KR20070040516A - 쏘 듀플렉서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 송신 단으로부터 전송된 신호를 안테나단에 전송하기 위해 배치되고 다수의 공진기로 구성된 송신용 필터; 상기 안테나단을 통하여 전송된 신호를 수신하기 위해 배치되고 다수의 공진기로 구성된 수신용 필터; 상기 송신용 필터와 상기 안테나단 사이에 병렬 연결되고 전송선로패턴으로 구현된 제 1 캐패시터; 상기 수신용 필터와 상기 안테나단 사이에 병렬 연결되고 전송선로패턴으로 구현된 제 2 캐패시터; 및 상기 안테나단과 상기 제 2 캐패시터 사이에 직렬 연결된 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서에 관한 것이다.
쏘 듀플렉서, 소형화
Description
도 1은 종래의 LTCC를 이용한 듀플렉서의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 공진기를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서의 대략적인 구성도.
도 4a는 본 발명에 따른 송신용 필터의 구성을 설명하기 위한 예시도.
도 4b는 본 발명에 따른 수신용 필터의 구성을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 캐패시터의 구조를 도시한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
300: 쏘 듀플렉서 310: 송신용 필터
311,321: 제 1 공진기 312,322: 제 2 공진기
313,323: 제 3 공진기 314,324: 제 4 공진기
315,325: 제 5 공진기 316,326: 제 6 공진기
320: 수신용 필터 330: 제 1 캐패시터
340: 제 2 캐패시터 350: 인덕터
본 발명은 쏘 듀플렉서에 관한 것으로, 특히 위상천이기가 구비되지 않은 소형의 쏘 듀플렉서에 관한 것이다.
최근 들어, 이동통신 단말기의 복합 다기능화, 슬림화 및 저가격화와 더불어 적용되는 RF 부품 또한 소형화의 요구가 거세게 다가오고 있다.
통신 기기의 소형화와 고성능화와 더불어 신호를 송수신할 때, 신호의 일정 대역 주파수만을 필터하여 송신하거나 수신할 때 일정한 주파수 대역의 신호만을 수신할 수 있도록 하는 쏘 필터를 채택하는 경우가 많아지고 있는데, 그중에서도 RF 필터의 경우에는 신호 처리 효율이 좋은 쏘 듀플렉서(SAW(Surface Acoustic Wave) duplexer)를 널리 사용하고 있다.
종래의 쏘 듀플렉서는 도 1에 도시된 바와 같이, 저온 동시 소성 세라믹(LTCC)을 이용하여 송신 필터(104), 수신 필터(108), 위상 천이기(110)로 구성된다. 상기 송신필터(104)는 송신단으로부터 전송된 신호를 안테나단으로 전송하는 역할을 하고, 상기 수신필터(108)는 안테나단을 통하여 전송된 신호를 수신하는 역할을 한다.
상기 송신 필터(104)와 수신필터(108)는 도 2a 및 도 2b와 같은 1포트 공진기를 직렬과 병렬로 접속한 래더형일 수 있다. 일반적인 1 포트 공진기는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 입력 단자로 입력되는 외부 신호를 필터링하는 입출력 인터디지털 트랜스듀서(InterDigital Transducer, 이하 IDT라 함), 및 상기 입출력 IDT를 통해 필터링되어 외부로 출력하는 출력단자로 구성된다.
또한, 도 2a와 도 2b에 도시된 1 포트 공진기는 상기 입출력 IDT에서 외부 신호가 필터링될 때 신호가 손실되는 것을 방지하기 위해, 입출력 IDT의 양측에 반사부가 형성된다. 이러한 1 포트 공진기를 직렬 및 병렬 연결하여 구성함으로써, 다양한 래더 타입(Ladder type)의 언밸런스형 표면탄성파 필터를 구성할 수 있다.
이와 같은 종래의 쏘 듀플렉서는 이동통신 단말기에 있어서, 신호의 송신과 수신이 동시에 이루어지도록 상호 간의 간섭을 최소화하는 필터로 사용되어 송신용 필터와 수신용 필터로 구성되어 있으며, 각각의 필터는 LiTaO3 등과 같은 압전체 상에 전기적인 입력 신호를 기계적인 진동으로 변화시키는 입력 변환기, 및 입력 변환기와 대립 형성되어 기계적인 진동을 전기적인 신호로 변환하여 부하로 출력시키는 출력 변환기가 구비되고, 상기 입력 변환기와 출력 변환기에는 빗살 형태의 알루미늄 전극이 서로 소정거리로 이격 형성되어 있다.
그리고, 상기와 같은 쏘 듀플렉서는 고주파 성능이 우수한 저온 동시 소성 세라믹(LTCC)라고 하는 기술에 의하여 세라믹 적층 기판상에 형성된 회로 소자들과 일체의 패키지 형태로 제조되고 있다.
쏘 필터의 패키징에 사용된 일반적인 패키지는 알루미나 세라믹과 전극 재료로서 W, Mo를 사용하여 고온에서 제작하는 HTCC패키지 인데, 전극 재료의 전기 전도율 저하로 인해 쏘 필터를 내장한 듀플렉서나 FEM과 같은 복합화된 소자의 경우 회로용 수동 소자를 패키지 내부에 패턴의 형태로 구현할 수 없기 때문에 집적화와 소형화에 어려움이 있다.
따라서, 상기 LTCC를 사용하면 전기 전도도가 우수한 전극 재료를 사용할 수 있고, 저온에서 금속과 그 세라믹 기판이 동시에 만들어지는 코파이어 공정기술이기 때문에 집적화와 소형화를 이룰 수 있다.
쏘 듀플렉서의 경우 사용자의 저가격화의 요구에 따라 부품의 저가격화도 지속적으로 이루어지고 있다. 듀플렉서는 송신시는 불요의 수신신호가 무한대의 임피던스로 되어 완전 격리가 이루어져야 하고, 반대로 수신시에는 불요의 송신신호가 무한대의 임피던스로 되어 완전 격리가 이루어져야 한다.
종래의 쏘 듀플렉서의 설계기법에 따른 경우는 필터의 설계 구조상 수신 대역에서는 송신필터의 임피던스가 거의 무한대에 있기 때문에 상기 조건을 만족하지만, 송신 대역에서는 수신 필터의 임피던스가 단락에 가까울 정도로 낮게 형성되어 있기 때문에 칩에 있어서 설계적으로 완전 격리가 이루어지기 힘들어서 수신 필터의 안테나 단자 측에 위상천이기를 별도로 장착해 주어야했다.
위상 천이기(110)는 송신 대역에서의 수신필터의 임피던스를 거의 무한대로 이동시켜줌으로써 듀플렉서의 양방향 통신을 가능하게 해주는 핵심 요소 역할을 수행하게 된다. 이러한 위상천이기(110)를 스트립 라인(Strip Line) 형태로 패키지내에 구성하기 위해서는 고주파에서 손실이 적은 저온동시소성 세라믹(LTCC: Low Temperature Cofired Ceramics)을 사용하게 된다.
또한, 위상 천이기의 길이는 주기의 1/4로서 상당히 길이가 길게 되어 패키지의 크기나 두께를 제한하게 됨으로써 소형화나 저가격화를 구현하는 데 장애 요인이 된다. 예를 들어, 유전률 7.8의 LTCC소재를 사용할 경우 위상 천이기의 길이는 약 32mm로서 동일한 평면 위에서 구현하기 위해서는 면적이 증가하게 되며, 만 약 다수의 층으로 구현한다면 사이즈는 줄어드는 반면 두께가 증가하게 됨으로써 소형화의 한계에 이르게 된다.
다른 한편으로 인덕터와 커패시터를 사용해서 패키지 외부의 인쇄회로 기판에 위상 천이기를 구현할 수 있는데, 이러한 경우에도 표면 실장(SMT) 소자 숫자의 증대로 인한 가격 상승뿐만 아니라, 인쇄회로 기판의 실장 면적을 증가시키는 요인이 되기도 한다.
본 발명은 저렴한 비용으로 소형의 표면탄성파 듀플렉서를 구현하는데 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신 단으로부터 전송된 신호를 안테나단에 전송하기 위해 배치되고 다수의 공진기로 구성된 송신용 필터; 상기 안테나단을 통하여 전송된 신호를 수신하기 위해 배치되고 다수의 공진기로 구성된 수신용 필터; 상기 송신용 필터와 상기 안테나단 사이에 병렬 연결되고 전송선로패턴으로 구현된 제 1 캐패시터; 상기 수신용 필터와 상기 안테나단 사이에 병렬 연결되고 전송선로패턴으로 구현된 제 2 캐패시터; 및 상기 안테나단과 상기 제 2 캐패시터 사이에 직렬 연결된 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서는 종래의 위상천이기를 구비하지 않는 형태를 제안한다.
도 3은 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서의 대략적인 구성도로서, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서(300)는 대략적으로 송신용 필터(310), 수신용 필터(320), 송신용 필터(310)에 연결된 제 1 캐패시터(330), 수신용 필터(320)에 연결된 제 2 캐패시터(340), 및 캐패시터(340)에 연결된 인덕터(350)로 구성된다.
송신용 필터(310)에 연결된 제 1 캐패시터(330)는 안테나단에 배치 연결하고, 수신용 필터(320)에 연결된 제 2 캐패시터(340)와 인덕터(350) 또한 안테나 포트에 배치 연결한다. 여기서, 패키지 내에 인덕터(350)를 구성할 경우에는 스트립 라인 형태로 구성할 수 있거나 또는 패키지 외부 인쇄회로 기판에 구성될 수 있고, 바람직하게는 쏘 듀플렉서의 소형화를 위해서 외부 인쇄회로 기판에 구성한다.
송신용 필터(310)는 도 4a에 도시된 바와 같이 수신대역에서 무한대 임피던스를 갖도록 하기 위해서, 안테나 단에 처음으로 배치되는 제 1 공진기(311)를 직렬로 구비한다.
제 6 공진기(316)는 송신 입력단에 직렬로 연결되고, 제 5 공진기(315)는 제 6 공진기(316)의 출력과 병렬로 연결된다. 이때, 제 5 공진기(315)는 병렬 연결로 접지된다.
제 3 공진기(313)와 제 4 공진기(314)는 제 6 공진기(316)의 출력에 직렬로 연결되고, 제 2 공진기(312)는 제 3 공진기(313)의 출력과 병렬로 연결된다. 이때, 제 2 공진기(312)는 제 3 공진기(313)의 출력과 제 5 공진기(315)의 출력 사이에 형성된다.
제 3 공진기(313)는 제 1 공진기(311)와 직렬로 연결되어 안테나 단과 직렬로 연결된다.
이와 같이 송신용 필터(310)는 사다리회로 형태로 연결 구성되고, 제 1 공진기(311)의 출력과 병렬 연결된 제 1 캐패시터(330)는 제 2 공진기(312)의 출력 및 제 5 공진기(315)의 출력과 병렬연결되어 접지된다.
수신용 필터(320)는 도 4b를 참조하여 설명한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 수신용 필터(320)에는 캐패시터(340)의 사다리 회로형 구비를 위해서 안테나 단에 배치되는 제 6 공진기(326)가 캐패시터(340)와 병렬 연결된다.
제 1 공진기(321)는 안테나 단에 직렬로 연결되고, 제 2 공진기(322)는 제 1 공진기(321)의 출력에 직렬 연결되며, 제 3 공진기(323)는 제 2 공진기(322)의 출력에 직렬 연결된다.
제 4 공진기(324)는 제 2 공진기(322)와 제 3 공진기(323) 사이에서 병렬 연결되어 접지되고, 제 5 공진기(325)는 제 1 공진기(321)와 제 2 공진기(322) 사이에서 병렬 연결되어 접지된다.
제 6 공진기(326)는 전술한 바와 같이 제 2 캐패시터(340)와 병렬 연결되고, 제 1 공진기(321)와 제 5 공진기(325)에도 병렬 연결되어 캐패시터(340)와 제 5 공진기(325)의 접지단에 접지연결된다.
이와 같이 수신용 필터(320)는 사다리회로 형태로 제 2 캐패시터(340)와 연 결 구성되고, 본 발명에 따른 인덕터(350)는 안테나 단에서 제 2 캐패시터(340)의 입력 측에 직렬 연결된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서(300)는 종래의 위상천이기를 구비하지 않으므로 200㎛ ~ 400㎛로 길이가 줄어들어 소형화를 이룰 수 있고, 본 발명에 따른 캐패시터(330)와 캐패시터(340)를 도 5에 도시된 바와 같이 동일 선폭(n)을 가진 전송선로패턴으로 형성하여 동일 전극 간의 간격(ℓ)과 상이한 전극 간의 겹침(h)을 변화시켜 쏘 듀플렉서(300)의 성능을 조절할 수 있다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 캐패시터(330)와 캐패시터(340) 각각에 대해 동일 선폭으로 이루어진 동일 전극 간의 간격(ℓ)을 공진기의 패턴 간격과 다르게 구현함으로써, 각 공진기의 공진에 영향을 주지 않게 한다. 또한, 전극 간의 겹침(h)과 전극의 개수를 조절함으로써, 본 발명에 따른 쏘 듀플렉서(300)의 Q값을 조정할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 쏘 듀플렉서를 사용하여 소형화가 가능하며, 위상 천이기를 고가의 LTCC에 구현할 필요 없이 일반적인 저가의 고온동시소성세라믹 패키지에 구현할 수 있으므로 저가격화가 가능하다.
또한, 본 발명의 쏘 듀플렉서를 사용하게 되면 Q값이 큰 초소형 인덕터를 사용해서 위상 정합이 가능하므로 듀플렉서의 손실을 줄일 수 있다.
Claims (8)
- 송신 단으로부터 전송된 신호를 안테나단에 전송하기 위해 배치되고 다수의 공진기로 구성된 송신용 필터;상기 안테나단을 통하여 전송된 신호를 수신하기 위해 배치되고 다수의 공진기로 구성된 수신용 필터;상기 송신용 필터와 상기 안테나단 사이에 병렬 연결되고 전송선로패턴으로 구현된 제 1 캐패시터;상기 수신용 필터와 상기 안테나단 사이에 병렬 연결되고 전송선로패턴으로 구현된 제 2 캐패시터; 및상기 안테나단과 상기 제 2 캐패시터 사이에 직렬 연결된 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 캐패시터의 전송선로패턴과 상기 제 2 캐패시터의 전송선로패턴은 소정의 이격거리를 가지고 대응하는 요철구조를 이루는 두 개의 전극으로 구현되는 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 커패시터의 전송선로패턴 이격거리는 상기 송신용 필터를 구성하 는 각 공진기의 전송선로패턴의 패턴 간격과 상이한 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 2 커패시터의 전송선로패턴 이격거리는 상기 수신용 필터를 구성하는 각 공진기의 전송선로패턴의 패턴 간격과 상이한 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 커패시터의 전송선로패턴 이격거리와 상기 제 2 커패시터의 전송선로패턴 이격거리는 상기 송신용 필터와 상기 송신용 필터를 구성하는 각 공진기의 전송선로패턴의 패턴 간격과 상이한 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서.
- 제 1 항에 있어서,상기 송신용 필터를 구성하는 다수의 공진기는 상기 제 1 캐패시터와 사다리 회로 형태로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서.
- 제 1 항에 있어서,상기 수신용 필터를 구성하는 다수의 공진기는 상기 제 2 캐패시터와 사다리 회로 형태로 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 커패시터의 전송선로패턴과 상기 제 2 캐패시터의 전송선로패턴에서 각 전극 간의 중첩 면적을 조절하여 Q값을 조정하는 것을 특징으로 하는 쏘 듀플렉서.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020050095948A KR20070040516A (ko) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | 쏘 듀플렉서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050095948A KR20070040516A (ko) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | 쏘 듀플렉서 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070040516A true KR20070040516A (ko) | 2007-04-17 |
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ID=38176213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050095948A KR20070040516A (ko) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | 쏘 듀플렉서 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070040516A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103066348A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-04-24 | 深圳市麦捷微电子科技股份有限公司 | 一种新型ltcc双工器 |
| CN107591594A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-01-16 | 南京理工大学 | 一种新型多枝节对称移相器 |
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2005
- 2005-10-12 KR KR1020050095948A patent/KR20070040516A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103066348A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-04-24 | 深圳市麦捷微电子科技股份有限公司 | 一种新型ltcc双工器 |
| CN103066348B (zh) * | 2013-01-30 | 2015-07-01 | 深圳市麦捷微电子科技股份有限公司 | 一种新型ltcc双工器 |
| CN107591594A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-01-16 | 南京理工大学 | 一种新型多枝节对称移相器 |
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