설계가 용이한 소형화된 삼중대역 통과여파기

Abstract

본 발명은 이중 모드로 동작하는 스터브 로딩 공진기의 짝수 및 홀수 모드 분석을 기반으로 하여 2 개의 스터브 로딩 이중 모드 공진기 (Stub Loaded Dual Mode Resonator: SLDMR)를 사용하는 소형 트라이 밴드 대역 통과 필터에 관한 것이다. 제안된 필터의 일례로, 상용 무선통신시스템인 GNSS, WLAN 및 WiMAX에 해당하는 중심주파수가 1.575GHz, 2.4GHz 및 3.45 GHz에서 통과 대역을 가지는 대역통과 여파기를 테프론 기판상에 구현하였다. 설계된 통과 대역의 중심주파수는 SLDMR에 의해 생성 된 홀수 (통과 대역이 가장 낮은 주파수에 위치) 및 짝수 모드 (통과 대역이 가장 높은 주파수에 위치) 주파수에 각각 위치하고, 외부 사각형 링의 내부에 내부 사각형 링을 포함하여 두 링사이에 전계 결합에 의한 통과 대역 (통과 대역이 중간 주파수에 위치)을 형성한다. 제안 된 필터 구조는 스터브의 길이를 조정함으로써 홀수 모드 주파수가 고정 되어 있는 동안 스터브(stub)의 길이 (Ls)를 조정하여 해당 짝수 모드 주파수를 원하는 위치에 조정할 수 있는 장점이 있기 때문에 구현 일례와 같이 홀수 모드에 의한 제1 통과 대역, 내부 및 외부링의 전계결합에 의해 구현되는 제2 통과 대역을 설계한 후, 이와는 별개로 개방 스터브 Ls의 길이를 조정함으로써 제1 및 제2 통과대역의 주파수 천이 없이 제 3 통과 대역의 중심주파수를 결정하여 삼중 대역통과를 간단히 설계할 수 있는 장점이 있다. 또한, 제안된 필터구조는 외부링의 내부에 내부링을 전계 결합 시켜서 부가의 크기증가 없이 매우 소형으로 삼중 대역 여파기를 구현할 수 있는 획기적인 방안이고, 각 통과 대역의 각 측면에 두 개의 전송 제로 (Transmission zero)가 포함되어있기 때문에 각 통과 대역에 대한 우수한 주파수 선택성을 가지는 여파기를 통과대역의 작은 삽입손실을 가지고 크기가 소형화된 삼중 대역 여파기를 구현할 수 있다. 본 발명에서 제안된 필터 구조를 구현한 일례로써 중심주파수가 1.575GHz, 2.4GHz 및 3.45 GHz에서 통과 대역을 가지는 대역통과 여파기를 테프론 기판으로 제작 및 측정하여 본 발명을 검증하였다.