A temperature stable bandpass filter using dieletric-filled stepped impedance resonators

접합된 Stepped impedance resonator를 이용한 온도보상형 유전체 대역통과 필터

The design method of a temperature stable bandpass filter using dielectric coaxial resonators of with two dielectric ceramics with opposite signs of temperature coefficient of dielectric constant (${\tau}_{\epsilon}$) to compensate for each other in this method. $MgTiO_3$(${\tau}_{\epsilon}$=+99 ppm/${\circ}C$) as a positive ${\tau}_{\epsilon}$ material and Ba($Zn_{1/3}Nb_{2/3}$)$O_3$(${\tau}_{\epsilon}$=-77ppm/${\circ}C$) as a negative material were selected. The length of a SIR for the temperature stability was calculated according to the design method and the susceptance slope parameter of the SIR was obtained. A temperature stable bandpass filter using dielectric SIR's was designed, simulated and fabricated. The center frequency of this filter was 915 MHz and the pass bandwidth was 20 MHz. Temperature properties of this bandpass filter by simulations were compared with the measured results of the bandpass filter fabricated.

공진주파수의 온도계수(.tau./sub f/)가 큰 양(+)의 값을 가졌거나 혹은 음(-)의 값을 지녀 실제 활용되지 못하고 있는 마이크로파 유전체를 대역통과 필터에 응용하기 위한 대역통과 필터의 설계 방법이 제안되었고, 이 방법에 따라 제작된 대역통과 필터의 온도 안정성이 확인되었다. 이 방법에서 유전체 대역통과 필터를 구성하는 각각의 유전체 공진기는 서로 상반된 유전율의 온도계수(.tau./sub .epsilon./)를 지닌 유전체를 접합시켜 만든 SIR(Stepped Impedance Resonator) 구조로 되어있으며, 공진조건으로부터 접합 SIR의 공진주파수가 온도 변화에 안정하기 위한 길이 조건과 필터 설계에 필요한 susceptance slope parameter가 구해졌다. 설계하고자 하는 접합 SIR을 이용한 대역통과 필터는 중심주파수 915 MHz에서 통과대역폭 20 MHz를 갖도록 하였으며, 접합 SIR의 유전재료는 유전율의 온도계수(.tau./sub .epilon./)가 양(+)의 값을 갖는 MgTiO/sub 3/(.tau./sub .epilon./=+99 ppm/.deg. C)와 음(-)의 값을 갖는 Ba(Zn/sub 1/3/Nb/sub 2/3/)O/sub 3/(.tau./sub .epilon./=-77 ppm/.deg. C)을 이용하였다. 최종적으로 필터 설계식에 따라 설계된 접합 SIR 대역통과 필토의 온도 안정성이 시뮬레이션과 실제 제작을 통해 확인되었다.