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KR20060091623A - 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터 - Google Patents

저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터 Download PDF

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KR20060091623A
KR20060091623A KR1020050012874A KR20050012874A KR20060091623A KR 20060091623 A KR20060091623 A KR 20060091623A KR 1020050012874 A KR1020050012874 A KR 1020050012874A KR 20050012874 A KR20050012874 A KR 20050012874A KR 20060091623 A KR20060091623 A KR 20060091623A
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dielectric layer
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capacitor pattern
resonator
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홍기표
윤희수
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 통신 시스템 또는/ 및 방송 시스템 등과 같이 고주파를 이용하는 장치에 적용되는 적층형 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터는, 통신 시스템 또는/ 및 방송 시스템 등과 같이 고주파를 이용하는 장치에 적용되며, 입력단 또는/및 출력단의 피딩라인이 공진기 패턴과 크로스 커패시티브 커플링(Cross Capacitive Coupling)을 형성하도록 하여, 저지대역의 감쇄특성을 더욱 개선시킬 수 있으며, 또한 입력단 및 출력단의 피딩라인을 서로 다른 층에 배치시키는 경우, 더욱 소형화가 가능하고, 피딩라인의 길이 조절을 통한 감쇄극(Attenuation Pole)의 위치를 용이하게 조절할 수 있다.
적층형 필터, 저지대역 감쇄특성, 피딩라인, 크로스 커플링, 감쇄극

Description

저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터{LAMINATED FILTER WITH IMPROVED STOP BAND ATTENUATION}
도 1은 종래의 적층형 필터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 적층형 필터의 등가 회로도이다.
도 3은 도 1의 적층형 필터의 감쇄특성 그래프이다.
도 4는 종래의 다른 적층형 필터의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적층형 필터의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 적층형 필터의 등가 회로도이다.
도 7은 도 5의 적층형 필터의 감쇄특성 그래프이다.
도 8은 도 5의 적층형 필터의 변형 예시도이다.
도 9는 도 8의 적층형 필터의 등가 회로도이다.
도 10은 도 8의 적층형 필터의 감쇄특성 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층형 필터의 분해 사시도이다.
도 12는 도 11의 적층형 필터의 변형 예시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100,200 : 적층체 101,201 : 적층구조
110,210 ; 제1 유전체층 111,211 : 제1 공진기 패턴
112,212 : 제2 공진기 패턴 120,220 : 제2 유전체층
121,222 : 제1 상호 커패시터 패턴 122,224 : 제1 피딩 라인
130,230 : 제3 유전체층 131,221 : 제2 상호 커패시터 패턴
132,223 : 제2 피딩 라인 133,231 ; 커플링 커패시터 패턴
본 발명은 통신 시스템 또는/ 및 방송 시스템 등과 같이 고주파를 이용하는 장치에 적용되는 적층형 필터에 관한 것으로, 특히 입력단 또는/및 출력단의 피딩라인이 공진기 패턴과 크로스 커패시티브 커플링(Cross Capacitive Coupling)을 형성하도록 하여, 저지대역의 감쇄특성을 더욱 개선시킬 수 있으며, 또한 입력단 및 출력단의 피딩라인을 서로 다른 층에 배치시키는 경우, 더욱 소형화가 가능하고, 피딩라인의 길이 조절을 통한 감쇄극(Attenuation Pole)의 위치를 용이하게 조절할 수 있는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터에 관한 것이다.
일반적으로, 특정 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터는 복수개의 LC 공진기를 포함한다. 일례로 종래의 적층 필터의 구성이 도 1에 도시되어 있다.
도 1은 종래의 적층형 필터의 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 종래 적층형 필터에서, 11A,11B는 최상부 및 최하부에 적층되는 유전체 커버 시트(Cover Sheet)이고, 12A,12B는 상기 유전체 커버 시트(11A,11B)의 내측에 적층되고 접지 전극(G1,G2)이 형성된 유전체 접지 시트이며, 상기 유전체 접지 시트(12A,12B) 사이에는 3개의 유전체 시트(13,14,15)가 적층되어 있고, 상기 유전체 시트(13)의 양측의 외부 입력 전극 및 출력전극과 연결되는 입력 및 출력 피딩라인(13a,13b)이 상기 유전체 시트(13)에 형성되어 있고, 또한, 상기 입력 및 출력 피딩라인(13a,13b)에 각각 연결된 커패시터 패턴(13c,13d)이 상기 유전체 시트(13)에 형성되어 있다.
또한, 상기 유전체 시트(14)에는 중심주파수에 대한 λ/4 보다 짧은 길이로 형성된 병렬 제1 및 제2 공진기 패턴(Q1,Q2)가 형성되어 있고, 상기 제1 및 제2 병렬 공진기 패턴(Q1,Q2)은 상기 커패시터 패턴(13c,13d) 각각에 대향되고, 상기 공진기 패턴(Q1,Q2)은 상호 전자계적 커플링(Electro-Magnatic Coupling)으로 상호 커플링(Coupling)을 형성하고 있다.
그리고, 상기 유전체 시트(15)에는 커플링 커패시터 패턴(15a)이 형성되어 있는데, 이 커플링 커패시터 패턴(15a)은 상기 제1 및 제2 병렬 공진기 패턴(Q1,Q2) 사이에서 추가적인 전계 커플링(Electric Coupling)을 형성한다. 이에 따라, 2극 필터의 상호 커플링(Coupling)양을 조절할 수 있고, 이와 동시에 저지대역에 감쇄극을 형성하며, 커플링량을 변경하여 저지대역 감쇄극의 위치를 조절할 수 있다.
이와 같은 도 1의 적층형 필터의 등가 회로는 도 2에 도시되어 있다.,
도 2에 도시된 등가 회로에서, in 및 out는 각각은 입력 및 출력단이고, C1 및 L1은 제1 공진기 패턴(Q1)의 등가 LC회로이고, C2 및 L2는 제2 공진기 패턴(Q2)의 등가 LC회로이며, C3 및 L3은 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(Q1,Q2)간의 전자기적 상호 커플링에 의한 등가 LC 회로이다. 또한, C4는 제1 공진기 패턴(Q1)과 커패시터 패턴(13c)간의 커패시턴스에 해당되고, C5는 제2 공진기 패턴(Q2)과 커패시터 패턴(13d)간의 커패시턴스에 해당되며, C6은 제1 및 제2 공진기 패턴(Q1,Q2)과 커플링 커패시터 패턴(15a)간의 커패시턴스에 해당된다. 그리고, FL1 및 FL2는 각각 입력 및 출력 피딩라인(13a,13b)에 해당된다.
도 3은 도 1의 적층형 필터의 감쇄특성 그래프이다.
도 3의 감쇄특성 그래프는 중심주파수(fo)가 대략 2.45GHz에 대한 삽입손실(S21) 및 반사손실(S11)을 보이는 그래프로서, 도 3의 그래프에서, 대략 6.8GHz에 하나의 감쇄극(P1)이 형성되어 있음을 알 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래 적층형 필터에서, 커패시터 패턴(13c,13d)은 단순히 제1 및 제2 공진기 패턴의 해당 공진기 패턴과의 커플링만을 형성하므로, 감쇄특성을 향상시키는 데에는 한계가 있는 문제점이 있다. 또한, 상기 입력 및 출력 피딩라인(13a,13b)이 동일한 세라믹 시트에 형성되어 있어, 커패시터의 면적 및 길이 조정에 한계가 있다는 문제점이 있다.
도 4는 종래의 다른 적층형 필터의 분해 사시도이다.
도 4에 도시된 LC 필터(71)에서, 입력 및 출력용 커패시터 패턴(72,73)은 커플링 커패시터 패턴(62)이 제공된 세라믹 시트(52)에 형성된다. 상기 입력용 커패시터 패턴(72)은 인덕터 패턴(54a,54b)에 대향되고 LC 공진기 패턴(Q1)에 커패시티브 커플링된다. 상기 입력용 커패시터 패턴(72)의 일단은 상기 세라믹 시트(52)의 좌측면에 노출된 입력전극에 연결된다. 상기 출력용 커패시터 패턴(73)은 인덕터 패턴(55a,55b)에 대향되고 LC 공진기 패턴(Q2)에 커패시티브 커플링된다. 상기 출력용 커패시터 패턴(73)의 일단은 상기 세라믹 시트(52)의 우측면에 노출된 출력전극에 연결된다.
상기 커플링 커패시터 패턴(62)과 입력 및 출력용 커패시터 패턴(72,73)은 상기 세라믹 시트(52)상에 형성되어 상기 인덕터 패턴(54a,55a,54b,55b) 사이에 배치된다.
이에 따라, 상기 커플링 커패시터 패턴(62)과 입력 및 출력용 커패시터 패턴(72,73)은 인덕터(L1,L2)의 자기장(H)을 거의 차단하지 않으므로 균일한 자기장(H)이 생성된다. 이에 의해 큰 인덕턴스를 얻을 수 있다. 여기서, 60a,60b는 실드 패턴이고, 58a,59a,58b 및 59b는 커패시터 패턴이며, 56a,57a,56b 및 57b는 상기 인덕터 패턴(54a,55a,54b,55b)에 연결된 넓은 광폭부로 정의된다.
이와 같은 필터에 대한 구체적인 설명은 미국특허 제6,437,665 B1호에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 적층형 필터에서도, 도 1에 도시된 적층형 필터와 마찬가지로, 상기 입력 및 출력용 커패시터 패턴은 단순히 각 해당 인덕터 패턴과 커패시티브 커플링만을 형성하므로, 감쇄특성을 향상시키는 데에는 한계가 여전히 존재하는 문제점이 있다.
또한, 상기 입력 및 출력용 커패시터 패턴이 동일한 세라믹 시트에 형성되어 있어, 커패시터의 면적 및 길이 조정에 한계가 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 입력단 또는/및 출력단의 피딩라인이 공진기 패턴과 크로스 커패시티브 커플링(Cross Capacitive Coupling)을 형성하도록 하여, 저지대역의 감쇄특성을 개선한 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 입력단 및 출력단의 피딩라인을 서로 다른 층에 배치시키는 경우, 더욱 소형화가 가능하고, 피딩라인의 길이 조절을 통한 감쇄극의 위치를 용이하게 조절할 수 있는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터는,
복수의 유전체층이 적층된 적층구조를 포함하고, 상기 적층구조의 외부 측면에 형성된 입력 및 출력전극을 포함하는 적층체;
상기 복수의 유전체층중 제1 유전체층에 소정간격 서로 이격되어 형성된 복수의 공진기 패턴;
상기 제1 유전체층 상부의 제2 유전체층에 형성되어, 상기 복수의 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하는 제1 상호 커패시터 패턴;
상기 제2 유전체층에 형성되어 상기 제1 상호 커패시터 패턴에 연결된 일단과, 상기 입력 전극 또는 출력전극에 연결된 타단을 갖는 제1 피딩 라인;
상기 제1 유전체층 하부의 제3 유전체층에 형성되어, 상기 복수의 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 상호 커패시터 패턴;
상기 제3 유전체층에 형성되어 상기 제2 상호 커패시터 패턴에 연결된 일단과, 상기 출력전극 또는 입력 전극에 연결된 타단을 갖는 제2 피딩 라인; 및
상기 제3 유전층에 형성되어 상기 제2 상호 커패시터 패턴 및 제2 피딩 라인으로부터 이격되고, 상기 복수의 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴 각각과 대향되어 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 커플링 커패시터 패턴
을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필 터는,
복수의 유전체층이 적층된 적층구조를 포함하고, 상기 적층구조의 외부 측면에 형성된 입력 및 출력전극을 포함하는 적층체;
상기 복수의 유전체층중 제1 유전체층에 소정간격 서로 이격되어 형성된 복수의 공진기 패턴;
상기 제1 유전체층 상부의 제2 유전체층에 형성되어, 상기 복수의 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하는 제1 상호 커패시터 패턴;
상기 제2 유전체층에 상기 제1 상호 커패시터 패턴과 이격되어 형성되고, 상기 복수의 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 상호 커패시터 패턴;
상기 제2 유전체층에 형성되어 상기 제1 상호 커패시터 패턴에 연결된 일단과, 상기 입력 전극 또는 출력전극에 연결된 타단을 갖는 제1 피딩 라인;
상기 제2 유전체층에 형성되어 상기 제2 상호 커패시터 패턴에 연결된 일단과, 상기 출력전극 또는 입력 전극에 연결된 타단을 갖는 제2 피딩 라인; 및
상기 제1 유전체층 하부의 제3 유전층에 형성되어 상기 복수의 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴 각각과 대향되어 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 커플링 커패시터 패턴
을 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 각 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적층형 필터의 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 적층형 필터는, 적층체(100), 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112), 제1 상호 커패시터 패턴(121), 제1 피딩 라인(122), 제2 상호 커패시터 패턴(131), 제2 피딩 라인(132) 및 커플링 커패시터 패턴(133)을 포함한다.
상기 적층체(100)는, 복수의 유전체층이 적층된 적층구조(101)를 포함하고, 상기 적층구조(101)의 외부 측면에 형성된 입력 및 출력전극(Ein,Eout)을 포함한다.
상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)은, 상기 복수의 유전체층중 제1 유전체층(110)에 소정간격 서로 이격되어 나란히 형성된다. 이러한 공진기 패턴(111,112)의 형상에는 특별히 한정되지 않는다.
상기 제1 상호 커패시터 패턴(121)은, 상기 제1 유전체층(110) 상부의 제2 유전체층(120)에 형성되어, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성한다.
상기 제1 피딩 라인(122)은, 상기 제2 유전체층(120)에 형성되어 그 일단이 상기 제1 상호 커패시터 패턴(121)과 연결되고, 그 타단이 상기 입력 전극(Ein) 또는 출력전극(Eout)에 연결된다.
상기 제2 상호 커패시터 패턴(131)은, 상기 제1 유전체층(110) 하부의 제3 유전체층(130)에 형성되어, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어진다.
상기 제2 피딩 라인(132)은, 상기 제3 유전체층(130)에 형성되어 그 일단이 상기 제2 상호 커패시터 패턴(131)과 연결되고, 그 타단이 상기 출력전극(Eout) 또는 입력 전극(Ein)에 연결된다.
상기 커플링 커패시터 패턴(133)은, 상기 제3 유전층(130)에 형성되어 상기 제2 상호 커패시터 패턴(131) 및 제2 피딩 라인(132)으로부터 이격되고, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 각각과 대향되어 크로스 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어진다.
또한, 본 발명의 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터는, 상기 제2 유전체층(120) 상부의 제4 유전체층(140) 및 상기 제3 유전체층(130) 하부의 제5 유전체층(150)중 적어도 하나의 유전체층에 형성된 접지 전극(141,151)과, 상기 제4 유전체층(140)의 상부의 제6 유전체층(160) 및 상기 제5 유전체층(150) 하부의 제7 유전체층(170)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제6 유전체층(160) 및 제7 유전체층(170)은 커버층으로 제공될 수 있다.
한편, 상기 접지전극(141,151)과 공진기 패턴은 측면 단자(Side Termination) 또는 비아홀(Via hole)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)은 중심주파수에서의 길이가 λ/4 이하인 병렬 결합선로 형태의 공진기 패턴으로서, 이들 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)은 전자계적 커플링(Electro-Magnatic Coupling)에 의한 상호 커플링(Coupling)을 형성한다. 상기 커플링 커패시터 패턴(133)은, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 각각의 사이에 추가적인 크로스 커패시티브 커플링을 형성하여 저지대역에서의 감쇄극을 형성할 수 있고, 또한, 2극 대역통과필터(2-Pole Band Pass Filter)의 상호 커플링(Coupling)량을 조절하여 저지대역 감쇄극의 위치를 조절할 수 있다. 이러한 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)와 상기 커플링 커패시터 패턴(133)에 대한 설명은 본 발명의 각 실시예에 모두 적용된다.
상기 제1 상호 커패시터 패턴(121)은 상기 제1 피딩라인(122)의 폭보다 넓은 광폭(wide width)으로 이루어져, 상기 제1 공진기 패턴(111)과 커패시티브 커플링을 형성한다. 그리고, 상기 제2 상호 커패시터 패턴(131)은 상기 제2 피딩라인(132)의 폭보다 넓은 광폭(wide width)으로 이루어져, 상기 제2 상호 커패시터 패턴(122)은 상기 제2 공진기 패턴(211)과 커패시티브 커플링을 형성한다.
상기 제1 피딩라인(122)은 상기 입력 전극(Ein) 또는 출력전극(Eout)에 연결된 제1 패턴(122a)과, 상기 제1 상호 커패시터 패턴(121)과 상기 제1 패턴(122a) 사이에 연결되고, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 각각과 중첩되게 형성되어 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)과 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 패턴(122b)을 포함한다. 또한, 상기 제1 피딩라인(122)의 제2 패턴(122b)은 상기 커플링 커패시터 패턴(133)과 중첩되어 상기 커플링 커패시터 패턴(133)과 커패시티브 커플링을 형성한다.
그리고, 상기 제2 피딩라인(132)은 상기 입력 전극(Ein) 또는 출력전극(Eout)에 연결된 제1 패턴(132a)과, 상기 제2 상호 커패시터 패턴(131)과 상기 제1 패턴(132a) 사이에 연결되고, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 각각과 중첩되게 형성되어 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)과 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 패턴(132b)을 포함한다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에서는, 종래와 달리, 상기 제1 및 제2 상호 커패시터 패턴(121,131)이 서로 다른 유전체층에 형성되고, 상기 제1 및 제2 피딩 라인(122,132)이 서로 다른 유전체층에 형성되므로, 상기 제1 및 제2 피딩 라인(122,132)이 형성되는 유전체층의 공간적 여유로 인해, 다른 패턴들과의 전자기적 결합이나 사용 주파수에 대응되는 전기적인 길이를 갖도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132)에 대해 보다 상세히 설명하면, 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132) 각각은 상기 제1 공진기 패턴(111)과 중첩되는 영역에서 상기 제2 공진기 패턴(112)과 중첩되는 영역까지 형성되는 경우, 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132) 각각은 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)의 일부와 크로스 커패시티브 커플링을 형성한다. 즉, 상기 제1 피딩라인(122)과 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 사이에, 그리고 상기 제2 피딩라인(132)과 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 사이에 크로스 커패시티브 커플링이 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132)의 서로간의 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제1 피딩라인(122)과 상기 커플링 커패시터 패턴(133) 사이에도 추가적인 커패시티브 커플링(Coupling)이 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)과 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132) 사이에 형성되는 커패시티브 커플링과, 상기 제1 피딩라인(122)과 상기 커플링 커패시터 패턴(133) 사이에서 형성되는 커패시티브 커플링으로 인해, 통과대역에 추가적인 감쇄극을 형성할 수 있으며, 이때, 커패시티브 커플링량 및 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132)의 길이를 조절하여 저지대역에서 감쇄극의 위치를 조절할 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 도 5의 적층형 필터의 등가 회로도이다.
도 6에서, 622 및 632 각각은 제1 및 제2 피딩라인(122,132)의 제1 패턴(121a,131a)에 해당되고, 611 및 612 각각은 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)에 해당되고, 621a 및 621b는 제1 피딩라인(122)의 제2 패턴(122b)에 해당되고, 631a 및 631b는 제2 피딩라인(132)의 제2 패턴(132b)에 해당된다.
LO1 및 C01은 서로 병렬 결합된 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 사이의 전자계 결합에 의한 인덕턴스 및 커패시턴스에 해당된다.
C11은 제1 피딩라인(122)의 제2 패턴(122b)과 제2 공진기 패턴(112)간의 커패시턴스에 해당되고, C12는 제1 피딩라인(122)의 제2 패턴(122b)과 제1 공진기 패턴(111)간의 커패시턴스에 해당되고, C13은 제1 상호 커패시터 패턴(121)과 제1 공진기 패턴(111)간의 커패시턴스에 해당된다.
C21은 제2 피딩라인(132)의 제2패턴(132b)과 제1 공진기 패턴(111)간의 커패시턴스에 해당되고, C22는 제2 피딩라인(132)의 제2패턴(132b)과 제2 공진기 패턴(112)간의 커패시턴스에 해당되고, C23은 제2 상호 커패시터 패턴(131)과 제1 공진기 패턴(111)간의 커패시턴스에 해당된다.
C14 및 C15는 커플링 커패시터 패턴(133)과 제1 공진기 패턴(111)간 및 커플링 커패시터 패턴(133)과 제2 공진기 패턴(112)간의 커패시턴스에 해당되고, C20은 커플링 커패시터 패턴(133)과 제1 피딩라인(122)의 제2 패턴(122b)간의 커패시턴스에 해당된다.
도 7은 도 5의 적층형 필터의 감쇄특성 그래프이다.
도 7에서, 2.4GHz의 통과대역을 중심으로 하측에 감쇄극(P11)이 형성되어 있고, 상측에는 복수의 감쇄극(P12,P13,P14)이 형성되어 있음을 알 수 있으며, 이와 같이, 종래의 비해, 통과대역을 중심으로 하측 및 상측에서의 감쇄특성이 개선되었음을 알 수 있다.
특히 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132)과 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)과의 커플링량을 조절하고, 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132)의 길이를 조절하는 경우, 저지대역 감쇄극(P11 ~ P14)의 위치를 조절하여 원하는 저지대역 특성을 얻을 수 있다.
도 8은 도 5의 적층형 필터의 변형 예시도로서, 도 8에 도시된 적층형 필터는 도 7에 도시된 적층형 필터와 거의 동일한데, 서로 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하고, 그 설명은 생략되며, 이는 도 9 및 도 10에도 적용된다.
도 5 및 8을 참조하면, 본 발명의 제1 피딩라인(122')은, 상기 입력 전극(Ein) 또는 출력전극(Eout)에 연결된 제1 패턴(122a')과, 상기 제1 상호 커패시터 패턴(121)과 상기 제1 패턴(122a') 사이에 연결되고, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 각각과 중첩되게 형성되어 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)과 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 패턴(122b')을 포함하는데, 여기서, 도 8의 제1 피딩라인(122')의 제2 패턴(122b')은 도 5의 제1 피딩라인(122)의 제2 패턴(122b)과 달리, 상기 제2 피딩라인(132)의 제2 패턴(132b)의 일부와 커패시티브 커플링을 형성한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 적층형 필터에서, 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132)의 제2 패턴(122b,132b)은 다양한 형태의 패턴으로 이루 어질 수 있고, 이에 따라, 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132)의 제2 패턴(122b,132b)은 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)과의 크로스 커패시티브 커플링 및 상기 커플링 커패시터 패턴(133)과의 커패시티브 커플링을 형성하고, 또한 상기 제1 및 제2 피딩라인(122,132)의 제2 패턴(122b,132b) 상호간의 커패시티브 커플링을 형성할 수 있다.
도 9는 도 8의 적층형 필터의 등가 회로도이다.
도 9에 도시한 등가회로는 도 6에 보인 등가회로와의 차이점을 보이고 있는데, 그 차이점으로는, 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 제1 피딩라인(122')의 제2 패턴(122b')과 상기 제2 피딩라인(132)의 제2 패턴(132b)의 일부와의 사이에 형성되는 커패시턴스(C30)가 형성되는 것이다.
도 10은 도 8의 적층형 필터의 감쇄특성 그래프이다.
도 10에서, 2.4GHz의 통과대역을 중심으로 하측에도 복수의 감쇄극(P10,P11)이 형성되어 있고, 또한 상측에도 복수의 감쇄극(P21,P13,P14)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이, 종래의 비해, 통과대역을 중심으로 하측 및 상측에서의 감쇄특성이 개선되었음을 알 수 있다.
또한, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 제1 및 제2 피딩라인(122',132)과 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112)과의 커플링량을 조절하고, 상기 제1 및 제2 피딩라인(122',132)의 길이를 조절하는 경우, 결국 저지대역 감쇄극(P10 ~ P14)의 위치를 조절할 수 있고, 이에 따라 원하는 저지대역 특성을 얻을 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층형 필터의 분해 사시도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층형 필터는, 본 발명의 제1 실시예와 같이, 적층체(200), 제1 및 제2 공진기 패턴(211,212), 제1 상호 커패시터 패턴(222), 제2 상호 커패시터 패턴(221), 제1 피딩 라인(224), 제2 피딩 라인(223) 및 커플링 커패시터 패턴(231)을 포함한다.
상기 적층체(200)는, 복수의 유전체층이 적층된 적층구조(201)를 포함하고, 상기 적층구조(201)의 외부 측면에 형성된 입력 및 출력전극(Ein,Eout)을 포함한다.
상기 제1 및 제2 공진기 패턴(211,212)은, 상기 복수의 유전체층중 제1 유전체층(210)에 소정간격 서로 이격되어 나란히 형성된다. 이러한 공진기 패턴(211,212)의 형상에는 특별히 한정되지 않는다.
상기 제1 상호 커패시터 패턴(222)은, 상기 제1 유전체층(210) 상부의 제2 유전체층(220)에 형성되어, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성한다.
상기 제2 상호 커패시터 패턴(221)은, 상기 제2 유전체층(220)에 형성되어 상기 제1 상호 커패시터 패턴(221)과 이격되고, 상기 제1 및 제2 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성한다.
상기 제1 피딩 라인(224)은, 상기 제2 유전체층(220)에 형성되어 그 일단이 상기 제1 상호 커패시터 패턴(222)과 연결되고, 그 타단이 상기 입력 전극(Ein) 또는 출력전극(Eout)에 연결된다.
상기 제2 피딩 라인(223)은, 상기 제2 유전체층(220)에 형성되어 그 일단이 상기 제2 상호 커패시터 패턴(221)과 연결되고, 그 타단이 상기 출력전극(Eout) 또는 입력 전극(Ein)에 연결된다.
상기 커플링 커패시터 패턴(231)은, 상기 제1 유전체층(210) 하부의 제3 유전층(230)에 형성되어 상기 제1 및 제2 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴 각각과 대향되어 크로스 커패시티브 커플링을 형성한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층형 필터는, 본 발명의 제1 실시예와 같이, 상기 제2 유전체층(220) 상부의 제4 유전체층(240) 및 상기 제3 유전체층(230) 하부의 제5 유전체층(250)중 적어도 하나의 유전체층에 형성된 접지전극(241,251)과, 상기 제4 유전체층(240)의 상부의 제6 유전체층(260) 및 상기 제5 유전체층(250) 하부의 제7 유전체층(270)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제6 유전체층(260) 및 제7 유전체층(270)은 커버층으로 제공될 수 있다.
한편, 상기 접지전극(241,251)과 공진기 패턴이 측면 단자(Side Termination) 또는 비아홀(Via hole)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 상호 커패시터 패턴(222)은 상기 제1 피딩라인(224)의 폭보다 넓은 광폭(wide width)으로 이루어져, 상기 제1 공진기 패턴(211)과 커패시티브 커플링을 형성한다. 그리고, 상기 제2 상호 커패시터 패턴(221)은 상기 제2 피딩라인(223)의 폭보다 넓은 광폭(wide width)으로 이루어져, 상기 제2 공진기 패턴(212)과 커패시티브 커플링을 형성할 수 있다.
상기 제1 피딩라인(224)은 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(211,212) 각각과 중첩되게 형성되어 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(211,212)과 크로스 커패시티브 커플링을 형성하고, 상기 제1 피딩라인(224)은 상기 커플링 커패시터 패턴(231)과 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어진다. 상기 제2 피딩라인(223)은 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(211,212) 각각과 중첩되게 형성되어 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(211,212)과 크로스 커패시티브 커플링을 형성한다.
또한, 상기 제1 피딩라인(223)은 상기 커플링 커패시터 패턴(233)과 중첩되어 상기 커플링 커패시터 패턴(233)과 커패시티브 커플링을 형성한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층형 필터에서, 상기 제1 및 제2 피딩라인(224,223)이 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 이에 대한 일예를 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12는 도 11의 적층형 필터의 변형 예시도로서, 도 12에 도시된 적층형 필터는 도 11에 도시된 적층형 필터와 거의 동일한데, 서로 동일한 구성요소는 동일 한 참조부호를 사용하고, 그 설명은 생략된다.
도 11 및 12를 참조하면, 상기 제1 상호 커패시터 패턴(221')은, 상기 제1 공진기 패턴(211)의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성한다. 그리고, 상기 제2 상호 커패시터 패턴(222')은, 상기 제2 공진기 패턴(212)의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성한다.
도 12의 제1 피딩라인(223')은, 상기 입력 전극(Ein) 또는 출력전극(Eout)에 연결된 제1 패턴(223a)과, 상기 제1 패턴(223a)에 일단이 연결된 제2 패턴(223b)과, 상기 제2 패턴(223b)의 타단과 상기 제1 상호 커패시터 패턴(221') 사이에 연결된 제3 패턴(223c)을 포함한다.
여기서, 상기 제1 피딩라인(223')의 제1 패턴(223a)은 상기 커플링 커패시터 패턴(231)과 중첩되어 상기 커플링 커패시터 패턴(231)과 커패시티브 커플링을 형성하고, 상기 제1 피딩라인(223')의 제3 패턴(223c)은 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(111,112) 각각과 중첩되게 형성되어 상기 제1 및 제2 공진기 패턴(211,212)의 일부와 크로스 커패시티브 커플링을 형성한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의한 적층형 필터에서는, 원하는 저지대역 감쇄특성을 구현할 수 있고, 감쇄극의 위치 조절 또한 용이하며, 특히, 이러한 구조는 LTCC 또는 다층 PCB 등을 이용한 내장형 대역통과필터(Embedded BPF)의 구현에 있어 매우 유용하다. 또한, 발룬(Balun)과 함께 Balanced 형태의 소자 또는 모듈 등의 구현에 이용될 경우 발룬(Balun) 소자로 인해 변화되는 단품(discrete) 대역통 과필터의 감쇄극의 위치 또한 피딩라인 패턴의 길이 또는 피딩라인 패턴과 공진기 패턴 사이에서의 커플링량 조절을 통해 용이하게 조절할 수 있는 장점을 갖는다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 장치는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 통신 시스템 또는/ 및 방송 시스템 등과 같이 고주파를 이용하는 장치에 적용되는 적층형 필터에서, 입력단 또는/및 출력단의 피딩라인이 공진기 패턴과 크로스 커패시티브 커플링(Cross Capacitive Coupling)을 형성하도록 하여, 저지대역의 감쇄특성을 더욱 개선시킬 수 있으며, 또한 입력단 및 출력단의 피딩라인을 서로 다른 층에 배치시키는 경우, 더욱 소형화가 가능하고, 피딩라인의 길이 조절을 통한 감쇄극의 위치를 용이하게 조절할 수 있는 저지대역 감쇄특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 적층형 필터를 LTCC 또는 PCB 기판을 사용한 모듈을 제작할 때 기판 내부에 내장화(Embedded) 함으로써, 이 모듈의 사이즈를 소형화할 수 있고, 개별 칩 부품을 대체하여 제품의 원가경쟁력을 확보할 수 있으며, 단일(Discrete) 칩형 부품의 구현도 용이한 장점을 갖는다.

Claims (11)

  1. 복수의 유전체층이 적층된 적층구조를 포함하고, 상기 적층구조의 외부 측면에 형성된 입력 및 출력전극을 포함하는 적층체;
    상기 복수의 유전체층중 제1 유전체층에 소정간격 서로 이격되어 형성된 복수의 공진기 패턴;
    상기 제1 유전체층 상부의 제2 유전체층에 형성되어, 상기 복수의 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하는 제1 상호 커패시터 패턴;
    상기 제2 유전체층에 형성되어 상기 제1 상호 커패시터 패턴에 연결된 일단과, 상기 입력 전극 또는 출력전극에 연결된 타단을 갖는 제1 피딩 라인;
    상기 제1 유전체층 하부의 제3 유전체층에 형성되어, 상기 복수의 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 상호 커패시터 패턴;
    상기 제3 유전체층에 형성되어 상기 제2 상호 커패시터 패턴과 연결된 일단과, 상기 출력전극 또는 입력 전극에 연결된 타단을 갖는 제2 피딩 라인; 및
    상기 제3 유전층에 형성되어 상기 제2 상호 커패시터 패턴 및 제2 피딩 라인으로부터 이격되고, 상기 복수의 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴 각각과 대향되어 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 커플링 커패시터 패턴
    을 구비하여 이루어진 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유전체층 상부의 유전체층 및 상기 제3 유전체층 하부의 유전체층중 적어도 하나의 유전체층에 형성된 접지 전극
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 피딩라인은
    상기 입력 전극 또는 출력전극에 연결된 제1 패턴; 및
    상기 제1 상호 커패시터 패턴과 상기 제1 패턴 사이에 연결되어, 상기 복수의 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴과 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 패턴
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 피딩라인의 제2 패턴은
    상기 커플링 커패시터 패턴과 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 피딩라인은
    상기 입력 전극 또는 출력전극에 연결된 제1 패턴; 및
    상기 제2 상호 커패시터 패턴과 상기 제2 피딩라인의 제1 패턴 사이에 연결되어, 상기 복수의 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴과 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 패턴
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 피딩라인의 제2 패턴은
    상기 제2 피딩라인의 제2 패턴과의 일부와 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  7. 복수의 유전체층이 적층된 적층구조를 포함하고, 상기 적층구조의 외부 측면에 형성된 입력 및 출력전극을 포함하는 적층체;
    상기 복수의 유전체층중 제1 유전체층에 소정간격 서로 이격되어 형성된 복수의 공진기 패턴;
    상기 제1 유전체층 상부의 제2 유전체층에 형성되어, 상기 복수의 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하는 제1 상호 커패시터 패턴;
    상기 제2 유전체층에 상기 제1 상호 커패시터 패턴과 이격되어 형성되고, 상기 복수의 공진기 패턴중 하나 이상의 공진기 패턴의 일부와 서로 대향되어 커패시티브 커플링을 형성하는 제2 상호 커패시터 패턴;
    상기 제2 유전체층에 형성되어 상기 제1 상호 커패시터 패턴에 연결된 일단 과, 상기 입력 전극 또는 출력전극에 연결된 타단을 갖는 제1 피딩 라인;
    상기 제2 유전체층에 형성되어 상기 제2 상호 커패시터 패턴에 연결된 일단과, 상기 출력전극 또는 입력 전극에 연결된 타단을 갖는 제2 피딩 라인; 및
    상기 제1 유전체층 하부의 제3 유전층에 형성되어 상기 복수의 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴 각각과 대향되어 크로스 커패시티브 커플링을 형성하는 커플링 커패시터 패턴
    을 구비하여 이루어진 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  8. 제7에 있어서,
    상기 제2 유전체층 상부의 유전체층 및 상기 제3 유전체층 하부의 유전체층중 적어도 하나의 유전체층에 형성된 접지전극
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 피딩라인은
    상기 복수의 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴과 크로스 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  10. 제7항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2 피딩라인은
    상기 복수의 공진기 패턴중 2개 이상의 공진기 패턴과 크로스 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 피딩라인은
    상기 커플링 커패시터 패턴과 커패시티브 커플링을 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 저지대역 감쇄특성을 개선한 적층형 필터.
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