KR20210017675A - Saw 필터 및 듀플렉서 - Google Patents

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KR20210017675A
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김영훈
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 SAW 필터는, 고주파 신호가 입출력되는 공통 단자, 송신 단자 및 수신 단자를 포함하는 고주파 필터로서, 제1 주파수 대역을 통과 대역으로 하며, 상기 공통 단자 및 상기 제1 단자와 연결되는 제1 필터 회로, 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 통과 대역으로 하며, 상기 공통 단자 및 상기 제2 단자와 연결되는 제2 필터 회로, 상기 공통 단자와 연결되는 안테나 및 상기 공통 단자와 상기 제1 필터 회로 또는 상기 제2 필터 회로 사이에서 직렬로 연결되는 적어도 하나의 인덕터를 포함한다.

Description

SAW 필터 및 듀플렉서{SAW FILTER AND DUPLEXER}
본 발명은 SAW 필터 및 듀플렉서에 관한 것이다. 보다 자세하게는 서로 다른 주파수 대역을 통과시키는 필터와 연결된 하나의 안테나 패드를 분리하고, 각각의 안테나 패드에 추가 인덕터를 삽입함으로써, 넓은 주파수 범위에서 감쇠 특성을 얻을 수 있는 SAW 필터 및 듀플렉서에 관한 것이다.
필터는 특정 대역의 주파수들을 통과 또는 제거하기 위한 소자로 통신, 신호 생성, 신호 처리, 신호 출력 등에 있어 필수적인 소자이다. 이러한 필터는 대표적으로 이동통신 분야에 사용되며, 이동통신기기에서 특정 대역의 주파수를 통과 또는 제거하는 소자로 SAW 필터와 듀플렉서가 이용된다.
종래의 SAW 필터와 듀플렉서는 850MHz~2.6GHz 대역 위주로 많이 사용되며 일부 주파수 대역에 대해서만 감쇠(attenuation)성능이 중요하게 개발 되어왔으나, GPS 대역, 하모니 감쇠, 다양한 다중 주파수 통신 시스템의 등장, 그리고 3.5GHz 이상의 초고주파 대역을 사용하는 5G 시스템이 상용화 됨에 따라 예전보다 훨씬 다양한 주파수, 고주파, 초고주파 대역에서의 감쇠특성이 요구되고 있다.
뿐만 아니라, 점점 고성능 초소형화되는 통신기기에 적용하기 위해 SAW 필터 및 듀플렉서도 고성능화와 초소형화가 요구된다. 이런 SAW 필터 및 듀플렉서를 소형화는 설계공간제약 및 커플링의 증가로 충분한 감쇄특성 확보가 어렵다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해, SAW 필터와 듀플렉서 외부에 추가적인 인덕터와 커패시터를 연결하여 LPF(Low Pass Filter) 타입의 매칭단을 구성하거나, DMS 타입의 SAW 필터를 구성하여 고주파 대역에서의 감쇠 특성을 확보하는 기술이 개시되었다.
그러나 상술한 기술은 필터와 다른 구성 요소들이 매칭할 수 있는 외부 공간이 축소되고, 재료비가 상승할 뿐만 아니라 필터 설계 시 자유도가 떨어진다.
따라서 고주파, 초고주파 영역에서의 감쇠 특성을 확보하고 기존의 소형화 특성은 그대로 유지시킬 수 있는 새로운 구조의 SAW 필터 및 듀플렉서가 요구되며, 본 발명은 이에 관련된 것이다.
한국 공개특허공보 제10-2019-0037295호(2019.04.05.)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 서로 다른 주파수 대역을 통과시키는 필터들과 연결된 안테나 패드를 별도로 분리하고, 분리된 안테나 패드에 선택적으로 인덕터를 삽입함으로써, 넓은 고주파수 대역에서 우수한 감쇠 특성을 얻을 수 있는 SAW 필터 및 듀플렉서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 SAW 필터는 고주파 신호가 입출력되는 공통 단자, 송신 단자 및 수신 단자를 포함하는 SAW 필터로서, 제1 주파수 대역을 통과 대역으로 하며, 상기 공통 단자 및 상기 송신 단자와 연결되는 제1 필터 회로, 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 통과 대역으로 하며, 상기 공통 단자 및 상기 수신 단자와 연결되는 제2 필터 회로, 상기 공통 단자와 연결되는 안테나 및 상기 공통 단자와 상기 제1 필터 회로 또는 상기 제2 필터 회로 사이에서 직렬로 연결되는 적어도 하나의 인덕터를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 인덕터는, 상기 제1 안테나 패드에 삽입되는 제1 인덕터 및 상기 제2 안테나 패드에 삽입되는 제2 인덕터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나는, 상기 공통 단자에서 분기되어 상기 제1 필터 회로와 연결되는 제1 안테나 패드 및 상기 제2 필터 회로와 연결되는 제2 안테나 패드를 포함하고, 상기 제1 및 제2 안테나 패드는 동일 평면 상에 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인덕터의 인덕턴스 값에 따라 상기 제1 필터 회로 또는 제2 필터 회로의 감쇠 영역이 조정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 필터 회로 또는 상기 제2 필터 회로와 상기 인덕터 사이에서 삽입되는 적어도 하나의 션트 커패시터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인덕터와 상기 제1 안테나 단자 또는 상기 제2 안테나 단자를 전기적으로 연결하는 범프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 듀플렉서는 고주파 신호가 입출력되는 공통 단자, 송신 단자 및 수신 단자를 포함하는 듀플렉서로서, 상기 공통 단자 및 상기 송신 단자와 연결되는 송신 필터, 상기 공통 단자 및 상기 수신 단자와 연결되는 수신 필터, 상기 공통 단자와 연결되는 안테나 및 상기 공통 단자와 상기 송신 필터 또는 상기 수신 필터 사이에서 직렬로 연결되는 적어도 하나의 인덕터를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 안테나는, 상기 공통 단자에서 분기되어 상기 송신 필터와 연결되는 제1 안테나 패드 및 상기 제2 수신 필터와 연결되는 제2 안테나 패드를 포함하고, 상기 제1 및 제2 안테나 패드는 동일 평면 상에 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인덕터는, 상기 제1 안테나 패드에 삽입되는 제1 인덕터 및 상기 제2 안테나 패드에 삽입되는 제2 인덕터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인덕터의 인덕턴스 값에 따라 상기 송신 필터 또는 수신 필터의 감쇠 영역이 조정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 송신 필터 또는 상기 수신 필터와 상기 인덕터 사이에서 삽입되는 적어도 하나의 션트 커패시터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인덕터와 상기 제1 안테나 단자 또는 상기 제2 안테나 단자를 전기적으로 연결하는 범프를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 수신 필터는, SAW 공진기를 포함하는 래더형 회로로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 수신 필터 회로는, 상기 제2 안테나 단자 측에 직렬로 연결되는 SAW 공진기 및 상기 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 복수의 IDT 전극을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 서로 다른 주파수 대역을 통과시키는 두 개의 필터에서 전기적으로 연결되는 부분(안테나)을 분리시킴으로써, 보다 넓은 대역에서의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 고주파 필터 내에 삽입되는 인덕터의 인덕턴스 값을 조정하여 원하는 주파수 대역에서 감쇠 특성을 개선시킬 수 있다.
또한, 고주파 필터의 내부 안테나를 분리하고 인덕터를 삽입하는 방식으로 특성을 개선하여, 외부 매칭 공간을 확보할 수 있다. 또한, 단순한 구조를 가짐으로써, SAW 필터 및 듀플렉서 설계 시 자유도를 높일 수 있다.
또한, 서로 다른 안테나 단자와 패키지를 전기적으로 연결하는 구조만으로 인덕터를 구현함으로써, SAW 필터 및 듀플렉서의 특성을 개선하기 위한 제조 비용을 절감시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 분리된 안테나를 연결하는 전기적 구조가 인덕터의 일부로 포함되어 특성을 개선할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 SAW 필터 및 듀플렉서의 회로를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 SAW 필터 및 듀플렉서의 회로를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 듀플렉서의 회로를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 SAW 필터에서 안테나 패드가 배치된 층을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 듀플렉서에서 감쇠 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SAW 필터 및 듀플렉서의 회로를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀플렉서의 회로를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀플렉서에서 감쇠 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SAW 필터에서 감쇠 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 SAW 필터 및 듀플렉서의 회로를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 듀플렉서의 회로를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 듀플렉서에서 감쇠 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 제4 내지 도 6 실시 예에 따른 SAW 필터에서 감쇠 특성을 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 종래의 SAW 듀플렉서(1)의 구성을 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 1을 참조하면, (a)와 같이 SAW 듀플렉서(1)는 송신 단자(TX)에 점선으로 도시된 저주파 LPF(Low Pass Filter, 저역 통과 필터)를 매칭하여 고주파수 대역에서의 감쇠 특성을 개선하고자 하였으며, (b), (c)와 같이 LPF의 일부 커패시터와 인덕터를 SAW 듀플렉서(1)에 내장하는 방식이 개시되었다.
그러나 이와 같이 LPF를 매칭하여 고주파수 대역에서의 감쇠 특성을 개선하고자 할 경우, SAW 듀플렉서(1)의 설계 자유도가 떨어지며, 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 존재한다.
그에 따라, 본 발명에서는 기존의 SAW 필터, 듀플렉서의 구조를 최대한으로 유지하되 고주파수 대역에서의 감쇠 특성을 개선하기 위할 수 있는 구조를 제안한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)의 회로를 간략하게 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 듀플렉서(200)의 회로를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, (a)에 도시된 SAW 필터(100)는 안테나(110), 제1 필터 회로(120), 제2 필터 회로(130), 제1 인덕터(141) 및 제2 인덕터(143)를 포함할 수 있다.
안테나(110)에는 정합용 인덕터(115)가 연결되며, 공통 단자(CN)를 통해 제1 필터 회로(120)와 연결된 제1 인덕터(141)와 제2 필터 회로(130)와 연결된 제2 인덕터(143)를 포함할 수 있다.
한편, 도 2의 회로도를 통해서 도시되지 않았지만, 안테나(110)는 공통 단자(CN)에서 분기되어 제1 필터 회로(120)와 연결되는 제1 안테나 패드와 제2 필터 회로(130)와 연결되는 제2 안테나 패드를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 안테나 패드는 동일 평면상에 마련될 수 있다.
즉, 종래는 하나의 칩에 두개 이상의 필터가 구성되고 적어도 하나의 단자가 연결될 경우 안테나가 제1 필터 회로(120) 및 제2 필터 회로(130)와 하나의 패드를 통해서 연결되었지만, 본 발명의 실시예에서는 안테나(110)에서 분기된 두 개의 안테나 패드를 이용하여 각각의 제1 필터 회로(120), 제2 필터 회로(130)와 연결될 수 있다.
이와 관련하여, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 SAW 필터(100)에서 안테나 패드가 배치된 층을 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, SAW 필터(100)는 하나의 안테나 패드를 구비하였던 종래와 다르게 서로 다른 주파수 대역을 통과시키는 제1 및 제2 필터 회로(120)(130)를 위한 별도의 안테나 패드(110a)(110b)가 마련된 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 하나의 안테나(110)를 통해 연결되어 있던 각각의 필터를 서로 다른 안테나 패드(110a)(110b)를 이용하여 전기적으로 분리시킬 경우 원하는 주파수 대역에서의 감쇠 특성을 얻기에 보다 용이할 수 있다.
아울러, 안테나 패드(110a)(110b)에 제1 인덕터(141)와 제2 인덕터(143)가 삽입되어, 이를 통해 넓은 대역의 감쇠특성을 얻을 수 있다. 또한, 제1 및 제2 인덕터(141)(143)가 삽입된 지점에 범프(미도시)를 마련하여 SAW 필터(100)를 포함하는 패키지가 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 범프와 SAW 필터(100)가 연결되는 경우 전기적인 연결선(feed through, 피드 스루)이 생성되며, 전기적인 연결선은 제1 또는 제2 인덕터(141)(143)의 일부로 포함되거나, 전기적 연결선 전체가 인덕터의 역할을 수행할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제1 필터 회로(120)는 제1 주파수 대역을 통과 대역으로 하는 구성으로, 제1 인덕터(141) 및 송신 단자(N1)와 사이에서 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 제2 필터 회로(130)는 제2 주파수 대역을 통과 대역으로 하는 구성으로서, 적어도 하나의 SAW 공진기일 수 있으며, 제2 인덕터(143) 및 접지단에 연결될 수 있다. 여기서, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 높낮이 관계는 어느 쪽이 높거나 낮아도 무방하다.
제1 및 제2 인덕터(141)(143)는 별도의 안테나 패드(110a)(110b)에 삽입되어 SAW 필터(100)가 특정 주파수 대역에서의 감쇠 특성을 가질 수 있도록 한다. 즉, 제1 및 제2 인덕터(141)(143)의 인덕턴스 값에 따라 안테나 패드(110a)(110b)에 연결된 제1 및 제2 필터 회로(120)(130) 감쇠 영역이 조정될 수 있다.
또한, 안테나 패드(110a)(110b)에 연결되는 제1 및 제2 인덕터(141)(143)는 최대 8nH의 인덕턴스 값을 가질 수 있으며, SAW 필터(100)의 크기에 따라 인덕턴스 값은 가변될 수 있다.
한편, 도 2의 (b)는 제1 실시 예의 듀플렉서(200)를 도시한 도면으로서, 안테나(210), 송신 필터(220), 수신 필터(230), 제1 인덕터(241) 및 제2 인덕터(243)를 포함할 수 있다.
듀플렉서(200) 역시 상술한 SAW 필터(100)와 동일하게 송신 필터(220)와 수신 필터(230)가 각각 서로 다른 안테나 패드와 연결되어 전기적으로 분리될 수 있으며, 이에 더하여 제1 및 제2 인덕터(241)(243)가 각각의 안테나 패드에 삽입됨으로써, 특정 주파수 대역에서의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 도 3을 참조하면, 듀플렉서(200)의 송신 필터(220)는 복수의 직렬 SAW 공진기(S2, S3, S4)와 병렬 SAW 공진기(P1, P2, P3)를 포함하는 래더형 회로일 수 있으며, 수신 필터(230)는 하나의 직렬 SAW 공진기(S1) 및 이와 직렬로 연결되는 복수의 IDT 전극으로 이루어질 수 있다.
한편, 제1 및 제2 인덕터(241)(243)가 삽입된 지점에 범프(미도시)를 마련하여 듀플렉서(200)와 외부 장치(미도시)가 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 관련하여 도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 듀플렉서(200)에서 감쇠 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 듀플렉서(200)에서 송신 필터(220)와 연결된 안테나 패드, 수신 필터(230)와 연결된 안테나 패드에 각각 제1 인덕터(241) 및 제2 인덕터(243)가 삽입되고, 각각의 인덕턴스 값이 1nH인 경우, 주파수에 따른 감쇠량(dB)을 도면과 같이 확인할 수 있다.
여기서, 검은색으로 표시된 그래프는 안테나 패드의 분리 및 인덕터의 삽입이 이루어지지 않은 종래의 듀플렉서를 의미하고, 빨간색으로 표시된 그래프가 안테나 패드의 분리 및 1nH의 인덕턴스 값을 가진 제1 및 제2 인덕터(241)(243)를 삽입한 듀플렉서(200)를 의미한다.
즉, 상술한 바와 같이 분리된 안테나 패드 상에 인덕터를 삽입함에 따라, 3000MHz의 고주파수 대역에서 샤프한 스커트 특성을 가지면서, 노치(notch)가 형성되는 것을 확인할 수 있으며, 3000MHz 이상의 넓은 영역에서 우수한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 송신 필터(220)와 연결된 안테나 패드에 0.3nH의 인덕턴스 값을 가지는 제1 인덕터(241)를 삽입하고, 수신 필터(230)와 연결된 안테나 패드에 1.5nH의 인덕턴스 값을 가지는 제2 인덕터(243)를 삽입한 경우, 주파수에 따른 삽입손실(dB)을 도면과 같이 확인할 수 있다.
여기서, 검은색 그래프는 종래의 듀플렉서, 빨간색 그래프는 서로 다른 인덕턴스 값을 가진 제1 및 제2 인덕터(241)(243)를 포함하는 듀플렉서(200)를 의미하며, 송신 필터(220)와 연결된 안테나 패드 및 제1 인덕터(241)는 범프를 구비하여 듀플렉서(200)를 포함한 패키지에 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 분리된 안테나 패드에 서로 다른 값의 인덕터를 삽입함에 따라, 원하는 구간에서의 감쇠 특성을 확보할 수 있다. 즉, 2800MHz의 고주파수 대역부터 샤프한 스커트 특성을 가지고, 5000MHz이상의 넓은 영역에서 우수한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
또 다른 한편, 듀플렉서(200)의 분리된 안테나 패드에 서로 다른 인덕턴스 값을 가지는 인덕터를 삽입하는 것에서 나아가, 션트 커패시터(C)를 형성할 수도 있으며, 션트 커패시터를 형성할 경우, 주파수에 따른 삽입손실(dB)이 도 7과 같다.
도 7을 참조하면, 검은색의 종래 듀플렉서와 빨간색의 본 발명을 비교하였을 때, 2400MHz의 고주파수에서 노치(notch)가 형성되고, 샤프한 스커트 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 5000MHz 이상의 넓은 영역에서 균일한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 7에서 션트 커패시터(C)가 듀플렉서(200)의 분리된 안테나 패드 영역에 형성되는 것을 기준으로 설명하였으나, 본 발명의 듀플렉서(200) 및 이를 포함하는 패키지 중 어느 곳에서도 형성 가능할 수 있다.
지금까지 본 발명의 제1 실시예에 따른 SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 서로 다른 통과 대역을 가지는 2개의 필터 회로를 하나의 칩에 구현하는 과정에서 전기적으로 연결되는 안테나 영역을 분리하고, 각각에 인덕터를 삽입함으로써, 원하는 주파수 대역에서의 감쇠 특성을 형성하고, 넓은 영역에서 우수한 감쇠 특성을 확보할 수 있다.
이하에서는 SAW 필터(100) 또는 듀플렉서(200)에서 분리되어 있는 안테나 패드에 하나의 인덕터만을 삽입하는 경우와 그에 따른 특성에 대하여 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)의 회로를 간략하게 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀플렉서(200)의 회로를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 제2 실시예에 따른 SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)를 설명하기에 앞서, 제1 실시 예와 동일한 구성 또는 형상을 가지는 요소들에 대한 설명은 생략하도록 한다. 즉, 인덕터를 제외한 나머지 구성 요소들은 제1 실시 예와 동일한 바, 인덕터에 대해서 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, (a)에 도시된 SAW 필터(100)는 안테나(110), 제1 필터 회로(120), 제2 필터 회로(130) 및 제1 인덕터(141)를 포함할 수 있으며, (b)에 도시된 듀플렉서(200)는 안테나(210), 송신 필터(220), 수신 필터(230) 및 제1 인덕터(241)를 포함할 수 있다.
아울러, 도 9를 참조하면, 듀플렉서(200)의 송신 필터(220)는 복수의 직렬 SAW 공진기(S2, S3, S4)와 병렬 SAW 공진기(P1, P2, P3)를 포함하는 래더형 회로일 수 있으며, 수신 필터(230)는 하나의 직렬 SAW 공진기(S1) 및 이와 직렬로 연결되는 복수의 IDT 전극으로 이루어질 수 있다.
SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)에 삽입되는 제1 인덕터(141)(241)는 공통 단자(CN)에서 분기된 두 개의 안테나 패드 중 제1 필터 회로(120), 송신 필터(220)와 연결된 안테나 패드와 연결되어 특정 주파수 대역에서의 감쇠 특성을 확보할 수 있다.
여기서, 제1 인덕터(141)(241)는 최대 8nH의 인덕턴스 값을 가질 수 있으며, SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)의 크기에 따라 인덕턴스 값은 가변될 수 있다
이와 관련하여, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀플렉서(200)에서 감쇠 특성을 설명하기 위한 그래프이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SAW 필터(100)에서 감쇠 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 듀플렉서(200)에서 송신 필터(220)와 연결된 안테나 패드에 제1 인덕터(241)가 삽입되고, 해당 인덕턴스 값이 1nH인 경우, 주파수에 따른 감쇠량(dB)을 도면과 같이 확인할 수 있다. 여기서, 검은색 그래프는 종래의 듀플렉서, 빨간색 그래프는 1nH 인덕턴스 값을 가진 제1 인덕터(241)를 포함하는 듀플렉서(200)를 의미한다.
이와 같이, 분리된 안테나 패드 중 송신 필터(220)와 연결된 안테나 패드에 제1 인덕터(241)를 삽입함에 따라, 4800MHz 이상의 영역에서 우수한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
아울러, 인덕턴스 값에 따라 원하는 영역에서의 감쇠 특성을 확보할 수 있으며, 여기에 추가로 션트 커패시터를 형성할 경우에는 노치 폴(notch pole)을 형성할 수도 있다.
아울러, 도 11을 참조하면, SAW 필터(100)에서 제1 필터 회로(120)와 연결된 안테나 패드에 제1 인덕터(141)가 삽입되고, 해당 인덕턴스 값이 1nH인 경우, 주파수에 따른 감쇠량(dB)을 다음과 같이 확인할 수 있다. 여기서, 검은색 그래프는 종래의 SAW 필터, 빨간색 그래프는 1nH 인덕턴스 값을 가진 제1 인덕터(141)를 포함하는 SAW 필터(100)를 의미한다.
이와 같이, 분리된 안테나 패드 중 제1 필터 회로(120)와 연결된 안테나 패드에 제1 인덕터(141)를 삽입함에 따라, 3200MHz 이상의 영역에서 우수한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)의 회로를 간략하게 나타낸 도면이며, 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 듀플렉서(200)의 회로를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, (a)에 도시된 SAW 필터(100)는 안테나(110), 제1 필터 회로(120), 제2 필터 회로(130) 및 제2 인덕터(143)를 포함할 수 있으며, (b)에 도시된 듀플렉서(200)는 안테나(210), 송신 필터(220), 수신 필터(230) 및 제2 인덕터(243)를 포함할 수 있다.
또한, 도 13을 참조하면, 듀플렉서(200)의 송신 필터(220)는 복수의 직렬 SAW 공진기(S2, S3, S4)와 병렬 SAW 공진기(P1, P2, P3)를 포함하는 래더형 회로일 수 있으며, 수신 필터(230)는 하나의 직렬 SAW 공진기(S1) 및 이와 직렬로 연결되는 복수의 IDT 전극으로 이루어질 수 있다.
SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)에 삽입되는 제2 인덕터(143)(243)는 공통 단자(CN)에서 분기된 두 개의 안테나 패드 중 제2 필터 회로(130), 수신 필터(230)와 연결된 안테나 패드와 연결되어 특정 주파수 대역에서의 감쇠 특성을 확보할 수 있다.
여기서, 제2 인덕터(143)(243)는 최대 8nH의 인덕턴스 값을 가질 수 있으며, SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)의 크기에 따라 인덕턴스 값은 가변될 수 있다
이와 관련하여, 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 듀플렉서(200)에서 감쇠 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 14를 참조하면, 듀플렉서(200)에서 수신 필터(220)와 연결된 안테나 패드에 제2 인덕터(243)가 삽입되고, 해당 인덕턴스 값이 1nH인 경우, 주파수에 따른 감쇠량(dB)을 도면과 같이 확인할 수 있다. 여기서, 검은색 그래프는 종래의 듀플렉서, 빨간색 그래프는 1nH 인덕턴스 값을 가진 제2 인덕터(243)를 포함하는 듀플렉서(200)를 의미한다.
이와 같이, 분리된 안테나 패드 중 수신 필터(230)와 연결된 안테나 패드에 제2 인덕터(243)를 삽입함에 따라, 3200MHz의 고주파수에서 샤프한 스커트 특성을 가지면서, 노치(notch)가 형성되는 것을 확인할 수 있으며, 5000MHz 이상 영역에서 우수한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
지금까지 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200)에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 분리된 안테나 패드에 선택적으로 다양한 인덕턴스 값을 가지는 인덕터를 삽입함으로써, 원하는 주파수 영역에 대한 감쇠 특성을 확보할 수 있다. 또한, 기존의 SAW 필터(100) 및 듀플렉서(200) 구조에서 큰 변형을 주지 않기 때문에, 외부 매칭 공간을 확보할 수 있고, 특성 개선을 위한 추가 재료비가 필요하지 않아 제조 단가를 낮출 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 실시예에의 SAW 필터(100)에서 제1 또는 제2 인덕터(141)(143)가 SAW 필터(100)를 포함하는 패키지 내에서 연결되는 것을 기준으로 설명하였으나, 제1 또는 제2 인덕터(141)(143)는 패키지 외부에 마련될 수도 있다.
이와 관련하여, 도 15 내지 도 17은 본 발명의 제4 내지 도 6 실시 예에 따른 SAW 필터(100)에서 감쇠 특성을 위한 그래프이다.
도 15를 참조하면, SAW 필터(100)의 제1 필터 회로(120)와 연결된 안테나 패드, 제2 필터 회로(130)와 연결된 안테나 패드에 각각 제1 인덕터(141) 및 제2 인덕터(143)가 삽입되고, 각각의 인덕턴스 값이 1nH인 경우, 주파수에 따른 감쇠량(dB)을 도면과 같이 확인할 수 있다.
여기서, 검은색으로 표시된 그래프는 안테나 패드의 분리, 인덕터의 삽입 및 공진기의 삽입이 이루어지지 않은 종래의 필터를 의미하고, 빨간색으로 표시된 그래프가 안테나 패드가 분리되고, SAW 공진기를 삽입한 후, 1nH의 인덕턴스 값을 가진 제1 및 제2 인덕터(141)(143)를 삽입한 SAW 필터(100)를 의미한다.
즉, 상술한 바와 같이 분리된 안테나 패드 상에 인덕터를 삽입함에 따라, 2500MHz의 고주파수 대역에서 샤프한 스커트 특성을 가지면서, 노치(notch)가 형성되는 것을 확인할 수 있으며, 2500MHz 이상의 넓은 영역에서 우수한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 16을 참조하면, SAW 필터(100)의 제1 필터 회로(120)와 연결된 안테나 패드에 1nH 값을 가지는 제1 인덕터(141)를 삽입할 경우, 주파수에 따른 감쇠량(dB)을 도면과 같이 확인할 수 있다. 여기서, 검은색으로 표시된 그래프는 안테나 패드의 분리, 인덕터의 삽입 및 공진기의 삽입이 이루어지지 않은 종래의 필터를 의미하고, 빨간색으로 표시된 그래프가 안테나 패드가 분리되고, SAW 공진기를 삽입한 후, 1nH의 인덕턴스 값을 가진 제1 인덕터(141)를 삽입한 SAW 필터(100)를 의미한다.
즉, 상술한 바와 같이 분리된 안테나 패드 상에 인덕터를 삽입함에 따라, 4000MHz 이상의 넓은 영역에서 우수한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 17을 참조하면, SAW 필터(100)의 제2 필터 회로(130)와 연결된 안테나 패드에 1nH 값을 가지는 제2 인덕터(143)를 삽입할 경우, 주파수에 따른 감쇠량(dB)을 도면과 같이 확인할 수 있다. 여기서, 검은색으로 표시된 그래프는 안테나 패드의 분리, 인덕터의 삽입 및 공진기의 삽입이 이루어지지 않은 종래의 필터를 의미하고, 빨간색으로 표시된 그래프가 안테나 패드가 분리되고, SAW 공진기를 삽입한 후, 1nH의 인덕턴스 값을 가진 제2 인덕터(143)를 삽입한 SAW 필터(100)를 의미한다.
즉, 상술한 바와 같이 분리된 안테나 패드 상에 인덕터를 삽입함에 따라, 2400MHz의 고주파수 대역에서 샤프한 스커트 특성을 가지면서, 노치(notch)가 형성되는 것을 확인할 수 있으며, 5000MHz 이상의 넓은 영역에서 우수한 감쇠 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 종래 필터
100: SAW 필터
110: 안테나
200: 듀플렉서
115, 215: 정합용 인덕터
120, 220: 제1 필터 회로
130, 230: 제2 필터 회로
131, 231: SAW 공진기
141, 241: 제1 인덕터
143, 243: 제2 인덕터
CN: 공통 단자
N1: 송신 단자
N2: 수신 단자

Claims (14)

  1. 고주파 신호가 입출력되는 공통 단자, 송신 단자 및 수신 단자를 포함하는 SAW 필터로서,
    제1 주파수 대역을 통과 대역으로 하며, 상기 공통 단자 및 상기 송신 단자와 연결되는 제1 필터 회로;
    상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 통과 대역으로 하며, 상기 공통 단자 및 상기 수신 단자와 연결되는 제2 필터 회로;
    상기 공통 단자와 연결되는 안테나; 및
    상기 공통 단자와 상기 제1 필터 회로 또는 상기 제2 필터 회로 사이에서 직렬로 연결되는 적어도 하나의 인덕터;
    를 포함하는 SAW 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는,
    상기 공통 단자에서 분기되어 상기 제1 필터 회로와 연결되는 제1 안테나 패드 및 상기 제2 필터 회로와 연결되는 제2 안테나 패드; 를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 안테나 패드는 동일 평면 상에 마련되는, SAW 필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인덕터는,
    상기 제1 안테나 패드에 삽입되는 제1 인덕터 및 상기 제2 안테나 패드에 삽입되는 제2 인덕터를 포함하는, SAW 필터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 인덕터의 인덕턴스 값에 따라 상기 제1 필터 회로 또는 제2 필터 회로의 감쇠 영역이 조정되는, SAW 필터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 필터 회로 또는 상기 제2 필터 회로와 상기 인덕터 사이에서 삽입되는 적어도 하나의 션트 커패시터; 를 더 포함하는 SAW 필터.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 인덕터와 상기 제1 안테나 단자 또는 상기 제2 안테나 단자를 전기적으로 연결하는 범프; 를 더 포함하는 SAW 필터.
  7. 고주파 신호가 입출력되는 공통 단자, 송신 단자 및 수신 단자를 포함하는 듀플렉서로서,
    상기 공통 단자 및 상기 송신 단자와 연결되는 송신 필터;
    상기 공통 단자 및 상기 수신 단자와 연결되는 수신 필터;
    상기 공통 단자와 연결되는 안테나; 및
    상기 공통 단자와 상기 송신 필터 또는 상기 수신 필터 사이에서 직렬로 연결되는 적어도 하나의 인덕터;
    를 포함하는 듀플렉서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 안테나는,
    상기 공통 단자에서 분기되어 상기 송신 필터와 연결되는 제1 안테나 패드 및 상기 수신 필터와 연결되는 제2 안테나 패드; 를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 안테나 패드는 동일 평면 상에 마련되는, 듀플렉서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인덕터는,
    상기 제1 안테나 패드에 삽입되는 제1 인덕터 및 상기 제2 안테나 패드에 삽입되는 제2 인덕터를 포함하는 듀플렉서.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 인덕터의 인덕턴스 값에 따라 상기 송신 필터 또는 수신 필터의 감쇠 영역이 조정되는, 듀플렉서.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 송신 필터 또는 상기 수신 필터와 상기 인덕터 사이에서 삽입되는 적어도 하나의 션트 커패시터; 를 더 포함하는 듀플렉서.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 인덕터와 상기 제1 안테나 단자 또는 상기 제2 안테나 단자를 전기적으로 연결하는 범프; 를 더 포함하는 듀플렉서.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 수신 필터는,
    SAW 공진기를 포함하는 래더형 회로로 이루어진, 듀플렉서.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 수신 필터 회로는,
    상기 제2 안테나 단자 측에 직렬로 연결되는 SAW 공진기; 및
    상기 SAW 공진기와 직렬로 연결되는 복수의 IDT 전극;
    을 포함하는 듀플렉서.
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