KR102259102B1 - 전송영점을 갖는 로우 패스 필터 - Google Patents

전송영점을 갖는 로우 패스 필터 Download PDF

Info

Publication number
KR102259102B1
KR102259102B1 KR1020190101028A KR20190101028A KR102259102B1 KR 102259102 B1 KR102259102 B1 KR 102259102B1 KR 1020190101028 A KR1020190101028 A KR 1020190101028A KR 20190101028 A KR20190101028 A KR 20190101028A KR 102259102 B1 KR102259102 B1 KR 102259102B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
low
impedance
pass filter
line width
substrate
Prior art date
Application number
KR1020190101028A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210021736A (ko
Inventor
유영진
천동완
오태산
Original Assignee
주식회사 에이스테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이스테크놀로지 filed Critical 주식회사 에이스테크놀로지
Priority to KR1020190101028A priority Critical patent/KR102259102B1/ko
Priority to PCT/KR2020/095115 priority patent/WO2021034177A1/ko
Publication of KR20210021736A publication Critical patent/KR20210021736A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102259102B1 publication Critical patent/KR102259102B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/22—Attenuating devices
    • H01P1/227—Strip line attenuators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/22—Attenuating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
    • H01P11/007—Manufacturing frequency-selective devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines
    • H01P3/081—Microstriplines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
    • H01P5/022—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions
    • H01P5/028—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions between strip lines

Abstract

본 발명은 적어도 일면에 접지전극이 형성된 기판, 입력 포트, 출력 포트 및 기판의 입력 포트와 출력 포트 사이에서 제1 기준 선폭 이상의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간과 제1 기준 선폭 미만의 제2 기준 선폭 이하의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간이 교대로 배치되고, 다수의 하이 임피던스 구간 중 적어도 두개의 하이 임피던스 구간은 적어도 일부가 인접하도록 형성되어 크로스 커플링이 이루어지는 필터부 포함하여, 저지 대역 내에 전송영점이 발생시킴으로써, 필터 차수 및 손실 증가없이 감쇄 특성을 향상 시킬 수 있는 로우 패스 필터를 제공할 수 있다.

Description

전송영점을 갖는 로우 패스 필터{LOW PASS FILTER WITH TRANSMISSION ZERO}
본 발명은 로우 패스 필터에 관한 것으로, 저지대역내 전송 영점을 갖는 스텝 임피던스형 로우 패스 필터에 관한 것이다.
필터는 RF 신호에서 미리 설정된 특정 주파수 대역의 신호를 통과시키는 장치로서, 통과 대역에 따라, 로우 패스 필터, 밴드 패스 필터, 하이 패스 필터 및 대역 저지 필터로 구분된다.
로우 패스 필터는 대역패스 필터의 대역외(Out of band: OOB)에서 불요파(spurious mode) 특성을 제거하기 위해 일반적으로 사용되는 부품으로, 마이크로스트립(Microstrip), 스트립 라인(strip line), 동축 선로(coaxial line) 등의 형태로 구현이 가능하다.
그리고 로우 패스 필터가 스텝 임피던스 형태(step impedance type)로 구현되는 경우, 로우 임피던스 구간(low impedance section)과 하이 임피던스 구간(high impedance section)의 임피던스 차이가 클수록 향상된 감쇄 특성을 얻을 수 있다. 동축 선로 로우 패스 필터는 로우 임피던스 및 하이 임피던스의 구현이 용이하고 저손실 구현이 가능하다는 장점이 있지만 크기가 매우 크다는 단점이 있다.
최근 5G 대규모 매시브(massive) MIMO 안테나 시스템용 필터로 대두되고 있는 세라믹 웨이브가이드 밴드 패스 필터의 경우 초소형 사이즈 구현이 가능하지만, 웨이브가이드 캐비티(cavity)의 공진 특성상 불요파가 통과 대역에 가깝게 분포하므로, 불요파를 억압하기 위해 로우 패스 필터 적용이 필수적이다. 그리고 초소형으로 구현되는 세라믹 웨이브가이드 밴드 패스 필터에 크기가 크고 인터페이스에 제약이 있는 동축 선로 형태의 로우 패스 필터는 적용이 어렵다.
이에 세라믹 웨이브가이드 밴드 패스 필터에는 마이크로 스트립 또는 스트립 라인으로 구현되는 스텝 임피던스형 로우 패스 필터가 주로 이용된다. 스텝 임피던스형 로우 패스 필터는 PCB와 같은 유전체 기판에 소형으로 구현되어 밴드 패스 필터의 일면에 결합될 수 있을 뿐만 아니라, 세라믹 웨이브가이드 밴드 패스 필터와의 인터페이스 구현이 용이하다는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 기존의 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 단면도 및 사시도를 나타내며, 일예로 스트립 라인으로 구현된 스텝 임피던스형 로우 패스 필터를 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스텝 임피던스형 로우 패스 필터는 기판부(110)와 입력 포트(121), 출력 포트(122) 및 필터부(130)를 포함할 수 있다.
기판부(110)는 기판(111)과 기판(111)의 일면 또는 양면에 형성되는 접지 전극(112, 113)을 포함한다. 그리고 입력 포트(121)는 필터링되어야 하는 신호를 인가받아 필터부(130)로 전달하고, 출력 포트(122)는 필터부(130)에서 필터링된 신호를 외부로 출력한다.
필터부(130)는 입력 포트(121)와 출력 포트(122) 사이에서 상대적으로 넓은 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간(131, 133, 135, 137)과 상대적으로 좁은 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간(132, 134, 136)이 교대로 배치된다. 여기서 넓은 선폭으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간(131, 133, 135, 137) 각각은 기판의 일면 또는 양면에 형성된 접지 전극(112, 113)과 함께 캐패시터(Capacitor)로 기능한다. 그리고 좁은 선폭으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간(132, 134, 136)은 인덕터(Inductor)로 기능한다.
여기서 다수의 로우 임피던스 구간(131, 133, 135, 137)이 접지 전극(112, 113)과 함께 캐패시터로 기능하므로, 캐패시터는 다수의 하이 임피던스 구간(132, 134, 136)로 구현되는 인덕터와 병렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 따라서 도 1 및 도 2에 도시된 로우 패스 필터는 4개의 캐패시터와 3개의 인덕터로 구현된 7차(order) 로우 패스 필터로 볼 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스텝 임피던스형 로우 패스 필터는 기판에 소형으로 구현될 수 있다는 장점이 있으나, 통과 대역으로부터 2GHz 상측 주파수 대역에 가깝게 존재하는 불요파를 억제하기 위해서는 고차수의 로우 패스 필터가 요구되며, 이로 인해 손실이 증가하는 문제가 있다.
한국 등록 특허 제10-0963119호 (2010.06.04 등록)
본 발명의 목적은 저지대역 내에 전송 영점을 구현하여 필터 차수 및 손실 증가없이 감쇄 특성을 향상시킬 수 있는 로우 패스 필터를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 로우 패스 필터는 적어도 일면에 접지전극이 형성된 기판; 입력 포트; 출력 포트; 및 상기 기판의 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 사이에서 제1 기준 선폭 이상의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간과 상기 제1 기준 선폭 미만의 제2 기준 선폭 이하의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간이 교대로 배치되고, 상기 다수의 하이 임피던스 구간 중 적어도 두개의 하이 임피던스 구간은 적어도 일부가 인접하도록 형성되어 크로스 커플링이 이루어지는 필터부를 포함한다.
상기 필터부는 상기 로우 패스 필터의 저지 대역 내에 전송영점이 발생되도록 크로스 커플링이 이루어지는 두개의 하이 임피던스 구간 사이의 간격 및 길이가 설정될 수 있다.
상기 필터부는 상기 다수의 하이 임피던스 구간 중 기준 임피던스 구간으로 지정된 적어도 하나의 하이 임피던스 구간을 기준으로 각각 적어도 하나의 로우 임피던스 구간과 적어도 하나의 하이 임피던스 구간을 포함하는 다수의 서브 필터부로 구분될 수 있다.
상기 다수의 서브 필터부는 상기 기준 임피던스 구간 양측으로 서로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 다수의 서브 필터부는 상기 기준 임피던스 구간을 중심으로 양측에서 평행하게 형성된 한 쌍의 서브 필터부 각각에서 서로 대응하는 적어도 하나의 하이 임피던스 구간의 적어도 일부 영역이 서로 인접하도록 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 필터부는 상기 다수의 로우 임피던스 구간과 상기 다수의 하이 임피던스 구간이 마이크로스트립 또는 스트립 라인 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 로우 패스 필터는 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 및 상기 필터부의 외곽을 따라 기지정된 간격으로 상기 기판을 관통하여 형성되고, 상기 기판의 적어도 일면에 형성된 접지 전극에 전기적으로 연결되는 다수의 비아를 더 포함할 수 있다.
상기 입력 포트와 상기 출력 포트는 각각 기지정된 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되고, 크로스 커플링이 이루어지도록 적어도 일부가 서로 인접하게 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 로우 패스 필터는 적어도 일면에 접지전극이 형성된 기판; 상기 기판에서 기지정된 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 입력 포트; 상기 기판에서 기지정된 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되고, 상기 입력 포트와 크로스 커플링이 이루어지도록 적어도 일부가 상기 입력 포트와 서로 인접하게 형성되는 출력 포트; 및 상기 기판의 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 사이에서 제1 기준 선폭 이상의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간과 상기 제1 기준 선폭 미만의 제2 기준 선폭 이하의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간이 교대로 배치되는 필터부를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 로우 패스 필터는 저지대역 내에 전송 영점을 구현하여 필터 차수 및 손실 증가없이 감쇄 특성을 향상 시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 기존의 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 단면도 및 사시도를 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 단면도 및 사시도를 나타낸다.
도 5는 본 실시예에 따른 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 단면도를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 단면도 및 사시도를 나타내며, 도 1 및 도 2에서와 마찬가지로 일예로 스트립 라인으로 구현된 스텝 임피던스형 로우 패스 필터를 도시하였다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 스텝 임피던스형 로우 패스 필터는 기판부(210)와 입력 포트(221), 출력 포트(222) 및 필터부(230)를 포함할 수 있다.
기판부(210)는 기판(211)과 기판(211)의 일면 또는 양면에 형성되는 접지 전극(212, 213)을 포함할 수 있다. 여기서 기판(211)은 PCB와 같은 유전체 기판으로 구현될 수 있다.
그리고 접지 전극(212, 213)은 스텝 임피던스 형태로 형성되는 필터부(230)가 마이크로스트립으로 구현되는지 또는 스트립라인으로 구현되는지에 따라 기판(211)의 일면 또는 양면에 형성된다. 일예로 필터부(230)가 마이크로스트립으로 구현되는 경우, 기판(211)의 일면에만 접지 전극(213)이 형성되고, 기판(211)의 타면에는 입력 포트(221), 출력 포트(222) 및 필터부(230)가 도전선 라인 형태로 형성될 수 있다. 반면, 필터부(230)가 스트립 라인으로 구현되는 경우, 적층 구조의 기판(211) 양면에 접지 전극(212, 213)이 형성되고, 적층되는 기판(211) 사이에 입력 포트(221), 출력 포트(222) 및 필터부(230)가 도전선 라인 형태로 형성될 수 있다.
이하에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 필터부(230)가 스트립 라인으로 구현되는 경우를 가정하여, 접지 전극(212, 213)이 기판(211)의 양면에 형성되고, 입력 포트(221), 출력 포트(222) 및 필터부(230)는 적층되는 기판(211) 사이에 형성되는 것으로 설명한다.
입력 포트(221)는 외부로부터 로우 패스 필터링될 신호를 인가받아 필터부(130)로 전달한다. 입력 포트(221)는 일예로 세라믹 웨이브가이드 밴드 패스 필터에서 출력되는 신호를 인가받아 필터부(230)로 전달할 수 있다. 그리고 출력 포트(222)는 필터부(230)에서 필터링된 신호를 인가받아 외부로 출력한다. 일예로 출력 포트(222)는 필터링된 신호를 A/D 컨버터 등으로 전달할 수 있다.
한편 필터부(230)는 입력 포트(221)와 출력 포트(222) 사이에서 배치되어 입력 포트(221)를 통해 인가된 신호를 로우 패스 필터링하여 출력 포트(222)로 전달한다.
필터부(230)는 상대적으로 넓은 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237)과 상대적으로 좁은 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간(232, 234, 236)을 포함하여 형성될 수 있으며, 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237)과 다수의 하이 임피던스 구간(232, 234, 236)은 서로 교대로 배치된다.
도 1 및 도 2에 도시된 기존의 로우 패스 필터와 마찬가지로, 필터부(230)에서 넓은 선폭으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237) 각각은 기판의 일면 또는 양면에 형성된 접지 전극(212, 213)과 함께 캐패시터로 기능하고, 좁은 선폭으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간(232, 234, 236)은 인덕터로 기능한다. 여기서 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237) 각각은 기지정된 제1 기준 선폭 이상의 선폭을 가질 수 있으며, 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237)은 제1 기준 선폭보다 작은 기지정된 제2 기준 선폭 이하의 선폭을 가질 수 있다.
따라서 도 1 및 도 2에 도시된 로우 패스 필터와 마찬가지로 도 3 및 도 4에 도시된 본 실시예에 따른 로우 패스 필터 또한 4개의 캐패시터와 3개의 인덕터로 구현된 7차 로우 패스 필터로 볼 수 있다.
여기서 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237) 각각과 다수의 하이 임피던스 구간(232, 234, 236) 각각의 길이 및 선폭은 로우 패스 필터의 저지 대역 및 손실 특성을 고려하여 결정될 수 있다. 즉 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237) 각각과 다수의 하이 임피던스 구간(232, 234, 236) 각각의 크기는 스텝 임피던스형 로우 패스 필터에서 각 스텝(또는 차수)에 요구되는 임피던스에 따라 다양하게 조절될 수 있다.
특히 본 실시예에 따른 로우 패스 필터의 필터부(230)에서는 다수의 하이 임피던스 구간(232, 234, 236) 중 적어도 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이에서 크로스 커플링이 이루어지도록 서로 인접하게 형성된다. 적어도 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236)이 서로 인접하게 형성되어 크로스 커플링이 이루어지면, 전송 영점(Transmission-Zero)을 발생시켜, 세라믹 웨이브가이드 필터의 감쇄 특성을 향상시킬 수 있다.
그리고 본 실시예의 로우 패스 필터는 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237)과 다수의 하이 임피던스 구간(232, 234, 236)이 직선으로 배치되는 기존의 로우 패스 필터와 달리, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 교대로 배치되는 다수의 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237)과 다수의 하이 임피던스 구간(232, 234, 236)이 하이 임피던스 구간(234)을 중심으로 양측에 U자형으로 평행하게 배치되도록 하여, 적어도 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236)이 용이하게 서로 인접하여 배치될 수 있도록 한다.
여기서는 일예로 7차 로우 패스 필터를 도시하였으므로, 필터부(230)의 중앙에 위치하는 하이 임피던스 구간(234)을 기준 임피던스 구간으로 지정하고, 기준 임피던스 구간의 양측에 나머지 로우 임피던스 구간(231, 233, 235, 237)과 하이 임피던스 구간(232, 236)이 평행하게 배치되는 것으로 도시하였다. 이 경우, 기준 임피던스 구간의 일측에 배치되는 로우 임피던스 구간(231, 233)과 하이 임피던스 구간(232)의 조합과 타측에 배치되는 로우 임피던스 구간(235, 237)과 하이 임피던스 구간(236)의 조합을 각각 서브 필터부로 볼 수 있다.
즉 도 3 및 도 4에 도시된 본 실시예에서는 필터부(230)가 기준 임피던스 구간인 하이 임피던스 구간(234)을 중심으로 양측에 2개의 서브 필터부가 평행하게 배치되어 U자형 구조를 이루는 것으로 볼 수 있다. 이와 같이 필터부(230)가 U자형 구조를 이루게 되면, 적어도 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236)이 인접하게 배치될 수 있을 뿐만 아니라, 필터부(230)의 크기를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
다만 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이에 크로스 커플링이 이루어 지도록 필터부(230)를 U자형 구조로 형성되는 경우, 크로스 커플링이 이루어 져야하는 하이 임피던스 구간(232, 236) 이외에도 서로 대응하는 위치의 로우 임피던스 구간들((231, 237), (233, 235)) 또는 하이 임피던스 구간들 사이에서도 크로스 커플링이 이루어 질 수 있다. 이에 본 실시예에서는 필터부(230)를 U자형 구조로 형성되되, 서로 대응하는 위치의 로우 임피던스 구간들((231, 237), (233, 235)) 사이에서 크로스 커플링이 이루어지지 않도록 이격하여 형성되고, 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236)은 적어도 일부 영역이 서로 인접한 방향으로 돌출되도록 형성되어 용이하게 크로스 커플링이 이루어지도록 할 수 있다.
도 3 및 도 4에서는 단지 일예로서 7차 로우 패스 필터를 도시하였으므로, 필터부(230)가 U자형 구조로 형성되는 것으로 도시하였으나, 만일 7차 이상의 고차수의 로우 패스 필터로 구현되는 경우에는 적어도 하나의 로우 임피던스 구간과 적어도 하나의 하이 임피던스 구간을 포함하는 다수의 서브 필터가 S 또는 W 자형과 같이 지그재그 패턴으로 배치되도록 형성될 수도 있다.
한편, 크로스 커플링이 이루어지는 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이에서 돌출되어 서로 인접한 영역의 길이와 간격은 로우 패스 필터의 저지대역 내에 전송 영점이 발생되도록 설정될 수 있다. 이는 본 실시예에 따른 로우 패스 필터가 추수의 증가 또는 손실의 증가 없이 저지 대역내의 불요파를 정밀하게 억압하고 감쇄 특성을 향상 시킬 수 있도록 하기 위함이다.
두개의 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이에서는 자계(Magnetic field)가 커플링되어 필터부(230)에 인가된 신호의 일부와 결합하게 된다. 다만 로우 패스 필터의 통과 대역에서는 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이에 결합되는 신호의 크기는 필터부(230)를 통해 진행하는 신호보다 매우 작다. 따라서 통과 대역의 신호에 대해 미치는 영향은 매우 미미하여 통과 대역 특성에는 영향을 미치지 않는다. 그에 반해 저지 대역의 신호는 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이에 결합되는 신호의 크기와 유사하게 되어 서로 영향을 주게 된다. 따라서 두개의 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이에서 서로 인접한 영역의 길이와 간격을 조절하여, 로우 패스 필터의 저지 대역에 전송 영점을 발생 시킬 수 있다.
따라서 로우 패스 필터의 차수 증가 없이 통과 대역 특성을 최대한 유지하여 손실 증가를 유발하지 않고서도, 고주파수 대역 존재하는 불요파를 효과적으로 억압하여 감쇄 특성을 향상 시킬 수 있다.
또한 본 실시예에 다른 로우 패스 필터는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 포트(221)와 출력 포트(222) 및 필터부(230)의 외곽을 따라 감싸는 형태로 기지정된 간격으로 기판(211)을 관통하여 형성되는 다수의 비아(240)를 더포함할 수 있다. 다수의 비아(240)는 기판(211)의 일면 또는 양면에 형성되는 접지 전극(212, 213)과 전기적으로 연결되어, 기판(211)에서 입력 포트(221)로 인가된 신호가 로우 패스 필터가 구현된 영역 외부로 누설되지 않도록 차단한다.
도 5는 본 실시예에 따른 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
도 5에서는 도 3 및 도 4에 도시된 본 실시예의 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 특성을 분석하기 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 동일 차수의 기존의 로우 패스 필터의 삽입 손실(Insertion loss)과 반사 손실(Return loss) 특성을 함께 시뮬레이션하여 나타내었다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스텝 임피던스형 로우 패스 필터는 반사 손실 특성에 있어서는 기존의 로우 패스 필터와 거의 유사하게 나타난다. 또한 삽입 손실에 있어서도 3dB 컷오프 주파수가 4.7GHz로서 통과 대역 내에서는 동일한 특성으로 나타난다.
그러나 본 실시예의 로우 패스 필터는 적어도 두개의 하이임피던스 구간에서 크로스 커플링이 이루어짐에 따라 저지 대역 내에 8.9GHz 부근에서 전송 영점이 발생되었다. 그리고 발생된 전송 영점에 의해, 감쇄 특성이 6~8GHz 까지는 10dB 이상, 8~10GHz 구간에서는30dB 이상 개선되었음을 알 수 있다.
즉 동일한 차수의 로우 패스 필터에서 손실을 유지하면서도 감쇄 특성이 크게 개선되었음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스텝 임피던스형 로우 패스 필터의 단면도를 나타낸다.
도 6의 로우 패스 필터 또한 도 3 및 도 4에 도시된 로우 패스 필터와 마찬가지로 기판(311)과 기판(311)의 일면 또는 양면에 형성되는 접지 전극(312, 313)을 포함하는 기판부(310)와 기판(311)에 도전선 라인으로 형성되는 입력 포트(321)와 출력 포트(322) 및 필터부(330)를 포함한다. 그리고 필터부(330)는 다수의 로우 임피던스 구간(331, 333, 335, 337)과 다수의 하이 임피던스 구간(332, 334, 336)이 서로 교대로 배치되어 형성될 수 있다.
비록 도 6에서는 일예로 필터부(330)의 다수의 로우 임피던스 구간(331, 333, 335, 337)과 다수의 하이 임피던스 구간(332, 334, 336)이 도 3 및 도 4의 필터부(230)와 유사하게 하이 임피던스 구간(334)을 기준 임피던스 구간으로 하여 양측에 U자형으로 평행하게 형성된 것으로 도시하였다. 그러나 도 6의 로우 패스 필터에서는 필터부(330)의 하이 임피던스 구간(332, 334, 336) 사이에 크로스 커플링이 이루어지지 않으므로, 하이 임피던스 구간(332, 336)에 돌출 영역이 형성되지 않는다.
도 3 및 도 4에서 필터부(230)가 다수의 임피던스 구간(231 ~ 237)을 U자형으로 배치한 것은 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이에 크로스 커플링이 용이하게 이루어 질 수 있도록 고안된 구조이므로, 도 6의 로우 패스 필터에서 필터부(330)의 다수의 임피던스 구간(231 ~ 237)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 직선형으로 배치되어 형성되거나, 다른 형태로 배치되어 형성될 수도 있다.
다만, 도 6의 로우 패스 필터에서는 입력 포트(321)와 출력 포트(322)의 일부 영역이 돌출되어 서로 인접하게 형성됨으로써, 입력 포트(321)와 출력 포트(322) 사이에서 크로스 커플링이 이루어 진다. 입력 포트(321)와 출력 포트(322) 사이에 크로스 커플링이 이루어짐에 따라 도 3 및 도 4의 로우 패스 필터와 유사하게 전송 영점이 발생될 수 있다. 즉 하이 임피던스 구간(332, 336)이 인접하게 배치되지 않더라도, 입력 포트(321)와 출력 포트(322)를 인접하게 배치하여 전송 영점을 발생 시킬 수 있다.
여기서 입력 포트(321)와 출력 포트(322)의 인접하게 형성되는 영역의 길이와 간격은 로우 패스 필터의 저지대역 내에 전송 영점이 발생되도록 설정될 수 있다. 따라서 필터부(330)의 차수의 증가 및 손실의 증가 없이 저지 대역내의 불요파를 억압하고 감쇄 특성을 향상 시킬 수 있다.
또한 도시하지 않았으나, 도 3 및 도 4에 도시된 로우 패스 필터에서도 도 6에서와 같이 입력 포트(221)와 출력 포트(222) 사이에서 크로스 커플링이 이루어지도록 일부 영역을 인접하게 형성할 수 있다. 이 경우, 하이 임피던스 구간(232, 236) 사이와 입력 포트(221)와 출력 포트(222) 사이 각각에서 크로스 커플링이 이루어지므로 전송 영점이 발생되는 주파수 대역을 더욱 정확하게 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110, 210, 310: 기판부 121, 221, 321: 입력 포트
122, 222, 322: 출력 포트 130, 230, 330: 필터부

Claims (11)

  1. 적어도 일면에 접지전극이 형성된 기판;
    입력 포트;
    출력 포트; 및
    상기 기판의 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 사이에서 제1 기준 선폭 이상의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간과 상기 제1 기준 선폭 미만의 제2 기준 선폭 이하의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간이 교대로 배치되고, 상기 다수의 하이 임피던스 구간 중 적어도 두개의 하이 임피던스 구간은 적어도 일부 영역이 크로스 커플링이 이루어지는 필터부를 포함하되,
    상기 다수의 하이 임피던스 구간 중 기준 임피던스 구간으로 지정된 적어도 하나의 하이 임피던스 구간을 기준으로 각각 적어도 하나의 로우 임피던스 구간과 적어도 하나의 하이 임피던스 구간을 포함하는 다수의 서브 필터부로 구분되고,
    상기 다수의 서브 필터부는
    상기 기준 임피던스 구간 양측으로 서로 평행하게 형성되며,
    상기 다수의 서브 필터부는
    상기 기준 임피던스 구간을 중심으로 양측에서 평행하게 형성된 한 쌍의 서브 필터부 각각에서 서로 대응하는 적어도 하나의 하이 임피던스 구간의 적어도 일부 영역이 서로 인접하도록 돌출되어 형성되는 로우 패스 필터.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 로우 패스 필터의 저지 대역 내에 전송영점이 발생되도록 크로스 커플링이 이루어지는 두개의 하이 임피던스 구간 사이의 간격 및 길이가 설정되는 로우 패스 필터.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 다수의 로우 임피던스 구간과 상기 다수의 하이 임피던스 구간이 마이크로스트립 또는 스트립 라인 중 하나로 형성되는 로우 패스 필터.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 로우 패스 필터는
    상기 입력 포트와 상기 출력 포트 및 상기 필터부의 외곽을 따라 기지정된 간격으로 상기 기판을 관통하여 형성되고, 상기 기판의 적어도 일면에 형성된 접지 전극에 전기적으로 연결되는 다수의 비아를 더 포함하는 로우 패스 필터.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 입력 포트와 상기 출력 포트는
    각각 기지정된 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되고, 크로스 커플링이 이루어지도록 적어도 일부가 서로 인접하게 형성되는 로우 패스 필터.
  8. 적어도 일면에 접지전극이 형성된 기판;
    상기 기판에서 기지정된 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 입력 포트;
    상기 기판에서 기지정된 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되고, 상기 입력 포트와 크로스 커플링이 이루어지도록 적어도 일부가 상기 입력 포트와 서로 인접하게 형성되는 출력 포트; 및
    상기 기판의 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 사이에서 제1 기준 선폭 이상의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 로우 임피던스 구간과 상기 제1 기준 선폭 미만의 제2 기준 선폭 이하의 선폭을 갖는 도전성 라인으로 형성되는 다수의 하이 임피던스 구간이 교대로 배치되는 필터부를 포함하되,
    상기 다수의 하이 임피던스 구간 중 기준 임피던스 구간으로 지정된 적어도 하나의 하이 임피던스 구간을 기준으로 각각 적어도 하나의 로우 임피던스 구간과 적어도 하나의 하이 임피던스 구간을 포함하는 다수의 서브 필터부로 구분되고,
    상기 다수의 서브 필터부는
    상기 기준 임피던스 구간 양측으로 서로 평행하게 형성되며,
    상기 다수의 서브 필터부는
    상기 기준 임피던스 구간을 중심으로 양측에서 평행하게 형성된 한 쌍의 서브 필터부 각각에서 서로 대응하는 적어도 하나의 하이 임피던스 구간의 적어도 일부 영역이 서로 인접하도록 돌출되어 형성되는 로우 패스 필터.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 입력 포트와 상기 출력 포트는
    상기 로우 패스 필터의 저지 대역 내에 전송영점이 발생되도록 크로스 커플링이 이루어지는 간격 및 길이가 설정되는 로우 패스 필터.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 입력 포트와 상기 출력 포트 및 상기 필터부는
    마이크로스트립 또는 스트립 라인 중 하나로 형성되는 로우 패스 필터.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 로우 패스 필터는
    상기 입력 포트와 상기 출력 포트 및 상기 필터부의 외곽을 따라 기지정된 간격으로 상기 기판을 관통하여 형성되고, 상기 기판의 적어도 일면에 형성된 접지 전극에 전기적으로 연결되는 다수의 비아를 더 포함하는 로우 패스 필터.
KR1020190101028A 2019-08-19 2019-08-19 전송영점을 갖는 로우 패스 필터 KR102259102B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190101028A KR102259102B1 (ko) 2019-08-19 2019-08-19 전송영점을 갖는 로우 패스 필터
PCT/KR2020/095115 WO2021034177A1 (ko) 2019-08-19 2020-08-14 전송영점을 갖는 로우 패스 필터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190101028A KR102259102B1 (ko) 2019-08-19 2019-08-19 전송영점을 갖는 로우 패스 필터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210021736A KR20210021736A (ko) 2021-03-02
KR102259102B1 true KR102259102B1 (ko) 2021-06-02

Family

ID=74660356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190101028A KR102259102B1 (ko) 2019-08-19 2019-08-19 전송영점을 갖는 로우 패스 필터

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102259102B1 (ko)
WO (1) WO2021034177A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113078426A (zh) * 2021-03-12 2021-07-06 钱塘科技创新中心 低通滤波器及其制作方法
CN113948839B (zh) * 2021-09-24 2022-12-13 武汉凡谷陶瓷材料有限公司 一种低通滤波器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001111302A (ja) 1999-10-12 2001-04-20 Murata Mfg Co Ltd ローパスフィルタおよびそれを用いた電子装置
KR100963119B1 (ko) 2008-12-31 2010-06-15 주식회사 에이스테크놀로지 저지 대역 특성이 개선된 벤딩 구조의 저역 통과 필터

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000151207A (ja) * 1998-11-12 2000-05-30 Mitsubishi Electric Corp 低域通過フィルタ
US6781486B2 (en) * 2002-06-27 2004-08-24 Harris Corporation High efficiency stepped impedance filter
KR101478483B1 (ko) * 2013-02-08 2014-12-31 주식회사 에이스테크놀로지 향상된 감쇄 특성을 가지는 로우 패스 필터

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001111302A (ja) 1999-10-12 2001-04-20 Murata Mfg Co Ltd ローパスフィルタおよびそれを用いた電子装置
KR100963119B1 (ko) 2008-12-31 2010-06-15 주식회사 에이스테크놀로지 저지 대역 특성이 개선된 벤딩 구조의 저역 통과 필터

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021034177A1 (ko) 2021-02-25
KR20210021736A (ko) 2021-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19941311C1 (de) Bandfilter
US11158924B2 (en) LTCC wide stopband filtering balun based on discriminating coupling
KR102259102B1 (ko) 전송영점을 갖는 로우 패스 필터
CN109088134B (zh) 一种微带带通滤波器
Karshenas et al. Size reduction and harmonic suppression of parallel coupled-line bandpass filters using defected ground structure
CN105896008B (zh) 一种在高频和低频均含有传输零点的紧凑型带通滤波器
US10673111B2 (en) Filtering unit and filter
CN114937856B (zh) 一种基于混合电磁耦合的基片集成波导带通滤波器
CN114389002B (zh) 加载互补阶梯折叠开口环的siw滤波功分器及设计方法
CN105720340A (zh) 一种含有低频传输零点的紧凑型带通滤波器
KR101216433B1 (ko) 메타매질을 이용한 고역 통과 필터
CN115275545A (zh) 一种紧凑的吸收型滤波功分器
CN212434808U (zh) 滤波结构和滤波器
JPH06101643B2 (ja) 帯域通過フイルタ
CN111416182B (zh) 一种高选择性三通带功分滤波器
CN104009271A (zh) 一种基于级联四个谐振器的平面带通滤波器
CN111478000B (zh) 一种采用双层圆形贴片的多零点带通平衡滤波器
CN210111008U (zh) 新型sigw宽带带通滤波器
KR20040071916A (ko) 인덕턴스 성분의 식각된 홀을 이용한 씨피더블유 저역통과필터
JP3685398B2 (ja) 帯域通過フィルタ
CN109755706B (zh) 高带外抑制的电磁分路耦合滤波器
CN110994094A (zh) 基于t支节加载uir的差分三通带滤波器
CN216488445U (zh) 一种窄带带通滤波器
JP2006253877A (ja) 高周波フィルタ
CN110190369B (zh) 基于共面波导的宽阻带微波滤波器

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant