(57)【要約】  本発明は、基本周波数帯域である第１の周波数帯域の信号をフィルタリングする第１のフィルタ部と、基本周波数帯域とともに追加される追加周波数帯域である第２の周波数帯域の信号をフィルタリングする第２のフィルタ部と、第２のフィルタ部を構成する共振端のうち少なくとも一つの共振端を接地端と接続又は遮断して該当共振端の共振機能を消滅又は維持する構造を有するスイッチング部とを含む無線周波数フィルタが提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本周波数帯域である第１の周波数帯域の信号をフィルタリングする第１のフィルタ部と、
前記基本周波数帯域とともに追加される追加周波数帯域である第２の周波数帯域の信号をフィルタリングする第２のフィルタ部と、
前記第２のフィルタ部を構成する共振端のうち少なくとも一つの共振端を接地端と接続又は遮断して該当共振端の共振機能を消滅又は維持する構造を有するスイッチング部と、
を含むことを特徴とする無線周波数フィルタ。
【請求項２】
前記第２のフィルタ部は、複数の共振端が多段で順次に接続される構造を有し、
前記スイッチング部は、第２の共振端又は第３の共振端を接地端に接続されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線周波数フィルタ。
【請求項３】
前記第２のフィルタ部は、キャビティ構造を有し、
前記スイッチング部は、前記キャビティの内部に挿入され、キャビティの外部に引き出されるように移動可能に設計され、キャビティ内部への挿入時に共振素子と電気的に接続されて前記共振素子を接地端に接続するスイッチングピンを有するスイッチング端子と、
外部制御信号により前記スイッチングピンを移動させる駆動器と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線周波数フィルタ。
【請求項４】
前記共振素子は、金属棒形態の共振素子であり、
前記スイッチングピンは、金属材質で構成され、前記キャビティ内部への挿入時に前記共振素子の上端と直接接触して前記共振素子を接地端に接続する構造を有することを特徴とする請求項３に記載の無線周波数フィルタ。
【請求項５】
前記スイッチング端子は、
前記スイッチングピンを初期位置に復元させるために復原力を提供する弾性体と、
前記スイッチングピン及び前記弾性体を全体的に囲まれて支持するケースと、をさらに含み、
前記ケースが前記キャビティを一部形成するカバーに備えられる貫通孔に結合されて設置されることを特徴とする請求項４に記載の無線周波数フィルタ。
【請求項６】
前記共振素子は、誘電体共振素子であり、
前記スイッチングピンは、フェライト成分で構成され、前記キャビティ内部への挿入時に前記共振素子の上端に近く位置して共振機能を消滅させるように構成されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の無線周波数フィルタ。
【請求項７】
前記駆動器は、外部制御信号により駆動力を発生するモータを主構成要素として有し、前記モータの駆動力により駆動されて前記スイッチングピンを押す形態で移動させるプッシュ機構を含むことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の無線周波数フィルタ。
【請求項８】
前記プッシュ機構は、前記モータの駆動時に前記スイッチングピンの上部から上下方向に弧を描くように回転移動し、前記スイッチングピンの突出されている上端を押す構造を有することを特徴とする請求項７に記載の無線周波数フィルタ。
【請求項９】
前記プッシュ機構は、前記スイッチングピンの上端と当接される傾斜面を有し、前記モータの駆動時に前記スイッチングピン側へ側面から直線移動し、前記傾斜面によりスイッチングピンの上端が滑りつつ押される構造を有することを特徴とする請求項７に記載の無線周波数フィルタ。
【請求項１０】
前記プッシュ機構は、前記スイッチングピンの上端と当接される傾斜面を有し、前記モータの駆動時に前記スイッチングピン側へ側面から弧を描くように回転移動し、前記傾斜面により前記スイッチングピンの上端が滑りつつ押される構造を有することを特徴とする請求項７に記載の無線周波数フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムで使用される無線周波数フィルタに関するもので、特に、キャビティフィルタのようにキャビティ(cavity)構造を有する場合により有用であり、フィルタリング帯域の拡大を可能にするための無線周波数フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数フィルタは、特にキャビティ構造を有する無線周波数フィルタ無線通信システムにおいて送受信無線信号の処理のために使用される。特に、無線周波数フィルタは、移動通信システムで基地局又は中継器に代表的に適用される。
【０００３】
キャビティ構造を有する無線周波数フィルタは、一般的に通常金属材質のハウジングを通じて直方体などの収容空間、すなわち複数のキャビティ構造を備え、各キャビティ構造の内部に誘電体共振(Dielectric Resonance：ＤＲ)素子又は金属共振棒を有する共振素子が各々提供されて超高周波の共振を発生させる。それぞれのキャビティに対して一つの共振端を形成し、通常複数の共振端が順次に接続される多段構造を有する。また、このようなキャビティ構造を有する無線周波数フィルタで、キャビティ構造の上部には該当キャビティ構造の開放面を遮蔽するカバーが備えられ、カバーは、該当無線周波数フィルタのフィルタリング特性をチューニングするためのチューニング構造として、複数のチューニングスクリュー及び該当チューニングスクリューを固定するためのナットが設けられる。キャビティ構造を有する無線周波数フィルタに関する一例が、本願の出願人により先出願された韓国特許公開公報第１０-２００４-１０００８４号(名称：無線周波数フィルタ、公開日：２００４年１２月２日、発明者：Ｊｏｎｇ-Ｇｙｕ  Ｐａｒｋ、Ｓａｎｇ-Ｓｉｋ  Ｐａｒｋ、Ｓｅｕｎｇ-Ｔａｅｋ  Ｊｅｏｎｇ)に開示されている。
【０００４】
一方、最近で、移動通信サービスのために割り当てられた使用可能な周波数帯域の飽和状態を解消するために、他のサービス、例えば、放送サービスのために規定された周波数帯域(例えば、７００ＭＨｚ帯域)に対する割り当てが考慮されている。さらに、一つのサービスプロバイダが他のプロバイダを吸収統合し、他のプロバイダが使用した周波数帯域を統合管理しつつサービスしなければならない状況が発生することもある。この場合、サービスプロバイダの基地局システムは、現在処理周波数帯域だけでなく追加される周波数帯域に対する処理も並行できる機能が要求される。しかしながら、このとき、既存の基地局システムで追加される周波数帯域の信号を処理するために既存に設置された基地局システムの各々に作業者が直接訪問して各装備を交替又はチューニングする作業は作業上の難しさとともに作業時間及び作業コストにおいて相当な負担にならざるを得ない。
【０００５】
したがって、最近、基地局システムは、初期設置の際に、以後追加処理する周波数帯域も考慮して、予め必要な装備を追加に設置し、あるいは各装備の動作性能を実現して置く場合が増加している。例えば、アンテナ放射素子は、現在処理周波数帯域(例えば、８００ＭＨｚ)だけでなく、以後、追加される周波数帯域(例えば、７００ＭＨｚ）を考慮して広帯域放射素子で構成することができる。
【０００６】
しかしながら、基地局システムで使用される無線周波数フィルタは、その動作特性上、非常に敏感で、かつ優れたフィルタリング特性が要求されており、既存の周波数帯域に追加される周波数帯域をそれぞれの場合に満足のいく信号処理特性を得るのに難しさがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許公開公報第１０-２００４-１０００８４号
【特許文献２】韓国特許公開公報第１０-２００９-００５３５８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、フィルタリング帯域の拡大が可能であり、既存のフィルタリング帯域と追加拡大されるフィルタリング帯域の信号処理の各々に対するフィルタリング特性を良く維持するための無線周波数フィルタを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、設置コスト及び設置空間をより效率的に節約し、フィルタリング帯域の拡大が可能な構造を有する無線周波数フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、基本周波数帯域である第１の周波数帯域の信号をフィルタリングする第１のフィルタ部と、基本周波数帯域とともに追加される追加周波数帯域である第２の周波数帯域の信号をフィルタリングする第２のフィルタ部と、第２のフィルタ部を構成する共振端のうち少なくとも一つの共振端を接地端と接続又は遮断して該当共振端の共振機能を消滅又は維持する構造を有するスイッチング部とを含む無線周波数フィルタが提供される。
【００１１】
第２のフィルタ部は、複数の共振端が多段で順次に接続される構造を有し、スイッチング部は、第２の共振端又は第３の共振端を接地端に接続されるように構成される。
【００１２】
第２のフィルタ部は、キャビティ構造を有し、スイッチング部は、キャビティの内部に挿入され、キャビティの外部に引き出されるように移動可能に設計され、キャビティ内部への挿入時に共振素子と電気的に接続されて共振素子を接地端に接続するスイッチングピンを有するスイッチング端子と、外部制御信号によりスイッチングピンを移動させる駆動器とを含む。
【００１３】
共振素子は、金属棒形態の共振素子であり、スイッチングピンは、金属材質で構成され、キャビティ内部への挿入時に共振素子の上端と直接接触して共振素子を接地端に接続する構造を有する。
【００１４】
スイッチング端子は、スイッチングピンを初期位置に復元させるために復原力を提供する弾性体と、スイッチングピン及び弾性体を全体的に囲まれて支持するケースとをさらに含み、ケースがキャビティを一部形成するカバーに備えられる貫通孔に結合されて設置される。
【００１５】
共振素子は、誘電体共振素子であり、スイッチングピンは、フェライト成分で構成され、キャビティ内部への挿入時に共振素子の上端に近く位置して共振機能を消滅させるように構成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、フィルタリング帯域の拡大が可能であり、かつ既存フィルタリング帯域と追加拡大されるフィルタリング帯域の信号処理の各々に対するフィルタリング特性を良く維持し、さらに設置コスト及び設置空間をより効率的に節約可能な無線周波数フィルタを提供する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の実施形態による無線周波数フィルタを概略的に示すブロック構成図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による無線周波数フィルタを概略的に示すブロック構成図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態によるキャビティ構造を有する無線周波数フィルタの内部構成を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態によるキャビティ構造を有する無線周波数フィルタの内部構成を概略的に示す図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態によるキャビティ構造を有する無線周波数フィルタの内部構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による無線周波数フィルタを示す回路図である。
【図４】図３の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図５】図３の他の実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による無線周波数フィルタを示す回路図である。
【図７】図６の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図８】本発明の第３の実施形態による無線周波数フィルタを示す回路図である。
【図９】図８の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態による無線周波数フィルタの回路図である。
【図１１】図１０の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図１２】図１０の他の実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態による無線周波数フィルタを示す回路図である。
【図１４】図１３の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態による無線周波数フィルタを示す回路図である。
【図１６】図１５の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図１７】本発明と実施形態とを比較するために実験的に実現される無線周波数フィルタを示す回路図である。
【図１８】図１７の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図１９】図１７の他の実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態による無線周波数フィルタを示す回路図である。
【図２１】図２０の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図２２】図２０の他の実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図である。
【図２３】本発明の実施形態のスイッチング部に適用されるスイッチング端子の第１の例を示す構造図である。
【図２４】図２３のスイッチング端子を駆動するための駆動器及び関連したフィルタの主要部の第１の例を示す構造図である。
【図２５】図２３のスイッチング端子を駆動するための駆動器及び関連したフィルタの主要部の第２の例を示す構造図である。
【図２６Ａ】図２３のスイッチング端子を駆動するための駆動器及び関連したフィルタの主要部の第３の例を示す構造図である。
【図２６Ｂ】図２３のスイッチング端子を駆動するための駆動器及び関連したフィルタの主要部の第３の例を示す構造図である。
【図２７】本発明の実施形態によるスイッチング部に適用されるスイッチング端子及び関連フィルタの主要部の第２の例を示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
次の説明において、具体的な構成及び構成要素のような特定詳細は、ただ本発明の実施形態の全般的な理解を助けるために提供されるだけである。したがって、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、以下に説明される本発明の様々な変形及び変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。なお、図面において、同一の構成要素に対してはできるだけ同一の参照符号及び参照番号を付して説明する。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態による無線周波数フィルタの概略的に示すブロック構成図であって、例えば、基地局システムに適用される無線周波数フィルタを示す。まず、図１Ａを参照すると、本発明の一実施形態による無線周波数フィルタ１０は、基本周波数帯域である第１の周波数帯域(例えば、８００ＭＨｚ帯域)の信号をフィルタリングするための第１の送受信フィルタ部Ｔｘ１，Ｒｘ１と、基本周波数帯域とともに追加される追加周波数帯域である第２の周波数帯域(例えば、７００ＭＨｚ帯域)の信号をフィルタリングするための第２の送受信フィルタ部Ｔｘ２，Ｒｘ２を含む。図１Ｂに示す無線周波数フィルタ１０は、図１Ａに示す無線周波数フィルタ１０と論理的に同一の構成を有するが、実際の製品構造にさらに同様に異なって表現したものである。
【００２１】
基地局システムにおいて、送信信号は、高出力増幅器(ＡＭＰ)で増幅され、無線周波数フィルタ１０に提供されて送信帯域がフィルタリングされた後にアンテナ(ＡＮＴ)側に出力される。また、アンテナ(ＡＮＴ)を通じて受信された信号は、無線周波数フィルタ１０に提供されて受信帯域がフィルタリングされた後、低雑音増幅器(ＬＮＡ)に提供されて増幅される。
【００２２】
このような構成において、無線周波数フィルタ１０は、基本的に(初期設置の際に)第１の周波数帯域の送受信信号のみをフィルタリングする動作を遂行するように設定され、この場合、第１の送受信フィルタ部Ｔｘ１，Ｒｘ２にのみ送受信信号が提供されるように内部経路が設定される。以後、使用環境で、無線周波数フィルタ１０は、第２の周波数帯域の信号処理が追加にさらに要求される場合には、第１の周波数帯域の信号とともに第２の周波数帯域の送受信信号もフィルタリングする動作を遂行するように設定される。この場合、第１の送受信フィルタ部Ｔｘ１，Ｒｘ１と第２の送受信フィルタ部Ｔｘ２，Ｒｘ２の全部に送受信信号が提供されるように内部経路が設定される。もちろん、この場合に送信信号と受信信号は区別され、送信信号は第１及び第２の送信フィルタ部Ｔｘ１，Ｔｘ２に提供され、受信信号は第１及び第２の受信フィルタ部Ｒｘ１，Ｒｘ２に提供される。第１及び第２の送信フィルタ部Ｔｘ１，Ｔｘ２でフィルタリングされた信号は、以後に結合されてアンテナＡＮＴに提供され、第１及び第２の受信フィルタ部Ｒｘ１，Ｒｘ２でフィルタリングされた信号は、以後結合されてＬＮＡに提供される。
【００２３】
上記した構成において、第１の送受信フィルタ部Ｔｘ１，Ｒｘ１に提供される送受信信号が第２の送受信フィルタ部Ｔｘ２，Ｒｘ２にも追加して提供されるように経路を設定するために、第２の送受信フィルタ部Ｔｘ２，Ｒｘ２側に接続される信号経路(図１Ａのａ，ｂ)を外部制御信号により連結又は遮断するスイッチング部(図示せず)を備える構成を一次的に考慮する。
【００２４】
スイッチング部の実際構成としては、ソレノイド駆動方式で動作する電動スイッチ構造を基本的に考慮することができる。しかしながら、このような一般的なスイッチ構造は、該当スイッチング部を追加に構成するための設置空間の確保及び設置コストの面で望ましくない。また、一般的なスイッチ構造は(後述するように)実際にキャビティ構造を持ちつつ、多重帯域の信号をフィルタリングするための無線周波数フィルタに実際に実現することが容易でない。また、単に信号ラインをオン/オフするスイッチ構造は、(後述するように)フィルタリング特性に悪影響を及ぼすようになる。これは、キャビティ構造を有する多重帯域の信号をフィルタリングするための無線周波数フィルタが実際製品の実現時にフィルタ結合器(combiner)/分配器(divider)方式で実現されるということも、大きい要因として作用する。
【００２５】
すなわち、図１Ｂに示すように、例えば、キャビティ構造を有する第１及び第２の送信フィルタ部Ｔｘ１，Ｔｘ２は、それぞれのハウジングを持ち、別の入出力ポートが形成された後にこれらの入出力ポートが接続される構造を有することでなく、送信信号に対する無損失結合及び分配のために、デュプレクサ、マルチプレクサなどの構造に類似したフィルタ結合器/分配器の構造を使用して両フィルタ部が相互に結合された構造で実現できる。この場合、一つのポートＰ１に入力された信号は、フィルタ内部で各々第１の送信フィルタ部Ｔｘ１又は第２の送信フィルタ部Ｔｘ２に分配されて処理された後、一つのポートＰ２で結合される構造を有する。このようなフィルタ結合器/分配器に関する技術の例として、本願の出願人により先出願された韓国特許公開公報第１０-２００８-０１１４１０４号(名称：フィルタ結合器/分配器、発明者：Ｓａｎｇ-Ｓｉｋ  Ｐａｒｋ，Ｍｙｅｏｎｇ-Ｈｕｎ  Ｙａｎｇ、公開日：２００８年１２月３１日)にその技術が開示されている。
【００２６】
上記したように、フィルタ結合器/分配器の構造を適用して第１及び第２の送信フィルタ部Ｔｘ１，Ｔｘ２を実現する場合に、第２の送信フィルタ部Ｔｘ２側に接続される信号経路を一般的なソレノイド駆動方式のスイッチ構造を有するスイッチング部を設置することに大変な困難さがあることがわかる。
【００２７】
それによって、本発明の一実施形態では、スイッチング部を実現することにおいて、追加周波数帯域である第２の周波数帯域信号をフィルタリングするための第２の送信フィルタ部Ｔｘ２を構成する複数の共振端のうち少なくとも一つの共振端を接地端と連結又は遮断して、該当共振端の共振機能を消滅又は維持する構造でスイッチング部を構成する。
【００２８】
図２Ａ乃至図２Ｃは、本発明の実施形態によるキャビティ構造を有する無線周波数フィルタの概略的な内部構図である。図２Ａは２個の経路を有する結合器タイプ、図２Ｂはデュプレクサタイプ、図２Ｃは４個の経路を有する結合器タイプの構造を示す。まず、図２Ａを参照すると、図２Ａに示す構造は、図１Ｂに示した構造の中で第１及び第２の送信フィルタ部Ｔｘ１，Ｔｘ２の構造のみを考慮する場合に同様に対応する。このとき、第１及び第２の送信フィルタ部Ｔｘ１、Ｔｘ２は、複数の共振端が順次に接続される構造を有することができる。このような構造で、本発明の特徴によって、例えば、第２の送信フィルタ部Ｔｘ２の第３の共振端に外部制御信号に従って該当共振端の共振機能を消滅又は維持する構造でスイッチング部２０を構成できる。このような構成により、スイッチング部２０のスイッチング動作により第１の送信フィルタ部Ｔｘ１のみを動作可能にするか、あるいは第１及び第２の送信フィルタ部Ｔｘ１，Ｔｘ２がすべて動作することが設定可能になる。
【００２９】
図２Ａに示すフィルタ結合器/分配器タイプの構造では、例えば、一つの入力ポートＰ１にそれぞれの第１及び第２の送信フィルタ部Ｔｘ１，Ｔｘ２の第１の共振端(共振端の共振素子）とカップリングされる各々の入力ラインｉ１，ｉ２が共通に連結される構造を有し、このとき、それぞれの入力ラインｉ１，ｉ２の長さは、該当フィルタリング周波数の波長を考慮して精密に設計される。一方、上記の韓国特許公開公報第１０-２００８-０１１４１０４号では、２個のフィルタ部の第１の共振端と共通に使用される一つの共通共振端に入力ポートＰ１が連結される構造が開示されている。
【００３０】
図２Ｂを参照すると、図２Ｂに示す構造は、第１及び第２のフィルタ部Ｆ１，Ｆ２がデュプレクサタイプで結合された構造であって、例えば第１のポートＰ１に入力される信号は第１及び第２のフィルタ部Ｆ１，Ｆ２に各々分配された後、第１のフィルタ部Ｆ１を経た信号は第２のポートＰ２に出力され、第２のフィルタ部Ｆ２を経た信号は第３のポートＰ３に出力される。このような構造で、本発明の特徴によって、例えば第２のフィルタ部Ｆ２の第３の共振端に外部制御信号によって該当共振端の共振機能を消滅又は維持する構造でスイッチング部２０を構成できる。
【００３１】
図２Ｃを参照すると、図２Ａに示す構造は、図１Ｂに示した全体フィルタ構造と同様に対応できる。このような構造で、本発明の特徴によって、例えば、第２の送信フィルタ部Ｔｘ２の第２の共振端にスイッチング部２０を構成できる。
【００３２】
図３は、本発明の第１の実施形態による無線周波数フィルタの回路図であり、図４は、図３の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であって、スイッチング部２０のスイッチング動作がオフ状態である場合の波形を示す。図５は、図３の他の実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であって、スイッチング部２０のスイッチング動作がオン状態である場合の波形を示す。図３を参照すると、図３に示す無線周波数フィルタの回路は、例えば図２Ｂに示したデュプレクサタイプの構造と同様に対応する回路である。但し、図２Ｂに示した構造とは違い、第１の共振端にスイッチング部２０が形成される構造が示されている。
【００３３】
すなわち、無線周波数フィルタで、第１のフィルタ部Ｆ１と第２のフィルタ部Ｆ２の各々は、ＬＣ共振端が複数個(例えば、６個)が順次に接続された回路で表現され、各ＬＣ共振端間のカップリングはＬで表される。このとき、第１のＬＣ共振端がスイッチング部２０を通じて接地端と接続される構造を有する。
【００３４】
第１のフィルタ部Ｆ１の通過帯域の中心周波数は約８１０-８２０ＭＨｚに設計することができ、第２のフィルタ部Ｆ２の通過帯域の中心周波数は約７８０-７９０ＭＨｚに設計することができる。このとき、図４に示すように、スイッチング部２０がオフ状態である場合、第１のフィルタ部Ｆ１と第２のフィルタ部Ｆ２が正常に動作することがわかる。これとは違い、図５に示すように、スイッチング部２０がオン状態である場合、第２のフィルタ部Ｆ２は動作せず、第１のフィルタ部Ｆ１のみを動作することがわかる。但し、この場合に、フィルタリング特性が多少良くないことがわかる。
【００３５】
図６は、本発明の第２の実施形態による無線周波数フィルタの回路図であり、図７は、図６の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であり、スイッチング部２０のスイッチング動作がオン状態である場合の波形を示す。図６及び図７を参照すると、図６に示す無線周波数フィルタの回路は、図３に示す回路と同一であるが、図３の実施形態とは違い、第２の共振端にスイッチング部２０が形成される構造が示されている。この場合、フィルタリング特性が比較的良いことがわかる。
【００３６】
図８は、本発明の第３の実施形態による無線周波数フィルタの回路図であり、図９は、図８の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であって、スイッチング部２０のスイッチング動作がオン状態である場合の波形を示す。図８及び図９を参照すると、図８に示す無線周波数フィルタの回路は、図３及び図６に示す回路と同一であるが、図３及び図６の実施形態とは違い、第３の共振端にスイッチング部２０が形成される構造を示す。この場合、フィルタリング特性が実際に第２のフィルタ部Ｆ２と結合される構造でなく、第１のフィルタ部Ｆ１のみが備えられる場合のように、非常に良い特性を表すことがわかる。
【００３７】
図１０は、本発明の第４の実施形態による無線周波数フィルタの回路図であり、図１１は、図１０の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であって、スイッチング部２０のスイッチング動作がオフ状態である場合の波形を示す。図１２は、図１０の他の実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であって、スイッチング部２０のスイッチング動作がオン状態である場合の波形を示す。図１０を参照すると、図１０に示す無線周波数フィルタの回路は、例えば、図２Ａに示した結合器タイプの構造に同様に対応する回路である。但し、図２Ａに示した構造とは異なり、第１の共振端にスイッチング部２０が形成される構造が示されている。
【００３８】
すなわち、無線周波数フィルタにおいて、第１の送信フィルタ部Ｔｘ１と第２の送信フィルタ部Ｔｘ２の各々は、ＬＣ共振端が複数個(例えば、６個)が順次に接続される回路で表現できる。このとき、第１のＬＣ共振端がスイッチング部２０を通じて接地端に接続される構造を有する。
【００３９】
第１の送信フィルタ部Ｔｘ１の通過帯域の中心周波数は約７８０-７９０ＭＨｚに設計され、第２の送信フィルタ部Ｔｘ２の通過帯域の中心周波数は約８１０-８２０ＭＨｚに設計され得る。このとき、図１１に示すように、スイッチング部２０がオフ状態である場合、第１の送信フィルタ部Ｔｘ１と第２の送信フィルタ部Ｔｘ２が正常に動作することがわかる。これとは異なり、図１２に示すように、スイッチング部２０がオン状態である場合、第２の送信フィルタ部Ｔｘ２は動作せず、第１の送信フィルタ部Ｔｘ１のみが動作することがわかる。但し、この場合、フィルタリング特性が多少良くないことがわかる。
【００４０】
図１３は、本発明の第５の実施形態による無線周波数フィルタの回路図であり、図１４は、図１３の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であり、スイッチング部２０のスイッチング動作がオン状態である場合の波形を表す。図１３及び図１４を参照すると、図１３に示す無線周波数フィルタの回路は、図１１に示した回路と同一であるが、但し、図１１の実施形態とは違い、第２の共振端にスイッチング部２０が形成される構造を示す。この場合、フィルタリング特性が図１１の実施形態より多少良くなることがわかる。
【００４１】
図１５は、本発明の第６の実施形態による無線周波数フィルタの回路図であり、図１６は、図１５の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であり、スイッチング部２０のスイッチング動作がオン状態である場合の波形を表す。図１５及び図１６を参照すると、図１５に示す無線周波数フィルタの回路は、図１０及び図１３に示した回路と大部分同一であり、但し第３の共振端にスイッチング部２０が形成される構造が示されている。この場合、フィルタリング特性が最も良いことがわかる。
【００４２】
図１７は、本発明と実施形態とを比較するために実験的に実現する無線周波数フィルタの回路図であり、図１８は、図１７の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であって、スイッチング部３０のスイッチング動作がオン状態である場合の波形を示す。図１９は、図１７の他の実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であって、スイッチング部３０のスイッチング動作がオフ状態である場合の波形を示す。図１７を参照すると、図１０に示した無線周波数フィルタの回路は、例えば、図２Ａに示した結合器タイプの構造に同様に対応する回路である。但し、図２Ａに示した構造とは異なり、第１の送信フィルタ部Ｔｘ１側に提供される信号経路に該当経路を連結又は遮断するスイッチング部３０が構成されることを示す。このようなスイッチング部３０は、一般的なソレノイド駆動方式のスイッチ構造を有することができる。
【００４３】
このような構造において、図１８に示すように、スイッチング部２０がオン状態である場合、第１の送信フィルタ部Ｔｘ１と第２の送信フィルタ部Ｔｘ２が正常に動作することがわかる。ところで、図１９に示すように、スイッチング部３０がオフ状態である場合に第２の送信フィルタ部Ｔｘ２は動作せず、第１の送信フィルタ部Ｔｘ１のみを動作しなくなり、この場合に、フィルタリング特性が非常に不良であることがわかる。
【００４４】
図２０は、本発明の第７の実施形態による無線周波数フィルタの回路図であり、図２1は、図２０の一実施形態による動作時にフィルタリング特性を示す波形図であって、スイッチング部２０のスイッチング動作がオフ状態である場合の波形を示す。図２２は、図２０の他の例示動作時にフィルタリング特性の波形図であって、スイッチング部２０のスイッチング動作がオン状態である場合の波形を示す。図２０を参照すると、図２０に示す無線周波数フィルタの回路は、例えば図２Ｂに示した構造と同様に対応し、図１Ｂに示した無線周波数フィルタ１０の実際回路の実現時に構成される回路であり得る。図２０では、４個のフィルタ部Ｔｘ１、Ｒｘ１、Ｔｘ２、Ｒｘ２のうち、第２の送信フィルタ部Ｔｘ２の第２の共振端にスイッチング部２０が形成される構造が示される。第２の送信フィルタ部Ｔｘ２の通過帯域の中心周波数は、約７７０-７８５ＭＨｚに設計できる。
【００４５】
このとき、図２１に示すように、スイッチング部２０がオフ状態である場合には４個のフィルタ部Ｔｘ１、Ｒｘ１、Ｔｘ２、Ｒｘ２が全部正常に動作することがわかる。これとは異なり、図２２に示すように、スイッチング部２０がオン状態である場合に、第２の送信フィルタ部Ｔｘ２は動作せず、残りのフィルタ部Ｔｘ１、Ｒｘ１、Ｒｘ２のみが動作することがわかる。
【００４６】
図２３は、本発明の実施形態によるスイッチング部に適用されるスイッチング端子の第１の例を示す構造図であり、図２３の(ａ)はスイッチング端子２２がオン状態である場合を示し、図２３の(ｂ）はスイッチング端子２２がオフ状態である場合を示す。図２４は、図２３のスイッチング端子２２を駆動するための駆動器２４及び関連したフィルタ主要部の第１の例を示す構造図であって、スイッチング端子２２が無線周波数フィルタのカバー１０４上に設置された状態が示される。図２４の(ａ)はスイッチング端子２２がオン状態である場合を示し、図２４の(ｂ）はスイッチング端子２２がオフ状態である場合を示す。
【００４７】
図２３及び図２４を参照すると、本発明の一実施形態によるスイッチング部は、フィルタ内部に挿入及びフィルタの外部に引き出すように移動可能に設計され、フィルタ内部に挿入時に共振素子１０６と電気的に接続し、共振素子１０６を接地端と接続するスイッチングピン２０２を備えるスイッチング端子２２と、外部制御信号によりスイッチングピン２０２を移動させる駆動器２４を含んで構成される。
【００４８】
また、スイッチング端子２２は、スイッチングピン２０２を初期位置に復元させるための復原力を提供するスプリング(弾性体)２０４と、スイッチングピン２０２及びスプリング２０４を全体的に囲まれて支持するケース２０６をさらに備える。このスイッチング端子２２は、ケース２０６がフィルタのカバー１０４の適所に設けられる貫通孔とネジ結合構造を通じて結合される方式で設置され得る。
【００４９】
駆動器２４は、外部制御信号により駆動力を発生するモータを主要構成として有し、モータの駆動力により駆動されてスイッチングピン２０２を押す形態で移動させるプッシュ機構２４２を含んで構成される。図２４に示すように、プッシュ機構２４２は、モータの駆動時にスイッチングピン２０２の上部から上下方向に弧を描くように回転移動し、スイッチングピン２０２の突出された上端を押す構造を有することができる。
【００５０】
一方、図２４には無線周波数フィルタの一つの共振端の内部構造が示されているが、無線周波数フィルタは、ハウジング１０２を通じて少なくとも一つ以上の内部空間、すなわちキャビティを実現し、それぞれのキャビティに共振素子１０６を設置し、カバー１０４によりハウジング１０２が密閉される構造を有する。このような構造を有する無線周波数フィルタ２０において、上記したスプリング端子２２及び駆動器２４は、カバー１０４に設置され得る。
【００５１】
共振素子１０６は、例えば金属棒状の金属性共振素子１０６で構成されるが、この場合、スイッチング端子２２のスイッチングピン２０は、金属材質で構成され、フィルタ内部に挿入される場合、共振素子１０６の上端と直接に接触して共振素子１０６が接地端と接続される構造を有する。
【００５２】
図２５は、図２３のスイッチング端子を駆動するための駆動器及び関連したフィルタ主要部の第２の例を示す構造図であり、図２５の(ａ）はスイッチング端子２２がオン状態である場合を示し、図２５の(ｂ）はスイッチング端子２２がオフ状態である場合を示す。図２５に示すスイッチング端子２２及びその設置構造は図２４に示した構造と同一であり、駆動器２６の構造と多少の差を有する。
【００５３】
すなわち、図２６Ａ及び図２６Ｂに示す駆動器２６において、スイッチングピン２０２を押す形態で移動させるプッシュ機構２６２は、スイッチングピン２０２の上端と当接する傾斜面を有し、モータの駆動時にスイッチングピン２０２側に側面から直線移動し、傾斜面によりスイッチングピン２０２の上端が滑りつつ押される構造を有することができる。
【００５４】
図２６Ａ及び図２６Ｂは、図２３のスイッチング端子を駆動するための駆動器及び関連したフィルタ主要部の第３の例の平面及び側面構造図であり、図２６Ａの(ａ)及び図２６Ｂの(ａ)は、スイッチング端子２２がオン状態である場合を示し、図２６Ａの(ｂ)及び図２６Ｂの(ｂ）はスイッチング端子２２がオフ状態である場合を示す。図２５に示したスイッチング端子２２及びその設置構造は、図２４に示した構造と同一であり、但し駆動器２８の構造で多少の差を有する。
【００５５】
すなわち、図２６Ａ及び図２６Ｂに示す駆動器２８において、スイッチングピン２０２を押す形態で移動させるプッシュ機構２８２は、スイッチングピン２０２の上端と当接する傾斜面を備え、モータの駆動時にスイッチングピン２０２側に側面から弧を描くように回転移動して傾斜面によりスイッチングピン２０２の上端が滑りつつ押される構造を有することができる。
【００５６】
図２７は、本発明の実施形態のスイッチング部に適用されるスイッチング端子及び関連フィルタ主要部の第２の例を示す構造図であって、共振素子１０８がＤＲである場合にスイッチング端子の構成を示す。この場合、スイッチングピン２６は、フェライト成分で構成され得る。この場合、スイッチング端子２２のスイッチングピン２０は、フィルタ内部に挿入される場合、共振素子１０８の上端に近接するように位置して共振機能を消滅させる機能を有する。図２７では、スイッチングピン２６が中空(hollow)形態で構成されるチューニングネジ１７の貫通孔を通じてフィルタ内部に挿入される構造を示す。このようなフェライト成分の構成されるスイッチングピン２６を用いて共振端の共振機能を消滅させる構造に関しては、本願の出願人により先出願された韓国特許公開公報第１０-２００９-００５３５８１号(名称：誘電体共振フィルタのチューニング方法、公開日：２００９年５月１２日、発明者：Ｎａｍ-Ｓｈｉｎ  Ｐａｒｋ、Ｄｏｎ-Ｙｏｎｇ  Ｌｅｅ）に開示されていることを例として挙げられる。
【００５７】
このようなフェライト成分で構成されるスイッチングピン２６をキャビティ内部に移動させるための駆動器(図示せず)に対する構造は、図２４乃至図２６Ｂに開示された駆動器の構造のように構成され得る。
【００５８】
上記のように、本発明の一実施形態による無線周波数フィルタの構成及び動作がなされることができ、一方で、本発明の説明では具体的な実施形態に関して説明したが、色々な変形が本発明の範囲を逸脱することなく実施することができる。
【００５９】
例えば、上記の説明において、基地局システムに適用可能な第１及び第２の送受信フィルタ部の構成に関する説明で、第２の送信フィルタ部Ｔｘ２側に本発明の特徴によるスイッチング部が適用され、第２の受信フィルタ部Ｒｘ２にはスイッチング部が構成されないことを例として説明した。しかしながら、これは、受信信号に対しては該当基地局システムの受信信号の処理時に受信信号に対するフィルタリングを遂行するので、第２の受信フィルタ部Ｒｘ２の動作を遮断する必要はないためである。もちろん、第２の受信フィルタ部Ｒｘ２にもスイッチング部を適用するように構成することも可能である。
【００６０】
また、上記の説明では、本発明がキャビティ構造を有する無線周波数フィルタに適用されることが望ましいと説明したが、その他にも本発明は複数の共振端が順次に連結される回路構造を有するフィルタに対しては特定共振端を接地端と連結する構造を有するようにすべて適用することができる。
【００６１】
さらに、上記の説明では、スイッチング部が特定フィルタ部を構成する複数の共振端の中から一つの共振端のみに適用されることを説明したが、それ以外にも場合によっては２個以上の共振端に各々適用されることで実現することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  無線周波数フィルタ
Ｔｘ１，Ｒｘ１  第１の送受信フィルタ部
Ｔｘ２，Ｒｘ２  第２の送受信フィルタ部
ＡＭＰ  高出力増幅器
ＡＮＴ  アンテナ
ＬＮＡ  低雑音増幅器
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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