KR20130077190A - 듀플렉서 및 이를 이용한 통신기기 - Google Patents

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Abstract

듀플렉서 및 이를 이용한 통신기기가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 듀플렉서는, 송신 신호를 필터링하는 제1 필터, 수신 신호를 필터링하는 제2 필터 및 제1 필터에서 출력되는 송신 신호를 안테나로 전달하는 단층으로 구현된 송신용 전송 선로와 안테나에서 출력되는 수신 신호를 제1 필터로 전달하는 다층으로 구현된 수신용 전송 선로를 포함하는 매칭 회로를 포함한다. 이에 의해, 송/수신 성능을 유지시키면서 듀플렉서의 크기를 줄일 수 있게 되고, 기판의 소형화 및 내장화로 단가경쟁력 확보가 가능해진다.

Description

듀플렉서 및 이를 이용한 통신기기{DUPLEXER AND COMMUNICATION DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 듀플렉서 및 이를 이용한 통신기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신호 송신 및 수신에 이용되는 듀플렉서 및 이를 이용한 통신기기에 관한 것이다.
듀플렉서는, 하나의 안테나를 송신과 수신에 공동으로 사용하기 위하여 송신할 때에는 송신 출력으로부터 수신기를 보호하고, 수신할 때에는 반향 신호를 수신기에 공급하도록 하는 장치이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 제1 전송 선로는, 나선 형상이고, 상기 제3 전송 선로는, 지그재그 형상일 수 있다.
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.
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.
상기 제51 전송 선로와 상기 제52 전송 선로는 비아를 통해 연결될 수 있다.
상기 매칭 회로는, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic : 저온 동시 소성 세라믹) 기판에 구현될 수 있다.
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.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 송/수신 성능을 유지시키면서 듀플렉서의 크기를 줄일 수 있게 되고, 기판의 소형화 및 내장화로 단가경쟁력 확보가 가능해진다.
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.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
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.
안테나(110)는 송신 신호를 외부기기로 전달하고, 외부기기로부터 신호를 수신한다.
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.
Tx BPF(130)는 Tx PA(Power Amplifier)으로부터 수신한 송신 신호를 대역 통과 필터링하여 매칭 회로(120)로 전달하는 필터이다.
Rx BPF(140)는 안테나(110)로부터 인가되는 수신 신호를 대역 통과 필터링하여 Rx LNA(Low Noise Amplifier)로 전달하는 필터이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이에 따라, 수신용 전송 선로들(124, 125, 126 및 127)을 다층으로 구현하여 면적을 절반으로 감소시켰다.
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.
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.
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.
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.
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 : 안테나
120 : 매칭 회로
121 ~ 127 : 전송 선로
130 : Tx BPF
140 : Rx BPF

Claims (8)

  1. 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 듀플렉서.
  2. 제 1항에 있어서,
    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.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 전송 선로는, 나선 형상이고,
    상기 제3 전송 선로는, 지그재그 형상인 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  4. 제 1항에 있어서,
    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.
  5. 제 4항에 있어서,
    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.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제51 전송 선로와 상기 제52 전송 선로는 비아를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 매칭 회로는,
    LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic : 저온 동시 소성 세라믹) 기판에 구현된 것을 특징으로 하는 듀플렉서.
  8. 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 포함하는 것을 특징으로 하는 통신기기.
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