KR100665256B1 - 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰에 적용되는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조에 관한 것으로, 특히 신호선과 접지면을 포함하는 다층 기판에서, 접지면에 공진패턴을 구현하여 공진패턴의 공진주파수를 고조파에 매칭시켜 구현함으로써, 필터등의 별도의 소자 없이 고조파를 제거할 수 있는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조는, 제1 면(101)과 상기 제1 면에 인접하는 제2 면(102)을 갖는 기판(100); 상기 기판(100)의 제1 면(101)에 형성된 신호선(110); 및 상기 기판(100)의 제2 면(102)에 형성된 접지 도체(120)로부터 분리된 1개 이상의 폐루프 공진패턴으로 이루어지고, 상기 공진패턴은 상기 신호선(110)의 주위에 형성된 전자기장내에 형성되며, 상기 신호선(110)을 통하는 기본파의 고조파에 해당되는 공진주파수를 갖는 폐루프 공진기(130)를 포함한다.

고조파, 제거, 전송선로, 구조

Description

고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조{A STRUCTURE OF TRANSMISSION LINE WITH THE IMPROVED HARMONICS REJECTION}

도 1의 (a) 및 (b)은 종래기술의 전송선로 구조도.

도 2는 도 1의 전송선로 구조에 의한 고조파 제거 개념도.

도 3은 본 발명에 따른 전송선로 구조도.

도 4는 본 발명의 신호선의 전자기장내 공진기의 배치도.

도 5는 본 발명의 신호선과 공진기와의 공간적 배치도.

도 6의 (a) 및 (b)은 본 발명의 공진패턴의 개수 예시도.

도 7의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 공진기의 패턴 형상도.

도 8은 본 발명의 전송선로 구조에 의한 고조파 제거 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 기판 101 : 제1 면

102 : 제2 면 110 : 신호선

120 : 접지 도체 130 : 폐루프 공진기

RP1 : 제1 원형 공진패턴

RP2 : 제2 원형 공진패턴

본 발명은 휴대폰에 적용되는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조에 관한 것으로, 특히 신호선과 접지면을 포함하는 다층 기판에서, 접지도체가 형성된 층에 공진패턴을 구현하여 공진패턴의 공진주파수를 고조파에 매칭시켜 구현함으로써, 필터등의 별도의 소자 없이 고조파를 제거할 수 있는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 회로는 전압-전류 특성이 직선적이지 않은 소자, 즉 다이오드나 트랜지스터 등과 같은 비선형 소자(nonlinear element)를 포함하는데, 이러한 비선형 소자는 기본 주파수(Fundamental Frequency) 이외에 많은 고조파(Harmonics) 성분을 발생시키며, 이러한 고조파 성분들은 거의 대부분 잡음(Noise)으로 작용하여 다양한 시스템에서 여러 가지 문제들을 발생시킨다. 이에 따라 비선형 소자를 사용하는 시스템에서는 이러한 고조파 성분들을 제거하거나 그 고조파 성분의 세기를 낮추기 위한 여러 가지 방법이 사용되고 있다.

도 1의 (a) 및 (b)은 종래기술의 전송선로 구조도이다.

도 1의 (a)는 종래기술의 전송선로 구조의 하나의 예시도로서, 이는 신호선(SL1,SL2) 사이에 고주파 성분을 억제하기 위한 고조파 억제 필터(11)를 포함하는 구조이다. 여기서, 고조파 억제 필터(11)는 인덕터(L) 및 커패시터의 병렬회로로 구현되어, 고조파 성분에 대해 최고의 임피던스를 나타내어 고조파 성분을 억제할 수 있다.

도 1의 (b)는 종래기술의 전송선로 구조의 다른 하나의 예시도로서, 이는 신호선(SL3,SL4) 사이에서 접지로 연결되어, 상기 신호선(SL3,SL4)을 통한 고주파 성분을 접지로 바이패스하는 고조파 제거 필터를 포함하는 구조이다. 여기서, 고조파 제거 필터는 인덕터(L) 및 커패시터의 직렬회로로 구현되어, 고조파 성분에 대해 최저의 임피던스를 나타내어 고조파 성분을 접지로 바이패스시킬 수 있다.

여기서, 전송선로는 신호를 전송하기 위한 구조로서, 이는 기본적으로 신호선과 접지면을 포함하는 구조이거나 2개의 신호선을 포함하는 구조일 수 있으며, 이러한 구조에 고조파를 제거하기 위한 필터가 더 포함될 수 있다.

도 2는 도 1의 전송선로 구조에 의한 고조파 제거 개념도이다.

도 2를 참조하면, 종래기술의 전송선로 구조에서는, 신호선을 통하는 주파수에는 기본파와 복수의 고조파가 포함되어 있는데, 이때, 기본파는 신호선을 통해 통과되고, 고조파는 고조파 제거필터에 의해 제거된다.

그러나, 이와 같은 종래기술의 전송선로 구조는, 고조파 성분을 제거하기 위해서 별도의 필터를 구비하여야 하므로, 사이즈가 증가하고, 제작비가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 휴대폰에 적용되고, 신호선과 접지면을 포함하는 다층 기판에서, 접지도체가 형성된 층에 공진패턴을 구현하여 공진패턴의 공진주파수를 고조파에 매칭시켜 구현함으로써, 필터등의 별도의 소자 없이 고조파를 제거할 수 있는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조는, 제1 면과 상기 제1 면에 인접하는 제2 면을 갖는 기판; 상기 기판의 제1 면에 형성된 신호선; 및 상기 기판의 제2 면에 형성된 접지 도체로부터 분리된 1개 이상의 폐루프 공진패턴으로 이루어지고, 상기 공진패턴은 상기 신호선의 주위에 형성된 전자기장내에 형성되며, 상기 신호선을 통하는 기본파의 고조파에 해당되는 공진주파수를 갖는 폐루프 공진기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 폐루프 공진기는, 상기 공진패턴이 원형으로 형성된 링 공진기인 것을 특징으로 한다.

상기 폐루프 공진기는, 상기 신호선의 일부와 상기 공진패턴의 센터가 서로 오버랩되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 폐루프 공진기는, 고조파중 제거해야 하는 최저 고조파에 해당되는 공 진주파수를 갖는 제1 원형 공진패턴; 및 상기 제1 원형 공진패턴의 내부에 형성된 1개 이상의 내부 원형 공진패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 폐루프 공진기의 각 공진패턴은, 해당 고조파의 파장의 1/4에 해당되는 길이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

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.

도 3은 본 발명에 따른 전송선로 구조도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전송선로는, 제1 면(101)과 상기 제1 면에 인접하는 제2 면(102)을 갖는 기판(100)과, 상기 기판(100)의 제1 면(101)에 형성된 신호선(110)과, 상기 기판(100)의 제2 면(102)에 형성된 접지 도체(120)로부터 분리된 1개 이상의 폐루프 공진패턴으로 이루어지고, 상기 공진패턴은 상기 신호선(110)의 주위에 형성된 전자기장내에 형성되며, 상기 신호선(110)을 통하는 기본파의 고조파에 해당되는 공진주파수를 갖는 폐루프 공진기(130)를 포함한다.

상기 폐루프 공진기(130)는, 상기 공진패턴이 폐루프의 도체패턴으로 이루어지면 공진기능을 수행할 수 있지만, 바람직하게는 원형으로 형성된 링 공진기로 구현된다.

여기서, 상기 폐루프 공진기(130)는 내측 및 외측에 도체패턴이 제거된 영역 (UC1,UC2)에 의해 접지도체(120)와 분리된다.

또한, 본 발명의 기판(100)은 다층 구조로 패턴을 형성할 수 있는 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics) 등의 다층 기판에 해당된다.

도 4는 본 발명의 신호선의 전자기장내 공진기의 배치도이다.

도 4를 참조하면, 상기 폐루프 공진기(130)는, 상기 신호선(110)에 전류가 흐르면 그 주위에 전자기장이 형성되는데, 이 전자기장에 형성되고, 상기 폐루프 공진기(130)가 상기 신호선(110)을 통하는 기본파의 고조파에 매칭된 공진주파수를 갖는 경우, 상기 신호선(130)을 통하는 고조파를 억제시킬 수 있다.

상기 폐루프 공진기(130)는, 상기 신호선(110)에 의한 전자기장내에서, 도 4의 (a)와 같이, 상기 기판(100)의 상부에 형성될 수 있고, 도 4의(b)와 같이, 상기 기판(100)의 하부에 형성될 수 있으며, 또한 상기 기판(100)의 상부 및 하부에 각각 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 신호선과 공진기와의 공간적 배치도이다.

도 5를 참조하면, 상기 폐루프 공진기(130)는, 상기 신호선(110)의 일부와 상기 공진패턴의 센터(RC)가 서로 오버랩되도록 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 상기 신호선(110)을 통하는 고조파를 접지로 바이패스시키는 고조파 감쇄량이 가장 크기 때문이다.

도 5에서, 서로 수직인 X 및 Y축에 의한 XY평면에 수직인 Z축으로 이루어진 공간에서, 상기 공진패턴의 센터(RC)에서의 Z축은 상기 선호선(110)과 만나는 것이 바람직하다.

상기 폐루프 공진기(130)는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 하나의 공진패턴으로 이루어질 수 있고, 또는 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 복수의 고조파에 해당되는 복수의 공진패턴을 포함할 수 있는데, 이에 대해서는 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6의 (a) 및 (b)은 본 발명의 공진패턴의 개수 예시도이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 본 발명의 폐루프 공진기(130)는, 하나의 제1 원형 공진패턴(RP1)을 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 원형 공진패턴(RP1)은, 복수의 고조파중에서 가장 큰 레벨을 갖는 고조파에 해당되는 공진주파수로 설정될 수 있다.

또는, 상기 제1 원형 공진패턴(RP1)은, 기본파(fo)의 제2차 고조파(2fo)에 해당되는 공진주파수로 설정될 수 있다.

도 6의 (b)를 참조하면, 상기 폐루프 공진기(130)는, 제1 원형 공진패턴(RP1)과, 상기 제1 원형 공진패턴(RP1)의 내부에 형성된 제2 원형 공진패턴(RP2)을 포함할 수 있고, 상기 제1 원형 공진패턴(RP1)은 복수의 고조파중 제거해야 하는 최저 고조파에 해당되는 공진주파수를 갖으며, 상기 제2 원형 공진패턴(RP2)은 상기 제1 원형 공진패턴(RP1)의 해당 고조파보다 높은 고조파에 해당되는 공진주파수 를 갖는다.

여기서, 상기 폐루프 공진기(130)의 각 공진패턴은, 형성 길이를 감안한 사이즈를 고려하면, 해당 고조파의 파장의 1/4에 해당되는 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

도 7의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 공진기의 패턴 형상도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 폐루프 공진기(130)는 도 7의 (a)에 도시된 원형, 도 7의 (b)에 도시된 사각형, 도 7의(c)에 도시된 삼각형 등으로 다양한 형태의 폐루프로 이루어질 수 있다.

도 8은 본 발명의 전송선로 구조에 의한 고조파 제거 개념도이다.

도 8을 참조하면, 본 별명에 따른 전송선로의 신호선(110)은 적용되는 GSM 휴대폰 등의 단말기에 적용된 비선형 소자와 연결되어 있고, 이러한 비선형 소자로부터의 신호에는 기본파를 비롯하여 복수의 고조파를 포함하고 있다.

이때, 본 발명의 폐루프 공진기(130)에 고조파에 해당되는 공진주파수가 설정되어 있으면, 상기 기본파는 신호선(110)을 통해 전달되고, 상기 고조파는 상기 폐루프 공진기(130)의 공진주파수에 매칭되어 접지로 바이패스된다.

결국, 본 발명의 폐루프 공진기(130)에 의해 고조파가 제거되거나, 고조파 성분의 레벨이 상당히 작아지게 되므로, 실질적으로는, 상기 신호선(110)을 통하는 고조파 성분은 제거되는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 장치는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 휴대폰에 적용되는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조에서, 신호선과 접지면을 포함하는 다층 기판에서, 접지도체가 형성된 층에 공진패턴을 구현하여 공진패턴의 공진주파수를 고조파에 매칭시켜 구현함으로써, 필터등의 별도의 소자 없이 고조파를 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 필터단과 함께 사용하는 경우에는 고조파 제거(Harmonic Suppression) 성능을 보다 향상시킬 수 있으며, 2개 이상의 고조파 성분을 제거하기 위해 링 공진기(Ring Resonator)의 링 공진패턴 수를 늘리는 경우에도 특별히 공간상에서 차지하는 면적이 증가되지 않고, 고조파 제거 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 제1 면과 상기 제1 면에 인접하는 제2 면을 갖는 기판;

   상기 기판의 제1 면에 형성된 신호선; 및

   상기 기판의 제2 면에 형성된 접지 도체로부터 분리된 제1 공진패턴과 상기 제1 공진패턴의 내부에 형성된 1개 이상의 내부 공진패턴을 포함하며, 상기 제1 공진패턴 및 상기 내부 공진패턴은 상기 신호선의 주위에 형성된 전자기장내에 형성되며, 상기 제1 공진패턴은 복수의 고조파중 제거해야 하는 최저 고조파에 해당되는 공진주파수를 갖으며, 상기 내부 공진패턴은 상기 제1 공진패턴의 해당 고조파보다 높은 고조파에 해당되는 공진주파수를 갖는 폐루프 공진기

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 폐루프 공진기는,

   상기 제1 공지패턴 및 상기 내부 공진패턴이 원형으로 형성된 링 공진기인 것을 특징으로 하는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 폐루프 공진기는,

   상기 신호선의 일부와 상기 공진패턴의 센터가 서로 오버랩되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조.
4. 삭제
5. 제1에 있어서, 상기 폐루프 공진기의 각 공진패턴은

   해당 고조파의 파장의 1/4에 해당되는 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 고조파 제거특성을 개선한 전송선로 구조.

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