KR20240113303A - Hybrid 5g radio frequency filtering method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법에 관한 것으로, 저주파 대역에서는 캐비티 필터보다 크기가 작고, 무게가 가벼우면서도 전기적 특성에서 큰 차이가 없는 유전체 필터를 사용하고, 초고주파 대역에서는 전기적 특성이 좋은 캐비티 필터를 사용하여, 신호를 주파수별로 분리하여 출력할 수 있어 비용 대비 성능을 최대한 높일 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device, which uses a dielectric filter that is smaller and lighter than a cavity filter in the low frequency band and has no significant difference in electrical characteristics, and uses a dielectric filter in the ultra-high frequency band. By using a cavity filter with good electrical characteristics, signals can be output separately by frequency, which has the effect of maximizing cost-performance ratio.
Description
본 발명은 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저주파 및 고주파의 주파수를 필터링할 수 있는 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법이다. The present invention relates to a hybrid 5G radio frequency filtering method, and more specifically, to a radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device capable of filtering low and high frequencies.
필터는 입력되는 주파수 신호 중 특정 대역의 신호만을 통과시키기 위한 장치로, 다양한 방식의 필터가 이용되고 있다. 그 중 이동통신 시스템에서 이용되는 필터는 대체로 유전체 필터 및 도파관 필터가 이용되고 있다.A filter is a device that passes only signals of a specific band among input frequency signals, and various types of filters are used. Among them, the filters used in mobile communication systems are generally dielectric filters and waveguide filters.
유전체 필터는 유전체의 성질을 이용하여 원하는 신호만 통과시키고, 나머지 신호는 감쇄시키는 필터이다. 이러한 유전체 필터는, 파장에 따른 공진을 이용하는 구조적인 필터로, 고유전체의 유전체 세라믹을 이용하여 신호의 전기적 파장을 줄여 콤팩트한 필터를 구현할 수 있다. 이러한 유전체 필터는 컴라인이라 불리는 단위 파장 공진기를 이용하는 경우가 있으며, 별개의 컴라인을 하나씩 연결하는 방식과 하나의 유전체 블록으로 구현하는 모노 블럭 방식이 있다. 그 외에 세라믹을 다층 패턴으로 구현한 세라믹 칩 필터 등이 있다.A dielectric filter is a filter that uses the properties of dielectrics to pass only desired signals and attenuate the remaining signals. This dielectric filter is a structural filter that uses resonance depending on the wavelength, and can implement a compact filter by reducing the electrical wavelength of the signal using a high dielectric dielectric ceramic. These dielectric filters sometimes use a unit wavelength resonator called a com-line, and there is a method of connecting separate com-lines one by one and a monoblock method implemented with one dielectric block. In addition, there are ceramic chip filters that implement ceramics in a multi-layer pattern.
또한, 도파관 필터는 공진 현상을 직접적으로 이용한 것으로 크게 금속 블록을 이용한 캐비티 필터가 있으며, 또한, 유전체를 삽입한 세라믹 도파관 필터가 있다. 이러한 도파관 필터는 위성이나 이동통신 기지국에서와 같이, kW 단위의 대전력을 사용하는데 널리 이용된다.In addition, waveguide filters directly utilize the resonance phenomenon, and there are largely cavity filters using metal blocks, and there are also ceramic waveguide filters with dielectrics inserted. These waveguide filters are widely used to use large power in the kW unit, such as in satellite or mobile communication base stations.
상기와 같은 무선 주파수 필터는 이동통신망에 이용될 수 있으며, 이동통신 시스템에서 필요한 주파수를 필터링하기 위해 이용된다. 그런데, 종래에는 무선 주파수 필터를 이용할 때, 이동통신 시스템에서는 약 800MHz 대역의 저주파 신호 및 약 2GHz 대역의 고주파 신호가 이용되는데, 입력된 신호를 주파수 별로 분리하여 주파수 대역별로 출력한다.The above radio frequency filter can be used in a mobile communication network and is used to filter the frequencies required in the mobile communication system. However, conventionally, when using a radio frequency filter, a low-frequency signal in the approximately 800 MHz band and a high-frequency signal in the approximately 2 GHz band are used in the mobile communication system, and the input signal is separated by frequency and output by frequency band.
이때, 유전체 필터를 이용하여 주파수 대역을 나누어 필터링하는 경우, 고주파 대역의 신호를 출력할 때, 고주파 대역의 신호 특성으로 인해 신호를 주파수 대역으로 나누는 것이 쉽지 않아, 높은 성능이 나오지 않는 문제가 있다.At this time, when filtering by dividing the frequency band using a dielectric filter, when outputting a signal in a high frequency band, it is not easy to divide the signal into frequency bands due to the signal characteristics of the high frequency band, so there is a problem that high performance is not achieved.
또한, 캐비티 필터를 이용하는 경우, 고주파 대역에서 주파수 별로 나누어 출력하는 성능이 좋지만, 저주파 대역에서 주파수 별로 나누어 출력하기 위해서는 내부에 포함되는 공진관 등의 크기가 커지고, 그에 따라 비용이 증가하는 문제가 있다.In addition, when using a cavity filter, the performance of dividing output by frequency in the high frequency band is good, but in order to output dividing by frequency in the low frequency band, the size of the resonator tube included inside increases, and the cost increases accordingly. .
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 저렴한 비용으로, 높은 성능을 가지는 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터링 방법을 제공하는 것이다.The problem that the present invention aims to solve is to provide a hybrid 5G radio frequency filtering method with low cost and high performance.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터링 방법은 저주파 필터부와 고주파 필터부가 서로 개별적으로 제작되어 결합되는데, 상기 저주파 필터부는 일면에 신호 입력 단자가 형성되고, 상기 저주파 필터부는 유전체 블록으로 구현된 모노 블록을 포함하는 유전체 필터기를 포함하고, 상기 유전체 필터기를 통해 소정의 주파수 범위를 갖는 신호를 출력하는 저주파 신호 출력부를 포함하며, 상기 저주파 필터부는 내부에 배치되어 상기 신호 입력 단자로 입력된 신호를 저주파 대역 신호와 고주파 대역 신호로 분리하는 분리기를 포함하며, 상기 저주파 필터부의 일면에 하이패스 필터 신호 출력단자가 있어서 고주파 필터부의 고주파 신호 입력단자와 RF 케이블을 사용하여 결합되고, 상기 고주파 필터부는 하나 이상의 공진관이 배치된 하나 이상의 공진룸을 포함하는 캐비티 필터기를 포함하고, 상기 캐비티 필터기를 통해 상기 분리기에서 분리된 고주파 대역의 신호를 출력하는 고주파 신호 출력부를 포함하고, 상기 캐비티 필터기에는 공진관을 따라 삽입 깊이가 조절되어 상기 캐비티 필터기로부터 출력되는 주파수 범위를 세부 조정하는 튜닝 스크류가 배치되어 있는 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법일 수 있다. In order to achieve the above object, the hybrid 5G radio frequency filtering method according to an embodiment of the present invention is manufactured separately and combined with a low-frequency filter unit and a high-frequency filter unit, and a signal input terminal is formed on one side of the low-frequency filter unit. The low-frequency filter unit includes a dielectric filter including a monoblock implemented as a dielectric block, and a low-frequency signal output unit that outputs a signal having a predetermined frequency range through the dielectric filter, and the low-frequency filter unit is inside the low-frequency filter unit. It includes a separator disposed to separate the signal input to the signal input terminal into a low-frequency band signal and a high-frequency band signal, and has a high-pass filter signal output terminal on one side of the low-frequency filter unit to connect the high-frequency signal input terminal of the high-frequency filter unit to the RF cable. The high-frequency filter unit includes a cavity filter including one or more resonance rooms in which one or more resonance tubes are disposed, and a high-frequency signal output unit that outputs a signal in the high-frequency band separated from the separator through the cavity filter. A radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device, wherein the cavity filter has a tuning screw whose insertion depth is adjusted along the resonance tube to finely adjust the frequency range output from the cavity filter. It can be.
상기 저주파 필터부는 698MHz 이상 787MHz 이하 범위의 주파수를 분리하여 복수의 저주파 대역의 신호를 출력하는 유전체 필터가 이용되는 무선 주파수 필터링 방법일 수 있다.The low-frequency filter unit may be a radio frequency filtering method using a dielectric filter that separates frequencies in the range of 698 MHz to 787 MHz and outputs signals in a plurality of low-frequency bands.
상기 고주파 필터부는 5G용 3,500MHz 이상 3,700MHz 이하 범위의 주파수를 분리하여 복수의 고주파 대역의 신호를 출력하는 캐비티 필터가 이용되는 무선 주파수 필터링 방법일 수 있다.The high-frequency filter unit may be a radio-frequency filtering method that uses a cavity filter that separates frequencies in the range of 3,500 MHz to 3,700 MHz for 5G and outputs signals in a plurality of high-frequency bands.
상기 캐비티 필터기의 바디와 커버의 재질은 알루미늄, 공진기와 튜닝 스크류의 재질은 황동을 사용하는데, 상기 알루미늄과 황동은 모두 은 도금 후 사용하는 무선 주파수 필터링 방법일 수 있다.The material of the body and cover of the cavity filter is aluminum, and the material of the resonator and tuning screw is brass, and both aluminum and brass can be used in a radio frequency filtering method that is used after silver plating.
상기 캐비티 필터기의 공진룸의 한쪽 격벽의 길이와 공진관의 지름의 크기 비율이 3:1인 무선 주파수 필터링 방법일 수 있다.This may be a radio frequency filtering method in which the size ratio of the length of one partition of the resonance room of the cavity filter and the diameter of the resonance tube is 3:1.
상기 유전체 필터기와 상기 캐비티 필터기는 삽입손실(Insertion Loss)이 5dB 이하인 무선 주파수 필터링 방법일 수 있다.The dielectric filter and the cavity filter may be a radio frequency filtering method with an insertion loss of 5 dB or less.
상기 유전체 필터기와 상기 캐비티 필터기는 반사손실(Return Loss)이 13dB 이상인 무선 주파수 필터링 방법일 수 있다.The dielectric filter and the cavity filter may be a radio frequency filtering method having a return loss of 13 dB or more.
저주파 대역에서 캐비티 필터보다 크기가 작고 무게가 가벼운 유전체 필터를 사용하고, 고주파 대역에서 전기적 특성이 좋은 캐피티 필터를 사용하여 비용 대비 성능을 최대한 높일 수 있는 효과가 있다. By using a dielectric filter that is smaller and lighter than a cavity filter in the low-frequency band, and by using a cavity filter with good electrical characteristics in the high-frequency band, the cost-performance ratio can be maximized.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터를 내려다본 모습이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터의 후면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터의 고주파 필터부의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터의 저주파 필터부의 내부 모습이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터의 고주파 필터부의 전기적 특성을 나타낸 그래프이다. Figure 1 is a view looking down at a hybrid 5G radio frequency filter according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view of a hybrid 5G radio frequency filter according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a rear view of a hybrid 5G radio frequency filter according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the internal configuration of the high-frequency filter unit of a hybrid 5G radio frequency filter according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an internal view of the low-frequency filter unit of a hybrid 5G radio frequency filter according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing the electrical characteristics of the high-frequency filter unit of a hybrid 5G radio frequency filter according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 효율적으로 설명하기 위하여 제공되는 것이다.In order to fully understand the configuration and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms and various changes can be made. However, the description of this embodiment is provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to efficiently explain the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터는 저주파 필터부(110)와 고주파 필터부(120)가 서로 개별적으로 제작되어 결합되는데 저주파 필터부(110)의 하이패스 필터 신호 출력단자(114)와 고주파 필터부의 고주파 신호 입력단자(122)를 RF 케이블(121)을 사용하여 연결한다.Referring to Figures 1 to 3, the hybrid 5G radio frequency filter according to an embodiment of the present invention has a low-frequency filter unit 110 and a high-frequency filter unit 120 individually manufactured and combined with each other, and the low-frequency filter unit ( Connect the high-pass filter signal output terminal 114 of 110) and the high-frequency signal input terminal 122 of the high-frequency filter unit using an RF cable 121.
저주파 대역에서는 캐비티 필터보다 크기가 작고(약 1/10), 무게가 가벼우면서(약 1/10)도 전기적 특성에서 큰 차이가 없는 유전체 필터를 사용하고, 초고주파 대역에서는 전기적 특성이 좋은 캐비티 필터를 사용하여 비용 대비 성능을 최대한 높일 수 있다. In the low frequency band, a dielectric filter is used that is smaller in size (about 1/10) and lighter in weight (about 1/10) than the cavity filter, but has no significant difference in electrical characteristics. In the ultra-high frequency band, a cavity filter with good electrical characteristics is used. You can use it to maximize cost-performance ratio.
두 필터를 결합할 수 있게 만들어 주는 기술은 입력단자 다음 단에 다이플렉서(Low Pass Filter(LPF) + High Pass Filter(HPF))를 상용하여 저주파 부분과 고주파 부분의 간섭을 차단하는 기술이다. 두 필터의 미스매칭으로 인한 캐비티 필터의 특성 저하는 하이패스 필터의 선폭을 조절하거나 소자(Capacitor, Inductor)값을 변경 또는 추가로 튜닝 한다.The technology that makes it possible to combine two filters is a technology that uses a diplexer (Low Pass Filter (LPF) + High Pass Filter (HPF)) at the next stage of the input terminal to block interference between low and high frequency parts. If the characteristics of the cavity filter deteriorate due to mismatching of the two filters, adjust the line width of the high-pass filter or change or additionally tune the element (capacitor, inductor) values.
저주파 필터부(110)는 수신되는 신호에서 저주파에 해당하는 주파수를 분리하여 출력하기 위해 구비된다. 본 실시예에서, 저주파 필터부(110)는 세라믹을 이용한 유전체 필터일 수 있다. 유전체 필터는 파장에 따른 공진을 이용하는 구조적인 필터로, 고유전체의 유전체 세라믹을 이용하여 신호의 전기적인 파장을 줄일 수 있다. 그에 따라 유전체 필터는 작은 크기로 제작할 수 있다. 또한, 이러한 유전체 필터는 하나의 유전체 블록으로 구현하여 모노 블록으로 제조할 수 있는데, 본 실시예에서, 이용되는 저주파 필터부(110)는 모노 블록으로 제조된 것을 이용한다. The low-frequency filter unit 110 is provided to separate and output frequencies corresponding to low frequencies from the received signal. In this embodiment, the low-frequency filter unit 110 may be a dielectric filter using ceramic. A dielectric filter is a structural filter that uses resonance depending on the wavelength, and can reduce the electrical wavelength of the signal by using a high dielectric dielectric ceramic. Accordingly, dielectric filters can be manufactured in small sizes. Additionally, this dielectric filter can be implemented as a single dielectric block and manufactured as a monoblock. In this embodiment, the low-frequency filter unit 110 used is manufactured as a monoblock.
도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터의 저주파 필터부(110)의 내부 구성에 대해 상세하게 설명한다. 저주파 필터부(110)는, 도시된 바와 같이, 외부에 신호 입력부(111), 저주파 출력부 및 검증단자(112)가 배치된다. 그리고 내부에 제1 내지 제6 유전체 필터기(C1, C2, C3, C4, C5, C6), 분리기(S) 및 고주파 신호 입력부(121)가 배치된다. .Referring to FIG. 5, the internal configuration of the low-frequency filter unit 110 of the hybrid 5G radio frequency filter according to an embodiment of the present invention will be described in detail. As shown, the low-frequency filter unit 110 has a signal input unit 111, a low-frequency output unit, and a verification terminal 112 disposed on the outside. And the first to sixth dielectric filters (C1, C2, C3, C4, C5, C6), a separator (S), and a high-frequency signal input unit 121 are disposed inside. .
신호 입력부(111)를 통해 입력된 신호는 저주파 필터부(110)의 내부로 이동하고, 일부 신호가 분기되어 검증단자(112)로 출력될 수 있다. 검증단자(112)는 신호 입력부(111)에서 정상적으로 신호가 입력되는 지를 검증하기 위해 구비된다.The signal input through the signal input unit 111 moves inside the low-frequency filter unit 110, and some signals may be branched and output to the verification terminal 112. The verification terminal 112 is provided to verify whether a signal is normally input from the signal input unit 111.
분리기(S)에서 분리된 저주파 신호는 제1 내지 제6 유전체 필터기(C1, C2, C3, C4, C5, C6)를 통해 제1 내지 제4 저주파 출력단자(113a, 113b, 113c, 113d)로 출력된다. 분리기(S)에서 분리된 저주파 신호는 제1 유전체 필터기(C1)를 통해 저주파 대역 중 소정의 범위 내의 주파수 대역이 제1 저주파 출력단자(113a)를 통해 외부로 출력될 수 있다. 그리고 제1 유전체 필터기(C1)를 통해 출력된 신호 중 일부는 제2 유전체 필터기(C2)를 통해 저주파 대역 중 소정의 범위 내의 주파수 대역이 제2 저주파 출력단자(113b)를 통해 외부로 출력될 수 있다.The low-frequency signal separated from the separator (S) is transmitted to the first to fourth low-frequency output terminals (113a, 113b, 113c, 113d) through the first to sixth dielectric filters (C1, C2, C3, C4, C5, C6). It is output as The low-frequency signal separated by the separator (S) may be output to the outside through the first dielectric filter (C1) and a frequency band within a predetermined range of the low-frequency band through the first low-frequency output terminal (113a). And, part of the signal output through the first dielectric filter (C1) is output to the outside through the second dielectric filter (C2), and a frequency band within a predetermined range of the low frequency band is output through the second low frequency output terminal (113b). It can be.
그리고 분리기(S)에서 분리된 저주파 신호 중 일부는 제3 유전체 필터기(C3)을 통해 저주파 대역 중 소정의 범위 내의 주파수 대역이 제4 저주파 출력단자(113d)를 통해 외부로 출력될 수 있다. 또한, 분리기(S)에서 분리된 저주파 신호 중 일부는 제4 유전체 필터기(C4)를 통하고, 제4 유전체 필터기(C4)를 통해 출력된 신호가 각각 제5 유전체 필터기(C5) 및 제6 유전체 필터기(C6)를 통과한 다음, 합쳐진 상태에서, 제3 저주파 출력단자(113c)를 통해 외부로 출력될 수 있다.In addition, some of the low-frequency signals separated by the separator (S) may be output to the outside through the third dielectric filter (C3) and the frequency band within a predetermined range among the low-frequency bands through the fourth low-frequency output terminal (113d). In addition, some of the low-frequency signals separated from the separator (S) pass through the fourth dielectric filter (C4), and the signal output through the fourth dielectric filter (C4) passes through the fifth dielectric filter (C5) and the fourth dielectric filter (C4), respectively. After passing through the sixth dielectric filter (C6), they can be output to the outside through the third low-frequency output terminal (113c) in a combined state.
본 실시예에서, 저주파 신호 출력부를 통해 출력되는 주파수 대역은 698MHz 이상 787MHz 이하일 수 있다. 이때, 제1 내지 제4 저주파 출력단자(113a, 113b, 113c, 113d)를 통해 출력되는 신호의 주파수 대역은 서로 다를 수 있으며, 사용되기 위한 주파수 대역에 따라 저주파 필터부(110)의 내부 구성이 달라질 수 있다.In this embodiment, the frequency band output through the low-frequency signal output unit may be 698 MHz or more and 787 MHz or less. At this time, the frequency bands of the signals output through the first to fourth low-frequency output terminals 113a, 113b, 113c, and 113d may be different, and the internal configuration of the low-frequency filter unit 110 varies depending on the frequency band to be used. It may vary.
분리기(S)에서 분리된 고주파 신호는 하이패스 필터 신호 출력단자(114)를 통해 고주파 필터부(120)로 이동한다. 캐비티 필터는 도파관에 하나의 구멍을 형성하고, 형성된 구멍에 튜닝 스크류를 체결하여 튜닝 스크류의 체결 정도를 조절하는 것으로, 도파관을 따라 이동되는 신호의 주파수에 영향을 줄 수 있어, 주파수 선택성이 있다. 이러한 기본적인 도파관의 원리를 이용하여 다양한 방식으로 필터를 구현할 수 있다.The high-frequency signal separated in the separator (S) moves to the high-frequency filter unit 120 through the high-pass filter signal output terminal 114. The cavity filter forms a hole in the waveguide and fastens a tuning screw to the formed hole to control the degree of fastening of the tuning screw. It can affect the frequency of the signal moving along the waveguide and has frequency selectivity. Filters can be implemented in various ways using these basic waveguide principles.
도 4를 참조하면, 고주파 필터부(120) 내부의 각 공진룸(R)은 인접한 공진룸(R)사이에 격벽(PW)이 배치될 수 있다. 이렇게 형성된 격벽(PW)으로 인해 각 공진룸(R)의 공간이 정의될 수 있다. 그렇다 하더라도 각 공진룸(R)은 서로 완전히 차단된 공간은 아니다. Referring to FIG. 4, each resonance room (R) within the high frequency filter unit 120 may have a partition wall (PW) disposed between adjacent resonance rooms (R). The space of each resonance room (R) can be defined by the partition wall (PW) formed in this way. Even so, each resonance room (R) is not a space completely blocked from each other.
Q값(필터의 로스에 영향)을 최대로 하기 위해 공진룸(R)의 한쪽 격벽(PW)과 공진관(WG)의 지름(d) 크기의 비율은 3:1이 바람직하다. 공진관(WG)의 외경은 공진룸(R)의 크기를 감안하여 결정하고, 길이는 패스밴드 주파수에 의해 결정된다. 고주파 출력단자(123)를 통해 출력되는 주파수 대역에 대해 각 공진룸(R)에 형성된 필터 조정부(FC)를 이용하여 세밀하게 조정이 이루어질 수 있다. 필터 조정부(FC)는 공진관을 따라 삽입 깊이가 조절되는 튜닝 스크류로 조절될 수 있다.In order to maximize the Q value (affecting filter loss), the ratio of the diameter (d) of the partition wall (PW) on one side of the resonance room (R) and the diameter (d) of the resonance tube (WG) is preferably 3:1. The outer diameter of the resonance tube (WG) is determined considering the size of the resonance room (R), and the length is determined by the passband frequency. The frequency band output through the high frequency output terminal 123 can be precisely adjusted using the filter control unit (FC) formed in each resonance room (R). The filter control unit (FC) can be adjusted with a tuning screw whose insertion depth is adjusted along the resonator tube.
대역통과필터의 구조는 일반적으로 가장 많이 사용하는 컴라인 구조를 적용하였다. 컴라인 필터인 케비티 필터는 λ/4 동축 공진기의 입력단과 출력단을 자계결합하는 구조이므로 손실과 대역폭이 비교적 작은 대역통과 필터에 적합하다. 동축공진기의 초기 치수를 구하기 위해 동축선로의 특성 임피던스 Zo를 구해야하며, 동축선로에서 내경의 지름이 d이고 외경의 지름이 b이면, 특성 임피던스 Zo는 다음과 같다. 여기서 은 상대유전율이다.The structure of the band-pass filter is the most commonly used com-line structure. The cavity filter, which is a comb line filter, has a structure that magnetically couples the input and output ends of a λ/4 coaxial resonator, so it is suitable as a bandpass filter with relatively small loss and bandwidth. To find the initial dimensions of the coaxial resonator, the characteristic impedance Zo of the coaxial line must be obtained. If the inner diameter of the coaxial line is d and the outer diameter is b, the characteristic impedance Zo is as follows. here is the relative permittivity.
필터의 설계에는 삽입손실법, 어드미턴스를 사용하는 방법 등이 있지만 본 발명의 실시예에서는 외부 Q와 결합계수를 이용하였다. There are methods for designing a filter, such as insertion loss method and method using admittance, but in the embodiment of the present invention, external Q and coupling coefficient were used.
여기서 는 입력측 외부 Q값이며, 은 기본형 저역통과필터의 소자 값이다 그리고 , i+1은 i번째 공진기와 i+1번째 공진기의 결합 계수이며 FBW는 비대역폭이다.here is the external Q value on the input side, is the element value of the basic low-pass filter, and , i+1 is the coupling coefficient of the ith resonator and the i+1th resonator, and FBW is the specific bandwidth.
외부 Q값은 공진기의 입출력단의 탭의 위치와 연관이 있으며, 탭의 위치를 변화에 따른 외부Q값을 시뮬레이션해서 얻을 결과를 나타낸 것이다. 컴라인 케비티필터의 공진기 사이의 구조는 입출력포트가 없는 구조이기 때문에 고유공진기모드의 첫 번째 공진기주파수(f1) 과 두 번째 공진기주파수(f2)를 이용해서 다음과 같이 결합 계수를 계산한다.The external Q value is related to the position of the tap on the input and output terminal of the resonator, and shows the results obtained by simulating the external Q value according to the change in the position of the tap. Since the structure between the resonators of the comline cavity filter is a structure without input/output ports, the coupling coefficient is calculated as follows using the first resonator frequency (f1) and the second resonator frequency (f2) of the natural resonator mode.
여기서 는 결합계수, 은 결합캐패시턴스 그리고 C는 자가캐패시턴스이다. here is the coupling coefficient, is the coupling capacitance and C is the self capacitance.
제작의 편의를 위해 인덕티브 윈도우 구조를 사용한다. For convenience of production, an inductive window structure is used.
고주파 필터기를 통해 출력되는 고주파 대역은 소정의 주파수 범위를 가질 수 있으며, 본 실시예에서 3,500MHz 내지 3,700MHz일 수 있다. The high frequency band output through the high frequency filter may have a predetermined frequency range, and in this embodiment, may be 3,500 MHz to 3,700 MHz.
캐비티 필터기의 바디와 커버의 재질은 알루미늄, 공진관과 튜닝 스크류의 재질은 황동을 사용하는데, 상기 알루미늄과 황동은 모두 은 도금 후 사용하는 것이 바람직하다. The material of the body and cover of the cavity filter is aluminum, and the material of the resonance tube and tuning screw is brass. It is desirable to use both aluminum and brass after silver plating.
본 발명의 일 실시예에 따른 5G 용 캐비티 필터의 전기적 특성은 도6의 그래프와 같으며 저주파 필터부와 고주파 필터부를 결합한 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터의 전기적 특성은 표1과 같다. The electrical characteristics of the cavity filter for 5G according to an embodiment of the present invention are as shown in the graph in Figure 6, and the electrical characteristics of the hybrid 5G radio frequency filter combining a low-frequency filter unit and a high-frequency filter unit are shown in Table 1.
(4G)Low frequency filter part
(4G)
(5G)High frequency filter part
(5G)
698-710 MHz75dB at
698-710 MHz
698-787 MHz90dB at
698-787 MHz
776-787 MHz76dB at
776-787 MHz
3500-3700 MHz36dB at
3500-3700 MHz
저주파 필터부의 유전체 필터기와 고주파 필터부의 캐비티 필터기의 삽입손실(Insertion Loss)은 5dB 이하가 바람직하며 본 발명의 실시예에서는 3.2dB 이하를 유지하였다. 대역내 리플은 4dB 이하가 바람직하며 본 발명의 실시예에서는 0.5dB 이하를 유지하였다. 반사손실은 13dB 이상인 것이 바람직하며 본 발명의 실시예에서는 15dB 이상을 유지하였다. The insertion loss of the dielectric filter of the low-frequency filter part and the cavity filter of the high-frequency filter part is preferably 5 dB or less, and in the embodiment of the present invention, it was maintained at 3.2 dB or less. The in-band ripple is preferably 4 dB or less, and in the embodiment of the present invention, it was maintained at 0.5 dB or less. The reflection loss is preferably 13 dB or more, and in the embodiment of the present invention, it was maintained at 15 dB or more.
실시예의 삽입손실과 반사손실 값을 보면 유전체 필터를 사용한 저주파 필터부보다 캐비티 필터를 사용한 고주파 필터부의 전기적 특성이 우수함을 알 수 있다. 저주파 대역에서는 전기적 특성은 다소 우수하지 못하지만 크기가 작고 무게가 가벼운 유전체 필터를 사용하고, 초고주파 대역에서는 전기적 특성이 우수한 캐비티 필터를 사용하여 비용 대비 성능을 최대한 높일 수 있다.Looking at the insertion loss and reflection loss values of the embodiment, it can be seen that the electrical characteristics of the high-frequency filter part using a cavity filter are superior to the low-frequency filter part using a dielectric filter. In the low-frequency band, a dielectric filter that is small in size and light in weight is used, although the electrical characteristics are somewhat inferior, and in the ultra-high frequency band, a cavity filter with excellent electrical characteristics can be used to maximize cost-performance ratio.
100 : 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터
110 : 저주파 필터부
111 : 신호 입력부
112 : 검증단자
113a , 113b , 113c , 113d : 제1 내지 제4 저주파 신호 출력부
114 : 하이패스 필터 신호 출력단자
120 : 고주파 필터부
121 : RF 케이블
122 : 고주파 신호 입력단자
123 : 고주파 신호 출력부
C1 , C2 , C3 , C4 , C5 , C6 : 제1 내지 제6 유전체 필터기
S : 분리기
FC : 필터 조정부
R : 공진룸
WG : 공진관
PW : 격벽
d : 지름100: Hybrid 5G radio frequency filter
110: low frequency filter unit
111: signal input unit
112: verification terminal
113a, 113b, 113c, 113d: first to fourth low-frequency signal output units
114: High-pass filter signal output terminal
120: High frequency filter unit
121: RF cable
122: High frequency signal input terminal
123: High frequency signal output unit
C1, C2, C3, C4, C5, C6: first to sixth dielectric filters
S: Separator
FC: Filter control unit
R: resonance room
WG: Resonant tube
PW: Bulkhead
d: diameter
Claims (7)
It is a radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filtering device, in which the low-frequency filter unit and the high-frequency filter unit are manufactured separately and combined, wherein a signal input terminal is formed on one surface of the low-frequency filter unit, and the low-frequency filter unit is a dielectric block. It includes a dielectric filter including a monoblock implemented as a low-frequency signal output unit that outputs a signal having a predetermined frequency range through the dielectric filter, and the low-frequency filter unit is disposed inside and inputs to the signal input terminal. It includes a separator that separates the signal into a low-frequency band signal and a high-frequency band signal, and has a high-pass filter signal output terminal on one side of the low-frequency filter unit, which is coupled to the high-frequency signal input terminal of the high-frequency filter unit using an RF cable, and the high-frequency filter unit. The unit includes a cavity filter including one or more resonance rooms in which one or more resonance tubes are disposed, and a high-frequency signal output unit that outputs a signal in a high-frequency band separated from the separator through the cavity filter, and the cavity filter includes A radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device in which a tuning screw is arranged to fine-tune the frequency range output from the cavity filter by adjusting the insertion depth along the resonant tube.
상기 저주파 필터부는 698MHz 이상 787MHz 이하 범위의 주파수를 분리하여 복수의 저주파 대역의 신호를 출력하는 유전체 필터가 이용된 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법.
In claim 1,
A radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device in which the low-frequency filter unit uses a dielectric filter that separates frequencies in the range of 698 MHz to 787 MHz and outputs signals in multiple low-frequency bands.
상기 고주파 필터부는 5G용 3,500MHz 이상 3,700MHz 이하 범위의 고주파 대역의 신호를 출력하는 캐비티 필터가 이용된 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법.
In claim 1,
A radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device in which the high frequency filter unit uses a cavity filter that outputs a signal in a high frequency band in the range of 3,500 MHz to 3,700 MHz for 5G.
상기 캐비티 필터기의 바디와 커버의 재질은 알루미늄, 공진기와 튜닝 스크류의 재질은 황동을 사용하는데, 상기 알루미늄과 황동은 모두 은 도금 후 사용하는 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법.
In claim 1,
The material of the body and cover of the cavity filter is aluminum, and the material of the resonator and tuning screw is brass. Radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device in which both aluminum and brass are used after silver plating. .
상기 캐비티 필터기의 공진룸의 한쪽 격벽의 길이와 공진관의 지름의 크기 비율이 3:1인 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법.
In claim 1,
A radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device in which the size ratio of the length of one partition of the resonance room of the cavity filter and the diameter of the resonance tube is 3:1.
상기 유전체 필터기와 상기 캐비티 필터기는 삽입손실(Insertion Loss)이 5dB 이하인 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법.
In claim 1,
A radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device in which the dielectric filter and the cavity filter have an insertion loss of 5 dB or less.
상기 유전체 필터기와 상기 캐비티 필터기는 반사손실(Return Loss)이 13dB 이상인 하이브리드 방식의 5G 무선 주파수 필터 장치를 이용한 무선 주파수 필터링 방법.
In claim 1,
A radio frequency filtering method using a hybrid 5G radio frequency filter device in which the dielectric filter and the cavity filter have a return loss of 13 dB or more.
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|---|---|---|---|
| KR1020230005704A KR20240113303A (en) | 2023-01-13 | 2023-01-13 | Hybrid 5g radio frequency filtering method |
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Citations (2)
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| KR20180091220A (en) | 2017-02-06 | 2018-08-16 | 고려대학교 산학협력단 | A drug delivery system for cancer cells comprising indomethacin guided drug delivery conjugate |
| KR20200028400A (en) | 2017-07-07 | 2020-03-16 | 다우 코닝 도레이 캄파니 리미티드 | Organopolysiloxane composition for forming pressure-sensitive adhesive layer and use thereof |
-
2023
- 2023-01-13 KR KR1020230005704A patent/KR20240113303A/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
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