KR20130077190A - Duplexer and communication device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 듀플렉서 및 이를 이용한 통신기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신호 송신 및 수신에 이용되는 듀플렉서 및 이를 이용한 통신기기에 관한 것이다.
The present invention relates to a duplexer and a communication device using the same, and more particularly, to a duplexer used for signal transmission and reception and a communication device using the same.
듀플렉서는, 하나의 안테나를 송신과 수신에 공동으로 사용하기 위하여 송신할 때에는 송신 출력으로부터 수신기를 보호하고, 수신할 때에는 반향 신호를 수신기에 공급하도록 하는 장치이다.A duplexer is a device that protects a receiver from a transmission output when transmitting one antenna for joint use in transmission and reception, and supplies an echo signal to the receiver when receiving.
휴대폰이 음성 통화뿐 아니라 다양한 서비스를 받을 수 있는 컨버전스 단말기로 발전하면서 여러 개의 주파수를 걸러 내는 듀플렉스 필터를 사용하면 공간이 줄고 비용도 절약되는 장점이 있다.As mobile phones evolve into convergence terminals that can receive not only voice calls but also various services, the use of duplex filters that filter out multiple frequencies saves space and saves money.
하지만, 듀플렉서의 사용 범위는 그다지 넓지 않으며, 지원할 수 있는 주파수대 역시 제한적이다. 또한, 휴대폰 등의 모바일기기 소형화를 위해서는, 핵심 부품인 듀플렉서의 크기가 작아져야 한다.
However, the range of use of the duplexer is not very wide, and the frequency band that can be supported is also limited. In addition, in order to miniaturize mobile devices such as mobile phones, the size of the duplexer, which is a key component, should be reduced.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 송/수신 성능을 유지시키면서 듀플렉서의 크기를 줄이기 위한 방안으로, 단층으로 구현된 송신용 전송 선로 및 다층으로 구현된 수신용 전송 선로를 포함하는 매칭 회로를 구비한 듀플렉서를 구현함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention, a method for reducing the size of the duplexer while maintaining the transmission / reception performance, implemented as a transmission line for transmission and a multilayer implemented in a single layer A duplexer having a matching circuit including a transmission line for receiving is provided.
또한, 본 발명은 기판의 소형화 및 내장화로 단가경쟁력 확보를 위한 방안으로, 통신 단말기에서 임베디드화된 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기판에 기반의 듀플렉서를 제공함에 있다.
The present invention also provides a duplexer based on a low temperature co-fired ceramic (LTCC) substrate embedded in a communication terminal as a method for securing cost competitiveness by miniaturizing and embedding a substrate.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀플렉서는, 송신 신호를 필터링하는 제1 필터; 수신 신호를 필터링하는 제2 필터; 및 상기 제1 필터에서 출력되는 송신 신호를 안테나로 전달하는 단층으로 구현된 송신용 전송 선로 및 상기 안테나에서 출력되는 수신 신호를 상기 제1 필터로 전달하는 다층으로 구현된 수신용 전송 선로를 포함하는 매칭 회로;를 포함한다.In accordance with an embodiment of the present invention, a duplexer includes: a first filter for filtering a transmission signal; A second filter for filtering the received signal; And a transmission line for transmitting a signal transmitted from the first filter to the antenna and a transmission line for transmission implemented in a multilayer to transmit the received signal output from the antenna to the first filter. And a matching circuit.
상기 송신용 전송 선로는, 바이어스에 연결된 제1 전송 선로; 일단이 상기 제1 전송 선로에 연결되고, 타단이 안테나에 연결된 제2 전송 선로; 및 일단이 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로에 연결되고 타단이 접지된 제3 전송 선로;를 포함할 수 있다.The transmission line for transmission comprises: a first transmission line coupled to a bias; A second transmission line having one end connected to the first transmission line and the other end connected to the antenna; And a third transmission line having one end connected to the first transmission line and the second transmission line and having the other end grounded.
상기 제1 전송 선로는, 나선 형상이고, 상기 제3 전송 선로는, 지그재그 형상일 수 있다.The first transmission line may have a spiral shape, and the third transmission line may have a zigzag shape.
상기 수신용 전송 선로는, 바이어스에 연결된 제4 전송 선로; 바이어스에 연결된 제7 전송 선로; 일단이 안테나 및 상기 제7 전송 선로에 연결되고, 타단이 상기 제4 전송 선로에 연결된 제5 전송 선로; 일단이 상기 제5 전송 선로 및 상기 제4 전송 선로에 연결되고, 타단이 상기 제2 필터에 연결된 제6 전송 선로;를 포함할 수 있다.The receiving transmission line may include: a fourth transmission line connected to a bias; A seventh transmission line connected to the bias; A fifth transmission line, one end of which is connected to the antenna and the seventh transmission line, and the other end of which is connected to the fourth transmission line; And a sixth transmission line having one end connected to the fifth transmission line and the fourth transmission line and the other end connected to the second filter.
상기 제5 전송 선로는, 상기 안테나 및 상기 제7 전송 선로에 연결된 제51 전송 선로; 및 상기 제4 전송 선로 및 상기 제6 전송 선로에 연결된 제52 전송 선로;를 포함하고, 상기 제51 전송 선로 및 상기 제52 전송 선로는 각기 다른 층에 형성될 수 있다.The fifth transmission line may include: a fifty-first transmission line connected to the antenna and the seventh transmission line; And a fifty-second transmission line connected to the fourth transmission line and the sixth transmission line, wherein the fifty-first transmission line and the fifty-second transmission line may be formed on different layers.
상기 제51 전송 선로와 상기 제52 전송 선로는 비아를 통해 연결될 수 있다.The 51 st transmission line and the 52nd transmission line may be connected through vias.
상기 매칭 회로는, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic : 저온 동시 소성 세라믹) 기판에 구현될 수 있다.The matching circuit may be implemented on a low temperature co-fired ceramic (LTCC) substrate.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 통신기기는, 안테나; 상기 안테나에 연결되어, 상기 안테나에 송신 신호를 전달하고, 상기 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 듀플렉서;를 포함하고, 송신 신호를 필터링하는 제1 필터; 수신 신호를 필터링하는 제2 필터; 및 상기 제1 필터에서 출력되는 송신 신호를 안테나로 전달하는 단층으로 구현된 송신용 전송 선로 및 상기 안테나에서 출력되는 수신 신호를 상기 제1 필터로 전달하는 다층으로 구현된 수신용 전송 선로를 포함하는 매칭 회로;를 포함한다.
On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a communication device, the antenna; A duplexer connected to the antenna and transmitting a transmission signal to the antenna, the duplexer receiving a reception signal from the antenna; A second filter for filtering the received signal; And a transmission line for transmitting a signal transmitted from the first filter to the antenna and a transmission line for transmission implemented in a multilayer to transmit the received signal output from the antenna to the first filter. And a matching circuit.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 송/수신 성능을 유지시키면서 듀플렉서의 크기를 줄일 수 있게 되고, 기판의 소형화 및 내장화로 단가경쟁력 확보가 가능해진다.As described above, according to the present invention, the size of the duplexer can be reduced while maintaining the transmission / reception performance, and the cost competitiveness can be secured by miniaturizing and embedding the substrate.
특히, 듀플렉서의 정합 집중정수 개발 및 분포정수 최적화를 통하여 LTCC 기판의 듀플렉서 구현이 가능해져, 특히 2GHz 대역 듀플렉서를 구현할 수 있으며, LTCC 라이브러리를 구축할 수 있게 된다.
In particular, through the development of matching lumped constants of the duplexer and optimization of distribution constants, it is possible to implement a duplexer of the LTCC substrate, and in particular, to implement a 2GHz band duplexer and to build an LTCC library.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀플렉서의 블럭도,
도 2는, 도 1에 도시된 듀플렉서의 집중정수 정합회로를 도시한 도면,
도 3은, 도 1에 도시된 듀플렉서의 분포정수 정합회로를 도시한 도면,
도 4는, 도 1에 도시된 듀플렉서의 패턴도, 그리고,
도 5는, 도 4에 도시된 듀플렉서의 패턴 설명에 제공되는 도면이다.1 is a block diagram of a duplexer according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram illustrating a lumped constant matching circuit of the duplexer shown in FIG. 1;
3 is a diagram illustrating a distribution constant matching circuit of the duplexer shown in FIG. 1;
4 is a pattern diagram of the duplexer shown in FIG. 1, and
FIG. 5 is a view for explaining a pattern of the duplexer shown in FIG. 4.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀플렉서의 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 듀플렉서는, 안테나(110), 매칭 회로(120), Tx BPF(Band Pass Filter)(130) 및 Rx BPF(140)를 구비한다.1 is a block diagram of a duplexer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the duplexer according to the present embodiment includes an
안테나(110)는 송신 신호를 외부기기로 전달하고, 외부기기로부터 신호를 수신한다.The
매칭 회로(120)는 Tx BPF(130)로부터 전달받은 송신 신호를 안테나(110)에 인가하는 한편, 안테나(110)로부터 전달받은 수신 신호는 Rx BPF(140)에 인가한다.The matching
Tx BPF(130)는 Tx PA(Power Amplifier)으로부터 수신한 송신 신호를 대역 통과 필터링하여 매칭 회로(120)로 전달하는 필터이다.The Tx BPF 130 is a filter that band-pass filters the transmission signal received from the Tx PA (Power Amplifier) and delivers it to the matching
Rx BPF(140)는 안테나(110)로부터 인가되는 수신 신호를 대역 통과 필터링하여 Rx LNA(Low Noise Amplifier)로 전달하는 필터이다.The
도 2는, 도 1에 도시된 듀플렉서의 집중정수 정합회로를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바에 따르면, 듀플렉서의 매칭 회로(120)의 집중정수 정합회로는 인덕터와 커패시터의 조합으로 표현됨을 확인할 수 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating a lumped constant matching circuit of the duplexer shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, it can be seen that the lumped constant matching circuit of the
한편, 도 3에는 도 1에 도시된 듀플렉서의 분포정수 정합회로를 도시하였다. 도 3에 도시된 바와 같이, 매칭 회로(120)는, i) Tx BPF(130)로부터 전달받은 송신 신호를 안테나(110)에 인가하는 송신용 전송 선로들(121, 122 및 123)을 포함하고, ii) 안테나(110)로부터 전달받은 수신 신호를 Rx BPF(140)에 인가하는 수신용 전송 선로들(124, 125, 126 및 127)을 포함한다.Meanwhile, FIG. 3 illustrates a distribution constant matching circuit of the duplexer shown in FIG. 1. As shown in FIG. 3, the
전송 선로-1(121)은 일단이 바이어스에 연결되어 있다. 또한, 전송 선로-1(121)의 타단은 전송 선로-2(123)와 전송 선로-3(123)에 연결되고, 커패시터(C)를 통해 Tx BPF(SNP1:130)에 연결된다.One end of transmission line-1 121 is connected to a bias. In addition, the other end of the transmission line-1 121 is connected to the transmission line-2 123 and the transmission line-3 123, and is connected to the Tx BPF (SNP1: 130) through the capacitor C.
전송 선로-2(122)의 일단은 전송 선로-1(121)과 전송 선로-3(123)에 연결되고, 커패시터(C)를 통해 Tx BPF(SNP1:130)에 연결된다. 그리고, 전송 선로-2(122)의 타단은 안테나(100)에 연결된다.One end of the transmission line-2 122 is connected to the transmission line-1 121 and the transmission line-3 123, and is connected to the Tx BPF (SNP1: 130) through the capacitor C. The other end of the transmission line-2 122 is connected to the antenna 100.
전송 선로-3(123)의 일단은 전송 선로-1(121)과 전송 선로-2(122)에 연결되고, 커패시터(C)를 통해 Tx BPF(SNP1:130)에 연결된다. 그리고, 전송 선로-3(123)의 타단은 접지된다.One end of the transmission line-3 123 is connected to the transmission line-1 121 and the transmission line-2 122, and is connected to the Tx BPF (SNP1: 130) through the capacitor C. Then, the other end of the transmission line-3 123 is grounded.
전송 선로-4(124)는 일단이 바이어스에 연결되고, 타단은 전송 선로-5(125)와 전송 선로-6(126)에 연결된다. 전송 선로-7(127)은 일단이 바이어스에 연결되고, 타단은 안테나(110)와 전송 선로-5(125)에 연결된다.Transmission line-4 124 has one end connected to the bias and the other end connected to transmission line-5 125 and transmission line-6 126. One end of the transmission line-7 127 is connected to a bias, and the other end thereof is connected to the
전송 선로-5(125)의 일단은 안테나(110)와 전송 선로-7(127)에 연결되고, 타단은 전송 선로-4(124)와 전송 선로-6(126)에 연결된다. 전송 선로-6(126)의 일단은 전송 선로-4(124)와 전송 선로-5(125)에 연결되고, 타단은 Rx BPF(SNP2:140)에 연결된다.One end of transmission line-5 (125) is connected to
도 4에는 도 3에 도시된 듀플렉서의 패턴도를 도시하였다. 매칭 회로(120)는, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic : 저온 동시 소성 세라믹) 기판에 구현되어 2GHz 대역을 지원할 수 있다.FIG. 4 is a pattern diagram of the duplexer shown in FIG. 3. The matching
도 4에서, 분홍색으로 도시된 패턴이 송신용 전송 선로들(121, 122 및 123)이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 송신용 전송 선로들(121, 122, 123)은 단층으로 구현된다.In Fig. 4, the pattern shown in pink is the
한편, 도 4에서, 녹색과 국방색으로 도시된 패턴이 수신용 전송 선로들(124, 125, 126 및 127)이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수신용 전송 선로들(124, 125, 126 및 127)은 다층(2 층)으로 구현된다.On the other hand, in Fig. 4, the patterns shown in green and amber are the
도 4를 통해 알 수 있는 바와 같이, 수신용 전송 선로들(124, 125, 126 및 127)이 차지하는 면적은, 송신용 전송 선로들(121, 122, 123)이 차지하는 면적 보다 크다.As can be seen from FIG. 4, the area occupied by the
이에 따라, 수신용 전송 선로들(124, 125, 126 및 127)을 다층으로 구현하여 면적을 절반으로 감소시켰다.Accordingly, the
도 5는, 도 4에 도시된 듀플렉서의 패턴을 평면으로 펼쳐서 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 5의 좌측 상부에는 송신용 전송 선로들(121, 122, 123)의 패턴을 도시하였고, 도 5의 우측에는 수신용 전송 선로들(124, 125, 126 및 127)의 패턴을 평면으로 펼쳐서 도시하였다.FIG. 5 is a diagram showing the flattened pattern of the duplexer shown in FIG. 4. Specifically, the upper left portion of FIG. 5 illustrates patterns of
도 5에 도시된 바에 따르면, 전송 선로-1(121)은 나선 형상이고, 전송 선로-3(123)은 지그재그 형상인 것을 확인할 수 있다. 또한, 전송 선로-4(124)와 전송 선로-7(127)도 나선 형상이고, 전송 선로-5(125)는 지그재그 형상과 나선 형상이 조합되어 있다.As shown in FIG. 5, the transmission line-1 121 may have a spiral shape, and the transmission line-3 123 may have a zigzag shape. The transmission line-4 124 and the transmission line-7 127 also have a spiral shape, and the transmission line-5 125 has a combination of a zigzag shape and a spiral shape.
한편, 전송 선로-5(125)는 '안테나(110)와 전송 선로-7(127)에 연결된 전송 선로'와 '전송 선로-4(124)와 전송 선로-6(126)에 연결된 전송 선로'로 구분되는데, 이들은 각기 다른 층에 형성되고, 비아(via)를 통해 전기적으로 연결된다. 연결되는 부분은 나선 형상 부분들이다.Meanwhile, the transmission line-5 125 is a transmission line connected to the
지금까지, 단층으로 구현된 송신용 전송 선로 및 다층으로 구현된 수신용 전송 선로를 포함하는 매칭 회로를 구비한 듀플렉서에 대해, 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다. 본 발명은 듀플렉서를 이용한 통신기기에도 적용될 수 있다.So far, a duplexer having a matching circuit including a transmission line for transmission implemented in a single layer and a reception transmission line implemented in a multilayer has been described in detail with reference to a preferred embodiment. The present invention can also be applied to a communication device using a duplexer.
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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
110 : 안테나
120 : 매칭 회로
121 ~ 127 : 전송 선로
130 : Tx BPF
140 : Rx BPF110: antenna
120: matching circuit
121 to 127: transmission line
130: Tx BPF
140: Rx BPF
Claims (8)
수신 신호를 필터링하는 제2 필터; 및
상기 제1 필터에서 출력되는 송신 신호를 안테나로 전달하는 단층으로 구현된 송신용 전송 선로 및 상기 안테나에서 출력되는 수신 신호를 상기 제1 필터로 전달하는 다층으로 구현된 수신용 전송 선로를 포함하는 매칭 회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
A first filter for filtering the transmission signal;
A second filter for filtering the received signal; And
Matching includes a transmission line for transmission implemented in a single layer for transmitting the transmission signal output from the first filter to the antenna and a reception transmission line implemented in a multilayer for transmitting the reception signal output from the antenna to the first filter. A duplexer comprising a circuit.
상기 송신용 전송 선로는,
바이어스에 연결된 제1 전송 선로;
일단이 상기 제1 전송 선로에 연결되고, 타단이 안테나에 연결된 제2 전송 선로; 및
일단이 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로에 연결되고 타단이 접지된 제3 전송 선로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
The method of claim 1,
The transmission line for transmission,
A first transmission line coupled to the bias;
A second transmission line having one end connected to the first transmission line and the other end connected to the antenna; And
And a third transmission line having one end connected to the first transmission line and the second transmission line and the other end grounded.
상기 제1 전송 선로는, 나선 형상이고,
상기 제3 전송 선로는, 지그재그 형상인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
The method of claim 2,
The first transmission line has a spiral shape,
The third transmission line is a zigzag shape, characterized in that the duplexer.
상기 수신용 전송 선로는,
바이어스에 연결된 제4 전송 선로;
바이어스에 연결된 제7 전송 선로;
일단이 안테나 및 상기 제7 전송 선로에 연결되고, 타단이 상기 제4 전송 선로에 연결된 제5 전송 선로;
일단이 상기 제5 전송 선로 및 상기 제4 전송 선로에 연결되고, 타단이 상기 제2 필터에 연결된 제6 전송 선로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
The method of claim 1,
The reception transmission line,
A fourth transmission line connected to the bias;
A seventh transmission line connected to the bias;
A fifth transmission line, one end of which is connected to the antenna and the seventh transmission line, and the other end of which is connected to the fourth transmission line;
And a sixth transmission line having one end connected to the fifth transmission line and the fourth transmission line and the other end connected to the second filter.
상기 제5 전송 선로는,
상기 안테나 및 상기 제7 전송 선로에 연결된 제51 전송 선로; 및
상기 제4 전송 선로 및 상기 제6 전송 선로에 연결된 제52 전송 선로;를 포함하고,
상기 제51 전송 선로 및 상기 제52 전송 선로는 각기 다른 층에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
5. The method of claim 4,
The fifth transmission line,
A fifty-first transmission line connected to the antenna and the seventh transmission line; And
And a fifty-second transmission line connected to the fourth transmission line and the sixth transmission line.
And the fifty-second transmission line and the fifty-second transmission line are formed on different layers.
상기 제51 전송 선로와 상기 제52 전송 선로는 비아를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
6. The method of claim 5,
And the fifty-second transmission line and the fifty-second transmission line are connected through vias.
상기 매칭 회로는,
LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic : 저온 동시 소성 세라믹) 기판에 구현된 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
The method of claim 1,
Wherein the matching circuit comprises:
Duplexer, characterized in that implemented on LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) substrate.
상기 안테나에 연결되어, 상기 안테나에 송신 신호를 전달하고, 상기 안테나로부터 수신 신호를 전달받는 듀플렉서;를 포함하고,
송신 신호를 필터링하는 제1 필터;
수신 신호를 필터링하는 제2 필터; 및
상기 제1 필터에서 출력되는 송신 신호를 안테나로 전달하는 단층으로 구현된 송신용 전송 선로 및 상기 안테나에서 출력되는 수신 신호를 상기 제1 필터로 전달하는 다층으로 구현된 수신용 전송 선로를 포함하는 매칭 회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신기기.
antenna;
And a duplexer connected to the antenna, transmitting a transmission signal to the antenna and receiving a reception signal from the antenna.
A first filter for filtering the transmission signal;
A second filter for filtering the received signal; And
Matching includes a transmission line for transmission implemented in a single layer for transmitting the transmission signal output from the first filter to the antenna and a reception transmission line implemented in a multilayer for transmitting the reception signal output from the antenna to the first filter. Communication device comprising a; circuit.
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