WO2018212570A1 - 삼중모드 유전체 공진기 필터와 그 제조방법 및 유전체 공진기와 nrn 스터브를 이용한 대역통과필터 - Google Patents

삼중모드 유전체 공진기 필터와 그 제조방법 및 유전체 공진기와 nrn 스터브를 이용한 대역통과필터 Download PDF

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WO2018212570A1
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dielectric resonator
stub
nrn
mode
dielectric
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PCT/KR2018/005574
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천동완
윤재광
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주식회사 에이스테크놀로지
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    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/12—Bandpass or bandstop filters with adjustable bandwidth and fixed centre frequency

Definitions

  • the present invention relates to a triple mode dielectric resonator filter, a method of manufacturing the same, and a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub. More specifically, a compensation block is formed in a dielectric resonator embedded in a housing constituting the filter.
  • the present invention relates to a triple mode dielectric resonator filter and a method of manufacturing the same, and to a band pass filter having a coupling stub between the dielectric resonator and the NRN stub. .
  • the dielectric resonator filter can realize low loss and high suppression characteristics, and the demand for this is increasing day by day, but such a dielectric resonator filter can be implemented with high performance, but due to the characteristics of the dielectric resonator, large size and weight There are heavy drawbacks.
  • a radio frequency unit is directly connected to an antenna of the base station system. Since it is installed at the top of the tower of the base station system, miniaturization and weight reduction of the radio unit are essential requirements, and thus the miniaturization and weight reduction of the filter using the dielectric resonator, which takes the largest weight and size, is required. Is essential and research is being actively conducted.
  • Such miniaturization and weight reduction of the dielectric resonator filter can be achieved by a multimode dielectric resonator filter capable of forming a plurality of resonance modes using a single dielectric resonator, and implemented using a single dielectric resonator as described above. Since a multimode dielectric resonator filter operating in multiple resonant modes can form multiple resonant modes by a single dielectric resonator, unlike a single mode filter operating in a single resonant mode having a conventional single resonator. Compared to the single mode filter, since the size can be reduced in size and light weight, and high performance can be achieved, the interest in the multi-mode dielectric resonator filter capable of high performance is gradually increasing.
  • the multi-mode dielectric resonator filter since there are a plurality of resonance modes in a single resonator in the multi-mode dielectric resonator filter according to the prior art, there is no choice but to interfere between the resonance modes, and in order to prevent interference between the resonance modes due to the characteristics of the resonator filter.
  • the most feasible multimode filter is a triple mode dielectric resonator filter having TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z having a maximum number of resonance modes, and tuning for adjusting characteristics such as center frequency and coupling coefficient is essential.
  • the dielectric resonator mounted inside the triple mode dielectric resonator filter can be manufactured in the form of a sphere, a cube, and a cylinder. Most of the dielectric resonators including the TE01 ⁇ single mode float inside the cavity of the coaxial cable. Since it is possible to implement characteristics by floating (floating) it can be mounted on the dielectric support (suppoter) of alumina material having a relatively low dielectric constant.
  • the alumina dielectric support and the dielectric resonator may be first bonded to each other by bonding (epoxy), and then may be mounted to a housing constituting the resonator filter by fixing screws as shown in the drawings.
  • the dielectric support and the dielectric resonator according to the prior art are formed in each of the mounting holes for mounting the fixing screw in the center, unlike the single mode of the dielectric resonator operating in the triple mode, the fixing screw mounting hole in the center When formed, the resonant frequencies of the TE01 ⁇ x mode, the TE01 ⁇ y mode, and the TE01 ⁇ z mode are separated, thereby making it difficult to implement a dielectric resonator filter.
  • the dielectric resonator filter according to the prior art, after mounting the alumina dielectric support first in the housing, and then bonding the dielectric resonator operating in the triple mode without the fixing screw mounting hole on the dielectric support.
  • the dielectric support and the dielectric resonator are combined through the thermal curing process, when the thermal curing process is performed, the plated part of the housing constituting the resonator filter is discolored or the painted surface is destroyed. Since it is impossible to add a low-temperature hardening bond with low rigidity, there is a weakness in external vibration or impact as a result.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a single mode dielectric resonator filter having only TE01 ⁇ according to the prior art
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a triple mode dielectric resonator filter of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z according to the prior art. .
  • the single mode dielectric resonator filter of FIG. 1 includes a screw hole for mounting a fixed screw 2 in the center of a dielectric support 4 made of alumina and a dielectric resonator 3 operating in a single mode. 3-1) is formed.
  • the epoxy bond is first applied to the bonding surface of the dielectric resonator and the dielectric support, and then bonded, followed by heat treatment for curing the epoxy bond at a constant temperature.
  • the dielectric resonator with the dielectric support was mounted stably by coupling to the housing constituting the resonator filter through the fixing screw mounting hole with the fixing screw.
  • the dielectric support 4 made of alumina is fixed to the housing with the fixed screw 2. After mounting, the bond may be applied to the coupling surface of the dielectric resonator and the dielectric support, and the heat treatment process for thermal curing may be performed.
  • the tri-mode dielectric resonator filter according to the prior art in this heat treatment process is bound to use a bond that is cured at low temperatures to prevent discoloration of the silver- or copper-plated housing and the surface defects of the painted housing, high temperature used in a single mode Since the rigid bond has a lower rigidity than the hardened bond, there is a possibility that a heavy weight dielectric resonator may be separated during external vibration or impact, thereby making it difficult to implement a stable coupling structure.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a band suppression filter (BRF) using a trimode dielectric resonator according to the related art.
  • the bandstop filter using the triple mode dielectric resonator is a coupling means between the resonator circuit 30 and the? / 4 transmission line 40 and the resonator circuit 30 and the? / 4 transmission line 40 of the dielectric resonator.
  • An inductance 45 is included, and since the coupling member of the resonance period adjacent to the dielectric resonator is not necessary, each mode can be independently implemented, and the position of the transmission zero is adjusted using the dielectric resonator.
  • the transmission zero refers to a zero frequency at which a signal is not transmitted, that is, a point on a complex frequency plane in which the amount of transmission of the signal is zero. At this time, since the amount of attenuation of the signal is infinite, it is also called attenuation pole.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating S-parameter characteristics of the bandstop filter of FIG. 3.
  • the suppression band is formed by the first transmission zero to the third transmission zero, the suppression band is a point of about -14dB attenuation is about 7MHz, in the case of the band-stop filter, only the transmission zero is adjusted
  • the number of transmission zeros as described above may be determined according to the number of resonators, and there is a disadvantage in that reflection zero does not exist. That is, there is a disadvantage in that the suppression band bandwidth of the bandstop filter is determined by the transmission zero according to the number of resonators.
  • the same number of transmission zeros and reflection zeros should be formed in the S-parameter characteristic diagram in order to obtain optimal characteristics. Since the number of transmission zeros according to the number of dielectric resonators is approximately half of the number of resonators, therefore, the number of dielectric resonators is increased as well as the coupling of the resonance period in order to obtain a high suppression characteristic for obtaining a desired transmission zero. Since there is a need for an additional coupling means for implementing the disadvantage, there is a limit to the implementation.
  • BPF band pass filter
  • NRN non-resonating node
  • the present invention has been made to solve the above problems, the present invention, by forming a compensation block in the dielectric resonator embedded in the housing constituting the filter to implement a screw mounting hole in the center of the dielectric resonator at the same time triple mode
  • the present invention provides a triple mode dielectric resonator filter capable of implementing a resonator operating as
  • the present invention is to provide a band pass filter that can set the resonant frequency operating in the triple mode by adjusting the height of the dielectric resonator and the horizontal length of the compensation block by the band pass filter consisting of a dielectric resonator and the NRN stub.
  • the bandpass filter composed of a dielectric resonator and an NRN stub ensures an improved insertion loss and a stable structure compared to a bandpass filter using a conventional NRN stub, and a bandpass filter using a conventional triple mode dielectric resonator. It is intended to provide more improved high suppression characteristics than the bandstop filter.
  • a tri-mode dielectric resonator filter includes a housing having one side open while having a cavity therein; A cover coupled to one side of the housing to close the cavity; A dielectric resonator having a screw mounting hole in a center thereof, positioned in a cavity of the housing, and formed perpendicular to a longitudinal direction of the housing; A dielectric support coupled to the dielectric resonator through a thermosetting bonding process and mounted by a fixing screw passing through the mounting hole for the screw in the cavity of the housing to support the dielectric resonator to a predetermined height; And a plurality of compensation blocks formed to protrude at regular intervals on the side of the dielectric resonator to allow the dielectric resonator to operate in the triple mode.
  • the plurality of compensation blocks for operating the dielectric resonator in the triple mode may be formed to be paired with each other such that the horizontal cross-sections of the dielectric resonators have a symmetrical shape.
  • the plurality of compensation blocks may be gently connected between the compensation blocks adjacent to each other on the side of the dielectric resonator to a curved surface having an arc of a cross section.
  • the resonance is operated in the triple mode by adjusting the height of the dielectric resonator and the length between the plurality of compensation blocks facing each other based on the horizontal cross section of the dielectric resonator in an optimized state. You can set the frequency.
  • the resonant frequency operating in the triple mode when the height of the dielectric resonator is relatively larger than the length between a plurality of compensation blocks facing the horizontal cross section of the dielectric resonator In the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y mode resonant frequency may be located at a higher frequency than the resonant frequency of TE01 ⁇ z mode.
  • the resonant frequency operating in the triple mode when the height of the dielectric resonator is relatively smaller than the length between the plurality of compensation blocks facing the horizontal cross section of the dielectric resonator In the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y mode resonant frequency may be located at a lower frequency than the resonant frequency of TE01 ⁇ z mode.
  • the resonant frequencies of the TE01 ⁇ x and TE01 ⁇ y modes and the resonant frequencies of the TE01 ⁇ z mode may be located at similar frequencies.
  • the dielectric support coupled to the dielectric resonator through a thermosetting bonding process may be bonded with an epoxy bonding material.
  • a method of manufacturing a triple mode dielectric resonator filter including a mounting hole for screwing in the center of a dielectric resonator of a dielectric material operating in a triple mode of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes.
  • a first step of forming a compensation block protruding at regular intervals A second step of bonding and bonding the alumina dielectric support for supporting the dielectric resonator through an epoxy bonding process and performing a thermal curing process through a heat treatment process; And a third step of fixing the dielectric support, to which the dielectric resonator is coupled in a thermosetting process, to the housing by using a screw inserted through the screw fixing mounting hole in the housing constituting the triple mode dielectric resonator filter. It may include.
  • the height of the dielectric resonator and a length between a plurality of compensation blocks facing each other based on a horizontal cross section of the dielectric resonator may be adjusted to an optimized state.
  • a band pass filter using a dielectric resonator and an NRN stub includes a housing, a cover, and the housing having one side open with a cavity therein, and the cover of the housing. Coupled to an upper side of the seal to seal the cavity; A dielectric resonator formed at a center of a cavity inside the housing and operating at a triple mode resonance frequency of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z; A dielectric support for supporting the dielectric resonator; A ⁇ / 4 transmission line surrounding the dielectric resonator and formed along an outer side of the cavity; A non-resonating node (NRN) stub connected to the ⁇ / 4 transmission line and capable of obtaining the same number of transmission and reflection zero points as the number of dielectric resonator modes; It may include a coupling stub connected to the ⁇ / 4 transmission line and formed around the periphery of the dielectric resonator and mutually coupling the di
  • a band pass filter using a dielectric resonator and an NRN stub includes a housing, a cover, and the housing having one side open with a cavity therein, and the cover of the housing. Coupled to an upper side of the seal to seal the cavity; A dielectric resonator formed at a center of a cavity inside the housing and having a compensation block operating at a triple mode resonant frequency of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z; A dielectric support for supporting a dielectric resonator having the compensation block; A ⁇ / 4 transmission line surrounding the dielectric resonator having the compensation block and formed along the outside of the cavity; A non-resonating node (NRN) stub connected to the ⁇ / 4 transmission line and capable of obtaining the same number of transmission and reflection zero points as the number of dielectric resonator modes; It may include a coupling stub connected to the ⁇ / 4 transmission line and formed around the peripher
  • the dielectric resonator may include a mounting hole for a screw at a central portion thereof, be positioned at the center of the cavity of the housing, and may be formed perpendicular to the longitudinal direction of the housing.
  • the NRN stub may be formed outward along the transmission line as a plurality of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, TE01 ⁇ z mode NRN stubs.
  • the NRN stub is an inductive NRN stub that operates as an inductor, and the reactance value or inductance value of the stub may be adjusted using the length and width of the inductive NRN stub.
  • each end of the NRN stub formed in the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes may be formed by a short circuit.
  • the coupling stub is coupled to the dielectric resonator operating in the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes, and each of the N01 stubs formed in the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes, respectively.
  • Ring stubs can be formed.
  • the passband can be made wider by widening the interval between the reflection zero points.
  • the coupling stubs of each of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z formed corresponding to the plurality of NRN stubs for the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes may be formed as open lines.
  • the coupling stubs of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z are arranged in such a manner that the coupling structures are vertical in order to minimize the parasitic coupling generated between the respective modes and each coupling structure in the same direction of the field. It is characterized by.
  • the coupling stub of the TE01 ⁇ x mode and the coupling stub of the TE01 ⁇ y mode are disposed to be perpendicular to each other, and the coupling stub of the TE01 ⁇ z mode is configured to minimize the parasitic coupling structure of the TE01 ⁇ x and TE01 ⁇ y mode resonators. It may be arranged to be perpendicular to the coupling stub for the mode and the coupling stub for the TE01 ⁇ y mode.
  • the length of the coupling stub for the TE01 ⁇ x mode and the coupling stub for the TE01 ⁇ y mode is varied in the z-axis direction, and the coupling stub length of the TE01 ⁇ z mode is varied so as to change along the direction around the circumference of the dielectric resonator. Can be.
  • a band pass filter using a dielectric resonator and an NRN stub includes a housing, a cover, and the housing having one side open with a cavity therein, and the cover of the housing. Coupled to an upper side of the seal to seal the cavity; A dielectric resonator formed at a center of a cavity inside the housing and operating at a triple mode resonance frequency of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z; A plurality of dielectric resonators, each of which is formed to have a compensation block and supports a dielectric resonator having the compensation block; A ⁇ / 4 transmission line surrounding the dielectric resonator having the plurality of compensation blocks and formed along an outer side of the cavity; A non-resonating node (NRN) stub connected to the ⁇ / 4 transmission line and capable of obtaining the same number of transmission and reflection zero points as the number of dielectric resonator modes having the plurality of compensation blocks; It may include a coup
  • the present invention by forming a compensation block in the dielectric resonator embedded in the housing constituting the filter can implement a resonator operating in the triple mode while implementing a screw mounting hole in the center of the dielectric resonator There is an effect to provide a triple mode dielectric resonator filter.
  • the bandpass filter including the dielectric resonator and the NRN stub of the present invention ensures an improved insertion loss and a stable structure as compared to the bandpass filter using the NRN stub, and also has a bandpass composed of only the conventional triple mode dielectric resonator. Compared to the filter and the bandstop filter, the size can be reduced by at least 30% or more, and the improved high suppression characteristics are obtained.
  • the bandpass filter including the dielectric resonator and the NRN stub of the present invention has the effect of setting the resonant frequency operating in the triple mode by adjusting the height of the dielectric resonator having the compensation block and the horizontal length of the compensation block.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a single mode dielectric resonator filter having only the TE01 ⁇ mode according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view showing a schematic configuration of a dielectric resonator filter of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, TE01 ⁇ z mode according to the prior art.
  • BRF band suppression filter
  • FIG. 4 is a diagram illustrating S-parameter characteristics of a band blocking filter according to FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a triple mode dielectric resonator filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a dielectric resonator and a dielectric support constituting the triple mode dielectric resonator filter illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a view for explaining the correlation between the diameter of the compensation block and the height of the compensation block of the dielectric resonator illustrated in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 8 is a flowchart schematically illustrating a method of manufacturing a triple mode dielectric resonator filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 9 and 10 are views for comparing the triple mode dielectric resonator filter of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, TE01 ⁇ z mode according to the prior art and the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a structure of a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to the present invention.
  • FIG. 12A is a plan view of a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is a perspective view of a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13A is a plan view of a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13B is a perspective view of a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14A illustrates a detailed structure of an inductive NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14B is a view showing a change in reactance value of an inductive NRN stub according to the length of the inductive NRN stub according to FIG. 14A.
  • FIG. 15A is a diagram for describing a coupling structure between an NRN stub and a TE01 ⁇ x and TE01 ⁇ y mode dielectric resonators.
  • 15B is a diagram for explaining a coupling structure between an NRN stub and a TE01 ⁇ z mode dielectric resonator.
  • 15C is a simulation result of the coupling value according to the length of the coupling stub.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating S-parameter characteristics of the structure of the bandpass filter of FIG. 13A.
  • 17A is an equivalent circuit diagram of a bandpass filter designed using two dielectric resonators and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • 17B is a plan view of a bandpass filter designed using two dielectric resonators and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • 17C is a perspective view of a bandpass filter designed using two dielectric resonators and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • 17D is a diagram illustrating S-parameter characteristics of the band pass filter according to FIG. 17C.
  • first and second are intended to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms.
  • first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
  • an identification code (e.g., a, b, c, etc.) is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of the steps, and each step clearly indicates a specific order in context. Unless stated otherwise, they may occur out of the order noted. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
  • the present invention relates to a triple mode dielectric resonator filter operating at triple mode resonant frequencies of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes, a method of manufacturing the same, and a bandpass filter comprising a dielectric resonator and an NRN stub.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a triple mode dielectric resonator filter of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a triple mode dielectric resonator filter, which is the best embodiment shown in FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a dielectric resonator and a dielectric support constituting the present invention.
  • the triple mode dielectric resonator filter of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, TE01 ⁇ z mode according to an embodiment of the present invention, the housing 10, the cover 20, the dielectric resonator 300, the dielectric support 310, And a compensation block 350.
  • the housing 10 may be formed to have one side open while having the cavity 1 therein, and the cover 20 is coupled to one side of the housing 10 to the cavity. (1) can be sealed.
  • the dielectric resonator 300 may include a mounting hole 101 for fixing a screw in the center thereof, positioned in the cavity 1 of the housing 10, and may be formed perpendicular to the longitudinal direction of the housing 10.
  • the dielectric support 310 is coupled to the dielectric resonator 300 through a thermosetting bonding process, and the mounting hole 101 for fixing the screw is formed in the cavity 1 of the housing 10. Mounted and fixed by the fixing screw 2 passed therethrough, the dielectric resonator 300 may be supported at a constant height.
  • the dielectric support 310 coupled to the dielectric resonator 300 through a thermosetting bonding process may be bonded with an epoxy bonding material, thereby maintaining a stable bonding state.
  • the plurality of compensation blocks 350 may be formed to protrude at regular intervals on the side of the dielectric resonator 300 to allow the dielectric resonator 300 to operate in the triple mode.
  • the plurality of compensation blocks 350 will be described in more detail as follows.
  • the plurality of compensation blocks 350 for operating the dielectric resonator 300 in the triple mode have a symmetrical horizontal cross section of the dielectric resonator 300 as shown in the drawing. It may be formed to pair with each other to have.
  • the plurality of compensation blocks 350 may be gently connected between the compensation blocks 350 adjacent to each other on the side surface of the dielectric resonator 300 to a curved surface having an arc.
  • the plurality of compensation blocks 350, the first to fourth compensation blocks (351, 352, 353, 354 are adjacent to the constant
  • the first compensation block 351 and the second compensation block 352, the second compensation block 352 and the third compensation block 353, the third compensation block ( 353 and the fourth compensation block 354 and the fourth compensation block 354 and the first compensation block 351 may be connected to each other by a curved surface having an arc having a cross section.
  • first compensation block 351 and the third compensation block 353, and the second compensation block 352 and the fourth compensation block 354 are located facing each other and are formed in the same shape symmetrically with each other. have.
  • the height of the dielectric resonator and the length between the plurality of compensation blocks facing each other based on the horizontal cross section of the dielectric resonator may be adjusted.
  • FIG. 7 is a view for explaining the correlation between the diameter of the compensation block and the height of the compensation block of the dielectric resonator illustrated in FIGS. 5 and 6.
  • the triple mode dielectric resonator filter includes the height DR_height of the dielectric resonator 300 described above with reference to FIGS. 5 and 6, and the dielectric resonator 300 of the dielectric resonator 300.
  • the resonance frequency operating in the triple mode may be set by adjusting the length (Compensation block_diameter) between a plurality of compensation blocks facing each other based on the horizontal section to an optimized state.
  • the reference DR_diameter (diameter) shown in the drawing is a length indicating the horizontal cross-sectional diameter of the dielectric resonator according to the prior art in the state that the compensation block is not formed, reducing the overall size of the dielectric resonator according to an embodiment of the present invention Can be adjusted as needed.
  • the triple mode dielectric resonator filter according to the embodiment of the present invention will be described in detail as follows.
  • the resonance of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y mode at the resonant frequency operating in the triple mode It can be seen that the frequency is located at a higher frequency than the resonant frequency of the TE01 ⁇ z mode.
  • the resonant frequencies of the TE01 ⁇ x and TE01 ⁇ y modes are TE01 ⁇ z at the resonant frequency operating in the triple mode. It can be seen that it is located at a lower frequency than the resonant frequency of the mode.
  • the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y may be located at a similar frequency.
  • the triple mode dielectric resonator filter can set the resonance frequency operating in an optimized state.
  • FIG. 8 is a flowchart schematically illustrating a method of manufacturing a triple mode dielectric resonator filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the first step (S100) of forming the dielectric resonator 300 by protruding the above-described compensation block 350 is performed.
  • a second step S200 of coupling the dielectric resonator 300 and the dielectric support 310 to each other, and a third step S300 of fixing the dielectric support 310 to the housing using the screw 2. have.
  • the first step S100 includes a screw fixing mounting hole 101 at the center of the dielectric resonator 300 of the dielectric material operating in the triple mode of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z.
  • the compensation block 350 may be formed to protrude from the side of the resonator 300 at regular intervals.
  • the alumina dielectric support 310 supporting the dielectric resonator 300 may be bonded and bonded through an epoxy bonding process, and a thermal curing process may be performed through a heat treatment process.
  • the heat treatment process may be performed at a higher temperature than in the prior art, thereby increasing the effect in the curing process.
  • the third step (S300), the mounting for fixing the screw in the housing 10 constituting the triple mode dielectric resonator filter the dielectric support 310, the dielectric resonator 300 is coupled to the thermosetting process.
  • the screw 2 inserted through the hole 101 may be fixed to the housing 10.
  • the method of manufacturing a triple mode dielectric resonator filter optimizes the length of the dielectric resonator and the length between a plurality of compensation blocks facing the horizontal cross section of the dielectric resonator. By adjusting the state, the resonance frequency operating in the triple mode can be set.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams for comparing the three-mode dielectric resonator filter of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, TE01 ⁇ z according to the prior art and the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 (a) shows a shape in which a hole for screw mounting is implemented in the center of a trimode dielectric resonator filter of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z having a cylindrical shape according to the prior art without a compensation block.
  • the resonance frequency may move upward.
  • the E-field of the TE01 ⁇ z mode is hardly distributed around the screw hole. Therefore, in this case, the resonance frequency may be less affected by the screw hole, thereby maintaining the existing resonance frequency.
  • Figure 9 (e) shows the analysis results according to the prior art, it can be seen that the resonant frequency of Mode01, Mode3, which is TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y is moved up 140MHz than TE01 ⁇ z mode, Mode1.
  • FIG. 10 shows the distribution of E-fields for each resonant mode rotating about each axis (x, y, z) in the triple mode dielectric resonator filter of the present invention.
  • Figure 10 (a) shows the structure of a triple mode dielectric resonator filter according to the present invention.
  • Mode 1 is TE01 ⁇ x and it can be seen from the side view of FIG. 8 (b) that the E-field rotates about the x-axis
  • Mode 2 is the side view of FIG. 10 (c) as TE01 ⁇ y mode This shows that the E-field rotates around the y axis.
  • Mode 3 is the TE01 ⁇ z mode, and it can be seen that the E-field rotates about the z axis through the top view of FIG. 10 (d).
  • FIG. 10E shows similar results in the triple mode of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z by using the compensation block 350 according to the present invention as a simulation result for the triple mode dielectric resonator filter according to the embodiment of the present invention. It can be seen that it has a resonant frequency.
  • the present invention by forming a compensation block in the dielectric resonator embedded in the housing constituting the filter to implement a resonator operating in the triple mode at the same time to implement a mounting hole for screw fixing in the center of the dielectric resonator There is an effect to provide a mode dielectric resonator filter.
  • the present invention has an effect of setting the resonance frequency operating in the triple mode by adjusting the height of the dielectric resonator and the length between the plurality of compensation blocks facing each other based on the horizontal cross section of the dielectric resonator in an optimized state.
  • the present invention relates to a bandpass filter including a dielectric resonator and an NRN stub operated at a triple mode resonance frequency of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z according to the present invention.
  • FIG. 11 is an equivalent circuit diagram illustrating a structure of a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12A illustrates a dielectric resonator and an NRN stub according to another embodiment of the present invention
  • 12B is a plan view of a band pass filter
  • FIG. 12B is a perspective view of a band pass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • the housing 10 the cover 20, the cavity 1, the fixing screw (2), the screw fixing mounting hole 101, and the dielectric support 310 may be provided.
  • the housing 10 may be formed to have one side open while having the cavity 1 therein, and the cover 20 is coupled to one side of the housing 10 to the cavity. (1) can be sealed.
  • a bandpass filter is a cylindrical type operating at a triple mode resonance frequency of an input terminal 100, an output terminal 200, and TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z.
  • the dielectric resonator 301, the ⁇ / 4 transmission line 400 formed around the dielectric resonator 301, and the ⁇ / 4 transmission line 400 are connected to the same number of modes of the dielectric resonator 301.
  • the dielectric resonator is formed around the dielectric resonator 301 and is connected to the ⁇ / 4 transmission line 400 and a non-resonating node (NRN) stub 500 capable of obtaining a number of transmission zeros and reflection zeros.
  • a coupling stub 600 as a coupling means for coupling the 301 and the NRN stub 500 to each other is formed to operate at a triple mode resonance frequency of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, TE01 ⁇ z.
  • the single dielectric resonator 301 is disposed at the center of the cavity 1 provided in the housing 10.
  • the ⁇ / 4 transmission line 400 includes a plurality of first to fourth ⁇ / 4 transmission lines 410, 420, 430, and 440, and surrounds the dielectric resonator 301 and the outside of the cavity 1. It is formed along.
  • the input terminal 100 to which a high frequency signal is input is formed at one side of the ⁇ / 4 transmission line 410, and the output terminal 200 at which the high frequency signal is output corresponds to the input terminal 100. 4 is formed on the other side of the transmission line 440.
  • FIG. 13A is a plan view of a structure of a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 13B is a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • Perspective view is a plan view of a structure of a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • a bandpass filter using a dielectric resonator and an NRN stub according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13A and 13B.
  • the band pass filter including the dielectric resonator 300 and the NRN stub 500 of the present invention when compared with the configuration of the circuit diagram of the band stop filter shown in Figure 3 of the prior art, dielectric resonator 300 ) And the ⁇ / 4 transmission line 400 are common components, and the band blocking filter using the dielectric resonator shown in FIG. 3 includes the resonator circuit 30 of the dielectric resonator and the ⁇ / 4 transmission line 40. And an inductance 45 as a coupling means between the resonator circuit 30 and the ⁇ / 4 transmission line 40.
  • the bandpass filter according to the present invention includes an NRN stub as shown in FIGS. 11 and 13A.
  • the coupling means 45 shown in FIG. 3 is a coupling means formed between the resonator circuit 30 and the ⁇ / 4 transmission line 40, in contrast to that shown in FIG. 13A.
  • a coupling means Tub 600, dielectric resonators 300 and NRN different from the coupling means is formed between the stub 500 and that is different yeoksido operation principle.
  • the NRN stub 500 of the bandpass filter a plurality of NRN stubs 510, 520, and 530 are formed outwardly along the transmission line in TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes, respectively.
  • the NRN stub 500 according to the present invention is preferably formed of an inductive NRN stub 500 operating as an inductor.
  • the coupling stub 600 of the dielectric resonator 300 of the bandpass filter according to the present invention is formed to correspond to each of the NRN stubs (510. 520, 530) for each mode of the dielectric resonator (300). do. That is, the coupling stub 610 for the TE01 ⁇ x mode, the coupling stub 620 for the TE01 ⁇ y mode, and the coupling stub 630 for the TE01 ⁇ z mode are formed, respectively.
  • the input terminal 100 to which a high frequency signal is input is connected to one side of the first ⁇ / 4 transmission line 410, and the other of the first ⁇ / 4 transmission line 410.
  • One side of the second ⁇ / 4 transmission line 420 is connected to the side and vertically crosses an intersection point between the first ⁇ / 4 transmission line 410 and the second ⁇ / 4 transmission line 420.
  • the NRN stub 510 of the TE01 ⁇ x mode and the coupling stub 610 of the TE01 ⁇ x mode are connected in opposite directions.
  • the other side of the second ⁇ / 4 transmission line 420 is connected to one side of the third ⁇ / 4 transmission line 430, and the second ⁇ / 4 transmission line 420 is connected to the third ⁇ / 4.
  • the NRN stub 520 of the TE01 ⁇ y mode and the coupling stub 620 of the TE01 ⁇ y mode are connected in opposite directions so as to vertically intersect the intersection where the transmission line 430 is connected.
  • the other side of the third ⁇ / 4 transmission line 430 is connected to one side of the fourth ⁇ / 4 transmission line 440, and the third ⁇ / 4 transmission line 430 is connected to the fourth ⁇ / 4.
  • the NRN stub 530 of the TE01 ⁇ z mode and the coupling stub 630 of the TE01 ⁇ z mode are connected in opposite directions such that the transmission line 440 crosses the intersection point perpendicularly, and the fourth? / 4 transmission line
  • the other side of the 440, the output terminal 200 is connected.
  • the dielectric resonator 300 constituting the bandpass filter according to another embodiment of the present invention is attached by the dielectric support 310 in the housing 10.
  • NRN stubs 510, 520, and 530 formed in the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes, respectively, are formed at short ends with short circuit lines.
  • the coupling stubs 610, 620, and 630 of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z formed in correspondence with the NRN stubs 510, 520, and 530 are formed in open ends.
  • the bandpass filter using the dielectric resonator and the NRN stub operates at the triple mode resonant frequencies of the input terminal 100, the output terminal 200, TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z.
  • a ⁇ / 4 transmission line 400 formed around the dielectric resonator 300 having a compensation block, a dielectric resonator 300 having the compensation block, and a ⁇ / 4 transmission line 400.
  • Non-resonating node (NRN) stubs 500 for obtaining the same number of transmission and reflection zeros as the number of modes of the dielectric resonator 300, and the coupling between the dielectric resonator 300 and the NRN stub 500.
  • a coupling stub 600 is connected to the ⁇ / 4 transmission line 400 as ring means and is formed around the dielectric resonator 300.
  • NRN stubs 510, 520, 530 are formed for the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes, respectively, and dielectric resonators of the triple mode resonant frequencies of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z formed corresponding to the NRN stubs 510, 520, 530 are formed.
  • Coupling stub 600 according to (300) is connected to the ⁇ / 4 transmission line 400, the coupling stub 610 for the TE01 ⁇ x mode of the triple mode dielectric resonator 300, and the TE01 ⁇ y mode for A coupling stub 620 and a coupling stub 630 for TE01? Z mode are formed respectively.
  • FIG. 14A is an enlarged view of an inductive NRN stub in a bandpass filter according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 13A.
  • the inductive NRN stub 500 connected to the ⁇ / 4 transmission line 400 has a structure shorted to the housing using a metal bolt.
  • the reactance value of the stub may be adjusted using the length l and the width w of the inductive NRN stub 500.
  • FIG. 14B illustrates a change in reactance value of an inductive NRN stub according to the length of the inductive NRN stub in the bandpass filter of FIG. 14A.
  • the inductance L decreases as the width w of the NRN stub 500 becomes wider and the length l becomes shorter.
  • the inductance value of the NRN stub increases, and accordingly, the reactance value that determines the value of the NRN stub 500 increases.
  • 15A is a detailed view of a coupling stub structure formed between an NRN stub and a TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y mode dielectric resonator.
  • the structures of the couplings are arranged so that the fields are in the same direction and the parasitic coupling generated between each mode and each coupling structure is minimized.
  • the coupling stub 610 of the TE01 ⁇ x mode and the coupling stub 620 of the TE01 ⁇ y mode have a structure arranged to be perpendicular to each other, parasitic coupling components that may occur between each mode and each coupling structure are minimized. Distortion of each mode signal can be reduced.
  • the length of the coupling stub 610 for the TE01 ⁇ x mode is variable in the z-axis direction.
  • the length of the coupling stub 620 for the TE01 ⁇ y mode is also varied in the z-axis direction.
  • the length is varied in the z-axis direction, which is vertically downward, while keeping the gap between the dielectric resonator and the horizontal.
  • 15B is a detailed view of the coupling structure between an NRN stub and a TE01 ⁇ z mode dielectric resonator.
  • the coupling structure 630 in the TE01 ⁇ z mode is also designed to be vertical to minimize the parasitic coupling structure with the TE01 ⁇ x and TE01 ⁇ y mode resonators.
  • the length of the coupling stub 630 for the TE01 ⁇ z mode is varied such that the length varies along the direction around the circumference of the resonator 300.
  • 15C is a simulation result of a coupling value according to the length of the coupling stub.
  • the longer the coupling stub 600 is, the larger the coupling value and the larger the coupling value, the farther the transmission zero and the reflection zero are.
  • the reflection zero is generated by an appropriate combination of the dielectric resonator 300 and the NRN stub 500 and the coupling stub 600 disposed between the dielectric resonator 300 and the NRN stub 500. Pass-band is formed.
  • the coupling value of the coupling stub 600 increases, it affects the suppression level to form a suppression band, that is, suppression by the transmission zero generated by the dielectric resonator 300 having the compensation block.
  • the bandwidth is consequently influenced by the coupling value of the coupling stub 600 so that the bandwidth is suppressed.
  • the length of the coupling stub 600 that is, the coupling stub 610 in the TE01 ⁇ x mode and the coupling stub 620 in the TE01 ⁇ y mode and the coupling stub 630 in the TE01 ⁇ z mode may be increased.
  • the interval between the reflection zeros becomes wider, thereby increasing the bandwidth.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating S-parameter characteristics of a bandpass filter according to FIG. 13A.
  • the bandpass filter using the dielectric resonator 300 and the NRN stub 500 is an NRN stub. Since not only the transmission zero but also the reflection zero exists by the 500, the length of the coupling stub 600 formed between the dielectric resonator 300 having the compensation block and the NRN stub 500 is varied so that the pass bandwidth is increased. It can be adjusted, and it can be seen that the level of suppression is improved.
  • the NRN stub 500 uses an inductive NRN stub using an inductor, or the capacitive NRN stub using a capacitor as the NRN stub 500, transmission is performed. Since the frequency of the zero point can be implemented at a lower frequency than the reflection zero frequency, the distance between the frequency of the transmission zero and the frequency of the reflection zero can be adjusted by adjusting the capacitance value of the NRN stub 500.
  • the NRN stub 500 when the inductance component is used by applying the NRN stub 500 as an inductor, since the frequency of the transmission zero can be realized at a higher frequency than the frequency of the reflection zero, the NRN stub By adjusting the inductance value of 500 can be adjusted the interval between the frequency of the transmission zero and the frequency of the reflection zero.
  • the transmission zero may be adjusted to be located at a frequency higher than the reflection zero using the NRN stub 500.
  • 17A is an equivalent circuit diagram of a bandpass filter designed using two dielectric resonators and an NRN stub according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17B is a plan view of a structure of a bandpass filter designed using two dielectric resonators and an NRN stub according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 17C is two dielectric resonators according to another embodiment of the present invention.
  • the bandpass filter according to another embodiment of the present invention, as in one embodiment and the other embodiments of the present invention, the housing 10, the cover 20, the dielectric resonator 300, The dielectric support 310 may be provided.
  • the housing 10 may be formed to have one side open while having the cavity 1 therein, and the cover 20 is coupled to one side of the housing 10 to the cavity. (1) can be sealed.
  • a band pass filter includes an input terminal 100, an output terminal 200, and a compensation block operating at a triple mode resonance frequency of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z.
  • a plurality of dielectric resonators 300 are formed and connected to the ⁇ / 4 transmission line 400 formed around the circumference of the dielectric resonator 300 arranged in plural and the ⁇ / 4 transmission line 400.
  • a non-resonating node (NRN) stub 500 for obtaining the same number of transmission and reflection zeros as the number of modes of the plurality of dielectric resonators 300, and the plurality of dielectric resonators 300.
  • a coupling tub 600 is connected to the ⁇ / 4 transmission line 400 as a coupling means with the NRN stub 500 and is formed around the dielectric resonator 300 to form a triple mode of TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z.
  • Near band operating at resonant frequency The characteristics can be improved and oppression.
  • the dielectric resonator 300 is disposed at the center of the cavity 1 provided in the housing 10.
  • the NRN stub 500 includes NRN stubs 510, 520, and 530 corresponding to the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z, that is, triple modes, in the dielectric resonator 300, and the NRN stubs 510, 520,
  • the coupling stub 600 according to the plurality of dielectric resonators 300 operating at the triple mode resonance frequencies TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z formed in correspondence with 530 is also formed of a plurality of? / 4 transmission lines 410.
  • coupling stubs 610 for a plurality of triple modes that is, TE01 ⁇ x mode, coupling stubs 620 for TE01 ⁇ y mode, and TE01 ⁇ z for each dielectric resonator 300 having the compensation block.
  • Coupling stubs 630 for each mode are formed in each.
  • the NRN stubs 510, 520, and 530 formed in the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z modes, respectively, have an end portion.
  • the coupling stubs 610, 620, and 630 of the TE01 ⁇ x, TE01 ⁇ y, and TE01 ⁇ z formed in correspondence with the NRN stubs 510, 520, and 530 are formed as open circuits.
  • FIG. 17D is a diagram illustrating S-parameter characteristics of the bandpass filter of FIG. 17B.
  • the NRN stub 500 By applying the NRN stub 500 to the two dielectric resonators 300, it exhibits improved characteristics than the existing bandpass filter and at the same time secures a stable structure and has excellent advantages in terms of size.
  • a guard band of 500 kHz is formed between the pass band and the adjacent band.
  • two dielectric resonators 300 are formed to form a high suppression level.
  • the structure of the NRN stub 500 coupled to each other that is, lowering from -19 dB to -39 dB to further improve the level value in order to secure a high rejection level. This can be ensured by the plurality of dielectric resonators 300 and the NRN stub 500 coupled thereto, as in the structure of another embodiment of the present invention, in order to prevent interference between two adjacent bands.
  • resonator circuit 40 ⁇ / 4 transmission line
  • first compensation block 352 second compensation block
  • first ⁇ / 4 transmission line 420 second ⁇ / 4 transmission line
  • the tri-mode dielectric resonator filter, a method for manufacturing the same, and a band pass filter using the dielectric resonator and the NRN stub according to the present invention the high frequency signal that can be utilized in a wireless communication device including a high frequency circuit such as a high frequency and millimeter wave constant frequency It can be used for both the resonator circuit and the filter circuit which can pass the band only, but can be miniaturized and lightened in order to block the frequency band.

Landscapes

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Abstract

본 발명에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 하우징의 캐비티에 위치하며 하우징의 길이방향과 수직으로 형성되는 유전체 공진기와, 유전체 공진기와 본딩공정을 통해 결합되고 하우징의 캐비티 내부에서 스크류 고정용 장착홀을 통과한 고정 스크류에 의해 장착 고정되어 유전체 공진기를 일정한 높이로 지지하는 유전체 지지대, 및 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 유전체 공진기가 삼중모드에서 동작하게 하는 복수 개의 보상블럭을 구비한다. 따라서, 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 삼중모드로 동작하는 공진기를 구현할 수 있는 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제공하며, 유전체 공진기와 NRN 스터브로 이루어진 대역통과 필터는, 기존의 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터에 비하여 향상된 삽입손실과 안정된 구조를 확보하는 동시에, 기존의 삼중모드 유전체 공진기로만 이루어진 대역통과필터 및 대역저지필터에 비하여 사이즈를 최소 30% 이상 줄일 수 있으며, 향상된 고억압 특성을 갖는 효과가 있다.

Description

삼중모드 유전체 공진기 필터와 그 제조방법 및 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터
본 발명은 삼중모드 유전체 공진기 필터와 그 제조방법 및 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드로 동작하는 유전체 공진기를 구현할 수 있는 삼중모드 유전체 공진기 필터와 그 제조방법 및 유전체 공진기과 NRN 스터브 사이에 커플링 스터브를 갖는 대역통과필터에 관한 것이다.
최근 들어 통신서비스가 진화함에 따른 빠른 데이터의 전송속도와 시스템의 대역폭을 증가시켜함은 물론 수신감도의 향상과 더불어 타 통신시스템의 반송파(Carrier)에 의한 장해(Interference)를 최소화할 필요가 있으며, 이를 위해서는 저손실(Low Insertion Loss)이며, 고억압(High Rejection) 특성을 나타내는 필터가 필수적이다.
이러한 상황에서 유전체 공진기 필터는 저손실 및 고억압 특성 구현이 가능하여 이에 대한 수요가 나날이 증가하고 있는 추세에 있으나, 이와 같은 유전체 공진기 필터는 고성능의 구현이 가능하지만, 유전체 공진기의 특성상 크기가 크고, 무게가 무거운 단점이 있다.
또한 기지국( BTS : Base station Transceiver Subsystem)시스템에서의 급전케이블(Feeder Cable)에 의한 송신전력의 손실 및 수신감도 저하를 방지하기 위해서는 무선유닛(Radio Frequency Unit)을 상기 기지국 시스템의 안테나와 직접 연결하여 설치하고 있으며, 또한 기지국 시스템의 타워 상부에 설치되고 있기 때문에 무선유닛의 소형화 및 경량화가 필수적인 요건으로 작용하고 있기 때문에 무게 및 크기면에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 유전체 공진기를 이용한 필터에 대한 소형화 및 경량화는 필수적이며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이와 같은 유전체 공진기 필터의 소형화 및 경량화는 단일의 유전체 공진기를 이용하여 다수의 공진모드를 형성할 수 있는 다중모드 유전체 공진기 필터에 의하여 달성할 수 있으며, 상기와 같은 단일의 유전체 공진기를 이용하여 구현된 다수의 공진모드로 동작하는 다중모드 유전체 공진기 필터는, 종래의 단일 공진기에 갖는 단일 공진모드로 동작하는 싱글모드 필터와는 다르게, 하나의 단일 유전체 공진기에 의하여 다중의 공진모드를 형성할 수 있기 때문에 싱글모드 필터에 비하여 크기가 소형화 및 경량화가 가능하며 고성능을 발휘할 수 있기 때문에 고성능이 가능한 다중모드 유전체 공진기 필터에 대한 관심이 점차적으로 증가하고 있는 추세이다.
그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 다중모드 유전체 공진기 필터에서의 단일 공진기 내에 공진모드가 복수 개로 존재하기 때문에 공진 모드 간에 간섭이 있을 수밖에 없으며, 공진기 필터의 특성상 공진모드 사이에서의 간섭을 방지하기 위하여 양산성 측면에서 최대로 구현 가능한 다중모드 필터는 공진 모드의 수가 최대 3개인 TE01δx, TE01δy, TE01δz가 존재하는 삼중모드 유전체 공진기 필터로서, 중심주파수 및 결합 계수 등의 특성을 조절하기 위한 튜닝이 필수적이다.
일반적으로, 이러한 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 내부에 장착되는 유전체 공진기는 구형(sphere), 정육면체, 및 실린더 형태로 제작이 가능하며, 대부분의 TE01δ 단일모드를 포함한 유전체 공진기는 동축케이블의 캐비티 내부에서 플로팅(floating) 되어야 특성구현이 가능하므로 상대적으로 유전체 상수가 낮은 알루미나(Alumina)재질의 유전체 지지대(suppoter) 상에 안착될 수 있다.
여기서, 알루미나 재질의 유전체 지지대와 유전체 공진기는 먼저 본딩(에폭시)에 의하여 결합된 후에, 후술하는 도면에 도시된 바와 같이 고정스크류에 의하여 공진기 필터를 구성하는 하우징에 장착될 수 있다.
이때, 종래기술에 따른 유전체 지지대와 유전체 공진기는 중앙에는 각각 고정 스크류를 장착하기 위한 장착용 홀이 형성되는데, 단일모드와 달리 삼중모드에서 동작하는 유전체 공진기의 경우에 고정 스크류 장착용 홀을 중앙에 형성하면 TE01δx모드, TE01δy모드 및 TE01δz모드의 공진주파수가 분리되어 유전체 공진기 필터를 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래기술에 따른 유전체 공진기 필터는, 알루미나 재질의 유전체 지지대를 먼저 하우징에 장착한 이후에 고정 스크류 장착용 홀이 없이 삼중모드에서 동작하는 유전체 공진기를 상기 유전체 지지대 상에 본딩처리하고 열경화과정을 거쳐 유전체 지지대와 유전체 공진기를 결합하였으나, 이와 같은 열경화과정을 수행할 경우에 공진기 필터를 구성하는 하우징의 도금부위가 변색되거나 도장면이 파괴되는 문제로 인해 원하는 온도까지 열을 가할 수 없기 때문에 강성이 낮은 저온 경화본드를 사용할 수밖에 없기 때문에 결과적으로 외부진동이나 충격에 약한 문제점이 있었다.
도 1은 종래기술에 따른 TE01δ만을 갖는 단일 모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중 모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 도 1의 단일 모드 유전체 공진기 필터는 알루미나 재질의 유전체 지지대(4)와 단일 모드에서 동작하는 유전체 공진기(3)의 중앙에 고정 스크류(2)를 장착을 위한 스크류 홀(3-1)이 형성되어 있다.
이와 같은, 단일 모드 유전체 공진기 필터는, 상술한 바와 같이, 먼저 에폭시 본드를 유전체 공진기와 유전체 지지대의 결합면에 도포를 하고 결합시킨 후 일정온도에서 에폭시 본드의 경화를 위한 열처리를 진행시키고, 이후에 유전체 지지대가 부착된 유전체 공진기를 고정 스크류 장착용 홀을 통해 공진기 필터를 구성하는 하우징에 고정 스크류로 결합함으로써 안정적으로 장착하였다.
도 2의 삼중 모드 유전체 공진기 필터는, 상술한 바와 같이, 유전체 공진기(3) 중앙에 고정 스크류 장착용 홀이 없기 때문에, 먼저, 알루미나 재질의 유전체 지지대(4)를 하우징에 고정 스크류(2)로 장착시킨 후 유전체 공진기와 유전체 지지대의 결합면에 본드를 도포하고 열경화를 위한 열처리과정을 진행시킬 수 있다.
종래기술에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 이러한 열처리 공정에서 은이나 구리가 도금된 하우징의 변색 및 도색된 하우징의 표면 결함방지를 위해 저온에서 경화되는 본드를 사용할 수밖에 없으며, 단일모드에서 사용되는 고온 경화본드에 비해 낮은 강성을 가지기 때문에 외부진동이나 충격시 고중량의 유전체 공진기가 분리될 가능성이 있어 안정적인 결합구조를 구현하는데 어려움이 있는 문제점이 있다.
따라서, 유전체 공진기 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드 공진기를 구현할 수 있는 삼중모드 유전체 공진기 필터에 관한 현실적이며 적용이 가능한 기술이 절실한 실정이다.
한편, 도 3은 종래의 기술인 삼중모드 유전체 공진기를 이용한 대역저지필터(BRF : Band Rejection Filter)의 등가회로도이다. 도시된 바와 같이. 삼중모드 유전체 공진기를 이용한 대역저지필터는 유전체 공진기의 공진기회로(30)와, λ/4 전송선로(40) 및 상기 공진기회로(30)와 λ/4 전송선로(40) 사이의 커플링 수단인 인덕턴스(45)가 포함되며, 유전체 공진기와 인접되는 공진기간의 커플링 부재는 필요하지 않기 때문에 각 모드를 독립적으로 구현할 수 있는 장점과, 유전체 공진기를 이용하여 전송영점(Transmission Zero)의 위치를 조절할 수 있는 장점이 있다.
여기서, 전송영점이란 신호가 전송되지 않는 영점 주파수, 즉 신호의 전송량이 0이 되는 복소 주파수 평면상의 점을 의미하며. 이때 신호의 감쇄량이 무한대가 되므로 일명‘감쇠극’이라고도 한다.
도 4는 상기 도 3의 대역저지필터에 대한 S-parameter 특성을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 제 1 전송영점 내지 제 3 전송영점에 의하여 억압밴드가 형성되고, 억압밴드는 감쇄량이 약 -14dB인 지점으로서 약 7MHz이며, 이와 같이 대역저지필터의 경우는 전송영점만이 조절이 가능하며, 상기와 같은 전송영점의 개수는 공진기 개수에 따라 결정이 되며, 반사영점(Reflection Zero)이 존재하지 않는 단점이 있다. 즉, 공진기의 개수에 따른 전송영점에 의하여 대역저지필터의 억압밴드 대역폭이 결정된다는 단점이 있다.
한편, 삼중모드 유전체 공진기를 이용하여 대역통과필터(BPF : Band Pass Filter)를 구현하는 경우에는, 최적의 특성을 얻기 위해서는 S-parameter 특성도에서 전송영점과 반사영점이 동일한 개수가 형성되어야 하나, 유전체 공진기의 개수에 따른 전송영점의 수는 공진기의 수의 대략 절반 값이 되기 때문에, 따라서, 원하는 전송영점을 얻기 위한 고억압의 특성을 얻기 위해서는 유전체 공진기 개수가 증가할 뿐만 아니라 공진기간의 커플링을 구현하기 위한 추가적인 커플링 수단이 필요로 하기 때문에 구현하는 데에 한계가 있다는 단점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 공진기 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN(Non-resonating node)을 이용한 대역통과필터(BPF : Band Pass Filter) 구현 방법이 도입되어 사용되고 있으나, 구체적인 구현방법에 대한 한계점으로 인하여 폭넓게 이용하지 않고 있기 때문에 NRN을 이용한 구현방법에 대한 연구가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드로 동작하는 공진기를 구현할 수 있는 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 유전체 공진기와 NRN 스터브로 이루어진 대역통과필터에 의하여, 유전체 공진기의 높이 및 보상블럭의 수평 길이를 조절하여 삼중모드에서 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있는 대역통과필터를 제공하고자 한다.
아울러, 유전체 공진기와 NRN 스터브로 이루어진 대역통과필터에 의하여, 기존의 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터에 비하여 향상된 삽입손실과 안정된 구조를 확보하는 동시에 또한, 기존의 삼중모드 유전체 공진기를 이용한 대역통과필터나 대역저지필터에 비하여 보다 향상된 고억압 특성을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방된 하우징과; 상기 하우징의 일측에 결합되어 상기 캐비티를 폐쇄시키는 커버와; 중앙에 스크류용 장착홀을 구비하고 상기 하우징의 캐비티에 위치하며 상기 하우징의 길이방향과 수직으로 형성되는 유전체 공진기와; 상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되고 상기 하우징의 캐비티 내부에서 상기 스크류용 장착홀을 통과한 고정 스크류에 의해 장착 고정되어 상기 유전체 공진기를 일정한 높이로 지지하는 유전체 지지대; 및 상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 상기 유전체 공진기가 삼중모드에서 동작하게 하는 복수 개의 보상블럭;을 구비할 수 있다.
상기 유전체 공진기를 삼중모드에서 동작하게 하는 복수 개의 보상블럭은, 상기 유전체 공진기의 수평 단면이 대칭형상을 가지도록 서로 쌍을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 보상블럭은, 상기 유전체 공진기의 측면에서 서로 인접하는 보상블럭 사이가 단면이 원호를 가지는 곡면으로 완만하게 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이보다 상대적으로 클 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 높은 주파수에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이보다 상대적으로 작을 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 낮은 주파수에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이와 동일할 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수와 TE01δz 모드의 공진주파수가 유사한 주파수에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되는 유전체 지지대는 에폭시 재질의 본딩물질로 결합할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터 제조방법은, TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중모드에서 동작하는 유전체 재질의 유전체 공진기의 중앙에 스크류 고정용 장착홀을 구비하고, 상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 보상블럭이 돌출되게 형성하는 제 1 단계; 상기 유전체 공진기를 지지하는 알루미나 재질의 유전체 지지대를 에폭시 본딩공정을 통해 본딩결합하고 열처리공정을 통해 열경화과정을 수행하는 제 2 단계; 및 상기 유전체 공진기가 열경화과정으로 결합된 유전체 지지대를 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 하우징의 내부에서 상기 스크류 고정용 장착홀을 통해 삽입되는 스크류를 이용하여 상기 하우징에 고정시키는 제 3 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터의 제조방법은, 상기 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터는, 하우징과 커버와, 상기 하우징은, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성되며, 상기 커버는, 상기 하우징의 상부 일측에 결합되어 상기 캐비티를 밀폐시키며; 상기 하우징의 내부의 캐비티 중심부에 형성되어 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 유전체 공진기와; 상기 유전체 공진기를 지지하는 유전체 지지대와; 상기 유전체 공진기를 둘러싸며 캐비티의 외측을 따라 형성되는 λ/4 전송선로와; 상기 λ/4 전송선로에 연결되며 상기 유전체 공진기 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN(Non-resonating node) 스터브와; 상기 λ/4 전송선로에 연결되어 상기 유전체 공진기의 둘레 주위에 형성되며 상기 유전체 공진기와 상기 NRN 스터브를 상호 커플링하는 커플링 스터브를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터는, 하우징과 커버와, 상기 하우징은, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성되며, 상기 커버는, 상기 하우징의 상부 일측에 결합되어 상기 캐비티를 밀폐시키며; 상기 하우징의 내부의 캐비티 중심부에 형성되어 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 보상블럭을 갖는 유전체 공진기와; 상기 보상블럭을 갖는 유전체 공진기를 지지하는 유전체 지지대와; 상기 보상블럭을 갖는 유전체 공진기를 둘러싸며 캐비티의 외측을 따라 형성되는 λ/4 전송선로와; 상기 λ/4 전송선로에 연결되며 상기 유전체 공진기 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN(Non-resonating node) 스터브와; 상기 λ/4 전송선로에 연결되어 상기 유전체 공진기의 둘레 주위에 형성되며 상기 유전체 공진기와 상기 NRN 스터브를 상호 커플링하는 커플링 스터브를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 유전체 공진기는, 중앙부에 스크류용 장착홀을 구비하고 상기 하우징의 캐비티 중심부에 위치하며 상기 하우징의 길이방향과 수직으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 NRN 스터브는, 복수 개인 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 NRN 스터브로서 상기 전송선로를 따라 외측으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 NRN 스터브는, 인덕터로서 동작하는 인덕티브 NRN 스터브이며, 상기 인덕티브 NRN 스터브의 길이와 폭을 이용하여 스터브의 리액턴스 값 또는 인덕턴스값이 조절될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각으로 형성되는 NRN 스터브는 각 끝단이 단락선로로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 커플링 스터브는, 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드로 동작하는 유전체 공진기와, TE01δx, TE01δy, TE01δz 각 모드 각각으로 형성되는 NRN 스터브 각각에 대응되도록 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각의 커플링 스터브가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 유전체 공진기와 상기 NRN 스터브 사이에 배치되는 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 커플링 스터브의 길이를 증가시켜서 반사영점의 간격을 넓게함으로쎠 통과대역이 넓게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각 모드에 대한 복수 개의 NRN 스터브와 대응되어 형성되는 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각각의 커플링 스터브는 끝단이 개방선로로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각각의 커플링 스터브는, 필드의 방향이 같고 각 모드와 각 커플링 구조 사이의 발생되는 기생 커플링을 최소화하기 위하여 커플링의 구조는 수직이 되도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, TE01δx 모드의 커플링 스터브와 TE01δy모드의 커플링 스터브는 상호 수직이 되도록 배치되며, TE01δz 모드의 커플링 스터브는, TE01δx, TE01δy 모드 공진기와의 기생 커플링 구조를 최소화하기 위하여 TE01δx 모드에 대한 커플링 스터브와 TE01δy모드에 대한 커플링 스터브와 상호 수직이 되도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, TE01δx 모드에 대한 커플링 스터브와 TE01δy모드에 대한 커플링 스터브의 길이는 z축 방향으로 가변되며, TE01δz 모드의 커플링 스터브 길이는 유전체 공진기의 원주 둘레의 방향을 따라 변화되도록 가변될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터는, 하우징과 커버와, 상기 하우징은, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성되며, 상기 커버는, 상기 하우징의 상부 일측에 결합되어 상기 캐비티를 밀폐시키며; 상기 하우징의 내부의 캐비티 중심부에 형성되어 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 유전체 공진기와; 상기 유전체 공진기는 복수 개로 형성되며, 각각은 보상블럭을 갖도록 형성되고, 상기 보상블럭을 갖는 유전체 공진기를 지지하는 유전체 지지대와; 상기 복수 개의 보상블럭을 갖는 유전체 공진기를 둘러싸며 캐비티의 외측을 따라 형성되는 λ/4 전송선로와; 상기 λ/4 전송선로에 연결되며 상기 복수 개의 보상블럭을 갖는 유전체 공진기 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN(Non-resonating node) 스터브와; 상기 λ/4 전송선로에 연결되어 상기 유전체 공진기의 둘레 주위에 형성되며 상기 유전체 공진기와 상기 NRN 스터브를 상호 커플링하는 커플링 스터브를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드로 동작하는 공진기를 구현할 수 있는 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 유전체 공진기와 NRN 스터브로 이루어진 대역통과 필터는, 기존의 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터에 비하여 향상된 삽입손실과 안정된 구조를 확보하는 동시에, 또한 기존의 삼중모드 유전체 공진기로만 이루어진 대역통과필터 및 대역저지필터에 비하여 사이즈를 최소 30% 이상 줄일 수 있으며, 향상된 고억압 특성을 갖는 효과가 있다.
아울러, 본 발명의 유전체 공진기와 NRN 스터브로 이루어진 대역통과필터는, 보상블럭을 갖는 유전체 공진기의 높이 및 보상블럭의 수평 길이를 조절하여 삼중모드에서 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 TE01δ 모드만을 갖는 단일모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 기술인 삼중모드 유전체 공진기를 이용한 대역저지필터(BRF : Band Rejection Filter)의 등가 회로도이다.
도 4는 도 3에 따른 대역저지필터에 대한 S-parameter 특성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 유전체 공진기와 유전체 지지대를 개략적으로 나타내기 위한 도면이다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 유전체 공진기의 보상블럭의 직경과 보상블럭의 높이에 따른 상관관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 9 및 도 10은 종래기술과 본 발명의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중모드 유전체 공진기 필터를 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 구조에 대한 등가 회로도이다.
도 12a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 평면도이다.
도 12b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 사시도이다.
도 13a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 평면도이다.
도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 사시도이다.
도 14a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인덕티브 NRN 스터브의 상세구조를 나타낸 도면이다.
도 14b는 도 14a에 따른 인덕티브 NRN 스터브의 길이에 따른 인덕티브 NRN 스터브의 리액턴스값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 15a는 NRN 스터브와 TE01δx, TE01δy 모드 유전체 공진기 사이의 커플링 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 15b는 NRN 스터브와 TE01δz 모드 유전체 공진기 사이의 커플링 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 15c는 커플링 스터브의 길이에 따른 커플링 값의 시뮬레이션 결과이다.
도 16은 도 13a에 따른 대역통과필터의 구조에 대한 S-parameter 특성을 나타낸 도면이다.
도 17a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 두 개의 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용하여 설계된 대역통과필터의 등가 회로도이다.
도 17b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 두 개의 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용하여 설계된 대역통과필터의 평면도이다.
도 17c는 본 발명의 또 다른 실시예 따른 두 개의 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용하여 설계된 대역통과필터의 사시도이다.
도 17d는 도 17c에 따른 대역통과필터의 S-parameter 특성을 나타낸 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
본 발명은, TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 삼중모드 유전체 공진기 필터와 그 제조방법 및 유전체 공진기와 NRN 스터브로 이루어진 대역통과필터에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 최선의 실시예 형태에 대하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 최선의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중모드 유전체 공진기 필터의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 최선의 실시예인 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 유전체 공진기와 유전체 지지대를 개략적으로 나타내기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드의 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 하우징(10), 커버(20), 유전체 공진기(300), 유전체 지지대(310), 및 보상블럭(350)을 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 하우징(10)은, 캐비티(1)를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성될 수 있으며, 상기 커버(20)는, 상기 하우징(10)의 일측에 결합되어 상기 캐비티(1)를 밀폐시킬 수 있다.
상기 유전체 공진기(300)는, 중앙에 스크류 고정용 장착홀(101)을 구비하고 상기 하우징(10)의 캐비티(1)에 위치하며 상기 하우징(10)의 길이방향과 수직으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 유전체 지지대(310)는, 상기 유전체 공진기(300)와 열경화 방식의 본딩 공정을 통해 결합되고, 상기 하우징(10)의 캐비티(1) 내부에서 상기 스크류 고정용 장착홀(101)을 통과한 고정 스크류(2)에 의해 장착 고정되어 상기 유전체 공진기(300)를 일정한 높이로 지지할 수 있다.
여기서, 상기 유전체 공진기(300)와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되는 유전체 지지대(310)는 에폭시 재질의 본딩 물질로 결합할 수 있어 안정적인 결합상태를 유지할 수 있다.
상기 복수 개의 보상블럭(350)은, 상기 유전체 공진기(300) 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 상기 유전체 공진기(300)가 삼중모드에서 동작하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 복수 개의 보상블럭(350)에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 유전체 공진기(300)를 삼중모드에서 동작하게 하는 복수 개의 보상블럭(350)은, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 유전체 공진기(300)의 수평 단면이 대칭형상을 가지도록 서로 쌍을 이루도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 보상블럭(350)은, 상기 유전체 공진기(300)의 측면에서 서로 인접하는 보상블럭(350) 사이가 단면이 원호를 가지는 곡면으로 완만하게 연결될 수 있다.
즉, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 상기 복수 개의 보상블럭(350)은 제 1 내지 제 4의 보상블럭(351, 352, 353, 354)이 인접하여 일정한 간격을 유지하며 형성될 수 있는데, 이 경우에, 제 1 보상블럭(351)과 제 2 보상블럭(352), 제 2 보상블럭(352)과 제 3 보상블럭(353), 제 3 보상블럭(353)과 제 4 보상블럭(354), 및 제 4 보상블럭(354)과 제 1 보상블럭(351)이 인접하게 형성되는 경우에 각각 단면이 원호를 갖는 만곡된 곡면으로 연결될 수 있다.
또한, 제 1 보상블럭(351)과 제 3 보상블럭(353), 및 제 2 보상블럭(352)과 제 4 보상블럭(354)이 서로 마주하게 위치하고 서로 대칭으로 동일한 형태로 형성되는 것을 알 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드에서 동작하는 유전체 공진기 필터를 구성하는 유전체 공진기(300)의 단면형태를 보았을 때 전체적으로 중앙에 스크류 고정용 장착홀(101)을 구비한 십자 형상과 유사하게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 상기 유전체 공진기(300)가 삼중모드에서 동작하기 위하여 상기 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이를 조절할 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기술적인 특성 및 그에 따른 기대효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 유전체 공진기의 보상블럭의 직경과 보상블럭의 높이에 따른 상관관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 상기 도 5 및 도 6에서 상술한 유전체 공진기(300)의 높이(DR_height), 및 상기 유전체 공진기(300)의 수평 단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이의 길이(Compensation block_diameter)를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있다.
이때, 도면에 도시된 참조부호 DR_diameter(직경)는 보상블럭이 형성되지 않은 상태에서 종래기술에 따른 유전체 공진기의 수평 단면 직경을 나타내는 길이이며, 본 발명의 실시예에 따른 유전체 공진기의 전체 크기를 줄이기 위해 필요에 따라 조절될 수 있다.
한편, 도 7의 (c)를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터를 상세하게 설명해보면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에서, 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이의 길이보다 상대적으로 클 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 높은 주파수에 위치하는 것을 알 수 있다.
즉, 다시 말해, 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이보다 상대적으로 작을 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 낮은 주파수에 위치하는 것을 알 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이와 동일할 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy의 공진주파수와 TE01δz 모드의 공진주파수가 유사한 주파수에 위치할 수 있다.
이와 같은, 유전체 공진기의 높이와 보상블럭 사이의 길이 관계를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터는, 최적화 상태로 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터의 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제조하는 방법은, 앞서 상술한 보상블럭(350)을 돌출되게 하여 유전체 공진기(300)를 형성하는 제 1 단계(S100), 유전체 공진기(300)와 유전체 지지대(310)를 결합하는 제 2 단계(S200), 및 유전체 지지대(310)를 스크류(2)를 이용하여 하우징에 고정시키는 제 3 단계(S300)를 포함할 수 있다.
이와 같은 유전체 공진기 필터 제조방법으로 인해, 종래기술에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터가 갖는 문제점을 극복할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 제 1 단계(S100)는, TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드에서 동작하는 유전체 재질의 유전체 공진기(300)의 중앙에 스크류 고정용 장착홀(101)을 구비하고, 상기 유전체 공진기(300) 측면에 일정한 간격으로 보상블럭(350)이 돌출되게 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 2 단계(S200)는, 상기 유전체 공진기(300)를 지지하는 알루미나 재질의 유전체 지지대(310)를 에폭시 본딩 공정을 통해 본딩 결합하고 열처리공정을 통해 열경화 과정을 수행할 수 있으며, 이로 인해 종래기술에 비해 높은 온도에서 열처리 공정을 수행할 수 있어 경화과정에서 효과를 높일 수 있다.
또한, 상기 제 3 단계(S300)는, 상기 유전체 공진기(300)가 열경화 과정으로 결합된 유전체 지지대(310)를 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 하우징(10)의 내부에서 상기 스크류 고정용 장착홀(101)을 통해 삽입되는 스크류(2)를 이용하여 상기 하우징(10)에 고정시킬 수 있다.
이로 인해, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드의 유전체 공진기 필터 제조방법은, 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정할 수 있다.
도 9 및 도 10은 종래기술과 본 발명의 실시예에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz 의 삼중모드 유전체 공진기 필터를 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하여 먼저, 종래기술에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터를 설명하면 다음과 같다.
도 9의 (a)는 보상블럭이 없는 기존 종래기술에 따른 실린더 형상의 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 유전체 공진기 필터 중앙에 스크류 장착을 위한 홀이 구현된 형상을 나타내고 있다.
또한, 도 9의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, TE01δx, TE01δy 두 모드의 E-필드가 중앙 스크류 홀을 통과하여 회전하는 것을 볼 수 있다.
즉, E-필드가 세라믹 재질의 유전체가 아닌 에어(공기 : 유전상수 1)로 채워지는 스크류 홀을 통과함에 따라 공진주파수는 상향 이동할 수 있다.
여기서, 도 9의 (d)에서 TE01δz 모드의 E-필드는 스크류홀 주변에 거의 분포하지 않으며, 따라서, 이와 같은 경우에 공진주파수는 스크류 홀 영향을 적게 받아 기존 공진주파수를 그대로 유지할 수 있다.
결과적으로, 도 9의 (e)는 종래기술에 따른 해석결과를 나타내고 있으며, TE01δx, TE01δy인 Mode2, Mode3의 공진주파수가 Mode1인 TE01δz모드 보다 140MHz 정도 상향이동된 것을 알 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 삼중모드 유전체 공진기 필터에서 각각의 축(x,y,z)를 중심으로 회전하는 공진모드별 E-필드의 분포를 나타내고 있다.
도 10의 (a)는 본 발명에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터의 구조를 나타낸 것이다.
도 10의 (b)에서 Mode 1은 TE01δx로서 도 8의 (b) 측면도를 통해 E-필드가 x축을 중심으로 회전함을 알 수 있고, Mode 2는 TE01δy 모드로서 도 10의 (c)인 측면도를 통해 E-필드가 y축을 중심으로 회전함을 알 수 있다. 마지막으로 Mode 3은 TE01δz 모드로서 도 10의 (d) 상면도를 통해 E-필드가 z축을 중심으로 회전함을 알 수 있다.
결과적으로, 도 10의 (e)는 본 발명의 실시예에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터에 대한 시물레이션 결과로서 본 발명에 따른 보상블럭(350)을 이용함으로써 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드에서 모두 유사한 공진주파수를 갖는 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은, 필터를 구성하는 하우징의 내부에 내장되는 유전체 공진기에 보상블럭을 형성하여 유전체 공진기 중앙에 스크류 고정용 장착홀을 구현하면서 동시에 삼중모드로 동작하는 공진기를 구현할 수 있는 삼중모드 유전체 공진기 필터를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 유전체 공진기의 높이, 및 유전체 공진기의 수평 단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정하는 효과가 있다.
본 발명의 다양한 실시를 위한 형태로써, 본 발명에 따른 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 유전체 공진기와 NRN 스터브로 이루어진 대역통과필터에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 발명의 실시를 위한 형태들을 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명에 따른 일 실시를 위한 형태로서, 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 구조에 대한 등가 회로도이고, 도 12a는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 평면도이며, 도 12b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 사시도이다.
본 발명에 따른 대역통과필터는, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(10), 커버(20), 캐비티(1), 고정스크류(2), 스크류 고정용 장착홀(101), 및 유전체 지지대(310)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 하우징(10)은, 캐비티(1)를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성될 수 있으며, 상기 커버(20)는, 상기 하우징(10)의 일측에 결합되어 상기 캐비티(1)를 밀폐시킬 수 있다.
도 12a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시의 형태에 따른 대역통과필터는, 입력단자(100), 출력단자(200), 및 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 원통형의 유전체 공진기(301)와, 상기 유전체 공진기(301) 둘레에 형성되는 λ/4 전송선로(400)와, 상기 λ/4 전송선로(400)에 연결되며 상기 유전체 공진기(301) 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN(Non-resonating node) 스터브(500)와, 상기 λ/4 전송선로(400)에 연결되고 상기 유전체 공진기(301)의 주위에 형성되어 상기 유전체 공진기(301)와 상기 NRN 스터브(500)를 상호 커플링 결합하는 커플링 수단으로서의 커플링 스터브(600)가 형성되어 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작한다.
상기 단일의 유전체 공진기(301)는 하우징(10)의 내부에 구비되는 캐비티(1)의 중심부에 배치된다.
상기 λ/4 전송선로(400)는 복수 개로 제1 내지 제4 λ/4 전송선로(410, 420, 430, 440)로 이루어지며, 상기 유전체 공진기(301)를 둘러싸며 캐비티(1)의 외측을 따라 형성된다.
고주파 신호가 입력되는 상기 입력단자(100)는 상기 λ/4 전송선로(410)의 일측으로 형성되며, 고주파 신호가 출력되는 출력단자(200)는 상기 입력단자(100)와 대응되도록 상기 λ/4 전송선로(440)의 타측으로 형성된다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시의 형태에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과 필터의 구조의 평면도이고, 도 13b는 본 발명의 다른 실시의 형태예 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 사시도이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하여 본 발명의 다른 실시의 형태에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터에 대하여 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 유전체 공진기(300)와 NRN 스터브(500)로 이루어진 대역통과필터는, 종래의 기술인 도 3에 도시된 대역저지필터의 회로도의 구성과 비교해볼 때, 유전체 공진기(300)와 λ/4 전송선로(400)는 공통으로 구비되는 구성요소이며, 도 3에 도시된 유전체 공진기를 이용한 대역저지필터는 유전체 공진기의 공진기회로(30)와, λ/4 전송선로(40) 및 공진기회로(30)와 λ/4 전송선로(40) 사이의 커플링 수단으로서 인덕턴스(45)가 포함되며, 본 발명에 의한 대역통과필터는, 도 11 및 도 13a에 도시된 바와 같이 NRN 스터브(500)가 추가적으로 포함되며, 도 3에 도시된 커플링 수단(45)은 공진기회로(30)와 λ/4 전송선로(40) 사이에 형성되는 커플링 수단인데 비하여, 이와는 달리 도 13a에 도시된 본 발명에 의한 대역통과필터에 따르면, 커플링 수단인 커플링 스터브(600)는, 유전체 공진기(300)와 NRN 스터브(500) 사이에 형성되는 커플링 수단인 점에서 상이하며, 동작원리 역시도 상이하다.
보다 상세하게, 본 발명에 따른 대역통과필터의 NRN 스터브(500)는 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각으로 복수 개의 NRN 스터브(510, 520, 530)가 상기 전송선로를 따라 외측으로 형성된다. 또한, 본 발명에 따른 NRN 스터브(500)는 인덕터로서 동작하는 인덕티브 NRN 스터브(500)로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 대역통과필터의 상기 유전체 공진기(300)의 커플링 스터브(600)는, 상기 유전체 공진기(300)의 각 모드에 대한 NRN 스터브(510. 520, 530) 각각에 대응되도록 형성된다. 즉, TE01δx모드에 대한 커플링 스터브(610)와, TE01δy모드에 대한 커플링 스터브(620)와, TE01δz모드에 대한 커플링 스터브(630)가 각각 형성된다.
본 발명에 따른 대역통과필터는, 고주파 신호가 입력되는 입력단자(100)가 제1의 λ/4 전송선로(410)의 일측과 연결되고, 제1의 λ/4 전송선로(410)의 타측은 제2의 λ/4 전송선로(420)의 일측이 연결되며, 제1의 λ/4 전송선로(410)와 제2의 λ/4 전송선로(420)가 연결되는 교차지점에 수직으로 교차되게 TE01δx 모드의 NRN 스터브(510)와 TE01δx 모드의 커플링 스터브(610)가 상호 반대방향으로 연결된다.
상기 제2의 λ/4 전송선로(420)의 타측은 제3의 λ/4 전송선로(430)의 일측이 연결되며, 제2의 λ/4 전송선로(420)와 제3의 λ/4 전송선로(430)가 연결되는 교차지점에 수직으로 교차되게 TE01δy 모드의 NRN 스터브(520)와 TE01δy 모드의 커플링 스터브(620)가 상호 반대방향으로 연결된다.
상기 제3의 λ/4 전송선로(430)의 타측은 제4의 λ/4 전송선로(440)의 일측이 연결되며, 제3의 λ/4 전송선로(430)와 제4의 λ/4 전송선로(440)가 연결되는 교차지점에 수직으로 교차되게 TE01δz 모드의 NRN 스터브(530)와 TE01δz 모드의 커플링 스터브(630)가 상호 반대방향으로 연결되며, 상기 제4의 λ/4 전송선로(440)의 타측에는 출력단자(200)가 연결된다.
본 발명의 다른 실시의 형태에 따른 대역통과필터를 구성하는 유전체 공진기(300)는, 하우징(10) 내에서 유전체 지지대(310)에 의하여 부착된다.
상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각으로 형성되는 NRN 스터브(510, 520,530)는 끝단이 단락선로로 형성된다.
또한, 상기 NRN 스터브(510, 520,530)와 대응되어 형성되는 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각각의 커플링 스터브(610, 620, 630)는 끝단이 개방선로로 형성된다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시의 형태에 따른 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터는, 입력단자(100), 출력단자(200), TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 보상블럭을 구비한 유전체 공진기(300)와, 상기 보상블럭을 구비한 유전체 공진기(300) 둘레에 형성되는 λ/4 전송선로(400)와, 상기 λ/4 전송선로(400)에 연결되며 상기 유전체 공진기(300) 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN(Non-resonating node) 스터브(500)와, 상기 유전체 공진기(300)와 상기 NRN 스터브(500)와의 커플링 수단으로서 커플링 스터브(600)가 상기 λ/4 전송선로(400)에 연결되어 상기 유전체 공진기(300)의 주위에 형성된다.
즉, 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각에 대한 NRN 스터브(510, 520,530)가 형성되며, 상기 NRN 스터브(510, 520,530)와 대응되어 형성되는 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수의 유전체 공진기(300)에 따른 커플링 스터브(600)는, 상기 λ/4 전송선로(400)에 연결되어 상기 삼중모드 유전체 공진기(300)의 TE01δx모드에 대한 커플링 스터브(610)와, TE01δy모드에 대한 커플링 스터브(620)와, TE01δz모드에 대한 커플링 스터브(630)가 각각으로 형성된다.
도 14a는 도 13a에 도시된 본 발명의 다른 실시의 형태에 따른 대역통과필터에서 인덕티브 NRN 스터브에 대한 확대도이다.
도시된 바와 같이, λ/4 전송선로(400)에 연결되는 인덕티브 NRN 스터브(500)는 금속볼트를 이용하여 하우징에 단락(short)시킨 구조이다.
상기 인덕티브 NRN 스터브(500)의 길이(l)와 폭(w)을 이용하여 스터브의 리액턴스값을 조절할 수 있다.
도 14b는 도 14a에 따른 대역통과필터에서 인덕티브 NRN 스터브의 길이에 따른 인덕티브 NRN 스터브의 리액턴스값의 변화를 나타낸 도면이다.
즉, 인덕티브 NRN 스터브(500)의 폭(w)이 좁아지고, 길이(l)가 길어지면 즉 도면에서 상부측 방향쪽으로 존재하는 그래프와 같이, 인덕턴스(L)는 증가하고, 반면에, 인덕티브 NRN 스터브(500)의 폭(w)이 넓어지고, 길이(l)가 짧아지면 인덕턴스(L)은 감소한다.
도 14b에 도시된 바와 같이 즉, 스터브(500)의 길이(l)가 길어질수록 NRN 스터브의 인덕턴스 값은 커지게 되고 이에 따라 NRN 스터브(500)의 값을 결정하는 리액턴스값이 커지는 것을 알 수 있다.
도 15a는 NRN 스터브와 TE01δx, TE01δy모드 유전체 공진기 사이에 형성되는 커플링 스터브 구조에 대한 상세도이다.
도시된 바와 같이, 필드의 방향이 같고 각 모드와 각 커플링 구조 사이의 발생되는 기생 커플링을 최소화하기 위하여 커플링의 구조는 수직이 되도록 배열된다.
즉, TE01δx 모드의 커플링 스터브(610)와 TE01δy모드의 커플링 스터브(620)는 상호 수직이 되도록 배치되는 구조를 갖기 때문에 각 모드와 각 커플링 구조 사이에 발생할 수 있는 기생 커플링 성분이 최소화가 되어 각 모드 신호의 왜곡을 감소할 수 있다.
한편, TE01δx 모드에 대한 커플링 스터브(610)의 길이는 z축 방향으로 가변된다. 아울러, TE01δy모드에 대한 커플링 스터브(620)의 길이 역시도 z축 방향으로 가변된다.
즉, 유전체 공진기와 간격을 수평으로 유지한 채 수직 하방인 z축 방향으로 길이가 가변된다.
도 15b는 NRN 스터브와 TE01δz 모드 유전체 공진기 사이의 커플링 구조에 대한 상세도이다.
TE01δz 모드의 커플링 구조(630) 역시, TE01δx, TE01δy 모드 공진기와의 기생 커플링 구조를 최소화하기 위해 수직이 되도록 설계하였다.
도시된 바와 같이, TE01δz 모드에 대한 커플링 스터브(630)의 길이는 공진기(300)의 원주 둘레의 방향을 따라 길이가 변화되도록 가변된다.
도 15c는 커플링 스터브의 길이에 따른 커플링 값을 시뮬레이션한 결과이다.
도시된 바와 같이, 커플링 스터브(600)의 길이가 길어질수록 커플링 값이 커지고 커플링 값이 커짐에 따라 전송 영점과 반사영점이 멀어지는 것을 확인할 수 있다. 커플링 스터브의 길이를 조절함으로써 원하는 전송영점과 반사영점의 위치를 조절할 수 있다.
즉, 유전체 공진기(300)와 NRN 스터브(500), 그리고 유전체 공진기(300)와 NRN 스터브(500) 사이에 배치되는 커플링 스터브(600)의 적절한 조합에 의하여 반사영점이 발생되며, 반사영점에 의하여 통과대역(pass-band)이 형성된다.
또한, 커플링 스터브(600)의 커플링 값이 커지게 되면 억압레벨에 영향을 주게 되어 억압밴드를 형성하고, 즉, 보상블럭을 구비한 유전체 공진기(300)에 의하여 발생되는 전송영점에 의한 억압 대역폭은 결과적으로 커플링 스터브(600)의 커플링 값에 의하여 영향을 받아서 대역폭이 억압된다.
도 15c에 도시된 바와 같이, 상기 커플링 스터브(600) 즉, TE01δx 모드의 커플링 스터브(610)와 TE01δy모드의 커플링 스터브(620) 및 TE01δz 모드의 커플링 스터브(630)의 길이가 길어질수록 신호 커플링의 증가로 인하여 반사영점이 좌측으로 이동함으로써 반사영점의 간격이 보다 넓어지게 됨으로써 대역폭이 넓어짐을 알 수 있다,
도 16은 도 13a에 따른 대역통과 필터에 대한 S-parameter 특성을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 도 3에 도시된 종래기술에 따른 대역저지필터와는 달리, 본 발명의 다른 실시의 형태에 따른 유전체 공진기(300)와 NRN 스터브(500)를 이용한 대역통과 필터는, NRN 스터브(500)에 의하여 전송영점 뿐만 아니라, 반사영점도 존재하기 때문에 보상믈럭을 구비한 유전체 공진기(300)와 NRN 스터브(500) 사이에 형성되는 커플링 스터브(600)의 길이를 가변시켜서 통과 대역폭을 조절할 수 있으며, 억압의 레벨이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시의 형태에서는 상기 NRN 스터브(500)를 인덕터를 사용한 인덕티브 NRN 스터브를 적용한 구조이나, 상기 NRN 스터브(500)를 캐패시터를 사용한 캐패시티브 NRN 스터브를 이용하는 경우에는, 전송영점의 주파수를 반사영점 주파수에 비하여 낮은 주파수로 구현을 할 수 있기 때문에, NRN 스터브(500)의 커패시턴스 값을 조절하여 전송영점의 주파수와 반사영점의 주파수 사이의 간격을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시의 형태와 같이, NRN 스터브(500)를 인덕터로 적용하여 인덕턴스 성분을 사용하게 되면 전송영점의 주파수를 반사영점의 주파수에 비하여 보다 높은 주파수로 구현 가능하기 때문에, NRN 스터브(500)의 인덕턴스 값을 조절하여 전송영점의 주파수와 반사영점의 주파수 사이의 간격을 조절할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 NRN 스터브(500)를 이용하여 전송영점을 반사영점보다 높은 주파수에 위치되도록 조절할 수 있다.
도 17a는 본 발명의 또 다른 실시의 형태에 따른 두 개의 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용하여 설계된 대역통과필터의 등가 회로도이다.
즉, 근접대역의 고억압을 형성하기 위하여 두 개의 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터의 등가 회로도이다.
도 17b는 본 발명의 또 다른 실시의 형태에 따른 두 개의 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용하여 설계된 대역통과필터의 구조의 평면도이고, 도 17c는 본 발명의 또 다른 실시의 형태에 따른 두 개의 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용하여 설계된 대역통과필터의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시의 형태에 따른 대역통과필터는, 본 발명의 일실시 및 다른 실시의 형태들과 마찬가지로, 하우징(10), 커버(20), 유전체 공진기(300), 유전체 지지대(310)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 하우징(10)은, 캐비티(1)를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성될 수 있으며, 상기 커버(20)는, 상기 하우징(10)의 일측에 결합되어 상기 캐비티(1)를 밀폐시킬 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시의 형태에 따른 대역통과필터는, 입력단자(100)와, 출력단자(200), 및 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 보상블럭을 구비한 유전체 공진기(300)가 복수 개로 형성되며, 상기 복수 개로 배열되는 유전체 공진기(300)의 둘레 주위에 형성되는 λ/4 전송선로(400)와, 상기 λ/4 전송선로(400)에 연결되며 상기 복수 개로 배열되는 유전체 공진기(300) 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN(Non-resonating node) 스터브(500)와, 상기 복수 개로 배열되는 유전체 공진기(300)와 상기 NRN 스터브(500)와의 커플링 수단으로서 커플링터브(600)가 상기 λ/4 전송선로(400)에 연결되어 상기 유전체 공진기(300)의 주위에 형성됨으로써 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하여 근접대역의 고억압 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 유전체 공진기(300)는 하우징(10)의 내부에 구비되는 캐비티(1)의 중앙에 배치된다.
상기 NRN 스터브(500)는, 상기 유전체 공진기(300)에서 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz, 즉 삼중모드 각각에 대응되는 NRN 스터브(510, 520, 530)가 형성되며, 상기 NRN 스터브(510, 520, 530)와 대응되어 형성되는 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에 동작하는 복수 개의 유전체 공진기(300)에 따른 커플링 스터브(600) 역시도, 복수 개로 형성되는 상기 λ/4 전송선로(410 내지 470)에 연결되어 상기 보상블럭을 갖는 유전체 공진기(300) 각각에 대하여 복수 개의 삼중모드 즉, TE01δx모드에 대한 커플링 스터브(610)와, TE01δy모드에 대한 커플링 스터브(620)와, TE01δz모드에 대한 커플링 스터브(630)가 각각으로 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시의 형태는, 일실시의 형태 및 다른 실시의 형태들에 따른 대역통과필터의 구조와 마찬가지로, 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각으로 형성되는 NRN 스터브(510, 520,530)는 끝단이 단락선로로 형성되며, 또한, 상기 NRN 스터브(510, 520,530)와 대응되어 형성되는 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각각의 커플링 스터브(610, 620, 630)는 끝단이 개방선로로 형성된다.
도 17d는 도 17b에 따른 대역통과필터의 S-parameter 특성을 나타낸 도면이다.
도시된 바와같이, 본 발명의 또 다른 실시의 형태와 같이, 보상블럭을 구비한 두 개의 유전체 공진기(300)를 이용함으로써 각각 6개의 전송영점과 반사영점이 형성되는 것을 알 수 있다.
NRN 스터브(500)를 두 개의 유전체 공진기(300)에 적용함으로서 기존의 대역통과 필터보다 향상된 특성을 나타냄과 동시에 안정적인 구조를 확보하고 동시에 사이즈 측면에서 탁월한 장점을 갖는다.
또한, 패스밴드와 인접대역 사이에는 500kHz의 가드밴드가 형성됨을 알 수 있으며, 본 발명의 일 실시의 형태 및 다른 실시 형태의 구조와 같이, 고억압의 레벨을 형성하기 위하여 두 개의 유전체 공진기(300)와 이에 각각으로 결합되는 NRN 스터브(500)의 구조에 의하여 달성할 수 있으며, 즉, 고억압(high rejection level)의 레벨을 확보하기 위하여 레벨값을 더욱 향상시키기 위하여 -19dB에서 -39dB로 낮추기 위해서는 이는 두 인접대역 간의 간섭을 방지하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시 형태의 구조와 같이 복수 개의 유전체 공진기(300)와 이에 결합되는 NRN 스터브(500)에 의하여 확보할 수 있다.
[부호 설명]
10 : 하우징 20 : 캐비티
30 : 공진기회로 40 : λ/4 전송선로,
45 : 커플링 스터브
100 : 입력단자 200 : 출력단자
300, 301 : 유전체 공진기 310 : 유전체 지지대
350 : 보상블럭
351 : 제 1 보상블럭 352 : 제 2 보상블럭
353 : 제 3 보상블럭 354 : 제 4 보상블럭
400 : λ/4 전송선로
410 : 제1의 λ/4 전송선로 420 : 제2의 λ/4 전송선로
430 : 제3의 λ/4 전송선로 440 : 제4의 λ/4 전송선로
500, 510, 520, 530 : NRN 스터브
600, 610, 620, 630 : 커플링 스터브
본 발명에 따른 삼중모드 유전체 공진기 필터와 그 제조방법 및 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터는, 고주파 및 밀리미터파 등의 고주파 회로를 포함하는 무선통신장치에서 활용될 수 있는 고주파 신호를 일정한 주파수 대역만을 통과시키커나, 주파수 대역을 저지시키기 위하여 소형화 및 경량화가 가능한 공진기 회로 및 필터 회로에 모두 이용 가능하다.

Claims (22)

  1. 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방된 하우징과;
    상기 하우징의 일측에 결합되어 상기 캐비티를 폐쇄시키는 커버와;
    중앙에 스크류용 장착홀을 구비하고 상기 하우징의 캐비티에 위치하며 상기 하우징의 길이방향과 수직으로 형성되는 유전체 공진기와;
    상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되고 상기 하우징의 캐비티 내부에서 상기 스크류용 장착홀을 통과한 고정 스크류에 의해 장착 고정되어 상기 유전체 공진기를 일정한 높이로 지지하는 유전체 지지대; 및
    상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 상기 유전체 공진기가 삼중모드에서 동작하게 하는 복수 개의 보상블럭;을 구비하는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  2. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 유전체 공진기를 삼중모드에서 동작하게 하는 복수 개의 보상블럭은,
    상기 유전체 공진기의 수평 단면이 대칭형상을 가지도록 서로 쌍을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  3. 청구항 제 2항에 있어서, 상기 복수 개의 보상블럭은,
    상기 유전체 공진기의 측면에서 서로 인접하는 보상블럭 사이가 단면이 원호를 가지는 곡면으로 완만하게 연결되는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  4. 청구항 제 2항에 있어서,
    상기 유전체 공진기의 높이, 및 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이의 길이를 최적화 상태로 조절하여 삼중모드로 동작하는 공진주파수를 설정하는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  5. 청구항 제 4항에 있어서,
    상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이의 길이보다 상대적으로 클 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 높은 주파수에 위치하는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  6. 청구항 제 4항에 있어서,
    상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이의 길이보다 상대적으로 작을 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수에 비해 낮은 주파수에 위치하는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  7. 청구항 제 4항에 있어서,
    상기 유전체 공진기의 높이가 상기 유전체 공진기의 수평단면을 기준으로 마주하는 복수 개의 보상블럭 사이의 길이와 동일할 경우에 삼중모드로 동작하는 공진주파수에서 TE01δx, TE01δy 모드의 공진주파수가 TE01δz 모드의 공진주파수가 유사한 주파수에 위치하는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  8. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 유전체 공진기와 열경화 방식의 본딩공정을 통해 결합되는 유전체 지지대는 에폭시 재질의 본딩 물질로 결합하는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터.
  9. TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드에서 동작하는 유전체 재질의 유전체 공진기의 중앙에 스크류 고정용 장착홀을 구비하고, 상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 보상블럭이 돌출되게 형성하는 제 1 단계;
    상기 유전체 공진기를 지지하는 알루미나 재질의 유전체 지지대를 에폭시 본딩공정을 통해 본딩 결합하고 열처리공정을 통해 열경화 과정을 수행하는 제 2 단계; 및
    상기 유전체 공진기가 열경화 과정으로 결합된 유전체 지지대를 삼중모드 유전체 공진기 필터를 구성하는 하우징의 내부에서 상기 스크류 고정용 장착홀을 통해 삽입되는 스크류를 이용하여 상기 하우징에 고정시키는 제 3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기 필터의 제조방법.
  10. 하우징과 커버와, 상기 하우징은, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성되며, 상기 커버는, 상기 하우징의 상부 일측에 결합되어 상기 캐비티를 밀폐시키며;
    상기 하우징의 내부의 캐비티 중심부에 형성되어 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 유전체 공진기와;
    상기 유전체 공진기는 원통형으로 형성되며 상기 유전체 공진기를 지지하는 유전체 지지대와;
    상기 유전체 공진기를 둘러싸며 캐비티의 외측을 따라 형성되는 λ/4 전송선로와;
    상기 λ/4 전송선로에 연결되며 상기 유전체 공진기 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN 스터브; 및
    상기 λ/4 전송선로에 연결되고 상기 유전체 공진기의 주위에 형성되어 상기 유전체 공진기와 상기 NRN 스터브를 상호 커플링하는 커플링 스터브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  11. 하우징과 커버와, 상기 하우징은, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성되며, 상기 커버는, 상기 하우징의 상부 일측에 결합되어 상기 캐비티를 밀폐시키며;
    상기 하우징의 내부의 캐비티 중심부에 형성되어 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 유전체 공진기와;
    상기 유전체 공진기는 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되어 보상블럭을 갖도록 형성되며,
    상기 유전체 공진기를 지지하는 유전체 지지대와;
    상기 유전체 공진기를 둘러싸며 캐비티의 외측을 따라 형성되는 λ/4 전송선로와;
    상기 λ/4 전송선로에 연결되며 상기 유전체 공진기 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN 스터브와;
    상기 λ/4 전송선로에 연결되고 상기 유전체 공진기의 주위에 형성되어 상기 유전체 공진기와 상기 NRN 스터브를 상호 커플링하는 커플링 스터브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 상기 유전체 공진기는,
    중앙부에 스크류용 장착홀을 구비하고 상기 하우징의 캐비티 중심부에 위치하며 상기 하우징의 길이방향과 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  13. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 상기 NRN 스터브는,
    TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각으로 복수 개 형성되며 상기 전송선로를 따라 외측으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  14. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 상기 NRN 스터브는,
    인덕터로서 동작하는 인덕티브 NRN 스터브이며, 상기 인덕티브 NRN 스터브의 길이와 폭을 이용하여 스터브의 리액턴스가 조절되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각으로 형성되는 NRN 스터브는, 각 끝단이 단락선로로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  16. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 커플링 스터브는,
    상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드로 동작하는 삼중모드 유전체 공진기와, 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각 모드 각각으로 형성되는 NRN 스터브에 각각으로 대응되는 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각의 커플링 스터브가 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 유전체 공진기와 상기 NRN 스터브 사이에 배치되는 TE01δx, TE01δy, TE01δz 모드 각각의 커플링 스터브의 길이를 증가시켜서 반사영점의 간격을 넓게하여 통과대역이 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각 모드에 대한 복수 개의 NRN 스터브에 대응되어 형성되는 상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각각의 커플링 스터브는 끝단이 개방선로로 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 TE01δx, TE01δy, TE01δz 각각의 커플링 스터브는, 필드의 방향이 같고 각 모드와 각 커플링 구조 사이의 발생되는 기생 커플링을 최소화하기 위하여 커플링의 구조는 수직이 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  20. 청구항 16에 있어서, TE01δx 모드의 커플링 스터브와 TE01δy모드의 커플링 스터브는 상호 수직이 되도록 배치되며, TE01δz 모드의 커플링 스터브는, TE01δx, TE01δy 모드 공진기와의 기생 커플링 구조를 최소화하기 위하여 TE01δx 모드에 대한 커플링 스터브와 TE01δy모드에 대한 커플링 스터브와 상호 수직이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  21. 청구항 16에 있어서,
    TE01δx 모드에 대한 커플링 스터브와 TE01δy모드에 대한 커플링 스터브의 길이는 z축 방향으로 가변되며, TE01δz 모드의 커플링 스터브 길이는 유전체 공진기의 원주 둘레의 방향을 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
  22. 하우징과 커버와, 상기 하우징은, 캐비티를 내부에 구비한 채 일측이 개방되게 형성되며, 상기 커버는, 상기 하우징의 상부 일측에 결합되어 상기 캐비티를 밀폐시키며;
    상기 하우징의 내부의 캐비티 중심부에 형성되어 TE01δx, TE01δy, TE01δz의 삼중모드 공진주파수에서 동작하는 유전체 공진기와;
    상기 유전체 공진기는 복수 개로 형성되며, 각각은 상기 유전체 공진기 측면에 일정한 간격으로 돌출되게 형성되는 보상블럭을 갖도록 형성되고, 상기 보상블럭을 갖는 유전체 공진기를 지지하는 유전체 지지대와;
    상기 복수 개의 보상블럭을 갖는 유전체 공진기를 둘러싸며 캐비티의 외측을 따라 형성되는 λ/4 전송선로와;
    상기 λ/4 전송선로에 연결되며 상기 복수 개의 보상블럭을 갖는 유전체 공진기 모드의 개수와 동일한 수의 전송영점과 반사영점을 얻을 수 있는 NRN(Non-resonating node) 스터브와;
    상기 λ/4 전송선로에 연결되고 상기 유전체 공진기의 주위에 형성되어 상기 유전체 공진기와 상기 NRN 스터브를 상호 커플링하는 커플링 스터브를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중모드 유전체 공진기와 NRN 스터브를 이용한 대역통과필터.
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