KR20170043826A - 유전체 공진기를 이용하는 소형 rf 필터 - Google Patents

Abstract

유전체 공진기를 이용하는 소형 RF 필터가 개시된다. 본 발명의 일측면에 따르면, 일측으로 개방되는 캐비티가 형성된 하우징; 캐비티에 삽입되는 유전체 공진기; 및 하우징의 일측에 결합되는 커버를 포함하되, 유전체 공진기는 일방향을 따라 일측에서 타측으로 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 유전체 공진기의 일측 표면 및 타측 표면 및 관통홀의 내주면에는 금속층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터가 제공된다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 필터 토폴로지를 적용함에 있어 더 높은 자유도를 가지며 전송영점의 구현 및 제어가 용이한 RF 필터가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 RF 필터는 기존의 세라믹 모노블럭 필터에 비할 만한 소형의 크기로 구현하는 것이 가능하여 기존의 캐비티 필터에 비해 현저히 작은 크기를 갖는다는 장점이 있다.

Description

유전체 공진기를 이용하는 소형 RF 필터{COMPACT RF FILTER USING A DIELECTRIC RESONATOR}

본 발명은 RF 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유전체 공진기를 이용하는 소형 RF 필터에 관한 것이다.

통신서비스가 진화함에 따라 데이터 전송속도 증가에 대한 요구가 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서는 시스템 대역폭을 증가, 수신감도 향상 및 타 통신시스템 반송파(carrier)에 의한 장애(interference) 최소화 등이 필요하며, 이를 위해 저손실(low insertion loss) 고억압(high rejection) 필터를 제공할 필요가 있다.

금속 재질을 이용하여 제작하는 동축(coaxial) 공진기는 유전체 공진기 등의 타 공진기 대비 손실, 가격 측면에서 장점이 있으므로 필터 구현을 위해 주로 사용된다. 그러나 스몰셀(small cell)의 사용이 보급화되고 있는 현상에서 볼 수 있듯이, 기지국 시스템이 저출력을 갖는 대신 소형화된 크기를 갖도록 하는 경향이 증가되고 있으며, 기존 동축 공진기를 사용하는 경우 크기 측면에서 제약이 있어 초소형 크기의 필터를 구현하는 데 있어서는 한계가 있다. 따라서 필터의 크기를 소형화할 수 있는 소형 공진기에 대한 필요성이 대두되고 있다.

대표적인 저출력 소형 필터 기술의 한 가지 예로서 모노블럭 필터(monoblock filter)를 들 수 있다. 도 1은 종래 기술에 따른 모노블럭 세라믹 필터(10)를 개념적으로 나타낸 사시도이다. 도 1에 개략적으로 도시된 모노블럭 필터(10)는 세라믹 재질로 형성된 본체(30)에 다수의 관통홀(35)이 형성되어 구성된다. 관통홀(35)의 내주면에는 습식 도금 등에 의한 금속층이 형성되어 있으며, 이는 본체(30) 상면의 패턴(50)과 연결되어 TEM 공진기로서 기능하게 된다.

일반적으로 RF 필터에서 전송영점을 구현하기 위해서는 근접한 공진기 사이에 크로스 커플링을 적용해야 하며, 이때 크로스 커플링에 관여하지 않는 타 공진기와는 커플링이 이루어져서는 안 된다. 그러나 모노블럭 필터(10)는 단일의 세라믹 본체(30)에 형성된 관통홀(35)을 통해 공진기들이 구현되므로 모든 공진기가 커플링되어 전송영점을 구현하는 것이 용이하지 않다. 또한, 다수의 전송영점을 구현하기 위해서는 벌집 형상의 공진기 배열이 요구되지만 모노블럭 필터(10)에서는 일렬의 배열만이 가능하여 다수의 전송영점을 구현하는 데 제약이 있다.

이와 같이 모노블럭 필터 기술을 적용하는 경우 소형 사이즈 구현이 가능하지만 높은 손실을 가지며, 일체형으로 구현되는 구조적 특성상 필터 토폴로지(topology) 설계에 제약이 많아 전송영점 구현 및 제어가 쉽지 않다는 단점이 있다. 또한, 모노블럭 필터는 단일 본체 구현에 따른 도파관 모드 공진(waveguide mode resonance)에 의한 스퓨리어스(spurious) 모드가 패스밴드(passband)에 근접하여 형성되며, 이러한 스퓨리어스는 저역통과필터(LPF)로 억압하기 힘들 정도로 가깝게 존재하므로 제약으로 작용한다.

본 발명의 일측면은 필터 토폴로지 적용의 제약을 제거하여 전송영점의 구현 및 제어가 용이하면서도 모노블럭 필터 수준의 소형 크기로 구현할 수 있는 RF 필터를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 일측면은 스퓨리어스 특성을 개선하여 더 높은 RF 필터 성능을 제공하면서도 모노블럭 필터 수준의 소형 크기로 구현할 수 있는 RF 필터를 제공하려는 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 일측으로 개방되는 캐비티가 형성된 하우징; 캐비티에 삽입되는 유전체 공진기; 및 하우징의 일측에 결합되는 커버를 포함하되, 유전체 공진기는 일방향을 따라 일측에서 타측으로 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 유전체 공진기의 일측 표면 및 타측 표면 및 관통홀의 내주면에는 금속층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터가 제공된다.

하우징은 유전체 공진기가 각각 삽입되는 복수의 캐비티를 포함할 수 있고, 소형 RF 필터는 커플링 부재를 더 포함하되, 커플링 부재의 양단은 두 개의 유전체 공진기에 각각 근접하게 위치하여 두 개의 유전체 공진기 사이에 크로스 커플링을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 하우징은 캐비티의 일면에 상기 일방향을 따라 돌출되는 돌출부를 포함하고, 유전체 공진기는 관통홀에 돌출부가 삽입되도록 캐비티 내에 배치될 수 있다. 관통홀의 내경(內徑)은 일측에서의 내경보다 타측에서의 내경이 더 작도록 형성될 수 있으며, 관통홀의 일측에서의 내경보다 같거나 작고 관통홀의 타측에서의 내경보다 큰 외경을 가진 체결부를 이용하여 유전체 공진기를 돌출부에 결합시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터는 커버에 결합되는 튜닝 부재를 더 포함할 수 있다. 튜닝 부재는 커버로부터의 거리가 조절가능하도록 구성될 수 있으며, 돌출부에는 일측으로 개방되는 수용공간이 형성되어 튜닝 부재가 수용공간 내에 배치되도록 구성될 수 있다.

소형 RF 필터가 커버에 결합되는 튜닝 부재를 더 포함하는 경우, 튜닝 부재는 커버로부터의 거리가 조절가능하도록 구성될 수 있고, 커버가 하우징에 결합되면 튜닝 부재는 관통홀 위에 또는 안에 위치할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 커버는 캐비티를 향해 돌출하며 캐비티를 향하는 방향으로 개방된 내부공간을 가진 리세스부를 포함할 수 있고, 튜닝 부재는 리세스부 내에서 이동가능하게 수용될 수 있다.

본 발명의 다른 일측면에 따르면, 일측으로 개방되는 캐비티가 형성된 하우징을 포함하는 소형 RF 필터를 위한 유전체 공진기가 제공된다. 해당 유전체 공진기는 세라믹 재질로 구성되며 일방향을 따라 일측에서 타측으로 관통하는 관통홀이 형성되어 있는 공진기 본체; 및 공진기 본체의 일측 표면 및 타측 표면 및 관통홀의 내주면에 형성된 금속층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 따르면, 필터 토폴로지를 적용함에 있어 더 높은 자유도를 가지며 전송영점의 구현 및 제어가 용이한 RF 필터가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 RF 필터는 기존의 세라믹 모노블럭 필터에 비할 만한 소형의 크기로 구현하는 것이 가능하여 기존의 캐비티 필터에 비해 현저히 작은 크기를 갖는다는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터는 각 공진기에서 도파관 모드 공진이 발생하지 않으므로 기존의 세라믹 모노블럭 필터에서와 같이 스퓨리어스가 패스밴드에 근접하게 형성되는 것을 방지할 수 있으며, 튜닝 부재, 커플링 부재 등을 이용하여 필터 특성들을 조절할 수 있어 소형의 크기로도 매우 높은 성능을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 모노블럭 세라믹 필터를 개념적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터에서 공진기 부분만을 개념적으로 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 소형 RF 필터에서 크로스 커플링을 적용한 경우의 반사손실 및 삽입손실을 나타낸 그래프이다.
도 6은 종래기술에 따른 모노블럭 필터에서 얻어지는 스퓨리어스를 나타내기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터에서 얻어지는 스퓨리어스를 나타내기 위한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 자세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터를 나타낸 단면도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 RF 필터(1000)는 크게 하우징(100), 커버(200) 및 하우징(100)의 캐비티(110)에 삽입된 유전체 공진기(300)로 구성된다.

하우징(100)에는 상기 캐비티(110)가 하나 이상 형성될 수 있다. 캐비티(110)는 하우징(100)의 일측으로 개방되어 있다. 하우징(100)은 전도체 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 금속 재질로 형성될 수 있다.

RF 필터(1000)의 전체적 크기를 소형으로 유지할 수 있도록 하는 다양한 공법이 존재한다. 예를 들어, 박육 다이캐스팅에 의해 하우징(100)을 제작하여 벽체의 두께를 1mm 이하로 형성하는 것이 가능하다. 물론, 하우징(100)의 제작에 다양한 방법이 사용될 수 있다.

커버(200)는 하우징(100)의 개방된 일측에 결합되도록 구성된다. 커버(200)가 하우징(100)에 결합됨에 따라 캐비티(110) 내에 유전체 공진기(300)가 수용된다. 커버(200)는 하우징(100)과 같이 전도체 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 금속 등의 재질이 사용될 수 있다.

유전체 공진기(300)는 캐비티(110) 내에 수용된다. 유전체 공진기(300)는 기본적으로 공진기 본체(310)와 금속층(370)으로 구성되는데, 공진기 본체(310)에는 일방향을 따라 일측에서 타측으로 관통하는 관통홀(350)이 형성되어 있고, 금속층(370)은 관통홀(350)의 내주면과 공진기 본체(310)의 일측 표면 및 타측 표면에 형성되어 있다. 도 2에는 금속층(370)이 공진기 본체(310)의 일측 표면 및 타측 표면의 전체, 즉 상면과 하면 전체에 걸쳐 형성되어 있는 것으로 묘사되어 있지만, 금속층(370)이 일측 표면 및 타측 표면의 일부분에만 형성될 수도 있다.

공진기 본체(310)는 기본적으로 유전체 재질로 형성된다. 여기에는 예를 들어 세라믹 재질이 사용될 수 있으며, 본 발명의 일부 실시예에서는 높은 Q값을 구현하기 위해 유전상수가 11 정도로 낮은 값을 갖는 세라믹 재질이 사용될 수 있다. 물론, 공진기 본체(310)의 재질이 세라믹으로 한정되는 것은 아니며 다양한 종류의 유전체가 재료로 사용될 수도 있다.

유전체 공진기(300)의 금속층(370)은 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 도금, 증착, 스퍼터링 등의 금속화 공정이 적용될 수 있다. 금속층(370)은 은(Ag)으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

유전체 공진기(300)의 관통홀(350) 내주면에 형성된 금속층(370)은 모노블럭 필터에서 도금된 관통홀과 같이 공진을 가능하게 하며, 금속층(370)이 공진기 본체(310)의 일측 및 타측 표면에도 형성됨에 따라 인접한 공진기와의 커플링 또한 가능하게 한다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 유전체 공진기(300)는 종래기술에 따른 동축 공진기에 비해 현저히 작은 규모로 구성할 수 있다.

도 2를 참조하면, 하우징(100)에는 캐비티(110)의 일면에서 일방향을 따라 돌출되는 돌출부(150)가 형성될 수 있다. 유전체 공진기(300)를 하우징(100)의 캐비티(110) 안에 장착할 때, 유전체 공진기(300)의 관통홀(350) 안에 돌출부(150)가 삽입될 수 있고, 이로써 유전체 공진기(300)가 정위치에 고정될 수 있다.

유전체 공진기(300)를 보다 견고히 고정하기 위해, 돌출부(150)에는 체결부(160)가 결합될 수 있다. 예를 들면, 유전체 공진기(300)의 관통홀(350)은 일측에서보다 타측에서 내경이 더 작게 형성될 수 있고, 돌출부(150)는 작은 내경으로 형성된 타측에서 관통홀(350) 내에 삽입될 수 있다.

여기서, 돌출부(150)의 상측에 결합하도록 구성된 체결부(160)는 관통홀(350)의 반대편 일측으로 삽입될 수 있다. 체결부(160)의 외경을 관통홀(350) 일측의 내경보다는 작고 타측의 내경보다는 크게 형성하면, 체결부(160)를 돌출부(150)와 결합시킴으로써 유전체 공진기(300)가 캐비티(110) 내의 정해진 위치로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

도 2에는 돌출부(150)의 일측에 나사산을 형성하고 체결부(160)에는 이에 대응하는 암나사를 형성한 예가 도시되어 있지만 돌출부(150)에 체결부(160)를 결합하는 데에는 다양한 방법이 사용될 수 있을 것이다. 또한, 관통홀(350)이 일측 및 타측에서 서로 다른 내경을 갖도록 하는 한 가지 방법으로 걸림턱을 형성한 경우가 도시되어 있지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

체결부(160)은 다양한 재질로 구성될 수 있는데, 여기에는 금속뿐만 아니라 플라스틱 재료도 포함된다.

도시되지 않은 다른 실시예에서는 유전체 공진기(300)가 스트리퍼볼트(stripper bolt) 등의 다른 수단으로 고정될 수 있다. 이 경우, 돌출부(150)가 생략될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 RF 필터(1000)는 커버(200)에 결합되는 튜닝 부재(270)를 더 포함할 수 있다. 튜닝 부재(270)는 커버(200)로부터의 거리가 조절가능하도록 커버(200)에 결합될 수 있다.

튜닝 부재(270)는, 커버(200)를 하우징(100)에 결합시킬 때 튜닝 부재(270)가 유전체 공진기(300) 위에 또는 유전체 공진기(300)의 관통홀(350) 안에 위치하도록 구성될 수 있다. 튜닝 부재(270)가 관통홀(350) 위에 또는 안에서 이동하면 이는 유전체 공진기(300)의 공진 특성에 영향을 미치게 되며 따라서 필터링되는 신호의 범위를 조절할 수 있게 된다.

커버(200)에는 리세스부(250)가 형성될 수 있다. 리세스부(250)는 하우징(100)의 캐비티(110)를 향하는 방향으로 돌출될 수 있고, 내부공간에 튜닝 부재(270)를 수용할 수 있다.

도 2에 도시된 예에서는, 커버(110)에 회전가능하게 구비된 볼트(275)에 튜닝 부재(270)가 결합되어 있다. 즉, 나사산이 형성된 볼트(275)에 암나사가 내측에 형성된 튜닝 부재(270)가 나사 결합에 의해 치합되어 있다. 볼트(275)는 커버(110)에 대해 상하로 움직이지 않고 회전만 하도록 구성될 수 있다. 이에 반해, 볼트(275)에 결합된 튜닝 부재(270)는 도면을 기준으로 상하 방향으로의 이동은 가능하되 회전은 하지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 튜닝 부재(270)의 외주면이 원형이 아닌 다각형 형상의 단면을 갖도록 하고 튜닝 부재(270)를 수용하는 리세스부(250)의 내부 공간도 이에 대응하여 원형이 아닌 다각형 형상의 단면을 갖도록 함으로써 튜닝 부재(270)의 회전을 방지할 수 있다.

이 경우, 볼트(275)를 스크류드라이버 등으로 회전하면, 볼트(275)는 회전하되 튜닝 부재(270)는 회전하지 않으므로, 볼트(275)가 스크류 샤프트의 역할을 하여 회전 방향에 따라 튜닝 부재(270)를 상하로 이동시킬 수 있다. 위의 예에서는 볼트(275)의 상면에 스크류드라이버 등을 위한 홈이 형성될 수 있다. 또한, 커버(200)의 상면에는 볼트(275)의 헤드 부분을 위한 홈이 형성되어 커버(200)의 상면에 돌출되는 부분이 없도록 할 수도 있다.

물론, 튜닝 부재(270)가 커버(200)에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 하는 구성에는 다양한 구조가 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 튜닝 부재(270) 자체를 일반 무두볼트, 풀림방지 볼트(self-locking bolt) 등으로 구현할 수도 있다.

유전체 공진기(300)의 공진 특성을 조절하기 위해 튜닝 부재(270)는 금속 등의 재질로 형성될 수 있다. 리세스부(250)는 튜닝 부재(270)가 올바른 위치에 있도록 하고 이동하는 방향 또한 안정되게 정렬할 수 있다.

위와 같은 구조에서는 RF 필터(1000)의 공진 특성을 조절하는 튜닝 부재(270)를 포함하면서도 튜닝 부재(270)가 커버(200)의 상부로 돌출하지 않도록 할 수 있다. 이는 RF 필터(1000)의 외표면이 평평한 상태를 유지할 수 있게 하고 RF 필터(1000)가 적은 공간만을 차지하게 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 하우징(100)이 전도체 재질로 형성되고 유전체 공진기(300)는 유전체 재질로 형성되므로 유전체 공진기(300)를 압입 맞춤에 의해 하우징(100)에 고정시키는 것이 가능하다.

예를 들어, 유전체 공진기(300)의 외경과 캐비티(110)의 내경을 동일 또는 유사하게 하여 유전체 공진기(300)의 외주면과 캐비티(110)의 내벽 사이에 압입 맞춤을 구현할 수도 있다.

또한, 유전체 공진기(300)의 외주면과 캐비티(110)의 내벽에 서로 대응하는 돌기 및 슬롯을 형성하고 이들이 서로 치합하도록 하여 보다 견고히 유전체 공진기(300)를 정위치에 고정시킬 수도 있다. 유전체 공진기(300)의 외주면에 형성되는 돌기와 슬롯은 서로 대응하는 수나사와 암나사의 형태로 구현될 수도 있다.

이와 같은 방식으로 인해 유전체 공진기(300)와 캐비티(110)의 내벽 사이에 충분한 마찰력이 얻어지는 경우, 전술한 돌출부(150) 및 체결부(160)를 이용하지 않고도 유전체 공진기(300)를 캐비티(110) 내에 장착하는 것이 가능할 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터(1000)에서 공진기 부분만을 개념적으로 나타낸 사시도이다. 즉, 하우징(100)과 커버(200)는 생략되되, 하우징(100) 내에 형성된 캐비티(110)는 도시되어 있고, 캐비티(110) 내의 구성요소들도 도시되어 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터(1000)는 하우징(100)에 복수 개의 캐비티(110a, 110b, 110c)를 포함할 수 있고, 각각의 캐비티(110a, 110b, 110c)에 장착된 유전체 공진기(300a, 300b, 300c)를 포함할 수 있다. 유전체 공진기(300a, 300b, 300c) 각각은 전술한 바와 같이 관통홀(350)이 형성된 공진기 본체(310) 및 관통홀(350)의 내주면과 공진기 본체(310)의 일측 및 타측 표면에 형성된 금속층(370)을 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 3-pole 필터에서는 제1 캐비티(110a)와 제2 캐비티(110b) 사이에 윈도우가 형성되어 있고, 제2 캐비티(110b)와 제3 캐비티(110c) 사이에 윈도우가 형성되어 있다. 한편, 서로 격리된 제1 캐비티(110a)와 제3 캐비티(110c) 내의 제1 유전체 공진기(300a)와 제3 유전체 공진기(300c) 사이에 원하는 크로스 커플링(cross-coupling)이 구현되도록 커플링 부재(130)가 구비되어 있다.

커플링 부재(130)는 하우징(100)에 결합되되, 양단이 제1 유전체 공진기(300a)와 제3 유전체 공진기(300c)에 근접하게 위치하도록 배치될 수 있다. 금속 재질로 이루어지는 커플링 부재(130)는 제1 유전체 공진기(300a)와 제3 유전체 공진기(300c) 사이에 크로스 커플링을 발생시킬 수 있다.

하우징(100)에는 커플링 부재(130)를 배치하기 위한 공간이 별도로 마련될 수 있고, 커플링 부재(130)가 해당 공간 내에 수용될 수 있다.

커플링 부재(130)는 소정의 조절볼트(135)와 함께 사용될 수 있다. 사용자는 조절볼트(135)를 조작하여 두 공진기(300a, 300c)에 대한 커플링 부재(130)의 상대적 위치를 조절할 수 있다. 조절볼트(135)는 조작이 가해질 때 커플링 부재(130)를 특정 방향으로 이동시키도록 구성될 수도 있고, 단지 커플링 부재(130)를 고정하거나 고정 상태에서 해제하도록 구성될 수도 있다. 조절볼트(135)는 하우징(100)의 상면 위로 돌출하지 않도록 하여 커버(200)에 의해 가려지게 할 수 있다.

입력 라인(172)을 통해 신호가 입력되면, 제1 공진기(300a)에 공진이 발생하고, 제1 캐비티(110a)와 제2 캐비티(110b) 사이의 윈도우를 통해 이루어지는 제2 공진기(300b)와의 커플링에 의해 제2 공진기(300b)에서도 공진이 발생한다. 마찬가지로, 제2 캐비티(110b)와 제3 캐비티(110c) 사이의 윈도우를 통해 이루어지는 제2 공진기(300b)와 제3 공진기(300c) 사이의 커플링에 의해 제3 공진기(300b)에서도 공진이 발생한다. 여기서, 커플링 부재(130)는 제1 공진기(300a)와 제3 공진기(300c) 사이에 크로스 커플링이 발생하도록 하며, 최종적으로 제3 공진기(300c)의 공진을 거쳐 필터링된 신호는 출력 라인(174)으로 출력된다.

도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 소형 RF 필터에서 크로스 커플링을 적용한 경우의 반사손실 및 삽입손실을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 6은 종래기술에 따른 모노블럭 필터에서 얻어지는 스퓨리어스를 나타내기 위한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터에서 얻어지는 스퓨리어스를 나타내기 위한 그래프이다.

도 4와 도 5를 먼저 고려하면, 도 4는 제1 공진기(300a)와 제3 공진기(300c) 사이에 유도성(inductive) 크로스 커플링이 발생하는 경우의 결과를 나타내고, 도 5는 제1 공진기(300a)와 제3 공진기(300c) 사이에 용량성(capacitive) 크로스 커플링이 발생하는 경우의 결과를 나타낸다. 본 발명의 일실시예에 따른 RF 필터(1000)에서는 유전체 공진기(300)들 사이에 크로스 커플링이 발생하도록 하면서 하우징(100)의 캐비티(110)들 간의 격벽으로 인해 원하지 않는 기생 커플링을 억제할 수 있다. 도 4와 도 5에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 RF 필터(1000)는 문제없이 전송영점을 구현할 수 있다.

이어서 도 6과 도 7을 참조하여 스퓨리어스 특성을 고려하면, 종래기술에 따른 모노블럭 필터는 전술한 바와 같이 도파관 모드 공진에 의해 스퓨리어스가 3GHz 부근부터 형성됨을 도 6에서 확인할 수 있다. 스퓨리어스가 패스밴드에 근접하여 형성되면 이를 저역통과필터(LPF)로 억압하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 이에 반해, 도 7에 나타난 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터에서는 도파관 모드 공진이 제거되어 스퓨리어스가 5GHz 이상에서 형성되었다.

위의 그래프들에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 일부 실시예를 적용하면 기존의 모노블럭 필터와 유사한 크기를 가지면서 토폴로지 설계에 제약이 없고 감쇄특성이 우수한 필터가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 소형 RF 필터(1000)는 튜닝 부재, 커플링 부재 등을 통하여 필터 특성들을 조절가능하게 하고 기존의 동축 공진기를 이용하는 필터에 준하는 스퓨리어스 특성을 제공하면서도 동축 공진기 필터의 수분의 일 정도의 크기로 필터를 구현할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 하우징 110: 캐비티
130: 커플링 부재 150: 돌출부
200: 커버 250: 리세스부
270: 튜닝 부재 300: 유전체 공진기
350: 관통홀 370: 금속층

Claims (11)

1. 일측으로 개방되는 캐비티가 형성된 하우징;
   상기 캐비티에 삽입되는 유전체 공진기; 및
   상기 하우징의 일측에 결합되는 커버를 포함하되,
   상기 유전체 공진기는 일방향을 따라 일측에서 타측으로 관통하는 관통홀이 형성되어 있고, 상기 유전체 공진기의 일측 표면 및 타측 표면 및 상기 관통홀의 내주면에는 금속층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 유전체 공진기가 각각 삽입되는 복수의 캐비티를 포함하고,
   상기 소형 RF 필터는 커플링 부재를 더 포함하되,
   상기 커플링 부재의 양단은 두 개의 유전체 공진기에 각각 근접하게 위치하여 상기 두 개의 유전체 공진기 사이에 크로스 커플링을 발생시키는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 캐비티의 일면에 상기 일방향을 따라 돌출되는 돌출부를 포함하고, 상기 유전체 공진기는 상기 관통홀에 상기 돌출부가 삽입되도록 상기 캐비티 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 관통홀의 내경(內徑)은 일측에서의 내경보다 타측에서의 내경이 더 작은 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 유전체 공진기는 상기 돌출부에 결합되는 체결부에 의해 고정되고,
   상기 체결부의 외경은 상기 관통홀의 일측에서의 내경에 비해 같거나 작고 상기 관통홀의 타측에서의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 커버에 결합되는 튜닝 부재를 더 포함하되,
   상기 튜닝 부재는 상기 커버로부터의 거리가 조절가능하도록 구성되고,
   상기 돌출부에는 상기 일측으로 개방되는 수용공간이 형성되어 있고, 상기 튜닝 부재는 상기 수용공간 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 유전체 공진기의 외주면 중 적어도 일부는 상기 캐비티의 내벽에 접촉하는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 유전체 공진기의 외주면 및 상기 캐비티의 내벽에는 서로 대응하는 돌기 및 슬롯이 형성되어 있으며, 상기 유전체 공진기는 상기 슬롯에 상기 돌기가 삽입되도록 상기 캐비티 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 커버에 결합되는 튜닝 부재를 더 포함하되,
   상기 튜닝 부재는 상기 커버로부터의 거리가 조절가능하도록 구성되고,
   상기 커버가 상기 하우징에 결합되면 상기 튜닝 부재는 상기 관통홀 위에 또는 안에 위치하는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 캐비티를 향해 돌출하며 상기 캐비티를 향하는 방향으로 개방된 내부공간을 가진 리세스부를 포함하되,
    상기 튜닝 부재는 상기 리세스부 내에서 이동가능하게 수용되는 것을 특징으로 하는 소형 RF 필터.
    
11. 일측으로 개방되는 캐비티가 형성된 하우징을 포함하는 소형 RF 필터를 위한 유전체 공진기로서,
    유전체 재질로 구성되며 일방향을 따라 일측에서 타측으로 관통하는 관통홀이 형성되어 있는 공진기 본체; 및
    상기 공진기 본체의 일측 표면 및 타측 표면 및 상기 관통홀의 내주면에 형성된 금속층을 포함하는 유전체 공진기.
    

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