KR100629575B1 - Radio frequency front end module - Google Patents

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KR100629575B1
KR100629575B1 KR1020050075057A KR20050075057A KR100629575B1 KR 100629575 B1 KR100629575 B1 KR 100629575B1 KR 1020050075057 A KR1020050075057 A KR 1020050075057A KR 20050075057 A KR20050075057 A KR 20050075057A KR 100629575 B1 KR100629575 B1 KR 100629575B1
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남형기
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엘지이노텍 주식회사
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    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits

Abstract

본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈은 안테나를 통하여 송수신되는 신호를 필터링하여 선택적으로 전달하는 듀플렉서; 송신 주파수 대역의 신호를 통과시키는 송신필터, 상기 송신필터에서 처리된 신호를 송신용 증폭시켜 상기 듀플렉서로 전달하고 기판 상에서 어느 측단에 인접되게 위치된 전력증폭모듈을 구비하는 송신단; 및 저잡음 성분을 억제하여 상기 듀플렉서로부터 전달된 신호를 증폭시키는 저잡음증폭모듈, 수신 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 상기 기판의 다른 측단에 인접되게 설계된 수신필터를 구비하는 수신단을 포함하는 것을 특징으로 한다.RF front-end module according to the present invention includes a duplexer for filtering and selectively transmitting the signal transmitted and received through the antenna; A transmission stage for transmitting a signal of a transmission frequency band, a transmission stage comprising a power amplifier module amplifying the signal processed by the transmission filter for transmission to the duplexer and located adjacent to one end on a substrate; And a low noise amplifier module for suppressing low noise components and amplifying a signal transmitted from the duplexer, and having a receiving filter configured to pass only signals of a reception frequency band and to be adjacent to the other side of the substrate.

본 발명에 의하면, 회로 소자간 충분한 격리도가 확보되도록 개선된 회로 소자의 배치 구조 및 기생 성분의 영향을 최소화하는 기판 구조를 제공함으로써 사이즈가 최소화되면서도 송수신 기능이 향상되는 RF 프론트 앤드 모듈을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to provide an RF front-end module with improved transmission / reception function while minimizing size by providing a circuit structure that minimizes the influence of parasitic components and an arrangement structure of circuit elements that are improved to ensure sufficient isolation between circuit elements. It has an effect.

Description

RF 프론트 앤드 모듈{Radio Frequency front end module}RF front end module

도 1은 일반적인 CDMA용 이동통신단말기에 사용되는 RF 프론트 앤드 모듈의 구성요소를 개략적으로 도시한 회로블록도.1 is a circuit block diagram schematically showing the components of an RF front end module used in a typical CDMA mobile communication terminal.

도 2는 일반적인 CDMA용 이동통신단말기에 사용되는 RF 프론트 앤드 모듈(A)에 구비되는 회로 소자들간의 격리도의 측정 형태를 표시한 도면.2 is a diagram showing a measurement form of isolation between circuit elements included in an RF front end module A used in a general CDMA mobile communication terminal.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈의 내부 구성 요소를 개략적으로 도시한 회로블록도.3 is a circuit block diagram schematically showing internal components of an RF front end module according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈이 구현되는 기판의 그라운드 패턴을 예시적으로 도시한 도면.4 is a diagram illustrating a ground pattern of a substrate on which an RF front end module according to an embodiment of the present invention is implemented.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100: 안테나 200: 다이플렉서100: antenna 200: diplexer

300: GPS필터 400: RF 프론트 앤드 모듈300: GPS filter 400: RF front end module

410: 듀플렉서 420: 전력증폭모듈410: duplexer 420: power amplifier module

430: 저잡음증폭모듈 440: 송신필터430: low noise amplification module 440: transmission filter

450: 수신필터 460: RF송신모듈450: reception filter 460: RF transmission module

470: RF수신모듈 500: 기저대역처리부470: RF receiving module 500: baseband processing unit

본 발명은 RF 프론트 앤드 모듈의 격리 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an isolation structure of an RF front end module.

프론트 앤드 모듈(FEM; Front End Module)이란 이동통신단말기 상에 사용되는 전파 신호를 제어하는 송수신 장치로서, 여러 가지 전자 부품이 하나의 기판 상에 일련적으로 구현되어 그 집적 공간이 최소화된 복합 부품을 의미한다.A front end module (FEM) is a transmitting / receiving device that controls radio signals used in a mobile communication terminal. A composite part in which various electronic components are serially implemented on a single board to minimize integration space. Means.

가령, PCS(Personal Communications System) 방식의 신호 및 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식의 신호를 분리시키는 다이플렉서(Diplexer), 송수신 신호를 분리시켜주는 듀플렉서(Duplexer), 송신단(Tx; Tranceiver) 필터, 수신단(Rx; Receiver) 필터 등의 구성부들이 하나의 모듈로 구성되어 최소화된 사이즈의 칩으로 구성된 것을 예로 들 수 있다.For example, a diplexer for separating a PCS (Personal Communications System) signal and a Code Division Multiple Access (CDMA) signal, a duplexer for separating transmission and reception signals, and a transmitter (Tx) filter For example, components such as a receiver (Rx) filter may be configured as a chip having a minimized size as a single module.

이동통신단말기는 이러한 프론트 앤드 모듈을 포함하여 각종 전자소자들로 구성되는 다수의 칩모듈들을 구비하며, 각 모듈들은 열적으로 또는 전기적으로 간섭을 일으키게 되므로 상호 격리될 필요성이 있다.The mobile communication terminal includes a plurality of chip modules composed of various electronic devices including the front end module, and each module needs to be isolated from each other because it causes thermal or electrical interference.

이에 대하여 프론트 앤드 모듈을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.This will be described with the front end module as an example.

도 1은 일반적인 CDMA용 이동통신단말기에 사용되는 RF 프론트 앤드 모듈(A)의 구성요소를 개략적으로 도시한 회로블록도이다.1 is a circuit block diagram schematically showing the components of an RF front end module A used in a typical CDMA mobile communication terminal.

도 1에 의하면, 일반적인 RF 프론트 앤드 모듈(A)은 크게 송신단측과 수신단측 구성부들로 이루어지는데, 송신처리모듈(12), 송신 필터(14), 전력증폭모듈(16)은 송신단을 이루고, 수신처리모듈(13), 수신필터(15), 저잡음증폭모듈(17)은 수신 단을 이룬다.According to Figure 1, the general RF front end module (A) is largely composed of the transmitting end side and the receiving end side components, the transmission processing module 12, the transmission filter 14, the power amplifier module 16 constitutes a transmission end, The reception processing module 13, the reception filter 15, and the low noise amplification module 17 form a receiving end.

상기 전력증폭모듈(16)과 저잡음증폭모듈(17)은 듀플렉서(19)와 연결되고, 듀플렉서(19)는 GPS필터(20) 및 안테나(21)와 연결된다.The power amplification module 16 and the low noise amplification module 17 are connected to the duplexer 19, and the duplexer 19 is connected to the GPS filter 20 and the antenna 21.

또한, 상기 송신처리모듈(12) 및 수신처리모듈(13)은 기저대역처리부(11)와 연결된다.In addition, the transmission processing module 12 and the reception processing module 13 are connected to the baseband processing unit 11.

상기 기저대역처리부(11), RF 프론트 앤드 모듈(A), 듀플렉서(19), 안테나(21) 및 GPS필터(20)는 전체 RF 시스템(10)을 구성한다.The baseband processor 11, the RF front end module A, the duplexer 19, the antenna 21, and the GPS filter 20 constitute the entire RF system 10.

상기 기저대역처리부(11)는 송신단(과 수신단 사이에서 전달되는 신호를 동기화시키는 위상동기루프, 송신단측 DA(Digital to Analog)변환기, 수신단측 AD(Analog to Digital)변환기 등을 구비한다.The baseband processor 11 includes a phase synchronization loop for synchronizing a signal transmitted between a transmitter and a receiver, a transmitter-side digital to analog (DA) converter, and a receiver-side analog to digital (AD) converter.

이렇게 각종 전자부품으로 이루어지는 CDMA용 RF 프론트 앤드 모듈은 송신 신호와 수신 신호를 동시에 처리하므로 심한 전파 간섭에 노출되고 고열의 발생으로 인한 신호 혼선의 영향을 발생시킨다.As such, the RF front-end module for CDMA composed of various electronic components simultaneously processes the transmission signal and the reception signal, and thus is exposed to severe radio wave interference and generates the influence of signal crosstalk due to the generation of high heat.

일반적으로, 이러한 전자파 간섭은 EMI(Electromanetic Emission/Interface)라고 불리는데, 전자소자로부터 불필요하게 방사(RE: Radiated Emission)되거나 전도(CE: Conducted Emission)되는 전자파 신호, 그리고 열전도 현상은 인접된 전자소자의 기능에 장애를 주게되어 회로기능을 악화시키고, 기기의 오동작을 일으키는 요인으로 작용한다.In general, such electromagnetic interference is called EMI (Electromanetic Emission / Interface), the electromagnetic signal unnecessarily radiated (RE) or conducted (CE) conducted from the electronic device, and the thermal conduction phenomenon of the adjacent electronic device It impairs the function, worsens the circuit function, and causes the malfunction of the equipment.

여기서, CE(Conducted Emission; 전도 방출)는 주로 30MHz이하에서 발생되는 전자파 잡음으로서, 신호선 또는 전원선 같은 매질을 통해서 전달되고, 쉴드캔 영 역에서 측정된다.Here, CE (Conducted Emission) is electromagnetic noise mainly generated below 30 MHz, and is transmitted through a medium such as a signal line or a power line and measured in a shield can area.

반면, RE(Radiated Emission; 방사 방출)는 주로 30MHz 이상에서 발생되는 전자파 잡음으로서, 대기중으로 방사되어 전달되므로 상기 CE보다 넓은 방사 범위를 갖는다.On the other hand, the radiated emission (RE) is mainly electromagnetic noise generated at 30 MHz or more, and radiated into the atmosphere, and thus has a wider emission range than the CE.

따라서, 프론트 앤드 모듈에 있어서, 열적, 전기적 간섭을 최소화하는 것이 통신 품질을 유지하는데 중요한 관건이라 할 수 있으며, 전자 소자간 격리도를 고려한 회로 배치 설계는 송수신 기능을 향상시키는데 있어서 매우 중요한 요소라고 볼 수 있다.Therefore, in the front end module, minimizing thermal and electrical interference is an important factor in maintaining communication quality, and circuit layout design considering isolation between electronic devices is a very important factor in improving transmission and reception functions. have.

도 2는 일반적인 CDMA용 이동통신단말기에 사용되는 RF 프론트 앤드 모듈(A)에 구비되는 회로 소자들간의 격리도의 측정 형태를 표시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a measurement form of isolation between circuit elements included in an RF front end module A used in a general CDMA mobile communication terminal.

도 2에 의하면, 상기 송신처리모듈(12), 송신 필터(14), 전력증폭모듈(16), 수신처리모듈(13), 수신필터(15), 저잡음증폭모듈(17) 간에 격리도가 측정된 형태가 도시되어 있는데, 송수신 기능이 원활하게 수행되기 위하여 각 구성부간 확보되어야 하는 격리 수치는 다음과 같다.Referring to FIG. 2, the isolation between the transmission processing module 12, the transmission filter 14, the power amplifier module 16, the reception processing module 13, the reception filter 15, and the low noise amplification module 17 is measured. The figure shows the isolation value that must be secured between components in order to perform the transmission and reception function smoothly as follows.

비교 1Comparison 1 비교 2Comparison 2 격리 수치Isolation figures 송신필터(14) 입력단Transmission filter (14) input 저잡음증폭모듈(17) 입력단Low noise amplification module (17) input 44 dB(a)44 dB (a) 전력증폭모듈(16) 출력단Power amplifier module (16) output stage 수신필터(15) 출력단Receive filter (15) output stage 79 dB(b)79 dB (b) 전력증폭모듈(16) 출력단Power amplifier module (16) output stage 수신필터(15) 입력단Receive filter (15) input 64 dB(c)64 dB (c) 전력증폭모듈(16) 출력단Power amplifier module (16) output stage 저잡음증폭모듈(17) 입력단Low noise amplification module (17) input 70 dB(d)70 dB (d) 수신필터(15) 입력단Receive filter (15) input 저잡음증폭모듈(17) 입력단Low noise amplification module (17) input 31 dB(e)31 dB (e) 수신필터(15) 출력단Receive filter (15) output stage 저잡음증폭모듈(17) 입력단Low noise amplification module (17) input 51 dB(f)51 dB (f)

이외에, 각 구성부의 신호 특성은 다음과 같다.In addition, the signal characteristics of each component are as follows.

구성부Construction 신호 특성Signal characteristics 송신필터(14)Transmission filter (14) IL=1.5dB, 감쇄도=40dBIL = 1.5dB, Attenuation = 40dB 전력증폭모듈(16)Power Amplifier Modules (16) 이득=28dB, ACPR1=50dB, ACPR2=65dB Gain = 28dB, ACPR1 = 50dB, ACPR2 = 65dB 듀플렉서(18)Duplexer (18) Tx IL=2dB, Tx ISO=50dB, Rx IL=2.5dB, Rx ISO=55dBTx IL = 2dB, Tx ISO = 50dB, Rx IL = 2.5dB, Rx ISO = 55dB 저잡음증폭모듈(17)Low Noise Amplification Module (17) 이득=10dB, NF=1.2dBGain = 10dB, NF = 1.2dB 수신필터(15)Receive Filter (15) IL=2dB, 감쇄도=40dBIL = 2dB, Attenuation = 40dB

상기 표 1에 도시된 격리 수치는 각 구성부가 연동되기 위한 최소한의 수치로서, 표 1에 의하면, 상기 전력증폭모듈(16)과 저잡음증폭모듈(17) 사이의 격리 수치는 듀플렉서(18)를 포함하여 70dB 이상 확보되어야 하고, 전력증폭모듈(16) 측에서 보았을 때 가장 큰 격리를 필요로 하는 포트는 수신필터(15)의 입/출력단이다.The isolation value shown in Table 1 is a minimum value for interlocking each component. According to Table 1, the isolation value between the power amplifier module 16 and the low noise amplifier module 17 includes a duplexer 18. 70dB or more, and the port requiring the largest isolation when viewed from the power amplification module 16 is an input / output terminal of the reception filter 15.

이와 같이, 상기 수신필터(15)의 입/출력단과 전력증폭모듈(16)과의 격리가 RF 프론트 앤드 모듈(A)에서 가장 중요한 항목으로서, 상기 측정에 의하면, 상기 수신필터(15)의 출력단과 전력증폭모듈(16)의 출력단 사이에 필요로 되는 격리 수치는 약 79dB가 된다.As such, the isolation between the input / output terminal of the receiving filter 15 and the power amplifier module 16 is the most important item in the RF front end module A. According to the measurement, the output terminal of the receiving filter 15 The isolation value required between the power amplifier and the output stage of the power amplifier module 16 is about 79 dB.

RF 성능으로서 중요한 체크 항목으로는 수신단 감도와 STD(Single Tone Desensitization; 할당채널 중심주파수로부터 정해진 위치에 방해파(Single Tone)가 존재할때 해당 채널에서 RF신호를 수신하는 수신기 능력을 측정하는것)가 있는데, 상기 격리 수치를 가질때 RF 프론트 앤드 모듈이 가지는 수신감도는 -109dBm, STD는 -105dBm을 만족하게 된다.Important checks for RF performance include receiver sensitivity and STD (Single Tone Desensitization), which measures the receiver's ability to receive RF signals on a given channel when a single tone is present at a given location from the center frequency of the assigned channel. When the isolation value is obtained, the reception sensitivity of the RF front end module is -109 dBm and the STD is -105 dBm.

이에, 안정적인 RF 성능을 유지하기 위하여, RF 프론트 앤드 모듈을 구성하는 각 회로 소자간의 격리도를 충분히 확보할 수 있는 배치 설계의 개선이 요구되고 있다.Accordingly, in order to maintain stable RF performance, there is a demand for improvement of an arrangement design capable of sufficiently securing the isolation between circuit elements constituting the RF front end module.

따라서, 본 발명은 송수신을 동시에 처리하는 RF 프론트 앤드 모듈에 있어서, 측정 결과에 의거하여 회로 소자간 최적의 격리 수치를 확보할 수 있고, 송수신시 상호 영향을 최소화할 수 있는 배치 설계 방법과 이에 따른 회로 소자의 배치 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention provides an arrangement design method that can ensure optimal isolation between circuit elements based on the measurement result and minimize the mutual influence during transmission and reception in the RF front-end module which simultaneously processes transmission and reception, and accordingly It is an object to provide an arrangement structure of circuit elements.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈은 안테나를 통하여 송수신되는 신호를 필터링하여 선택적으로 전달하는 듀플렉서; 송신 주파수 대역의 신호를 통과시키는 송신필터, 상기 송신필터에서 처리된 신호를 송신용 증폭시켜 상기 듀플렉서로 전달하고 기판 상에서 어느 측단에 인접되게 위치된 전력증폭모듈을 구비하는 송신단; 및 저잡음 성분을 억제하여 상기 듀플렉서로부터 전달된 신호를 증폭시키는 저잡음증폭모듈, 수신 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 상기 기판의 다른 측단에 인접되게 설계된 수신필터를 구비하는 수신단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the RF front end module according to the present invention comprises a duplexer for selectively transmitting a signal transmitted and received through the antenna; A transmission stage for transmitting a signal of a transmission frequency band, a transmission stage comprising a power amplifier module amplifying the signal processed by the transmission filter for transmission to the duplexer and located adjacent to one end on a substrate; And a low noise amplifier module for suppressing low noise components and amplifying a signal transmitted from the duplexer, and having a receiving filter configured to pass only signals of a reception frequency band and to be adjacent to the other side of the substrate.

또한, 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈에 구비되는 상기 송신단 및 상기 수신단은 상기 기판 상에서 격리벽에 의하여 구분되는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitting end and the receiving end provided in the RF front end module according to the present invention is characterized in that separated by a separation wall on the substrate.

또한, 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈에 구비되는 상기 듀플렉서는 상기 기판 상의 한측 끝단에 인접되고, 상기 송신단 및 수신단의 중앙으로 위치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the duplexer provided in the RF front end module according to the present invention is adjacent to one end on the substrate, characterized in that located in the center of the transmitting end and the receiving end.

또한, 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈에 구비되는 상기 송신단은 기저 대역신호의 이득을 제어하고, 상기 송신신호를 상기 송신필터로 전달하는 RF송신모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitting end provided in the RF front end module according to the present invention is characterized in that it further comprises an RF transmitting module for controlling the gain of the baseband signal, and transmitting the transmission signal to the transmission filter.

또한, 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈에 구비되는 상기 수신단은 상기 수신필터로부터 전달된 RF신호의 이득을 제어 및 변환하는 RF수신모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the receiving end provided in the RF front end module according to the present invention is characterized in that it further comprises an RF receiving module for controlling and converting the gain of the RF signal transmitted from the receiving filter.

또한, 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈에 구비되는 상기 기판은 다층 구조로서, 하부에 위치되는 그라운드 층의 그라운드 패턴은 상기 송신단, 수신단 및 안테나측 패턴 부분이 오픈되는 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate provided in the RF front end module according to the present invention has a multi-layered structure, and the ground pattern of the ground layer located below is characterized in that the transmitting, receiving and antenna side pattern portions are opened.

또한, 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈은 상기 전력증폭모듈의 출력단과 상기 수신필터의 출력단의 격리수치가 75dB 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the RF front end module according to the present invention is characterized in that the isolation value between the output terminal of the power amplifier module and the output terminal of the receiving filter is 75dB or more.

또한, 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈은 상기 전력증폭모듈의 츨력단과 상기 수신필터의 입력단의 격기수치가 60dB 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the RF front end module according to the present invention is characterized in that the clearance value between the output terminal of the power amplifier module and the input terminal of the receiving filter is 60dB or more.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈에 대하여 상세히 설명하는데, 본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈은 CDMA신호를 처리하는 프론트 앤드 모듈인 것으로 한다.Hereinafter, an RF front end module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The RF front end module according to an embodiment of the present invention is assumed to be a front end module for processing a CDMA signal.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈의 내부 구성 요소를 개략적으로 도시한 회로블록도이다.3 is a circuit block diagram schematically showing internal components of an RF front end module according to an embodiment of the present invention.

도 3에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈(400)은 듀플렉서(410), 전력증폭모듈(420), 송신필터(440), RF송신모듈(460), 저잡음증폭모듈(430), 수신필터(450), RF수신모듈(470) 및 GPS필터(300)를 포함하여 이루어지는 데, 상기 송신필터(440), 전력증폭모듈(420), RF송신모듈(460)은 송신단을 구성하고, 상기 저잡음증폭모듈(430), 수신필터(450), RF수신모듈(470)은 수신단을 구성한다.Referring to FIG. 3, the RF front end module 400 according to the embodiment of the present invention includes a duplexer 410, a power amplification module 420, a transmission filter 440, an RF transmission module 460, and a low noise amplification module 430. ), A reception filter 450, an RF reception module 470, and a GPS filter 300, wherein the transmission filter 440, the power amplification module 420, and the RF transmission module 460 constitute a transmission end. The low noise amplification module 430, the receiving filter 450, and the RF receiving module 470 constitute a receiving end.

또한, 상기 RF송신모듈(460)과 RF수신모듈(470)은 기저대역처리부(500)와 연결되고, 듀플렉서(410)는 다이플렉서(200)와 연결된다.In addition, the RF transmitting module 460 and the RF receiving module 470 are connected to the baseband processor 500, the duplexer 410 is connected to the diplexer 200.

상기 다이플렉서(200)는 고성능수동소자(IPD)로 구성된 HPF(High Pass Filter; 고대역필터)와 LPF(Low Pass Filter; 저대역필터)로 이루어지며, 주파수 분할 다중화 방식을 적용하여 (여러 주파수 신호가 혼재된)전체 신호를 주파수 스펙트럼이 중첩되지 않는 두 개의 주파수 대역으로 분리한다.The diplexer 200 is composed of a high pass filter (HPF) and a low pass filter (LPF) composed of a high performance passive device (IPD), by applying a frequency division multiplexing scheme (multiple The entire signal (mixed frequency signal) is separated into two frequency bands in which the frequency spectrum does not overlap.

상기 다이플렉서(200)는 안테나(100)로부터 인입된 신호 중에서 CDMA 대역 신호와 GPS 대역 신호를 분리하여 CDMA 대역 신호는 듀플렉서(410)로 전달하고, GPS 대역 신호는 GPS필터(300)로 전달한다.The diplexer 200 separates the CDMA band signal and the GPS band signal from the signal input from the antenna 100, and transmits the CDMA band signal to the duplexer 410, and transmits the GPS band signal to the GPS filter 300. do.

상기 GPS필터(300)는 대역통과필터로서 1570 ~ 1580MHz 대역의 GPS 신호를 필터링하여 RF수신모듈(470)로 전달한다.The GPS filter 300 filters a GPS signal in a band of 1570 to 1580 MHz as a band pass filter and transmits the GPS signal to the RF receiving module 470.

상기 듀플렉서(410)는 다이플렉서(200)와 함께 안테나(100)초단에 위치하는 핵심 수동 부품으로서, 주파수를 필터링하여 CDMA 신호를 송/수신의 양대역으로 동시에 선택적으로 전달하는 기능을 수행한다.The duplexer 410 is a key passive component located at the very beginning of the antenna 100 together with the diplexer 200. The duplexer 410 filters the frequency and selectively transmits the CDMA signal to both bands of transmission and reception simultaneously. .

상기 듀플렉서(410)는 안테나(100)를 공유하여 송/수신 전파의 상호 간섭에 영향받지 않고 효율적으로 전파를 방사시킬수 있으므로 듀플렉서(410)에 연결된 송신필터(440)가 송신중이라도 수신필터(450)도 함께 수신이 가능하도록 한다.Since the duplexer 410 shares the antenna 100 and can effectively radiate radio waves without being influenced by mutual interference of transmission and reception radio waves, the reception filter 450 even when the transmission filter 440 connected to the duplexer 410 is transmitting. It also allows reception.

전술한 바와 같이 수신단은 저잡음증폭모듈(430), 수신필터(450), RF수신모듈(470)을 포함하여 이루어지는데, 상기 저잡음증폭모듈(430)은 CDMA 신호의 복조가 가능하도록 신호를 증폭시킴에 있어서, 증폭기 내부에서 발생된 잡음도 함께 증폭되어 신호 대 잡음비가 저하되는 것을 억제하도록 설계된다.As described above, the receiving end includes a low noise amplification module 430, a receiving filter 450, and an RF receiving module 470. The low noise amplifying module 430 amplifies the signal to enable demodulation of the CDMA signal. In this case, the noise generated inside the amplifier is also amplified together so as to suppress the degradation of the signal-to-noise ratio.

상기 수신필터(450)는 Rx 대역통과여파기(BPF)로서, 가령 Rx SAW 필터로 구비될 수 있으며, 입력된 여러 주파수 대역의 신호 성분중 원하는 주파수만 통과시키고 나머지 주파수 대역의 신호는 감쇄시킨다.The reception filter 450 is an Rx bandpass filter (BPF), and may be provided as, for example, an Rx SAW filter. The reception filter 450 passes only a desired frequency among signal components of various input frequency bands and attenuates signals of the remaining frequency bands.

본 발명에 의한 수신필터(450)는 CDMA 신호 중 2.3 GHz 내지 2.33 GHz 대역의 수신용 주파수를 처리하게 된다.The reception filter 450 according to the present invention processes the reception frequency of the 2.3 GHz to 2.33 GHz band of the CDMA signal.

상기 RF수신모듈(470)은 수신필터(450)를 통과한 RF 신호를 합성하여 중간주파수 신호를 생성하고, 중간주파수 신호의 이득을 제어하여 증폭시키는 기능을 수행한다.The RF receiving module 470 synthesizes an RF signal passing through the reception filter 450 to generate an intermediate frequency signal, and controls the gain of the intermediate frequency signal to amplify it.

한편, 송신단을 구성하는 RF송신모듈(460)은 기저대역처리부(500)로부터 전달된 기저대역신호를 합성하여 중간주파수 신호를 생성하고, 생성된 중간주파수 신호의 이득을 제어하여 증폭시킨다.Meanwhile, the RF transmitting module 460 constituting the transmitting end synthesizes the baseband signal transmitted from the baseband processor 500 to generate an intermediate frequency signal, and controls and amplifies the gain of the generated intermediate frequency signal.

상기 송신필터(440)는 Tx 대역통과여파기(BPF)로서, 수신필터(450)와 같이 Tx SAW 필터로 구비될 수 있으며, RF송신모듈(460)로부터 입력된 여러 주파수 대역의 신호 성분(중간주파수가 합성되고 증폭되는 과정에서 필요로 되지 않는 신호 성분이 발생될 수 있다)중 원하는 주파수만 통과시키고 나머지 주파수 대역의 신호는 감쇄시키는데, CDMA 신호를 처리하는 경우 2.37 GHz 내지 2.4 GHz 대역의 송신용 주파수를 통과시킨다.The transmission filter 440 is a Tx band pass filter (BPF), and may be provided as a Tx SAW filter like the reception filter 450, and signal components of various frequency bands input from the RF transmission module 460 (intermediate frequency). Signal components that are not needed in the process of synthesizing and amplifying may pass only the desired frequency and attenuate the signals in the remaining frequency bands. Pass it through.

상기 전력증폭모듈(420)은 송신필터(440)를 통과한 RF신호를 송신가능한 전력 세기의 RF신호로 증폭시켜 듀플렉서(410)로 전달한다.The power amplification module 420 amplifies the RF signal passing through the transmission filter 440 into an RF signal having a transmittable power intensity and transmits the RF signal to the duplexer 410.

상기 기저대역처리부(500)는 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)을 구비하여 중간 주파수 대역신호로부터 오디오 신호와 비디오 신호를 얻어내는데, SDRAM은 신호처리용 데이터를 보관하는 기능을 수행한다.The baseband processor 500 includes a synchronous dynamic random access memory (SDRAM) to obtain an audio signal and a video signal from an intermediate frequency band signal, and the SDRAM stores a signal processing data.

상기 기저대역처리부(500)는 중간 주파수 대역신호를 복조하여 베이스밴드 신호를 추출하고, 저대역 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.The baseband processor 500 demodulates an intermediate frequency band signal to extract a baseband signal, and converts the lowband analog signal into a digital signal.

이러한 기저대역처리부(500)는 아날로그/디지털 신호 변환기(ADC, DAC), FFT(Fast Fourier Transform)회로, 저대역통과필터(LPF: Low Pass Filter), 변복조기, 에러 교정 회로 등으로 이루어지며, 송신 시에는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후, 저대역통과 필터를 통과시켜 저대역 신호를 필터링한다.The baseband processor 500 includes an analog / digital signal converter (ADC, DAC), a fast fourier transform (FFT) circuit, a low pass filter (LPF), a modulator, an error correction circuit, and the like. In transmission, the digital signal is converted into an analog signal and then passed through a low pass filter to filter the low band signal.

SDRAM은 클록 속도가 주연산장치와 동기화되어 있는 DRAM 종류를 통칭하는데, 이러한 SDRAM을 이용하면 클록 속도의 동기화를 통하여 일정 시간 내에 프로세서가 수행할 수 있는 신호의 양을 증가시킬 수 있으므로 RF 프론트 앤드 모듈에 많이 사용된다.SDRAM refers to the type of DRAM whose clock speed is synchronized with the main computing unit. The use of these SDRAMs allows the synchronization of clock speeds to increase the amount of signal that the processor can perform within a given time, thus increasing the RF front-end module. Used a lot for

이상과 같은 본 발명에 의한 RF 프론트 앤드 모듈(400)은 기판 상에 구현되는데, 전술한 바와 같이 전자 소자간 격리도를 고려한 회로 배치 설계는 송수신 기능을 향상시키는데 있어서 매우 중요한 요소이며, 상기 수신필터(450)의 입/출력단과 전력증폭모듈(420)과의 격리가 가장 중요한 요인이 된다.As described above, the RF front end module 400 according to the present invention is implemented on a substrate. As described above, a circuit layout design considering isolation between electronic devices is a very important factor in improving a transmission / reception function. The isolation of the input / output stage 450 and the power amplifier module 420 is the most important factor.

이때 필요로 되는 격리 수치는 수신필터(450)의 출력단과는 약 79dB로, 최소 5dB 이상되어야 하고, 수신필터(450)의 입력단과는 약 64dB로, 최소 60dB 이상은 되어양 한다.At this time, the required isolation value should be at least 5 dB and at least 5 dB from the output of the receiving filter 450, and at least 64 dB and at least 60 dB from the input of the receiving filter 450.

따라서, 도 3에 도시된 것처럼, 상기 수신필터(450)는 기판 상에서 오른쪽 측단에 인접하게 배치되고, 상기 전력증폭모듈(420)은 기판 상에서 왼쪽 측단에 인접되게 배치되어 격리도를 가장 크게 하는 구조를 형성한다.Accordingly, as shown in FIG. 3, the reception filter 450 is disposed adjacent to the right side end on the substrate, and the power amplifier module 420 is disposed adjacent to the left side end on the substrate to maximize the isolation. Form.

또한, 수신필터(450)와 전력증폭모듈(420) 사이의 격리도를 증가시킬 뿐만 아니라 수신단과 송신단을 이루는 각 구성부 간의 격리 수치로 향상시키기 위하여 듀플렉서(410)를 기준으로 격리벽(isolation wall)이 더 형성된다.In addition, in order to increase the isolation between the reception filter 450 and the power amplification module 420 as well as to improve the isolation between the components forming the receiver and the transmitter, an isolation wall based on the duplexer 410. This is further formed.

즉, 상기 듀플렉서(410)는 기판의 상측 끝단에 위치되고, 그 밑으로 격리벽이 배치되어 송신단을 이루는 구성부들과 수신단을 이루는 구성부들을 격리시키는 구조를 가진다.That is, the duplexer 410 is positioned at the upper end of the substrate and has a structure in which an isolation wall is disposed below to isolate the components forming the transmitting end and the components forming the receiving end.

이러한 배치 구조에서 격리 수치를 측정하면 안정적인 수신 감도를 유지하는데 충분한 격리도가 확보된다.Measuring the isolation value in this arrangement ensures sufficient isolation to maintain stable reception sensitivity.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈(400)이 구현되는 기판의 그라운드 패턴을 예시적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a ground pattern of a substrate on which the RF front end module 400 according to an embodiment of the present invention is implemented.

본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈(400)이 구현되는 기판은 다층구조로서, 회로 소자간 격리도를 향상시키고, 기생 성분을 최소화하며, 신호 혼선의 영향을 최소화하기 위하여 개선된 그라운드 층 구조를 형성한다.The substrate on which the RF front end module 400 according to the embodiment of the present invention is implemented is a multilayer structure, and has an improved ground layer structure to improve isolation between circuit elements, minimize parasitic components, and minimize the effects of signal crosstalk. To form.

도 4에 의하면, 왼쪽 도면은 상부 그라운드 층(600)을 도시한 것이고, 오른 쪽 도면은 하부 그라운드 층(700)을 도시한 것인데, 상부 그라운드 층(600)은 안테나측 패턴(610), 수신단측 패턴(630), 송신단측 패턴(620)의 세 구역 패턴을 구분하여 형성하고 있다.According to FIG. 4, the left figure shows the upper ground layer 600, and the right figure shows the lower ground layer 700, the upper ground layer 600 being the antenna side pattern 610, the receiving end side. The three zone patterns of the pattern 630 and the transmitting end side pattern 620 are divided and formed.

그러나, 하부 그라운드 층(700)은 상기 상부 그라운드 층(600)에 대응하여 안테나측 패턴(710), 수신단측 패턴(730), 송신단측 패턴 부분(720)이 오픈되어 있음으로써 특히 기생성분을 최소화하는데 유리한 구조를 가진다.However, in the lower ground layer 700, the antenna side pattern 710, the receiver end pattern 730, and the transmitter end side pattern portion 720 are opened to correspond to the upper ground layer 600, in particular, to minimize parasitic components. It has an advantageous structure.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 RF 프론트 앤드 모듈(400)은 CDMA용 시스템을 예로 들어 설명하였으나, WCDMA(Wideband CDMA)용 시스템, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System; GSM 통신표준에 기반을 둔 통신 시스템으로서, 육상 무선 통신 기술과 인공위성 전송 기술을 조합하여 광대역 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 그리고 멀티미디어 데이터를 2 Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 통신 서비스를 제공한다)용 시스템에도 적용가능한 것으로서 시스템 설계 시 최적의 배치 구조를 제시한다.The RF front-end module 400 according to the embodiment of the present invention described above has been described using a system for CDMA as an example, but a system for wideband CDMA (WCDMA) and a universal mobile telecommunications system (UMTS) based on a GSM communication standard It is possible to design a system as a combination of terrestrial wireless communication technology and satellite transmission technology to provide a communication service capable of transmitting broadband packet-based text, digitized voice or video and multimedia data at a high speed of 2 Mbps or more). The optimal layout structure is presented.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, which are merely examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible that are not illustrated above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

본 발명에 의하면, 회로 소자간 충분한 격리도가 확보되도록 개선된 회로 소자의 배치 구조 및 기생 성분의 영향을 최소화하는 기판 구조를 제공함으로써 사이즈가 최소화되면서도 송수신 기능이 향상되는 RF 프론트 앤드 모듈을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to provide an RF front-end module with improved transmission / reception function while minimizing size by providing a circuit structure that minimizes the influence of parasitic components and an arrangement structure of circuit elements that are improved to ensure sufficient isolation between circuit elements. It has an effect.

Claims (8)

안테나를 통하여 송수신되는 신호를 필터링하여 선택적으로 전달하는 듀플렉서;A duplexer for filtering and selectively transmitting a signal transmitted and received through an antenna; 송신 주파수 대역의 신호를 통과시키는 송신필터, 상기 송신필터에서 처리된 신호를 송신용 증폭시켜 상기 듀플렉서로 전달하고 기판 상에서 어느 측단에 인접되게 위치된 전력증폭모듈을 구비하는 송신단; 및A transmission stage for transmitting a signal of a transmission frequency band, a transmission stage comprising a power amplifier module amplifying the signal processed by the transmission filter for transmission to the duplexer and located adjacent to one end on a substrate; And 저잡음 성분을 억제하여 상기 듀플렉서로부터 전달된 신호를 증폭시키는 저잡음증폭모듈, 수신 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 상기 기판의 다른 측단에 인접되게 설계된 수신필터를 구비하는 수신단을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 프론트 앤드 모듈.A low noise amplification module for suppressing low noise components and amplifying a signal transmitted from the duplexer, and an RF front receiving receiver having a reception filter designed to pass only a signal of a reception frequency band and to be adjacent to the other side of the substrate. End module. 제 1항에 있어서, 상기 송신단 및 상기 수신단은The method of claim 1, wherein the transmitting end and the receiving end is 상기 기판 상에서 격리벽에 의하여 구분되는 것을 특징으로 하는 RF 프론트 앤드 모듈.RF front-end module, characterized in that separated by a separating wall on the substrate. 제1항에 있어서, 상기 듀플렉서는The method of claim 1, wherein the duplexer 상기 기판 상의 한측 끝단에 인접되고, 상기 송신단 및 수신단의 중앙으로 위치되는 것을 특징으로 하는 RF 프론트 앤드 모듈.Adjacent to one end on the substrate, the RF front end module being located at the center of the transmitting end and the receiving end. 제1항에 있어서, 상기 송신단은The method of claim 1, wherein the transmitting end 기저대역신호의 이득을 제어하고, 상기 송신신호를 상기 송신필터로 전달하는 RF송신모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RF 프론트 앤드 모듈.And an RF transmitting module for controlling gain of a baseband signal and transferring the transmission signal to the transmission filter. 제1항에 있어서, 상기 수신단은The method of claim 1, wherein the receiving end 상기 수신필터로부터 전달된 RF신호의 이득을 제어 및 변환하는 RF수신모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RF 프론트 앤드 모듈.And an RF receiving module for controlling and converting a gain of the RF signal transmitted from the receiving filter. 제1항에 있어서, 상기 기판은The method of claim 1, wherein the substrate 다층 구조로서, 하부에 위치되는 그라운드 층의 그라운드 패턴은 상기 송신단, 수신단 및 안테나측 패턴 부분이 오픈되는 것을 특징으로 하는 RF 프론트 앤드 모듈.The multi-layer structure, wherein the ground pattern of the ground layer located below the RF front-end module, characterized in that the transmitting, receiving and antenna side pattern portion is opened. 제1항에 있어서, 상기 전력증폭모듈의 출력단과 상기 수신필터의 출력단의 격리수치는 75dB 이상인 것을 특징으로 하는 RF 프론트 앤드 모듈.The RF front end module according to claim 1, wherein the isolation value between the output terminal of the power amplification module and the output terminal of the reception filter is 75 dB or more. 제1항에 있어서, 상기 전력증폭모듈의 츨력단과 상기 수신필터의 입력단의 격기수치는 60dB 이상인 것을 특징으로 하는 RF 프론트 앤드 모듈.The RF front end module according to claim 1, wherein the clearance value between the output terminal of the power amplifier module and the input terminal of the reception filter is 60 dB or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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