KR100459146B1

KR100459146B1 - Microwave Filter

Info

Publication number: KR100459146B1
Application number: KR10-2002-0009029A
Authority: KR
Inventors: 이행선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2004-12-03
Also published as: KR20030069409A

Abstract

본 발명은 고주파 필터를 제공하기 위한 것으로서, 하부에 접지면을 가진 절연기판 상에 개방부를 갖는 다수개의 육각형 구조의 마이크로 스트립라인으로 형성된 공진기를 구비하거나, 또는 육각기둥 형태의 다수개의 유전체 공진기를 구비하여, 고차의 필터 프로토타입을 구현하여 원하는 주파수 필터 특성에서의 공진기의 결합 계수 값을 측정하고, 이 결합 계수 값에 의해 공진기 간의 간격 및 개방부의 위치를 정하고, 육각형 구조로 배열된 공진기의 구조로 인해 고차의 필터를 좁은 공간안에 구현하고, 상기 프로토타입의 결합 계수를 조절하여 좋은 차단 특성을 갖고 원하는 주파수 필터 특성을 갖는 고주파 필터를 제공한다.The present invention provides a high frequency filter, comprising a resonator formed of a plurality of hexagonal microstripline having an opening on an insulating substrate having a ground plane at the bottom, or a plurality of dielectric resonators having a hexagonal pillar shape. By implementing a higher-order filter prototype, the coupling coefficient values of the resonators are measured at the desired frequency filter characteristics, the spacing between the resonators and the positions of the openings are determined by the coupling coefficient values. Therefore, a high-order filter is implemented in a narrow space, and the coupling coefficient of the prototype is adjusted to provide a high frequency filter having good cutoff characteristics and desired frequency filter characteristics.

Description

High Frequency Filter {Microwave Filter}

본 발명은 고주파 필터에 관한 것으로, 특히 다양한 필터 특성을 갖는 고주파 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a high frequency filter, and more particularly, to a high frequency filter having various filter characteristics.

초고주파 필터를 설계하는 방법에는 여러가지가 있는데, 그 중 가장 많이 쓰이는 방법은 초고주파 공진기를 만들고 이들을 적절히 결합시켜서 원하는 주파수 특성이 나오도록 필터를 설계하는 방법이 있다.이 공진기를 결합시키는 방법에는 인덕터(inductor)나 커패시터(capacitor)를 하나의 결합된(lumped) 요소 또는 각각 분리된(distributed) 요소로 구현하여 결합하는 방법이 있고, 임피던스 인버터(impedance inverter)를 이용하여 결합시키는 방법이 있다.이러한 결합 방법을 이용하여 공진기를 결합시키는데, 공진기의 결합 정도를 결합 계수라고 하며, 이 결합 계수들을 조정하면 원하는 주파수 응답 특성을 얻을 수 있다.그리고 이렇게 얻어진 주파수 응답 특성이 Chebyshev 함수, Butterworth 함수, Elliptic 함수인 경우를 각각 Chebyshev 필터, Butterworth 필터, Elliptic 필터라고 한다.이때, 상기 Chebyshev 필터, Butterworth 필터는 공진기들 간의 결합계수가 서로 인접한 공진기인 경우에만 0이 아니므로 공진기들을 1차원적으로 배치하고 공진기간의 결합 계수를 주파수 응답 함수에 맞게 조정해 주면 필터를 형성할 수 있다.도 1 은 이와 같은 1차원적인 구조로 배열한 공진기를 결합한 필터의 구조를 도시한 것이다.그러나, 상기 Elliptic 필터인 경우는 인접하지 않는 공진기들 간의 결합 계수도 0이 아니므로 단순히 공진기를 1차원적으로 배치하기만 해서는 필터를 만들 수 없다. 따라서, 도 2에서 나타내고 있는 것과 같이 2차원적인 구조로 배열한 공진기를 결합하여 필터를 형성할 수 있다.아울러, 도 1에서 나타내고 있는 1차원적인 구조로 배열한 공진기의 중간을 접음으로써, 도 3과 같이 1차원적인 구조로 배열한 공진기의 결합을 이용하여 크로스 커플링(cross coupling)을 구현하여 2차원적인 구조로 공진기를 배열하고 있다.There are many ways to design an ultra-high frequency filter, the most common method of which is to create an ultra-high frequency resonator and combine them appropriately to design the filter so that the desired frequency characteristics are achieved. ) And a capacitor are implemented by combining them into a single lumped element or a discrete element, and there is a method of coupling using an impedance inverter. The resonator coupling is called the coupling coefficient, and the coupling coefficients are adjusted to obtain the desired frequency response characteristics, and the obtained frequency response characteristics are Chebyshev, Butterworth, and Elliptic functions. Are called Chebyshev filter, Butterworth filter, and Elliptic filter, respectively. In this case, the Chebyshev filter and the Butterworth filter are nonzero only when the coupling coefficients between the resonators are adjacent to each other. Fig. 1 shows the structure of a filter incorporating resonators arranged in such a one-dimensional structure. However, in the case of the Elliptic filter, the coupling coefficients between non-adjacent resonators are not zero. Simply placing the resonator in one dimension does not create a filter. Therefore, a filter can be formed by combining a resonator arranged in a two-dimensional structure as shown in FIG. 2. [0044] Furthermore, by folding the middle of the resonator arranged in a one-dimensional structure shown in FIG. As described above, cross coupling is implemented using a combination of resonators arranged in a one-dimensional structure to arrange the resonators in a two-dimensional structure.

본 발명은 차단특성이 우수하고, 다양한 주파수 응답특성을 갖는 고주파 필터의 간단한 구현하고 고주파 필터의 크기를 소형화하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a simple implementation of a high frequency filter having excellent cutoff characteristics, various frequency response characteristics, and to reduce the size of the high frequency filter.

도1은 종래기술에 따른 1차원적인 구조로 배열한 공진기를 결합한 필터를 도시한 것이다.Figure 1 shows a filter incorporating a resonator arranged in a one-dimensional structure according to the prior art.

도2는 종래기술에 따른 2차원적인 구조로 배열한 공진기를 결합한 필터를 도시한 것이다.Figure 2 shows a filter incorporating a resonator arranged in a two-dimensional structure according to the prior art.

도3은 종래기술에 따른 1차원적인 구조로 배열한 공진기를 결합한 필터를 도시한 것이다.Figure 3 shows a filter incorporating a resonator arranged in a one-dimensional structure according to the prior art.

도4a 내지 도4c는 본 발명에 따른 벌집구조의 고주파용 공진기를 이용한 필터의 제1 실시도이다.4A to 4C are first embodiment of a filter using a high frequency resonator having a honeycomb structure according to the present invention.

도5는 본 발명에 따른 벌집구조의 초고주파용 공진기가 적층된 필터의 사시도이다.5 is a perspective view of a filter in which a honeycomb structured ultrahigh frequency resonator is stacked according to the present invention.

도6은 본 발명에 따른 벌집구조의 고주파용 공진기를 이용한 필터의 제2 실시도이다.Figure 6 is a second embodiment of the filter using a high frequency resonator of the honeycomb structure according to the present invention.

도7은 본 발명에 따른 벌집구조의 고주파용 공진기를 이용한 필터의 제3 실시도이다.7 is a third embodiment of a filter using a high frequency resonator of a honeycomb structure according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 접지면 20 : 절연기판10: ground plane 20: insulated substrate

30 : 개방부 40 : 공진기30: opening 40: resonator

50 : 스트립라인 60 : 제1 전도체50: stripline 60: first conductor

70 : 제2 전도체 80, 100 : 유전체70: second conductor 80, 100: dielectric

90 : 금속기판90: metal substrate

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고주파 필터의 특징은 하부에 접지면을 가진 절연기판 상에 개방부를 갖는 다수개의 육각형 구조의 마이크로 스트립라인으로 형성된 공진기를 구비하는데 있다.A feature of the high frequency filter according to the present invention for achieving the above object is to include a resonator formed of a plurality of hexagonal microstripline having an opening on an insulating substrate having a ground plane at the bottom.

상기 마이크로 스트립라인의 길이는 상기 필터의 중심주파수와 상응하는 길이로 형성된다.The length of the micro stripline is formed to a length corresponding to the center frequency of the filter.

상기 공진기 사이의 간격은 회로적인 필터의 프로토타입에서 결정된 결합계수의 절대값의 크기로 결정이 되며, 상기 공진기의 개방부는 회로적인 필터의 결합 계수에 의해 결정된다.The spacing between the resonators is determined by the magnitude of the absolute value of the coupling coefficient determined in the prototype of the circuit filter, and the opening of the resonator is determined by the coupling coefficient of the circuit filter.

그리고 상기 공진기 간의 결합 계수가 0인 경우 공진기 사이에 상기 접지면과 연결된 비아홀(via hole)을 포함하는 스트립라인을 더 포함한다.If the coupling coefficient between the resonators is 0, the resonator further includes a strip line including a via hole connected to the ground plane.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고주파 필터의 다른 특징은 육각기둥 구조를 갖고 다수 개가 인접하여 형성된 제1 전도체와, 상기 제1 전도체의 중심에 형성된 제2 전도체 사이에 유전체로 메워진 다수개의 공진기를 구비하는데 있다.Another characteristic of the high frequency filter according to the present invention for achieving the above object is a hexagonal pillar structure and a plurality of first conductors formed adjacent to each other, and a plurality of dielectrics filled with a dielectric between the second conductor formed in the center of the first conductor It has two resonators.

상기 육각기둥의 높이는 상기 필터의 중심주파수에 상응하여 형성된다.The height of the hexagonal column is formed corresponding to the center frequency of the filter.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고주파 필터의 또 다른 특징은 육각형 구조로 다수개가 패터닝되고, 육각형 패턴 사이에 패터닝되어 뚫린 금속기판과, 상기 육각형 패턴 내부에 형성된 유전체로 이루어진 다수개의 공진기를 구비하는데 있다.A further feature of the high frequency filter according to the present invention for achieving the above object is a plurality of resonators made of a metal substrate punched patterned between the hexagonal pattern, patterned between the hexagonal pattern, and a dielectric formed inside the hexagonal pattern. It is provided with.

본 발명의 특징에 따른 작용은 상기 공진기의 구조로 인해 고차의 필터를 좁은 공간안에 구현하고, 고차의 필터 프로토타입을 구현하여 원하는 주파수 필터 특성에서의 공진기의 결합 계수 값을 측정하고, 이 결합 계수 값에 의해 공진기 간의 간격 및 개방부의 위치를 정하고, 상기 프로토타입의 결합 계수를 조절하여 좋은 차단 특성을 갖고 원하는 주파수 필터 특성을 갖는 고주파 필터를 구현할 수 있다.According to an aspect of the present invention, due to the structure of the resonator, a high-order filter is implemented in a narrow space, and a high-order filter prototype is implemented to measure the coupling coefficient value of the resonator at a desired frequency filter characteristic. The distance between the resonators and the position of the opening may be determined by the values, and the coupling coefficient of the prototype may be adjusted to implement a high frequency filter having good cutoff characteristics and desired frequency filter characteristics.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명에 따른 고주파 필터의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the high frequency filter according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도4a 내지 도4c는 마이크로 스트립 형태의 필터로 2차원 평면 위에 만든 것이다.4A to 4C are made on a two-dimensional plane with a filter in the form of a micro strip.

도4a 내지 도4c에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파 필터는 하부에 접지면(10)을 가진 절연기판(20) 상에 개방부(30)를 갖는 다수개의 육각형 구조의 마이크로 스트립라인을 갖는 공진기(40)로 구성된다.As shown in Figs. 4A to 4C, the high frequency filter according to the present invention has a plurality of hexagonal microstrip lines having an opening 30 on an insulating substrate 20 having a ground plane 10 at the bottom. It consists of the resonator 40 which has.

육각형 구조의 마이크로 스트립 형태는 2차원 평면을 가장 조밀하게 채울 수 있는 구조로서 PBG(Photonic band gap)형태나, CT(cascaded trisection) 구조 등으로의 배치가 쉬울 뿐만 아니라, 필터 전체의 면적을 줄인다.이때, 상기 CT 구조의 필터는 공진기 3개 사이에 연결되는 3개의 결합 계수를 조절해서 만드는 필터로 공진기 3개가 삼각형 형태로 배열되어 결합된 필터이다. 그리고 상기 PBG 형태의 필터는 주기적인 형태가 무한히 반복되어 있는 구조를 가지는 필터로, 도 2에서 나타내고 있듯이 2차원적인 구조로 배열한 공진기를 결합한 필터이다.Hexagonal microstrip form is the most compactly filled two-dimensional plane, not only easy to arrange in photonic band gap (PBG), cascaded trisection (CT) structure, etc., but also reduces the overall filter area. In this case, the CT filter is a filter formed by adjusting three coupling coefficients connected between three resonators. The PBG type filter is a filter having a structure in which the periodic shape is infinitely repeated, and as shown in FIG. 2, a filter combining a resonator arranged in a two-dimensional structure.

상기 PBG(Photonic band gap)형태나, CT(cascaded trisection) 구조를 이하 벌집구조라 한다.The photonic band gap (PBG) form or the cascaded trisection (CT) structure is hereinafter referred to as a honeycomb structure.

본 발명에서는 도 4에서 나타내고 있는 것과 같이 마이크로 스트립 라인(40)을 육각형 모양으로 구부려서 공진기(40)의 크기를 소형화한 구조를 갖고, 굵은 화살표 방향으로 고주파 신호가 필터로 입력되었다가 출력된다.In the present invention, as shown in Fig. 4, the microstrip line 40 is bent in a hexagonal shape to reduce the size of the resonator 40, and a high frequency signal is input to the filter in the direction of a thick arrow and then output.

이때, 마이크로 스트립의 경우 일반적으로 공진기의 패턴의 길이가 중심 주파수에서 전파 파장의 1/2 정도를 유지하여야 한다. 즉 필터의 중심 주파수가 정해지면 마이크로 스트립의 길이를 반파장 길이로 유지하여야 한다.이와 같이 중심 주파수를 통해 각 공진기(40)의 공진주파수가 결정되게 된다.In this case, in the case of the microstrip, generally, the length of the pattern of the resonator should be about 1/2 of the propagation wavelength at the center frequency. That is, when the center frequency of the filter is determined, the length of the microstrip should be maintained at the half-wave length. Thus, the resonant frequency of each resonator 40 is determined through the center frequency.

즉, 마이크로 스트립 라인의 육각형 둘레의 길이는 필터의 중심주파수에 의해 정해진다.That is, the length of the hexagonal circumference of the microstrip line is determined by the center frequency of the filter.

그리고 육각형 구조의 마이크로 스트립 라인으로 이루어지는 공진기의 간격, 예를 들어, 도4b에서 삼각형의 길이는 L과 C로 이루어지는 회로적인 공진기의 프로토타입(prototype)에 의해 결정한다.And the spacing of the resonator consisting of the micro strip line of the hexagonal structure, for example, the length of the triangle in Figure 4b is determined by the prototype of the circuit resonator consisting of L and C.

즉, 본 발명에 따른 필터의 설계는 고차의 필터 프로토타입을 구현하여 원하는 주파수 필터 특성에서의 공진기의 결합 계수 값을 측정하고, 이 결합 계수 값에 의해 벌집구조의 공진기 간의 간격 및 개방부의 위치를 정한다.이때, 공진기의 결합 계수값은 공진기 다수개를 연결하고 고주파 신호를 통과시켜 측정해 보면 연결된 공진기의 결합 정도에 따라 투과 계수가 달라지게 된다. 설명을 간략하게 하기 위해 공진기 두개가 연결된 경우의 결합 계수값을 구하면 다음 수학식 1을 통해 구해진다. 이는 결합 계수값을 구하는 일반적인 공식이다. 상기 수학식 1에서 보는 바와 같이, 두 공진기간의 주파수의 차이가 크면 결합 계수가 커지고, 두 공진기간의 주파수의 차이가 적으면 결합 계수가 작아지게 된다. 이때, 공진기를 더욱 여러개를 쓰고, 각 공진기간의 결합 계수를 조정하면, 신호의 투과계수가 특정 주파수대만 고주파 신호를 통과시키는 필터로 구현된다.이와 같은 수학식 1을 통해 상기 필터 프로토타입에서의 결합 계수를 조정하여 크로스 커플링이 일어나도록 하여 필터의 특성을 좋게 하게 된다.That is, the filter design according to the present invention implements a higher-order filter prototype to measure the coupling coefficient value of the resonator at the desired frequency filter characteristics, and the coupling coefficient value determines the spacing between the resonators of the honeycomb structure and the position of the opening. In this case, the coupling coefficient value of the resonator is measured by connecting a plurality of resonators and passing a high frequency signal, and the transmission coefficient varies according to the coupling degree of the connected resonators. For the sake of simplicity, a coupling coefficient value obtained when two resonators are connected is obtained by Equation 1 below. This is a general formula for finding the coefficient of coupling. As shown in Equation 1, when the difference between the frequencies of the two resonance periods is large, the coupling coefficient is large, and when the frequency difference between the two resonance periods is small, the coupling coefficient is small. In this case, if more resonators are used and the coupling coefficients of the respective resonance periods are adjusted, the transmission coefficient of the signal is implemented as a filter for passing a high frequency signal only in a specific frequency band. By adjusting the coupling coefficient, cross coupling occurs, which improves the filter characteristics.

자세히 설명하면, 프로토타입에서 L 및 C의 값을 조절하여 원하는 필터 주파수 특성을 갖게 될 때, 공진기의 중심주파수 및 공진기 간의 결합 계수값에 의해 본 발명의 육각형 구조의 공진기(40)의 길이, 그리고 공진기(40) 간의 간격 및 개방부(30)의 위치를 결정한다.In detail, when the values of L and C in the prototype are adjusted to have desired filter frequency characteristics, the length of the hexagonal resonator 40 according to the present invention is determined by the center frequency of the resonator and the coupling coefficient value between the resonators, and The spacing between the resonators 40 and the position of the opening 30 are determined.

따라서, 먼저 상기의 프로토타입에서 얻은 공진기의 중심주파수를 육각형 공진기(40)의 중심주파수로 결정을 함으로써, 육각형 공진기(40)의 마이크로 스트립 라인의 길이는 중심주파수의 파장길이에 상응하여 결정된다.Therefore, by first determining the center frequency of the resonator obtained in the prototype as the center frequency of the hexagonal resonator 40, the length of the microstrip line of the hexagonal resonator 40 is determined corresponding to the wavelength of the center frequency.

그리고 상기 프로토타입에서 얻은 공진기 간의 결합 계수의 절대값의 크기에 의해 공진기(40)의 간격을 결정한다.And the spacing of the resonators 40 is determined by the magnitude of the absolute value of the coupling coefficient between the resonators obtained in the prototype.

이에 따라 공진기 사이의 결합 계수 값은 공진기 간격이 클수록 작아지며, 공진기 간격이 작을수록 커진다.Accordingly, the coupling coefficient value between the resonators decreases as the resonator interval increases, and increases as the resonator interval decreases.

도4b에 도시한 바와 같이, 공진기(40)의 중심을 잇는 직선거리를 필터 프로토타입의 주파수 특성과 오차를 줄여 나가는 최적화방법을 이용하여 각 직선 거리 a, b, c 를 정한다.As shown in FIG. 4B, the linear distances a, b, and c are determined using an optimization method for reducing the linear characteristics connecting the center of the resonator 40 to the frequency characteristics and the error of the filter prototype.

그리고 상기 프로토타입에서 얻은 공진기 간의 결합 계수의 부호에 의해 공진기(40) 개방부(30)의 위치를 결정한다.The position of the resonator 40 opening 30 is determined by the sign of the coupling coefficient between the resonators obtained in the prototype.

상기 수학식 1을 통해 구해진 결합 계수값의 부호가 (+)인 경우는 공진기(40) 간의 결합을 자기적 결합 또는 혼합된 결합으로, 결합 계수의 부호가 (-)인 경우는 공진기(40) 강의 결합을 전기적 결합을 이용하여 맞춘다.When the sign of the coupling coefficient value obtained through Equation 1 is (+), the coupling between the resonators 40 is magnetic coupling or mixed coupling, and when the sign of the coupling coefficient is negative (-), the resonator 40 is used. Match the steel bonds using electrical couplings.

개방부(30)의 위치가 가까우면 가까울수록, 즉, 극단적으로 말하자면 인접하는 공진기(40)의 개방부(30)가 마주하는 경우에 전기장이 가장 세고, 개방부(30)의 위치가 멀면 멀수록 자기장이 세진다.The closer the position of the opening 30 is, i.e., the extreme is the electric field in the case where the opening 30 of the adjacent resonator 40 faces, and the farther the position of the opening 30 is farther away. The higher the magnetic field is.

따라서 상기 결합 계수의 부호가 (+)인 경우는 자기장이 우세한 경우이므로 공진기(40) 간의 개방부(30)의 거리를 멀게 형성하고, 결합 계수의 부호가 (-)인 경우는 전기장이 우세한 경우이므로 공진기(40) 간의 개방부(30)의 거리를 가깝게 형성한다.Therefore, when the sign of the coupling coefficient is (+), the magnetic field is dominant, and thus the distance between the openings 30 is formed between the resonators 40, and when the sign of the coupling coefficient is (-), the electric field is dominant. Therefore, to close the distance between the opening 30 between the resonator 40.

또한 공진기 간의 결합 계수가 0인 경우는 도4c에 도시한 바와 같이, 공진기(40) 사이에 접지면(10)과 연결된 비아홀(via hole)을 포함하는 스트립라인(50) 등을 이용하여 구현하거나 그라운드 면을 깎아 내는 방식으로 구현한다.In addition, when the coupling coefficient between the resonators is 0, as shown in FIG. 4C, the strip line 50 including a via hole connected to the ground plane 10 between the resonators 40 may be implemented. Implement by shaving the ground plane.

이렇게 공진기(40)들이 육각형의 벌집 구조형태로 되어 있어 2차원 면에 배치하는 경우 최소의 면적을 차지하고, 또한, 기존의 도 2에서 나타내고 있는 경우, 한 개의 공진기에 최대 4개의 공진기와 인접하고 있는데 반하여, 본 발명은 도 4c에서 나타내고 있는 경우와 같이, 한 개의 공진기(40)가 최대 6개의 공진기와 인접하게 된다.즉, 한 개의 공진기(40)와 인접해 있는 공진기가 많다는 것은 결합 계수가 그만큼 더 많아진다는 것으로, 이에 따라 원하는 필터의 통과 특성을 만드는데 더욱 자유로워진다는 것이다. 때문에 크로스 커플링을 손쉽게 줄 수 있어 필터의 차단 특성을 향상시킬 수 있게 된다.Thus, the resonators 40 have a hexagonal honeycomb structure and occupy a minimum area when disposed on a two-dimensional surface. Also, in the case of the conventional resonator 40, the resonators 40 are adjacent to a maximum of four resonators. In contrast, in the present invention, as shown in FIG. 4C, one resonator 40 is adjacent to a maximum of six resonators. That is, the number of resonators adjacent to one resonator 40 increases the coupling coefficient. More, thus freeing up the pass characteristics of the desired filter. This allows easy cross-coupling, which improves the filter's blocking characteristics.

또한 공진기(40)의 형태가 육각형을 갖고, 공진기(40)가 벌집구조로 배열되기 때문에 하나의 공진기(40)가 6개의 공진기와 인접하게 되므로, 좁은 공간안에 더 많은 공진기를 형성시킬 수 있게 되어 고차필터의 구현이 가능하게 된다. 그리고, 복잡한 커플링 구조를 구현할 수 있어 다양한 주파수 응답을 갖는 필터를 쉽게 합성할 수도 있다.In addition, since the resonator 40 has a hexagonal shape and the resonators 40 are arranged in a honeycomb structure, one resonator 40 is adjacent to six resonators, so that more resonators can be formed in a narrow space. Higher order filters can be implemented. In addition, complex coupling structures can be implemented to easily synthesize filters having various frequency responses.

또한 도4a와 같이, 공진기(40) 간의 간격이 삼각형을 이루고 있으므로 기존의 CT(Cascade Trisection) 필터 합성법을 이용하여 공진기(40) 간의 간격을 쉽게 구할 수 있게 된다.In addition, as shown in Figure 4a, since the interval between the resonator 40 is a triangle, it is possible to easily obtain the interval between the resonator 40 using a conventional cascade (CT) filter synthesis method.

도 5와 같이 다수개의 벌집구조가 형성된 필터를 적층시키는 경우 더 높은 차수의 필터를 좁은 면적으로 구현할 수 있게 되는 것은 당연할 것이다.When stacking a filter having a plurality of honeycomb structures as shown in Figure 5 it will be natural to be able to implement a higher order filter in a narrow area.

도6은 본 발명에 따른 벌집구조의 고주파용 공진기를 이용한 필터의 제2 실시도로, 유전체 공진기를 도시한 것이다.6 is a second embodiment of a filter using a honeycomb high frequency resonator according to the present invention, showing a dielectric resonator.

유전체 공진기는 육각기둥 구조를 갖고 다수 개가 인접하여 형성된 제1 전도체(60)와, 상기 제1 전도체(60)의 중심에 형성된 제2 전도체(70)와, 상기 제1 및 제2 전도체(60, 70) 사이를 메우는 유전체(80)로 구성되며, 상기 공진기는 벌집구조로 배열된다.The dielectric resonator has a hexagonal pillar structure and includes a plurality of first conductors 60 adjacent to each other, a second conductor 70 formed at the center of the first conductor 60, and the first and second conductors 60, 70, and the resonators are arranged in a honeycomb structure.

이때, 위에서 공진기 패턴의 길이가 중심 주파수에서 전파 파장의 1/2 정도 되면 된다고 설명한 바 있다. 따라서, 육각 기둥의 높이도 대략 반파장 정도를 유지하게 되면 필터의 중심주파수의 1/2을 유지하게 된다.At this time, it has been described that the length of the resonator pattern should be about 1/2 of the propagation wavelength at the center frequency. Therefore, if the height of the hexagonal column maintains approximately half the wavelength, it maintains 1/2 of the center frequency of the filter.

도7은 본 발명에 따른 벌집구조의 고주파용 공진기를 이용한 필터의 제3 실시도이다. 도7과 같이 육각형 구조로 다수개가 패터닝되고, 육각형 패턴 사이에 패터닝되어 뚫린 금속기판(100)과, 상기 육각형 패턴 내부에 형성된 유전체(90)로 구성함으로써, 역시 좁은 공간안에 더 많은 공진기를 형성시킬 수 있게 되어 고차필터의 구현이 가능하게 되며, 아울러 한 개의 공진기와 인접해 있는 공진기가 많아져서 원하는 필터의 통과 특성을 더욱 자유롭게 조절할 수 있게 된다.7 is a third embodiment of a filter using a high frequency resonator of a honeycomb structure according to the present invention. As shown in FIG. 7, a plurality of patterns are patterned in a hexagonal structure, and a metal substrate 100 patterned and drilled between hexagonal patterns and a dielectric 90 formed in the hexagonal pattern can form more resonators in a narrow space. It is possible to implement a higher-order filter, and also to increase the resonator adjacent to one resonator can be more freely adjusted the pass characteristics of the desired filter.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 고주파 필터는 다음과 같은 효과가 있다.The high frequency filter according to the present invention as described above has the following effects.

공진기가 육각형 형태를 갖고 벌집구조로 배열되기 때문에 좁은 공간 안에 고차의 필터를 구현한다.Since the resonators are hexagonal and arranged in a honeycomb structure, high-order filters are realized in a narrow space.

그리고, 고차의 필터 프로토타입을 이용하여 프로토타입의 주파수 특성 및 결합계수에 의해 최적화 방법으로 벌집구조의 필터를 설계함으로써 필터의 차단 특성을 향상시키고 다양한 필터 특성을 갖는 고주파 필터를 구현한다.In addition, by using a filter filter of higher order, the honeycomb filter is designed by the optimization method based on the frequency characteristics and coupling coefficients of the prototype to improve the filter blocking characteristics and to implement a high frequency filter having various filter characteristics.

또한 상기의 효과로 인해 고주파 통신용 부품의 크기가 줄어들게 되고 차단 특성이 향상된 필터를 제공하는 효과가 있다.In addition, the effect of reducing the size of the components for high-frequency communication and the effect of providing a filter with improved blocking characteristics.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims

A high frequency filter using a dielectric resonator, wherein the resonator

A high frequency filter comprising a plurality of hexagonal microstriplines having openings on an insulating substrate having a ground plane at the bottom thereof.

The high frequency filter of claim 1, wherein the micro stripline has a length corresponding to the center frequency when the center frequency is determined.

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2. The high frequency filter of claim 1, wherein the spacing between the resonators is determined by the magnitude of the absolute value of the coupling coefficient determined in the prototype of the circuit filter.

The high frequency filter according to claim 1, wherein the opening of the resonator has magnetic coupling or mixed coupling between the resonators when the sign of the coupling coefficient of the circuit filter is positive.

The high frequency filter according to claim 1, wherein the opening of the resonator has electrical coupling between the resonators when the sign of the coupling coefficient of the circuit filter is negative.

6. The high frequency filter of claim 5, further comprising a stripline including a via hole connected to the ground plane between the resonators when the coupling coefficient between the resonators is zero.

A first conductor having a hexagonal pillar structure and formed of a plurality of adjacent ones;

A second conductor formed at the center of the first conductor;

And a plurality of resonators made of a dielectric filling the first and second conductors.

9. The high frequency filter of claim 8, wherein the hexagonal column is formed at a height corresponding to the center frequency when the center frequency is determined.

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A high frequency filter comprising a plurality of resonators made of a metal substrate patterned and drilled between hexagon patterns, and a dielectric formed inside the hexagon pattern.

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