WO2021215780A1 - 도파관 필터 - Google Patents

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WO2021215780A1
WO2021215780A1 PCT/KR2021/004920 KR2021004920W WO2021215780A1 WO 2021215780 A1 WO2021215780 A1 WO 2021215780A1 KR 2021004920 W KR2021004920 W KR 2021004920W WO 2021215780 A1 WO2021215780 A1 WO 2021215780A1
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WO
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resonator
post
zone
housing
posts
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/004920
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English (en)
French (fr)
Inventor
박남신
김재홍
신연호
김훈
Original Assignee
주식회사 케이엠더블유
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    • 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
    • H01P1/2084—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • H—ELECTRICITY
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    • H01P1/2002—Dielectric waveguide filters
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    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2088—Integrated in a substrate

Definitions

  • the present invention relates to a waveguide filter of an antenna, and more particularly, to a waveguide filter using cross coupling including a resonator.
  • the antenna since signal interference occurs in an environment in which various wireless communication services are provided, the antenna includes a band filter for a specific band in order to minimize signal interference between adjacent frequency resources.
  • 'notch' a transmission zero
  • the dielectric waveguide filter includes a resonator for notch adjustment in a dielectric block surrounded by a conductive film.
  • the resonator is designed to limit a specific frequency by giving resonant characteristics to electromagnetic waves.
  • the notch implementation of the communication filter needs to be implemented in various ways depending on the performance of the communication system, but the performance is limited in implementing a filter suitable for the characteristics of the communication system.
  • the notch structure between the resonators which plays a similar role to the resonator, generates spurious in front of the band, and this has a problem in that a specific section communication system is constrained according to a level and a location.
  • the present invention has been devised to solve the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a waveguide filter with enhanced characteristics of a specific passband through cross-coupling using a resonator.
  • Another object of the present invention is to provide a waveguide filter designed to suppress generation of spurious occurring within a band range or to maximize spurious spacing within a band range.
  • the waveguide filter according to an embodiment of the present invention configured as described above is provided with a dielectric material having a predetermined dielectric constant and includes a housing including a plurality of resonant blocks, and a plurality of resonant blocks provided in the housing, respectively. a plurality of resonators each functioning as a single resonator by the resonator posts of The resonator block provided with the first zone resonator post and the second zone resonator post provided between the second zone resonator posts, the outer surface of which is provided to match the other surface of the housing opposite to the first zone resonator post. and a partition wall provided to partition at least a portion between the provided resonance blocks.
  • a waveguide filter according to another embodiment of the present invention is provided with a dielectric material having a predetermined dielectric constant, and includes a housing including a plurality of resonant blocks, and a plurality of resonator posts respectively provided in the plurality of resonant blocks provided in the housing.
  • a waveguide filter according to another embodiment of the present invention is provided with a dielectric material having a predetermined dielectric constant, a housing forming a plurality of resonant blocks, and a plurality of resonators formed by resonator posts provided in the plurality of resonator blocks, respectively.
  • a plurality of barrier ribs provided to partition all or a part of an adjacent resonant block among the plurality of resonator blocks
  • a resonator post provided in a resonator not separated by the plurality of barrier ribs among the plurality of resonators (hereinafter referred to as "second and a notch post provided between the regional resonator posts (abbreviated as "regional resonator posts”) so that the effect of coupling between the second regional resonator posts is reversed and implemented, wherein the second regional resonator posts are located on the plurality of partition walls.
  • a resonator post hereinafter, referred to as a “first zone resonator post” provided in the plurality of resonators divided by
  • the notch post may be provided on one surface of the same housing as the first zone resonator post.
  • the second zone resonator post and the first zone resonator post may have the same size.
  • the notch post may be formed to have a larger volume than that of the second zone resonator post and the first zone resonator post.
  • the amount of the coupling may be adjusted according to a shape and size of a resonator post adjacent to the second zone resonator post among the first zone resonator posts.
  • the partition wall includes a first partition wall provided to partition each resonator block in the first zone resonator post and a second partition wall provided to partition a resonance block between the first zone resonator post and the second zone resonator post; and, the second partition wall may be formed to have a length and width capable of implementing capacitive coupling between the first zone resonator post and the second zone resonator post.
  • the coupling converted to the effect of cross coupling can be implemented by inverting the opening direction of the adjacent resonator posts or by providing a predetermined structure therebetween, so the pass band It has the effect that the design of the notches formation on both sides is easy.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a waveguide filter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the projection of Figure 1
  • FIG. 3 is a projection view of a top view, a front view and a side view of FIG. 1 ;
  • 5A is a cutaway perspective view taken along line A-A of FIG. 4;
  • Figure 5b is a cutaway perspective view taken along line B-B of Figure 4,
  • 5c is a cutaway perspective view taken along line C-C of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a schematic diagram and a result table for explaining the principle of forming notches at both ends through L-coupling and C-coupling on both left and right sides of a pass band using a waveguide filter according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a circuit diagram of a waveguide filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a waveguide filter according to the first comparative example.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of a waveguide filter according to the first comparative example
  • FIG. 11 is a graph showing the frequency characteristic according to FIG. 10,
  • FIG. 12 is a perspective view of a waveguide filter according to a second comparative example
  • FIG. 13 is a circuit diagram of a waveguide filter according to a second comparative example
  • 15 is a perspective view of a waveguide filter according to Comparative Example 3.
  • 16 is a circuit diagram of a waveguide filter according to Comparative Example 3.
  • FIG. 17 is a graph showing frequency characteristics according to FIG. 16 .
  • resonator posts 31, 32, 35, 36 first zone resonator posts
  • waveguide filter 1000 first comparative example
  • FIG. 1 is a perspective view showing a waveguide filter according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a projected perspective view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view, a front view, and a side view of FIG. 1
  • FIG. 4 is AA
  • It is a cross-sectional view taken along BB and CC
  • FIG. 5A is a cut-away perspective view taken along line AA of FIG. 4
  • FIG. 5B is a cut-away perspective view taken along line BB of FIG. 4
  • FIG. 5C is a cut-away perspective view taken along line CC of FIG. is a perspective view.
  • the communication antenna includes a filter for filtering a signal of a specific passband.
  • a filter for filtering a signal of a specific passband.
  • a cavity filter, a waveguide filter, etc. may be used according to characteristics, but in the embodiment of the present invention, the waveguide filter provided in the antenna will be mainly described.
  • the waveguide filter 100 includes a plurality of resonance blocks 11 to 16 .
  • the waveguide filter 100 includes at least four or more resonance blocks, and for example, may include 4 to 20 resonance blocks in one filter.
  • the waveguide filter 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5C , exemplifying the configuration of six resonant blocks 11 to 16 .
  • a plurality of resonant blocks 11 to 16 are formed in one housing 99, and each resonant block 11 to 16 can be separated by a partition wall 40, a part of which will be described later. have.
  • each resonant block 11 to 16 is filled with a dielectric material, and ceramic or air may be used as the dielectric material, but other dielectric materials may also be used.
  • the plurality of resonator blocks 11 to 16 each operate as one resonator, and a waveguide filter composed of four resonators can be formed through the four resonator blocks.
  • a waveguide filter composed of four resonators can be formed through the four resonator blocks.
  • six resonator blocks 11 to 16 are provided, and thus the six resonators 1 to 6 can operate.
  • resonator posts 31 to 36 may be provided in each resonator block 11 to 16 .
  • the resonator posts 31 to 36 may be provided in a form in which a dielectric different from the dielectric constant of the resonator blocks 11 to 16 is sandwiched, and since air is a type of dielectric having a predetermined dielectric constant, the resonator posts 31 to 36
  • each resonator post 31 to 36 may be formed in the form of an empty space in which a part of each resonator block 11 to 16 is removed.
  • each of the resonator posts 31 to 36 will be described on the premise that a dielectric having an air permittivity is provided in a hollow shape.
  • the partition wall 40 which will be described later, should be interpreted in the same way. That is, the partition wall 40 may also be provided in the form of an empty space in which a part of the housing 99 is removed so as to be partitioned by the resonance blocks 11 to 16 .
  • each of the resonator posts 31 to 36 is air, it means that they are provided in the form of an empty space in the housing 99, cut or deleted, and each of the resonator posts 31 to 36 has a predetermined dielectric constant. When provided as a dielectric, it means that the shape of each resonator post 31 to 36 is inserted into the housing 99 .
  • the resonator posts 31 to 36 may be provided on one surface (upper surface) or the other surface (lower surface) of the housing 99 constituting each resonance block 11 to 16 .
  • the precise meaning that the resonator posts 31 to 36 are provided on one surface and the other surface of the housing 99 means that the outer surface of each resonator post 31 to 36 is the outer surface (one surface or the other surface) of the housing 99 and It may be defined as being provided inside the housing 99 to match.
  • the first resonator post 31 when the first resonator post 31 is installed on one surface (upper surface) of the first resonator block 11, the other resonator posts 32 to 36 are also located on one surface (upper surface) of each resonator block 12 to 16. can be installed. That is, the outer surfaces of all resonator posts 31 may be provided to match one surface of the housing 99 .
  • the first resonator post 31 of the first resonator 1 , the second resonator post 32 of the second resonator 2 , and the fifth resonator 5 ) of the fifth resonator post 35 and the sixth resonator post 36 of the sixth resonator 6 are installed on one surface (upper surface) of the housing 99, and the third resonator post of the third resonator 3 ( 33) and the fourth resonator post 34 of the fourth resonator 4 may be installed on the other surface (lower surface) of the housing 99 .
  • the notch post 50 which will be described later, is one surface ( top) can be installed.
  • each opening direction is It means that it is formed to be opened toward one surface (upper surface) or the other surface (lower surface) of the housing 99 .
  • the term 'inversion' will be used.
  • first to sixth resonator blocks 11 to 16 are coupled to the first to sixth resonator posts 31 to 36 and operate as independent resonators, respectively. Accordingly, first to sixth resonators (1 to 6 in FIG. 1 to be described later) may be formed in one housing 99 .
  • a partition wall 40 may be formed between each of the resonance blocks 11 to 16, and the size of each resonance block 11 to 16 and the size (width, length) and location of the partition 40
  • the resonance characteristic may be varied.
  • the partition wall 40 may include a first partition wall 41 and a second partition wall 42 as shown in FIGS. 1 to 3 .
  • the first partition wall 41 completely partitions the first resonance block 11 and the sixth resonance block 16 , and partially partitions the second resonance block 12 adjacent to the first resonance block 11 . and may be cut in a cross (+) shape to partially partition the fifth resonance block 15 adjacent to the sixth resonance block 16 .
  • the front end of the first partition wall 41 may be formed to have a length that partially partitions at least the second resonance block 12 and the fifth resonance block 15 at the same time.
  • the second partition wall 42 partially partitions the third resonance block 13 adjacent to the second resonance block 12 , and the fifth resonance block 15 adjacent to the second resonance block 12 .
  • English letters to partially partition, partially partition the fourth resonance block 14 adjacent to the fifth resonance block 15, and partially partition the second resonance block 12 adjacent to the fifth resonance block 15 The incision may be formed in a T-shaped (T) shape.
  • the front end of the second partition wall 42 (refer to Section 2-1 cut-out 42b to be described later) dividing between the second resonance block 12 and the fifth resonance block 15 is the first partition wall ( 41) is preferably formed with a length spaced apart from the tip by a predetermined distance.
  • a partition wall separating the third resonance block 13 and the fourth resonance block 14 is not formed, but the third resonance block 13 and the fourth resonance block 14 are formed by a notch post 50 to be described later. (14) can be distinguished.
  • the third resonator post 33 and the fourth resonator post which are not partitioned by the first partition wall 41 and the second partition wall 42 ( 34) is abbreviated as “second zone resonator post (B)"
  • the remaining resonator posts first resonator post 31, second resonator post 32, fifth resonator post 35) other than the second zone resonator post.
  • the sixth resonator post 36 will be abbreviated as "the first zone resonator post (A)" and will be separately described.
  • the housing 99 is formed to have a predetermined thickness between an approximately upper surface (one surface) and a lower surface (the other surface), and may be formed in a rectangular parallelepiped shape having a rectangular horizontal cross-section.
  • a relatively long side of the housing 99 is referred to as a 'long side'
  • a side having a relatively shorter length than the long side is referred to as a 'short side'
  • the direction referred to is called the 'length direction'
  • the direction between the long side of one side and the long side of the other side is called the 'width direction'
  • the direction between the one surface (upper surface) and the other surface (lower surface) of the housing is called the 'thickness direction'.
  • the first partition wall 41 of the partition wall 40 extends a predetermined length in the longitudinal direction from the center of one short side, and the second resonator post 32 and the fifth resonator post 35 are provided in the center.
  • the center of the first resonator post 31 and the second resonator post 32 at any one point of the 1-1 cut-out 41a extending in the longitudinal direction to be close to the portion and the 1-1 cut-out 41a It may include a portion and a 1-2 incision portion 41b extending in the width direction to be close to the central portion of the fifth resonator post 35 and the sixth resonator post 36 .
  • the first partition wall 41 is cut and formed so as to extend in the longitudinal direction from the center of one short side of the housing 99 by the 1-1 cut-out 41a and the 1-2 cut-out part 41b, thereby forming a 'cross ( +)' shape.
  • the 1-1 cutout 41a completely partitions the first resonator post 31 and the sixth resonator post 36, as well as the second resonator post 32 and the second resonator post 32, as shown in FIG. 5 It serves to partition a part of the resonator post (35).
  • the 1-2 cut-out portion 41b divides a portion of the first resonator post 31 and the second resonator post 32 , and includes the sixth resonator post 36 and It serves to partition a part of the fifth resonator post (35).
  • the second partition wall 42 of the partition wall 40 includes a fourth resonator post 34 and a fifth resonator post 34 and a fifth resonator post 34 at the center of the second resonator post 32 and the third resonator post 33 .
  • the 2-1 cut-out portion 42a which is cut to extend a predetermined length in the width direction toward the central portion of the resonator post 35, and the central portion of the 2-1 cut-out portion 42a toward the short side of one side of the housing 99 It may include a 2-2 incision portion 42b that is cut to extend a predetermined length in the longitudinal direction.
  • the second partition wall 42 is formed in an overall 'English letter T' shape inside the other short side of the housing 99 by the 2-1 cut-out portion 42a and the 2-2 cut-out portion 42b. can be
  • the 2-1 cut-out portion 42a partitions a portion of the second resonator post 32 and the third resonator post 33 , and includes the fourth resonator post 34 and It serves to partition a part of the fifth resonator post (35).
  • the 2-2 cut-out portion 42b serves to partition a portion of the second resonator post 32 and the fifth resonator post 35 .
  • the separation distance between the tip of the first 1-1 cut-out 41a of the first partition 41 and the tip of the 2-2 cut-out 42b of the second partition 42 is the second resonator post 32 . and a length equal to the diameter of the fifth resonator post 35 .
  • the separation distance may be designed differently depending on the filter performance design.
  • the resonator post (third resonator post 33) of the resonators (the third resonator 3 and the fourth resonator 4) not separated by the plurality of partition walls 40 among the plurality of resonators 1 to 6 and the fourth resonator post 34) is abbreviated as “the second zone resonator post B”, and among the plurality of resonators 1 to 6 , the resonators of the plurality of resonators are partially separated by the partition walls 40 .
  • the posts will be abbreviated as "the first zone resonator post (A)" and will be separately described.
  • the waveguide filter 100 may include an input post 21 to which a signal is input and an output post 22 to which a signal is output.
  • the input post 21 and the output post 22 are formed in different resonance blocks, respectively, and the input post 21 and the output post 22 may be installed on any one surface in the resonance block, respectively.
  • the input post 21 and the output post 22 may be respectively formed in the first resonance block 11 and the sixth resonance block 16 which are resonance blocks at both ends of the waveguide filter 100 .
  • the input post 21 may be formed in the first resonance block 11
  • the output post 22 may be formed in the sixth resonance block 16 .
  • the signal input through the input post 21 is sequentially first resonator post 31 - second resonator post 32 - third resonator post 33 - fourth resonator post 34 - fifth resonator post ( 35) - It is output while filtering the frequency through the output post 22 via the sixth resonator post 36 .
  • the waveguide filter 100 may further include a notch post 50 provided to be implemented by switching to the effect of cross-coupling when implementing coupling between adjacent resonators.
  • the notch post 50 may be positioned between the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 that are C-notch posts 33 and 34 .
  • the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 are adjacent resonators.
  • the posts 34 are essentially adjacently coupled and operate as an inductive coupling.
  • cross-coupling is performed across odd or even resonator posts, or at least adjacent to each other.
  • the opening directions of the adjacent resonator posts are reversed, and a partition wall (refer to reference numeral 40 in FIGS. 1 and 2 ) is provided between them, or a structure corresponding to the opening with the adjacent resonator posts. It can be seen that the notch post 50 having the mutually inverted direction must be provided.
  • the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 operate as an inductive coupling by an adjacent coupling.
  • a notch post As 50 is provided, notches may be formed on both left and right sides of the pass band when coupling between the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 adjacent to each other is implemented.
  • the second zone resonator post (B) may be provided on the other surface opposite to one surface of the housing 99 provided with the first zone resonator post (A). That is, the second zone resonator post B provided with the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 with the notch post 50 interposed therebetween the rest of the first zone resonator post A ) (the first resonator post 31, the second resonator post 32, the fifth resonator post 35, and the sixth resonator post 36) may be formed in the housing 99 to open in a different direction.
  • the notch post 50 may be provided on the same surface of the housing 99 as the first zone resonator post A. That is, the notch post 50 may be formed to open in a different direction from the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 that are the second zone resonator posts B.
  • the second zone resonator post B and the first zone resonator post A may have the same size. That is, although there is a difference in that the second zone resonator post B and the first zone resonator post A are formed to be opened through different surfaces of the housing 99, the overall size may be the same.
  • the second zone resonator post (B) and the first zone resonator post (A) do not necessarily have to all be formed in the same shape, and it is of course possible that they may be formed in different shapes depending on the filter design according to the implementation of the coupling.
  • the resonator posts adjacent to the second zone resonator post (B) (for example, the second resonator post 32 and the fourth resonator post adjacent to the third resonator post 33)
  • the amount of coupling may be adjusted according to the shape and size of the fifth resonator post 35 adjacent to the post 34 ).
  • the notch post 50 is not the partition wall 40 having a structure that completely penetrates one surface and the other surface of the housing 99, but the coupling is realized by forming it to have an opening surface in a different direction from the second zone resonator post (B). It can be seen that when the coupling between the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 is implemented, the partition wall 40 forms notches on the left and right sides of the pass band.
  • partition wall 40 is partitioned between the second resonator post 32, which is one of the first zone resonator posts (A), and the third resonator post, 33, which is one of the second zone resonator posts (B),
  • the partition wall 42 that partially partitions the fifth resonator post 35, which is one of the first zone resonator posts (A), and the fourth resonator post, 34, which is one of the second zone resonator posts (B) is a first zone resonator.
  • the opening direction of the second resonator post 32 which is one of the first zone resonator posts A, is formed to be opened through one surface of the housing 99 and is provided adjacent to the second resonator post 32 at the same time.
  • the opening direction of the third resonator post 33 which is one of the two-zone resonator posts B, is formed to open through the other surface of the housing 99 opposite to the second resonator post 32, and the second resonator post 32 ) and the third resonator post 33 are provided with the 2-1 cut-out portion 42a of the second partition wall 42 to partially partition, so that notches can be formed on both left and right sides of the pass band when the coupling is implemented. .
  • the opening direction of the fifth resonator post 35 which is one of the first zone resonator posts (A) is formed to be opened through one surface of the housing 99 and provided adjacent to the fifth resonator post 35 at the same time.
  • the opening direction of the fourth resonator post 34 which is one of the two-zone resonator posts B, is formed to open through the other surface of the housing 99 opposite to the fifth resonator post 35, and the fifth resonator post 35 ) and the fourth resonator post 34 are provided with the 2-1 cut-out portion 42a of the second partition wall 42 to partially partition, so that notches can be formed on the left and right sides of the pass band when the coupling is implemented. have.
  • the notch post 50 may be formed to have a larger volume than the second zone resonator post B and the first zone resonator post.
  • the shape of the notch post 50 is not necessarily limited as described above, and it will be natural that it may be determined according to the filter design according to the implementation of the coupling. At this time, the amount of coupling may be adjusted according to the shape and size of the notch post 50 .
  • the notch post 50 is a cylinder (or a cylinder) such that a position corresponding to an arbitrary reference line passing through the center of the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 is concentric. It may be provided in the form of a circular groove).
  • the notch post 50 is formed to be opened through one surface of the housing 99 , and is preferably provided in a form that is shielded from the other surface of the housing 99 . That is, the notch post 50 does not completely penetrate the housing 99 in the thickness direction.
  • the first resonator post 31 and the second resonator post 32 of the first zone resonator post A are spaced apart by a predetermined length from one short side of the housing 99 toward the other short side.
  • the opening direction may be formed to open toward one surface (upper surface) of the housing 99 .
  • the third resonator post ( 33) is provided, and the opening direction may be formed to open toward the other surface (lower surface) of the housing 99 .
  • the input post 21 is provided on the other surface opposite to one surface of the housing 99 on which the first resonator post 31 is formed, and the opening direction may be formed to face the other surface (lower surface) of the housing 99 . .
  • the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34 which are the second zone resonator posts B, are formed so that the opening direction is opened toward the other surface (lower surface) of the housing 99, respectively.
  • the notch post 50 may be formed so that the opening direction is opened toward one surface (upper surface) of the housing 99 .
  • the fifth resonator post 35 that is one of the first zone resonator posts A is provided, the opening direction is formed to open toward one surface (upper surface) of the housing 99 , and the other side in the longitudinal direction of the fifth resonator post 34 is adjacent to one short side of the housing 99 and the first zone resonator post
  • the sixth resonator post 36 which is one of (A), may be formed so that the opening direction is opened toward one surface (upper surface) of the housing 99 .
  • the output post 22 is provided on the other surface opposite to one surface of the housing 99 on which the sixth resonator post 36 is formed, and the opening direction may be formed to face the other surface (lower surface) of the housing 99 . .
  • FIG. 6 is a schematic diagram and a result table for explaining the principle of forming notches at both ends through L-coupling and C-coupling on both left and right sides of a pass band using a waveguide filter according to an embodiment of the present invention.
  • the 3rd resonance moves the frequency to a lower side than the pass band and applies a notch only above the resonant frequency, so only the -90 degree phase apply
  • the Below Resonance of C-coupling is +90 degrees in the case of Path 1-2-(3)-4-5 and -90 degrees in the case of Path 1-5, so the phase difference is 180 degrees and out of phase
  • the Above Resonance of C-coupling is -270 degrees for Path 1-2-(3)-4-5 and -90 degrees for Path 1-5, so the phase difference is 180 degrees.
  • the result of out of phase is obtained by writing, and notches can be formed at both ends of the passband.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of a waveguide filter according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a graph illustrating frequency characteristics according to FIG. 7 .
  • coupling may be implemented in eight places until a predetermined signal input through the input post 21 is output through the output post 22 .
  • the capacitive coupling (C10) between the second resonator post (32) and the third resonator post (33) and the capacitive coupling (C11) between the fourth resonator post (34) and the fifth resonator post (35) ) is understood that the second partition wall 42 existing therebetween acts as an inverting structure for implementing cross coupling, and capacitive coupling between the third resonator post 33 and the notch post 50 .
  • (C8) and the capacitive coupling (C9) between the notch post 50 and the fourth resonator post 34 is a notch post (C9) present between the third resonator post 33 and the fourth resonator post 34. 50) is understood to act as an inversion structure for implementing cross-coupling.
  • the second partition wall 42 is formed between the first zone resonator post A and the second zone resonator post B (more specifically, between the second resonance block 12 and the third resonance block and the fourth resonance block). It is preferably formed in a length and width in which capacitive coupling can be realized in (between the block 14 and the fifth resonant block 15).
  • FIG. 9 is a perspective view of the waveguide filter according to the first comparative example
  • FIG. 10 is a circuit diagram of the waveguide filter according to the first comparative example
  • FIG. 11 is a graph showing the frequency characteristics according to FIG. 10 .
  • the waveguide filter 1000 according to the first comparative example compared with the waveguide filter 100 according to the embodiment of the present invention, a third resonator that is a second zone resonator post (B).
  • the opening direction of the post 1033 and the fourth resonator post 1034 is formed to face the same surface (top surface) of the housing 99 as the first zone resonator post A, and the notch post 1050 is this It has the same configuration as the waveguide filter 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the notch post 1050 is the waveguide filter 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the results show that, unlike performing the role of the partition wall 40 or the notch post 50, which is a structure corresponding thereto, it should be understood that one resonator post is additionally provided.
  • FIG. 11 is a graph showing the frequency characteristics of the waveguide filter 1000 according to the first comparative example
  • notches may be formed on both left and right sides of the pass band.
  • the level of spurs formed on the left side of the pass band is usually high, so communication restrictions in a specific band are severe, and the spurs are close to the pass band, so the notch above the pass band is raised higher than the notch below the pass band can be known
  • FIG. 12 is a perspective view of the waveguide filter according to the second comparative example
  • FIG. 13 is a circuit diagram of the waveguide filter according to the second comparative example
  • FIG. 14 is a graph showing frequency characteristics according to FIG. 13 .
  • the waveguide filter 2000 according to the second comparative example is compared with the waveguide filter 100 according to the embodiment of the present invention, the third resonator being the second zone resonator post (B).
  • the opening direction of the post 2033 and the fourth resonator post 2034 is formed to face the same surface (top surface) of the housing 99 as the first zone resonator post (A), and the notch post 2050 is The opening direction of the third resonator post 2033 and the fourth resonator post 2034, which are the second zone resonator posts (B), was formed to face the other surface (lower surface) of the housing 99 opposite to the opening direction.
  • the second zone resonator post B Between one of the third resonator posts 2033 and the notch post 2050 and between the notch post 2050 and the second zone resonator post B, the fourth resonator post 2034, is operated as a capacitive coupling. and it can be seen that the rest operates by inductive coupling. This is by forming the opening direction of the notch post 2050 to be opposite to the opening direction of the third resonator post 2033 and the fourth resonator post 2034, so that the notch post 2050 is formed according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the partition wall 40 in the waveguide filter 100 serves as a structure corresponding to the partition wall 40 .
  • notches may be formed on both left and right sides of the pass band.
  • the spurs that are normally formed on the left side of the pass band have a lower level compared to the first comparative example, so that the notches on both sides of the pass band can be balanced to a certain extent, and it can be seen that the spurs are further pushed to the left side of the pass band.
  • the passband is closer to the passband and the level is higher.
  • FIG. 15 is a perspective view of a waveguide filter according to Comparative Example 3
  • FIG. 16 is a circuit diagram of a waveguide filter according to Comparative Example 3
  • FIG. 17 is a graph illustrating frequency characteristics according to FIG. 16 .
  • the waveguide filter 3000 according to the third comparative example compared with the waveguide filter 100 according to the embodiment of the present invention, is a third resonator that is a second zone resonator post B.
  • the opening direction of the post 3033 and the fourth resonator post 3034 is configured to be the same, but the opening direction of the notch post 1050 is opened to the other surface (lower surface) of the housing 99 .
  • the waveguide filter 3000 according to the third comparative example as shown in FIG. 16 , the first region in which the opening direction is reversed among the eight couplings from the input post 3021 to the output post 3022 .
  • the second resonator post 3032 that is the resonator post (A) and the third resonator post 3033 that is the second zone resonator post (B), and the fourth resonator post 3034 that is the second zone resonator post and the first zone resonator It can be seen that only the coupling between the posts 3035 of the fifth resonator operates as a capacitive coupling, and all other couplings operate as an inductive coupling.
  • FIG. 17 which is a graph showing the frequency characteristics of the waveguide filter 3000 according to the third comparative example
  • the graph is very similar to FIG. 11 , which is a graph of the first comparative example.
  • the opening directions of the third resonator post 3033 and the fourth resonator post 3034 and the notch post 3050, which are the second zone resonator posts B provided adjacent to the notch post 3050, are mutually inverted. If not, it can be presumed to disprove that it is difficult to eliminate the adverse effects of spurious.
  • the opening direction of the first zone resonator posts A, 31, 32, 35, 36 and the second zone resonator posts B, 33, 34 is formed by inverting, and a structure such as a partition wall 42 is provided between the second zone resonator posts B, 33 and 34, and an opening between the second zone resonator posts B, 33 and 34
  • a structure such as a partition wall 42 is provided between the second zone resonator posts B, 33 and 34, and an opening between the second zone resonator posts B, 33 and 34
  • the present invention provides a waveguide filter designed to strengthen the characteristics of a specific passband through cross-coupling using a resonator, suppress the occurrence of spurious occurring within the band range, or maximize the spurious separation within the band range do.

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Abstract

본 발명은 공진기를 이용한 크로스 커플링을 통해 특정 패스 밴드의 특성의 강화한 도파관 필터에 관한 것으로, 노치포스트를 설치하여 한정된 공간 내에서 크로스 커플링을 설정할 수 있고, 그 위치 또는 형태에 따라 크로스 커플링의 특성 또는 세기가 변경되도록 함으로써, 필터의 복잡도를 단순화시킬 수 있고, 다양한 필터의 성능을 구현할 수 있다.

Description

도파관 필터
본 발명은 안테나의 도파관 필터(WAVEGUIDE FILTER)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공진기를 포함하여 크로스 커플링을 이용하는 도파관 필터에 관한 것이다.
최근 무선통신 서비스의 종류가 많아짐에 따라 주파수 환경이 복잡해지고 있다. 무선통신을 위한 주파수는 한정되어 있으므로 무선통신 채널을 가능한 인접하여 주파수 자원을 유효하게 활용해야 할 필요성이 있다.
그러나, 다양한 무선통신 서비스가 제공되는 환경에서 신호간섭이 발생하게 되므로, 안테나는 인접한 주파수 자원 간의 신호 간섭을 최소화하기 위해서는 특정 대역에 대한 대역필터를 포함한다.
일반적으로 대역필터의 감쇄특성 개선을 위해 전송영점(transmission zero, 이하, '노치(notch)'라 함) 적용이 필수적이고, 이는 인접하지 않은 공진소자 사이에 크로스 커플링(cross coupling)을 적용하여 구현한다.
RF 필터 중 유전체 도파관 필터는 주위가 도체막으로 덮인 유전체 블록에 노치 조정을 위한 공진기를 포함한다. 공진기는 전자기파에 공진특성을 부여하여 특정 주파수를 제한하도록 설계된다.
이때, 짝수개의 공진기를 건너 크로스 커플링을 시키면 패스밴드의 좌우 대칭의 노치가 발생하고, 홀수개의 공진기를 건너 크로스 커플링을 시키면 커플링의 종류에 따라 좌측 또는 우측에 1개의 노치가 발생하는 것이 일반적이다.
이러한 통신용 필터의 노치 구현은 통신 시스템의 성능에 따라 매우 다양하게 구현해야 할 필요성이 있으나 통신 시스템의 특성에 적합한 필터를 구현하는 데에는 성능이 제한적이다.
그에 따라, 안테나에 있어서 특정 패스밴드의 좌우에 노치가 구현될 수 있도록 필터를 통신 시스템에 따라 상이하게 설정할 필요가 있다.
특히, 1개의 크로스 커플링으로 패스밴드 좌우에 노치를 구현함에 있어, 좌우 대칭이 아닌 좌측은 강한 커플링을 시키고 우측은 약한 커플링을 시켜야 할 경우 불가피하게 2개의 크로스 커플링 구조를 사용할 수 밖에 없는데, 이러한 2개의 크로스 커플링 구현은 필터 설계에 많은 제약으로 작용하게 되며, 특히 필터 내부에 크로스 커플링을 구현하기 위해 추가하는 구조물 삽입이 어려운 세라믹 필터 구조에서는 더욱 큰 문제로 작용하게 된다.
또한, 패스밴드 좌측 또는 우측에 2개의 노치를 구현하여 원하는 특성을 만족시키기 위해서 홀수 개의 공진기를 지나는 크로스 커플링 2개를 구현해야 하기 때문에 많은 설계상의 제약이 따른다.
그리고, 공진기 사이의 공진기와 비슷한 역할을 하는 노치 구조는 대역 앞에 스퓨리어스(spurious)가 발생되고, 이것은 레벨과 위치에 따라 특정 구간 통신 시스템에 제약을 주는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공진기를 이용한 크로스 커플링을 통해 특정 패스밴드의 특성의 강화한 도파관 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 대역 범위 내에 발생하는 스퓨리어스(spurious)의 발생을 억제하거나, 대역 범위 내에서 스퓨리어스가 최대로 이격되도록 설계된 도파관 필터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터는, 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 복수의 공진블록을 포함하는 하우징, 상기 하우징에 구비된 복수의 공진블록에 각각 구비되는 복수의 공진기 포스트에 의하여 각각 단일 공진기로써 기능하는 복수의 공진기 및 상기 복수의 공진기 포스트 중 외측면이 상기 하우징의 일면에 매칭되게 설치된 제1구역 공진기 포스트와, 상기 제1구역 공진기 포스트에 인접 커플링되도록 구비되되, 외측면이 상기 제1구역 공진기 포스트와 반대되는 상기 하우징의 타면에 매칭되게 설치된 제2구역 공진기 포스트 사이에 구비되어 상기 제1구역 공진기 포스트가 구비된 공진블록과 상기 제2구역 공진기 포스트가 구비된 공진블록 사이의 적어도 일부를 구획하도록 구비된 격벽을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 도파관 필터는, 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 복수의 공진블록을 포함하는 하우징, 상기 하우징에 구비된 복수의 공진블록에 각각 구비되는 복수의 공진기 포스트에 의하여 각각 단일 공진기로써 기능하는 복수의 공진기, 상기 복수의 공진기 중 적어도 하나로써, 외측면이 상기 하우징의 일면에 매칭되게 설치된 제1구역 공진기 포스트, 상기 복수의 공진기 중 적어도 하나로써, 외측면이 상기 제1구역 공진기 포스트와 반대되는 상기 하우징의 타면에 매칭되게 설치된 제2구역 공진기 포스트 및 상기 제2구역 공진기 포스트 사이에 구비되되, 외측면이 상기 제2구역 공진기 포스트와 반대되는 상기 하우징의 일면에 매칭되게 설치된 노치포스트를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도파관 필터는, 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 복수의 공진블록을 형성하는 하우징, 상기 복수의 공진블록에 각각 구비되는 공진기 포스트에 의해 형성되는 복수의 공진기, 상기 복수의 공진블록 중 인접하는 공진블록의 전부 또는 일부를 구획하도록 구비된 복수의 격벽 및 상기 복수의 공진기 중 상기 복수의 격벽에 의해 구분되지 않은 공진기에 구비된 공진기 포스트(이하, "제2구역 공진기 포스트"라 약칭함) 사이에 구비되어, 상기 제2구역 공진기 포스트 간에 커플링의 효과가 반전되어 구현되도록 구비된 노치포스트를 포함하고, 상기 제2구역 공진기 포스트는, 상기 복수의 격벽에 의해 구분되는 상기 복수의 공진기에 구비된 공진기 포스트(이하, "제1구역 공진기 포스트"라 약칭함)가 구비된 하우징의 일면과 반대되는 타면에 구비될 수 있다.
여기서, 상기 노치포스트는, 상기 제1구역 공진기 포스트와 동일한 하우징의 일면에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2구역 공진기 포스트와 상기 제1구역 공진기 포스트는 동일한 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 노치포스트는, 상기 제2구역 공진기 포스트 및 상기 제1구역 공진기 포스트보다 더 큰 체적을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1구역 공진기 포스트 중 상기 제2구역 공진기 포스트에 인접하는 공진기 포스트의 형상 및 크기에 따라 상기 커플링의 양이 조절될 수 있다.
또한, 상기 격벽은 상기 제1구역 공진기 포스트 내의 각 공진블록을 구획하도록 구비된 제1격벽 및 상기 제1구역 공진기 포스트와 상기 제2구역 공진기 포스트 사이의 공진블록을 구획하도록 구비된 제2격벽, 을 포함하고, 상기 제2격벽은, 상기 제1구역 공진기 포스트와 상기 제2구역 공진기 포스트 사이에서 용량성 커플링이 구현될 수 있는 길이 및 폭으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터에 따르면, 인접하는 공진기 포스트의 개구 방향을 반전시키거나 그 사이에 소정의 구조물을 구비함으로써 크로스 커플링의 효과로 전환된 커플링을 구현할 수 있으므로, 패스 밴드 양측에 노치의 형성 설계가 용이한 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터가 도시된 사시도이고,
도 2는 도 1의 투영 사시도이며,
도 3은 도 1의 평면도, 정면도 및 측면도의 투영도이고,
도 4는 A-A, B-B 및 C-C에 따른 단면도이며,
도 5a는 도 4의 A-A선을 따라 취한 절개 사시도이고,
도 5b는 도 4의 B-B선을 따라 취한 절개 사시도이며,
도 5c는 도 4의 C-C선을 따라 취한 절개 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터를 이용하여 패스 밴드 좌우 양측에 L-coupling 및 C-coupling을 통한 양단 노치를 형성하는 원리를 설명하기 위한 모식도 및 그 결과표이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터의 회로도이며,
도 8은 도 7에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이고,
도 9는 제1비교례에 따른 도파관 필터의 사시도이며,
도 10는 제1비교례에 따른 도파관 필터의 회로도이고,
도 11은 도 10에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이며,
도 12는 제2비교례에 따른 도파관 필터의 사시도이고,
도 13은 제2비교례에 따른 도파관 필터의 회로도이며,
도 14는 도 13에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이고,
도 15는 제3비교례에 따른 도파관 필터의 사시도이며,
도 16은 제3비교례에 따른 도파관 필터의 회로도이고,
도 17은 도 16에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.
<부호의 설명>
① 내지 ⑥: 공진기 11 내지 16: 공진블록
21: 입력포스트 22: 출력포스트
31 내지 36: 공진기 포스트 31,32,35,36: 제1구역 공진기 포스트
33,34: 제2구역 공진기 포스트 40: 격벽
41: 제1격벽 41a: 제1-1절개부
41b: 제1-2절개부 42: 제2격벽
42a: 제2-1절개부 42b: 제2-2절개부
50: 노치포스트 99: 하우징
100: 도파관 필터 1000: 제1비교례
2000: 제2비교례 3000: 제3비교례
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터가 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1의 투영 사시도이며, 도 3은 도 1의 평면도, 정면도 및 측면도의 투영도이고, 도 4는 A-A, B-B 및 C-C에 따른 단면도이며, 도 5a는 도 4의 A-A선을 따라 취한 절개 사시도이고, 도 5b는 도 4의 B-B선을 따라 취한 절개 사시도이며, 도 5c는 도 4의 C-C선을 따라 취한 절개 사시도이다.
통신용 안테나는 특정 패스밴드의 신호를 필터링 하기 위한 필터를 포함한다. 필터는 특성에 따라 캐비티 필터, 도파관 필터 등이 사용될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는, 안테나에 구비되는 도파관 필터를 중심으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5c에 참조된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)는 복수의 공진블록(11 내지 16)을 포함한다.
도파관 필터(100)는 적어도 4개 이상의 공진블록을 포함하며, 가령 하나의 필터 내에 4개 내지 20개의 공진블록을 포함할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)는, 도 1 내지 도 5c에 참조된 바와 같이, 6개의 공진블록(11 내지 16)으로 구성되는 것을 예로 하여 설명한다.
도파관 필터(100)는, 하나의 하우징(99)에 복수의 공진블록(11 내지 16)이 형성되고, 각 공진블록(11 내지 16)은 그 일부가 후술하는 격벽(40)에 의해 구분될 수 있다.
각 공진블록(11 내지 16)의 내부는 유전체로 채워지며, 유전체 재료로는 세라믹 또는 공기가 사용될 수 있지만, 다른 유전체 재료 또한 사용될 수 있다.
복수의 공진블록(11 내지 16)은 각각 하나의 공진기로써 동작하며, 4개의 공진블록을 통해 4개의 공진기로 구성된 도파관 필터를 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)에서는, 6개의 공진블록(11 내지 16)이 구비되는 바, 6개의 공진기(1 내지 6)로써 동작할 수 있다.
한편, 각 공진블록(11 내지 16)에는 공진기 포스트(31 내지 36)가 구비될 수 있다. 공진기 포스트(31 내지 36)는, 공진블록(11 내지 16)의 유전율과 상이한 유전체가 끼워진 형태로 구비되는 것도 가능하고, 공기는 소정의 유전율을 가진 유전체의 일종이므로, 공진기 포스트(31 내지 36)는 공기의 유전율을 가지는 것으로 전제할 때 각 공진블록(11 내지 16)의 일부가 제거된 빈 공간 형태로써 각 공진기 포스트(31 내지 36)가 형성될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 각 공진기 포스트(31 내지 36)는 공기의 유전율을 가진 유전체가 내부가 비어있는 중공 형태로 구비되는 것으로 전제하여 설명하기로 한다. 후술하는 격벽(40)의 경우도 마찬가지로 해석되어야 할 것이다. 즉, 격벽(40) 또한 공진블록(11 내지 16)으로 구획되도록 하우징(99)의 일부가 제거된 빈 공간 형태로 구비될 수 있다.
만일, 각 공진기 포스트(31 내지 36)가 공기인 경우에는 하우징(99)에 빈 공간 형태로 절개되거나 삭제된 형태로 구비되는 것을 의미하고, 각 공진기 포스트(31 내지 36)가 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비된 경우에는 하우징(99)의 내부에 각 공진기 포스트(31 내지 36)의 형상이 삽입된 형태로 구비되는 것을 의미한다.
공진기 포스트(31 내지 36)는 각 공진블록(11 내지 16)을 구성하는 하우징(99)의 일면(상면) 또는 타면(하면)에 구비될 수 있다. 여기서, 공진기 포스트(31 내지 36)이 하우징(99)의 일면과 타면에 구비된다는 정확한 의미는, 각 공진기 포스트(31 내지 36)의 외측면이 하우징(99)의 외측면(일면 또는 타면)과 매칭되도록 하우징(99)의 내부에 구비되는 것으로 정의할 수 있다.
한편, 제1공진기 포스트(31)가 제1공진블록(11)의 일면(상면)에 설치되는 경우, 다른 공진기 포스트(32 내지 36) 또한 각 공진블록(12 내지 16)의 일면(상면)에 설치될 수 있다. 즉, 모든 공진기 포스트(31)의 외측면이 하우징(99)의 일면에 매칭되게 구비될 수 있다.
그러나, 반드시 공진기 포스트(31 내지 36) 전부가 하우징(99)의 동일한 면에 설치될 필요는 없다. 예를 들면, 도 1 내지 도 5c에 참조된 바와 같이, 제1공진기(1)의 제1공진기 포스트(31), 제2공진기(2)의 제2공진기 포스트(32), 제5공진기(5)의 제5공진기 포스트(35) 및 제6공진기(6)의 제6공진기 포스트(36)는 하우징(99)의 일면(상면)에 설치되고, 제3공진기(3)의 제3공진기 포스트(33) 및 제4공진기(4)의 제4공진기 포스트(34)는 하우징(99)의 타면(하면)에 설치될 수 있다. 여기서, 후술하는 노치포스트(50)는 제1공진기 포스트(31), 제2공진기 포스트(32), 제5공진기 포스트(35) 및 제6공진기 포스트(36)와 동일한 하우징(99)의 일면(상면)에 설치될 수 있다.
각 공진기 포스트(31 내지 36) 및 노치포스트(50)가 소정의 유전율을 가지는 공기로 구성된 경우, 하우징(99)의 일면(상면) 또는 타면(하면)에 설치된다는 의미는, 각각의 개구 방향이 하우징(99)의 일면(상면) 또는 타면(하면)을 향하여 개구되게 형성됨을 의미한다. 이하에서는, 각 공진기 포스트(31 내지 36)의 개구 방향이 상이할 때 '반전'이라는 용어를 사용하여 설명하기로 한다.
제1공진블록 내지 제6공진블록(11 내지 16)은, 제1공진기 포스트 내지 제6공진기 포스트(31 내지 36)와 결합하여, 각각 독립된 공진기로써 작동된다. 그에 따라, 하나의 하우징(99)에는 제1공진기 내지 제6공진기(후술하는 도 1의 ① 내지 ⑥)가 형성될 수 있다.
각각의 공진블록(11 내지 16) 사이에는 격벽(wall)(40)이 형성될 수 있고, 격벽(40)의 크기(폭, 길이)와 위치에 따라 각 공진블록(11 내지 16)의 크기 및 공진특성이 가변될 수 있다.
격벽(40)은, 도 1 내지 도 3에 참조된 바와 같이, 제1격벽(41)과 제2격벽(42)을 포함할 수 있다.
제1격벽(41)은, 제1공진블록(11)과 제6공진블록(16)을 완전 구획함과 아울러, 제1공진블록(11)에 인접하는 제2공진블록(12)을 일부 구획하고, 제6공진블록(16)에 인접하는 제5공진블록(15)을 일부 구획하도록 십자가(+) 형태로 절개 형성될 수 있다. 여기서, 제1격벽(41)의 선단은 적어도 제2공진블록(12) 및 제5공진블록(15)을 동시에 일부 구획하는 길이로 형성될 수 있다.
제2격벽(42)은, 제2공진블록(12)에 인접하는 제3공진블록(13)을 일부 구획함과 아울러, 제2공진블록(12)에 인접하는 제5공진블록(15)을 일부 구획하고, 제5공진블록(15)에 인접하는 제4공진블록(14)을 일부 구획함과 아울러, 제5공진블록(15)에 인접하는 제2공진블록(12)을 일부 구획하도록 영문자 티(T)자 형태로 절개 형성될 수 있다. 여기서, 제2공진블록(12) 및 제5공진블록(15) 사이를 구획하는 제2격벽(42)(후술하는 제2-1절개부(42b) 참조)의 선단은 상술한 제1격벽(41)의 선단과 소정거리 이격되는 길이로 형성됨이 바람직하다.
참고로, 제3공진블록(13)과 제4공진블록(14)을 구분하는 격벽은 형성되어 있지 아니하나, 후술하는 노치포스트(50)에 의하여 제3공진블록(13)과 제4공진블록(14)은 구분될 수 있다.
이하에서는, 제1공진기 포스트(31) 내지 제6공진기 포스트(36) 중 제1격벽(41) 및 제2격벽(42)에 의하여 구획되지 않는 제3공진기 포스트(33) 및 제4공진기 포스트(34)를 "제2구역 공진기 포스트(B)"라 약칭하고, 제2구역 공진기 포스트 외의 나머지 공진기 포스트들(제1공진기 포스트(31), 제2공진기 포스트(32), 제5공진기 포스트(35) 및 제6공진기 포스트(36))을 "제1구역 공진기 포스트(A)"라 약칭하여 구분 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 하우징(99)은, 대략 상면(일면)과 하면(타면) 사이에 소정의 두께를 가지도록 형성되고, 장방형의 수평 단면을 가지는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 하우징(99)의 구성 중 상대적으로 길이가 긴 변을 '장변'이라 하고, 장변보다 상대적으로 길이가 작은 변을 '단변'이라 칭하며, 일측 단변과 타측 단변 사이를 일컫는 방향을 '길이방향'이라 칭하고, 일측 장변과 타측 장변 사이를 일컫는 방향을 '폭방향'이라 칭하며, 하우징의 일면(상면)과 타면(하면) 사이를 '두께 방향'이라 칭한다.
도 3을 참조하면, 격벽(40) 중 제1격벽(41)은, 일측 단변 중앙에서 길이방향으로 소정길이 연장되되, 제2공진기 포스트(32) 및 제5공진기 포스트(35)가 구비된 중앙 부분에 근접하도록 길이방향 연장된 제1-1절개부(41a)와, 제1-1절개부(41a) 중 어느 일 지점에서 제1공진기 포스트(31) 및 제2공진기 포스트(32)의 중앙 부분 및 제5공진기 포스트(35) 및 제6공진기 포스트(36)의 중앙 부분에 근접하도록 폭방향 연장된 제1-2절개부(41b)를 포함할 수 있다.
제1-1절개부(41a)와 제1-2절개부(41b)에 의하여 제1격벽(41)은 하우징(99)의 일측 단변 중앙에서 길이방향을 향하여 연장되도록 절개 형성됨으로써 전체적으로 '십자가(+)' 형상으로 형성될 수 있다.
제1-1절개부(41a)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 제1공진기 포스트(31)와 제6공진기 포스트(36)를 완전히 구획함과 아울러, 제2공진기 포스트(32)와 제5공진기 포스트(35)의 일부를 구획하는 역할을 수행한다.
제1-2절개부(41b)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 제1공진기 포스트(31)와 제2공진기 포스트(32)의 일부를 구획함과 아울러, 제6공진기 포스트(36)와 제5공진기 포스트(35)의 일부를 구획하는 역할을 수행한다.
한편, 도 3을 참조하면, 격벽(40) 중 제2격벽(42)은, 제2공진기 포스트(32) 및 제3공진기 포스트(33)의 중앙 부분에서 제4공진기 포스트(34) 및 제5공진기 포스트(35)의 중앙 부분을 향해 폭방향으로 소정길이 연장 절개된 제2-1절개부(42a)와, 제2-1절개부(42a)의 중앙에서 하우징(99)의 일측 단변을 향하여 길이방향으로 소정길이 연장 절개된 제2-2절개부(42b)를 포함할 수 있다.
제2-1절개부(42a)와 제2-2절개부(42b)에 의하여 제2격벽(42)은 하우징(99)의 타측 단변 측 내부에 전체적으로 '영문자 티(T)'자 형상으로 형성될 수 있다.
제2-1절개부(42a)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 제2공진기 포스트(32)와 제3공진기 포스트(33)의 일부를 구획함과 아울러, 제4공진기 포스트(34)와 제5공진기 포스트(35)의 일부를 구획하는 역할을 수행한다.
제2-2절개부(42b)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 제2공진기 포스트(32)와 제5공진기 포스트(35)의 일부를 구획하는 역할을 수행한다.
여기서, 제1격벽(41)의 제1-1절개부(41a)의 선단과 제2격벽(42)의 제2-2절개부(42b)의 선단 사이의 이격거리는 제2공진기 포스트(32) 및 제5공진기 포스트(35)의 직경과 동일한 길이로 형성될 수 있다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 필터 성능 설계에 따라 상기 이격거리는 상이하게 설계될 수 있음은 당연하다.
이하에서는, 복수의 공진기(1 내지 6) 중 복수의 격벽(40)에 의해 구분되지 않은 공진기(제3공진기(3) 및 제4공진기(4))의 공진기 포스트(제3공진기 포스트(33) 및 제4공진기 포스트(34))를 "제2구역 공진기 포스트(B)"라 약칭하고, 복수의 공진기(1 내지 6) 중 복수의 격벽(40)에 의해 일부라도 구분되는 복수의 공진기의 공진기 포스트를 "제1구역 공진기 포스트(A)"라 약칭하여 각각을 구분하여 설명하기로 한다.
한편, 도파관 필터(100)는, 도 1 내지 도 5c에 참조된 바와 같이, 신호가 입력되는 입력포스트(21)와, 신호가 출력되는 출력포스트(22)를 포함할 수 있다.
입력포스트(21)와 출력포스트(22)는 각각 상이한 공진블록에 형성되며, 입력포스트(21)와 출력포스트(22)는 각각 공진블록 내의 어느 일면에 설치될 수 있다.
보다 상세하게는, 입력포스트(21)와 출력포스트(22)는 도파관 필터(100)의 양단 끝의 공진블록인 제1공진블록(11) 및 제6공진블록(16)에 각각 형성될 수 있다. 입력포스트(21)는 제1공진블록(11)에 형성될 수 있고, 출력포스트(22)는 제6공진블록(16)에 형성될 수 있다.
입력포스트(21)를 통하여 입력된 신호는 순차적으로 제1공진기 포스트(31)-제2공진기 포스트(32)-제3공진기 포스트(33)-제4공진기 포스트(34)-제5공진기 포스트(35)-제6공진기 포스트(36)를 거쳐 출력포스트(22)를 통해 주파수를 필터링하면서 출력된다.
한편, 도파관 필터(100)는, 인접하는 공진기 간의 커플링 구현 시 크로스 커플링의 효과로 전환되어 구현하도록 구비된 노치포스트(50)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 노치포스트(50)는, C노치 포스트(33,34)인 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 사이에 위치될 수 있다.
일반적으로, 커플링 구현 시 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 사이에 노치포스트(50)가 구비되지 않는 경우, 인접하는 공진기들로써 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 사이는 기본적으로 인접 커플링되어 유도성 커플링(Inductive coupling)으로 동작된다.
여기서, 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 사이가 용량성 커플링(Conductive coupling)으로 동작하기 위해서는, 홀수 개 또는 짝수 개의 공진기 포스트를 건너 크로스 커플링시키거나, 적어도 인접하는 공진기 포스트 간의 인접 커플링시킬 때에 인접 공진기 포스트의 개구 방향이 상호 반전되고 그 사이에 격벽(도 1 및 도 2의 도면부호 40 참조)이 구비되거나, 이에 상응하는 구조물로써 인접하는 공진기 포스트와는 개구 방향이 상호 반전된 형태인 노치포스트(50)가 구비되어야 한다는 것을 알 수 있다.
만일 상호 인접하는 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 사이에 노치포스트(50)가 구비되어 있지 않는 경우에는 상술한 바와 같이, 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34)는 인접 커플링에 의한 유도성 커플링으로 동작하게 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)에서와 같이, 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 사이에 격벽 또는 이에 상응하는 구조물의 역할을 수행하는 노치포스트(50)가 구비됨으로써, 상호 인접하는 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 간의 커플링 구현 시 패스 밴드의 좌우 양측에 노치를 형성할 수 있다.
이를 위해, 제2구역 공진기 포스트(B)는, 제1구역 공진기 포스트(A)가 구비된 하우징(99)의 일면과 반대되는 타면에 구비될 수 있다. 즉, 노치포스트(50)를 사이에 둔 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34)로 구비된 제2구역 공진기 포스트(B)는, 그 외의 나머지인 제1구역 공진기 포스트(A)(제1공진기 포스트(31), 제2공진기 포스트(32), 제5공진기 포스트(35) 및 제6공진기 포스트(36))와는 상이한 방향으로 개구되도록 하우징(99)에 형성될 수 있다.
이때, 노치포스트(50)는, 제1구역 공진기 포스트(A)와 동일한 하우징(99)의 일면에 구비될 수 있다. 즉, 노치포스트(50)는, 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(33) 및 제4공진기 포스트(34)와는 상이한 방향으로 개구되도록 형성될 수 있다.
한편, 제2구역 공진기 포스트(B)와 제1구역 공진기 포스트(A)는 동일한 크기로 형성될 수 있다. 즉, 제2구역 공진기 포스트(B)와 제1구역 공진기 포스트(A)는 하우징(99)의 각기 상이한 면을 통해 개구되도록 형성된 점에서는 차이가 있으나, 전체적인 크기는 동일하게 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 제2구역 공진기 포스트(B) 및 제1구역 공진기 포스트(A)가 전부 동일한 형상으로 형성되어야 하는 것은 아니고, 커플링의 구현에 따른 필터 설계에 따라 상이한 형상으로 형성되는 것도 가능함은 당연하다고 할 것이다. 이때, 제1구역 공진기 포스트(A) 중 제2구역 공진기 포스트(B)에 인접하는 공진기 포스트(예를 들면, 제3공진기 포스트(33)에 인접하는 제2공진기 포스트(32) 및 제4공진기 포스트(34)에 인접하는 제5공진기 포스트(35)가 이에 해당됨)의 형상 및 크기에 따라 커플링의 양이 조절될 수 있다.
여기서, 노치포스트(50)가 하우징(99)의 일면과 타면을 완전히 관통하는 구조인 격벽(40)은 아니지만, 제2구역 공진기 포스트(B)와는 상이한 방향으로 개구면을 갖도록 형성함으로써 커플링 구현 시 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 간의 커플링 구현 시 패스 밴드의 좌우 양측에 노치를 형성하는 격벽(40)의 역할을 수행함을 알 수 있다.
또한, 격벽(40) 중 제1구역 공진기 포스트(A) 중 하나인 제2공진기 포스트(32)와 제2구역 공진기 포스트(B) 중 하나인 제3공진기 포스트(33) 사이를 일부 구획하고, 제1구역 공진기 포스트(A) 중 하나인 제5공진기 포스트(35)와 제2구역 공진기 포스트(B) 중 하나인 제4공진기 포스트(34)를 일부 구획하는 격벽(42)은 제1구역 공진기 포스트(A)인 제2공진기 포스트(32)와 제5공진기 포스트(35)의 개구 방향 및 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(33) 및 제4공진기 포스트(34)의 개구 방향이 상호 반대인 경우에도 커플링 구현 시 패스 밴드의 좌우 양측에 노치를 형성할 수 있다.
즉, 제1구역 공진기 포스트(A) 중 하나인 제2공진기 포스트(32)의 개구 방향은 하우징(99)의 일면을 통해 개구되도록 형성함과 동시에 제2공진기 포스트(32)에 인접 구비되되 제2구역 공진기 포스트(B) 중 하나인 제3공진기 포스트(33)의 개구 방향은 제2공진기 포스트(32)와는 반대인 하우징(99)의 타면을 통해 개구되도록 형성하고, 제2공진기 포스트(32)와 제3공진기 포스트(33) 사이를 일부 구획하도록 제2격벽(42)의 제2-1절개부(42a)가 구비됨으로써, 커플링 구현 시 패스 밴드의 좌우 양측에 노치를 형성할 수 있다.
또한, 제1구역 공진기 포스트(A) 중 하나인 제5공진기 포스트(35)의 개구 방향은 하우징(99)의 일면을 통해 개구되도록 형성함과 동시에 제5공진기 포스트(35)에 인접 구비되되 제2구역 공진기 포스트(B) 중 하나인 제4공진기 포스트(34)의 개구 방향은 제5공진기 포스트(35)와는 반대인 하우징(99)의 타면을 통해 개구되도록 형성하고, 제5공진기 포스트(35)와 제4공진기 포스트(34) 사이를 일부 구획하도록 제2격벽(42)의 제2-1절개부(42a)가 구비됨으로써, 커플링 구현 시의 패스 밴드의 좌우 양측에 노치를 형성할 수 있다.
여기서, 노치포스트(50)는, 제2구역 공진기 포스트(B) 및 제1구역 공진기 포스트보다 더 큰 체적을 가지도록 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 노치포스트(50)의 형상이 상술한 바와 같이 한정되는 것은 아니고, 커플링의 구현에 따른 필터 설계에 따라 결정될 수 있음은 당연하다고 할 것이다. 이때, 노치포스트(50)의 형상 및 크기에 따라 커플링의 양이 조절될 수 있다.
아울러, 노치포스트(50)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 제3공진기 포스트(33) 및 제4공진기 포스트(34)의 중심을 지나는 임의의 기준선에 대응되는 위치를 동심으로 하도록 원기둥(또는 원형의 홈) 형태로 구비될 수 있다.
여기서, 노치포스트(50)는, 하우징(99)의 일면을 통하여 개구되게 형성되되, 하우징(99)의 타면으로는 차폐되는 형태로 구비됨이 바람직하다. 즉, 노치포스트(50)는, 하우징(99)을 두께 방향으로 완전 관통하는 형태가 아니다.
도 5a를 참조하면, 제1구역 공진기 포스트(A) 중 제1공진기 포스트(31) 및 제2공진기 포스트(32)는, 하우징(99)의 일측 단변으로부터 타측 단변을 향하는 길이 방향으로 소정길이 이격되게 구비되되, 개구 방향이 하우징(99)의 일면(상면)을 향하여 개구되도록 형성될 수 있다.
아울러, 제1구역 공진기 포스트(A) 중 제2공진기 포스트(32)의 길이 방향 일측으로써, 하우징(99)의 타측 단변에 인접하게 제2구역 공진기 포스트(B) 중 하나로써 제3공진기 포스트(33)가 구비되되, 개구 방향이 하우징(99)의 타면(하면)을 향하여 개구되도록 형성될 수 있다.
여기서, 제1공진기 포스트(31)가 형성된 하우징(99)의 일면에 대향되는 타면에는 입력포스트(21)가 구비되되, 개구 방향이 하우징(99)의 타면(하면)을 향하도록 형성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(33) 및 제4공진기 포스트(34)는, 각각 개구 방향이 하우징(99)의 타면(하면)을 향하여 개구되도록 형성되고, 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34)의 사이 중간에는 노치포스트(50)가 개구 방향이 하우징(99)의 일면(상면)을 향하여 개구되도록 형성될 수 있다.
그리고, 도 5c를 참조하면, 제2구역 공진기 포스트(B) 중 하나인 제4공진기 포스트(34)의 길이방향 타측으로써, 제1구역 공진기 포스트(A) 중 하나인 제5공진기 포스트(35)가 구비되되, 개구 방향이 하우징(99)의 일면(상면)을 향하여 개구되도록 형성되고, 제5공진기 포스트(34)의 길이방향 타측으로써 하우징(99)의 일측 단변에 인접하게 제1구역 공진기 포스트(A) 중 하나인 제6공진기 포스트(36)가 개구 방향이 하우징(99)의 일면(상면)을 향하여 개구되도록 형성될 수 있다.
여기서, 제6공진기 포스트(36)가 형성된 하우징(99)의 일면에 대향되는 타면에는 출력포스트(22)가 구비되되, 개구 방향이 하우징(99)의 타면(하면)을 향하도록 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터를 이용하여 패스 밴드 좌우 양측에 L-coupling 및 C-coupling을 통한 양단 노치를 형성하는 원리를 설명하기 위한 모식도 및 그 결과표이다.
도 6에 참조된 바와 같이, L-coupling이든 C-coupling이든 관계없이, 3번 공진은 주파수를 통과 대역보다 낮은 쪽으로 이동시켜서 공진주파수 위쪽에만 노치(Notch)를 적용시키면 되므로, -90도 위상만 적용한다.
먼저, L-coupling의 Below Resonance는, Path 1-2-(3)-4-5의 경우 -270도이고, Path 1-5의 경우 -90도 이므로, 그 위상차가 180도로써 Out of phase의 결과값을 얻게 되며, L-coupling의 Above Resonance는, Path 1-2-(3)-4-5의 경우 -270도이고, Path 1-5의 경우 -90도 이므로, 그 위상차가 180도로써 Out of phase의 결과값을 얻게 되어, 패스밴드 양단에 노치를 형성할 수 있다.
다음으로, C-coupling의 Below Resonance는, Path 1-2-(3)-4-5의 경우 +90도이고, Path 1-5의 경우 -90도 이므로, 그 위상차가 180도로써 Out of phase의 결과값을 얻게 되며, C-coupling의 Above Resonance는, Path 1-2-(3)-4-5의 경우 -270도이고, Path 1-5의 경우 -90도 이므로, 그 위상차가 180도로써 Out of phase의 결과값을 얻게 되어, 패스밴드 양단에 노치를 형성할 수 있다.
상기와 같은 패스 밴드의 양단에 노치를 형성하는 원리에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터의 회로도이고, 도 8은 도 7에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 입력포스트(21)를 통하여 입력된 소정의 신호는 출력포스트(22)를 통하여 출력될 때까지 8개소에서 커플링이 구현될 수 있다.
즉, 입력포스트(21)와 제1공진기 포스트(31) 사이에서 유도성 커플링(L1)으로 동작되고, 제1공진기 포스트(31)와 제2공진기 포스트(32) 사이에서 유도성 커플링(L3)으로 동작되며, 제2공진기 포스트(32)와 제3공진기 포스트(33) 사이에서 용량성 커플링(C10)으로 동작되고, 제3공진기 포스트(33)와 노치포스트(50) 사이에서 용량성 커플링(C8)으로 동작되며, 노치포스트(50)와 제4공진기 포스트(34) 사이에서 용량성 커플링(C9)으로 동작되고, 제4공진기 포스트(34)와 제5공진기 포스트(35) 사이에서 용량성 커플링(C11)으로 동작되며, 제5공진기 포스트(35)와 제6공진기 포스트(36) 사이에서 유도성 커플링(L13)으로 동작되고, 제6공진기 포스트(36)과 출력포스트(22) 사이에서 유도성 커플링(L15)으로 동작된다.
여기서, 제2공진기 포스트(32)와 제3공진기 포스트(33) 사이의 용량성 커플링(C10) 및 제4공진기 포스트(34)와 제5공진기 포스트(35) 사이의 용량성 커플링(C11)은, 그 사이에 존재하는 제2격벽(42)이 크로스 커플링을 구현하기 위한 반전 구조물로서 작용하는 것으로 파악되고, 제3공진기 포스트(33)와 노치포스트(50) 사이의 용량성 커플링(C8) 및 노치포스트(50)와 제4공진기 포스트(34) 사이의 용량성 커플링(C9)은, 제3공진기 포스트(33)와 제4공진기 포스트(34) 사이에 존재하는 노치포스트(50)가 크로스 커플링을 구현하기 위한 반전 구조물로서 작용하는 것으로 파악된다.
그러므로, 제2격벽(42)은 제1구역 공진기 포스트(A)와 제2구역 공진기 포스트(B) 사이(보다 상세하게는, 제2공진블록(12)과 제3공진블록 사이 및 제4공진블록(14)과 제5공진블록(15) 사이)에서 용량성 커플링이 구현될 수 있는 길이 및 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.
이를 도 8에 참조된 바와 같이, 주파수 특성을 나타낸 그래프로 표현하면, 패스 밴드 좌우 양측에 노치가 형성되고, 통상 패스 밴드 좌측에 형성되는 스퓨리어스가 레벨이 현저히 낮아짐으로써 좌측으로 더 밀려 대역 범위 내에서 스퓨리어스가 제거되어 통신 제약을 저감시킬 수 있게 된다(도 8의 1번 위치 참조).
도 9는 제1비교례에 따른 도파관 필터의 사시도이고, 도 10은 제1비교례에 따른 도파관 필터의 회로도이며, 도 11은 도 10에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.
제1비교례에 따른 도파관 필터(1000)는, 도 9에 참조된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)와 비교하면, 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(1033) 및 제4공진기 포스트(1034)의 개구 방향이 제1구역 공진기 포스트(A)와 동일한 하우징(99)의 일면(상면)을 향하도록 개구되게 형성되고, 노치포스트(1050)는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)와 동일하게 구성하였다.
이와 같은 제1비교례에 따른 도파관 필터(1000)에 따르면, 도 10에 참조된 바와 같이, 입력포스트(1021)로부터 출력포스트(1022)까지 8개의 커플링이 전부 유도성 커플링으로 동작함을 알 수 있다. 이는 제3공진기 포스트(1033)와 제4공진기 포스트(1034) 사이에 존재하는 노치포스트(1050)의 존재에도 불구하고, 노치포스트(1050)가 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)에서의 격벽(40) 또는 이에 상응하는 구조물인 노치포스트(50)의 역할을 수행하는 것과는 달리 단순히 하나의 공진기 포스트가 추가로 더 구비된 것으로 이해해야 한다는 것을 결과치가 보여준다.
다만, 제1비교례에 따른 도파관 필터(1000)의 주파수 특성을 나타낸 그래프인 도 11을 참조하면, 상술한 구조에도 불구하고 크로스 커플링을 구현할 경우, 패스 밴드 좌우 양측에 노치가 형성될 수 있다. 그러나, 통상 패스 밴드 좌측에 형성되는 스퓨리어스가 레벨이 높아, 특정 대역에서의 통신 제약이 심한 단점을 가지며, 스퓨리어스가 패스 밴드와 가까워 통과대역 위의 노치산이 통과대역 아래의 노치산 보다 더 높이 들여올려짐을 알 수 있다.
도 12는 제2비교례에 따른 도파관 필터의 사시도이고, 도 13은 제2비교례에 따른 도파관 필터의 회로도이며, 도 14는 도 13에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.
제2비교례에 따른 도파관 필터(2000)는, 도 12에 참조된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)와 비교하면, 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(2033) 및 제4공진기 포스트(2034)의 개구 방향이 제1구역 공진기 포스트(A))와 동일한 하우징(99)의 일면(상면)을 향하도록 개구되게 형성되고, 노치포스트(2050)는 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(2033) 및 제4공진기 포스트(2034)의 개구 방향과는 반대인 하우징(99)의 타면(하면)을 향하도록 개구되게 형성하였다.
이와 같은 제2비교례에 따른 도파관 필터(2000)에 따르면, 도 13에 참조된 바와 같이, 입력포스트(2021)로부터 출력포스트(2022)까지 8개의 커플링 중 제2구역 공진기 포스트(B) 중 하나인 제3공진기 포스트(2033)와 노치포스트(2050) 사이 및 노치포스트(2050)과 제2구역 공진기 포스트(B) 중 다른 하나인 제4공진기 포스트(2034) 사이는 용량성 커플링으로 동작하고, 나머지는 유도성 커플링으로 동작함을 알 수 있다. 이는 노치포스트(2050)의 개구 방향이 제3공진기 포스트(2033) 및 제4공진기 포스트(2034)의 개구 방향과는 반대로 반전되게 형성함으로써, 노치포스트(2050)가 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)에서의 격벽(40) 또는 이에 상응하는 구조물로써의 역할을 수행한다는 것을 알 수 있다.
제2비교례에 따른 도파관 필터(2000)의 주파수 특성을 나타낸 그래프인 도 14를 참조하면, 패스 밴드의 좌우 양측에 노치가 형성될 수 있다. 그리고, 통상 패스 밴드 좌측에 형성되는 스퓨리어스는 제1비교례에 비하여 레벨이 낮아짐으로써 패스 밴드 양쪽 노치산이 어느 정도 균형을 맞출 수 있음은 물론 패스 밴드의 좌측으로 더 밀리는 특징을 보임을 알 수 있다. 이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)와 비교하더라도, 통과대역과 더 가깝고 레벨이 더 높은 단점을 가지는 것으로 확인된다.
도 15는 제3비교례에 따른 도파관 필터의 사시도이고, 도 16은 제3비교례에 따른 도파관 필터의 회로도이며, 도 17은 도 16에 따른 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.
제3비교례에 따른 도파관 필터(3000)는, 도 15에 참조된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)와 비교하면, 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(3033) 및 제4공진기 포스트(3034)의 개구 방향은 같도록 구성되나, 노치포스트(1050)의 개구 방향은 하우징(99)의 타면(하면)으로 개구되게 형성하였다.
이와 같은 제3비교례에 따른 도파관 필터(3000)에 따르면, 도 16에 참조된 바와 같이, 입력포스트(3021)로부터 출력포스트(3022)까지 8개의 커플링 중 개구 방향의 반전이 있는 제1구역 공진기 포스트(A)인 제2공진기 포스트(3032)와 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(3033) 사이 및 제2구역 공진기 포스트인 제4공진기 포스트(3034)와 제1구역 공진기 포스트인 제5공진기 포스트(3035) 사이의 커플링만 용량성 커플링으로 동작하고, 나머지 커플링은 전부 유도성 커플링으로 동작함을 알 수 있다. 이는 제2공진기 포스트(3032)와 제3공진기 포스트(3033) 사이 및 제5공진기 포스트(3035)와 제4공진기 포스트(3034) 사이의 제2격벽(42)의 제2-1절개부(42a)가 크로스 커플링의 효과를 주는 구조물로서 작용하는 것으로 추정할 수 있고, 동시에 제3공진기 포스트(3033)와 제4공진기 포스트(3034) 사이에 존재하는 노치포스트(3050)의 존재에도 불구하고, 노치포스트(3050)가 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)에서의 격벽(40) 또는 이에 상응하는 구조물인 노치포스트(50)의 역할을 수행하는 것과는 달리 단순히 하나의 공진기 포스트가 추가로 더 구비된 것으로 이해해야 한다는 것을 결과치가 보여준다.
제3비교례에 따른 도파관 필터(3000)의 주파수 특성을 나타낸 그래프인 도 17을 참조하면, 제1비교례의 그래프인 도 11과 매우 유사함을 알 수 있다. 이는, 노치포스트(3050)를 기준으로 인접하게 구비된 제2구역 공진기 포스트(B)인 제3공진기 포스트(3033) 및 제4공진기 포스트(3034)와 노치포스트(3050)의 개구 방향이 상호 반전되지 않는 경우, 스퓨리어스의 악영향을 해소하기 힘들다는 것을 반증하는 것으로 추정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 필터(100)는, 제1구역 공진기 포스트(A,31,32,35,36)와 제2구역 공진기 포스트(B,33,34)의 개구 방향을 반전시켜 형성함과 아울러 제2구역 공진기 포스트(B,33,34)와의 사이에 격벽(42)과 같은 구조물을 구비함과 아울러, 제2구역 공진기 포스트(B,33,34) 사이에 개구 방향이 반전된 노치포스트(50)를 구비함으로써, 보다 단순한 구조 설계를 통해 패스 밴드 양측에 노치를 형성할 수 있는 이점을 가진다.
본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 실시예에 따라서는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
본 발명은 공진기를 이용한 크로스 커플링을 통해 특정 패스밴드의 특성의 강화하고, 대역 범위 내에 발생하는 스퓨리어스(spurious)의 발생을 억제하거나, 대역 범위 내에서 스퓨리어스가 최대로 이격되도록 설계된 도파관 필터를 제공한다.

Claims (8)

  1. 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 복수의 공진블록을 포함하는 하우징;
    상기 하우징에 구비된 복수의 공진블록에 각각 구비되는 복수의 공진기 포스트에 의하여 각각 단일 공진기로써 기능하는 복수의 공진기; 및
    상기 복수의 공진기 포스트 중 외측면이 상기 하우징의 일면에 매칭되게 설치된 제1구역 공진기 포스트와, 상기 제1구역 공진기 포스트에 인접 커플링되도록 구비되되, 외측면이 상기 제1구역 공진기 포스트와 반대되는 상기 하우징의 타면에 매칭되게 설치된 제2구역 공진기 포스트 사이에 구비되어 상기 제1구역 공진기 포스트가 구비된 공진블록과 상기 제2구역 공진기 포스트가 구비된 공진블록 사이의 적어도 일부를 구획하도록 구비된 격벽; 을 포함하는, 도파관 필터.
  2. 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 복수의 공진블록을 포함하는 하우징;
    상기 하우징에 구비된 복수의 공진블록에 각각 구비되는 복수의 공진기 포스트에 의하여 각각 단일 공진기로써 기능하는 복수의 공진기;
    상기 복수의 공진기 중 적어도 하나로써, 외측면이 상기 하우징의 일면에 매칭되게 설치된 제1구역 공진기 포스트;
    상기 복수의 공진기 중 적어도 하나로써, 외측면이 상기 제1구역 공진기 포스트와 반대되는 상기 하우징의 타면에 매칭되게 설치된 제2구역 공진기 포스트; 및
    상기 제2구역 공진기 포스트 사이에 구비되되, 외측면이 상기 제2구역 공진기 포스트와 반대되는 상기 하우징의 일면에 매칭되게 설치된 노치포스트; 를 포함하는, 도파관 필터.
  3. 소정의 유전율을 가진 유전체로 구비되고, 복수의 공진블록을 형성하는 하우징;
    상기 복수의 공진블록에 각각 구비되는 공진기 포스트에 의해 형성되는 복수의 공진기;
    상기 복수의 공진블록 중 인접하는 공진블록의 전부 또는 일부를 구획하도록 구비된 복수의 격벽; 및
    상기 복수의 공진기 중 상기 복수의 격벽에 의해 구분되지 않은 공진기에 구비된 공진기 포스트(이하, "제2구역 공진기 포스트"라 약칭함) 사이에 구비되어, 상기 제2구역 공진기 포스트 간에 커플링의 효과가 반전되어 구현되도록 구비된 노치포스트; 를 포함하고,
    상기 제2구역 공진기 포스트는, 상기 복수의 격벽에 의해 구분되는 상기 복수의 공진기에 구비된 공진기 포스트(이하, "제1구역 공진기 포스트"라 약칭함)가 구비된 하우징의 일면과 반대되는 타면에 구비되는, 도파관 필터.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 노치포스트는, 상기 제1구역 공진기 포스트와 동일한 하우징의 일면에 구비되는, 도파관 필터.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제2구역 공진기 포스트와 상기 제1구역 공진기 포스트는 동일한 크기로 형성된, 도파관 필터.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 노치포스트는, 상기 제2구역 공진기 포스트 및 상기 제1구역 공진기 포스트보다 더 큰 체적을 가지도록 형성된, 도파관 필터.
  7. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 제1구역 공진기 포스트 중 상기 제2구역 공진기 포스트에 인접하는 공진기 포스트의 형상 및 크기에 따라 상기 커플링의 양이 조절되는, 도파관 필터.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 제1구역 공진기 포스트 내의 각 공진블록을 구획하도록 구비된 제1격벽 및 상기 제1구역 공진기 포스트와 상기 제2구역 공진기 포스트 사이의 공진블록을 구획하도록 구비된 제2격벽, 을 포함하고,
    상기 제2격벽은, 상기 제1구역 공진기 포스트와 상기 제2구역 공진기 포스트 사이에서 용량성 커플링이 구현될 수 있는 길이 및 폭으로 형성되는, 도파관 필터.
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