KR100677454B1

KR100677454B1 - Rf module of a mobile terminal

Info

Publication number: KR100677454B1
Application number: KR1020050035192A
Authority: KR
Inventors: 윤양훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2007-02-02
Also published as: KR20060114074A

Abstract

본 발명은 RF 모듈에 관한 것으로, 종래에는 RF 프런트-엔드 송신부의 소자들이 개별적으로 기판상에 실장되었기 때문에, 이동 단말이 크기가 커지고 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 이동 단말의 RF 모듈로서, 이동 단말의 RF 프런트-엔드 송신부를 이루는 능동 소자와 복수의 수동 소자가 하나의 모듈에 집적된 형태로 구성되어, 이동 단말의 크기를 감소시키고 이동 단말 회로를 간단하게 하며 이동 단말 제조 공정을 단순화시키는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an RF module. In the related art, since the elements of the RF front-end transmitter are individually mounted on a substrate, there is a problem in that the mobile terminal becomes large and the manufacturing process becomes complicated. In view of the above problems, the present invention provides an RF module of a mobile terminal, in which an active element and a plurality of passive elements forming an RF front-end transmitter of the mobile terminal are integrated in one module, thereby reducing the size of the mobile terminal. There is an effect of simplifying the mobile terminal circuit and simplifying the mobile terminal manufacturing process.

Description

RF module of mobile terminal {RF MODULE OF A MOBILE TERMINAL}

도 1은 이동 단말의 RF 프런트-엔드 송신부 블록 회로도.1 is a block diagram of an RF front-end transmitter of a mobile terminal.

도 2는 본 발명에 따른 이동 단말의 RF 모듈 구성 예시도.2 is an exemplary configuration of an RF module of a mobile terminal according to the present invention.

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

1: RF 모듈 10: 송신 필터1: RF Module 10: Transmit Filter

20: 전력 증폭기 30: 커플러20: power amplifier 30: coupler

40: 임피던스 정합부 50: 듀플렉서40: impedance matching unit 50: duplexer

본 발명은 이동 단말의 RF 프런트-엔드 모듈(RF front-end module, FEM)에 관한 것으로, 특히 능동 소자와 복수의 수동 소자를 하나의 모듈에 집적하여 이동 단말을 소형화하고 용이하게 조립할 수 있게 한 이동 단말의 RF 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an RF front-end module (FEM) of a mobile terminal, and more particularly, to integrate an active element and a plurality of passive elements into one module, thereby miniaturizing and easily assembling the mobile terminal. The present invention relates to an RF module of a mobile terminal.

최근, 이동 통신 시스템의 발전에 따라, 이동 단말, 휴대형 정보 단말기 등의 이동 통신 기기가 급속히 보급되고 있는데, 이들 기기의 소형화 및 고성능화가 요구되고 있다. 이에 따라, 이들 기기에 사용되는 부품의 소형화가 필수적으로 요 구되고 있다.In recent years, with the development of mobile communication systems, mobile communication devices such as mobile terminals and portable information terminals are rapidly spreading, and miniaturization and high performance of these devices are required. Accordingly, miniaturization of components used in these devices is indispensable.

도 1은 이동 단말의 RF 프런트-엔드 송신부 블록 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이, 이동 단말의 RF 프런트-엔드 송신부는 베이스 밴드 처리부로부터의 RF 신호를 대역 필터링하는 RF SAW 필터와 같은 송신 필터(10), 필터링된 RF 신호를 증폭시키는 전력 증폭기(20), 상기 전력 증폭기(20)를 구동하는 기준전압 스위칭부(21), 상기 증폭된 RF 신호를 송신 신호와 송신 커플링 신호로 분리하는 커플러(30), 상기 송신 커플링 신호로부터 송신 전력의 세기를 검출하는 전력 검출부(31), 이동 단말의 송신부와 안테나 사이에서 임피던스 정합이 이루어지도록 삽입되는 임피던스 정합부(40) 및 송수신단을 분리시키는 듀플렉서(50)를 포함하여 구성된다.1 is a block diagram of an RF front-end transmitter of a mobile terminal. As shown here, the RF front-end transmitter of the mobile terminal includes a transmission filter 10, such as an RF SAW filter, which band-filters the RF signal from the baseband processor, a power amplifier 20 that amplifies the filtered RF signal, A reference voltage switching unit 21 for driving the power amplifier 20, a coupler 30 for separating the amplified RF signal into a transmission signal and a transmission coupling signal, and detecting the strength of the transmission power from the transmission coupling signal. And a power detector 31, an impedance matching unit 40 inserted to achieve impedance matching between the transmitter of the mobile terminal and the antenna, and a duplexer 50 separating the transmitting and receiving terminals.

종래의 이동 단말에서 RF 프런트-엔드 송신부의 소자들(10 내지 50), 특히 전력 증폭기나 RF SAW 필터와 같은 소자들은, 예를 들어 실드 캔(shield can)과 같은 수단으로 개별적으로 패키징되어 기판에 독립적으로 실장되었다.In conventional mobile terminals, the elements 10 to 50 of the RF front-end transmitter, in particular elements such as power amplifiers or RF SAW filters, are individually packaged by means of shield cans, for example, on the substrate. It is mounted independently.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 기판에 개별적인 소자들을 실장하기 때문에, 실장 면적이 늘어나서 이동 단말의 크기가 커지고, 이동 단말의 조립 단계 수가 늘어나서 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.However, in the prior art as described above, since the individual elements are mounted on the substrate, the mounting area is increased, the size of the mobile terminal is increased, and the number of assembly steps of the mobile terminal is increased, thereby making the manufacturing process complicated.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, RF 송신부의 소자들을 하나의 모듈에 실장한 이동 단말의 RF 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an RF module of a mobile terminal in which elements of an RF transmitter are mounted in one module.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동통신단말기의 RF송신 모듈에 관한 것으로,
배어 다이(bare die) 상태의 소자로서, 대역 필터링된 RF 신호를 증폭하는 전력증폭기(power amplifier, PA)로 구현된 능동 소자부와, 상기 전력 증폭기에 연결되어 상기 RF 신호를 분리하고 안테나 임피던스 정합을 수행한 후 안테나로 전송하는 복수의 소자들로 이루어지는 수동 소자부를 하나의 모듈로 집적시킨 것이다. The present invention for achieving the above object relates to an RF transmission module of a mobile communication terminal,
An element in a bare die state, comprising: an active element unit implemented by a power amplifier (PA) for amplifying a band-filtered RF signal, and connected to the power amplifier to separate the RF signal and match antenna impedance After performing the operation, the passive element part including a plurality of elements transmitted to the antenna is integrated into one module.

다른 실시예에서, 상기 수동 소자는 베이스밴드 처리부로부터 수신된 RF 신호를 대역 필터링하는 송신 필터, 상기 필터링된 RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기, 상기 전력 증폭기에 제공되는 기준 전압을 스위칭하는 기준전압 스위칭부, 상기 전력 증폭기에 연결되어 상기 RF 신호를 분리하는 커플러, 상기 커플러에 연결되어 전력을 검출하는 전력 검출부, RF 송신부와 RF 수신부를 분리시키는 듀플렉서, 상기 커플러와 상기 듀플렉서 사이에 연결되어 안테나 임피던스 정합을 이루도록 하는 임피던스 정합부 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 한다.In another exemplary embodiment, the passive element may include a transmission filter for band-filtering an RF signal received from a baseband processor, a power amplifier for amplifying the filtered RF signal, and a reference voltage switching unit for switching a reference voltage provided to the power amplifier. A coupler connected to the power amplifier to separate the RF signal, a power detector connected to the coupler to detect power, a duplexer separating the RF transmitter and the RF receiver, and coupled between the coupler and the duplexer to perform antenna impedance matching. It characterized in that it comprises an impedance matching unit or a combination thereof to achieve.

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또 다른 실시예에서, 상기 능동 소자의 출력 단자는 상기 수동 소자 각각으로부터 미리 결정된 각도 이상 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment, the output terminal of the active element is characterized in that spaced apart by a predetermined angle from each of the passive element.

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 2는 본 발명에 따른 이동 단말의 RF 모듈 구성 예시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 베이스 밴드 처리부로부터의 입력(RFin)과 연결되어 RF 신호를 대역 필터링하는 송신 필터(10), 상기 송신 필터에 연결되어 RF 신호를 증폭하는 전력 증폭기(20), 상기 전력 증폭기(20)를 구동하는 전압을 스위칭하는 기준전압 스위칭부(21), 상기 전력 증폭기(20)의 출력 단자(PA_out)에 연결되어 RF 신호를 분리하는 커플러(30), 상기 커플러의 일 출력에 연결되어 제어용 전력을 검출하는 전력 검출부(31), 상기 커플러의 다른 출력에 연결되어 RF 송신부와 RF 수신부를 분리하는 듀플렉서(50) 및 상기 커플러(30)와 상기 듀플렉서(50) 사이에 연결되어 안테나 임피던스 정합을 이루도록 하는 임피던스 정합부(50)로 이루어지는데, 상기 소자들(10 내지 50) 모두는 하나의 모듈(RF 모듈(1))에 패키징된다.2 is an exemplary configuration of an RF module of a mobile terminal according to the present invention. As shown therein, a transmission filter 10 connected to an input RFin from a baseband processor for band-filtering an RF signal, a power amplifier 20 connected to the transmission filter to amplify an RF signal, and the power amplifier A reference voltage switching unit 21 for switching a voltage driving the 20, a coupler 30 connected to an output terminal PA_out of the power amplifier 20 to separate an RF signal, and connected to one output of the coupler. And a power detector 31 for detecting control power, a duplexer 50 connected to the other output of the coupler to separate the RF transmitter and the RF receiver, and an antenna impedance connected between the coupler 30 and the duplexer 50. It consists of an impedance matching section 50 for matching, all of the elements 10 to 50 are packaged in one module (RF module 1).

여기에서, 상기 임피던스 정합부(50)와 같은 수동 소자의 소자 값은 실험에 의해 미리 최적화되어야 한다. 즉, 수동 소자 값들을 최적화한 후, RF 모듈(1) 내에 실장하여야 하는데, 이에 의해 상기 RF 모듈(1)은 입력 RF 신호에 대해 일정한 출력을 안테나에 출력하고, 모듈(1)의 입력 임피던스와 출력 임피던스는 안테나의 임피던스 정합에 최적화된다.Here, device values of passive devices such as the impedance matching unit 50 should be optimized in advance by experiment. That is, after optimizing the passive element values, the RF module 1 should be mounted in the RF module 1, whereby the RF module 1 outputs a constant output to the antenna for the input RF signal, and the input impedance of the module 1 The output impedance is optimized for the impedance matching of the antenna.

상기 RF 모듈(1)은, 송신 필터(10)에서 베이스 밴드 처리부에서 입력된 RF 신호에 포함된 고조파를 필터링하고, 이를 전력 증폭기(20)에서 증폭한 후, 전력 제어를 위한 전력 분기를 위해 커플러(30)를 거치고, 최종적으로 증폭된 RF 신호를 듀플렉서(50)를 통해 안테나로 출력한다.The RF module 1 filters the harmonics included in the RF signal input from the baseband processor in the transmission filter 10, amplifies them in the power amplifier 20, and couples the power to the power branch for power control. After 30, the amplified RF signal is finally output to the antenna through the duplexer (50).

상기 전력 증폭기(20)를 비롯한 모듈 내의 소자들은 배어 다이(bare die) 상태로 상기 RF 모듈에 실장된다. 즉, 소자들이 실드 캔 등에 의해 개별적으로 패키 징된 후 모듈에 실장되는 것이 아니라, 패키징되지 않은 배어 다이 칩 상태에서 모듈 내에 실장되는데, 이는 전체적인 RF 모듈의 크기를 크게 감소시킬 수 있다.Elements within the module, including the power amplifier 20, are mounted to the RF module in a bare die state. That is, the devices are not individually mounted in a module after being individually packaged by a shield can or the like, but are mounted in the module in an unpacked bare die chip state, which can greatly reduce the size of the overall RF module.

상기 전력 증폭기(20)는 능동 소자로서, 전력 증폭기(20)의 출력 단자(PA_out)를 통해 전력이 증폭된 RF 신호를 출력하기 때문에 다른 능동 소자나 수동 소자의 동작에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 상기 전력 증폭기(20)의 출력 단자(PA_out)는 다른 소자들로부터 가능한 한 멀리 위치하는 것이 바람직하다.Since the power amplifier 20 is an active element and outputs an RF signal in which power is amplified through the output terminal PA_out of the power amplifier 20, the power amplifier 20 may affect the operation of other active elements or passive elements. Therefore, the output terminal PA_out of the power amplifier 20 is preferably located as far as possible from other devices.

일실시예에서, 상기 전력 증폭기(20)가 다른 소자의 동작에 주는 영향을 최소화하기 위해, 바람직하게는 상기 전력 증폭기(20)의 출력 단자(PA_out)의 위치는, 예를 들어 전력 증폭기(20)의 중심점과 다른 소자의 중심점을 연결한 직선을 기준으로 90°이상 이격되는 것과 같이, 다른 소자로부터 가능한 한 멀리 이격되도록 실험치에 의해 결정될 수 있다.In one embodiment, in order to minimize the effect of the power amplifier 20 on the operation of other devices, the position of the output terminal PA_out of the power amplifier 20 is preferably, for example, the power amplifier 20 It can be determined by empirical values such that it is spaced as far as possible from other devices, such as 90 ° or more from a straight line connecting the center point of the other device and the center point of the other device.

도 2에 도시된 소자들의 위치는 단지 예시적인 것으로서, 상기 소자들의 위치는 모듈의 크기가 최소화되는 방식으로, 또한 전력 증폭기(20) 출력의 영향이 최소화되는 방식으로, 설계에 의해 다양한 배치를 가질 수 있다. The positions of the elements shown in FIG. 2 are merely exemplary, where the positions of the elements may have various arrangements by design, in such a way that the size of the module is minimized and also in such a way that the influence of the output of the power amplifier 20 is minimized. Can be.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위는 상기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되고, 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해지는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형들이 가능하다는 것은 당업자에 자명할 것이다.As described above, although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the spirit and scope of the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, but are defined by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible within the scope of.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 RF 송신부의 소자들을 하나의 모듈에 실장한 이동 단말의 RF 모듈을 제공하여, 이동 단말의 크기를 감소시키고 이동 단말 회로를 간단하게 하며 이동 단말 제조 공정을 단순화시키는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention provides an RF module of a mobile terminal in which elements of the RF transmitter are mounted in one module, thereby reducing the size of the mobile terminal, simplifying the mobile terminal circuit, and simplifying the mobile terminal manufacturing process. It is effective to let.

부가적으로, 모듈 내에 실장되는 수동 소자 값을 미리 최적화함으로써, 이동 단말 회로 설계시 수동 소자 값들을 개별적으로 최적화하여야 하는 불편함을 해소할 수 있다.In addition, by optimizing the passive element values mounted in the module in advance, it is possible to eliminate the inconvenience of manually optimizing the passive element values in the mobile terminal circuit design.

Claims

In the mobile communication terminal,

An element in a bare die state, comprising: an active element unit implemented as a power amplifier for amplifying a band-filtered RF signal;

And a passive element unit comprising a plurality of elements connected to the power amplifier and separating the RF signal, performing antenna impedance matching, and transmitting the same to one antenna.

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The method of claim 1, wherein the passive element unit

A transmission filter which band-passes the RF signal received from the baseband processor and transmits the RF signal to the active element unit;

A reference voltage switching unit for switching a reference voltage provided to the active element unit;

A coupler coupled to the active element to separate the RF signal;

A power detector connected to the coupler to detect power;

A duplexer separating the RF transmitter and the RF receiver;

And an impedance matching unit connected between the coupler and the duplexer to achieve antenna impedance matching.

The method of claim 1, wherein the output terminal of the active element portion

RF transmitting module, characterized in that spaced at least 90 degrees from each element of the passive element portion.