고주파 필터 document_id A220623038039

무선 공학 기술적인 설비, 예를 들어 이동 무선 통신 분야에서는, 송신 및 수신 신호는 하나의 공통적인 안테나를 이용하는 경우가 많다. 이 경우 상기 송신 및 수신 신호는 각각 상이한 주파수 영역을 사용하고, 상기 안테나는 두 가지 주파수 영역으로 송신 및 수신하기에 적합해야 한다. 그렇기 때문에 송신 및 수신 신호를 분리하기 위해서는 적합한 주파수 필터링이 필요하며, 이와 같은 주파수 필터링에 의해서 한편으로는 송신 신호가 송신기로부터 안테나로 전달되고, 다른 한편으로는 수신 신호가 안테나로부터 수신기로 전달된다. 송신 및 수신 신호를 분할하기 위하여 근래에 다른 무엇보다도 동축 구조의 고주파 필터가 사용되고 있다. 예를 들어, 한 쌍의 고주파 필터는 모두 특정의 주파수 대역을 통과하는 대역 통과 필터(bandpass filter)로 사용될 수 있고, 다른 한편으로는 한 쌍의 고주파 필터(radiofrequency filter)는 모두 특정의 주파수 대역을 차단하는 대역 저지 필터(bandstop filter)로 사용될 수 있다. 또한, 한 쌍의 필터 중에서 하나의 필터는 송신 대역과 수신 대역 사이의 주파수 중 낮은 주파수를 통과하는 동시에 높은 주파수는 저지하고(저역 통과 필터:lowpass filter), 다른 하나의 필터는 송신 대역과 수신 대역 사이에 있는 주파수 중 낮은 주파수를 저지하는 동시에 높은 주파수는 통과하는(고역 통과 필터:highpass filter), 한 쌍의 고주파 필터로 사용될 수 있다. 상기한 타입의 필터는 조합된 추가의 구조도 생각할 수 있다. 고주파 필터는 동축 TEM 공진기의 형태로 제조되는 경우가 많다. 상기 공진기는 저렴하고 경제적으로 기계 가공부(machined) 또는 주조 가공부(molded)로 구성될 수 있고, 전기적 고품질과 온도의 높은 안정성이 확보된다. 간행물 "Hunter I.C.(Ian C.) Theory and design of microwave filters. - (IEE electromagnetic waves series; no. 48) 1. Microwave filters, ISBN 0 85296 777 2, 5.8장"에는 상호 결합된 복수의 개별 공진기를 구비한 동축 공진기 필터가 공지되어 있다. 간행물 "A General Design Procedure for Bandpass Filters Derived from Low Pass Prototype Elements: Part II, K.V. Puglia, Microwave Journal, 2001년 1월, 114 쪽 이하"에는 외부 도체 하우징을 포함하는 고주파 필터가 공지되어 있으며, 상기 하우징 내부에는 복수의 동축 공동(cavities)이 형성되어 있고, 상기 공동 내에는 관형상의 내부 도체의 형태로 된 내부 도체가 각각 하나씩 배치되어 있기 때문에 복수의 공진기가 나란히 배치된 구조로 구성될 수 있으며, 이 경우 인접하는 공진기는 결합 개구를 통해 전기적으로 서로 결합되어 있다. 상기와 같은 유형의 고주파 필터의 외부 도체 하우징은 근래에는 대부분 주조 기술 또는 기계 가공 기술로 제조되며, 이 경우 상기 결합 개구의 크기 및 형태 그리고 인접된 공진기 사이의 간격의 크기 및 형태를 상응하게 선택함으로써 원하는 기능의 필터가 형성될 수 있다. 이와 같은 고주파 필터를 제조할 때에는 허용 오차가 발생할 수 있기 때문에, 일반적으로는 외부 도체 하우징을 기계적으로 가공하는 과정이 반드시 필요하다. 이와 같은 기계적인 가공은 대부분 결합 개구의 기계 가공 마감(finishing) 공정에 의해 이루어진다. 이 경우 필터를 가공할 때에는 결합 개구가 단지 확대만 될 수 있으며, 이와 같은 결합 개구의 확대로 인해 인접된 공진기 간의 전기 결합이 강화되는 단점이 드러났다. 특히, 전기적 결합을 감쇠하기 위하여 지나치게 크게 기계 가공된 결합 개구를 다시 축소시키는 것은 불가능하다. 그렇기 때문에 지금까지 결합 개구는 우선 지나치게 작게 형성한 다음, 연속적인 추가 기계 가공에 의하여 전기적 결합이 원하는 치수가 되도록 결합 개구의 크기를 조절 가공하였다. 따라서, 필터의 제조 및 튜닝(tuning)이 매우 복잡하고 시간 집약적이다. 특히, 결합 개구가 지나치게 크게 기계 가공되지 않도록 주의가 요구되는데, 그 이유는 이와 같은 에러(error)는 더 이상 보정할 수 없어, 이에 상응하는 외부 도체 하우징(outer conductor housing)은 분리해야 하기 때문이다. 동축 공진기를 사용하는 필터는 예를 들어 US 4 307 357호에도 공지되어 있다. 예를 들어 상기 간행물에는, 개별 동축 공진기를 연결하는 하우징 내부의 벽 관통구가 개별 동축 공진기의 베이스 레벨(bottom level)에 이르게 할 필요가 없고, 오히려 예를 들면, 통상적인 베이스 레벨보다 더 높은 일종의 단, 문턱, 계단 등의 형태로 형성된 영역에서 다른 레벨로 나아갈 수 있는 내용이 개시되어 있다. 독일 특허 출원서 DE 43 37 079 C2호에는 중공부를 갖춘 하우징을 포함하고, 상기 하우징 내부에 로드(rod)가 배치되어 있는 동축의 피크 라인 필터(peak line filter)가 공지되어 있다. 각각의 로드의 한 단부는 하우징과 연결된 상태로 형성되어 있다. 로드의 다른 단부는 공동(cavity) 내부로 뻗어 있으며, 로드의 상부에 커버(lid)가 덮여 있다. 매우 짧은 전자기파용의 필터는 독일 공고 특허 출원서 DE 21 61 792 B2호에 공지되어 있다.