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KR20160112117A - 유전체 다이플렉서 - Google Patents

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KR20160112117A
KR20160112117A KR1020150037216A KR20150037216A KR20160112117A KR 20160112117 A KR20160112117 A KR 20160112117A KR 1020150037216 A KR1020150037216 A KR 1020150037216A KR 20150037216 A KR20150037216 A KR 20150037216A KR 20160112117 A KR20160112117 A KR 20160112117A
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KR
South Korea
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pattern
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resonance
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hole
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KR1020150037216A
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Inventor
류지만
김덕한
장대훈
Original Assignee
(주)파트론
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Publication date
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Abstract

유전체 다이플렉서가 개시된다. 본 발명의 유전체 다이플렉서는 제1 면에서 상기 제1 면에 대향하는 제2 면까지 관통하는 복수의 공진홀이 형성된 유전체 블록, 상기 공진홀 내부면에 형성된 내부 패턴, 상기 유전체 블록의 외부면의 적어도 일부에 형성된 접지 패턴, 상기 유전체 블록에 형성된 제1 내지 제3 입출력 패턴, 로우 패스 필터부, 밴드 패스 필터부, 및 상기 접지 패턴과 전기적으로 연결되고 상기 제1 면과 이격된 상태로 대향되는 금속 커버를 포함하고, 상기 로우 패스 필터부는, 상기 복수의 공진홀 중 상기 유전체 블록의 일측에 위치하는 제1 공진홀, 상기 제1 면에 형성되고, 상기 제1 입출력 패턴 및 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되는 제1 인덕턴스 패턴, 상기 제1 면에 형성되고, 상기 제2 입출력 패턴 및 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되는 제2 인덕턴스 패턴 및 상기 제2 면에 형성되고, 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되고, 상기 접지 패턴과 이격되는 제1 커패시턴스 패턴을 포함하고, 상기 밴드 패스 필터부는, 상기 복수의 공진홀 중 상기 유전체 블록의 타측에 위치하는 제2 공진홀 및상기 제1 면에 형성되고, 상기 제2 공진홀의 내부 패턴과 연결되고, 상기 접지 패턴 및 상기 제2, 제3 입출력 패턴과 이격되는 제2 커패시턴스 패턴을 포함한다.

Description

유전체 다이플렉서{Dielectric diplxer}
본 발명은 유전체 다이플렉서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력된 신호를 주파수 대역에 따라 필터링하여 출력할 수 있는 유전체 다이플렉서에 관한 것이다.
일반적인 무선 통신 시스템에서는 다양한 종류의 다이플렉서가 사용된다. 종래에는 주파수 선택성 필터로서, LC 집중소자나 마이크로 스트립 선호 등이 사용되었다. 그러나 이러한 종래의 구성은 삽입 손실이 크다든지 물리적으로 크기가 커서 제품의 소형화가 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 유전체 모노블록을 이용한 다이플렉서가 다양한 구조로 시도되고 있다. 일본국 공개특허공보 특개2001-136004호(2011년5월18일 공개)에는 이러한 유전체 모노블록 다이플렉서가 개시되어 있다. 유전체 모노블록을 이용한 다이플렉서의 경우 삽입 손실이 작으면서 물리적인 크기도 작아 소형화도 가능하다. 그러나 종래의 유전체 모노블록을 이용한 다이플렉서는 광대역 특성을 가지는 것이 어려웠고, 공진홀 사이의 기생 커패시턴스를 제어하는 것이 난해하다는 문제가 있었다. 이에 따라 이러한 문제를 해결할 수 있는 유전체 다이플렉서에 대한 요구가 존재하였다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 크기가 소형이면서 삽입 손실이 작은 다이플렉서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 유전체 모노블록에 형성된 공진홀 사이의 의도하지 않은 기생 커패시턴를 최대한 억제할 수 있는 구성을 가지는 다이플렉서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 넓은 대역폭을 확보할 수 있으면서 차단 대역의 감쇄 특성이 우수한 다이플렉서를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유전체 다이플렉서는, 제1 면에서 상기 제1 면에 대향하는 제2 면까지 관통하는 복수의 공진홀이 형성된 유전체 블록, 상기 공진홀 내부면에 형성된 내부 패턴, 상기 유전체 블록의 외부면의 적어도 일부에 형성된 접지 패턴, 상기 유전체 블록에 형성된 제1 내지 제3 입출력 패턴, 로우 패스 필터부, 밴드 패스 필터부, 및 상기 접지 패턴과 전기적으로 연결되고 상기 제1 면과 이격된 상태로 대향되는 금속 커버를 포함하고,상기 로우 패스 필터부는, 상기 복수의 공진홀 중 상기 유전체 블록의 일측에 위치하는 제1 공진홀, 상기 제1 면에 형성되고, 상기 제1 입출력 패턴 및 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되는 제1 인덕턴스 패턴, 상기 제1 면에 형성되고, 상기 제2 입출력 패턴 및 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되는 제2 인덕턴스 패턴 및 상기 제2 면에 형성되고, 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되고, 상기 접지 패턴과 이격되는 제1 커패시턴스 패턴을 포함하고, 상기 밴드 패스 필터부는, 상기 복수의 공진홀 중 상기 유전체 블록의 타측에 위치하는 제2 공진홀 및 상기 제1 면에 형성되고, 상기 제2 공진홀의 내부 패턴과 연결되고, 상기 접지 패턴 및 상기 제2, 제3 입출력 패턴과 이격되는 제2 커패시턴스 패턴을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제3 입출력 패턴은 상기 유전체 블록에서 순차적으로 배열되고, 상기 제1 공진홀은 상기 제1 입출력 패턴과 상기 제2 입출력 패턴 사이에 위치하고, 상기 제2 공진홀은 상기 제2 입출력 패턴과 상기 제3 입출력 패턴 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 공진홀은 일 방향으로 배열된 복수의 공진홀을 포함하고, 상기 로우 패스 필터부는, 상기 제1 면에 형성되고, 상기 복수의 제1 공진홀 사이에서 각각의 내부 패턴을 연결하는 제3 인덕턴스 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 커패시턴스 패턴은 상기 복수의 제1 공진홀 각각의 내부 패턴과 연결되고, 서로 이격되는 복수의 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 공진홀은 일 방향으로 배열된 복수의 공진홀을 포함하고, 상기 제2 커패시턴스 패턴은 상기 복수의 제2 공진홀 각각의 내부 패턴과 연결되고, 서로 이격되는 복수의 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 공진홀의 내부 패턴은 상기 제2 면에 형성된 접지 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 커버는, 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 연결하는 면에 형성된 접지 패턴과 결합 되는 결합부 및 상기 결합부의 일단에서 절곡 되어 상기 제1 면과 이격된 상태로 대향 되는 절곡부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 결합부는 상기 접지 패턴과 전도성 접착제를 통해 결합 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 커버는 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 연결하는 면들 중 일면에 결합 되고, 상기 제1 내지 제3 입출력 패턴은 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 연결하는 면들 중 상기 일면에 대향 하는 타면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서는 크기가 소형이면서 삽입 손실이 작다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서는 유전체 모노블록에 형성된 공진홀 사이의 의도하지 않은 기생 커패시턴를 최대한 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서는 넓은 대역폭을 확보할 수 있으면서 차단 대역의 감쇄 특성이 우수한 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서를 도 1과 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 “제1” 또는 “제2” 등의 기재는 다양한 구성요소를 서술하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 구성요소는 상기와 같은 용어에 제한되지 않는다. 상기 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소가 될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소 또는 단계가 하나 이상의 다른 구성요소 또는 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 의미를 내포한다.
이하, 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서의 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서를 도 1과 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 유전체 다이플렉서는 유전체 블록(110), 공진홀(120), 내부 패턴(130), 접지 패턴(140), 입출력 패턴(150), 로우 패스 필터부(200), 밴드 패스 필터부(300) 및 금속 커버(400)를 포함한다.
유전체 블록(110)은 육면체 등과 같은 블록형으로 형성된다. 또한, 유전체 블록(110)은 세라믹 소재, 알루미나 소재 등으로 형성될 수 있다. 유전체 블록(110)은 비유전율이 3.5이상인 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 첨부한 도면에는 유전체 블록(110)이 직육면체의 형상인 것으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
유전체 블록(110)은 서로 대향하는 제1 면(111)과 제2 면(112)을 포함할 수 있다. 또한, 유전체 블록(110)은 제1 면(111)과 제2 면(112)을 연결하는 면들을 포함할 수 있다. 유전체 블록(110)이 직육면체의 형상으로 형성된 경우, 제1 면(111)과 제2 면(112)은 유전체 블록(110)의 전면 및 후면이 될 수 있다. 이러한 경우, 제1 면(111)과 제2 면(112)을 연결하는 면들은 상면, 하면, 좌측면 및 우측면을 포함할 수 있다.
유전체 블록(110)에는 공진홀(120)이 형성될 수 있다. 공진홀(120)은 유전체 블록(110)의 제1 면(111)에서 제2 면(112)까지 관통하는 것일 수 있다. 공진홀(120)은 단면이 원형이 원통형으로 형성될 수 있다. 공진홀(120)에 의해, 유전체 블록(110)에는 원통형의 캐비티(cavity)가 형성될 수 있다.
유전체 블록(110)에 공진홀(120)은 복수로 형성될 수 있다. 복수의 공진홀(120)은 유전체 블록(110)에서 일 방향으로 배열되어 형성될 수 있다. 구체적으로 복수의 공진홀(120)은 각각 평행한 형태로 유전체 블록(110)의 일측에서 타측까지 배열될 수 있다.
복수의 공진홀(120) 중 유전체 블록(110)의 일측에 치우치게 위치한 일부는 제1 공진홀(121)이 될 수 있다. 또한, 복수의 공진홀(120) 중 유전체 블록(110)의 타측에 치우치게 위치한 다른 일부는 제2 공진홀(122)이 될 수 있다. 제1 공진홀(121) 및 제2 공진홀(122)을 각각 복수의 공진홀(120)을 포함할 수 있다. 복수의 공진홀(120) 중 제1 공진홀(121)도 아니고, 제2 공진홀(122)이 아닌 공진홀(120)도 존재할 수 있다.
유전체 블록(110)의 표면의 일부에 형성된 내부 패턴(130), 접지 패턴(140), 입출력 패턴(150), 후술할 인덕턴스 패턴들(210, 220, 230) 및 후술할 커패시턴스 패턴들(240, 310)은 유전체 블록(110)의 표면에 결합된 도전층일 수 있다. 이러한 패턴들(130, 140, 150, 210, 220, 230, 240, 310)은 전기가 통하는 도전성 재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 이러한 패턴들(130, 140, 150, 210, 220, 230, 240, 310)은 유전체 블록(110)의 표면에 결합된 도금층으로 형성될 수 있다. 첨부한 도면에서 이러한 패턴들(130, 140, 150, 210, 220, 230, 240, 310)의 두께가 별도로 표현되지는 않았지만, 이러한 패턴들(130, 140, 150, 210, 220, 230, 240, 310)은 유전체 블록(110)의 표면에서 수㎛ 내지 수백㎛의 두께의 박막으로 형성될 수 있다.
내부 패턴(130)은 공진홀(120)의 내부면에 형성된다. 내부 패턴(130)은 공진홀(120)의 제1 면(111) 측 개구면에서 제2 면(112) 측 개구면까지 연장되어 형성될 수 있다. 각각의 개구면 측에 형성된 내부 패턴(130)은 각각의 개구면 주변의 제1 면(111) 및 제2 면(112)에 형성된 다른 패턴과 전기적으로 연결될 수도 있다. 이러한 전기적 연결에 대해서는 아래에서 상술하도록 한다.
접지 패턴(140)은 유전체 블록(110)의 외부면의 적어도 일부에 형성된다. 접지 패턴(140)은 후술할 입출력 패턴, 인덕턴스 패턴들(210, 220, 230) 및 커패시턴스 패턴들(240, 310)과 이격된 상태로 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 접지 패턴(140)은 유전체 블록(110)의 외부면의 모든 면에 형성될 수도 있으나, 경우에 따라서 일부의 면에는 형성되지 않을 수도 있다. 구체적으로 접지 패턴(140)은 유전체 블록(110)의 좌측면 및/또는 우측면에 형성되지 않을 수 있다.
입출력 패턴(150)은 유전체 블록(110)의 외부면의 적어도 일부에 형성된다. 구체적으로 입출력 패턴(150)은 유전체 블록(110)의 제1 면(111) 또는 하면에 형성될 수 있다. 이러한 경우 유전체 다이플렉서는 하면이 실장되는 기판과 맞닿도록 배향되어 실장될 수 있다.
입출력 패턴(150)은 복수의 입출력 패턴을 포함할 수 있다. 구체적으로, 입출력 패턴(150)은 서로 구분되는 제1 내지 제3 입출력 패턴(151, 152, 153)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 입출력 패턴(151, 152, 153)은 유전체 블록(110)에서 일 방향으로 배열되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 제1 입출력 패턴(151)은 유전체 블록(110)의 일측에 형성되고, 제2 입출력 패턴(152)은 유전체 블록(110)의 일측과 타측의 중간 부분에 형성되고, 제3 입출력 패턴(153)은 유전체 블록(110)의 타측에 형성될 수 있다.
각각의 입출력 패턴(150)은 유전체 다이플렉서에 신호가 입력되거나 출력되는데 사용될 수 있다. 아래에서 더욱 상세하게 설명하겠지만, 제2 입출력 패턴(152)은 입력 단자로서 신호가 입력될 수 있고, 제1 및 제3 입출력 패턴(153)은 출력 단자로서 주파수 선택적으로 필터링된 신호가 출력될 수 있다.
유전체 다이플렉서는 각각 이격된 위치에 형성된 로우 패스 필터부(200) 및 밴드 패스 필터부(300)를 포함한다. 구체적으로, 로우 패스 필터부(200)는 유전체 블록(110)의 일측에 형성될 수 있고, 밴드 패스 필터부(300)는 유전체 블록(110)의 타측에 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 로우 패스 필터부(200)는 유전체 블록(110)의 제1 입출력 패턴(151)와 제2 입출력 패턴(152) 사이 부분에 형성될 수 있다. 또한, 밴드 패스 필터부(300)는 유전체 블록(110)의 제2 입출력 패턴(152)와 제3 입출력 패턴(153) 사이 부분에 형성될 수 있다.
이하, 로우 패스 필터부(200)에 대해 먼저 설명하도록 하다.
로우 패스 필터부(200)는 제1 공진홀(121), 제1 인덕턴스 패턴(210), 제2 인덕턴스 패턴(220), 제3 인덕턴스 패턴(230) 및 제1 커패시턴스 패턴(240)을 포함한다.
제1 공진홀(121)은 복수의 공진홀(120) 중 유전체 블록(110)의 일측에 치우치게 위치한 일부일 수 있다. 제1 공진홀(121)은 복수의 공진홀(121)을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 유전체 블록(110)의 일측에 형성된 5개의 공진홀(121)이 제1 공진홀(121)인 것으로 도시되어 있으나 제1 공진홀(121)의 개수 및 위치는 당업자의 설계에 따라 변경될 수 있다.
제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(210, 220, 230)은 유전체 블록(110)의 제1 면(111)에 형성된다. 그리고 제1 커패시턴스 패턴(240)은 유전체 블록(110)의 제2 면(112)에 형성된다. 따라서 제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(210, 220, 230)과 제1 커패시턴스 패턴(240)은 서로 대향하는 면에 형성되게 된다.
제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(210, 230, 230) 및 제1 커패시턴스 패턴(240)은 접지 패턴(140)과 직접 연결되지 않도록 형성된다. 구체적으로, 제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(230) 및 제1 커패시턴스 패턴(240)과 접지 패턴(140) 사이에는 비도전성 영역인 비패턴 영역에 형성되어 서로 이격되게 된다. 비패턴 영역은 유전체 블록(110)에 형성된 도전성 패턴을 레이저 등을 이용하여 제거한 부분일 수 있다.
도 2를 참조하여 예시적인 일 실시예를 설명하면, 제1 인덕턴스 패턴(210)은 제1 면(111)에 형성되고, 제1 입출력 패턴(151) 및 제1 공진홀(121)의 내부 패턴(131)과 연결된다. 또한, 제2 인덕턴스 패턴(220)은 제1 면(111)에 형성되고, 제2 입출력 패턴(152) 및 제1 공진홀(121)의 내부 패턴(131)과 연결된다. 또한, 제3 인덕턴스 패턴(230)은 제1 면(111)에 형성되고, 복수의 제1 공진홀(121) 사이에서 각각의 내부 패턴(130)을 연결한다.
구체적으로 도 2를 참조하면, 제1 인덕턴스 패턴(210)은 제1 입출력 패턴(151)과 제1 공진홀(121) 중 일측 끝단에 위치한 공진홀(120)의 내부 패턴(130)과 연결된다. 제1 인덕턴스 패턴(210)은 제1 면(111) 상에서, 제1 입출력 패턴(151)에서 제1 공진홀(121) 중 일측 끝단에 위치한 공진홀(120)의 제1 면(111) 측 개구면 주변까지 연장된다. 그리고 제1 면(111) 측 개구면 주변의 제1 인덕턴스 패턴(210)과 공진홀(120)의 내부 패턴(130)이 전기적으로 연결된다. 제1 인덕턴스 패턴(210)은 소정의 두께를 가지는 선로 형태로 형성될 수 있다. 선로의 형태 및 선로의 두께에 따라 제1 입출력 패턴(151)과 제1 공진홀의 내부 패턴(131) 사이의 인덕턴스가 변경될 수 있다.
또한, 제2 인덕턴스 패턴(220)은 제2 입출력 패턴(152)과 제1 공진홀(121) 중 타측 끝단에 위치한 공진홀(120)의 내부 패턴(130)과 연결된다. 제2 인덕턴스 패턴(220)은 제1 면(111) 상에서, 제2 입출력 패턴(152)에서 제1 공진홀(121) 중 타측 끝단에 위치한 공진홀(120)의 제1 면(111) 측 개구면 주변까지 연장된다. 그리고 제1 면(111) 측 개구면 주변의 제2 인덕턴스 패턴(220)과 공진홀(120)의 내부 패턴(130)이 전기적으로 연결된다. 제2 인덕턴스 패턴(220)은 소정의 두께를 가지는 선로 형태로 형성될 수 있다. 선로의 형태 및 선로의 두께에 따라 제2 입출력 패턴(152)과 제1 공진홀의 내부 패턴(131) 사이의 인덕턴스가 변경될 수 있다.
또한, 제3 인덕턴스 패턴(230)은 복수의 제1 공진홀(121)의 각각의 내부 패턴(130)을 일측에서 타측까지 연결한다. 제3 인덕턴스 패턴(230)은 제1 면(111) 상에서, 복수의 제1 공진홀(121) 각각의 제1 면(111) 측 개구면 주변의 내부 패턴(130)을 서로 연결한다. 구체적으로, 제3 인덕턴스 패턴(230)은 복수의 제1 공진홀(121) 중 인접하는 공진홀(120)들 사이에 위치하여 각각의 내부 패턴(130)을 연결할 수 있다. 제3 인덕턴스 패턴(230)은 소정의 두께를 가지는 선로 형태로 형성될 수 있다. 선로의 형태 및 선로의 두께에 따라 복수의 제1 공진홀의 내부 패턴(131) 사이의 인덕턴스가 변경될 수 있다.
도 3을 참조하여 예시적인 일 실시예를 설명하면, 제1 커패시턴스 패턴(240)은 제2 면(112)에 형성되고, 제1 공진홀(121)의 내부 패턴(131)과 연결되고, 접지 패턴(140)과 이격된다. 제1 커패시턴스 패턴(240)은 복수의 제1 공진홀(121) 각각의 내부 패턴(130)과 연결되고, 서로는 이격되는 복수의 패턴을 포함할 수 있다.
구체적으로 도 3을 참조하면, 제1 커패시턴스 패턴(240)은 제1 공진홀(121)의 제2 면(112) 측 개구면 주변에 형성되어 내부 패턴(130)과 전기적으로 연결된다. 제1 커패시턴스 패턴(240)은 비패턴 영역으로 둘러싸여 주변의 접지 패턴(140)과 이격된다. 제1 커패시턴스는 소정의 형태로 형성될 수 있고, 비패턴 영역에 의해 소정의 간격으로 접지 패턴(140)과 이격될 수 있다. 제1 커패시턴스 패턴(240)의 형태 및 이격 간격에 따라 제1 공진홀(121)의 내부 패턴(131)과 접지 패턴(140) 사이의 커패시턴스가 변경될 수 있다.
이러한 제1 공진홀(121), 제1 인덕턴스 패턴(210), 제2 인덕턴스 패턴(220), 제3 인덕턴스 패턴(230) 및 제1 커패시턴스 패턴(240)을 포함하는 로우 패스 필터부(200)는 로우 패스 필터로 기능할 수 있다. 구체적으로, 이러한 로우 패스 필터부(200)는 제1 입출력 패턴(151)과 제2 입출력 패턴(152) 사이에서 로우 패스 필터로 기능할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
이하, 밴드 패스 필터부(300)에 대해 설명하도록 한다.
밴드 패스 필터부(300)는 제2 공진홀(122) 및 제2 커패시턴스 패턴(310)을 포함한다.
제2 공진홀(122)은 복수의 공진홀(120) 중 유전체 블록(110)의 타측에 치우치게 위치한 일부일 수 있다. 제2 공진홀(122)은 복수의 공진홀(122)을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 유전체 블록(110)의 타측에 형성된 4개의 공진홀(122)이 제2 공진홀(122)인 것으로 도시되어 있으나 제2 공진홀(122)의 개수 및 위치는 당업자의 설계에 따라 변경될 수 있다. 본 예시적인 실시예에서 제1 공진홀(121)과 제2 공진홀(122) 사이에 접지 공진홀이 형성될 수 있다. 접지 공진홀의 개수 및 위치는 당업자의 설계에 따라 변경될 수 있다.
제2 커패시턴스 패턴(310)은 유전체 블록(110)의 제1 면(111)에 형성된다. 따라서 제2 커패시턴스 패턴(310)은 로우 패스 필터부(200)의 제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(230)과 유전체 블록(110)의 동일한 면에 형성되게 된다.
제2 커패시턴스 패턴(310)은 접지 패턴(140)과 직접 연결되지 않도록 형성된다. 구체적으로, 제2 커패시턴스 패턴(310)은 제1 면(111) 상에서 비패턴 영역을 사이에 두고 이격되도록 형성된다. 그러나 제2 커패시턴스 패턴(310)은 접지 패턴(140)과 직접 연결되지는 않지만, 제2 공진홀(122)의 내부 패턴(132)을 통해 제2 면(112)에서 접지 패턴(140)과 연결될 수는 있다.
도 2를 참조하여 예시적인 일 실시예를 설명하면, 제2 커패시턴스 패턴(310)은 제1 면(111)에 형성되고, 제2 공진홀(122)의 내부 패턴(132)과 연결되고, 접지 패턴(140) 및 제2, 제3 입출력 패턴(152, 153)과 이격된다.
구체적으로 도 2를 참조하면, 제2 커패시턴스 패턴(310)은 제2 공진홀(122)의 제1 면(111) 측 개구면 주변에 형성되어 내부 패턴(130)과 전기적으로 연결된다. 제2 커패시턴스 패턴(310)은 비패턴 영역으로 둘러싸여 주변의 접지 패턴(140)과 이격된다. 제2 커패시턴스 패턴(310)은 소정의 형태로 형성될 수 있고, 비패턴 영역에 의해 소정의 간격으로 접지 패턴(140)과 이격될 수 있다. 제2 커패시턴스 패턴(310)의 형태 및 이격 간격에 따라 제2 공진홀(122)의 내부 패턴(132)과 접지 패턴(140) 사이의 커패시턴스가 변경될 수 있다.
또한, 제2 커패시턴스 패턴(310)은 제1 면(111)에서 제2 및 제3 입출력 패턴(153)과 이격된다. 제2 커패시턴스 패턴(310)과 제2 및 제3 입출력 패턴(153) 사이에는 비패턴 영역이 형성되어 이격될 수 있다. 제2 커패시턴스의 형태 및 이격 간격에 따라 제2 공진홀(122)의 내부 패턴(132)과 제2 및 제3 입출력 패턴(153) 사이의 커패시턴스가 변경될 수 있다.
도 3을 참조하여 예시적인 일 실시예를 설명하면, 제2 공진홀(122)의 제2 면(112) 측 내부 패턴(130)은 제2 면(112)에 형성된 접지 패턴(140)과 전기적으로 연결된다.
이러한 제2 공진홀(122) 및 제2 커패시턴스 패턴(310)을 포함하는 밴드 패스 필터부(300)는 밴드 패스 필터로 기능할 수 있다. 구체적으로, 이러한 밴드 패스 필터부(300)는 제2 입출력 패턴(152)과 제3 입출력 패턴(153) 사이에서 밴드 패스 필터로 기능할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 금속 커버(400)에 대해서 설명하도록 한다.
금속 커버(400)는 접지 패턴(140)과 결합되는 결합부(410) 및 결합부(410)의 일단에서 절곡되어 형성되는 절곡부(420)를 포함한다.
결합부(410)는 유전체 블록(110)의 제1 면(111) 및 제2 면(112)을 연결하는 면에 형성된 접지 패턴(140)과 결합될 수 있다. 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 유전체 블록(110)의 상면에 형성된 접지 패턴(140)과 결합될 수 있다. 결합부(410)와 접지 패턴(140)은 솔더를 통해 결합될 수 있다. 결합부(410)는 유전체 블록(110)의 상면 중 제1 면(111) 측에 결합될 수 있고, 결합부(410)의 일단은 유전체 블록(110)의 상면을 초과하도록 연장된다.
절곡부(420)는 결합부(410) 중 유전체 블록(110)의 상면을 초과하도록 연장된 일단에서 절곡된다. 절곡부(420)는 유전체 블록(110)의 제1 면(111)에 대향하도록 결합부(410)에서 실질적으로 수직하게 절곡될 수 있다. 절곡부(420)와 유전체 블록(110)의 제1 면(111)은 소정의 거리로 이격된다. 이에 따라 절곡부(420)는 유전체 블록(110)의 제1 면(111)에 형성된 제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(230) 및 제1 내지 제2 커패시턴스 패턴(310)에 소정의 거리로 이격된 상태에서 오버랩된다.
금속 커버(400)는 도전성의 금속 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속 커버(400)는 스테인리스 스틸, 구리, 주석, 납 등이 사용될 수 있다. 금속 커버(400)는 접지 패턴(140)과 결합되기 때문에 전체적으로 접지 전위를 가지게 된다. 특히. 제1 면(111)에 이격된 상태로 대향되는 절곡부(420)가 접지 전위를 가지게 되어 제1 면(111)에 형성된 제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(230) 및 제1 내지 제2 커패시턴스 패턴(310) 사이에서 발생할 수 있는 의도적이지 않은 커플링을 최대한 억제할 수 있다. 금속 커버(400)가 없다면, 제1 면(111)에 형성된 제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(230) 및 제1 내지 제2 커패시턴스 패턴(310) 사이에서 구성 요소 간 의도하지 않은 커플링이 발생할 수 있다. 이러한 커플링의 발생은 로우 패스 필터와 밴드 패스 필터에서 패스 대역이 아닌 부분의 감쇄가 충분하지 않게 되는 원인이 된다.
금속 커버(400)는 튜닝홀을 포함할 수 있다. 튜닝홀은 제1 내지 제3 인덕턴스 패턴(230) 및 제1 내지 제2 커패시턴스 패턴(310)의 형상을 조절하기 위해 이에 대응되는 위치 부근에 형성된 개구이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서의 등가 회로도이다. 도 4를 참조하여, 로우 패스 필터부(200)와 밴드 패스 필터부(300)에 대해 설명하도록 한다. 도 4의 등가 회로는 로우 패스 필터부(200)와 밴드 패스 필터부(300)의 주된 인덕턴스 및 커패시턴스에 대응하는 것이다. 따라서 유전체 다이플렉서의 각 구성요소 간에 발생할 수 있는 부수적인 인덕턴스 및 커패시턴스 중 일부는 등가 회로에 도시되지 않을 수 있다.
먼저, 로우 패스 필터부(200)는 등가 회로상에서 제1 입출력 단자(port1)와 제2 입출력 단자(port2) 사이에 형성된다. 제1 입출력 단자(port1)는 유전체 다이플렉서에서 제2 입출력 패턴(152)에 대응될 수 있고, 제2 입출력 단자(port2)는 유전체 다이플렉서에서 제1 입출력 패턴(151)에 대응될 수 있다. 제1 입출력 단자(port1)는 안테나 단자일 수 있다. 제1 입출력 단자(port1)를 통해 신호가 입력되면 로우 패스 필터부(200)를 통과하여 저주파수 신호가 필터링되어 제2 입출력 단자(port2)를 통해 출력될 수 있다.
제2 입출력 단자(port2)와 제1 관통홀의 내부 패턴(130) 사이에 위치하는 인덕터(L1)는 유전체 다이플렉서의 제1 인덕턴스 패턴(210)에 대응될 수 있다. 제1 입출력 단자(port1)와 제2 관통홀의 내부 패턴(130) 사이에 위치하는 인덕터(L6)는 유전체 다이플렉서의 제2 인덕턴스 패턴(220)에 대응될 수 있다. 제1 관통홀들(121)의 내부 패턴(131) 사이에 위치하는 인덕터들(L2, L3, L4, L5)은 유전체 다이플렉서의 제3 인덕턴스 패턴(230)에 대응될 수 있다. 제1 관통홀(121)의 내부 패턴(131)과 접지 사이에 위치하는 커패시터(C11, C12, C13, C14, C15)는 유전체 다이플렉서의 제1 커패시턴스 패턴(240)에 대응될 수 있다. 제1 관통홀들(121)의 내부 패턴(131) 사이에 위치하는 커패시터(C16, C17, C18, C19)는 유전체 다이플렉서에서 인접하는 제1 관통홀들(121)의 내부 패턴(131) 사이에 생성되는 커패시턴스에 대응될 수 있다. 제1 및 제2 입출력 단자(port1, port2)와 접지 사이에 위치하는 커패시터(C31, C32)는 유전체 다이플렉서에서 제1 및 제2 입출력 패턴(151, 152)과 인접하는 접지 패턴(140) 사이에 생성되는 커패시턴스에 대응될 수 있다.
밴드 패스 필터는 등가 회로상에서 제1 입출력 단자 (port1)와 제3 입출력 단자(port3) 사이에 형성된다. 제3 입출력 단자(port3)는 유전체 다이플렉서에서 제3 입출력 패턴(153)에 대응될 수 있다. 제1 입출력 단자(port1)를 통해 신호가 입력되면 밴드 패스 필터부(300)를 통과하여 제2 입출력 단자(port2)에서 출력되는 신호보다 고주파인 고주파수 신호가 필터링되어 제3 입출력 단자(port3)를 통해 출력될 수 있다.
제2 관통홀(122)의 내부 패턴(132)과 접지 사이에 위치하는 커패시터(C21, C22, C23, C24)는 유전체 다이플렉서의 제2 커패시턴스 패턴(310)과 접지 패턴(140) 사이의 커패시턴스에 대응될 수 있다. 또한, 제2 관통홀(122) 중 제1 입출력 단자(port1)에 인접하여는 관통홀의 내부 패턴(132)과 제1 입출력 단자(port1) 사이에 위치하는 커패시터(C5)는 유전체 다이플렉서의 제2 관통홀(122) 중 제2 입출력 패턴(152)에 인접하여는 관통홀의 내부 패턴(132)과 연결되는 제2 커패시턴스 패턴(310)과 제2 입출력 패턴(152) 사이의 커패시턴스에 대응될 수 있다. 또한, 제2 관통홀(122) 중 제3 입출력 단자(port3)에 인접하여는 관통홀의 내부 패턴(132)과 제3 입출력 단자(port3) 사이에 위치하는 커패시터(C1)는 유전체 다이플렉서의 제2 관통홀(122) 중 제3 입출력 패턴(153)에 인접하는 관통홀의 내부 패턴(132)과 연결되는 제2 커패시턴스 패턴(310)과 제3 입출력 패턴(153) 사이의 커패시턴스에 대응될 수 있다. 제2 관통홀들(122)의 내부 패턴(132) 사이에 위치하는 커패시터(C2, C3, C4, C5)는 유전체 다이플렉서에서 인접하는 제2 관통홀(122)의 내부 패턴(132) 사이에 생성되는 커패시턴스에 대응될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다이플렉서의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프이다. 도 5는 유전체 다이플렉서의 제2 입출력 패턴(152)은 포트 1, 제1 입출력 패턴(151)을 포트 2, 제3 입출력 패턴(153)을 포트 3으로 하여 측정한 결과이다.
제2 입출력 패턴(152)에서 입력되어 제1 입출력 패턴(151)으로 출력되는 신호를 제1 입출력 패턴(151) 방향에서 바라본 주파수 응답 특성(S21)을 보면, 유전체 다이플렉서의 일측이 대략 2.2GHz보다 저주파 대역인 신호를 통과시키는 로우 패스 필터로 기능하고 있음을 알 수 있다.
또한, 제2 입출력 패턴(152)에서 입력되어 제3 입출력 패턴(153)으로 출력되는 신호를 제3 입출력 패턴(153) 방향에서 바라본 주파수 응답 특성(S31)을 보면, 유전체 다이플렉서의 타측이 대략 2.3GHz 내지 2.4GHz 대역의 신호를 통과시키는 밴드 패스 필터로 기능하고 있음을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 유전체 다이플렉서의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 유전체 블록 111: 제1 면
112: 제2 면 120: 공진홀
121: 제1 공진홀 122: 제2 공진홀
130: 내부 패턴 131: 제1 공진홀의 내부 패턴
132: 제2 공진홀의 내부 패턴 140: 접지 패턴
150: 제1 내지 제3 입출력 패턴 151: 제1 입출력 패턴
152: 제2 입출력 패턴 153: 제3 입출력 패턴
200: 로우 패스 필터부 210: 제1 인덕턴스 패턴
220: 제2 인덕턴스 패턴 230: 제3 인덕턴스 패턴
240: 제1 커패시턴스 패턴 300: 밴드 패스 필터부
310: 제2 커패시턴스 패턴 400: 금속 커버
410: 결합부 420: 절곡부

Claims (9)

  1. 제1 면에서 상기 제1 면에 대향하는 제2 면까지 관통하는 복수의 공진홀이 형성된 유전체 블록, 상기 공진홀 내부면에 형성된 내부 패턴, 상기 유전체 블록의 외부면의 적어도 일부에 형성된 접지 패턴, 상기 유전체 블록에 형성된 제1 내지 제3 입출력 패턴, 로우 패스 필터부, 밴드 패스 필터부, 및 상기 접지 패턴과 전기적으로 연결되고 상기 제1 면과 이격된 상태로 대향되는 금속 커버를 포함하고,
    상기 로우 패스 필터부는,
    상기 복수의 공진홀 중 상기 유전체 블록의 일측에 위치하는 제1 공진홀;
    상기 제1 면에 형성되고, 상기 제1 입출력 패턴 및 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되는 제1 인덕턴스 패턴;
    상기 제1 면에 형성되고, 상기 제2 입출력 패턴 및 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되는 제2 인덕턴스 패턴; 및
    상기 제2 면에 형성되고, 상기 제1 공진홀의 내부 패턴과 연결되고, 상기 접지 패턴과 이격되는 제1 커패시턴스 패턴을 포함하고,
    상기 밴드 패스 필터부는,
    상기 복수의 공진홀 중 상기 유전체 블록의 타측에 위치하는 제2 공진홀; 및
    상기 제1 면에 형성되고, 상기 제2 공진홀의 내부 패턴과 연결되고, 상기 접지 패턴 및 상기 제2, 제3 입출력 패턴과 이격되는 제2 커패시턴스 패턴을 포함하는 유전체 다이플렉서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 입출력 패턴은 상기 유전체 블록에서 순차적으로 배열되고,
    상기 제1 공진홀은 상기 제1 입출력 패턴과 상기 제2 입출력 패턴 사이에 위치하고,
    상기 제2 공진홀은 상기 제2 입출력 패턴과 상기 제3 입출력 패턴 사이에 위치하는 유전체 다이플렉서.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 공진홀은 일 방향으로 배열된 복수의 공진홀을 포함하고,
    상기 로우 패스 필터부는,
    상기 제1 면에 형성되고, 상기 복수의 제1 공진홀 사이에서 각각의 내부 패턴을 연결하는 제3 인덕턴스 패턴을 더 포함하는 유전체 다이플렉서.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 커패시턴스 패턴은 상기 복수의 제1 공진홀 각각의 내부 패턴과 연결되고, 서로 이격되는 복수의 패턴을 포함하는 유전체 다이플렉서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 공진홀은 일 방향으로 배열된 복수의 공진홀을 포함하고,
    상기 제2 커패시턴스 패턴은 상기 복수의 제2 공진홀 각각의 내부 패턴과 연결되고, 서로 이격되는 복수의 패턴을 포함하는 유전체 다이플렉서.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 공진홀의 내부 패턴은 상기 제2 면에 형성된 접지 패턴과 전기적으로 연결되는 유전체 다이플렉서.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 금속 커버는,
    상기 제1 면 및 상기 제2 면을 연결하는 면에 형성된 접지 패턴과 결합되는 결합부; 및
    상기 결합부의 일단에서 절곡되어 상기 제1 면과 이격된 상태로 대향되는 절곡부를 포함하는 유전체 다이플렉서.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 결합부는 상기 접지 패턴과 전도성 접착제를 통해 결합되는 유전체 다이플렉서.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 금속 커버는 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 연결하는 면들 중 일면에 결합되고,
    상기 제1 내지 제3 입출력 패턴은 상기 제1 면 및 상기 제2 면을 연결하는 면들 중 상기 일면에 대향하는 타면에 형성되는 유전체 다이플렉서.
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