KR100616672B1 - 정전 용량 보상형 방향성 커플러 및 이를 구비한 다중밴드용 ｉｐｄ - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방향성 커플러에 관한 것이다. 본 발명은, 신호를 전달하는 신호 라인; 상기 신호 라인을 통해 전달되는 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 신호 라인과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 커플링 라인; 및 상기 커플링 라인과 전기적으로 연결되며, 상기 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 커플링 라인으로부터 상기 신호 라인 방향으로 형성된 적어도 하나의 도전성 라인을 포함하여, 상기 도전성 라인과 신호 라인이 수직 방향으로 중첩된 영역에서 정전 용량을 형성함으로써 상기 신호 라인과 커플링 라인 사이의 정전 용량을 보상하는 것을 특징으로 하는 정전 용량 보상형 방향성 커플러를 제공한다.
방향성, 커플러, IPD, 보상 캐패시터, 정전 용량
Description
도 1은 방향성 커플러가 적용된 이동통신 단말기의 송수신 회로의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 'A'를 IPD로 제작한 종래의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 방향성 커플러를 구비한 IPD의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 l-l'선을 따라 본 발명에 따른 방향성 커플러의 일부를 절개한 단면을 도시한 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
17 : 듀플렉서 3a, 3b : 방향성 커플러
31a, 31b : 신호 라인 300a, 300b : 커플링 라인
32a, 32b : 종단처리부 34a~34d : 도전성 라인
T1~T5 : 입력단/출력단
본 발명은 방향성 커플러(directional coupler)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집적 수동 소자(Integrated Passive Device : IPD, 이하 'IPD'라 함) 내에서, 신호 라인 및 커플링 라인 사이에 방향성 개선을 위한 정전 용량을 간단하게 형성할 수 있으며, 정전 용량을 형성하기 위한 별도의 캐패시터를 채용하지 않음으로써 IPD의 소형화를 가능하게 하는 정전 용량 보상형 방향성 커플러 및 이를 구비한 다중밴드용 IPD에 관한 것이다.
일반적으로, 방향성 커플러는 전력 추출 및 전력 배분에 사용되는 전기 소자이다. 특히, 이동통신 단말기에서 신호 라인을 통해 송신되는 송신신호의 전력을 증폭시키는 전력 증폭기의 이득을 제어하기 위해, 상기 신호 라인을 통해 전달되는 송신신호의 전력 일부를 추출하는데 이 방향성 커플러가 활용되고 있다.
도 1은 방향성 커플러가 적용된 이동통신 단말기의 송수신 회로의 개략 구성도이다. 특히, 도 1은 두 개 이상의 주파수 대역에서 이동통신 서비스를 이용할 수 있는 다중 밴드용 이동통신 단말기의 송수신 회로를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나(ANT)로부터 수신된 신호는 RF 스위치(11)에 의해 수신된 신호의 주파수 대역에 따라 구분되어 출력되고, 필터/매칭 회로부(12)를 거쳐 RF 송수신부(13)에서 베이스밴드 신호로 변환되고, 변환된 베이스밴드 신호는 베이스밴드 처리부 (14)에서 처리되어 최종적으로 사용자가 수신할 수 있게 된다. 또한, 상기 RF 송수신부(13)는 베이스밴드 처리부(14)로부터 베이스밴드 신호를 수신하여 RF 신호로 변환하고 이 변환된 RF 신호를 주파수 대역에 따라 구분되어 출력하며, 상기 RF 송수신부(13)에서 출력된 각각의 신호는 전력증폭기(15a, 15b)에서 소정의 이득으로 전력증폭 된 후 RF스위치(11)를 거쳐 안테나(ANT)를 통해 외부로 송신된다.
상기 이동통신 단말기의 송신 과정에서, 전력증폭기(15a, 15b)는 송신에 적절한 이득으로 송신신호를 증폭하여야 한다. 이 전력증폭기(15a, 15b)의 이득을 적절하게 제어하기 위해, 전력증폭기(15a, 15b)에서 출력된 증폭 신호의 일부 전력을 추출한 후, 추출된 전력을 이용하여 이득의 증감을 조절한다. 이와 같이, 전력증폭기(15a, 15b)의 이득 제어를 위해 송신신호의 전력 일부를 추출하기 위해 송신라인에 커플링라인(16a, 16b)을 적용한 방향성 커플러를 사용하게 된다.
상기 방향성 커플러는 송신라인을 통해 전달되는 송신신호의 전력 일부를 커플링라인(16a, 16b)을 통해 추출하고 이 추출된 전력을 듀플렉서(17)를 거쳐 이득제어부(18)로 전달한다. 이득제어부(18)는 추출된 전력의 크기에 따라 전력증폭기(15a, 15b)의 이득을 적절하게 제어한다. 상기 듀플렉서(17)는 하나의 신호 라인으로부터 추출된 전력이 타 신호 라인 측으로 전달되는 것을 방지하면서 이득제어부(16)로 전달하는 기능을 한다.
전술한 이동통신 단말기의 송수신회로에서 송신 신호의 전력을 추출하기 위한 방향성 커플러 및 듀플렉서(17)는 IPD(Integrated Passive Device)의 형태로 제 작될 수 있다. 이 IPD 기술은 일반적으로 알려진 반도체 IC 공정을 이용하여 복수의 수동소자를 집적시켜 소정 회로를 하나의 칩형태로 제작하는 기술로서, 개별 소자를 실장하는 방식에 비해 실장면적을 줄일 수 있고 공정 오차를 감소시킬 수 있는 장점이 있어, 이동통신 단말기와 같은 경량화, 소형화가 요구되는 분야에 적극 활용되고 있다. 도 2는 도 1의 참조부호 'A'로 표시된 부분을 IPD로 제작한 일례를 도시한다.
도 2를 참조하면, 종래의 IPD로 제작한 커플러는 송신 신호를 전달하는 신호 라인(21a, 21b)과, 상기 신호 라인(21a, 21b)과 소정 간격 이격되어 나란하게 배치된 커플링 라인(200a, 200b)과, 상기 커플링 라인(200a, 200b)의 일단과 상기 신호 라인(21a, 21b) 사이에 정전 용량을 형성하는 보상 캐패시터(23a, 23b)를 포함하여 구성된다. 도 2는 도 1에 도시된 다중 밴드용 이동통신 단말기에 사용될 수 있는 커플러를 도시한다. 다중 밴드용 이동통신 단말기에서는 신호 라인(21a, 21b) 및 커플링 라인(200a, 200b)이 각각 두 개씩 형성하여, 크게 고주파 대역 및 저주파 대역으로 구분하여 상기 신호 라인(21a, 21b) 및 커플링 라인(200a, 200b)을 사용할 수 있다.
상기 신호 라인(21a, 21b)은 이동통신 단말기의 전력 증폭기(도 1의 15a, 15b)로부터 소정 이득으로 증폭된 송신 신호를 안테나 측으로 전달한다. 상기 커플링 라인(200a, 200b)은 상기 신호 라인(21a, 21b)과 소정 간격 이격되어 나란하게 배치됨으로써, 상기 신호 라인(21a, 21b)과 함께 커플러를 형성한다. 상기 커플링 라인(200a, 200b)은 상기 신호 라인(21a, 21b)으로 전송되는 송신 신호의 일부 전력을 추출한다. 상기 커플링 라인(200a, 200b)에서 추출된 송신 신호의 일부 전력은 듀플렉서(17)를 거쳐 이득 제어부(도 1의 18)로 전달되고, 이득 제어부(도 1의 18)는 이 전달된 전력에 따라 전력 증폭기(도 1의 15a, 15b)의 이득을 제어한다.
상기 커플링 라인(200a, 200b)은 신호 라인(21a, 21b)을 통해 전달되는 송신 신호의 전력을 일부 추출하는데, 이 때 송신 신호에 거의 영향을 미치지 않는 미량의 전력을 추출하여야 한다. 따라서 커플링 라인(200a, 200b)의 길이는 전력 증폭기의 이득 제어가 가능한 최소의 전력을 추출하기 위해 그 길이가 짧게 형성되며, 상기 커플링 라인(200a, 200b)의 길이가 짧아질수록 커플러의 방향성이 저하된다. 즉, 커플링 라인(200a, 200b)에서 추출된 전력이 듀플렉서(17) 측으로 전달되지 않고, 커플링 라인(200a, 200b)의 일단에 종단처리(termination) 된 측(22a, 22b)으로 전달된다. 이와 같은 방향성 저하의 단점을 해결하기 위해, 종래에는 신호 라인(21a, 21b)과 커플링 라인(200a, 200b) 사이에 소정의 정전 용량을 형성하는 인터디지털(interdigital) 형식의 보상 캐패시터(23a, 23b)를 형성하였다.
그러나 도 2에 도시된 것과 같이, 종래의 보상 캐패시터(23a, 23b)는 인터디지털 형식의 캐패시터이므로, 그 정전 용량을 적절하게 형성하기 위한 설계가 매우 복잡한 문제점이 있으며, IPD 상에서 큰 면적을 필요로 하여 IPD의 소형화를 어렵게 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은, 커플링 라인과 전기적으로 연결되고 상기 신호 라인과 수직방향으로 중첩되는 도전성 라인을 형성하여 상기 신호 라인과 도전성 라인 사이에 정전 용량을 형성시킴으로써, 상기 커플링 라인과 신호 라인 사이에 정전 용량을 보상할 수 있는 정전 용량 보상형 방향성 커플러를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 정전 용량 보상형 방향성 커플러를 구비한 다중밴드용 IPD를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
신호를 전달하는 신호 라인;
상기 신호 라인을 통해 전달되는 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 신호 라인과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 커플링 라인; 및
상기 커플링 라인과 전기적으로 연결되며, 상기 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 커플링 라인으로부터 상기 신호 라인 방향으로 형성된 적어도 하나의 도전성 라인을 포함하여,
상기 도전성 라인과 신호 라인이 수직 방향으로 중첩된 영역에서 정전 용량 을 형성함으로써 상기 신호 라인과 커플링 라인 사이의 정전 용량을 보상하는 것을 특징으로 하는 정전 용량 보상형 방향성 커플러를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 도전성 라인은, 상기 추출된 전력을 전달하는 커플링 라인의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 커플링 라인으로부터 상기 신호 라인 방향으로 형성될 수 있으며, 상기 커플링 라인에서 추출된 전력이 상기 도전성 라인을 통해 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 도전성 라인은, 상기 추출된 전력을 전달하는 커플링 라인 일단의 타단에 전기적으로 연결되고, 상기 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 커플링 라인으로부터 상기 신호 라인 방향으로 형성될 수 있으며, 상기 도전성 라인의 일단은 종단처리 될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 도전성 라인은, 그 폭을 변경하여 상기 신호 라인과 중첩되는 영역의 면적을 조정함으로써 상기 신호 라인과 커플링 라인 사이의 정전 용량의 크기를 조정할 수 있는 특징을 갖는다.
한편, 본 발명은 상기 커플러를 구비한 다중밴드용 IPD도 제공한다. 상기 다 중밴드용 IPD는, 다중밴드 이동통신 단말기에서, 전력 증폭기에 의해 증폭된 다중 밴드 송신 신호의 일부 전력을 각각 추출하고, 상기 추출된 전력을 상기 전력 증폭기의 이득을 제어하는 이득제어부에 제공하기 위한 다중밴드용 IPD에 있어서,
적어도 하나의 중심 주파수를 갖는 제1 송신 신호 및 상기 제1 송신 신호와 다른 중심 주파수를 갖는 적어도 하나의 제2 송신 신호를 각각 입력 받는 제1 입력단 및 제2 입력단;
상기 제1 및 제2 입력단으로부터 각각 입력된 상기 제1 및 제2 송신 신호를 각각 전달하는 제1 신호 라인 및 제2 신호 라인;
상기 제1 및 제2 신호 라인으로부터 각각 전달된 제1 및 제2 송신 신호를 출력하는 제1 출력단 및 제2 출력단;
상기 제1 신호 라인을 통해 전달되는 제1 송신 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 제1 신호 라인과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 제1 커플링 라인;
상기 제1 송신신호에서 추출된 전력을 전달하는 상기 제1 커플링 라인의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 제1 커플링 라인으로부터 상기 제1 신호 라인 방향으로 형성되며, 상기 제1 커플링 라인에서 추출된 전력을 전달하는 제1 도전성 라인;
상기 제2 신호 라인을 통해 전달되는 제2 송신 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 제2 신호 라인과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 제2 커플링 라인;
상기 제2 송신신호에서 추출된 전력을 전달하는 상기 제2 커플링 라인의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 제2 커플링 라인으로부터 상기 제2 신호 라인 방향으로 형성되며, 상기 제2 커플링 라인에서 추출된 전력을 전달하는 제2 도전성 라인;
상기 제1 및 제2 도전성 라인에서 전달된 전력을 서로 분리시키는 듀플렉서; 및
상기 듀플렉서에서 분리된 전력을 출력하며, 상기 전력제어부와 연결된 제3 출력단을 포함하여,
상기 제1 및 제2 도전성 라인과 상기 제1 및 제2 신호 라인이 각각 수직 방향으로 중첩된 영역에서 정전 용량을 형성함으로써 상기 제1 및 제2 신호 라인과 상기 제1 및 제2 커플링 라인 사이의 정전 용량을 각각 보상하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 정전 용량 보상형 방향성 커플러 및 이를 구비한 다중밴드용 IPD를 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 방향성 커플러를 구비한 IPD를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 방향성 커플러(3a, 3b)는 신호를 전달하는 신호 라인(31a, 31b); 상기 신호 라인(31a, 31b)을 통해 전달되는 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 신호 라인(31a, 31b)과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 커플링 라인(300a, 300b); 및 상기 커플링 라인(300a, 300b)과 전기적으로 연결되며, 상기 신호 라인(31a, 31b)과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 커플링 라인(300a, 300b)으로부터 상기 신호 라인(31a, 31b) 방향으로 형성된 복수의 도전성 라인(34a~34d)을 포함하여 구성된다. 도 3은 다중밴드 이동통신 단말기에 사용될 수 있는 IPD의 일례를 도시한다. 다중밴드 이동통신 단말기에서는, 복수개의 주파수 밴드를 크게 고주파 대역 및 저주파 대역으로 구분하여 두 개의 신호라인으로 전송하게 된다.
상기 신호 라인(31a, 31b)은, 이동통신 단말기의 송신회로에서 송신하고자 하는 신호가 전달되는 라인이다.
상기 커플링 라인(300a, 300b)은 상기 신호 라인(31a, 31b)을 통해 전달되는 신호의 일부 전력을 추출할 수 있도록, 상기 신호 라인(31a, 31b)과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되어 상기 신호 라인(31a, 31b)과 커플링을 발생시킨다. 상기 커플링 라인(300a, 300b)은 그 일단으로 커플링에 의해 추출된 전력을 전달하고 타단은 50Ω의 저항을 갖는 종단처리부(32a, 32b)로 종단 처리된다. 상기 커플링 라 인(300a, 300b)의 전력 전달이 이루어지는 일단과 그 타단은 소정 폭을 갖는 도전성 라인(34a~34d)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전성 라인(34a~34b)은, 상기 커플링 라인(300a, 300b)과 전기적으로 연결되며, 상기 신호 라인(31a, 31b)과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 커플링 라인(300a, 300b)으로부터 상기 신호 라인(31a, 31b) 방향으로 형성된다. 본 실시형태에서, 상기 도전성 라인(34a~34d)은, 상기 커플링 라인(300a, 300b)의 전력 전달이 이루어지는 일단과 연결된 도전성 라인(34a, 34b)과 상기 커플링 라인(300a, 300b)의 종단처리가 이루어지는 타단과 전기적으로 연결된 도전성 라인(34c, 34d)을 포함한다.
상기 도 3을 통해 설명되는 본 실시형태에서 제시된 도전성 라인(34a~34d)의 연결구조는 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명은 커플링 라인(300a, 300b)과 전기적으로 연결되며, 신호 라인(31a, 31b)과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 커플링 라인(300a, 300b)으로부터 상기 신호 라인(31a, 31b) 방향으로 형성된 구조를 갖는 도전성 라인을 모두 포함한다.
본 실시형태에서, 상기 커플링 라인(300a, 300b)의 전력 전달이 이루어지는 일단과 연결된 도전성 라인(34a, 34b)은, 상기 커플링 라인(300a, 300b)에서 추출된 전력이 상기 도전성 라인(34a, 34b)을 통해 전달된다. 도 3에 도시된 IPD에서 커플링 라인(300a, 300b)의 전력 전달이 이루어지는 일단과 연결된 도전성 라인(34a, 34b)은 듀플렉서(17)로 추출된 전력을 전달한다.
또한, 본 실시형태에서, 추출된 전력을 전달하는 커플링 라인(300a, 300b) 일단의 타단에 전기적으로 연결된 도전성 라인(34c, 34d)은, 그 일단이 상기 커플링 라인(300a, 300b)과 전기적으로 연결되고, 그 타단이 50Ω의 저항을 갖는 종단처리부에 의해 종단처리 될 수 있다.
이와 같은 커플러(3a, 3b) 구조에서, 상기 도전성 라인(34a~34d)과 신호 라인(31a, 31b)이 수직 방향으로 중첩된 영역에서 정전 용량을 형성함으로써 상기 신호 라인(31a, 31b)과 커플링 라인(300a, 300b) 사이의 정전 용량을 보상할 수 있다. 이러한 본 발명의 특징은 도 4를 참조한 설명을 통해 보다 명확해 질 것이다.
도 4는 도 3의 l-l'선을 따라 본 발명에 따른 방향성 커플러의 일부를 절개한 단면을 도시한 단면도이다. 통상 IPD는 기판 상에 복수층의 절연층이 형성되고, 절연층 사이에 도전성 패턴이 형성된 구조를 갖는다. 서로 다른 층에 형성된 도전성 패턴은 절연층에 형성된 도전성 비아홀 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 IPD의 구조를 감안하여 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 커플러(도 3의 3a)는, 신호 라인(31a)에 나란하게 커플링 라인(300a)을 배치하여, 신호 라인(31a)으로 전송되는 신호의 전력 일부를 커플링 라인(300a)에서 추출한다. 상기 신호 라인(31a)과 커플링 라인(300a)은 IPD에서 동일한 층에 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 방향성 커플러의 도전성 라인(34a)은 상기 신호 라인(31a) 및 커플링 라인(300a)이 형성된 층과 다른 층에 형성된다. 이는 상기 도전성 라인(34a)과 신호 라인(31a)이 소정 간격 이격되어 수직 방향으로 중첩된 영역을 갖도록 함으로써 상기 도전성 라인(34a)과 신호 라인(31a) 사이에 정전 용량(C)을 형성하기 위해서 이다. 상기 도전성 라인(34a)은 상기 커플링 라인(300a)과 전기적으로 연결된다. 이 전기적 연결은 상기 도전성 라인(34a)과 상기 커플링 라인(300a) 사이에 형성되는 도전성 비아홀(36)에 의해 이루어질 수 있다.
즉, 상기 도전성 라인(34a)과 상기 커플링 라인(300a)은 전기적으로 연결된 상태이고, 상기 도전성 라인(34a)과 상기 신호 라인(31a) 사이에는 정전 용량(C)이 형성되므로, 상기 커플링 라인(300a) 및 신호 라인(31a) 사이에 정전 용량(C)이 형성된다. 이와 같이, 본 발명은 매우 간단한 구조로써 커플링 라인(300a)과 신호 라인(31a) 사이에 정전 용량을 형성할 수 있으므로, 커플러의 방향성을 개선할 수 있으며, 별도의 캐패시터를 IPD에 형성할 필요가 없으므로 IPD 소형화를 가능하게 한다. 또한, 상기 도전성 라인(34a)의 폭을 변경하여 상기 신호 라인(31a)과 수직방향으로 중첩된 영역의 면적을 조절할 수 있으므로, 형성되는 정전 용량의 크기를 용이하게 조정할 수 있다.
본 발명은, 전술한 본 발명에 따른 커플러를 구비한 다중밴드용 IPD를 제공한다. 상기 다중밴드용 IPD는, 다중밴드 이동통신 단말기에서, 전력 증폭기에 의해 증폭된 다중밴드 송신 신호의 일부 전력을 각각 추출하고, 상기 추출된 전력을 상기 전력 증폭기의 이득을 제어하는 이득제어부에 제공하기 위한 부품이다.
또한, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다중밴드용 IPD는, 적어도 하나의 중심 주파수를 갖는 제1 송신 신호 및 상기 제1 송신 신호와 다른 중심 주파수를 갖는 적어도 하나의 제2 송신 신호를 각각 입력 받는 제1 입력단(T1) 및 제2 입력단(T3); 상기 제1 및 제2 입력단(T1, T3)으로부터 각각 입력된 상기 제1 및 제2 송신 신호를 각각 전달하는 제1 신호 라인(31a) 및 제2 신호 라인(31b); 상기 제1 및 제2 신호 라인(31a, 31b)으로부터 각각 전달된 제1 및 제2 송신 신호를 출력하는 제1 출력단(T2) 및 제2 출력단(T4); 상기 제1 신호 라인(31a)을 통해 전달되는 제1 송신 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 제1 신호 라인(31a)과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 제1 커플링 라인(300a); 상기 제1 송신신호에서 추출된 전력을 전달하는 상기 제1 커플링 라인(300a)의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 신호 라인(31a)과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 제1 커플링 라인(300a)으로부터 상기 제1 신호 라인(31a) 방향으로 형성되며, 상기 제1 커플링 라인(300a)에서 추출된 전력을 전달하는 제1 도전성 라인(34a); 상기 제2 신호 라인(31b)을 통해 전달되는 제2 송신 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 제2 신호 라인(31b)과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 제2 커플링 라인(300b); 상기 제2 송신신호에서 추출된 전력을 전달하는 상기 제2 커플링 라인(31b)의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 신호 라인(31b)과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 제2 커플링 라인(300b)으로부터 상기 제2 신호 라인(31b) 방향으로 형성되며, 상기 제2 커플링 라인(300b)에서 추출된 전력을 전달하는 제2 도전성 라인(34b); 상기 제1 및 제2 도전성 라인(34a, 34b)에서 전달된 전력을 서로 분리시키는 듀플렉서(17); 및 상기 듀플렉서(17)에서 분리된 전력을 출력하며, 상기 전력제어부와 연결된 제3 출력단(T5)을 포함하여 구성된다.
이와 같은, 본 발명에 따른 IPD에서, 상기 제1 신호 라인(31a)과, 제1 커플링 라인(300a)과, 제1 도전성 라인(34a)이, 전술한 본 발명에 따른 제1 커플러(3a)를 구성하고, 상기 제2 신호 라인(31b)과, 제2 커플링 라인(300b)과, 제2 도전성 라인(34b)이, 전술한 본 발명에 따른 제2 커플러(3b)를 구성한다.
상기 커플러(3a, 3b)는, 상기 추출된 전력을 전달하는 제1 및 제2 커플링 라인(300a, 300b) 일단의 타단에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 신호 라인(31a, 31b)과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 제1 및 제2 커플링 라인(300a, 300b)으로부터 상기 제1 및 제2 신호 라인 방향(31a, 31b)으로 각각 형성되며, 그 일단이 각각 50Ω의 저항으로 이루어진 종단처리부(32a, 32b)에 의해 각각 종단처리 된 제3 도전성 라인(34c) 및 제4 도전성 라인(34d)을 더 포함할 수 있다.
상기 듀플렉서(17)는 상기 제1 커플러(3a)에서 추출된 전력이 상기 제2 커플러(3b) 측으로 전달되는 것을 방지하고, 상기 제2 커플러(3b)에서 추출된 전력이 상기 제1 커플러(3a) 측으로 전달되는 것을 방지한다. 이 듀플렉서(17)에 의해 서로 분리되는 추출된 전력은 제3 출력단(T5)을 통해 외부로 출력된다. 본 발명에 따른 IPD가 다중밴드용 이동통신 단말기에 사용된 경우, 상기 제3 출력단(T5)에서 출력된 추출 전력은 전력 증폭기(도 1의 15a, 15b)의 이득을 조절하는 이득제어부(도 1의 18)에 전달된다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 커플링 라인과 전기적으로 연결되고 신호 라인과 수직방향으로 중첩되는 도전성 라인을 형성함으로써, 매우 간단한 구조를 통해 상기 신호 라인과 도전성 라인 사이에 정전 용량을 형성시켜 커플러의 방향성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 신호 라인과 수직방향으로 중첩되는 도전성 라인의 폭을 조절하여 신호 라인과 도전성 라인 사이에 형성되는 정전 용량을 손쉽게 조정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 신호 라인과 커플링 라인 사이에 캐패시터를 별도로 형성할 필요가 없 으므로, 커플러가 형성된 IPD의 소형화가 가능한 효과가 있다.
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- 다중밴드 이동통신 단말기에서, 전력 증폭기에 의해 증폭된 다중밴드 송신 신호의 일부 전력을 각각 추출하고, 상기 추출된 전력을 상기 전력 증폭기의 이득을 제어하는 이득제어부에 제공하기 위한 다중밴드용 IPD에 있어서,적어도 하나의 중심주파수를 갖는 제1 송신 신호 및 상기 제1 송신 신호와 다른 중심 주파수를 갖는 적어도 하나의 제2 송신 신호를 각각 입력 받는 제1 입력단 및 제2 입력단;상기 제1 및 제2 입력단으로부터 각각 입력된 상기 제1 및 제2 송신 신호를 각각 전달하는 제1 신호 라인 및 제2 신호 라인;상기 제1 및 제2 신호 라인으로부터 각각 전달된 제1 및 제2 송신 신호를 출력하는 제1 출력단 및 제2 출력단;상기 제1 신호 라인을 통해 전달되는 제1 송신 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 제1 신호 라인과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 제1 커플링 라인;상기 제1 송신신호에서 추출된 전력을 전달하는 상기 제1 커플링 라인의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 제1 커플링 라인으로부터 상기 제1 신호 라인 방향으로 형성되며, 상기 제1 커플링 라인에서 추출된 전력을 전달하는 제1 도전성 라인;상기 제2 신호 라인을 통해 전달되는 제2 송신 신호의 일부 전력을 추출하도록, 상기 제2 신호 라인과 소정 간격 이격되어 나란하게 형성되며, 그 일단으로 상기 추출된 전력을 전달하고 타단은 종단 처리된 제2 커플링 라인;상기 제2 송신신호에서 추출된 전력을 전달하는 상기 제2 커플링 라인의 일단에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 제2 커플링 라인으로부터 상기 제2 신호 라인 방향으로 형성되며, 상기 제2 커플링 라인에서 추출된 전력을 전달하는 제2 도전성 라인;상기 제1 및 제2 도전성 라인에서 전달된 전력을 서로 분리시키는 듀플렉서; 및상기 듀플렉서에서 분리된 전력을 출력하며, 상기 전력제어부와 연결된 제3 출력단을 포함하여,상기 제1 및 제2 도전성 라인과 상기 제1 및 제2 신호 라인이 각각 수직 방향으로 중첩된 영역에서 정전 용량을 형성함으로써 상기 제1 및 제2 신호 라인과 상기 제1 및 제2 커플링 라인 사이의 정전 용량을 각각 보상하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 IPD.
- 제5항에 있어서,상기 추출된 전력을 전달하는 제1 및 제2 커플링 라인 일단의 타단에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 신호 라인과 이격되어 수직 방향으로 중첩되는 영역을 갖도록 상기 제1 및 제2 커플링 라인으로부터 상기 제1 및 제2 신호 라인 방향으로 각각 형성되며, 그 일단이 각각 종단처리 된 제3 및 제4 도전성 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 IPD.
- 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 도전성 라인은,그 폭을 변경하여 상기 제1 및 제2 신호 라인과 중첩되는 영역의 면적을 각각 조정함으로써 상기 제1 및 제2 신호 라인과 제1 및 제2 커플링 라인 사이에 형성되는 정전 용량의 크기를 각각 조정하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 IPD.
- 제6항에 있어서, 상기 제3 및 제4 도전성 라인은,그 폭을 변경하여 상기 제1 및 제2 신호 라인과 중첩되는 영역의 면적을 각각 조정함으로써 상기 제1 및 제2 신호 라인과 제1 및 제2 커플링 라인 사이에 형성되는 정전 용량의 크기를 각각 조정하는 것을 특징으로 하는 다중밴드용 IPD.
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