KR20240034324A - Compact Ceramic Waveguide Filter - Google Patents
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Abstract
개시된 실시예는 단일 세라믹 블록을 관통하여 형성된 다수의 관통 격벽에 의해 구분된 구획으로 정의되는 다수의 공진 캐비티, 다수의 공진 캐비티 각각의 구획 내에서 세라믹 블록의 일면으로부터 타면 방향으로 내부로 연장되어 형성되는 다수의 공진 홈, 세라믹 블록의 외부면과 다수의 공진 홈 각각의 내측면에 형성되는 금속층 및 다수의 공진 홈 각각의 내부 종단에서, 종단면의 면적보다 큰 면적을 갖고 형성되는 다수의 공진 금속면을 포함하여, 소형 및 경량으로 제조 가능한 세라믹 웨이브가이드 필터를 제공한다.The disclosed embodiment has a plurality of resonance cavities defined as partitions divided by a plurality of penetrating partitions formed by penetrating a single ceramic block, and each of the plurality of resonance cavities is formed by extending inward from one side of the ceramic block in the direction of the other side of the ceramic block. A plurality of resonance grooves, a metal layer formed on the outer surface of the ceramic block and the inner surface of each of the plurality of resonance grooves, and a plurality of resonance metal surfaces formed at the inner ends of each of the plurality of resonance grooves with an area larger than the area of the longitudinal section. Including, it provides a ceramic waveguide filter that can be manufactured in a small and lightweight manner.
Description
개시되는 실시예들은 세라믹 웨이브가이드 필터에 관한 것으로, 체적 및 무게를 크게 줄일 수 있는 소형 세라믹 웨이브가이드 필터에 관한 것이다.The disclosed embodiments relate to a ceramic waveguide filter, and to a small ceramic waveguide filter that can significantly reduce volume and weight.
통신서비스가 진화함에 따라 데이터 전송속도가 늘어나게 되고, 이를 위해서는 시스템 대역폭 또한 늘어나야 하고 수신감도 향상 및 타 통신시스템의 캐리어(Carrier)에 의한 장애(Interference)를 최소화할 필요가 있다. As communication services evolve, data transmission speeds increase, and for this to happen, system bandwidth must also increase, and it is necessary to improve reception sensitivity and minimize interference caused by carriers of other communication systems.
이를 위해서 저손실(Low insertion loss), 고억압(High rejection), 필터에 대한 요구가 나날이 늘어가고 있는 상황에 직면해 있다. 금속 재질을 이용하여 제작하는 동축(Coaxial) 공진 캐비티는 유전체 공진 캐비티와 같은 타 공진 캐비티 대비 손실, 사이즈, 가격 측면에서 장점이 있으므로 이동통신 시스템의 필터 구현을 위해 주로 사용된다. To this end, we face a situation where the requirements for low insertion loss, high rejection, and filters are increasing day by day. Coaxial resonant cavities manufactured using metal materials have advantages in terms of loss, size, and price compared to other resonant cavities such as dielectric resonant cavities, so they are mainly used to implement filters in mobile communication systems.
그러나 매시브(Massive) MIMO 안테나와 같은 기지국 시스템의 저출력, 소형화로 인해 기존 동축 공진 캐비티를 사용하여도 사이즈 측면에서 제약이 있으며, 초소형 필터 구현에 대한 필요성이 대두되고 있다.However, due to the low output and miniaturization of base station systems such as massive MIMO antennas, there are limitations in size even when using existing coaxial resonance cavities, and the need to implement ultra-small filters is emerging.
이러한 이유로 기존에 공기로 채워진 캐비티를 갖는 공진 캐비티를 이용한 필터를 대체하기 위한 필터로 세라믹 웨이브가이드 필터에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 세라믹 웨이브가이드 필터는 저손실 및 고유전율을 가지는 세라믹 재질로 캐비티를 채우는 필터로서 기존의 동축 공진 캐비티 필터에 비해 사이즈를 현저하게 줄일 수 있으며 우수한 손실 및 내전력 특성 역시 제공할 수 있다. For this reason, research on ceramic waveguide filters is being actively conducted as a filter to replace existing filters using resonant cavities with cavities filled with air. A ceramic waveguide filter is a filter that fills the cavity with a ceramic material with low loss and high dielectric constant. It can significantly reduce the size compared to existing coaxial resonance cavity filters and also provide excellent loss and power dissipation characteristics.
종래의 일반적인 세라믹 웨이브가이드 필터는 각각의 세라믹 캐비티를 독립적으로 제작하고 격벽을 형성한 후, 각각의 캐비티를 결합하는 공정을 필요로 한다. 캐비티의 결합은 솔더링 등을 통해 이루어진다.A typical conventional ceramic waveguide filter requires a process of manufacturing each ceramic cavity independently, forming a partition, and then combining each cavity. The joining of cavities is accomplished through soldering, etc.
그러나 캐비티 결합 공정은 결합 과정에서 비정렬 공차가 빈번하게 발생하고, 이로 인해 특성 변화가 발생하여 제품의 수율이 현저히 낮아지는 문제점이 있다. 또한 가공 오차로 인해 특성이 변화될 경우, 세라믹의 일면을 그라인딩하여 튜닝하는 과정을 필요로 하지만, 세라믹은 매우 단단한 재질이기에 고도의 기술을 요구하고 미세한 튜닝이 어려운 문제점이 있다. 뿐만 아니라 세라믹 웨이브가이드 필터의 감쇄(attenuation) 특성을 향상시키기 위한 전송 영점(Transmission-Zero)을 제공하고자 하는 경우, 주로 크로스 커플링(cross coupling)을 이용하지만, 서로 인접하지 않은 캐비티 사이의 크로스 커플링을 구현하기 위해서는 별도의 부가적 작업이 요구되는 문제가 있었다.However, the cavity joining process has the problem that misalignment tolerances frequently occur during the joining process, which causes changes in characteristics and significantly lowers the yield of the product. Additionally, if the characteristics change due to processing errors, a tuning process is required by grinding one side of the ceramic. However, since ceramic is a very hard material, it requires advanced technology and fine tuning is difficult. In addition, when trying to provide transmission-zero to improve the attenuation characteristics of a ceramic waveguide filter, cross coupling is mainly used, but cross coupling between cavities that are not adjacent to each other is used. There was a problem that additional work was required to implement the ring.
이러한 문제를 해결하기 위해, 단일 세라믹 블록으로 구현되는 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터가 제안되었다.To solve this problem, an integrated ceramic waveguide filter implemented as a single ceramic block was proposed.
도 1은 기존의 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터의 일 예를 나타내고, 도 2는 도 1의 세라믹 웨이브가이드 필터의 측단면도를 나타낸다.Figure 1 shows an example of a conventional integrated ceramic waveguide filter, and Figure 2 shows a side cross-sectional view of the ceramic waveguide filter of Figure 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터는 단일 세라믹 블록(10)의 일면과 타면 사이를 관통하고 미리 지정된 패턴에 따라 세라믹 블록의 구획을 구분하도록 형성된 다수의 관통 격벽(21, 22)에 의해 정의되는 다수의 공진 캐비티(11 ~ 16)를 포함한다.Referring to Figures 1 and 2, the integrated ceramic waveguide filter penetrates between one side and the other side of the single ceramic block 10 and includes a plurality of penetrating partitions 21 and 22 formed to partition the ceramic block according to a predetermined pattern. ) and includes a number of resonant cavities (11 to 16) defined by .
다수의 관통 격벽(21, 22)은 다수의 공진 캐비티(11 ~ 16)를 구분하는 캐비티 월(Cavity wall)로 기능하며, 다수의 관통 격벽(21, 22) 중 서로 이격되어 형성된 다수의 관통 격벽의 사이 공간은 다수의 공진 캐비티(11 ~ 16) 간의 결합면을 형성하는 커플링 윈도우(coupling window)로 기능할 수 있다.The plurality of penetrating partition walls 21 and 22 function as cavity walls that separate the plurality of resonance cavities 11 to 16, and a plurality of penetrating partition walls 21 and 22 are formed spaced apart from each other. The space between may function as a coupling window that forms a coupling surface between the plurality of resonance cavities 11 to 16.
그리고 다수의 공진 캐비티(11 ~ 16) 각각에는 세라믹 블록(10)의 일면 또는 타면에 공진 홈(31 ~ 36)이 형성될 수 있다. 다수의 공진 홈(31 ~ 36) 각각은 대응하는 공진 캐비티(11 ~ 16) 영역에서 전계가 집중되는 중앙에 형성되어 다수의 공진 캐비티(11 ~ 16) 각각의 캐패시티브 성분을 증가시켜 공진 주파수를 하향시키는 효과를 유발한다. 따라서 공진 캐비티(11 ~ 16) 각각의 크기를 줄일 수 있도록 하여 세라믹 웨이브가이드 필터를 소형화할 수 있었다.In addition, resonance grooves 31 to 36 may be formed on one or the other side of the ceramic block 10 in each of the plurality of resonance cavities 11 to 16. Each of the plurality of resonance grooves (31 to 36) is formed at the center where the electric field is concentrated in the corresponding resonance cavity (11 to 16) region to increase the capacitive component of each of the plurality of resonance cavities (11 to 16) to increase the resonance frequency. It causes a downward effect. Therefore, it was possible to miniaturize the ceramic waveguide filter by reducing the size of each resonance cavity (11 to 16).
이때 서로 인접하여 형성된 공진 캐비티(11 ~ 16) 사이에는 자계(H-field)가 우세하게 작용하는 인덕티브 커플링(inductive coupling)이 이루어질 수 있다. 그에 반해 전계(E-field)는 이격되어 형성된 다수의 관통 격벽(21, 22)의 사이의 커플링 윈도우 면에서 횡단(transverse)하기 때문에 캐패시티브 커플링(capacitive coupling)은 용이하게 이루어지지 않는다.At this time, inductive coupling in which a magnetic field (H-field) acts predominantly may be formed between the resonance cavities 11 to 16 formed adjacent to each other. On the other hand, since the electric field (E-field) crosses the surface of the coupling window between the plurality of spaced apart penetrating partitions 21 and 22, capacitive coupling is not easily achieved. .
이에 서로 인접하여 형성된 공진 캐비티(11 ~ 16) 사이에 전계(E-field)가 우세하게 작용하는 캐패시티브 커플링(capacitive coupling)이 이루어 지도록 도 2에 도시된 바와 같이, 세라믹 블록(10)의 일면 또는 타면에 공진 홈(31 ~ 36)보다 더 깊게 형성되는 커플링 홈(40)이 더 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the ceramic block 10 is formed so that capacitive coupling in which the electric field (E-field) acts predominantly is achieved between the resonance cavities 11 to 16 formed adjacent to each other. A coupling groove 40 that is deeper than the resonance grooves 31 to 36 may be further formed on one side or the other side.
도 1에서는 일 예로 6개의 공진 캐비티(11 ~ 16)가 형성된 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터를 도시하였다. 다만 최근 매시브 MIMO 기기에서는 일반적으로 32개 또는 64개의 세라믹 웨이브가이드 필터가 실장되어야 하므로, 도 1과 같은 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터를 이용할 지라도 크기 및 무게 축소에 대한 요구가 여전한 상황이다.Figure 1 shows, as an example, an integrated ceramic waveguide filter in which six resonance cavities (11 to 16) are formed. However, recent massive MIMO devices generally require 32 or 64 ceramic waveguide filters to be mounted, so even when using an integrated ceramic waveguide filter as shown in Figure 1, there is still a need to reduce size and weight.
개시되는 실시예들은 소형 및 경량으로 제조 가능한 세라믹 웨이브가이드 필터를 제공하는데 목적이 있다.The disclosed embodiments are aimed at providing a ceramic waveguide filter that can be manufactured in a small and lightweight manner.
실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터는 단일 세라믹 블록을 관통하여 형성된 다수의 관통 격벽에 의해 구분된 구획으로 정의되는 다수의 공진 캐비티; 상기 다수의 공진 캐비티 각각의 구획 내에서 상기 세라믹 블록의 일면으로부터 타면 방향으로 내부로 연장되어 형성되는 다수의 공진 홈; 상기 세라믹 블록의 외부면과 상기 다수의 공진 홈 각각의 내측면에 형성되는 금속층; 및 상기 다수의 공진 홈 각각의 내부 종단에서, 종단면의 면적보다 큰 면적을 갖고 형성되는 다수의 공진 금속면을 포함한다.A ceramic waveguide filter according to an embodiment includes a plurality of resonance cavities defined as partitions divided by a plurality of penetrating partitions formed through a single ceramic block; a plurality of resonance grooves extending inward from one side of the ceramic block to the other side of the ceramic block within each section of the plurality of resonance cavities; a metal layer formed on an outer surface of the ceramic block and an inner surface of each of the plurality of resonance grooves; and a plurality of resonance metal surfaces formed at inner ends of each of the plurality of resonance grooves and having an area larger than the area of the longitudinal cross-section.
상기 다수의 공진 홈 각각은 상기 세라믹 블록의 일면측으로부터 제1 직경을 갖는 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 다수의 공진 금속면 각각은 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 갖는 원판 형상으로 형성될 수 있다.Each of the plurality of resonance grooves may be formed in the shape of a cylinder having a first diameter from one surface side of the ceramic block, and each of the plurality of resonance metal surfaces may be formed in the shape of a disk having a second diameter larger than the first diameter. there is.
상기 세라믹 웨이브가이드 필터는 상기 다수의 공진 캐비티 중 서로 인접한 공진 캐비티 사이에서 상기 세라믹 블록의 일면으로부터 타면 방향으로 내부로 연장되어 형성되는 적어도 하나의 커플링 홈; 및 상기 커플링 홈의 내부 종단에서 종단면의 면적보다 큰 면적을 갖는 적어도 하나의 커플링 금속면을 더 포함할 수 있다.The ceramic waveguide filter includes at least one coupling groove extending inward from one side of the ceramic block to the other side between adjacent resonance cavities among the plurality of resonance cavities; And it may further include at least one coupling metal surface having an area larger than the area of the longitudinal section at the inner end of the coupling groove.
상기 적어도 하나의 커플링 홈은 상기 세라믹 블록의 일면측으로부터 기지정된 제3 직경으로 연장되는 원기둥 형상으로 형성되고, 적어도 하나의 커플링 금속면은 상기 제3 직경보다 큰 제4 직경을 갖는 원판 형상으로 형성될 수 있다.The at least one coupling groove is formed in a cylindrical shape extending from one surface side of the ceramic block to a predetermined third diameter, and the at least one coupling metal surface has a disk shape having a fourth diameter larger than the third diameter. can be formed.
상기 적어도 하나의 커플링 금속면은 상기 다수의 공진 금속면의 면적보다 큰 면적을 갖도록 형성될 수 있다.The at least one coupling metal surface may be formed to have an area larger than that of the plurality of resonant metal surfaces.
상기 적어도 하나의 커플링 홈은 상기 세라믹 블록에서 상기 다수의 공진 홈과 동일한 깊이로 형성될 수 있다.The at least one coupling groove may be formed to have the same depth as the plurality of resonance grooves in the ceramic block.
상기 적어도 하나의 커플링 홈은 상기 다수의 공진 홈과 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.The at least one coupling groove may be formed in a cylindrical shape having the same diameter as the plurality of resonance grooves.
상기 세라믹 웨이브가이드 필터는 상기 다수의 공진 캐비티 중 서로 인접한 공진 캐비티 사이에서 상기 세라믹 블록을 관통하여 형성되되, 상기 세라믹 블록을 관통하는 관통홀의 직경이 상기 세라믹 블록의 일면측의 입구 영역의 직경보다 작게 형성되고, 내측면에는 상기 금속층이 형성되는 적어도 하나의 커플링 홀을 더 포함할 수 있다.The ceramic waveguide filter is formed by penetrating the ceramic block between adjacent resonance cavities among the plurality of resonance cavities, and the diameter of the through hole penetrating the ceramic block is smaller than the diameter of the inlet area on one side of the ceramic block. is formed, and the inner surface may further include at least one coupling hole in which the metal layer is formed.
상기 적어도 하나의 커플링 홀은 상기 관통홀과 상기 입구 영역 사이에 상기 관통홀의 직경과 상기 입구 영역의 직경 사이의 직경을 갖는 중간 영역이 더 형성될 수 있다.The at least one coupling hole may further have an intermediate region formed between the through hole and the inlet region having a diameter between the diameter of the through hole and the diameter of the inlet region.
상기 적어도 하나의 커플링 홀은 상기 입구 영역의 기지정된 위치에 상기 금속층이 기지정된 두께의 링 형상으로 제거된 슬롯을 포함할 수 있다.The at least one coupling hole may include a slot in which the metal layer is removed into a ring shape with a predetermined thickness at a predetermined location in the inlet area.
따라서, 실시예에 따른 소형 세라믹 웨이브가이드 필터는 단일 세라믹 블록에서 다수의 관통 격벽에 의해 정의되는 다수의 공진 캐비티 각각에서 세라믹 블록의 일면으로부터 내부 방향으로 형성되는 공진 홈의 내측 일단면에 공진 홈의 직경보다 큰 금속 평판이 배치되어 캐패시턴스를 증가시킴으로써 소형 및 경량으로 제조될 수 있다. 또한 공진 홈과 유사한 구조를 갖는 커플링 홈을 공진 홈 사이에 형성하여 캐패시티브 커플링을 위한 캐패시티브 리액턴스로 사용할 수 있어 더욱 소형으로 제조할 수 있다.Therefore, the small ceramic waveguide filter according to the embodiment has a resonance groove on one side of the inner side of the resonance groove formed in the inner direction from one surface of the ceramic block in each of a plurality of resonance cavities defined by a plurality of through partitions in a single ceramic block. It can be made compact and lightweight by placing a metal plate larger than its diameter to increase capacitance. Additionally, a coupling groove having a structure similar to the resonance groove can be formed between the resonance grooves and used as a capacitive reactance for capacitive coupling, making it possible to manufacture it more compactly.
도 1은 기존의 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터의 일 예를 나타낸다.
도 2는 도 1의 세라믹 웨이브가이드 필터의 측단면도를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터의 측단면도를 나타낸다.
도 4는 다른 실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터의 측단면도를 나타낸다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터의 측단면도를 나타낸다.Figure 1 shows an example of a conventional integrated ceramic waveguide filter.
Figure 2 shows a side cross-sectional view of the ceramic waveguide filter of Figure 1.
Figure 3 shows a side cross-sectional view of a ceramic waveguide filter according to one embodiment.
Figure 4 shows a side cross-sectional view of a ceramic waveguide filter according to another embodiment.
Figure 5 shows a side cross-sectional view of a ceramic waveguide filter according to another embodiment.
이하, 도면을 참조하여 일 실시예의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of one embodiment will be described with reference to the drawings. The detailed description below is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
일 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 일 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 일 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다. 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.In describing one embodiment, if it is determined that a detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of an embodiment, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terminology used in the detailed description is intended to describe only one embodiment and should in no way be limiting. Unless explicitly stated otherwise, singular forms include plural meanings. In this description, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and one or more than those described. It should not be construed to exclude the existence or possibility of any other characteristic, number, step, operation, element, or part or combination thereof. In addition, terms such as "... unit", "... unit", "module", and "block" used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware. and software.
도 3은 일 실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터의 측단면도를 나타낸다.Figure 3 shows a side cross-sectional view of a ceramic waveguide filter according to one embodiment.
도 3에 도시된 일 실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터 또한 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터로 구현된다. 그리고 일 실시예의 세라믹 웨이브가이드 필터는 도 1의 세라믹 웨이브가이드 필터와 마찬가지로 단일 세라믹 블록(100)의 일면과 타면 사이를 관통하여 기지정된 패턴으로 형성된 다수의 관통 격벽(미도시)에 의해 정의되는 다수의 공진 캐비티를 포함하는 일체형으로 구현되는 것으로 가정한다. 다수의 관통 격벽에 의해 구분되는 공진 캐비티 각각은 종래의 세라믹 웨이브가이드 필터에서의 개별 공진기(resonator)에 해당하는 구성으로 볼 수 있다.The ceramic waveguide filter according to the embodiment shown in FIG. 3 is also implemented as an integrated ceramic waveguide filter. In addition, the ceramic waveguide filter of one embodiment, like the ceramic waveguide filter of FIG. 1, is defined by a plurality of penetrating partition walls (not shown) formed in a predetermined pattern through between one side and the other side of the single ceramic block 100. It is assumed that it is implemented in an integrated form including a resonance cavity. Each of the resonant cavities divided by a plurality of penetrating partition walls can be viewed as a configuration corresponding to an individual resonator in a conventional ceramic waveguide filter.
그리고 도 3은 세라믹 웨이브 가이드 필터 또한 도 2에서와 마찬가지로 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터에서 A - A' 라인을 따라 세라믹 웨이브가이드 필터를 절단한 측단면도를 나타낸다. 이에 도 3은 세라믹 웨이브 가이드 필터에서도 도 2에서와 같이 다수의 관통 격벽(미도시)에 의해 정의되는 2개의 공진 캐비티(113, 114)가 도시되어 있으며, 2개의 공진 캐비티(113, 114)의 영역에서 각각 단일 세라믹 블록(100)의 일면으로부터 내부 방향으로 형성된 2개의 공진 홈(133, 134)이 도시되어 있다. 각 공진 홈(133, 134)는 공진 캐비티(113, 114) 영역에서 전계가 집중되는 중앙에 형성되는 것이 바람직하다.And Figure 3 shows a side cross-sectional view of the ceramic wave guide filter along the line A - A' in the integrated ceramic wave guide filter, as in Figure 2. Accordingly, FIG. 3 shows two resonance cavities 113 and 114 defined by a plurality of through partitions (not shown) as in FIG. 2 in the ceramic wave guide filter, and the two resonance cavities 113 and 114 are shown in FIG. In the region, two resonance grooves 133 and 134 formed inward from one surface of the single ceramic block 100 are shown, respectively. Each resonance groove (133, 134) is preferably formed at the center where the electric field is concentrated in the region of the resonance cavity (113, 114).
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기존의 공진 홈(31 ~ 36)은 세라믹 블록(10)의 일면으로부터 내부로 진행되면서 균일한 직경을 갖거나 점차 작아지는 직경을 갖는 원기둥 형상으로 형성되었다. 그리고 본 실시예에 따른 다수의 공진 홈(133, 134) 또한 세라믹 블록(100)의 일면으로부터 내부 방향으로 진행되는 원기둥 형상으로 형성된다. 즉 다수의 공진 홈(133, 134) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이, 세라믹 블록(100)의 일면측에서 제1 직경(D1)을 갖고 기지정된 깊이까지 연장된 원기둥형으로 형성될 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the existing resonance grooves 31 to 36 are formed in a cylindrical shape with a uniform diameter or a gradually decreasing diameter as it progresses from one side of the ceramic block 10 to the inside. . Additionally, the plurality of resonance grooves 133 and 134 according to this embodiment are also formed in a cylindrical shape extending inward from one surface of the ceramic block 100. That is, as shown in FIG. 3, each of the plurality of resonance grooves 133 and 134 may be formed in a cylindrical shape having a first diameter D1 on one surface of the ceramic block 100 and extending to a predetermined depth. .
그리고 세라믹 블록(100)의 외부면에는 금속층(190)이 형성된다. 금속층(190)은 도금, 증착, 스퍼터링 등의 금속화 공정을 적용하여 형성될 수 있다. 통상적으로 필터, 웨이브가이드 같은 RF 장비에는 손실을 최소화하기 위해, 도전 소재 중에서 전기 전도도가 뛰어난 은(Ag)을 사용되지만, 내식성과 같은 특성 향상을 위해 은 이외의 도전 소재를 이용할 수도 있다. 금속층(190)은 다수의 관통 격벽 각각의 내측면에도 형성될 뿐만 아니라, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 공진 홈(133, 134) 각각의 내부면에도 형성되며, 후술하는 커플링 홈(140)의 내부면에도 형성된다.And a metal layer 190 is formed on the outer surface of the ceramic block 100. The metal layer 190 may be formed by applying a metallization process such as plating, deposition, or sputtering. Typically, silver (Ag), which has excellent electrical conductivity among conductive materials, is used in RF equipment such as filters and waveguides to minimize losses, but conductive materials other than silver can also be used to improve properties such as corrosion resistance. The metal layer 190 is not only formed on the inner surface of each of the plurality of penetrating partitions, but also on the inner surface of each of the plurality of resonance grooves 133 and 134, as shown in FIG. 3, and is formed on the coupling groove (described later) It is also formed on the inner surface of 140).
공진 홈(133, 134)이 세라믹 블록(100)의 일면으로부터 내부 방향으로 진행되는 원기둥 형상으로 형성되고 내부에 금속층(190)이 형성되므로, 각 공진 홈(133, 134)은 대응하는 공진 캐비티(113, 114)의 캐패시티브 성분을 증가시켜 공진 주파수를 하향시킬 수 있다.Since the resonance grooves 133 and 134 are formed in a cylindrical shape extending inward from one surface of the ceramic block 100 and the metal layer 190 is formed inside, each resonance groove 133 and 134 has a corresponding resonance cavity ( 113, 114), the resonance frequency can be lowered by increasing the capacitive component.
다만, 실시예의 세라믹 웨이브가이드 필터에서는 다수의 공진 홈(133, 134)의 내부 종단, 즉 공진 홈(133, 134)의 상단에 공진 홈(133, 134)의 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2)을 갖는 공진 금속면(163, 164)이 형성되어 배치된다. 여기서 공진 금속면(163, 164)은 다양한 형태의 평판형으로 구현될 수 있다. 이때 공진 금속면(163, 164)은 사각형, 육각형 등과 같은 다각형 평판 구조로 형성될 수도 있으나, 여기서는 원형으로 형성되는 것으로 가정한다. 그리고 원형 평판 구조로 형성되는 공진 금속면(163, 164)은 공진 홈(133, 134)의 제1 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2)을 갖고 형성된다. 즉 공진 금속면(163, 164)은 공진 홈(133, 134)의 내부 종단면보다 큰 면적을 갖는다.However, in the ceramic waveguide filter of the embodiment, a second diameter larger than the diameter D1 of the resonance grooves 133 and 134 is formed at the inner end of the plurality of resonance grooves 133 and 134, that is, at the top of the resonance grooves 133 and 134. Resonant metal surfaces 163 and 164 having (D2) are formed and disposed. Here, the resonant metal surfaces 163 and 164 may be implemented in various flat shapes. At this time, the resonance metal surfaces 163 and 164 may be formed in a polygonal flat structure such as a square or hexagon, but here, it is assumed that they are formed in a circular shape. And the resonant metal surfaces 163 and 164 formed in a circular plate structure are formed to have a second diameter D2 larger than the first diameter D1 of the resonant grooves 133 and 134. That is, the resonant metal surfaces 163 and 164 have an area larger than the inner longitudinal section of the resonant grooves 133 and 134.
공진 금속면(163, 164)은 공진 홈(133, 134)의 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2, D2 > D1)으로 더 큰 면적을 갖도록 형성됨에 따라 공진 캐비티(113, 114)는 공진 홈(133, 134)만이 형성되는 경우에 비해 더욱 큰 캐패시티브 성분을 갖게 된다. 즉 공진 금속면(163, 164)이 형성되지 않는 경우에 비해 공진 주파수를 더욱 하향시킬 수 있게 된다.As the resonant metal surfaces 163 and 164 are formed to have a larger area with a second diameter (D2, D2 > D1) larger than the diameter D1 of the resonant grooves 133 and 134, the resonant cavities 113 and 114 have It has a larger capacitive component compared to the case where only the resonance grooves 133 and 134 are formed. That is, the resonance frequency can be lowered further compared to the case where the resonance metal surfaces 163 and 164 are not formed.
따라서 실시예의 세라믹 웨이브가이드 필터는 도 1에 도시된 기존의 세라믹 웨이브가이드 필터에 비해 각 공진기가 더 작은 크기로도 동일한 캐패시턴스를 가질 수 있어 더욱 소형으로 구현되어도 무방하다.Therefore, the ceramic waveguide filter of the embodiment can be implemented in a smaller size than the existing ceramic waveguide filter shown in FIG. 1 because each resonator can have the same capacitance even if the size is smaller.
여기서는 일 예로 각 공진 홈(133, 134)의 직경(D1)이 서로 동일하고, 각 공진 금속면(163, 164)의 직경(D2)이 서로 동일한 것으로 도시하였으나, 경우에 따라서는 공진 홈(133, 134)의 직경(D1)은 서로 상이하게 구현될 수 있으며, 공진 금속면(163, 164)의 직경(D2) 또한 서로 상이하게 구현될 수도 있다.Here, as an example, the diameters D1 of each resonance groove 133 and 134 are shown to be the same, and the diameter D2 of each resonance metal surface 163 and 164 is shown to be the same. However, in some cases, the diameter D1 of each resonance groove 133 and 134 is the same. , 134) may be implemented differently, and the diameters D2 of the resonant metal surfaces 163 and 164 may also be implemented differently.
한편 본 실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터에서도 도 1 및 도 2의 세라믹 웨이브가이드 필터와 같이, 제3 공진 캐비티(113)와 제4 공진 캐비티(114) 사이에 전계(E-field)가 우세하게 작용하는 캐패시티브 커플링이 이루어지도록 하는 커플링 홈(140)이 더 형성될 수 있다.Meanwhile, in the ceramic waveguide filter according to this embodiment, like the ceramic waveguide filter of FIGS. 1 and 2, the electric field (E-field) is dominant between the third resonance cavity 113 and the fourth resonance cavity 114. A coupling groove 140 may be further formed to enable capacitive coupling.
커플링 홈(140)은 공진 홈(133, 134)과 마찬가지로 세라믹 블록(100)의 일면에서 내부 방향으로 연장되는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 또한 커플링 홈(140)의 내부 종단, 즉 커플링 홈(140)의 상단에도 공진 금속면(163, 164)과 유사한 커플링 금속면(170)이 형성된다. 커플링 금속면(170) 또한 다각형 또는 원형 평판 구조로 형성될 수 있으며, 여기서는 원형 평판 구조로 형성되는 것으로 가정한다.Like the resonance grooves 133 and 134, the coupling groove 140 may be formed in a cylindrical shape extending inward from one surface of the ceramic block 100. Additionally, a coupling metal surface 170 similar to the resonance metal surfaces 163 and 164 is formed at the inner end of the coupling groove 140, that is, at the top of the coupling groove 140. The coupling metal surface 170 may also be formed in a polygonal or circular plate structure. Here, it is assumed to be formed in a circular plate structure.
도 1 및 도 2에 도시된 세라믹 웨이브가이드 필터에서는 커플링 홈(40)이 공진 홈(31 ~ 36)보다 더 깊게 형성되었다. 이는 커플링 홈(40)에서 공진 홈(31 ~ 36)보다 더 강하게 캐패시티브 커플링이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 그러나, 강한 캐패시티브 커플링이 이루어지도록 커플링 홈(40)을 더 깊게 형성하게 되면, 커플링 홈(40)의 내부 종단, 즉 커플링 홈(40)의 상단과 세라믹 블록(10)의 타면 사이의 간격이 좁아진다. 따라서 커플링 홈(40)이 형성된 위치에서 세라믹 블록(10)의 두께가 매우 얇아지게 되며, 이로 인해 세라믹 블록(10)이 파손될 가능성이 높아지게 된다. 이러한 파손을 방지하기 위해서는 커플링 홈(40)이 형성된 위치에서 세라믹 블록(10)의 두께를 일정 수준 이상으로 유지시켜야 한다. 즉 커플링 홈(40)은 공진 홈(31 ~ 36)과 함께 세라믹 웨이브가이드 필터의 소형화를 어렵게 하는 장애 요인이 된다.In the ceramic waveguide filter shown in FIGS. 1 and 2, the coupling groove 40 is formed deeper than the resonance grooves 31 to 36. This is to enable stronger capacitive coupling in the coupling groove 40 than in the resonance grooves 31 to 36. However, if the coupling groove 40 is formed deeper to achieve strong capacitive coupling, the inner end of the coupling groove 40, that is, the top of the coupling groove 40 and the ceramic block 10 The gap between the riding surfaces narrows. Therefore, the thickness of the ceramic block 10 becomes very thin at the location where the coupling groove 40 is formed, which increases the possibility that the ceramic block 10 will be damaged. In order to prevent such damage, the thickness of the ceramic block 10 must be maintained above a certain level at the location where the coupling groove 40 is formed. That is, the coupling groove 40, together with the resonance grooves 31 to 36, becomes an obstacle that makes it difficult to miniaturize the ceramic waveguide filter.
그에 반해 실시예의 세라믹 웨이브가이드 필터에서는 커플링 홈(140)은 공진 홈(133, 134)과 동일한 깊이로 형성될 수 있다. 즉 세라믹 블록(10)의 일단에 입구가 형성되고 내부 방향으로 연장되도록 형성되는 커플링 홈(140)의 내부 종단까지의 길이는 공진 홈(133, 134)의 입구로부터 내부 종단까지의 길이와 동일하게 구현될 수 있다.On the other hand, in the ceramic waveguide filter of the embodiment, the coupling groove 140 may be formed to the same depth as the resonance grooves 133 and 134. That is, the length from the entrance to the inner end of the coupling groove 140, which has an entrance at one end of the ceramic block 10 and extends in the inner direction, is the same as the length from the entrance to the inner end of the resonance grooves 133 and 134. It can be implemented as follows.
다만 커플링 홈(140)이 공진 홈(133, 134)과 동일한 깊이로 형성되면, 세라믹 블록(100)의 두께가 증가되는 것을 억제할 수 있으나, 요구되는 세기로 캐패시티브 커플링이 이루어지지 않게 된다. 이에 실시예에서는 커플링 금속면(170)이 공진 금속면(163, 164)의 직경(D2)보다 더 큰 제4 직경(D4, D4 > D2)을 갖도록 형성한다. 즉 커플링 금속면(170)은 공진 금속면(163, 164)보다 더 큰 면적을 가져 더 큰 캐패시턴스를 갖는다. 따라서 커플링 홈(140)은 동일한 깊이에서도 공진 홈(133, 134)보다 더 강하게 캐패시티브 커플링이 이루어질 수 있다.However, if the coupling groove 140 is formed to the same depth as the resonance grooves 133 and 134, an increase in the thickness of the ceramic block 100 can be suppressed, but capacitive coupling is not achieved at the required strength. It won't happen. Accordingly, in the embodiment, the coupling metal surface 170 is formed to have a fourth diameter (D4, D4 > D2) that is larger than the diameter (D2) of the resonant metal surfaces 163 and 164. That is, the coupling metal surface 170 has a larger area and a larger capacitance than the resonant metal surfaces 163 and 164. Therefore, the coupling groove 140 can be capacitively coupled more strongly than the resonance grooves 133 and 134 even at the same depth.
실시예에서 커플링 홈(140)의 직경(D3)은 공진 홈(133, 134)의 직경(D1)과 동일(D1 = D3)하게 구현될 수도 있으나, 서로 상이하게 구현되어도 무방하다.In an embodiment, the diameter D3 of the coupling groove 140 may be implemented to be the same as the diameter D1 of the resonance grooves 133 and 134 (D1 = D3), but may be implemented differently from each other.
커플링 홈(140)은 세라믹 웨이브가이드 필터의 통과 대역에서 캐패시티브 리액턴스(Capacitive reactance)로 동작한다. 그리고 커플링 홈(140)의 내측면에도 공진 홈(133, 134)과 마찬가지로 금속층(190)이 형성된다.The coupling groove 140 operates as a capacitive reactance in the pass band of the ceramic waveguide filter. Also, a metal layer 190 is formed on the inner surface of the coupling groove 140, as in the resonance grooves 133 and 134.
상기에서는 일 예로 커플링 홈(140)이 제3 및 제4 공진 캐비티(113, 114) 사이에 형성되는 경우를 도시하였으나, 커플링 홈(140)은 서로 인접하여 위치하는 다른 공진 캐비티 사이에 형성될 수도 있다.In the above, as an example, a case where the coupling groove 140 is formed between the third and fourth resonance cavities 113 and 114 is shown, but the coupling groove 140 is formed between other resonance cavities located adjacent to each other. It could be.
결과적으로 실시예의 세라믹 웨이브가이드 필터에서는 공진 금속면(163, 164)과 커플링 금속면(170)에 의해 공진 홈(133, 134)과 커플링 홈(140)은 내부 종단에 형성되는 공진 금속면(163, 164)에 의해 기존의 공진 홈(31 ~ 36)과 커플링 홈(40)에 비해 더 작은 크기로 더 동일한 캐패시턴스를 가질 수 있어, 세라믹 웨이브가이드 필터를 소형으로 제작할 수 있도록 한다. 특히 커플링 금속면(170)이 공진 금속면(163, 164) 보다 큰 면적으로 형성되어 더 큰 캐패시턴스를 형성됨에 따라 캐패시티브 커플링이 더 강하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 커플링 홈(140)이 공진 홈(133, 134)과 유사한 깊이로 형성될 수 있다. 따라서 세라믹 웨이브가이드 필터의 크기를 더욱 줄일 수 있을 뿐만 아니라 파손 위험을 크게 저하시킬 수 있다.As a result, in the ceramic waveguide filter of the embodiment, the resonance grooves 133 and 134 and the coupling groove 140 are formed at the inner ends by the resonance metal surfaces 163 and 164 and the coupling metal surfaces 170. By (163, 164), it is possible to have the same capacitance in a smaller size compared to the existing resonance grooves (31 to 36) and the coupling groove (40), allowing the ceramic waveguide filter to be manufactured in a small size. In particular, the coupling metal surface 170 is formed with a larger area than the resonant metal surfaces 163 and 164 to form a larger capacitance, thereby enabling stronger capacitive coupling, so that the coupling groove 140 It may be formed to have a depth similar to that of the resonance grooves 133 and 134. Therefore, not only can the size of the ceramic waveguide filter be further reduced, but the risk of damage can be greatly reduced.
상기한 바와 같이, 도 3에 도시된 세라믹 웨이브가이드 필터는 공진 홈(133, 134)과 커플링 홈(140)의 내부 종단면에 공진 금속면(163, 164)과 커플링 금속면(170)을 형성하여 캐패시티브 성분을 증가시킴으로써 소형화될 수 있다. 그러나 세라믹 블록(100)의 일면에서 내부 장향으로 절삭하는 기존의 제조 방식으로 공진 홈(133, 134)과 커플링 홈(140)의 내부 종단면에 공진 금속면(163, 164)과 커플링 금속면(170)을 형성하는 것은 매우 어렵다.As described above, the ceramic waveguide filter shown in FIG. 3 has resonance metal surfaces 163 and 164 and coupling metal surfaces 170 on the inner longitudinal surfaces of the resonance grooves 133 and 134 and the coupling groove 140. It can be miniaturized by forming and increasing the capacitive component. However, with the existing manufacturing method of cutting in an internal direction from one side of the ceramic block 100, the resonance metal surfaces 163 and 164 and the coupling metal surfaces are formed on the inner longitudinal surfaces of the resonance grooves 133 and 134 and the coupling groove 140. It is very difficult to form (170).
이에 제조 편의성을 개선하기 위해 실시예의 세라믹 웨이브가이드 필터에서 세라믹 블록(100)은 도 3에서 B - B' 라인으로 도시된 공진 금속면(163, 164)과 커플링 금속면(170)이 형성되는 평면을 기준으로 상단 세라믹 블록(100a)과 하단 세라믹 블록(100b)으로 구분되어 제조될 수 있다. 이와 같이, 상단 세라믹 블록(100a)과 하단 세라믹 블록(100b)으로 구분되어 제조되는 경우, 하단 세라믹 블록(100b)에는 공진 홈(133, 134)과 커플링 홈(140)이 우선 형성되고, 상단 세라믹 블록(100a)의 하부면에서 공진 홈(133, 134)과 커플링 홈(140)이 형성되는 위치에 공진 금속면(163, 164)과 커플링 금속면(170)이 우선 형성될 수 있다. 그리고 공진 홈(133, 134)과 커플링 홈(140)이 형성된 하단 세라믹 블록(100b)과 공진 금속면(163, 164)과 커플링 금속면(170)이 형성된 상단 세라믹 블록(100a)을 적층하여 결합하고 금속층(190)을 추가로 형성함으로써, 세라믹 웨이브가이드 필터를 용이하게 제조할 수도 있다. 여기서 상단 세라믹 블록(100a)과 하단 세라믹 블록(100b)을 적층 결합하는 방식은 일 예로 MLC(Multilayer Ceramic) 공법을 이용하여 수행될 수 있다.Accordingly, in order to improve manufacturing convenience, in the ceramic waveguide filter of the embodiment, the ceramic block 100 is formed with resonance metal surfaces 163 and 164 and coupling metal surfaces 170 shown as lines B - B' in FIG. 3. It can be manufactured by dividing into an upper ceramic block (100a) and a lower ceramic block (100b) based on the plane. In this way, when manufactured separately into the upper ceramic block 100a and the lower ceramic block 100b, the resonance grooves 133 and 134 and the coupling groove 140 are first formed in the lower ceramic block 100b, and the upper ceramic block 100b The resonance metal surfaces 163 and 164 and the coupling metal surfaces 170 may first be formed at the positions where the resonance grooves 133 and 134 and the coupling groove 140 are formed on the lower surface of the ceramic block 100a. . And a lower ceramic block (100b) on which resonance grooves (133, 134) and coupling grooves (140) are formed, and an upper ceramic block (100a) on which resonance metal surfaces (163, 164) and coupling metal surfaces (170) are formed, are stacked. By combining and additionally forming the metal layer 190, a ceramic waveguide filter can be easily manufactured. Here, the method of laminating and combining the upper ceramic block 100a and the lower ceramic block 100b may be performed using, for example, a multilayer ceramic (MLC) method.
도 4는 다른 실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터의 측단면도를 나타낸다.Figure 4 shows a side cross-sectional view of a ceramic waveguide filter according to another embodiment.
도 4의 일체형 세라믹 웨이브가이드 필터에서도 단일 세라믹 블록(200)의 일면과 타면 사이를 관통하여 기지정된 패턴으로 형성된 다수의 관통 격벽(미도시)에 의해 정의되는 다수의 공진 캐비티(213, 214)를 포함하는 일체형으로 구현된다. 그리고 다수의 관통 격벽과 입출력 인터페이스(251, 252)는 도 1의 세라믹 웨이브가이드 필터에서의 관통 격벽(21, 22) 및 입출력 인터페이스(51, 52)와 동일한 구조를 갖는다. 그리고 다수의 공진 홈(233, 234)과 공진 금속면(263, 264)은 도 3의 공진 홈(133, 134) 및 공진 금속면(163, 164)과 동일한 구조를 갖는다. 즉 다수의 공진 홈(233, 234)은 세라믹 블록(200)의 일면측에서 제1 직경(D1)을 갖고 기지정된 깊이까지 연장된 원기둥형으로 형성되고, 공진 금속면(263, 264)은 공진 홈(233, 234)의 내부 종단에서 공진 홈(233, 234) 보다 큰 제2 직경(D2)을 갖도록 형성될 수 있다.In the integrated ceramic waveguide filter of FIG. 4, a plurality of resonance cavities 213 and 214 are defined by a plurality of penetrating partition walls (not shown) formed in a predetermined pattern through between one side and the other side of the single ceramic block 200. It is implemented in an integrated form that includes Additionally, the plurality of through barrier ribs and input/output interfaces 251 and 252 have the same structure as the through barrier ribs 21 and 22 and the input and output interfaces 51 and 52 of the ceramic waveguide filter of FIG. 1 . Additionally, the plurality of resonance grooves 233 and 234 and the resonance metal surfaces 263 and 264 have the same structure as the resonance grooves 133 and 134 and the resonance metal surfaces 163 and 164 of FIG. 3 . That is, the plurality of resonance grooves 233 and 234 are formed in a cylindrical shape on one side of the ceramic block 200 and have a first diameter D1 and extend to a predetermined depth, and the resonance metal surfaces 263 and 264 have a resonance The inner ends of the grooves 233 and 234 may be formed to have a second diameter D2 larger than that of the resonant grooves 233 and 234.
다만, 도 4에 도시된 세라믹 웨이브가이드 필터에서는 도 3의 세라믹 웨이브가이드 필터와 달리 커플링 홈(140)과 커플링 금속면(170)이 형성되지 않는다. 대신 도 4에 도시된 세라믹 웨이브가이드 필터에는 세라믹 블록(200)의 일면에서 타면을 관통하는 커플링 홀(240)이 형성된다. 커플링 홀(240)은 커플링 홈(140)과 달리 세라믹 블록(200)의 일면에서 타면을 관통하여 형성되므로, 세라믹 웨이브가이드 필터의 파손 위험을 더욱 줄일 수 있다. 또한 커플링 홀(240)은 도 3의 커플링 홈(140)보다 작은 크기로 형성될 수 있어, 세라믹 웨이브가이드 필터의 소형화에 유리하다.However, in the ceramic waveguide filter shown in FIG. 4, unlike the ceramic waveguide filter in FIG. 3, the coupling groove 140 and the coupling metal surface 170 are not formed. Instead, the ceramic waveguide filter shown in FIG. 4 is formed with a coupling hole 240 penetrating from one side of the ceramic block 200 to the other side. Unlike the coupling groove 140, the coupling hole 240 is formed by penetrating from one side of the ceramic block 200 to the other side, thereby further reducing the risk of damage to the ceramic waveguide filter. Additionally, the coupling hole 240 can be formed in a smaller size than the coupling groove 140 of FIG. 3, which is advantageous for miniaturizing the ceramic waveguide filter.
여기서 커플링 홀(240)은 세라믹 블록(200)의 일면에서의 입구 영역(242)의 직경(D6)에 비해 세라믹 블록(200)을 관통하는 관통홀(241)의 직경(D5)이 더 작은 스텝 구조로 형성될 수 있다. 그리고 세라믹 블록(200)의 외부면과 관통 격벽 및 공진 홈(233, 234)의 내측면과 마찬가지로 커플링 홀(240)의 내측면에도 금속층(290)이 형성된다. 다만 커플링 홀(240)의 내측면 전체에 금속층(290)이 형성되면, 캐패시티브 커플링이 용이하게 이루어지지 않는다. 이에 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 웨이브가이드 필터에서는 금속층(290)이 커플링 홀(240)의 내측면에서 링 형상의 기지정된 슬롯 영역(243)을 제외하여 형성됨으로써, 캐패시티브 커플링이 이루어지도록 한다.Here, the coupling hole 240 has a smaller diameter (D5) of the through hole (241) penetrating the ceramic block (200) than the diameter (D6) of the entrance area (242) on one side of the ceramic block (200). It can be formed in a step structure. Additionally, a metal layer 290 is formed on the inner surface of the coupling hole 240 as well as the outer surface of the ceramic block 200 and the inner surface of the through partition and the resonance grooves 233 and 234. However, if the metal layer 290 is formed on the entire inner surface of the coupling hole 240, capacitive coupling is not easily achieved. Accordingly, as shown in FIG. 4, in the ceramic waveguide filter, the metal layer 290 is formed by excluding the ring-shaped predetermined slot area 243 from the inner surface of the coupling hole 240, thereby providing capacitive coupling. Let this happen.
여기서 링 형상의 슬롯 영역(243)은 커플링 홀(240)의 입구 영역(242)에서 기지정된 위치에 형성될 수 있으며, 특히 도 4에서와 같이 입구 영역(242)에서 세라믹 블록(200)의 일면과 평행하게 형성될 수 있다.Here, the ring-shaped slot area 243 may be formed at a predetermined position in the entrance area 242 of the coupling hole 240, and in particular, as shown in FIG. 4, the ceramic block 200 may be formed in the entrance area 242. It can be formed parallel to one side.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 세라믹 웨이브가이드 필터의 측단면도를 나타낸다.Figure 5 shows a side cross-sectional view of a ceramic waveguide filter according to another embodiment.
도 5의 세라믹 웨이브가이드 필터 또한 도 4에서와 마찬가지로 커플링 홈(140)을 대신하여 세라믹 블록(300)의 일면과 타면을 관통하는 커플링 홀(340)이 형성된다. 다만 도 4의 세라믹 웨이브가이드 필터에서는 커플링 홀(240)이 서로 다른 직경을 갖는 관통홀(241)과 입구 영역(242)으로 구분되는 1단 스텝 구조로 형성되는 반면, 도 5에 도시된 세라믹 웨이브가이드 필터에서는 커플링 홀(340)이 서로 다른 직경을 갖는 관통홀(341)과 입구 영역(342)뿐만 아니라, 관통홀(341)과 입구 영역(342) 사이에 위치하고, 관통홀(341)과 입구 영역(342) 사이의 직경을 갖는 중간 영역(344)이 더 형성된 2단 스텝 구조를 갖는다. 이와 같이 커플링 홀(340)이 중간 영역(344)이 더 형성된 2단 스텝 구조를 갖는 경우 공진 주파수를 더욱 하향시킬 수 있어, 세라믹 웨이브가이드 필터를 소형화 할 수 있다.In the ceramic waveguide filter of FIG. 5 , as in FIG. 4 , a coupling hole 340 penetrating one side and the other side of the ceramic block 300 is formed instead of the coupling groove 140 . However, in the ceramic waveguide filter of FIG. 4, the coupling hole 240 is formed as a one-stage step structure divided into a through hole 241 and an entrance area 242 having different diameters, whereas the ceramic waveguide filter shown in FIG. 5 In the waveguide filter, the coupling hole 340 is located between the through hole 341 and the inlet area 342, as well as the through hole 341 and the inlet area 342 having different diameters, and the through hole 341 It has a two-stage step structure in which an intermediate region 344 having a diameter between the and inlet region 342 is further formed. In this way, when the coupling hole 340 has a two-stage step structure in which the middle region 344 is further formed, the resonance frequency can be further lowered, and the ceramic waveguide filter can be miniaturized.
그리고 도 4 및 도 5에 도시된 세라믹 웨이브가이드 필터 또한 도 3과 마찬가지로, 공진 금속면(163, 164)과 커플링 금속면(170)이 형성되는 평면을 기준으로 상단 세라믹 블록(100a)과 하단 세라믹 블록(100b)으로 구분되어 제조되고, MLC 공법에 따라 적층되어 결합되는 방식으로 구현될 수 있다.And the ceramic waveguide filter shown in FIGS. 4 and 5 is also similar to FIG. 3, with respect to the plane where the resonant metal surfaces 163 and 164 and the coupling metal surface 170 are formed, the upper ceramic block 100a and the lower It can be manufactured separately into ceramic blocks 100b and implemented by stacking and combining them according to the MLC method.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 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.Although the present invention has been described in detail through representative embodiments above, those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached claims.
100, 200, 300: 세라믹 블록
113, 114, 213, 214, 313, 314: 공진 캐비티
133, 134, 233, 234, 333, 334: 공진 홈
140: 커플링 홈
163, 164, 263, 264, 363, 364: 공진 금속면
170: 커플링 금속면
190, 290, 390: 금속층
240, 340: 커플링 홀100, 200, 300: Ceramic block
113, 114, 213, 214, 313, 314: Resonant cavity
133, 134, 233, 234, 333, 334: Resonant groove
140: Coupling groove
163, 164, 263, 264, 363, 364: Resonant metal surface
170: Coupling metal side
190, 290, 390: metal layer
240, 340: Coupling hole
Claims (10)
상기 다수의 공진 캐비티 각각의 구획 내에서 상기 세라믹 블록의 일면으로부터 타면 방향으로 내부로 연장되어 형성되는 다수의 공진 홈;
상기 세라믹 블록의 외부면과 상기 다수의 공진 홈 각각의 내측면에 형성되는 금속층; 및
상기 다수의 공진 홈 각각의 내부 종단에서, 종단면의 면적보다 큰 면적을 갖고 형성되는 다수의 공진 금속면을 포함하는 세라믹 웨이브가이드 필터.A plurality of resonant cavities defined as compartments separated by a plurality of penetrating partitions formed through a single ceramic block;
a plurality of resonance grooves extending inward from one side of the ceramic block to the other side of the ceramic block within each section of the plurality of resonance cavities;
a metal layer formed on an outer surface of the ceramic block and an inner surface of each of the plurality of resonance grooves; and
A ceramic waveguide filter comprising a plurality of resonant metal surfaces formed at inner ends of each of the plurality of resonant grooves and having an area larger than the area of the longitudinal cross-section.
상기 세라믹 블록의 일면측으로부터 제1 직경을 갖는 원기둥 형상으로 형성되고,
상기 다수의 공진 금속면 각각은
상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 갖는 원판 형상으로 형성되는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 1, wherein each of the plurality of resonant grooves is
It is formed in a cylindrical shape with a first diameter from one side of the ceramic block,
Each of the plurality of resonant metal surfaces is
A ceramic waveguide filter formed in a disk shape having a second diameter larger than the first diameter.
상기 다수의 공진 캐비티 중 서로 인접한 공진 캐비티 사이에서 상기 세라믹 블록의 일면으로부터 타면 방향으로 내부로 연장되어 형성되는 적어도 하나의 커플링 홈; 및
상기 커플링 홈의 내부 종단에서 종단면의 면적보다 큰 면적을 갖는 적어도 하나의 커플링 금속면을 더 포함하는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 1, wherein the ceramic waveguide filter
At least one coupling groove extending inward from one side of the ceramic block to the other side of the ceramic block between adjacent resonance cavities among the plurality of resonance cavities; and
A ceramic waveguide filter further comprising at least one coupling metal surface having an area larger than the area of the longitudinal section at the inner end of the coupling groove.
상기 세라믹 블록의 일면측으로부터 기지정된 제3 직경으로 연장되는 원기둥 형상으로 형성되고,
적어도 하나의 커플링 금속면은
상기 제3 직경보다 큰 제4 직경을 갖는 원판 형상으로 형성되는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 3, wherein the at least one coupling groove is
It is formed in a cylindrical shape extending from one side of the ceramic block to a predetermined third diameter,
At least one coupling metal surface is
A ceramic waveguide filter formed in a disk shape having a fourth diameter larger than the third diameter.
상기 다수의 공진 금속면의 면적보다 큰 면적을 갖도록 형성되는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 3, wherein the at least one coupling metal surface is
A ceramic waveguide filter formed to have an area larger than the area of the plurality of resonant metal surfaces.
상기 세라믹 블록에서 상기 다수의 공진 홈과 동일한 깊이로 형성되는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 3, wherein the at least one coupling groove is
A ceramic waveguide filter formed in the ceramic block to the same depth as the plurality of resonance grooves.
상기 다수의 공진 홈과 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상으로 형성되는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 3, wherein the at least one coupling groove is
A ceramic waveguide filter formed in a cylindrical shape with the same diameter as the plurality of resonance grooves.
상기 다수의 공진 캐비티 중 서로 인접한 공진 캐비티 사이에서 상기 세라믹 블록을 관통하여 형성되되, 상기 세라믹 블록을 관통하는 관통홀의 직경이 상기 세라믹 블록의 일면측의 입구 영역의 직경보다 작게 형성되고, 내측면에는 상기 금속층이 형성되는 적어도 하나의 커플링 홀을 더 포함하는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 1, wherein the ceramic waveguide filter
It is formed to penetrate the ceramic block between adjacent resonance cavities among the plurality of resonance cavities, and the diameter of the through hole penetrating the ceramic block is smaller than the diameter of the inlet area on one side of the ceramic block, and is formed on the inner side. A ceramic waveguide filter further comprising at least one coupling hole in which the metal layer is formed.
상기 관통홀과 상기 입구 영역 사이에 상기 관통홀의 직경과 상기 입구 영역의 직경 사이의 직경을 갖는 중간 영역이 더 형성되는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 8, wherein the at least one coupling hole is
A ceramic waveguide filter further formed between the through hole and the inlet region and an intermediate region having a diameter between the diameter of the through hole and the diameter of the inlet region.
상기 입구 영역의 기지정된 위치에 상기 금속층이 기지정된 두께의 링 형상으로 제거된 슬롯을 포함하는 세라믹 웨이브가이드 필터.The method of claim 8, wherein the at least one coupling hole is
A ceramic waveguide filter including a slot in which the metal layer is removed in a ring shape with a predetermined thickness at a predetermined position in the inlet area.
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---|---|---|---|
KR1020220113144A KR20240034324A (en) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | Compact Ceramic Waveguide Filter |
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KR20210073902A (en) | 2019-12-11 | 2021-06-21 | 주식회사 에이스테크놀로지 | Ceramic Waveguide Filter and Manufacturing Method Thereof |
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