KR101447075B1 - 다이플렉서와 정합회로를 이용한 듀플렉서 - Google Patents

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Abstract

다이플렉서와 정합회로를 이용한 듀플렉서가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 듀플렉서는, 송신단으로부터 수신한 송신신호를 안테나로 전달하고 안테나로부터 수신한 수신신호를 수신단으로 전달하는 다이플렉서 및 수신단과 다이플렉서 사이에 마련되며 수신신호의 아웃밴드를 감쇄시키기 위한 수신단 정합회로를 포함한다. 이에 의해, 듀플렉서의 감쇄 특성을 향상시킬 수 있고, 크기의 소형화시킬 수 있으며, 듀플렉서에서의 손실을 줄일 수 있게 된다.

Description

다이플렉서와 정합회로를 이용한 듀플렉서{Duplexer with Diplxer and Matcuing Circuit}
본 발명은 듀플렉서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다이플렉서와 정합회로를 이용한 2GHz 대역의 듀플렉서에 관한 것이다.
듀플렉서(Duplexer : 안테나 공용기)는 단말기의 안테나와 연결되어, 단말기의 송수신 주파수를 분리하는 소자이다. 즉, 듀플렉서는 무선통신에서 안테나와 연결된 송신단과 수신단을 분리해 주는 필터로, 이를 통해 주파수가 다른 송신단과 수신단을 하나의 안테나에 연결가능하다.
현재, 2GHz 대역의 LTCC 듀플렉서 개발되지 않은 상태로, 반도체 기반 FBAR 듀플렉서가 일반적으로 사용되고 있는데, BPF(Band Pass Filter)가 송신단 측과 및 수신단 측에 각각 마련되어 있다.
이 BPF는 듀플렉서에서 손실이 크게 발생하는 원인이 됨은 물론, 듀플렉서의 크기를 증가시키며, 아웃밴드의 감쇄 특성이 좋지 않은 문제를 보이고 있는 바, 이를 해소하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 손실 발생이 적고, 크기가 작으며, 아웃밴드의 감쇄 특성이 우수한 듀플렉서를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀플렉서는, 송신단으로부터 수신한 송신신호를 안테나로 전달하고, 상기 안테나로부터 수신한 수신신호를 수신단으로 전달하는 다이플렉서; 및 상기 수신단과 상기 다이플렉서 사이에 마련되며, 수신신호의 아웃밴드를 감쇄시키기 위한 수신단 정합회로;를 포함한다.
그리고, 상기 수신단 정합회로는, 일단이 상기 다이플렉서와 상기 수신단에 연결되고, 타단이 접지된 제1 공진회로;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수신단 정합회로는, 일단이 상기 다이플렉서와 연결되고, 타단이 상기 수신단에 연결된 제2 공진회로;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 공진회로는, 집중정수 회로로 표현하면 LC 직렬 공진회로이고, 상기 제2 공진회로는, 집중정수 회로로 표현하면 LC 병렬 공진회로일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀플렉서는, 상기 송신단과 상기 다이플렉서 사이에 마련되며, 송신신호의 아웃밴드를 감쇄시키기 위한 송신단 정합회로;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 송신단 정합회로는, 일단이 상기 다이플렉서와 상기 송신단에 연결되고, 타단이 접지된 제3 공진회로;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 공진회로는, 집중정수 회로로 표현하면 LC 직렬 공진회로일 수 있다.
그리고, 상기 듀플렉서는, FDD(Frequency Division Duplex : 주파수 분할 듀플렉스) 방식으로 동작할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 듀플렉서의 감쇄 특성을 향상시킬 수 있고, 크기의 소형화시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 듀플렉서의 회로를 간단화할 수 있음은 물론, 듀플렉서에서의 손실을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 듀플렉서의 블럭도,
도 2는, 도 1에 도시된 듀플렉서의 집중정수 회로도,
도 3은, 도 2에 도시된 다이플렉서의 특성 그래프, 그리고,
도 4는, 도 2에 도시된 듀플렉서의 특성 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 듀플렉서의 블럭도이다. 본 실시예에 따른 듀플렉서는 FDD(Frequency Division Duplex : 주파수 분할 듀플렉스) 방식으로, 전이중 통신을 지원한다.
본 실시예에 따른 듀플렉서는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic : 저온 동시 소성 세라믹) 기반으로 휴대 단말기나 스마트 기기의 LTCC 기판에 임베디드화 하여 구현 가능하다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 듀플렉서는 다이플렉서(Diplexer)와 정합회로의 결합으로, 소형화, 저손실, 우수한 감쇄 특성을 보일 수 있으며, 2GHz 대역에 적합하지만, 다른 대역에도 사용가능하다.
본 실시예에 따른 듀플렉서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 직렬 공진회로(110), 다이플렉서(120), 병렬 공진회로(130) 및 직렬 공진회로(140)를 포함한다.
다이플렉서(120)는 주파수가 다른 두 신호를 상호 영향 없이 동시에 보내고 받기 위해 사용되는 분기용 필터 소자로, 송신단(Tx)으로부터 수신한 송신신호를 안테나(Ant)로 전달하고, 안테나(Ant)로부터 수신한 수신신호를 수신단(Rx)으로 전달한다.
직렬 공진회로(110)는 일단이 송신단(Tx)과 다이플렉서(120)에 연결되고 타단이 접지된 공진회로로, 송신단(Tx)과 다이플렉서(120) 사이에서 송신신호의 아웃밴드를 감쇄시키기 위한 Tx 정합회로로 기능한다.
병렬 공진회로(130)는 일단이 다이플렉서(120)에 연결되고 타단이 수신단(Rx)에 연결된 공진회로이고, 직렬 공진회로(140)는 일단이 수신단(Rx)과 다이플렉서(120) 측에 연결되고 타단이 접지된 공진회로이다.
병렬 공진회로(130)와 직렬 공진회로(140)는 수신단(Rx)과 다이플렉서(120) 사이에서, 아웃밴드를 감쇄시키기 위한 Rx 정합회로로 기능한다.
도 2는, 도 1에 도시된 듀플렉서의 집중정수 회로도이다. 도 2에 도시된 바를 통해서도, 직렬 공진회로(110)는 Tx 정합회로로 기능하고, 병렬 공진회로(130)와 직렬 공진회로(140)는 Rx 정합회로로 기능함을 확인할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 집중정수 회로도에서, Tx 정합회로를 구성하는 직렬 공진회로(110)를 집중정수 회로로 표현하면, LC 직렬 공진회로임을 확인할 수 있다. L과 C는 감쇄시키고자 하는 송신신호의 아웃밴드의 범위에 따라 선택가능하다.
또한, 도 2에 도시된 집중정수 회로도에서, Rx 정합회로를 구성하는, 병렬 공진회로(130)를 집중정수 회로로 표현하면 LC 병렬 공진회로이고, 직렬 공진회로(140)를 집중정수 회로로 표현하면 LC 직렬 공진회로임을 확인할 수 있다.
병렬 공진회로(130)의 L과 C 및 직렬 공진회로(140)의 L과 C는 감쇄시키고자 하는 수신신호의 아웃밴드의 범위에 따라 선택가능하다.
이하에서는, 도 1과 도 2에 도시된 본 실시예에 따른 듀플렉서의 성능에 대해, 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 다이플렉서(120)의 특성 그래프이고, 도 4는 도 2에 도시된 듀플렉서의 특성 그래프이다.
성능 시뮬레이션을 위해, 듀플렉서의 공진회로들(110, 130 및 140)은 송신 주파수 대역과 수신 주파수 대역이 2GHz 대역이 되도록 L과 C들을 선택하였다.
도 3과 도 4에서 빨간색은 송신신호를 나타낸다. 도 3과 달리 도 4에서는, 송신신호의 아웃밴드인 저주파 대역이 감쇄되었음을 확인할 수 있다. 이는, Tx 정합회로를 구성하는 직렬 공진회로(110)가 송신단(Tx)과 다이플렉서(120) 사이에서 송신신호의 아웃밴드를 감쇄시켰기 때문이다.
한편, 도 3과 도 4에서 파란색은 수신신호를 나타낸다. 도 3과 달리 도 4에서는, 수신신호의 아웃밴드인 고주파 대역이 감쇄되었음을 확인할 수 있다. 이는, Rx 정합회로를 구성하는 병렬 공진회로(130)와 직렬 공진회로(140)가 수신단(Rx)과 다이플렉서(120) 사이에서 수신신호의 아웃밴드를 감쇄시켰기 때문이다.
지금까지, 다이플렉서와 정합회로를 이용한 듀플렉서에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위에서 언급한 2GHz 대역은 송수신 주파수 대역의 예시로, 본 발명이 적용가능한 주파수 대역은 2GHz 대역에 한정되는 것은 아니다.
또한, 위 실시예에서 Tx 정합회로는 직렬 공진회로(110)만으로 구성되는 것을 상정하였는데, 이는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다. Tx 정합회로에 일단이 다이플렉서(120)에 연결되고 타단이 송신단(Tx)에 연결되는 병렬 공진회로를 더 추가하는 것이 가능하다.
뿐만 아니라, 위 실시예에서 Rx 정합회로는 병렬 공진회로(130)와 직렬 공진회로(140)로 구성되는 것을 상정하였는데, 이 역시 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하다. Rx 정합회로는 직렬 공진회로(140) 만으로 구성하는 경우도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
더 나아가, Tx 정합회로를 일단이 다이플렉서(120)에 연결되고 타단이 송신단(Tx)에 연결되는 병렬 공진회로 만으로 구성하거나, Rx 정합회로를 병렬 공진회로(130) 만으로 구성하는 경우도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 직렬 공진회로
120 : 다이플렉서
130 : 병렬 공진회로
140 : 직렬 공진회로

Claims (8)

  1. 송신단으로부터 수신한 송신신호를 안테나로 전달하고, 상기 안테나로부터 수신한 수신신호를 수신단으로 전달하는 다이플렉서;
    상기 수신단과 상기 다이플렉서 사이에 마련되며, 수신신호의 아웃밴드를 감쇄시키기 위한 수신단 정합회로; 및
    상기 송신단과 상기 다이플렉서 사이에 마련되며, 송신신호의 아웃밴드를 감쇄시키기 위한 송신단 정합회로;를 포함하고,
    상기 수신단 정합회로는,
    일단이 상기 다이플렉서와 상기 수신단에 연결되고, 타단이 접지된 제1 공진회로; 및
    일단이 상기 다이플렉서와 연결되고, 타단이 상기 수신단에 연결된 제2 공진회로;를 포함하며,
    상기 송신단 정합회로는,
    일단이 상기 다이플렉서와 상기 송신단에 연결되고, 타단이 접지된 제3 공진회로;를 포함하되,
    일단이 상기 다이플렉서와 연결되고, 타단이 상기 송신단에 연결된 공진회로는 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 공진회로는,
    집중정수 회로로 표현하면 LC 직렬 공진회로이고,
    상기 제2 공진회로는,
    집중정수 회로로 표현하면 LC 병렬 공진회로인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 공진회로는,
    집중정수 회로로 표현하면 LC 직렬 공진회로인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 듀플렉서는,
    FDD(Frequency Division Duplex : 주파수 분할 듀플렉스) 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
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KR20040023745A (ko) * 2001-08-10 2004-03-18 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 하이 패스 필터 및 멀티 밴드 안테나 스위치 회로 및이들을 사용한 적층 모듈 복합 부품과 통신 기기
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