 도 9와 비교하여, 한 입출력 커플링 회로 패턴의 주변에 형성된 절곡 형상의 회로 패턴이 길게 형성되는 스트레이트 구조로 변경되었다는 점에서 다르다. 그러한 구조 변경으로 인하여 입출력 커플링 회로 패턴도 약간 달라졌다. 이러한 스트레이트 구조의 회로 패턴은 노치회로가 만드는 극과는 다른 극을 만들어낸다. 따라서, 그러한 스트레이트 구조의 회로 패턴은 또 다른 노치회로 패턴으로 볼 수 있다. 또한 굵은 동그라미 선으로 표시하지 않았지만, 다른 쪽의 입출력 커플링 회로 패턴 주변의 회로 패턴도 약간 달라져 있다.
도 15에 도시된 회로 패턴은 도 13과 비교하여, 노치회로 패턴에서 비아홀이 형성된 위치가 반대이며, 한 입출력 커플링 회로 패턴의 주변이 도 14에 도시된 것과 같은 패턴으로 변경되었다는 점에서 다르다.
도 16에 도시된 회로 패턴은 도 9와 비교하여, 도 14에 도시된 스트레이트 구조의 회로 패턴이 다른 쪽 입출력 커플링 회로 패턴의 주변에 구현되었다는 점에서 다르다.
한편, 본 발명의 무선 주파수 필터(10)는 그것의 인쇄회로기판(500)에 기판 집적형 도파관(Substrate Integrated Waveguide; SIW) 회로를 구현할 수 있다. 이를 위하여, 인쇄회로기판(500)의 외면에도 전도성 금속층이 형성된다. 또한 인쇄회로기판(500)의 내면에는 외면까지 관통하는 복수개의 비아홀(580)이 특정한 배열형태로 형성된다. 이러한 비아홀(580)은 상기에서 언급한 바와 같이, 그 내면에 전도성 금속이 코팅되어 있다. 이러한 구조에 의하면, 인쇄회로기판(500)의 전도성 금속층 사이의 유전체를 통하여 별도의 웨이브가이드가 형성되는 기판 집적형 도파관 회로가 구현된다.
한편, 상기에서는 인쇄회로기판(500)은 회로 패턴이 인쇄회로기판(500)의 내면에 단면적으로 형성된 구조를 가지는 것으로 설명하였지만, 필요한 경우 인쇄회로기판(500)은 그러한 회로 패턴에 더하여 인쇄회로기판(500)의 내부에 부가회로가 삽입되는 다층 구조로 형성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서,
    상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 입출력 커넥터가 직접적으로 연결되는 입출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 상기 입출력 단자와 상기 공진소자 간에 신호를 커플링시키는 입출력 커플링 회로 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  3. 내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서,
    상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 서로 이웃하지 않은 상기 공진소자들 간에 커플링을 형성하는 노치회로 패턴을 포함하고,
    상기 노치회로를 접지시키면서 상기 노치회로에 의하여 생성되는 극의 위치를 변경하기 위하여, 상기 노치회로 패턴에는 내면에 전도성 금속이 코팅된 비아홀이 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  4. 내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서,
    상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 저역통과필터(Low Pass Filter; LPF) 회로 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  5. 내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서,
    상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판에 형성되는 상기 회로 패턴은 결합기(Coupler) 회로 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  6. 내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서,
    상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판의 외면에도 전도성 금속층이 형성되고, 상기 인쇄회로기판의 상기 내면에 형성되는 상기 회로 패턴에는 내면에 전도성 금속이 코팅된 복수개의 비아홀이 형성됨으로써 상기 인쇄회로기판의 전도성 금속층 사이의 유전체를 통하여 별도의 웨이브가이드가 형성되는 기판 집적형 도파관(Substrate Integrated Waveguide; SIW) 회로가 구현되는 것임을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  7. 내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서,
    상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판의 내면에 형성된 상기 회로 패턴의 한 영역에는 별도의 전자부품이 표면실장기술(Surface Mounted Technology; SMT) 방식으로 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
  8. 내부에 중공을 가지고 상기 중공을 폐쇄시키는 하우징 및 상기 하우징의 중공에 배치되는 하나 이상의 공진소자를 포함하는 캐비티 구조를 가지는 무선 주파수 필터에 있어서,
    상기 하우징을 형성하는 하나 이상의 판은 상기 하우징의 상기 중공 쪽에 배치되는 면(이하, '내면'이라 함)에 전도성 금속층이 형성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판은 내면에 전도성 금속으로 형성되는 회로 패턴을 포함하며,
    상기 인쇄회로기판은 상기 회로 패턴이 상기 인쇄회로기판의 내면에 단면적으로 형성된 구조를 가지거나 또는 상기 회로 패턴이 상기 인쇄회로기판의 내면에 형성되고 또한 상기 인쇄회로기판의 내부에는 부가회로가 삽입되어 있는 다층 구조를 가지는 것임을 특징으로 하는 무선 주파수 필터.
PCT/KR2017/007303 2016-10-04 2017-07-07 무선 주파수 필터 WO2018066790A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0127450 2016-10-04
KR1020160127450A KR101727066B1 (ko) 2016-10-04 2016-10-04 무선 주파수 필터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018066790A1 true WO2018066790A1 (ko) 2018-04-12

Family

ID=58579342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/007303 WO2018066790A1 (ko) 2016-10-04 2017-07-07 무선 주파수 필터

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101727066B1 (ko)
WO (1) WO2018066790A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113766728A (zh) * 2021-09-07 2021-12-07 安徽华东光电技术研究所有限公司 一种Ku频段下变频模块结构

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108258393B (zh) * 2017-12-29 2020-03-24 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种k波段小型化毫米波t/r组件
WO2019232728A1 (zh) * 2018-06-06 2019-12-12 深圳市大富科技股份有限公司 信号滤波装置和信号收发设备
KR102276190B1 (ko) * 2019-09-09 2021-07-12 주식회사 알에프텍 캐비티 필터의 제조방법
KR102320094B1 (ko) 2021-07-15 2021-11-02 (주)웨이브텍 노치구조를 구비한 캐비티 타입 무선 주파수 필터
KR102633777B1 (ko) 2022-04-12 2024-02-05 모아컴코리아주식회사 캐비티형 무선 주파수 필터

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100125067A (ko) * 2009-05-20 2010-11-30 주식회사 이롬테크 초소형 무선 고주파 필터
KR20100132237A (ko) * 2009-06-09 2010-12-17 서울대학교산학협력단 미세가공 공동 공진기와 그 제조 방법 및 이를 이용한 대역통과 필터와 발진기
KR101380343B1 (ko) * 2012-10-16 2014-04-02 주식회사 이너트론 조립식 듀플렉서
JP2014239350A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 古河電気工業株式会社 フィルタ
KR20150118768A (ko) * 2014-04-15 2015-10-23 주식회사 케이엠더블유 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100125067A (ko) * 2009-05-20 2010-11-30 주식회사 이롬테크 초소형 무선 고주파 필터
KR20100132237A (ko) * 2009-06-09 2010-12-17 서울대학교산학협력단 미세가공 공동 공진기와 그 제조 방법 및 이를 이용한 대역통과 필터와 발진기
KR101380343B1 (ko) * 2012-10-16 2014-04-02 주식회사 이너트론 조립식 듀플렉서
JP2014239350A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 古河電気工業株式会社 フィルタ
KR20150118768A (ko) * 2014-04-15 2015-10-23 주식회사 케이엠더블유 캐비티 구조를 가진 무선 주파수 필터

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113766728A (zh) * 2021-09-07 2021-12-07 安徽华东光电技术研究所有限公司 一种Ku频段下变频模块结构
CN113766728B (zh) * 2021-09-07 2023-12-26 安徽华东光电技术研究所有限公司 一种Ku频段下变频模块结构

Also Published As

Publication number Publication date
KR101727066B1 (ko) 2017-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018066790A1 (ko) 무선 주파수 필터
JP4133747B2 (ja) 誘電体導波管の入出力結合構造
US5278528A (en) Air insulated high frequency filter with resonating rods
WO2017095035A1 (ko) 크로스 커플링 노치 구조를 구비한 캐비티 타입의 무선 주파수 필터
EP2979321B1 (en) A transition between a siw and a waveguide interface
JP3245159B2 (ja) 表面実装接続部および伝送零点を有するモノリシック・セラミック・フィルタまたは送受切り替え器
EP3306739B1 (en) Cavity filter
WO2020088620A1 (zh) 一种介质滤波器及通信设备
US7663448B2 (en) Laminated balun with an integrally mounted matching circuit
CN113131166B (zh) 电路板信号传输装置
WO2016089015A1 (ko) 필터 패키지
EP1764858A1 (en) Dielectric device
US6686813B2 (en) Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus
EP1777774B1 (en) Dielectric device
WO2012002718A2 (ko) 표면실장형 안테나부를 포함한 기판형 내장 안테나 및 그 제조방법
WO2021241977A1 (ko) 안테나 장치
KR101971654B1 (ko) 서브보드 일체형 연성회로기판
WO2016072643A2 (ko) 필터
GB2284942A (en) Dielectric resonator and filter
WO2018038407A1 (ko) 유전체 필터
CN217589384U (zh) 滤波结构及电子设备
WO2024117758A1 (ko) 안테나 모듈 및 고주파 모듈
CN115051127B (zh) 腔体滤波器
CN115149231B (zh) 基于基片集成悬状线的小型化双模带阻滤波器
WO2024058557A1 (ko) 통신기기용 필터

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17858585

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17858585

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1