KR100504813B1 - Front end transceiver for dual mode terminal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치에 관한 것으로, 종래 듀얼모드 단말기에는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 듀플렉서를 두 개 사용해야 하고, 서로 다른 주파수 대역 신호를 분리하는 다이플렉서도 그에 따라 부가됨으로써 단말기의 크기가 커지게 되고 제조공정이 늘어나게 되어 단말기의 제조 원가가 상승하고 두 개의 부품간의 임피던스 매칭을 해야 하므로 별도의 시간과 노력이 필요로 하게 되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 무선주파수 신호를 송수신하는 듀얼밴드 안테나와; 상기 무선주파수 신호의 송수신을 제어하는 모빌 스위치와; 송신 전극과 용량성 결합하고 마주보는 ㄷ자형 필터 패턴을 갖는 공진기로 구성된 송신단과, 수신 전극과 용량성 결합하고 공진기간에 전자장 결합하는 수신단과, 상기 모빌 스위치에 연결되어 상기 송신단과 수신단 사이에 위치하고 ㄱ자형 필터 패턴과 ㅋ자형 필터 패턴을 갖는 공진기로 구성된 다이플렉서단으로 구성된 일체형 듀얼밴드 듀플렉서와; 상기 일체형 듀얼밴드 듀플렉서에 의해 분리된 주파수 대역을 송신 대역과 수신 대역으로 분리하는 듀플렉서로 구성되어 듀플렉서에 다이플렉서를 기능을 부가하여 듀플렉서와 다이플렉서를 일체형으로 구성함으로써 부품 수를 줄이고 부품간의 임피던스를 정합하는 튜닝 작업을 줄이는 효과가 있다.The present invention relates to a front-end transceiver of a dual-mode terminal, a conventional dual-mode terminal should use two duplexers having different frequency bands, and a diplexer for separating the different frequency band signal is also added accordingly As the size increases and the manufacturing process increases, the manufacturing cost of the terminal increases and impedance matching between the two parts requires a separate time and effort. In consideration of these problems, the present invention provides a dual band antenna for transmitting and receiving radio frequency signals; A mobile switch controlling transmission and reception of the radio frequency signal; A transmitter comprising a resonator having a U-shaped filter pattern capacitively coupled to the transmitting electrode, a receiving end capacitively coupled to the receiving electrode and electromagnetically coupled during the resonance period, and connected between the mobile switch and the mobile terminal, An integrated dual band duplexer having a diplexer stage composed of a resonator having an L-shaped filter pattern and a L-shaped filter pattern; It consists of a duplexer that separates the frequency band separated by the integrated dual band duplexer into a transmission band and a reception band, and adds a diplexer function to the duplexer to form a duplexer and a diplexer as a unit, thereby reducing the number of parts and This reduces the tuning effort to match impedance.

Description

듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치{FRONT END TRANSCEIVER FOR DUAL MODE TERMINAL}FRONT END TRANSCEIVER FOR DUAL MODE TERMINAL}

본 발명은 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치에 관한 것으로, 특히 별도의 다이플렉서를 사용하지 않고, 다이플렉서 기능을 내장한 일체형 듀얼밴드 듀플렉서를 사용하여 듀얼밴드를 분리할 수 있게 한 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a front-end transceiver of a dual-mode terminal, and in particular, without using a separate diplexer, dual mode that allows the separation of the dual band using an integrated dual band duplexer with a built-in diplexer function A front end transceiver apparatus of a terminal.

정보화 시대에 접어들면서 셀룰라 단말기, PCS 단말기 등의 고주파 회로를 이용한 이동 통신기기의 사용이 급증하고 있다. 따라서 고주파 회로에 이용되는 부품들은 주파수의 혼신을 효과적으로 방지하며 고주파를 억제하기 위하여 설계상 많은 어려움을 수반하게 된다.In the information age, the use of mobile communication devices using high frequency circuits such as cellular terminals and PCS terminals is increasing rapidly. Therefore, the components used in the high frequency circuit effectively prevents the interference of the frequency and involve many difficulties in design to suppress the high frequency.

고주파 회로에 이용되고 있는 부품 중에서 유전체 필터는 고주파 신호 중 필요한 신호만을 통과시키거나 저지시키는 대역통과 또는 대역저지 필터로 구성되면 무선기기의 프런트 엔드 송수신 장치에 적용되고 있다.Among the components used in the high frequency circuit, the dielectric filter is applied to the front-end transceiver of a wireless device when the filter consists of a bandpass or bandstop filter for passing or blocking only necessary signals among high frequency signals.

상기와 같은 유전체 필터의 구현방법은 크게 일체형 필터와 공진기 결합형 필터로 분류된다. 상기 일체형 필터에는 하나의 블록으로 이루어진 유전체 블록에 공진기 홀이 형성되어 있고, 입출력 전극 그리고 공진기간의 커플링, 공진기와 접지와의 커플링을 위한 전극 패턴이 형성된다. 이때, 전극 패턴 사이에 커패시턴스가 존재하는데 이 커패시턴스를 조절함으로써 공진기 사이의 커플링 값과 공진기의 공진 주파수를 조절할 수 있게 된다.The implementation method of the dielectric filter is classified into an integrated filter and a resonator coupled filter. In the integrated filter, a resonator hole is formed in a dielectric block composed of one block, and an input / output electrode and an electrode pattern for coupling a resonance period and a coupling between the resonator and the ground are formed. At this time, a capacitance exists between the electrode patterns. By adjusting the capacitance, the coupling value between the resonators and the resonant frequency of the resonator can be adjusted.

한편, 공진기 결합형 필터는 여러 개의 공진기를 커플링 보드를 통해 결합시키는 구조로 보드 상에 소정의 커패시턴스 값이 나타나도록 커패시터를 형성함으로써 공진기 사이의 커플링을 조절하는 구조로 되어 있다.On the other hand, the resonator coupling type filter is a structure in which a plurality of resonators are coupled through a coupling board to form a capacitor so that a predetermined capacitance value appears on the board to adjust the coupling between the resonators.

요즘 이동 통신 단말기는 단일모드에서 2가지 이상의 모드를 지원하는 형태로 발전하고 있는 추세에 있다. 예를 들어, 셀룰러 대역과 피씨에스(PCS: Personal Communication Services) 대역을 지원하는 듀얼모드 단말기가 이미 연구된 바 있다.Nowadays, mobile communication terminals have been developed to support two or more modes in a single mode. For example, dual-mode terminals supporting cellular bands and PCS bands have already been studied.

셀룰러 대역은 송신대역 824~849㎒와 수신대역 869~894㎒의 800㎒대의 송수신 대역을 갖고 있고 PCS 대역은 송신대역 1850~1910㎒와 수신대역 1930~1990㎒의 1.9㎓대의 송수신 대역을 갖고 있다.The cellular band has a transmit / receive band of 800MHz with a transmission band of 824 ~ 849MHz and a receiving band of 869 ~ 894MHz, and the PCS band has a 1.9㎓ transmit / receive band of 1850 ~ 1910MHz with a receiving band of 1930 ~ 1990MHz. .

상기 두 대역을 지원하는 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 무선주파수 신호를 송수신하는 듀얼밴드 안테나(11)와; 상기 무선주파수 신호의 송수신을 제어하는 모빌 스위치(12)와; 상기 모빌 스위치(12)에 연결되어 셀룰러 대역과 PCS 대역을 분리하는 다이플렉서(14)와; 상기 다이플렉서(14)에 의해 분리된 PCS 대역을 송신 대역과 수신 대역으로 분리하는 PCS 듀플렉서(13)와; 상기 다이플렉서(14)에 의해 분리된 셀룰러 대역을 송신 대역과 수신 대역으로 분리하는 셀룰러 듀플렉서(15)로 구성된다.The front-end transceiver of the dual-mode terminal supporting the two bands, as shown in Figure 1, a dual band antenna 11 for transmitting and receiving radio frequency signals; A mobile switch 12 controlling transmission and reception of the radio frequency signal; A diplexer 14 connected to the mobile switch 12 to separate a cellular band and a PCS band; A PCS duplexer (13) for separating the PCS band separated by the diplexer (14) into a transmission band and a reception band; And a cellular duplexer 15 that separates the cellular band separated by the diplexer 14 into a transmission band and a reception band.

도 2는 도 1의 듀플렉서의 매칭 패턴을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 송신 전극(Tx)과 용량성 결합하고 마주보는 ㄷ자형 필터 패턴을 갖는 공진기(21~23)로 구성된 송신단과; 수신 전극(Rx)과 용량성 결합하고 공진기(24~27)간에 전자장 결합하는 수신단과; 상기 송신단과 수신단과 임피던스 매칭되는 입출력단(In/Out)으로 구성된다.FIG. 2 is an exemplary view showing a matching pattern of the duplexer of FIG. 1, comprising: a transmitting end including resonators 21 to 23 having a c-shaped filter pattern capacitively coupled to and facing the transmitting electrode Tx; A receiving end capacitively coupled to the receiving electrode Rx and electromagnetically coupled between the resonators 24 to 27; An input / output terminal (In / Out) that is impedance-matched with the transmitting end and the receiving end.

송신단은 여러 개의 공진기(21~23)를 사용하여 대역 통과 필터를 구현하고 모노블록의 한 쪽면에 ㄷ자형 필터 패턴을 형성하여 송신 대역을 조정한다.The transmitter uses a plurality of resonators 21 to 23 to implement a band pass filter and adjusts the transmission band by forming a c-shaped filter pattern on one side of the monoblock.

수신단은 여러 개의 공진기(24~27) 사이의 전자장 결합을 통해 대역 통과 필터를 구현한다. 이때, 송신단과 수신단의 대역 통과 필터만으로 송수신단간의 격리가 어려울 때에는 중간에 노치 필터를 추가하는 경우도 있다.The receiver implements a band pass filter through electromagnetic field coupling between several resonators 24 to 27. In this case, when isolation between the transmitting and receiving ends is difficult with only the band pass filters of the transmitting end and the receiving end, a notch filter may be added in the middle.

적절한 수의 공진기를 조합하여 수신단과 송신단의 대역 통과 필터를 구성한 후 중간 지점에서 임피던스 매칭하여 수신단과 송신단은 서로 무한대의 임피던스로 보이되 둘 다 입출력단(In/Out)으로는 50옴으로 매칭되게 만든다.Combine the appropriate number of resonators to form a bandpass filter for the receiver and transmitter, and then match the impedances at the intermediate points so that the receiver and the transmitter appear to be infinite impedance to each other, but both are matched with 50 ohms for the input / output (In / Out). Make.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 종래의 듀플렉서는 하나의 주파수 대역에서만 사용됨으로 듀얼모드 단말기는 서로 다른 주파수 대역을 갖는 듀플렉서를 두 개 사용해야 하고, 서로 다른 주파수 대역 신호를 분리하는 다이플렉서도 그에 따라 부가됨으로써 단말기의 크기가 커지게 되고 제조공정이 늘어나게 되어 단말기의 제조 원가가 상승하고 두 개의 부품간의 임피던스 매칭을 해야 하므로 별도의 시간과 노력이 필요로 하게 되는 문제점이 있다.However, in the prior art as described above, since the conventional duplexer is used only in one frequency band, the dual mode terminal should use two duplexers having different frequency bands, and also a diplexer for separating signals of different frequency bands. As a result, the size of the terminal is increased and the manufacturing process is increased, so that the manufacturing cost of the terminal is increased and impedance matching between the two components is required, which requires additional time and effort.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 듀플렉서에 다이플렉서 기능을 부가하여 듀플렉서와 다이플렉서를 일체형으로 구성할 수 있게 한 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a front end transceiver apparatus of a dual mode terminal capable of forming a duplexer and a diplexer integrally by adding a diplexer function to the duplexer. There is a purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선주파수 신호를 송수신하는 듀얼밴드 안테나와; 상기 무선주파수 신호의 송수신을 제어하는 모빌 스위치와; 송신 전극과 용량성 결합하고 마주보는 ㄷ자형 필터 패턴을 갖는 공진기로 구성된 송신단과, 수신 전극과 용량성 결합하고 공진기간에 전자장 결합하는 수신단과, 상기 모빌 스위치에 연결되어 상기 송신단과 수신단 사이에 위치하고 ㄱ자형 필터 패턴과 ㅋ자형 필터 패턴을 갖는 공진기로 구성된 다이플렉서단으로 구성된 일체형 듀얼밴드 듀플렉서와; 상기 일체형 듀얼밴드 듀플렉서에 의해 분리된 주파수 대역을 송신 대역과 수신 대역으로 분리하는 듀플렉서로 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, and a dual band antenna for transmitting and receiving radio frequency signals; A mobile switch controlling transmission and reception of the radio frequency signal; A transmitter comprising a resonator having a U-shaped filter pattern capacitively coupled to the transmitting electrode, a receiving end capacitively coupled to the receiving electrode and electromagnetically coupled during the resonance period, and connected between the mobile switch and the mobile terminal, An integrated dual band duplexer having a diplexer stage composed of a resonator having an L-shaped filter pattern and a L-shaped filter pattern; And a duplexer that separates the frequency band separated by the integrated dual band duplexer into a transmission band and a reception band.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 무선주파수 신호를 송수신하는 듀얼밴드 안테나(31)와; 상기 무선주파수 신호의 송수신을 제어하는 모빌 스위치(32)와; 상기 모빌 스위치(32)에 연결되어 셀룰러 대역과 PCS 대역을 분리하는 다이플렉서를 내장하고 상기 다이플렉서에 의해 분리된 PCS 대역을 송신 대역과 수신 대역으로 분리하는 일체형 듀얼밴드 듀플렉서(33)와; 상기 일체형 듀얼밴드 듀플렉서(33)에 의해 분리된 셀룰러 대역을 송신 대역과 수신 대역으로 분리하는 셀룰러 듀플렉서(34)로 구성된다.3 is a block diagram showing the configuration of a front-end transceiver of a dual-mode terminal according to an embodiment of the present invention, as shown therein, a dual band antenna 31 for transmitting and receiving radio frequency signals; A mobile switch 32 controlling transmission and reception of the radio frequency signal; An integrated dual band duplexer 33 connected to the mobile switch 32 for dividing a cellular band and a PCS band and dividing the PCS band separated by the diplexer into a transmission band and a reception band; ; And a cellular duplexer 34 that separates the cellular band separated by the integrated dual band duplexer 33 into a transmission band and a reception band.

도 4는 도 3의 본 발명에 따른 일체형 듀얼밴드 듀플렉서의 매칭 패턴을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 송신 전극(Tx)과 용량성 결합하고 마주보는 ㄷ자형 필터 패턴을 갖는 공진기(41~43)로 구성된 송신단과; 수신 전극(Rx)과 용량성 결합하고 공진기(46~49)간에 전자장 결합하는 수신단과; 상기 송신단과 수신단 사이에 위치하고 ㄱ자형 필터 패턴과 ㅋ자형 필터 패턴을 갖는 공진기(44, 45)로 구성된 다이플렉서단으로 구성된다.FIG. 4 illustrates an example of a matching pattern of the integrated dual band duplexer of FIG. 3. The resonator 41 ˜ having a U-shaped filter pattern capacitively coupled to and facing the transmission electrode Tx as shown therein. A transmitter configured as 43); A receiving end capacitively coupled to the receiving electrode Rx and electromagnetically coupled between the resonators 46 to 49; And a diplexer stage formed between the transmitter and the receiver and comprising resonators 44 and 45 having an L-shaped filter pattern and a L-shaped filter pattern.

듀얼밴드 안테나(31)와 연결된 모빌 스위치(32)는 일체형 듀얼밴드 듀플렉서(33)를 인터페이스한다. 일체형 듀얼밴드 듀플렉서(33)는 다이플렉서 기능과 PCS 듀플렉서 기능이 하나의 모노 블록으로 구현된 장치이다.The mobile switch 32 connected to the dual band antenna 31 interfaces the integrated dual band duplexer 33. The integrated dual band duplexer 33 is a device in which the diplexer function and the PCS duplexer function are implemented in one mono block.

일체형 듀얼밴드 듀플렉서(33)는 모빌 스위치(32), PCS 중간주파수단, 및 셀룰러 듀플렉서(34)를 인터페이스한다. 모빌 스위치(32)와 연결되는 지점에서 임피던스 매칭하여 고역통과 필터와 저역통과 필터는 서로 무한대의 임피던스로 보이되 둘 다 입출력단으로는 50옴으로 매칭되게 만든다.The integrated dual band duplexer 33 interfaces the mobile switch 32, the PCS intermediate frequency stage, and the cellular duplexer 34. Impedance matching at the point connected to the mobile switch 32, the high pass filter and the low pass filter is shown to be infinite impedance to each other, but both input and output terminals to match 50 ohms.

그리고, 저역통과 필터를 통과한 신호는 셀룰러 듀플렉서(34)에 입력되고 고역통과 필터를 통과한 신호는 일체형 듀얼밴드 듀플렉서의 PCS 듀플렉서에 입력된다.The signal passing through the low pass filter is input to the cellular duplexer 34 and the signal passing through the high pass filter is input to the PCS duplexer of the integrated dual band duplexer.

다이플렉서단은 PCS 듀플렉서의 송신단과 수신단 사이에 위치하고 ㄱ자형 필터 패턴과 ㅋ자형 필터 패턴의 공진기(44, 45)로 구성된다. 각 필터 패턴은 저역 통과 필터와 고역 통과 필터를 구현한다. 두 대역으로 나누어진 주파수 대역은 각각 셀룰러 대역과 PCS 대역으로 구별된다.The diplexer stage is located between the transmitting end and the receiving end of the PCS duplexer and consists of the resonators 44 and 45 of the L-shaped filter pattern and the L-shaped filter pattern. Each filter pattern implements a low pass filter and a high pass filter. The frequency band divided into two bands is divided into a cellular band and a PCS band, respectively.

PCS 대역의 신호는 송신단과 수신단에 입력되어 각각 송신 대역과 수신 대역으로 분리된다.The signals of the PCS band are input to the transmitting end and the receiving end, and are separated into transmission and receiving bands, respectively.

송신단은 여러 개의 공진기(41~43)를 사용하여 대역 통과 필터를 구현하고 모노블록의 한 쪽면에 ㄷ자형 필터 패턴을 형성하여 송신 대역을 조정한다.The transmitting end implements a band pass filter using a plurality of resonators 41 to 43 and adjusts a transmission band by forming a c-shaped filter pattern on one side of the monoblock.

수신단은 여러 개의 공진기(46~49) 사이의 전자장 결합을 통해 대역 통과 필터를 구현한다.The receiver implements a band pass filter through electromagnetic field coupling between several resonators 46 to 49.

셀룰러 대역의 신호는 제2입출력단으로 출력되어 셀룰러 듀플렉서(34)에 입력된다. 그리고, 셀룰러 듀플렉서(34)는 입력되는 신호를 송신 대역과 수신대역으로 분리하여 출력한다.The cellular band signal is output to the second input / output terminal and input to the cellular duplexer 34. The cellular duplexer 34 separates the input signal into a transmission band and a reception band and outputs the signal.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 듀플렉서에 다이플렉서를 기능을 부가하여 듀플렉서와 다이플렉서를 일체형으로 구성함으로써 부품 수를 줄이고 부품간의 임피던스를 정합하는 튜닝 작업을 줄이는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has an effect of reducing the number of components and tuning work for matching impedance between components by adding a duplexer to the duplexer to configure the duplexer and the diplexer as an integrated body.

도 1은 종래 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a front-end transceiver of a conventional dual-mode terminal.

도 2는 도 1의 듀플렉서의 매칭 패턴을 보인 예시도.2 is an exemplary view showing a matching pattern of the duplexer of FIG.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치의 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a front-end transceiver of a dual-mode terminal according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 본 발명에 따른 일체형 듀얼밴드 듀플렉서의 매칭 패턴을 보인 예시도.4 is an exemplary view showing a matching pattern of the integrated dual band duplexer according to the present invention of FIG.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

33 : 일체형 듀얼밴드 듀플렉서 44 : ㄱ자형 필터 패턴33: integrated dual band duplexer 44: L-shaped filter pattern

45 : ㅋ자형 필터 패턴45: shaped filter pattern

Claims (2)

무선주파수 신호를 송수신하는 듀얼밴드 안테나와;A dual band antenna for transmitting and receiving radio frequency signals; 상기 무선주파수 신호의 송수신을 제어하는 모빌 스위치와;A mobile switch controlling transmission and reception of the radio frequency signal; 송신 전극과 용량성 결합하고 마주보는 ㄷ자형 필터 패턴을 갖는 공진기로 구성된 송신단과,A transmitting end composed of a resonator having a U-shaped filter pattern capacitively coupled to the transmitting electrode, 수신 전극과 용량성 결합하고 공진기간에 전자장 결합하는 수신단과,A receiving end capacitively coupled to the receiving electrode and electromagnetically coupled to the resonance period; 상기 모빌 스위치에 연결되어 상기 송신단과 수신단 사이에 위치하고 ㄱ자형 필터 패턴과 ㅋ자형 필터 패턴을 갖는 공진기로 구성된 다이플렉서단으로 구성된 일체형 듀얼밴드 듀플렉서와;An integrated dual band duplexer connected to the mobile switch and having a diplexer stage disposed between the transmitting end and the receiving end and having a L-shaped filter pattern and a U-shaped filter pattern; 상기 일체형 듀얼밴드 듀플렉서에 의해 분리된 주파수 대역을 송신 대역과 수신 대역으로 분리하는 듀플렉서로 구성된 것을 특징으로 하는 듀얼모드 단말기의 프런트 엔드 송수신 장치.And a duplexer for dividing a frequency band separated by the integrated dual band duplexer into a transmission band and a reception band. 삭제delete
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