KR100763582B1

KR100763582B1 - Compact waveguide filter

Info

Publication number: KR100763582B1
Application number: KR1020060119016A
Authority: KR
Inventors: 엄만석; 안기범; 윤소현; 곽창수; 노윤섭; 염인복
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2007-10-05
Anticipated expiration: 2026-11-29

Abstract

본 발명은, 마이크로파 통신 시스템에서 사용될 수 있는 도파관 필터에 관한 것으로, 입력 도파관; 출력 도파관; 상기 입력 도파관과 동일 층에 배열된 적어도 하나 이상의 제1 공진기; 상기 입력 도파관 및 상기 제1 공진기와 서로 대향되도록 상기 입력 도파관이 배열된 층과는 다른 공유 공진기 층에 배열된 적어도 3개 이상의 제2 공진기; 및 상기 출력 도파관과 동일 층에 배열되고, 상기 공유 공진기 층에 배열된 제2 공진기들과 서로 대향되도록 배열된 적어도 하나 이상의 제3 공진기를 포함하되, 동일 층에 배열된 공진기들은 서로 대향되는 동일 층에 배열된 공진기들과 제1 슬롯을 통해 전기적으로 결합되고, 상기 입력 도파관과 동일 층에 배열된 제1 공진기들은 서로 대향되는 위치에 배열된 상기 공유 공진기 층의 제2 공진기들과 제2 슬롯을 통해 전기적으로 결합되며, 상기 출력 도파관과 동일 층에 배열된 제3 공진기들은 서로 대향되는 위치에 배열된 상기 공유 공진기 층의 제2 공진기들과 제3 슬롯을 통해 전기적으로 결합되고, 상기 입력 도파관과 상기 출력 도파관은 상기 공유 공진기 층의 대향되는 위치에 배열된 하나의 공진기에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a waveguide filter that can be used in a microwave communication system, comprising: an input waveguide; Output waveguide; At least one first resonator arranged on the same layer as the input waveguide; At least three or more second resonators arranged in a shared resonator layer different from the layer in which the input waveguides are arranged to face each other with the input waveguide and the first resonator; And at least one third resonator arranged on the same layer as the output waveguide and arranged to face each other with the second resonators arranged on the shared resonator layer, wherein the resonators arranged on the same layer face each other. The first resonators electrically coupled with the resonators arranged in the first slot and arranged in the same layer as the input waveguide may include the second resonators and the second slots in the shared resonator layer arranged in opposing positions. Third resonators arranged on the same layer as the output waveguide and electrically coupled through the third slot and second resonators of the shared resonator layer arranged at opposing positions, The output waveguide is electrically coupled to one resonator arranged at opposing locations of the shared resonator layer.

Description

Compact waveguide filter

도 1 은 일반적인 캐노니컬 구조 필터의 전기적 신호 흐름도, 1 is an electrical signal flow diagram of a typical canonical structure filter;

도 2 는 종래의 2층 도파관 필터의 구조도,2 is a structural diagram of a conventional two-layer waveguide filter,

도 3 은 종래 4차 필터의 신호 흐름도,3 is a signal flow diagram of a conventional fourth-order filter,

도 4 는 종래 4차 필터의 구조도,4 is a structural diagram of a conventional fourth order filter,

도 5 는 4개의 전달 영점을 갖는 5차 필터의 신호 흐름도,5 is a signal flow diagram of a fifth order filter with four transfer zeros;

도 6 은 본 발명에 따른 5차 도파관 필터의 구조도, 6 is a structural diagram of a fifth-order waveguide filter according to the present invention;

도 7 는 4개의 전달 영점을 갖는 5차 필터의 특성을 나타낸 그래프,7 is a graph showing characteristics of a fifth-order filter having four transfer zeros,

도 8 은 본 발명에 따른 임의 차수에 대한 신호 흐름도,8 is a signal flow diagram for any order according to the present invention;

도 9 는 본 발명에 따른 임의 차수의 도파관 필터의 구조도,9 is a structural diagram of an arbitrary order waveguide filter according to the present invention;

도 10 는 본 발명에 따른 9차 필터의 주파수 진폭 특성을 나타낸 그래프,10 is a graph showing the frequency amplitude characteristics of the ninth order filter in accordance with the present invention;

도 11 는 본 발명에 따른 9차 필터의 군지연 특성을 나타낸 그래프이다.11 is a graph illustrating group delay characteristics of a ninth-order filter according to the present invention.

본 발명은 컴팩트 도파관 필터에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 도파관 필터의 입력 포트 층과, 공유 공진기 층 및 출력 포트 층에 다수개의 도파관 공진기들을 배열하고, 각 공진기들간에 슬롯을 이용해 전기적으로 결합함으로써, 우수한 성능을 가지면서 컴팩트하게 구현 가능한 도파관 필터에 관한 것이다. The present invention relates to a compact waveguide filter, and more particularly, by arranging a plurality of waveguide resonators in the input port layer, the shared resonator layer and the output port layer of the waveguide filter, and electrically coupling each other using slots between the resonators. The present invention relates to a waveguide filter that can be compactly implemented with performance.

일반적으로 마이크로파 통신 시스템에서 한정된 주파수를 효율적으로 사용하기 위해서는 해당 주파수 대역을 여러 개의 좁은 주파수 대역으로 나누는 채널화 및 다중화가 필요하다. 이러한 채널화 및 다중화를 위해서는 엄격한 성능 규격을 만족시키는 필터(filter) 개발이 필수적이다. 이와 같은 협대역 필터는 한정된 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위해 높은 주파수 선택도(selectivity) 특성이 요구되어, 높은 차수의 필터 또는 차단 대역에 높은 감쇄 기능을 갖는 필터 개발이 필요하다. 그러나 높은 감쇄 기능을 갖는 필터는 대역 근처에서 급격하게 군지연 특성이 열화되는 단점이 있다. 이에 따라 디지털 통신을 이용하는 시스템용 필터는 군지연 등화 특성이 필요하기 때문에 성능 개선을 위해 군지연 등화 기능을 외부 또는 내부에 둔 필터도 같이 개발되고 있다.In general, in order to efficiently use a limited frequency in a microwave communication system, channelization and multiplexing by dividing a corresponding frequency band into several narrow frequency bands is required. For such channelization and multiplexing, it is essential to develop a filter that meets strict performance specifications. Such narrowband filters require high frequency selectivity characteristics in order to efficiently use limited frequency resources, and thus need to develop high order filters or filters having high attenuation in cutoff bands. However, a filter having a high attenuation function has a disadvantage in that the group delay characteristic rapidly deteriorates near a band. Accordingly, the filter for a system using digital communication requires a group delay equalization characteristic, so that a filter having an external or internal group delay equalization function has been developed together to improve performance.

도파관 필터는 도전성을 지닌 도체로 싸인 공진기들로 이루어진 것으로, 다른 전송선로에 비해 부피가 크지만 높은 주파수에서 매우 높은 품질계수를 갖고 있기 때문에 가장 많이 이용되고 있다. 특히 1970년대 위성을 이용한 디지털 통신 시스템에 필요한 높은 주파수 선택도 및 군지연 등화 기능을 지닌 위성 탑재용 필터를 개발하면서, 마이크로파 대역 도파관 필터의 급격한 발전이 이루어졌다. 그 당시 일반적으로 사용되던 무한주파수 영역에 모든 전달 영점이 있는 체비체브 형태 필터에서, 차단 대역에 전달 영점을 두어 높은 주파수 선택도를 가질 수 있는 구조가 제안되었고, 그 이후 현재까지 계속 자주 이용되고 있다.Waveguide filters are composed of resonators wrapped with conductive conductors and are most commonly used because they are bulkier than other transmission lines but have a very high quality factor at high frequencies. In particular, in the 1970s, the development of satellite-mounted waveguide filters with high frequency selectivity and group delay equalization required for digital communication systems using satellites led to the rapid development of microwave band waveguide filters. In Chebychev type filters with all transmission zeros in the infinite frequency range, which has been commonly used at that time, a structure has been proposed to have a high frequency selectivity with a transmission zero in the cutoff band, and since then it has been frequently used have.

1970년대 마이크로파 대역 필터에 높은 주파수 선택도 및 군지연 등화 기능을 지닌 도파관 필터 개발을 주도한 미국의 Atia 박사와 Williams 박사에 의해 1974년에 개발된 도 1과 같은 전기적 흐름도를 갖는 도 2와 같은 군지연 등화 도파관 필터(IEEE Transaction on MTT, Vol. MTT-22, No. 4, pp. 425-431, April)는 두개의 층에 도파관 공진기를 두는 구조로 입력포트가 있는 층과 출력 포트가 있는 층으로 나누어져 있다. 각 층에 존재하는 도파관 포트 및 공진기는 원하는 전기적 성능을 얻고자 결합 슬롯을 통해 서로 결합되어 있다.Group delay as shown in FIG. 2 with the electrical flow diagram shown in FIG. 1 developed in 1974 by Dr. Atia and Williams in the US leading the waveguide filter development with high frequency selectivity and group delay equalization in the microwave band filter in the 1970s. The equalized waveguide filter (IEEE Transaction on MTT, Vol. MTT-22, No. 4, pp. 425-431, April) is a structure in which a waveguide resonator is placed in two layers, a layer having an input port and a layer having an output port. divided. The waveguide ports and resonators present in each layer are coupled to each other through coupling slots to achieve the desired electrical performance.

도 2에 도시된 캐노니컬 구조의 필터는 기존에 전달 영점이 매우 적은 구조에 비해 전달 영점을 필터 차수에 2를 뺀 수만큼 둘 수 있는 구조로, 높은 주파수 선택 및 군지연 등화 기능을 부가할 수 있는 구조이다. Atia박사와 Williams 박사가 제시한 12차 필터는 주파수 선택도 특성을 높이기 위해 대역 바깥쪽에 각각 두개씩 총 4개의 전달 영점과 군지연 등화를 위해 대역내의 6개의 전달 영점을 두었다. Atia박사와 Williams 박사가 제시한 도파관 필터는 개발된지 약 30년이 지난 지금도 널리 이용되고 있는 일반적인 필터의 구조이다.The canonical filter shown in FIG. 2 has a structure in which the transfer zero can be set by subtracting 2 from the filter order, compared to the structure in which the transfer zero is very small, and thus can add high frequency selection and group delay equalization functions. It is a structure that can be. The 12th-order filters presented by Dr. Atia and Dr. Williams have a total of four transfer zeros, two outside each of the bands to improve frequency selectivity, and six transfer zeros within the bands for group delay equalization. The waveguide filter presented by Dr. Atia and Dr. Williams is a common filter structure that is still in widespread use nearly 30 years after its development.

대한민국 공개특허공보 제2004-71061호에는 컴팩트 도파관 필터이 제시되어 있는데, 이는 도 3과 같은 전기적 흐름도에 도 4와 같은 구조를 갖는다.Korean Patent Publication No. 2004-71061 discloses a compact waveguide filter, which has a structure as shown in FIG.

대한민국 공개특허 제2004-71061호에 제시된 컴팩트 도파관 필터는 2개의 층으로 되어 있으며, 각 층의 도파관은 서로 엇갈리게 배열되고, 도파관 사이의 결합 량은 두 도파관 층 사이에 있는 마이크로 스트립의 슬롯의 크기에 의해서 결정된다. 그러나 공개특허 제2004-71061호에서 제시된 도파관 필터 구조는 우수한 필터의 성능을 좌우하는 전달 영점을 둘 수 없는 구조로, 두개의 층으로 된 공진기 사이에 마이크로 스트립을 둠으로써 컴팩트하게 구현한 것이다.The compact waveguide filter presented in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-71061 consists of two layers, the waveguides of each layer are alternately arranged, and the amount of coupling between the waveguides is determined by the size of the slot of the microstrip between the two waveguide layers. Is determined by. However, the waveguide filter structure disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-71061 has a transmission zero that determines the performance of an excellent filter, and is compactly implemented by placing a microstrip between two layer resonators.

최근 다양한 무선 통신시스템에 적용하고자 엄격한 규격을 지닌 마이크로파 필터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 엄격한 주파수 선택도 및 군지연 등화 성능을 만족하고자 가능한 전달 영점의 수를 늘리는 쪽으로 연구가 진행 중에 있다. 2005년도 APMC에 발표된(A Novel five-pole Microstrip Cascade quadruplet filter by C. Liao & C. Chang) 5차 마이크로 스트립 필터가 그 예로 볼 수 있다.Recently, researches on microwave filters with strict specifications have been actively conducted to apply to various wireless communication systems. This is being studied to increase the number of possible transmission zeros in order to satisfy the strict frequency selectivity and group delay equalization performance. An example is the fifth-order microstrip filter, published by APMC in 2005 (A Novel five-pole Microstrip Cascade quadruplet filter by C. Liao & C. Chang).

상기 제시된 5차 마이크로 스트립 필터는 도 5와 같이 입력과 출력 포트 사이에 하나의 공진기(3번 공진기)를 공유함으로써, 일반적인 캐노니컬 구조의 필터에 비해 전달 영점을 하나 더 둘 수 있도록 하였다. 상기 제시된 전기적 흐름에 맞게 낮은 주파수 대역에서 사용 가능하도록 결합된 마이크로 스트립 선로를 이용하여 5차 필터가 구현되었다.As shown in FIG. 5, the fifth order microstrip filter shares one resonator (No. 3 resonator) between the input and output ports, thereby allowing one more transmission zero compared to a general canonical filter. The fifth-order filter is implemented using a microstrip line coupled to be used in a low frequency band for the electrical flow presented above.

하지만, 상기 언급된 APMC에 발표된 논문을 살펴보면 전기적 성능을 개선하기 위해서 5차 필터에 4개의 전달 영점을 두는 필터를 마이크로 스트립 전송 선로를 이용하여 구현하였으나, 여러층이 사용되는 적절한 구현 구조가 선택되지 못했기 때문에 실질적인 성능 개선을 보여주지 못했다. 또한 임의의 차수를 갖는 높은 차수 필터의 구현 방법에 대해 대안을 제시하지 못했다. 마이크로파 대역 필터의 개발 시작이라 볼 수 있는 1974년도에 게재된 논문에서 구현된 12차 필터에 대해서 도 성능 개선이 필요하다.However, in the paper published in APMC mentioned above, to improve the electrical performance, a filter with four transfer zeros in the fifth-order filter is implemented using a microstrip transmission line, but an appropriate implementation structure using multiple layers is selected. As a result, it did not show any substantial performance improvement. Also, no alternatives have been made for how to implement high order filters with arbitrary orders. Performance improvement is also needed for the twelfth order filter implemented in the paper published in 1974, which is the beginning of the development of microwave band filter.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 입력 포트 층과, 공유 공진기 층 및 출력 포트 층에 다수개의 도파관 공진기를 배열하고, 각 공진기들간에 슬롯을 이용해 전기적으로 결합함으로써, 우수한 성능을 가지면서 컴팩트하게 구현 가능한 도파관 필터를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, by arranging a plurality of waveguide resonators in the input port layer, the shared resonator layer and the output port layer, and electrically using slots between the resonators. By combining, the object is to provide a waveguide filter that can be compactly implemented with excellent performance.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력 도파관; 출력 도파관; 상기 입력 도파관과 동일 층에 배열된 적어도 하나 이상의 제1 공진기; 상기 입력 도파관 및 상기 제1 공진기와 서로 대향되도록 상기 입력 도파관이 배열된 층과는 다른 공유 공진기 층에 배열된 적어도 3개 이상의 제2 공진기; 및 상기 출력 도파관과 동일 층에 배열되고, 상기 공유 공진기 층에 배열된 제2 공진기들과 서로 대향되도록 배열된 적어도 하나 이상의 제3 공진기를 포함하되, 동일 층에 배열된 공진기들은 서로 대향되는 동일 층에 배열된 공진기들과 제1 슬롯을 통해 전기적으로 결합되고, 상기 입력 도파관과 동일 층에 배열된 제1 공진기들은 서로 대향되는 위치에 배열된 상기 공유 공진기 층의 제2 공진기들과 제2 슬롯을 통해 전기적으로 결합되며, 상기 출력 도파관과 동일 층에 배열된 제3 공진기들은 서로 대향되는 위치에 배열된 상기 공유 공진기 층의 제2 공진기들과 제3 슬롯을 통해 전기적으로 결합되고, 상기 입력 도파관과 상기 출력 도파관은 상기 공유 공진기 층의 대향되는 위치에 배열된 하나의 공진기에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the input waveguide; Output waveguide; At least one first resonator arranged on the same layer as the input waveguide; At least three or more second resonators arranged in a shared resonator layer different from the layer in which the input waveguides are arranged to face each other with the input waveguide and the first resonator; And at least one third resonator arranged on the same layer as the output waveguide and arranged to face each other with the second resonators arranged on the shared resonator layer, wherein the resonators arranged on the same layer face each other. The first resonators electrically coupled with the resonators arranged in the first slot and arranged in the same layer as the input waveguide may include the second resonators and the second slots in the shared resonator layer arranged in opposing positions. Third resonators arranged on the same layer as the output waveguide and electrically coupled through the third slot and second resonators of the shared resonator layer arranged at opposing positions, The output waveguide is electrically coupled to one resonator arranged at opposing locations of the shared resonator layer.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

일반적으로 공진기 필터는 공진기의 공진 주파수 항과 상호 결합되는 항으로 특성이 결정된다. 예를 들어 도 7과 같은 전기적인 특성을 얻기 위해서는 도 5와 같은 구조의 공진기 필터의 결합 계수가 하기 수학식 1과 같이 나타날 수 있다. 이는 일반적으로 필터 합성 이론에 의해 구해질 수 있다.In general, the resonator filter is characterized by terms that are mutually coupled with the resonant frequency term of the resonator. For example, in order to obtain electrical characteristics as shown in FIG. 7, the coupling coefficient of the resonator filter having the structure as shown in FIG. 5 may be represented by Equation 1 below. This can generally be obtained by filter synthesis theory.

상기 수학식 1에 제시된 결합 계수를 갖는 도파관 필터의 구조는 도 6과 같다. 도 6은 본 발명에 따른 5차 도파관 필터의 구조를 나타낸 것이다.The structure of the waveguide filter having the coupling coefficient shown in Equation 1 is shown in FIG. 6. 6 shows the structure of a fifth-order waveguide filter according to the present invention.

도 6에서 5차 도파관 필터는, 입력 포트 층에 입력 도파관 100과 공진기 110이 배열된다. 그리고, 공유 공진기 층에 공진기 120과 공진기 130과 공진기 140이 배열된다. 또한 출력 포트 층에 공진기 150과 출력 도파관 160이 배열된다.In FIG. 6, in the fifth-order waveguide filter, an input waveguide 100 and a resonator 110 are arranged in an input port layer. The resonator 120, the resonator 130, and the resonator 140 are arranged in the shared resonator layer. Also arranged in the output port layer is a resonator 150 and an output waveguide 160.

수학식 1에서 보인 결합 계수 0.998 만큼 결합을 시키기 위해서 입력 포트 층의 입력 도파관 100과 공진기 110의 도파관 사이의 슬롯(111)의 크기를 조절함으로써 가능하다. 입력 포트 층의 공진기 110과 공유 공진기 층의 공진기 120 사이의 결합은 결합 슬롯 121의 크기에 의해 결정된다. 이때 결합 량의 부호를 결정하기 위해서 슬롯의 위치가 중앙 또는 가장자리로 선택될 수 있다. 유사한 방법으로 수학식 1에 보인 모든 결합 계수에 맞도록 각 공진기들의 슬롯을 조절할 경우 도 7에 도시된 바와 같은 특성을 갖는 도파관 필터를 얻을 수 있다. 도 7은 4개의 전달 영점을 갖는 5차 필터의 특성을 나타낸 그래프이다.It is possible by adjusting the size of the slot 111 between the input waveguide 100 of the input port layer and the waveguide of the resonator 110 to couple by the coupling coefficient 0.998 shown in Equation 1. The coupling between the resonator 110 of the input port layer and the resonator 120 of the shared resonator layer is determined by the size of the coupling slot 121. At this time, the position of the slot may be selected as the center or the edge to determine the sign of the coupling amount. In a similar manner, when the slots of the resonators are adjusted to match all the coupling coefficients shown in Equation 1, a waveguide filter having the characteristics as shown in FIG. 7 can be obtained. 7 is a graph showing the characteristics of a fifth order filter with four transfer zeros.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 입력 포트 층의 입력 도파관(100)과 공진 기(110)는 서로 대향되는 위치에 배열된 공유 공진기 층의 공진기들(120, 130)과 슬롯을 통해 전기적으로 결합되어 있다. 즉, 입력 도파관(100)은 서로 대향되는 위치에 배열된 공유 공진기층의 공진기(130)와 슬롯을 통해 전기적으로 결합되어 있고, 입력 포트 측의 공진기 110은 서로 대향되는 위치에 배열된 공유 공진기 층의 공진기 120과 슬롯을 통해 전기적으로 결합되어 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the input waveguide 100 and the resonator 110 of the input port layer are electrically coupled with the resonators 120 and 130 of the shared resonator layer arranged at positions opposite to each other. It is. That is, the input waveguide 100 is electrically coupled with the resonator 130 and the slot of the shared resonator layer arranged at the positions opposed to each other, and the resonator 110 at the input port side is the shared resonator layer arranged at the positions opposed to each other. The resonator 120 is electrically coupled through a slot.

마찬가지로, 출력 포트 층의 공진기 160은 서로 대향되는 위치에 배열된 공유 공진기 층의 공진기 140과 슬롯을 통해 전기적으로 결합되어 있고, 츨력 포트 층의 출력 도파관 160은 서로 대향되는 위치에 배열된 공유 공진기 층의 공진기 130과 슬롯을 통해 전기적으로 결합되어 있다. 따라서 공유 공진기 층의 공진기 130은 입력 포트 층의 입력 도파관(100)과 출력 포트 층의 출력 도파관(160)과 전기적으로 동시에 결합되어 있다.Similarly, the resonator 160 of the output port layer is electrically coupled via a slot with the resonator 140 of the shared resonator layer arranged at opposing positions, and the output waveguide 160 of the output port layer is arranged at opposing positions. The resonator 130 is electrically coupled with the slot. Therefore, the resonator 130 of the shared resonator layer is electrically coupled to the input waveguide 100 of the input port layer and the output waveguide 160 of the output port layer simultaneously.

공진기는 그 내부가 공기 또는 유전체로 되어 구성되어 있고, 결합되는 부분을 제외하고는 외부가 도체로 둘러 싸여있다. 또한, 동일 층에 있는 공진기는 서로 연결되는 공진기들의 중앙에 마련된 공기 또는 유전체 슬롯을 통해 전기적으로 결합된다. 한편, 서로 다른 층에 있는 공진기는 서로 연결되는 공진기들의 중앙 또는 가장자리에 마련된 공기 또는 유전체 슬롯을 통해 전기적으로 결합된다. 여기서, 슬롯의 형태는 사각형 또는 원형 또는 라운드 되어있는 십자형을 갖는다.The resonator is composed of air or a dielectric inside and is surrounded by a conductor except for a part to be joined. In addition, the resonators in the same layer are electrically coupled through an air or dielectric slot provided in the center of the resonators connected to each other. On the other hand, resonators in different layers are electrically coupled through air or dielectric slots provided at the centers or edges of the resonators connected to each other. Here, the shape of the slot has a cross shape that is square or round or round.

위와 같은 본 발명의 특징은 도 6에서 도시된 5차 필터에 대해서만 적용되는 것이 아니고, 도 8과 같은 전기적 흐름도를 갖는 임의 차수 필터에도 적용 가능하다.The features of the present invention as described above are not only applied to the fifth-order filter shown in FIG. 6, but also applicable to any order filter having the electrical flow diagram as shown in FIG.

즉, 5차 필터가 대역 외 4개의 감쇄 또는 군지연 등화용 전달 영점을 둘 수 있지만, 우수한 성능을 나타내기에는 전달 영점 수가 부족하다고 볼 수 있다. 그러기 때문에 엄격한 성능을 만족하기 위해서는 5차보다 높은 차수의 필터 개발이 필요하다. 예를 들면 9차 필터인 경우 총 8개의 전달 영점을 둘 수 있으므로 4개는 주파수 선택도를 높이는데 사용하고, 나머지 4개는 군지연 등화를 위해 사용할 수 있어 최적의 성능을 얻을 수 있다고 볼 수 있다. 하나의 예로 도 10과 도 11에 도시된 바와 같은 높은 주파수 선택 특성 및 군지연 등화 기능을 갖는 9차 필터를 하기 수학식 2와 같은 결합 계수를 갖는 필터로 구현할 수 있다.That is, although the fifth-order filter may have four out of band transmission zeros for attenuation or group delay equalization, it may be considered that the number of transmission zeros is insufficient for excellent performance. Therefore, in order to meet the strict performance, it is necessary to develop a filter higher than 5th order. For example, a ninth-order filter can have a total of eight transfer zeros, so four can be used to increase frequency selectivity and the other four can be used for group delay equalization to achieve optimal performance. have. As an example, a ninth order filter having high frequency selection characteristics and group delay equalization functions as illustrated in FIGS. 10 and 11 may be implemented as a filter having a coupling coefficient as shown in Equation 2 below.

다시 말해, 도 9에 도시된 바와 같이 임의 차수의 도파관 필터는, 입력 포트 층에 하나의 입력 도파관과 임의의 자연수 M개의 공진기가 배열되고, 공유 공진기 층에는 임의의 자연수 N개의 공진기가 배열되며, 출력 포트 층에는 출력 도파관과 임의의 자연수 M개의 공진기가 배열된다. 그리고, 동일 층에 배열된 공진기들은 서로 대향되는 공진기들과 슬롯을 통해 전기적으로 결합된다. 또한, 서로 다른 층에 배열된 공진기들도 서로 대향되는 위치에 배열된 다른 층의 공진기들과 슬롯을 통해 전기적으로 결합된다. 임의 차수의 도파관 필터에서도 입력 도파관과 출력 도파관은 하나의 공유 공진기와 전기적으로 동시에 결합된다.In other words, as shown in FIG. 9, the waveguide filter of any order includes one input waveguide and an arbitrary natural number M resonators arranged in an input port layer, and an arbitrary natural number N resonators arranged in a shared resonator layer. The output port layer is arranged with an output waveguide and an arbitrary number M natural resonators. The resonators arranged on the same layer are electrically coupled to each other through slots and resonators facing each other. In addition, the resonators arranged in different layers are also electrically coupled with the resonators of the other layers arranged in opposite positions. In any order waveguide filter, the input waveguide and the output waveguide are electrically coupled simultaneously with one shared resonator.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

상기와 같은 본 발명은, 입력 포트 층과, 공유 공진기 층 및 출력 포트 층에 다수개의 도파관 공진기를 배열하고, 각 공진기들간에 슬롯을 이용해 전기적으로 결합함으로써, 우수한 성능을 가지면서 컴팩트하게 도파관 필터를 구현할 수 있다. The present invention as described above, by arranging a plurality of waveguide resonators in the input port layer, the shared resonator layer and the output port layer and electrically coupled to each other using a slot between the resonators, it is possible to provide a compact waveguide filter with excellent performance Can be implemented.

Claims

Input waveguide;

Output waveguide;

At least one first resonator arranged on the same layer as the input waveguide;

At least three or more second resonators arranged in a shared resonator layer different from the layer in which the input waveguides are arranged to face each other with the input waveguide and the first resonator; And

At least one third resonator arranged on the same layer as the output waveguide and arranged to face each other with second resonators arranged on the shared resonator layer,

Resonators arranged in the same layer are electrically coupled with the resonators arranged in the same layer facing each other through a first slot,

First resonators arranged on the same layer as the input waveguide are electrically coupled with second resonators of the shared resonator layer arranged at opposing positions through a second slot,

Third resonators arranged on the same layer as the output waveguide are electrically coupled with a third slot with the second resonators of the shared resonator layer arranged at opposite locations,

Wherein the input waveguide and the output waveguide are electrically coupled to one resonator arranged at opposing locations of the shared resonator layer.

The method of claim 1,

The resonator is a waveguide filter, characterized in that the inside is composed of air or a dielectric, the outside is surrounded by a conductor except for the portion where the slot is formed.

The method of claim 1,

A waveguide filter, characterized in that the first slot is formed at the center for electrically coupling the resonators arranged in the same layer.

The method of claim 1,

Wherein said second and third slots for electrically coupling resonators arranged in different layers are formed either at the center or at the edge.

The method according to claim 3 or 4,

The slot has a waveguide filter, characterized in that the shape of any of the cross-shaped square or round or round.