KR20030022041A - 안테나 전환회로의 설치구조 - Google Patents

안테나 전환회로의 설치구조 Download PDF

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KR20030022041A
KR20030022041A KR1020020053396A KR20020053396A KR20030022041A KR 20030022041 A KR20030022041 A KR 20030022041A KR 1020020053396 A KR1020020053396 A KR 1020020053396A KR 20020053396 A KR20020053396 A KR 20020053396A KR 20030022041 A KR20030022041 A KR 20030022041A
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Abstract

본 발명은 스위치 다이오드 자신이 가지는 내부의 부유용량을 매우 작게 하고, 저대역 통과필터와의 조합에 있어서의 전송특성에서 생기는 공진 주파수를, 수신에 영향이 없을 정도로 높은 쪽으로 이동시킨다.
제 1 스위치 다이오드(4)를 제 1 도체패턴(1a)과 제 2 도체패턴(1b)과의 사이에 접속하고, 인덕턴스소자(5a)를 제 1 도체패턴(1a)과 제 3 도체패턴(1c)과의 사이에 접속함과 동시에, 제 1 용량소자(5c)를 제 3 도체패턴(1c)과 제 4 도체패턴(1d)과의 사이에 접속하고, 제 2 스위치 다이오드(8)를 베어칩(8a)으로 구성하고, 베어칩(8a)을 제 4 도체패턴(1d) 상에 탑재함과 동시에, 그 캐소드전극을제 4 도체패턴(1d)에 접속하고, 베어칩(8a)의 애노드전극을 본딩와이어(9)에 의해 제 3 도체패턴(1c)에 접속하였다.

Description

안테나 전환회로의 설치구조{MOUNTING STRUCTURE FOR ANTENNA SWITCHING CIRCUITS}
본 발명은 송수신기에 있어서의 안테나 전환회로의 설치구조에 관한 것이다.
송수신기에 있어서의 안테나 전환회로는 도 6에 나타내는 바와 같이, 도시 생략한 안테나에 접속되는 입출력단(31)과 송신회로(32)의 출력단과의 사이에 접속된 제 1 스위치 다이오드(33)와, 입출력단(31)과 수신회로(34)의 입력단과의 사이에 설치된 π형의 저대역 통과필터(35)와, 수신회로(34)의 입력단과 그라운드와의 사이에 접속된 제 2 스위치 다이오드(36)를 가진다. 저대역 통과필터(35)는 수신회로(34)의 입력단과 그라운드와의 사이에 접속된 제 1 용량소자(35a)와, 수신회로(34)의 입력단과 입출력단(31)과의 사이에 개재 삽입된 인덕턴스소자(35b)와, 입출력단(31)과 그라운드와의 사이에 접속된 제 2 용량소자(35c)로 구성된다. 그리고 제 1 스위치 다이오드(33)의 캐소드는 인덕턴스소자(35b)를 거쳐 제 2 스위치 다이오드(36)의 애노드에 직류적으로 접속된다.
이상의 구성에 있어서, 송신모드에서는 2개의 스위치 다이오드(33, 36)가 온이 되어, 제 1 용량소자(35a)의 양쪽 끝이 제 2 스위치 다이오드(36)에 의해 쇼트됨과 동시에, 수신회로(34)의 입력단이 그라운드에 션트된다. 이 결과, 인덕턴스소자(35b)와 제 2 용량소자(35c)에 의해 병렬공진회로가 구성되나, 이 공진 주파수는 송신회로(32)로부터 출력되는 송신신호의 주파수에 거의 동일하게 되어 있다. 그리고 송신신호는 제 1 스위치 다이오드(33)를 거쳐 입출력단(31)에 출력된다. 이 때, 수신회로(34)의 입력단이 그라운드에 션트되므로, 송신신호는 수신회로(34)에는 입력되지 않는다.
또 수신모드에서는 2개의 스위치 다이오드(33, 36)가 오프가 되므로, 입출력단(31)에 입력된 수신신호는 저대역 통과필터(35)를 거쳐 수신회로(34)에 입력된다. 수신신호는 제 1 스위치 다이오드(33)가 오프이므로, 송신회로(32)에는 입력되지 않는다.
이상의 구성을 가지는 안테나 전환회로의 종래의 설치구조를 도 7에 나타낸다. 상기한 수신회로(34) 및 송신회로(32)가 설치된 절연기판(41) 상에는, 입출력단(31)으로 이루어지는 섬 형상의 제 1 도체패턴(41a)과, 송신회로(32)의 출력단에 접속된 섬 형상의 제 2 도체패턴(41b)과, 수신회로(34)의 입력단에 접속된 섬 형상의 제 3 도체패턴(41c)과, 제 1 도체패턴(41a)과 제 3 도체패턴(41c)에 대향하여 근접함과 동시에, 접지된 금속 케이스(도시 생략)에 접속된 제 4 도체패턴(41d)이 설치된다. 이들의 도체패턴은 절연기판(41) 상에 피착된 구리박을 에칭 등을 함으로써 형성된다.
그리고 제 1 도체패턴(41a)과 제 2 도체패턴(41b)과의 사이에 제 1 스위치 다이오드(33)가 접속되고, 제 1 도체패턴(41a)과 제 3 도체패턴(41c)과의 사이에인덕턴스소자(35b)가 접속되고, 제 3 도체패턴(41c)과 제 4 도체패턴(41d)과의 사이에 제 1 용량소자(35a)와 제 2 스위치 다이오드(36)가 접속되고, 제 1 도체패턴(41a)과 제 4 도체패턴(41d)과의 사이에 제 2 용량소자(35c)가 접속된다.
제 1 및 제 2 용량소자(35a, 35c)와 인덕턴스소자(35b)는 각각 양쪽 끝에 접속용의 전극을 가지는, 소위 칩부품의 형상을 가지고 있다. 또 제 1 및 제 2 스위치 다이오드(33, 36)는 양쪽 끝에 접속용의 단자가 돌출된 수지몰드부품의 형상을 가진다. 그리고 각 용량소자(35a, 35c) 및 인덕턴스소자(35b)의 전극과 각 스위치 다이오드(33, 36)의 단자가 각각 도체패턴(41a 내지 41d)에 접속되어 안테나 전환회로의 설치구조가 구성된다.
이상의 구성에 있어서, 수신모드에서는 제 2 스위치 다이오드(36)가 오프가 되나, 오프상태의 제 2 스위치 다이오드(36)는 도 8에 나타내는 바와 같은 등가회로가 된다. 도 8에 있어서, Cj는 PN 접합간의 등가용량이고, Lw는 P층 또는 N층과 접속용 단자를 접속하는 본딩와이어의 등가 인덕턴스이고, Ll은 접속용 단자의 등가 인덕턴스이다. 접속용 단자의 등가 인덕턴스(Ll)는 본딩와이어의 등가 인덕턴스(Lw)보다도 각별히 크다. 또 Cs는 내부의 등가 부유용량이고, 이는 접합간 등가용량(Cj)과 본딩와이어의 등가 인덕턴스(Lw)와의 직렬회로에 대하여 병렬로 접속되는 형태가 된다.
상기의 등가회로에서는, 저대역 통과필터(35)의 컷 오프 주파수(Fc)(대략 2800 MHz)보다도 높아지면, 부유용량(Cs)의 존재에 의해 직렬 공진 주파수와 그것보다도 높은 병렬 공진 주파수가 나타난다. 그리고 각각의 공진 주파수는 접속용단자의 등가 인덕턴스(Ll)와 제 1 용량소자(35a)의 용량에 의해 낮은 쪽으로 이동한다. 그 때문에, 저대역 통과필터(35)와 오프상태의 스위치 다이오드(36)를 포함한 전체의 전송특성은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 직렬 공진 주파수(Fs)에서 감쇠하고, 병렬 공진 주파수(Fp)에서 피크가 된다. 병렬 공진 주파수(Fp)는, 오프상태에 있어서의 제 2 스위치 다이오드(36)의 등가회로의 각 상수를 사용하여 계산하면 수신 주파수의 2배 정도(대략 4800 MHz)가 된다. 이 때문에, 이 부근에 존재하는 신호가 수신회로에 입력되어, 수신방해를 야기한다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명에서는 스위치 다이오드 자신이 가지는 내부의 부유용량을 매우 작게 하여, 저대역 통과필터와의 조합에 있어서의 전송특성에서 생기는 공진 주파수를, 수신에 영향을 주지 않을 정도로 높은 쪽으로 이동시키는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 안테나 전환회로의 설치구조를 나타내는 평면도,
도 2는 본 발명의 안테나 전환회로의 설치구조를 나타내는 주요부 단면도,
도 3은 본 발명의 안테나 전환회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 4는 본 발명의 안테나 전환회로의 주요부의 등가회로도,
도 5는 본 발명의 안테나 전환회로의 전송특성도,
도 6은 종래의 안테나 전환회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 7은 종래의 안테나 전환회로의 설치구조를 나타내는 평면도,
도 8은 종래의 안테나 전환회로의 주요부의 등가회로도,
도 9는 종래의 안테나 전환회로의 전송특성도이다.
※ 도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명
1 : 절연기판 1a : 제 1 도체패턴
1b : 제 2 도체패턴 1c : 제 3 도체패턴
1d : 제 4 도체패턴 2 : 송신회로
3 : 수신회로 4 제 1 스위치 다이오드
5 : 저대역 통과필터 5a : 인덕턴스소자
5b : 제 2 용량소자 5c : 제 1 용량소자
6 : 유전체층 7 : 도체층
8 : 제 2 스위치 다이오드 8a : 베어칩
9 : 본딩와이어
이상의 과제를 해결하기 위하여, 송신회로와 수신회로와 안테나 전환회로가 설치된 절연기판을 구비하고, 상기 절연기판상에는 안테나에 접속된 제 1 도체패턴과, 상기 송신회로의 출력단에 접속된 제 2 도체패턴과, 상기 수신회로의 입력단에 접속된 제 3 도체패턴과, 상기 제 3 도체패턴에 근접함과 동시에, 접지된 제 4 도체패턴을 형성하고, 상기 안테나 전환회로는 상기 제 1 도체패턴과 상기 제 2 도체패턴 사이에 접속된 제 1 스위치 다이오드와, 적어도 상기 제 1 도체패턴과 상기 제 3 도체패턴과의 사이에 접속된 인덕턴스소자와, 상기 제 3 도체패턴과 상기 제4 도체패턴과의 사이에 접속된 용량소자를 가지는 저대역 통과필터와, 상기 제 3 도체패턴과 상기 제 4 도체패턴과의 사이에 접속되어, 상기 제 1 스위치 다이오드에 연동함과 동시에, 온 또는 오프로 전환되는 제 2 스위치 다이오드를 가지고, 상기 제 2 스위치 다이오드를 베어칩으로 구성하고, 상기 베어칩을 상기 제 4 도체패턴상에 탑재함과 동시에, 그 하면의 전극을 상기 제 4 도체패턴에 접속하고, 상면의 전극을 본딩와이어에 의해 상기 제 3 도체패턴에 접속하였다.
또 상기 용량소자를 상기 제 3 도체패턴과, 상기 제 3 도체패턴상에 막형상으로 형성된 유전체층과, 상기 유전체층상에 막형상으로 형성된 도체층으로 구성하고, 상기 도체층을 상기 제 4 도체패턴에 접속하고, 상기 본딩와이어를 상기 도체층의 윗쪽에 위치시켰다.
또 상기 유전체층과 상기 도체층을 두꺼운 막 인쇄수단 또는 박막 증착수단에 의해 형성하였다.
본 발명의 안테나 전환회로의 설치구조를 도 1 및 도 2에 나타낸다. 도 1은 평면도이고, 도 2는 도 1에 있어서의 2-2선의 단면도이다. 도 1, 도 2에 있어서, 절연기판(1) 상에는 도시 생략한 안테나에 접속됨과 동시에, 입출력단으로 이루어지는 섬 형상의 제 1 도체패턴(1a)과, 송신회로(2)(도 3 참조)의 출력단에 접속된 섬 형상의 제 2 도체패턴(1b)과, 수신회로(3)(도 3 참조)의 입력단에 접속된 섬 형상의 제 3 도체패턴(1c)과, 제 1 도체패턴(1a)과 제 3 도체패턴(1c)에 대향하여 근접함과 동시에, 접지된 금속 케이스(도시 생략)에 접속된 제 4 도체패턴(1d)이 설치된다. 이들 도체는 절연기판(1) 상에 피착된 구리박을 에칭 등의 수단에 의해 형성된다.
그리고 제 1 도체패턴(1a)과 제 2 도체패턴(1b)과의 사이에는, 제 1 스위치 다이오드(4)가 설치된다. 제 1 스위치 다이오드(4)는 양쪽 끝에 돌출하는 접속용의 애노드단자(4a), 캐소드단자(4b)를 가지고, 애노드단자(4a)가 제 2 도체패턴 (1b)에 접속되고, 캐소드단자(4b)가 제 1 도체패턴(1a)에 접속된다. 또 제 1 도체패턴(1a)과 제 3 도체패턴(1c)과의 사이에는 칩부품형상의 인덕턴스소자(5a)가 설치되어, 각 단부의 전극이 제 1 도체패턴(1a)과 제 3 도체패턴(1c)에 접속된다. 또한 제 1 도체패턴(1a)과 제 4 도체패턴(1d)과의 사이에는 칩부품형상의 제 2 용량소자(5b)가 설치되어, 각 단부의 전극이 제 1 도체패턴(1a)과 제 4 도체패턴(1d) 에 접속된다.
또 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 3 도체패턴(1c) 상에는 두꺼운 막 인쇄 또는 박막증착에 의해 유전체층(6)이 형성되어, 유전체층(6) 상에는 막인쇄 또는 박막증착에 의해 도체층(7)이 형성된다. 그리고 도체층(7)은 제 4 도체패턴(1d)에 접속된다. 이 결과, 제 3 도체패턴(1c)과 유전체층(6)과 도체층(7)에 의해 제 1 용량소자(5c)가 구성된다.
또한 제 4 도체패턴(1d) 상에는 제 3 도체패턴(1c)에 대향한 위치에 제 2 스위치 다이오드(8)가 되는 베어칩(8a)이 탑재되고, 그 하면의 전극(캐소드전극)이 제 4 도체패턴(1d)에 접속됨과 동시에, 상면의 전극(애노드전극)이 본딩와이어(9)에 의해 제 3 도체패턴(1c)에 접속된다. 본딩와이어(9)는 도체층(7)의 윗쪽에 위치되어 있다. 이에 의해 본딩와이어(9)와 제 1 용량소자(5c)를 구성하는 한쪽의전극이 되는 제 3 도체패턴(1c)과의 사이의 부유용량을 적게 하고 있다.
이상의 설치구조에 의해 도 3에 나타내는 송수신회로가 구성되고, 인덕턴스소자(5a)와 제 2 용량소자(5b)와 제 1 용량소자(5c)에 의해 저대역 통과필터(5)가 형성된다. 또 제 1 스위치 다이오드(4)의 캐소드는 인덕턴스소자(5a), 본딩와이어(9)를 거쳐 제 2 스위치 다이오드(8)의 애노드에 접속되므로, 2개의 스위치 다이오드(4, 8)를 함께 온 또는 오프로 하는 것이 용이해진다.
이상의 구성에서, 송신모드에서는 제 1 및 제 2 스위치 다이오드(4, 8)가 온이 되어, 제 1 용량소자(5c)의 양쪽 끝이 제 2 스위치 다이오드(8)에 의해 쇼트됨과 동시에, 수신회로(3)의 입력단이 그라운드에 션트된다. 이 결과, 인덕턴스소자(5a)와 제 2 용량소자(5b)에 의해 병렬공진회로가 구성되나, 이 공진 주파수는 송신회로(2)로부터 출력되는 송신신호의 주파수에 거의 동일하게 되어 있다. 그리고 송신신호는 제 1 스위치 다이오드(4)를 거쳐 제 1 도체패턴(1a)에 출력된다. 이 때, 수신회로(3)의 입력단이 그라운드에 션트되므로, 송신신호는 수신회로(3)에는 입력되지 않는다.
또 수신모드에서는 2개의 스위치 다이오드(4, 8)가 오프가 되므로, 제 1 도체패턴(1a)에 입력된 수신신호는 저대역 통과필터(5)를 거쳐 수신회로(3)에 입력된다. 수신신호는 제 1 스위치 다이오드(4)가 오프이므로, 송신회로(2)에는 입력되지 않는다.
또 상기의 설치구조에서는, 본딩와이어(9)의 등가 인덕턴스를 Lw, 베어칩(8a)의 오프시의 PN 접합간의 등가용량을 Cj로 한 경우, 제 3 도체패턴(1c)과 제 4 도체패턴(1d)과의 사이에 구성되는 등가회로는 도 4에 나타내는 바와 같이 되어, 베어칩(8a)의 애노드전극과 제 3 도체패턴(1c)과의 사이에 형성되는 부유용량(Cs)은, 그들 사이에 존재하는 도체층(7) 때문에 무시할 수 있을 정도로 매우 작아진다.
따라서, 본딩와이어(9)의 등가 인덕턴스(Lw)와, 베어칩(8a)의 오프시의 PN 접합간의 등가용량(Cj)과, 부유용량(Cs)에 의한 직렬 공진 주파수 및 병렬 공진 주파수는 매우 높아지고, 또한 제 2 스위치 다이오드(8)에는 접속용의 단자에 의한 등가 인덕턴스도 존재하지 않으므로, 제 1 용량소자(5c)를 포함한 직렬 공진 주파수, 병렬공진회로도 종래보다는 각별히 높아져, 도 5에 나타내는 바와 같이, 직렬 공진 주파수(Fs)가 대략 900 MHz, 병렬 공진 주파수(Fp)가 대략 1500 MHz가 된다. 그리고 이 병렬공진 주파수(Fp)에 있어서의 레벨은, 주파수가 높기 때문에 종래보다도 각별히 낮아져, 이 주파수부근에 존재하는 다른 신호에 의한 수신방해가 회피된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 안테나 전환회로는 제 1 도체패턴과 제 2 도체패턴 사이에 접속된 제 1 스위치 다이오드와, 적어도 제 1 도체패턴과 제 3 도체패턴과의 사이에 접속된 인덕턴스소자와, 제 3 도체패턴과 제 4 도체패턴과의 사이에 접속된 용량소자를 가지는 저대역 통과필터와, 제 3 도체패턴과 제 4 도체패턴과의 사이에 접속되어, 제 1 스위치 다이오드에 연동함과 동시에, 온 또는 오프로 전환되는 제 2 스위치 다이오드를 가지고, 제 2 스위치 다이오드를 베어칩으로 구성하고, 베어칩을 제 4 도체패턴상에 탑재함과 동시에, 그 하면의 전극을 제 4 도체패턴에 접속하고, 상면의 전극을 본딩와이어에 의해 제 3 도체패턴에 접속하였으므로, 제 2 스위치 다이오드가 가지는 부유용량이 작아지고, 부유용량에 기인하는 공진 주파수가 높아져, 수신방해가 적어진다.
또 제 2 스위치 다이오드를 제 4 도체패턴상에 구성하므로, 절연기판의면적을 적게 할 수 있다.
또 용량소자를 제 3 도체패턴과, 제 3 도체패턴상에 막형상으로 형성된 유전체층과, 유전체층상에 막형상으로 형성된 도체층으로 구성하고, 도체층을 제 4 도체패턴에 접속하고, 본딩와이어를 도체층의 윗쪽에 위치시켰기 때문에, 부유용량이한층 작아진다. 또 용량소자는 제 3 도체패턴상에 구성할 수 있으므로, 절연기판을 작게 할 수 있다.
또 유전체층과 도체층을 두꺼운 막 인쇄수단 또는 박막증착수단에 의해 형성하였기 때문에, 제 2 용량소자는 인덕턴스성분이 없어져, 불필요한 자기공진을 발생하지 않는다.

Claims (3)

  1. 송신회로와 수신회로와 안테나 전환회로가 설치된 절연기판을 구비하고, 상기 절연기판상에는 안테나에 접속된 제 1 도체패턴과, 상기 송신회로의 출력단에 접속된 제 2 도체패턴과, 상기 수신회로의 입력단에 접속된 제 3 도체패턴과, 상기제 3 도체패턴에 근접함과 동시에, 접지된 제 4 도체패턴을 형성하고, 상기 안테나 전환회로는 상기 제 1 도체패턴과 상기 제 2 도체패턴 사이에 접속된 제 1 스위치 다이오드와, 적어도 상기 제 1 도체패턴과 상기 제 3 도체패턴과의 사이에 접속된 인덕턴스소자와, 상기 제 3 도체패턴과 상기 제 4 도체패턴과의 사이에 접속된 용량소자를 가지는 저대역 통과필터와, 상기 제 3 도체패턴과 상기 제 4 도체패턴과의 사이에 접속되어, 상기 제 1 스위치 다이오드에 연동함과 동시에, 온 또는 오프로 전환되는 제 2 스위치 다이오드를 가지고, 상기 제 2 스위치 다이오드를 베어칩으로 구성하고, 상기 베어칩을 상기 제 4 도체패턴상에 탑재함과 동시에, 그 하면의 전극을 상기 제 4 도체패턴에 접속하고, 상면의 전극을 본딩와이어에 의해 상기 제 3 도체패턴에 접속한 것을 특징으로 하는 안테나 전환회로의 설치구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 용량소자를 상기 제 3 도체패턴과, 상기 제 3 도체패턴상에 막형상으로 형성된 유전체층과, 상기 유전체층상에 막형상으로 형성된 도체층으로 구성하고, 상기 도체층을 상기 제 4 도체패턴에 접속하고, 상기 본딩와이어를 상기 도체층의윗쪽에 위치시킨 것을 특징으로 하는 안테나 전환회로의 설치구조.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유전체층과 상기 도체층을 두꺼운 막 인쇄수단 또는 박막 증착수단에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 안테나 전환회로의 설치구조.
KR1020020053396A 2001-09-06 2002-09-05 안테나 전환회로의 설치구조 KR20030022041A (ko)

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