KR20040071061A - 컴팩트 도파관 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특히 마이크로스트립 회로에 쉽게 적응될 수 있는 컴팩트 도파관 유형의 필터를 제공한다. 도파관 필터는 적어도 3개의 상호 결합된 공진 공동부(14 내지 19)를 포함한다. 필터는 기판(10)상에 위치한 마이크로스트립 회로에 결합된다. 적어도 하나의 공동부(14, 15, 18 및 19)는 상기 기판(10)의 일측 상에 놓이고, 적어도 하나의 다른 공동부(16, 17)는 상기 기판(10)의 타측 상에 놓인다. 상기 기판의 양측 상에 배치된 공동부는 필터의 크기를 크게 감소시키는 영향을 미친다. 본 발명은 또한 상기 필터를 포함하는 옥외 송신 유닛에 관한 것이다.
Description
본 발명은 컴팩트 도파관 필터에 관한 것이다. 더 구체적으로, 이러한 유형의 필터는 마이크로파 송신 시스템에 이용된다.
Ka 대역에서의 위성 방송의 정황 내에서, 송신 시스템은 ETSI EN301459 권고안에 따라야 한다. 옥외 송신 유닛의 일례는 도 1에 도시되어 있다.
옥외 송신 유닛은 멀리 있는 실내 유닛에서 나오는 중간 대역의 신호를 수신한다. 제 1 증폭기(1)는 신호를 증폭시키고, 이 신호를 믹서(2)로 전달한다. 발진기(3)는 믹서(2)와 협력해서, 증폭된 신호를 송신 주파수 대역으로 전환한다. 제 2 증폭기(4)는 믹서(2)에서 나오는 신호를 증폭시키고, 증폭된 신호를 대역 통과 필터(5)로 전달한다. 대역 통과 필터(5)는 송신 주파수 대역을 선택하고, 높은 감쇠율을 갖는 다른 주파수를 거부한다. 제 3 증폭기(6)는 필터링된 신호를 증폭시키고, 이 신호를 안테나로 전달한다. 안테나(미도시)는 예를 들어 호른형(horn-type) 도파관 안테나이며, 이 안테나는 포물면 반사기에 접한다.
옥외 유닛은 예를 들어 약 30GHz인 매우 높은 주파수로 작동할 수 있게 하는 기술로 제작된다. 특히, 마이크로스트립 유형의 기술을 사용하는 것이 알려져 있다. 그러나, 마이크로스트립 기술로 대역 통과 필터(5)를 제작하면 몇 가지 문제가 발생하는데, 이는 이 기술로는 필터의 Q-인자가 그리 높지 않기 때문이다. 훨씬 더 높은 Q-인자의 도파관 필터가 사용될 수 있지만, 이것은 일반적으로 회로 크기가 매우 커지게 된다.
본 발명은 특히 컴팩트 도파관 유형의 필터를 제공하고, 마이크로스트립 회로에 쉽게 적응될 수 있다. 본 발명에 따라, 공동부(cavity)는 기판의 양측 상에 배치되며, 이는 공동부들의 크기를 크게 감소시키는 영향을 끼친다.
본 발명은, 적어도 3개의 상호 결합된 공진 공동부를 포함하며, 기판 상에 위치한 마이크로스트립 회로에 결합되는 도파관 필터에 관한 것이다. 적어도 하나의 공동부는 기판의 일측 상에 놓이고, 적어도 하나의 다른 공동부는 기판의 타측 면상에 놓인다.
바람직하게, 기판을 향해 놓여있는 공동부의 측은 기판에 의해 지지된 접지면에 의해 전기적으로 연결된다. 기판의 양측 상에 있는 적어도 2개의 공동부 사이의 결합은 상기 공동부를 분리시키는 접지면 또는 접지면들에서 슬롯을 통해 이루어진다. 기판은 슬롯에서 절단되고, 슬롯의 에지는 금속화된다. 마이크로스트립 회로와 필터의 액세스 공동부 사이의 결합은 상기 공동부의 접지면에서 슬롯을 통해 이루어지며, 상기 슬롯은 개방 회로 마이크로스트립 라인 아래에 위치한다.
하나의 특정한 실시예에 따라, 필터는, 기판의 제 1 측상에 위치한 제 1 공동부로서, 상기 기판은 제 1 결합 슬롯에 의해 관통된 접지면으로 덮여지고, 제 1 마이크로스트립 라인은 상기 필터를 마이크로스트립 회로에 결합하도록 결합 슬롯 위의 기판의 제 2 측상에 위치하는, 제 1 공동부와; 기판의 제 1 측상에 위치하고 제 1 측면 슬롯을 통해 제 1 공동부에 결합되는 제 2 공동부와; 기판의 제 2 측상에 위치하고 기판을 통과하는 제 2 결합 슬롯을 통해 제 2 공동부에 결합되는 제 3 공동부와; 기판의 제 2 측상에 위치하고 제 2 측면 슬롯을 통해 제 3 공동부에 결합되는 제 4 공동부와; 기판의 제 1 측상에 위치하고 기판을 통과하는 제 3 결합슬롯을 통해 제 4 공동부에 결합되는 제 5 공동부와; 제 1 측상에 위치하고 제 3 측면 슬롯을 통해 제 5 공동부에 결합되는 제 6 공동부로서, 상기 기판은 제 4 결합 슬롯에 의해 관통된 접지면으로 덮이고, 제 2 마이크로스트립 라인은 상기 필터를 마이크로스트립 회로에 결합시키도록 제 4 결합 슬롯 위의 기판의 제 2 측상에 위치하는, 제 6 공동부를 포함한다.
본 발명은 또한 신호를 중간 대역으로부터 송신 주파수 대역으로 전환하는 옥외 송신 유닛에 관한 것으로, 상기 유닛은, 회로가 마이크로스트립 기술로 제작되는 기판을 포함하며, 상기 회로는 전술한 바와 같이 증폭 수단과, 전환 수단과, 필터링 수단을 포함한다.
본 발명은, 첨부 도면을 참조하여 제공된 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 더 명백히 이해될 것이고, 다른 특징 및 장점은 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 옥외 송신 유닛을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 필터를 도시한 분할 사시도.
도 3은 도 2의 필터를 도시한 평면도.
도 4는 도 3에서 구분선이 도시된, 이와 동일한 필터를 도시한 측단면도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2, 3: 전환 수단 4, 6: 증폭 수단
5: 필터링 수단 10: 기판
11, 13: 마이크로스트립 라인 12, 22: 접지면
30: 제 1 결합 슬롯 32: 제 2 결합 슬롯
34: 제 3 결합 슬롯 36: 제 4 결합 슬롯
14: 제 1 공동부 15: 제 2 공동부
16: 제 3 공동부 17: 제 4 공동부
18: 제 5 공동부 19: 제 6 공동부
도 1은 이미 설명되었으므로, 도 1은 더 구체적으로 설명되지 않을 것이다. 그러나, 도 1의 구성요소는 이후의 설명에 언급될 것이며, 본 발명은 대역 통과 필터(5)를 대체한다.
도 2 내지 도 4는 도파관 기술로 본 발명에 따라 제작된 대역 통과 필터(5)를 도시한다. 도 2 내지 도 4는, 각각 분할 사시도와, 평면도와, 도 3에 도시된 절취선 A-A를 따라 취한 도면에 해당한다. 이러한 3개의 도면에서, 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소에 대응한다. 다음 설명은, 상이한 각도로 필터의 구성 성분을 도시한 이러한 도 2 내지 도 4에 대해 함께 언급할 것이다.
기판(10)은 도 1에 도시된 옥외 유닛의 회로의 나머지 부분에 해당하는 마이크로스트립 회로(미도시)를 지지한다. 기판(10)은 제 1 마이크로스트립 라인(11)을 갖는 상부면 상에 제공되며, 상기 라인(11)은 예를 들어 증폭기(4)의 출력에 전기적으로 연결된다. 기판의 하부면은 접지면(12)으로 거의 완전히 덮이게 된다. 제 2 마이크로스트립 라인(13)은 기판의 상부면 상에 위치하며, 이러한 제 2 마이크로스트립 라인은 예를 들어 증폭기(6)의 입력에 전기적으로 연결되어 있다. 제 1 및 제 2 마이크로스트립 라인(11 및 13)은 각각 본 발명의 필터의 입력 및 출력을 구성한다.
필터(5)는 설명된 예에서, 제 1 내지 제 6 공진 공동부(14 내지 19)로부터 형성된 도파관이다. 제 1 , 제 2, 제 5 및 제 6 공동부(14, 15, 18 및 19)는 금속 베이스(20) 내에서 기계 가공(machined)된다. 베이스(20)는 접지면(12)과 전기적으로 접촉한다. 더욱이, 접지면(12)은 베이스(20)의 공동부(14, 15, 18 및 19)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 금속 베이스(20)는, 상기 기판(10)을 보강하고 접지면(12)의 우수한 전도율을 보장하도록 기판(10)의 전체 표면에 걸쳐 연장할 수 있다. 제 3 및 제 4 공동부는 금속 캡(21) 내에서 기계 가공된다. 금속 캡(21)은 캡(21)의 전체 표면에 걸쳐 연장하는 접지면(22) 위의 기판(10)상에 위치한다. 더욱이, 접지면(22)은 캡(21)의 공동부(16 및 17)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 캡(21)은 예를 들어 나사(미도시)에 의해 베이스(20)에 고정되어, 더욱이 이를 통해 캡(21), 베이스(20) 및 접지면(12 및 22) 사이에 우수한 전기적 접촉을 제공한다.
제 1 마이크로스트립 라인(11)은 접지면(12)상에서 제작되는 제 1 인쇄 슬롯(printed slot)(30)을 통해 제 1 공동부(14)에 결합된다. 제 2 공동부(15)는 베이스(20) 내에서 기계 가공된 제 1 측면 슬롯(31)을 통해 제 1 공동부(14)에 결합된다. 제 3 공동부(16)는 제 1 금속화된 슬롯(32)을 통해 제 2 공동부(15)에 결합된다. 제 4 공동부(17)는 캡(21) 내에서 기계 가공된 제 2 측면 슬롯(33)을 통해 제 3 공동부(16)에 결합된다. 제 5 공동부(18)는 제 2 금속화된 슬롯(34)을 통해 제 4 공동부(17)에 결합된다. 제 6 공동부(19)는 베이스(20) 내에서 기계 가공된 제 3 측면 슬롯(35)을 통해 제 5 공동부(18)에 결합된다. 제 2 마이크로스트립 라인(13)은 접지면(12) 상에서 제작되는 제 2 인쇄 슬롯(36)을 통해 제 6 공동부(19)에 결합된다.
제 1 및 제 2 인쇄 슬롯(30 및 36)은 접지면(12)을 구성하는 금속 층상에서 제작된다. 제 1 및 제 2 금속화된 슬롯(32 및 34)은 펀칭에 의해 기판(10)에서 제작된 슬롯이며, 상기 슬롯의 에지는, 접지면(12 및 22) 사이의 우수한 전기적 연속성을 보장하고, 상기 접지면(12 및 22) 사이의 기판(10)으로 신호의 잘못된(spurious) 전파를 방지하도록 금속화된다.
공진 공동부(14 내지 19) 및 슬롯(30 내지 36)의 치수는 달성하기 원하는 대역 통과 필터에 따른다. 본 발명에 따른 필터의 응답은 종래의 도파관 필터의 응답과 거의 동일하다. 그러나, 필터의 크기는, 공동부가 기판(10)의 위아래에 배치된다는 점 때문에 세로 방향으로 감소한다.
본 발명의 많은 대안적인 예도 가능하다. 설명된 예는 6개의 공동부로 된 필터이다. 예를 들어 측면 슬롯(31, 33, 35)을 제거함으로써 3개의 공동부로 된 필터를 만들 수 있다. 그러나, 기판(10)의 양측 상에 공동부를 배치시키는 이익은 공동부의 수가 더 적을 때 적은데, 이는 필터의 크기가 훨씬 더 적고 통합 문제를 보다 적게 발생시키기 때문이다.
이와 마찬가지로, 훨씬 더 많은 공동부를 갖는 필터를 만들 수 있으며, 이로 인해, 기판의 2개의 면을 사용하는 것 외에도, 상호 수직인 면상에 위치한 측면 슬롯을 사용할 수 있다. 그 다음에, 도파관 필터는 2개의 상이한 방향을 따라 자체적으로 포개어진다.
도시된 공동부는 직사각형 공동부이지만, 공동부가 서로 다른 형태, 예를 들어 원통형 또는 반구형인 필터를 구상하는 것이 매우 가능하다. 접지면에 대응하는 공동부의 상기 면만이 평면일 필요가 있다.
캡(22) 및 베이스(21)는 금속으로 이루어진 것으로 나타난다. 임의의 물질은 공동부의 전기적 연속성을 보장하는 전도층을 전도하거나 전도층으로 덮이는 경우 이들 구성요소에 사용될 수 있다.
상기 설명에서, 필터는 옥외 송신 유닛의 부분으로 도시된다. 필터는 이러한 유형의 디바이스에 특히 적합하다. 그러나, 이러한 유형의 필터는 다른 마이크로파 회로에 적용가능할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 또한 신호를 중간 대역으로부터 송신 주파수 대역으로 전환하는 옥외 송신 유닛에 관한 것으로, 상기 유닛은, 회로가 마이크스트립 기술로 제작되는 기판을 포함하며, 상기 회로는 전술한 바와 같이 증폭 수단과, 전환 수단과, 필터링 수단을 포함하는, 옥외 송신 유닛 등에 효과적이다.
Claims (8)
- 적어도 3개의 상호 결합된 공진 공동부(14 내지 19)를 포함하고, 기판(10) 상에 위치한 마이크로스트립 회로에 결합되는, 도파관 필터로서,적어도 하나의 공동부(14, 15, 18, 19)는 상기 기판(10)의 일측 상에 놓이고, 적어도 하나의 다른 공동부(16, 17)는 상기 기판(10)의 타측 상에 놓이는 것을 특징으로 하는, 도파관 필터.
- 제 1항에 있어서, 상기 기판(10)을 향해 놓이는 상기 공동부(14 내지 19)의 측은 상기 기판(10)에 의해 지지된 접지면(12, 22)에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 도파관 필터.
- 제 2항에 있어서, 상기 기판의 양측 상에 놓이는 적어도 2개의 공동부(15 내지 18) 사이의 결합은 상기 공동부를 분리시키는 상기 접지면 또는 접지면들(12, 22) 내의 슬롯(32, 34)을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는, 도파관 필터.
- 제 3항에 있어서, 상기 기판(10)은 상기 슬롯(32, 34)에서 절단되고, 상기 슬롯의 에지는 금속 코팅되는 것을 특징으로 하는, 도파관 필터.
- 제 2항에 있어서, 상기 마이크로스트립 회로와 상기 필터의 액세스(access)공동부 중 하나 사이의 결합은 상기 공동부의 상기 접지면(12) 내에서의 슬롯(30, 36)을 통해 이루어지며, 상기 슬롯은 개방-회로 마이크로스트립 라인(11, 13) 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는, 도파관 필터.
- 제 1항에 있어서,- 상기 기판(10)의 제 1 측상에 위치한 제 1 공동부(14)로서, 상기 기판은 제 1 결합 슬롯(30)에 의해 관통된 접지면(12)으로 덮이고, 제 1 마이크로스트립 라인(11)은 상기 필터를 상기 마이크로스트립 회로에 결합하도록 상기 결합 슬롯(30) 위의 상기 기판(10)의 제 2 측상에 위치하는, 제 1 공동부(14)와;- 상기 기판(10)의 제 1 측상에 위치하고, 제 1 측면 슬롯(31)을 통해 상기 제 1 공동부(14)에 결합된, 제 2 공동부(15)와;- 상기 기판(10)의 제 2 측상에 위치하고, 상기 기판(10)을 통과하는 제 2 결합 슬롯(32)을 통해 상기 제 2 공동부(15)에 결합된, 제 3 공동부(16)와;- 상기 기판(10)의 제 2 측상에 위치하고, 제 2 측면 슬롯(33)을 통해 상기 제 3 공동부(16)에 결합된, 제 4 공동부(17)와;- 상기 기판(10)의 제 1 측상에 위치하고, 제 3 결합 슬롯(34)을 통해 상기 기판(10)을 통과하여 상기 제 4 공동부(17)에 결합된, 제 5 공동부(18)와;- 상기 제 1 측상에 위치하고, 제 3 측면 슬롯(35)을 통해 상기 제 5 공동부(18)에 결합된 제 6 공동부(19)로서, 상기 기판(10)은 제 4 결합 슬롯(36)에 의해 관통된 접지면(12)으로 덮이고, 제 2 마이크로스트립 라인(13)은 상기 필터를상기 마이크로스트립 회로에 결합하도록 상기 제 4 결합 슬롯(36) 위의 상기 기판(10)의 제 2 측상에 위치하는, 제 6 공동부(19)를포함하는 것을 특징으로 하는, 도파관 필터.
- 제 6항에 있어서, 상기 기판(10)은, 상기 결합 슬롯(30, 32, 34, 36)을 제외하고, 상기 공동부(14 내지 19)와 접촉한 상기 기판(10)의 전체 표면 위에 접지면(12, 22)으로 덮이는 것을 특징으로 하는, 도파관 필터.
- 신호를 중간 대역으로부터 송신 주파수 대역으로 전환(transpose)하는 옥외 송신 유닛(outdoor transmission unit)으로서, 상기 유닛은, 마이크로스트립 기술로 회로가 제작되는 기판(10)을 포함하고, 상기 회로는 증폭 수단(4, 6)과, 전환 수단(2, 3)과, 필터링 수단(5)을 포함하는, 옥외 송신 유닛으로서,상기 필터링 수단은 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 옥외 송신 유닛.
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