KR100541086B1 - Power amplifier and duplexer composite apparatus for improving impedance matching - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합장치내 듀플렉스의 송신 및 수신단간의 임피던스를 매칭시키기 위해, λ/4 스트립라인으로 이루어지는 임피던스 매칭부를 기판의 내부층에 나선형상으로 형성한 전력증폭 및 듀플렉서 복합장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a power amplification and duplexer composite device in which an impedance matching section consisting of λ / 4 striplines is formed in a spiral shape on an inner layer of a substrate in order to match impedances between transmitting and receiving terminals of a duplex in a composite device. have.
본 발명은, 안테나단(ANT)에 연결되고, 송신 및 수신신호를 분리하여 통과시키는 수신(RX) 필터부 및 송신(TX) 필터부를 포함하는 듀플렉서(44)와, 송신신호의 전력을 증폭하는 전력증폭기(41)를 포함하는 복합장치에 있어서, 복수개의 유전체층이 적층된 기판(PCB); 상기 기판(PCB)의 복수개의 유전체층의 일부에 도전성 패턴으로 형성되고, 상기 전력증폭부(41)로부터의 송신 전력을 감지하기 위해, 상기 전력증폭부(41)와 듀플렉서(44) 사이에 연결된 커플링부(43); 및 상기 기판(PCB)의 복수개의 유전체층의 적어도 2개의 층 각각의 일부에 나선형상의 도전성 패턴으로 형성되어 서로 연결되고, 상기 듀플렉서의 수신(RX) 및 송신(TX) 필터간의 임피던스 매칭을 위해서, 상기 듀플렉서(44)의 수신(RX) 필터부와 안테나단(ANT) 사이에 연결된 임피던스 매칭부(45)를 구비함을 특징으로 한다.The present invention is connected to an antenna (ANT), the duplexer 44 including a reception (RX) filter and a transmission (TX) filter for separating and passing the transmission and reception signals, and amplifying the power of the transmission signal A composite device comprising a power amplifier (41), comprising: a substrate (PCB) on which a plurality of dielectric layers are stacked; Coupled between the power amplifier 41 and the duplexer 44 to form a conductive pattern on a portion of the plurality of dielectric layers of the substrate PCB to sense transmission power from the power amplifier 41. Ring portion 43; And a spiral conductive pattern formed in each of at least two layers of the plurality of dielectric layers of the substrate PCB and connected to each other, for impedance matching between the receive (RX) and transmit (TX) filters of the duplexer. The impedance matching unit 45 is connected between the reception (RX) filter unit of the duplexer 44 and the antenna terminal (ANT).
이러한 본 발명에 의하면, 스트립라인이 차지하는 면적을 줄일 수 있어 더욱 소형화가 가능하고, 또한 스트립라인 자체의 신호간섭등의 기생효과를 줄일 수 있어 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the area occupied by the stripline can be reduced, thereby further miniaturization, and the parasitic effects such as signal interference of the stripline itself can be reduced, thereby improving performance.
전력증폭, 듀플렉스, 복합 장치, 임피던스 매칭, 위상변환, λ/4 스트립 라인, 나선형상Power amplification, duplex, composite device, impedance matching, phase shift, λ / 4 strip line, spiral
Description
도 1은 종래 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional power amplification and duplex composite device.
도 2는 종래 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a conventional power amplification and duplex composite device.
도 3은 도 2의 기판 내부에 형성된 임피던스 매칭부의 패턴도이다.3 is a pattern diagram of an impedance matching unit formed in the substrate of FIG. 2.
도 4는 본 발명에 따른 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a power amplification and duplex composite device according to the present invention.
도 5a는 도 4의 임피던스 매칭부의 적층구조이고, 도 5b는 임피던스 매칭부의 각 층별 패턴도이다.5A is a stacked structure of the impedance matching unit of FIG. 4, and FIG. 5B is a pattern diagram of each layer of the impedance matching unit.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 임피던스 매칭부의 상부층, 제1 및 제2 중간층, 그리고 하부층의 상세 패턴도이다.6A to 6D are detailed pattern diagrams of upper layers, first and second intermediate layers, and lower layers of the impedance matching unit of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
40 : 복합장치40: composite device
41 : 전력증폭부41: power amplifier
42 : 수동회로부42: passive circuit
43 : 커플링부 43: coupling part
44 : SAW 듀플렉서44: SAW Duplexer
45 : 임피던스 매칭부45: impedance matching unit
46 : 케이스46: case
PCB : 기판PCB: Board
본 발명은 휴대폰 등의 무선 통신 단말기에 적용 가능한 전력증폭 및 듀플렉서 복합장치에 관한 것으로, 특히 복합장치내 듀플렉스의 송신 및 수신단간의 임피던스를 매칭시키기 위해, λ/4 스트립라인으로 이루어지는 임피던스 매칭부를 기판의 내부층에 나선형상으로 형성함으로서, 스트립라인이 차지하는 면적을 줄일 수 있어 더욱 소형화가 가능하고, 또한 스트립라인 자체의 신호간섭등의 기생효과를 줄일 수 있어 성능을 향상시킬 수 있는 임피던스 매칭을 개선한 전력증폭 및 듀플렉서 복합장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power amplification and duplexer composite apparatus applicable to a wireless communication terminal such as a mobile phone. In particular, an impedance matching unit comprising a? / 4 stripline for matching impedances between transmitting and receiving terminals of a duplex in a composite apparatus is used. By forming a spiral shape on the inner layer, the area occupied by the stripline can be reduced and further miniaturized, and the parasitic effect such as signal interference of the stripline itself can be reduced, thereby improving impedance matching which can improve performance. Amplification and duplexer composite device.
일반적으로, 셀룰러(Cellular) 또는 PCS 휴대폰 단말기 또는 기타 무선 통신 단말기는, 안테나(ANT)에 접속하여 대략 824-894MHz의 셀룰러 밴드 또는 대략 1750-1910MHz의 PCS 밴드를 구분하여 통과시키는 다이플렉서와, 상기 셀룰러 밴드를 대략 824-849MHz의 송신(TX)대역 및 대략 869-894MHz의 수신(RX)대역으로 구분하는 듀플렉서 또는 상기 PCS 밴드를 송신(TX)대역 및 수신(TX)대역으로 구분하는 듀플렉서를 포함한다.In general, a cellular or PCS cellular phone terminal or other wireless communication terminal includes a diplexer connected to an antenna ANT to pass a cellular band of approximately 824-894 MHz or a PCS band of approximately 1750-1910 MHz, A duplexer that divides the cellular band into a transmit (TX) band of approximately 824-849 MHz and a receive (RX) band of approximately 869-894 MHz, or a duplexer that divides the PCS band into a transmit (TX) and receive (TX) band Include.
최근, 휴대폰 등의 이동 통신 단말기에 있어서, 기능적인 측면에서는 여러 가지 기능을 복합화한 다기능화와, 사이즈 측면에서는 전체 크기 또는 높이 등의 사이즈를 줄이는 소형화에 대한 요구에 만족하여야 하는데, 이중에서 소형화의 요구에 대응하여 송신신호의 전력을 증폭하는 전력증폭모듈과 듀플렉서를 하나의 모듈내에 형성한 복합 장치에 대한 연구 및 개발이 이루어지고 있다.In recent years, mobile communication terminals such as mobile phones have to satisfy the requirements for multifunctionalization in which various functions are combined in terms of functionality, and miniaturization in terms of size, such as reducing the overall size or height. In response to the demand, research and development are being conducted on a complex device in which a power amplifier module and a duplexer are formed in one module to amplify the power of a transmission signal.
도 1은 종래 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional power amplification and duplex composite device.
도 1을 참조하면, 종래 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치는 송신신호의 전력을 증폭하는 전력증폭부(11)와, 상기 전력증폭부(11)의 임피던스 매칭 및 전원 노이즈 제거를 위한 수동소자를 포함하는 수동회로부(12A,12B)와, 상기 전력증폭부(11)의 출력신호를 검출하기 위한 커플링부(13)와, 소정의 주파수에 대응되는 송신 및 수신신호를 각각 분리하여 통과시키는 듀플렉서(14)와, 상기 듀플렉서(14)의 송신 및 수신단간의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭부(15)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a conventional power amplifier and duplex composite device includes a
여기서, 상기 수동회로부(12)는 상기 전력증폭부(11)의 임피던스 매칭회로부(12A)와 전원/신호 간섭 차단을 위한 회로부(12B)를 포함한다.Here, the passive circuit unit 12 includes an impedance
도 2는 종래 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a conventional power amplification and duplex composite device.
도 2를 참조하면, 종래 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치는 복수개의 유전체층이 적층된 기판(PCB)과, 상기 기판(PCB) 상에, 송신신호를 증폭시키는 전력증폭부(21)와, 상기 전력증폭부(21)의 임피던스 매칭 및 전원 노이즈 제거를 위해서 상기 전력증폭부(21)에 연결된 수동회로부(22)와, 소정의 주파수 대역에 해당하는 송신신호 및 수신신호를 각각 분리하여 통과시키는 수신(RX) 필터부 및 송신(TX) 필터부를 포함하는 SAW 듀플렉서(24)가 실장되어 있다.Referring to FIG. 2, a conventional power amplification and duplex composite device includes a substrate PCB having a plurality of dielectric layers stacked thereon, a
또한, 상기 기판(PCB)의 내부에는, 상기 기판(PCB)의 복수개의 유전체층의 일부에 도전성 패턴으로 형성되고, 상기 전력증폭부(21)로부터의 송신 전력을 감지하기 위해, 상기 전력증폭부(21)와 상기 듀플렉서(24) 사이에 연결된 커플링부(23)와, 상기 기판(PCB)의 복수개의 유전체층의 일부에 도전성 패턴으로 형성되고, 상기 듀플렉서(14)의 수신(RX) 및 송신(TX) 필터간의 임피던스 매칭을 위해서, 상기 듀플렉서(14)의 수신(RX) 필터부 및 송신(TX) 필터부 사이에 연결된 임피던스 매칭부(25)가 내장되어 있다.In addition, inside the substrate PCB, a portion of the plurality of dielectric layers of the substrate PCB is formed in a conductive pattern, and in order to sense the transmission power from the
이와 같이, 종래의 복잡장치에서는, 듀플렉스의 송신 및 수신단간의 임피던스를 매칭시키는 임피던스 매칭부를 듀플렉서가 장착되는 기판의 내부층의 일부에 형성시킴으로써, 듀플렉서의 자체 높이를 줄 일수 있게 되며, 이에 따라 이동통신 단말기의 소형화가 가능하게 하는 잇점이 있다.As described above, in the conventional complex apparatus, an impedance matching part for matching the impedance between the transmitting and receiving ends of the duplex is formed in a part of the inner layer of the substrate on which the duplexer is mounted, so that the height of the duplexer can be reduced. There is an advantage that the miniaturization of the terminal is possible.
도 3은 도 2의 기판 내부에 형성된 임피던스 매칭부의 패턴도이다.3 is a pattern diagram of an impedance matching unit formed in the substrate of FIG. 2.
도 3을 참조하면, 종래의 복합장치의 기판 내부에 형성되는 임피던스 매칭부(25)는 안테나단(ANT) 및 수신단(RX) 사이에 연결되는 λ/4 스트립라인으로서, 듀플렉서로부터의 송신신호를 안테나단으로 전달되도록 하고, 안테나단으로부터의 수신신호를 듀플렉서의 수신단으로 전달하는데, 이때, 상기 λ/4 스트립라인은 송신신호의 주파수의 λ/4 길이에 해당되어 안테나측에서 보면 송신신호에 대해서 수신단이 오픈 상태로 되게 하여, 송신신호가 수신단으로 전달되지 못하게 한다.Referring to FIG. 3, an impedance matching
이러한 종래의 임피던스 매칭부는 도 3에 도시된 바와 같이 기판의 하나의 내부층에 멘더타입(Meander type)의 λ/4 스트립라인으로 형성되는데, 이러한 λ/4 라인의 길이는 대략 43 mm 정도이고, 이 λ/4 스트립라인의 손실(loss)은 대략 0.35 dB이며, 또한 λ/4 스트립라인의 면적은 대략 3.5 x 3.6 mm 이다.As shown in FIG. 3, the conventional impedance matching unit is formed of a lambda / 4 stripline of a meander type on one inner layer of the substrate, and the length of the lambda / 4 line is about 43 mm, The loss of this [lambda] / 4 stripline is approximately 0.35 dB and the area of the [lambda] / 4 stripline is approximately 3.5 x 3.6 mm.
그런데, 종래의 전력증폭 및 듀플렉서 복합소자에서, 상기 λ/4 스트립라인을 멘더타입(Meander type)으로 기판 내부의 하나의 층에 구현하므로, 소형화를 위해서 스트립라인간의 충분한 간격을 유지하지 못하는 경우에는 도 3에 도시된 신호 방향(S1,S2)이 서로 반대방향인 경우가 여러번 발생되는데, 이 경우에 신호 간섭이 일어날수 있는 문제점이 있다.However, in the conventional power amplification and duplexer composite device, since the λ / 4 stripline is implemented in one layer inside the substrate as a meander type, in case of not maintaining a sufficient gap between striplines for miniaturization When the signal directions S1 and S2 shown in FIG. 3 are opposite to each other, the signal direction may occur several times. In this case, signal interference may occur.
또한, 상기한 신호간섭을 줄이기 위해서 스트립라인 사이에 충분한 간격을 유지하는 경우에는 스트립라인이 차지하는 면적이 크게 되므로 복잡장치를 소형화하는데 어려움이 따르는 문제점이 있다.In addition, when sufficient spacing between striplines is maintained in order to reduce the signal interference, the area occupied by the striplines becomes large, which makes it difficult to miniaturize a complicated device.
이와 같이, 종래의 임피던스 매칭부를 기판의 내부 한층에 멘더타입으로 형성되는 것은 신호간섭 및 소형화에 대한 한계를 내재하고 있다. As described above, the conventional impedance matching unit formed in the inner layer of the substrate as a male type has a limitation on signal interference and miniaturization.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 복합장치내 듀플렉스의 송신 및 수신단간의 임피던스를 매칭시키기 위해, λ/4 스트립라인으로 이루어지는 임피던스 매칭부를 기판의 내부층에 나선형상으로 형성함으로서, 스트립라인이 차지하는 면적을 줄일 수 있어 더욱 소형화가 가능하고, 또한 스트립라인 자체의 신호간섭등의 기생효과를 줄일 수 있어 성능을 향상시킬 수 있는 임피던스 매칭을 개선한 전력증폭 및 듀플렉서 복합장치를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to match an impedance matching part of a λ / 4 stripline in a spiral shape to an inner layer of a substrate in order to match impedance between transmitting and receiving ends of a duplex in a composite device. Formation reduces the area occupied by the stripline, further miniaturization, and also reduces the parasitic effects such as signal interference of the stripline itself, thereby improving power matching and duplexer composites with improved impedance matching to improve performance. To provide.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전력증폭 및 듀플렉서 복합장치는In order to achieve the above object of the present invention, the power amplification and duplexer composite device of the present invention
안테나단(ANT)에 연결되고, 송신 및 수신신호를 분리하여 통과시키는 수신(RX) 필터부 및 송신(TX) 필터부를 포함하는 듀플렉서(44)와, 송신신호의 전력을 증폭하는 전력증폭기(41)를 포함하는 복합장치에 있어서,A
복수개의 유전체층이 적층된 기판(PCB);A substrate (PCB) on which a plurality of dielectric layers are stacked;
상기 기판(PCB)의 복수개의 유전체층의 일부에 도전성 패턴으로 형성되고, 상기 전력증폭부(41)로부터의 송신 전력을 감지하기 위해, 상기 전력증폭부(41)와 듀플렉서(44) 사이에 연결된 커플링부(43); 및Coupled between the
상기 기판(PCB)의 복수개의 유전체층의 적어도 2개의 층 각각의 일부에 나선형상의 도전성 패턴으로 형성되어 서로 연결되고, 상기 듀플렉서의 수신(RX) 및 송신(TX) 필터간의 임피던스 매칭을 위해서, 상기 듀플렉서(44)의 수신(RX) 필터부와 안테나단(ANT) 사이에 연결된 임피던스 매칭부(45)Each of the at least two layers of the plurality of dielectric layers of the substrate PCB is formed in a spiral conductive pattern and connected to each other, and the duplexer for impedance matching between the receive (RX) and transmit (TX) filters of the duplexer. Impedance matching
를 구비함을 특징으로 한다.Characterized in having a.
또한, 상기 복합장치는 상기 기판(PCB) 상에 실장되고, 상기 전력증폭부(41)의 임피던스 매칭 및 전원 노이즈 제거를 위해서 상기 전력증폭부(41)에 연결되는 수동회로부(42)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the composite apparatus further includes a
또한, 상기 임피던스 매칭부(45)는 상기 기판(PCB)의 유전체층중 제1 중간층(ML1)에 형성되고, 안테나단(ANT)에 일단이 연결되어 나선형상의 도전성패턴 으로 형성된 제1 스트립라인(ST1); 및 상기 기판(PCB)의 제1 중간층(ML1) 하부에 적층되는 제2 중간층(ML2)에 형성되고, 상기 제1 스트립라인(ST1)의 타단과 비아홀로 연결되어 나선형상의 도전성패턴으로 형성되며, 그 타단이 상기 수신(RX) 필터부의 수신단(TX)에 연결된 제2 스트립라인(ST2)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the impedance matching
여기서, 상기 제1 스트립라인(ST1)과 제2 스트립라인(ST2)의 전체 길이는 상기 송신(TX) 필터부에서 출력되는 송신 주파수의 λ/4로 설정되는 것이 바람직하고, Here, the total lengths of the first stripline ST1 and the second stripline ST2 may be set to λ / 4 of the transmission frequency output from the transmission TX filter.
또한, 상기 임피던스 매칭부(45)는 상기 제1 스트립라인(ST1)의 주변에 도전성 패턴으로 형성된 제1 차폐패턴(SD1)과, 상기 제2 스트립라인(ST2)의 주변에 도전성 패턴으로 형성된 제2 차폐패턴(SD2)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The
그리고, 상기 제1 스트립라인(ST1)과 제2 스트립라인(ST2)은 신호진행 방향이 동일한 나선형상의 도전성 패턴으로 형성되는 것이 바람직하고, 또한, 상기 제1 스트립라인(ST1) 및 제2 스트립라인(ST2)의 도전성 패턴 각각은 패턴간의 간격이 서로 동일하도록 형성된 것이 바람직하다.The first strip line ST1 and the second strip line ST2 may be formed in a spiral conductive pattern having the same signal traveling direction, and further, the first strip line ST1 and the second strip line. Each of the conductive patterns of ST2 is preferably formed such that the intervals between the patterns are the same.
또한, 상기 임피던스 매칭부(45)는 상기 기판(PCB)의 유전체층중 제1 중간층(ML1)의 상부에 적층되는 상부층(TL)에 상부패턴(TP)과, 상기 기판(PCB)의 유전체층중 제2 중간층(ML2)의 하부에 적층되는 하부층(BL)에 하부패턴(BP)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings referred to in the present invention, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.
도 4는 본 발명에 따른 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a power amplification and duplex composite device according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치는 안테나단(ANT)에 연결되고, 송신 및 수신신호를 분리하여 통과시키는 수신(RX) 필터부 및 송신(TX) 필터부를 포함하는 듀플렉서(44)와, 송신신호의 전력을 증폭하는 전력증폭기(41)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the power amplification and duplex composite apparatus according to the present invention includes a reception (RX) filter unit and a transmission (TX) filter unit connected to an antenna terminal ANT and separating and transmitting a transmission and reception signal. A
이러한 본 발명의 복합장치는 복수개의 유전체층이 적층된 기판(PCB)과, 상기 기판(PCB)의 복수개의 유전체층의 일부에 도전성 패턴으로 형성되고, 상기 전력증폭부(41)로부터의 송신 전력을 감지하기 위해, 상기 전력증폭부(41)와 듀플렉서(44) 사이에 연결된 커플링부(43)와, 상기 기판(PCB)의 복수개의 유전체층의 적어도 2개의 층 각각의 일부에 나선형상의 도전성 패턴으로 형성되어 서로 연결되고, 상기 듀플렉서의 수신(RX) 및 송신(TX) 필터간의 임피던스 매칭을 위해서, 상기 듀플렉서(44)의 수신(RX) 필터부와 안테나단(ANT) 사이에 연결된 임피던스 매칭부(45)를 포함한다.The composite device of the present invention is formed of a substrate (PCB) in which a plurality of dielectric layers are stacked and a portion of the plurality of dielectric layers of the substrate (PCB) in a conductive pattern, and detects transmission power from the
또한, 상기 복합장치는 상기 기판(PCB) 상에 실장되고, 상기 전력증폭부(41)에 연결된 임피던스 매칭소자 및 전원/신호 간섭차단용 소자를 포함하는 수동회로부(42)를 더 포함한다.The composite apparatus further includes a
상기 임피던스 매칭부(45)는 복합장치의 소형화 및 성능향상을 위해, 적어도 2층 각각에 나선형상의 도전성 패턴으로 형성된 스트립라인을 포함하는 것이 바람직한데, 이에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다. The
도 4는 본 발명에 따른 전력증폭 및 듀플렉스 복합 장치의 단면도이고, 도 5a는 도 4의 임피던스 매칭부의 적층구조이고, 도 5b는 임피던스 매칭부의 각 층별 패턴도이다.4 is a cross-sectional view of a power amplification and duplex composite device according to the present invention, FIG. 5A is a stacked structure of the impedance matching unit of FIG. 4, and FIG. 5B is a pattern diagram of each layer of the impedance matching unit.
도 4 및 도 5A,5B를 참조하면, 상기 임피던스 매칭부(45)는 상기 기판(PCB)의 유전체층중 제1 중간층(ML1)에 형성되고, 안테나단(ANT)에 일단(ST1A)이 연결되어 나선형상의 도전성패턴으로 형성된 제1 스트립라인(ST1)과, 상기 기판(PCB)의 제1 중간층(ML1) 하부에 적층되는 제2 중간층(ML2)에 형성되고, 상기 제1 스트립라인(ST1)의 타단(ST1B)에 일단(ST2B)이 비아홀(VH)을 통해 연결되어 나선형상의 도 전성패턴으로 형성되며, 그 타단(ST2A)이 상기 수신(RX) 필터부의 수신단(TX)에 연결된 제2 스트립라인(ST2)을 포함한다. 4 and 5A and 5B, the
이와 같이 적어도 2층의 나선형상의 스트립라인으로 인하여 본 발명의 복잡장치는 더욱 소형화가 가능하게 된다.The spiral stripline of at least two layers thus makes the complex device of the present invention even more compact.
상기 제1 스트립라인(ST1)과 제2 스트립라인(ST2)의 전체 길이는 상기 송신(TX) 필터부에서 출력되는 송신 주파수의 λ/4로 설정되는 것이 바람직하며, 이때, 상기 제1 및 제2 스트립라인(ST1,ST2)은 송신신호의 주파수의 λ/4 길이에 해당되어 안테나측에서 보면 듀플렉서로부터의 송신신호에 대해서 수신단이 오픈 상태로 되게 하여, 결국 상기 듀플렉서로부터의 송신신호가 수신단으로 전달되지 못하게 되고, 안테나단으로 전달된다. The total lengths of the first stripline ST1 and the second stripline ST2 may be set to λ / 4 of the transmission frequency output from the transmission filter TX. The two striplines ST1 and ST2 correspond to the λ / 4 length of the frequency of the transmission signal, and when viewed from the antenna side, the receiving end is opened for the transmission signal from the duplexer, and eventually the transmission signal from the duplexer is sent to the receiving end. It can't be delivered, and it's delivered to the antenna stage.
상기 임피던스 매칭부(45)는 측면방향의 주변 신호 및 노이즈의 출입을 차단하기 위해, 상기 제1 스트립라인(ST1)의 주변에 도전성 패턴으로 형성된 제1 차폐패턴(SD1)과, 상기 제2 스트립라인(ST2)의 주변에 도전성 패턴으로 형성된 제2 차폐패턴(SD2)을 더 포함하는 것이 바람직하다.The
또한 상기 제1 차폐패턴(SD1)은 외부와의 신호 연결을 위해 형성된 제1 스트립라인과 분리되어, 상기 제1 중간층(ML1)상의 제1 스트립라인(ST1)의 주변에 각각 4개의 차폐패턴(SD1A,SD1B,SD1C,SD1D)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 차폐패턴(SD2)은 외부와의 신호 연결을 위해 형성된 제2 스트립라인과 분리되어, 상기 제2 중간층(ML2)상의 제2 스트립라인(ST2)의 주변에 각각 4개의 차폐패턴(SD2A,SD2B,SD2C,SD2D)을 포함할 수 있다.In addition, the first shielding pattern SD1 is separated from the first stripline formed for signal connection with the outside, and thus, four shielding patterns each around the first stripline ST1 on the first intermediate layer ML1. SD1A, SD1B, SD1C, SD1D). In addition, the second shielding pattern SD2 is separated from the second stripline formed for signal connection with the outside, and each of the four shielding patterns around the second stripline ST2 on the second intermediate layer ML2. (SD2A, SD2B, SD2C, SD2D).
이에 따라, 상기 제1,제2 차폐패턴(SD1,SD2)에 의해서 주변으로부터의 신호 및 노이즈가 유입되는 것이 차단되고, 또한 상기 스트립라인상의 신호가 외부로 방출되는 것이 차단된다.Accordingly, the first and second shielding patterns SD1 and SD2 block the flow of signals and noise from the surroundings, and the signal on the stripline is prevented from being emitted to the outside.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 임피던스 매칭부의 상부층, 제1 및 제2 중간층, 그리고 하부층의 상세 패턴도이다.6A to 6D are detailed pattern diagrams of upper layers, first and second intermediate layers, and lower layers of the impedance matching unit of the present invention.
도 6A,6B를 참조하면, 상기 제1 스트립라인(ST1)과 제2 스트립라인(ST2)은 신호흐름 방향이 동일한 나선형상의 도전성 패턴으로 형성되고, 상기 제1 스트립라인(ST1) 및 제2 스트립라인(ST2)의 도전성 패턴 각각은 패턴간의 간격이 서로 동일하도록 형성된다.6A and 6B, the first strip line ST1 and the second strip line ST2 are formed in a spiral conductive pattern having the same signal flow direction, and the first strip line ST1 and the second strip. Each of the conductive patterns of the line ST2 is formed to have the same spacing between the patterns.
이와 같이, 본 발명에서는, 임피던스 매칭부를 상하로 서로 연결되는 나선형의 도전성패턴으로 구현하여, 이러한 상하 도전성패턴간에 상호 인덕턴스가 발생하므로, 즉, 나선형 인덕터 구조는 상하 나선형 도전성패턴간에 자기적 유도현상을 발생하여 전체 인덕턴스를 증가시키게 되고, 이에 따라 실질적으로는 송신주파수의 λ/4보다 짧게 형성할 수 있고, 이에 따라 그 만큼 차지 면적을 감소하는 효과가 있다.As described above, in the present invention, since the impedance matching unit is implemented as a spiral conductive pattern connected to each other up and down, mutual inductance is generated between the upper and lower conductive patterns, that is, the spiral inductor structure has a magnetic induction phenomenon between the upper and lower spiral conductive patterns. To increase the overall inductance, thereby substantially shorter than [lambda] / 4 of the transmission frequency, thereby reducing the charge area by that amount.
예를 들어, 본 발명의 복합모듈의 임피던스 매칭부의 도전성패턴은 송신주파수의 λ/4에 해당되는 나선형(Spiral type)으로서, 이 패턴의 길이는 대략 38 mm정도이고, 이 패턴의 라인손실(line loss)은 대략 0.3 dB이며, 이 패턴이 차지하는 면적은 대략 3.4 x 3.4 mm이다.For example, the conductive pattern of the impedance matching unit of the composite module of the present invention is a spiral type corresponding to λ / 4 of the transmission frequency, and the length of the pattern is about 38 mm, and the line loss of the pattern loss) is approximately 0.3 dB and the area occupied by this pattern is approximately 3.4 x 3.4 mm.
또한, 상기 임피던스 매칭부(45)는 상하방향의 주변 신호 및 노이즈의 출입을 차단하기 위해, 주변상기 기판(PCB)의 유전체층중 제1 중간층(ML1)의 상부에 적층되는 상부층(TL)에 상부패턴(TP)과, 상기 기판(PCB)의 유전체층중 제2 중간층(ML2)의 하부에 적층되는 하부층(BL)에 하부패턴(BP)을 더 포함하는 것이 바람직하며, 이에 따라 외부로부터의 신호 및 노이즈 유입이 차단되고, 또한 상기 스트립라인상의 신호가 외부로의 방출이 차단된다.In addition, the
전술한 바와 같이, 본 발명의 복잡장치에서는, 상하 두층의 도전성패턴을 이용하여 같은 크기의 인덕턴스를 갖는 인덕터를 쌓아놓은 형태로 직렬 연결함으로써 각각의 인덕턴스 값에 의하여 인덕턴스값이 두배로 되므로, 결국 상하층간의 자기적 상호 유도현상에 의하여 대략 두배 더 높은 인덕턴스를 얻을 수 있게 된다. As described above, in the complex device of the present invention, inductors having the same size inductance are stacked in series by using two upper and lower conductive patterns, so that the inductance value is doubled by each inductance value, so that the upper and lower ends The magnetic mutual induction between layers makes it possible to obtain approximately twice as high inductance.
이에 따라, 전체적으로 몇 배 높은 인덕턴스를 얻을 수 있게 되어 종래의 λ/4라인 멘더타입의 도전성패턴 길이에 비해 짧게 구현될 수 있다. 이와 같이 상대적으로 도전성패턴을 짧게 구현될 수 있어 패턴라인에서 발생되는 라인손실(line loss)을 줄일 수 있으며, 또한 종래의 멘더타입의 도전성패턴에서 발생할 수 있는 기생효과를 줄일 수 있어서 제품의 성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the inductance several times higher can be obtained as a whole and can be shorter than the conductive pattern length of the conventional [lambda] / 4 line mender type. As such, the conductive pattern can be relatively short, thereby reducing the line loss generated in the pattern line, and also reducing the parasitic effect that can occur in the conductive pattern of the conventional mender type. Can be improved.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 휴대폰 등의 무선 통신 단말기에 적용 가능한 전력증폭 및 듀플렉서 복합장치에서, 복합장치내 듀플렉스의 송신 및 수신단간의 임피던스를 매칭시키기 위해, λ/4 스트립라인으로 이루어지는 임피던스 매칭부를 기판의 내부층에 나선형상으로 형성함으로서, 스트립라인이 차지하는 면적을 줄일 수 있어 더욱 소형화가 가능하고, 또한 스트립라인 자체의 신호간섭등의 기생효과를 줄일 수 있어 성능을 향상시킬 수 있으며, 또한 재료비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention as described above, in the power amplification and duplexer composite device applicable to a wireless communication terminal such as a mobile phone, impedance matching consisting of λ / 4 stripline to match the impedance between the transmitting and receiving terminals of the duplex in the composite device By forming the portion spirally on the inner layer of the substrate, the area occupied by the stripline can be reduced, further miniaturization is possible, and the parasitic effects such as signal interference of the stripline itself can be reduced, thereby improving performance. It can reduce the material cost.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하므로, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.Since the above description is only a description of specific embodiments of the present invention, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various changes and modifications of the configuration are possible from the above-described specific embodiments of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.
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