KR100479976B1 - 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈 - Google Patents

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Abstract

통과대역이 다른 다수의 송수신계를 이용하는 통신 시스템에 사용하기 위한 적층체 형태의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈이 개시된다. 이 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 기본적으로 대역분리 회로와 송수신계용의 다수의 스위치 회로를 포함한다. 상기 스위치 회로는 대역분리 회로를 통해 공통안테나에 접속되며, 송수신 계의 송신회로 또는 수신회로에 공통 안테나를 접속시킨다. 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 적층체는 유전체층에 인쇄된 패턴 전극, 적층체의 측면에 형성된 단자전극, 및 적층체의 상부면에 실장된 칩 소자를 포함한다.

Description

멀티밴드용 고주파 스위치 모듈{MULTIBAND HIGH-FREQUENCY SWITCHING MODULE}
본 발명은 고주파 복합 회로 부품에 관한 것으로, 특히 대역이 다른 다수의 송수신계를 이용하는 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈에 관한 것이다.
디지털 휴대전화에는 안테나(ANT)와 송신회로(TX)와의 접속 및 안테나(ANT)와 수신회로(RX)와의 접속을 스위칭하기 위하여 고주파 스위치가 사용되고 있다.
일본 특개평 6-197040호 공보에 개시되어 있는 종래의 싱글밴드 고주파 스위치 회로를 나타낸 회로도가 도 15에 도시되어 있다. 도 15에서, 이 고주파 스위치는 안테나 ANT를 송신회로 TX 또는 수신회로 RX에 접속시키며, 송신회로 TX측에 애노드가 접속되고 안테나 ANT측에 캐소드가 접속된 제 1 스위칭 소자 D1, 안테나 ANT와 수신회로 RX 사이에 접속된 스트립 라인 SL, 및 스트립 라인 SL과 수신회로 RX 사이에 애노드가 접속되고 접지측에 캐소드가 접속된 제 2 스위칭 소자 D2를 포함한다. 이 고주파 스위치는 스트립라인 SL이 내부층에 배치되고 스위칭 소자 D1,D2가 유전체 적층체의 상부면에 실장된, 다수의 층을 구비한 유전체 적층체로 이루어진다.
최근의 휴대전화의 보급으로 서비스 영역의 확대 등 그 성능 개선에 대한 요구가 증가하고 있다. 이 새로운 휴대전화로서 듀얼밴드(dual-band) 휴대전화가 제안되고 있다. 이 듀얼밴드 휴대전화는 통상의 휴대전화가 하나의 송수신 시스템만을 사용하는 데 반해 통과대역이 다른 2개의 송수신계를 사용하기 때문에 이용자는 양호한 송수신계를 적절히 선택하여 통신할 수 있다.
이 듀얼밴드 휴대전화는 각 송수신계를 서로다른 회로로 구성하면 기기의 대형화, 고비용화를 초래한다. 따라서, 듀얼밴드 휴대전화의 부품은 기기의 소형화, 저비용화의 관점에서 가능한한 송수신계가 공유되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 통과대역이 다른 둘 이상의 송수신계중 어느 하나의 송신회로 또는 수신회로에 공통안테나를 접속시키는 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소형의 적층구조로 이루어진 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 측면에 따르면, 통과대역이 다른 다수의 송수신계를 이용하는 통신 시스템에 사용하기 위한 적층체 형태의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈로서, 상기 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈 회로는:
일단이 공통 안테나에 접속되고, 각각이 LC 회로를 포함하는 필터회로들로 구성된 대역 분리 회로; 및
상기 송수신계의 송신회로 및 수신회로를 스위칭하기 위한, 각각이 스위칭 소자 및 전송선로를 포함하는 스위칭 회로들을 포함하고,
상기 적층체는 다수의 유전체층, 상기 유전체층에 인쇄된 패턴전극, 상기 적층체의 표면에 형성된 단자전극, 및 상기 적층체의 상부면에 실장된 칩 소자를 포함하고,
상기 대역분리 회로의 LC 회로는 패턴전극으로 상기 적층체에 형성되고,
적어도 하나의 송수신계의 상기 공통 안테나 단자, 상기 대역분리 회로, 상기 스위칭 회로 및 상기 송신단자를 포함하는 송신계는 로우 패스 필터링 기능을 가지고,
상기 로우 패스 필터링 기능은 로우 패스 필터 회로에 의해 제공되고, 상기 로우 패스 필터 회로는 상기 적층체에 형성된 패턴전극을 포함하고,
상기 대역분리 회로의 패턴전극과 상기 로우 패스 필터 회로의 패턴전극은 상기 적층체의 수평방향으로 층에 개별적으로 형성된 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈을 제공한다.
본 발명의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 대역분리 회로, 통과대역이 다른 다수의 송수신계중 어느 하나의 수신회로 또는 송신회로에 공통 안테나를 접속하는 스위치 회로들, 및 공통안테나, 수신회로, 또는 송신회로를 접속하기 위한 단자를 포함한다.
본 발명이 듀얼밴드 시스템용 고주파 스위치 모듈을 예로들어 설명되지만, 아래의 바람직한 실시예의 설명에 관계없이 통과대역이 다른 3개 이상의 송수신계를 포함하는 통신 시스템에 동등하게 적용될 수 있다는 것을 유념하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 대역 분리회로, 제 1 송수신계용 제 1 스위치 회로 및 제 2 송수신계용 제 2 스위치 회로를 포함할 수 있다. 이러한 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 듀얼밴드 휴대전화에 사용하는 데 적합하다.
대역분리 회로는 통신 신호를 제 1 및 제 2 송수신계용의 두 대역으로 분리한다. 이 대역분리 회로는 각각이 인덕턴스 성분과 캐패시턴스 성분을 포함하며 각각의 제 1 및 제 2 송수신계에 해당하는 두 개의 필터회로로 구성된다. 대역분리 회로용 필터회로는 노치 필터 회로, 로우패스 필터 회로, 하이패스 필터 회로, 밴드패스 필터 회로, 또는 이들 회로가 결합된 회로일 수 있다. 예를 들면, 대역분리 회로는 병렬연결된 인덕터와 캐패시터를 각각 포함하는 제 1 및 제 2 필터 회로로 구성될 수 있다. 각 필터 회로의 일단은 대응하는 스위치 회로에 접속되고, 그 타단은 공통 안테나를 접속하기 위한 공통 안테나 단자에 접속된다. 필터회로중 하나와 그에 대응하는 스위치 회로 사이에, 접지된 캐패시터가 분로형태로 접속될 수 있다. 다른 필터 회로와 그에 대응하는 스위치 회로사이에는, 캐패시터가 접속될 수 있으며 접지되어 있는 인덕터가 상기 필터 회로와 캐패시터 사이에서 분로형태로 더 접속될 수 있다.
제 1 및 제 2 송수신계 각각은 일단이 공통 안테나 단자를 접속하기 위한 공통 안테나 단자에 접속되는 대역분리 회로에 접속되고, 타단이 수신회로를 접속하기 위한 수산단자와 송신회로를 접속하기 위한 송신단자에 접속된 하나의 스위치 회로를 포함한다. 따라서, 제 1 스위치 회로는 제 1 송신회로 또는 제 1 수신회로에 공통 안테나를 접속하고, 제 2 스위치 회로는 제 2 송신회로 또는 제 2 수신호로에 공통 안테나를 접속한다. 이 스위치 회로는 제어단자를 통해 제어회로에 접속되어 스위칭 소자에 소정레벨의 전압을 인가함으로써 스위칭 동작을 제어하는 스위칭소자 스위치 회로일 수 있다. 예를 들면, 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 제 1 및 제 2 송수신계의 송신회로를 제어하기 위한 제 1 및 제 2 제어단자와, 제 1 및 제 2 송수신계의 수신회로를 제어하기 위한 제 3 및 제 4 제어단자를 구비할 수 있다. 제 1 및 제 2 송수신계의 수신회로는 동일한 제어단자에 의해 제어될 수 있다.
각 송수신계의 송신계(공통 안테나 단자에서 대역분리 회로와 스위치 회로를 지나 송신 단자까지의 경로)에 로우패스 필터링 기능을 제공하기 위하여 인덕터 성분과 캐패시터 성분을 포함하는 로우패스 필터 회로가 스위치 회로내에 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 아래의 다양한 회로구성을 포함할 수 있다.
(A) 도 6에 나타낸 것과 같이, 제 1의 바람직한 회로로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 로우패스 필터 회로 LPF와 제 2 송수신계용에 필터 회로 NF로 구성되며, 로우패스 필터 회로 LPF2가 제 2 스위치 회로 SW2에 접속된다.
(B) 도 7에 나타낸 것과 같이, 제 2의 바람직한 회로로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 로우패스 필터 회로 LPF와 제 2 송수신계용에 하이패스 필터 회로 HPF로 구성되며, 로우패스 필터 회로 LPF가 제 2 스위치 회로 SW2에 접속된다.
(C) 도 8에 나타낸 것과 같이, 제 3의 바람직한 회로로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 필터 회로 NF와 제 2 송수신계용에 밴드패스 필터 회로 BPF로 구성되며, 로우패스 필터 회로 LPF1가 제 1 스위치 회로 SW1에 접속된다.
(D) 도 9에 나타낸 것과 같이, 제 4의 바람직한 회로로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 로우패스 필터 회로 LPF와 제 2 송수신계용에 밴드패스 필터 회로 BPF로 구성된다. 밴드패스 필터 회로 BPF가 로우패스 필터의 기능을 하기 때문에 로우패스 필터 회로가 스위치 회로에 접속되지 않는다.
(E) 도 10에 나타낸 것과 같이, 제 5의 바람직한 회로로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 제 1 필터 회로 NF1와 제 2 송수신계용에 제 2 필터 회로 NF2로 구성된다. 제 1 로우패스 필터 회로 LPF1와 제 2 로우패스 필터 회로 LPF2가 각각 제 1 스위치 회로 SW1와 제 2 스위치 회로 SW2에 접속된다.
(F) 도 11에 나타낸 것과 같이, 제 6의 바람직한 회로로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 필터 회로 NF와 제 2 송수신계용에 하이패스 필터 회로 HPF로 구성된다. 제 1 로우패스 필터 회로 LPF1와 제 2 로우패스 필터 회로 LPF2가 각각 제 1 스위치 회로 SW1와 제 2 스위치 회로 SW2에 접속된다.
(G) 도 12에 나타낸 것과 같이, 제 7의 바람직한 회로로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 제 1 밴드패스 필터 회로 BPF1와 제 2 송수신계용에 제 2 밴드패스 필터 회로 BPF2로 구성된다. 밴드패스 필터 회로 BPF1와 BPF2가 로우패스 필터 기능을 하기 때문에 로우패스 필터회로가 스위치 회로에 접속되지 않는다.
(H) 도 13에 나타낸 것과 같이, 제 8의 바람직한 회로로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 밴드패스 필터 회로 BPF와 제 2 송수신계용에 필터 회로 NF로 구성되며, 로우패스 필터 회로 LPF2가 제 2 스위치 회로 SW2에 접속된다.
(I) 도 14에 나타낸 것과 같이, 제 9의 바람직한 실시예로 대역분리 회로(2)는 제 1 송수신계용에 밴드패스 필터 회로 BPF와 제 2 송수신계용에 하이패스 필터 회로 HPF로 구성되며, 로우패스 필터 회로 LPF2가 제 2 스위치 회로 SW2에 접속된다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도이다. 파선으로 둘러싸인 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈(1)은 통과대역이 다른 2개의 송수신계를 이용하며, 듀얼밴드 휴대전화의 각 송수신계의 송신회로(TX1,TX2)와 수신회로(RX1,RX2)에 공통안테나 ANT를 접속하는 데 적합한 통신시스템에 사용된다. 예를 들면, 제 1 송수신계는 GSM(Global System for Mobile Communication)일 수 있으며 제 2 송수신계는 DCS(Digital Cellular System) 1800 일 수 있다.
도 1의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈(1)은 제 1 송수신계(GSM)의 송신회로 TX1와 수신회로 RX1를 스위칭하기 위한 제 1 스위치 회로 SW1, 제 1 스위치 회로 SW1에 접속된 제 1 로우패스 필터 회로 LPF1, 송신회로 TX1를 접속하기 위한 제 1 송신단자 TT1, 제 2 송수신계(DCS)의 송신회로 TX2와 수신회로 RX2를 스위칭하기 위한 제 2 스위치 회로 SW2, 제 2 스위치 회로 SW2에 접속된 제 2 로우패스 필터 회로 LPF2, 송신회로 TX2를 접속하기 위한 제 2 송신단자 TT2, 및 통신신호의 대역을 개개의 송수신 시스템으로 분리하기 위한 대역분리 회로(2)를 포함한다. 스위치 회로 SW1,SW2는 각각 제어회로 VC1,VC2를 접속하기 위한 제어단자 CT1,CT2를 제어할 수 있다. 대역분리 회로는 각각의 일단이 공통안테나 ANT를 접속하기 위한 공통 안테나 단자 CAT에 접속되고, 타단이 각 스위치 회로에 접속된 제 1 및 제 2 필터 회로 NF1,NF2를 포함한다. 수신회로 RX1,RX2는 수신단자 RT1,RT2를 통해 각각 스위치 회로 SW1,SW2에 접속된다.
도 2는 도 1의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 등가회로를 나타낸 회로도이다. 공통 안테나 단자 CAT에 접속된 대역분리 회로(2)는 병렬 연결된 인덕터 LF1와 캐패시터 CF1를 포함하는 제 1 회로와, 병렬 연결된 인덕터 LF2와 캐패시터 CF2를 포함하는 제 2 회로를 포함한다. 제 1 회로의 일단은 공통 안테나 단자 CAT에 접속되고 타단은 대역분리 회로의 로우패스 필터링 동작을 향상시키는 캐패시터 CF3를 통해 접지된다. 제 2 회로의 일단은 공통 안테나 단자 CAT에 접속되고 타단은 접지되는 캐패시터 CF4와 인덕터 LF3에 접속된다. 인덕터 LF3와 캐패시터 CF4는 대역분리 회로의 하이패스 필터링 동작을 향상시킨다.
제 1 스위치 회로 SW1는 스위칭 소자 DG1,DG2 및 전송선로 LG1,LG2를 포함한다. 스위칭 소자 DG1의 애노드는 캐패시터 CG1을 통해 공통 안테나 단자 CAT에 접속된다. 이 애노드는 캐패시터 CG5를 통해 수신회로 RX1을 접속하기 위한 수신단자 RT1에 전송선로 LG2를 통해 접속된다. 스위칭 소자 DG2의 캐소드는 전송선로 LG2와 수신단자 RT1 사이에 접속되며, 애노드는 캐패시터 CG6를 통해 접지된다. 스위칭 소자 DG2와 캐패시터 CG6 사이에, 직렬연결된 저항 RG와 인덕터 LG를 통해 제어회로 VC1를 접속하기 위한 제어단자 CT1가 분로형태(shunt configuration)로 접속된다. 스위칭 소자 DG1의 캐소드는 캐패시터 CG2를 통해 송신회로 TX1를 접속하기 위한 송신단자 TT1에 로우패스 필터 회로 LPF1를 통해 접속된다. 로우패스 필터 회로 LPF1는 인덕터 LG3와 캐패시터 CG3,CG4,CG7를 포함한다. 로우패스 필터 회로 LPF1와 송신단자 TT1의 사이에, 접지된 전송선로 LG1가 분기 형태로 접속된다.
제 2 스위치 회로 SW2는 스위칭 소자 DP1,DP2와 전송선로 LP1,LP2를 포함한다. 스위칭 소자 DP1의 애노드는 생략될 수 있는 캐패시터 CP1를 통해 공통 안테나 단자 CAT에 접속된다. 이 애노드는 캐패시터 CP5를 통해 수신회로 RX2를 접속하기 위한 수신단자 RT2에 전송선로 LP2를 통해 접속된다. 스위칭 소자 DP2의 캐소드는 전송선로 LP2와 수신단자 RT2 사이에 접속되며, 애노드는 캐패시터 CP6를 통해 접지된다. 애노드와 캐패시터 CP6 사이에는, 직렬연결된 저항 RP과 인덕터 LP를 통해 제어회로 VC2를 접속하기 위한 제어단자 CT2가 분기 형태로 접속된다. 스위칭 소자 DP1의 캐소드는 캐패시터 CP2를 통해 송신회로 TX2를 접속하기 위한 송신단자 TT2에 로우패스 필터 회로 LPF2를 통해 접속된다. 로우패스 필터 회로 LPF2는 인덕터 LP3와 캐패시터 CP3, CP4,CP7을 포함한다. 로우패스 필터 회로 LPF2와 송신단자 TT2 사이에는, 접지된 전송선로 LP1가 분로 형태로 접속된다. 직렬연결된 인덕터 LP4와 캐패시터 CP8는 스위칭 소자 DP1에 병렬로 접속된다. 이 LC 직렬 회로는 선택적인 회로이며, 스위칭 소자 DP1가 오프상태인 경우에 분리 특성을 개선시킨다.
상기 회로의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 다수의 절연층, 절연층 위에 형성된 패턴전극, 적층체의 측면에 형성된 단자전극, 및 적층체의 상부면에 실장되는 회로 소자를 포함하는 적층체 형태로 이루어진다.
본 발명에서는, 대역분리 회로를 통해 다수의 송수신계가 접속되는 공통 안테나 단자, 각 송수신계의 송신회로를 접속하기 위한 송신단자, 및 각 송수신계의 수신회로를 접속하기 위한 수신단자가 적층체의 측면에 설치되어 있어 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈을 회로층의 바닥면을 통해 회로층에 실장할 수 있다. 각 단자는 상부 또는 바닥면으로 연장될 수 있다.
각 4측면에는, 적어도 하나의 접지단자가 바람직하게는 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 삽입손실을 감소시키기 위해 형성되어 있다. 스위치 회로를 제어하기 위한 적어도 하나의 접지단자 또는 제어단자, 바람직하게는 접지단자가 상기 측면의 고주파 단자(공통 안테나 단자, 송신단자 및 수신단자) 사이에 배치되어 고주파 단자가 서로 근접하여 위치되지 않도록 한다. 이러한 구성에 의해, 고주파 단자 사이의 간섭이 최소화되고 삽입손실이 감소된다. 또한, 신호단자 사이의 분리가 양호해진다.
보다 바람직한 실시예로, 각 고주파 단자가 두 접지단자 사이에 배치된다. 이 구성에 의해, 신호손실 및 고주파 단자간의 간섭을 보다 확실하게 피할 수 있으며 고주파 단자간의 분리가 강화된다.
송신단자는 상기에서와 같이 접지단자 또는 제어단자로 분리시키면서 집합적으로 배치되는 것이 바람직하다. 수신단자도 집합적으로 배치되는 것이 바람직하다. 송신단자와 수신단자는 바람직하게는 적층체를 2등분하는, 공통 안테나 단자가형성된 측면과 직각을 이루는 수직면에 대하여 반대측에 배치된다. 보다 바람직하게는, 송신단자와 수신단자는 수직면에 대하여 대칭적으로 배치된다. 이러한 구성에 의해 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈이 장착될 회로층의 각 송신회로 및 수신회로에 송신단자와 수신단자를 용이하게 접속할 수 있다.
또한, 공통 안테나 단자와 고주파 단자(송신단자와 수신단자)는 바람직하게는 수평면, 바람직하게는 상기 수직면과 직각을 이루고 적층체를 2등분하는, 공통안테나 단자가 형성된 측면에 평행한 위치에 대하여 반대측에 배치된다. 공통 안테나와 송수신 회로 사이에 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈이 배치되기 때문에 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈이 공통 안테나와 송수신 회로에 최단 선로로 접속될 수 있어 부가적인 삽입손실을 회피할 수 있다.
상기에서와 같이, 공통 안테나 단자가 형성된 측면에 평행한 제 1 수평면으로 적층체를 분할하여 형성된 두 부분중 하나에 공통안테나 단자를 배치하고 다른 부분에 송수신 단자를 배치하는 것이 바람직하다. 제 1 수평면과 직각을 이루는 제 2 수직면에 의해 공통안테나 단자에 대향하는 나머지 부분이 두 4등분으로 더 분할된다면, 송신단자가 4등분중 하나에 배치되고 다른 부분에 수신단자가 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서, 송신단자는 4등분에 집합적으로 배치되고 수신단자는 다른 4등분에 집합적으로 배치된다. 따라서, 상기와 같이, 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈과 공통단자와의 연결부, 송신 회로 및 수신회로는 최단 선로로 이루어져 부가적인 삽입손실을 회피할 수 있다.
적층체에 있어 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈 회로는 유전체층에 형성된 패턴전극과 적층체의 상부면에 실장된 칩 소자로 형성된다.
대역분리 회로와, 스위치 회로의 전송선로는 바람직하게는 상부층과 하부층 사이의 내부층의 패턴전극으로 형성된다. 보다 상세하게는 스위치 회로의 전송선로는 바람직하게는 접지전극 패턴이 형성된 층 사이의 층의 패턴전극으로 형성된다. 캐패시턴스 성분과 인덕턴스 성분을 포함하는 대역분리 회로용 패턴전극은 상부 접지전극 패턴이 형성된 층에 적층된 층에 형성된다. 인덕턴스 성분용 패턴전극은 캐패시터 성분용 패턴전극이 형성된 층보다 위에 적층되는 층에 형성된다.
본 발명에서는 적어도 하나의 송수신계의 송신계가 로우패스 필터링 기능을 가지는 것이 바람직하다. 이것은 상기에서와 같이 적어도 하나의 로우패스 필터 회로로 대역분리 회로를 구성함으로써 달성될 수 있다. 다른 방법은 로우패스 필터 회로를 적어도 하나의 스위치 회로에 접속하는 것이다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 것과 같이, 인덕터 LG3와 캐패시터 CG3,CG4,CG7를 포함하는 로우패스 필터 회로 LPF1가 제 1 스위치 회로 SW1, 즉 각각 제 1 스위치 회로 SW1를 구성하는 스위칭 소자 DG1와 전송선로 LG1 사이에 접속된다. 로우패스 필터 회로를 스위치 회로에 접속함으로써 전체 회로가 대칭이 되어 삽입손실을 감소시키고 층 대역의 특성을 강화시킨다. 스위치 회로에 접속될 로우패스 필터 회로용 패턴전극은 바람직하게는 스위치 회로용 패턴전극이 형성된 층보다 위에 적층될 층에 형성된다. 상세하게는, 로우패스 필터 회로의 캐패시터 성분용 패턴전극은 상부 접지 패턴 전극이 형성된 층보다 위의 층에 형성되며, 인덕터 성분용 패턴전극은 캐패시터 패턴 전극이 형성된 층보다 위에 적층되는 층에 형성된다.
인덕터 성분용 패턴전극과 캐패시터 성분용 패턴전극은 바람직하게는 서로다른 층에 형성된다. 스위치 회로에 접속되는 로우패스 필터 회로의 캐패시터 패턴 전극과 대역분리 회로의 캐패시터 패턴 전극은 동일한 층에 개별적으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 로우패스 필터 회로와 대역분리 회로의 인덕터 패턴 전극은 바람직하게는 동일한 층에 개별적으로 형성된다. 대역분리 회로와 로우패스 필터 회로는 그들 사이에 끼워져 있는 층에 형성된 스루홀(through hole)에 의하여 스위치 회로에 접속될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 적층체는 바람직하게는, 바닥면(장착면)에서부터, 하부 접지 전극이 형성된 층과, 스위치 회로의 전송선로가 형성된 층과, 상부 접지 전극이 형성된 층과, 대역 분리 회로 및 로우패스 필터 회로의 캐패시터 성분이 형성된 층과, 대역 분리 회로 및 로우패스 필터 회로의 인덕터 성분이 형성된 층을 포함한다.
적층체의 상부면에는, 스위칭 소자 및 캐패시터의 칩 소자 이외에 대역분리 회로, 스위치 회로 및 로우패스 필터 회로를 구성하는 칩 소자도 실장된다. 대기에 노출되어 있는 측면에 단자전극을 유지한 채로 칩 소자를 커버하는 금속 커버가 적층체의 상부면에 배치될 수 있다. 금속 커버는 장치를 땝납 또는 실장함으로써 적층체에 고정될 수 있다.
도 2의 등가회로를 가지는 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 적층체의 평면도와 사시도가 도 3 및 도 4에 각각 도시되어 있다. 도 5는 도 3 및 4의 적층체를 구성하는 각 층을 도시한 평면도이다. 이 실시예에서, 대역분리 회로, 로우패스 필터 회로, 및 스위치 회로의 전송선로는 적층체의 내부 층에 형성된다. 적층체의 상부면에는 스위칭 소자와 칩 캐패시터가 실장된다.
적층체는 다음과 같은 방법으로 제조된다. 저온에서 소결가능한 유전체 세라믹 재료로 이루어진 그린시트가 층으로서 사용된다. 이 그린시트에 주로 Ag를 포함하는 도전 페이스트를 인쇄함으로써 각 회로소자용 패턴전극이 형성된다. 패턴전극이 있는 그린시트와, 원한다면 패턴전극이 없는 그린시트(더미층)를 적층 및 소결하여 적층체가 제조된다.
도 5에 나타낸 것과 같이, 그린시트(11 내지 22)는 최하부에 위치하는 그린시트(11)와 최상부에 위치하는 그린시트(22)로 차례로 적층된다. 최하부의 그린시트(11)의 전면에는 접지전극(31)이 형성된다. 접지전극(31)은 적층체의 측면에 형성될 접지단자(GRD)(81,83,85,87,89,91,93,94, 및 95)를 접속하기 위한 접속부를 형성한다. 최하부의 그린시트(11)에는, 패턴전극이 없는 더미 그린시트(12)가 적층된다.
그린시트(13)에는 라인전극(41,42,43)이 인쇄된다. 그린시트(14)에는 라인전극(44 내지 47)이 형성된다. 각 라인전극(45-47)은 그 일단부에 원형으로 나타낸 스루홀 전극이 형성되어 있다. 그린시트(15)에는 2개의 스루홀 전극이 형성되어 있다. 접지전극(32)이 형성된 그린시트(16)가 그린시트(15) 위에 적층된다. 접지전극 (31 및 31) 사이에 배치된 라인전극은 제 1 및 제 2 스위치 회로 SW1,SW2의 전송선로를 형성한다. 보다 상세하게는, 라인전극(42와 46)은 스루홀 전극에 의해 서로 접속되어 전송선로 LG1를 구성한다. 유사하게, 라인전극(41과 45)은 전송선로 LG2를 구성하고, 라인전극(43과 47)은 전송선로 LP1를 구성한다. 라인전극(44)은 전송선로 LP2를 구성한다.
그린시트(17 내지 19)에는, 캐패시터를 형성하기 위한 패턴전극(61 내지 71)이 인쇄된다. 패턴전극(61 내지 65)는 각각 접지전극(32)이 형성된 캐패시터 CG4, CG3,CP4,CP3 및 CF3를 각각 형성한다. 또한, 전극(66과 70), 전극(64와 69), 전극 (62와 67), 전극(70과 71) 및 전극(68과 71)은 각각 캐패시터 CF4,CP7,CG7,CF2 및 CF1을 구성한다. 접지전극(32)은 전극(66)이 전극(70)과만 대향하도록 부분적으로 절단된다. 접지전극(32)의 절단된 부분에는 라인전극(44와 45)과 통하는 2개의 스루홀 전극이 형성된다.
그린시트(19) 위에는 라인전극(48,49,56)이 형성된 그린시트(20)가 배치된다. 그린시트(21)에는 라인전극(50 내지 55)이 형성된다. 최상단의 그린시트(22) 에는, 스위칭 소자 및 칩 캐패시터 등의 칩 소자를 접속하기 위한 랜드(23 내지 29 및 33 내지 37)이 형성된다. 스루홀 전극을 통해 라인전극(48과 55)이 서로 접속되어 LF2를 구성한다. 유사하게, 라인전극(54와 56)은 LF2를 구성하고, 라인전극(49와 53)은 LF3를 구성한다. 라인전극(50과 52)은 각각 LG3와 LP3를 구성한다. 라인전극 (51)은 제어회로용 DC 라인이다.
상기 그린시트(11 내지 22)는 공지된 방식으로 적층, 압착 및 소결되어 적층체를 형성한다. 적층체의 측면에는 도 4에 나타낸 것과 같이 단자전극(81 내지 96)이 형성된다. 그리고, 스위칭 소자 DG1,DG2,DP1,DP2, 칩 캐패시터 CG1,CG6,CP1,CP 6,CP8, 및 칩 인덕터 LP4가 적층체 상부면의 각 랜드에 실장되어 본 발명의 적층체 형태의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈을 얻을 수 있다.
도 2에 도시한 회로 소자에서, CP2,CP5,CG2,CG5,RG,LG,RP 및 LP는 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈이 실장된 회로층에 형성된다.
상기 실시예에서, 제 1 및 제 2 스위치 회로의 전송선로(41 내지 47)가 접지전극(31,32) 사이에 배치되어 스위치 회로와 대역분리회로 및/또는 로우패스 필터회로 사이의 간섭을 효과적으로 방지할 수 있다. 접지전극이 적층체의 하부에 배치되어 있기 때문에 접지가 확실해진다. 접지되어 있는 캐패시터 CG3,CG4,CP3,CP4, CF3는 상부 접지전극(32)보다 바로 위의 층의 패턴전극(61 내지 65)을 상부 접지 전극(32)에 대향시킴으로써 형성된다.
또한, 적층체의 측면에 단자전극이 형성되어 있기 때문에, 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 그 바닥면을 통해 실장될 수 있다. 고주파 단자(공통 안테나 단자 CAT, 송신단자 TT1,TT2, 수신단자 RT1,RT2)는 접지단자 GRD와 제어단자 CT1,CT2에 의해 개별적으로 위치한다. 고주파 단자 사이에는 적어도 하나의 접지단자가 배치된다. 즉, 고주파 단자중 어느 하나는 접지전극 사이에 배치된다. 또한, 적층체의 모든 측면에는 적어도 하나의 접지단자가 배치되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 공통 안테나 단자 CAT와 그 밖의 고주파 단자(송신단자 TT1,TT2와 수신단자 RT1,RT2)는 공통 안테나 단자 CAT가 설치되어 있는 측면에 평행하고 적층체를 2등분하는 수평면 X에 대하여 반대측에 배치되어 있다. 또한, 송신단자 TT1,TT2와 수신단자 RT1,RT2는 적층체를 2등분하는 면 X와 직각을 이루는 수직면 Y에 대하여 반대측에 배치된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 제 1 송수신 계의 송신 또는 수신회로 또는 제 2 송수신계의 송신 또는 수신회로에 공통 안테나를 접속한다. 상기 제 1 및 제 2 송수신계는 GSM 시스템과 DCS 1800 시스템일 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 통과대역이 다른 다수의 송수신계의 송신회로와 수신회로의 스위칭에 적용될 수 있다.
본 발명의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈은 듀얼밴드 휴대전화 등에 사용하는 데 적합하다. 멀티밴드 고주파 스위치 모듈은 적층구조의 소형칩으로 만들 수 있기 때문에 본 발명은 듀얼밴드 휴대전화 등의 크기를 감소시키는 데 효과적이다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도.
도 2는 도 1의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 등가회로를 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈 적층체의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈 적층체의 사시도.
도 5는 도 3 및 4의 적층체를 구성하는 각층을 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 1의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 7은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 2의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 8은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 3의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 9는 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 4의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 10은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 5의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 11은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 6의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 12는 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 7의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 13은 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 8의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 14는 본 발명에 따른 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈의 제 9의 바람직한 회로를 나타낸 블럭도.
도 15는 종래의 싱글밴드 고주파 스위치 회로를 나타낸 회로도.

Claims (3)

  1. 통과대역이 다른 다수의 송수신계를 이용하는 통신 시스템에 사용하기 위한 적층체 형태의 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈로서, 상기 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈 회로는:
    일단이 공통 안테나에 접속되고, 각각이 LC 회로를 포함하는 필터회로들로 구성된 대역 분리 회로; 및
    상기 송수신계의 송신회로 및 수신회로를 스위칭하기 위한, 각각이 스위칭 소자 및 전송선로를 포함하는 스위칭 회로들을 포함하고,
    상기 적층체는 다수의 유전체층, 상기 유전체층에 인쇄된 패턴전극, 상기 적층체의 표면에 형성된 단자전극, 및 상기 적층체의 상부면에 실장된 칩 소자를 포함하고,
    상기 대역분리 회로의 LC 회로는 패턴전극으로 상기 적층체에 형성되고,
    적어도 하나의 송수신계의 상기 공통 안테나 단자, 상기 대역분리 회로, 상기 스위칭 회로 및 상기 송신단자를 포함하는 송신계는 로우 패스 필터링 기능을 가지고,
    상기 로우 패스 필터링 기능은 로우 패스 필터 회로에 의해 제공되고, 상기 로우 패스 필터 회로는 상기 적층체에 형성된 패턴전극을 포함하고, 상기 대역분리 회로의 패턴전극과 상기 로우 패스 필터 회로의 패턴전극은 상기 적층체의 수평방향으로 각각의 층에 개별적으로 형성된 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 스위칭 회로의 상기 수신 회로에 연결된 적어도 상기 전송 선로의 상기 패턴 전극은 상기 적층체의 층들의 적어도 하나의 동일 면에 형성된 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈.
  3. 제1 또는 2 항에 있어서, 상기 로우패스 필터링 기능은 상기 스위칭 회로 내에 구성되어 있는 로우 패스 필터 회로에 의해 제공되는 멀티밴드용 고주파 스위치 모듈.
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