KR100716796B1 - 트리플렉서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 3개의 주파수 대역을 갖는 입출력 신호를 효과적으로 분리할 수 있는 트리플렉서에 관한 것이다.

본 발명에 따른 프리플렉서는, 트리플 밴드 안테나를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 분리하는 다이플렉서와, 제3 주파수 대역의 신호를 통과시키는 필터와, 트리플 밴드 안테나와 다이플렉서 사이에 접속되어, 스위칭 제어신호에 따라 트리플 밴드 안테나 및 다이플렉서를 접속시키는 제1 스위치 및 트리플 밴드 안테나 및 제1 스위치의 접속점과 필터 사이에 접속되어, 스위칭 제어신호에 따라 트리플 밴드 안테나와 필터를 접속시키는 제2 스위치를 포함하여 이루어진다. 이에 의해, 본 발명에 따르면 상대 대역의 주파수 특성에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있음은 물론 삽입손실 특성을 우수하게 할 수 있다.

트리플렉서, CDMA, GPS, PCS, 다이플렉서, BPF

Description

트리플렉서{Triplexer}

도 1 내지 도 3은 종래 트리플렉서의 구성 및 동작방식을 설명하기 위해 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트리플렉서를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 트리플렉서를 도시한 도면, 그리고,

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 트리플렉서의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200 : 트리플렉서 110, 210 : 트리플 안테나

120, 220 : 다이플렉서 130 : BPF

140, 240 : 제1 스위치 150, 270 : 제2 스위치

230 : 매칭부 250 : λ/4 전송선로

본 발명은 트리플렉서(Triplexer)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다 른 3개의 주파수 대역을 갖는 입출력 신호를 효과적으로 분리할 수 있는 트리플렉서에 관한 것이다.

현재 상용화되고 있는 통신 서비스는 824 ~ 894MHz 대역의 CDMA 서비스와, 1.57 ~ 1,58GHz 대역의 GPS 서비스 및 1.7 ~ 1.9GHz 대역의 PCS 서비스로 구분된다.

상기와 같은 3개의 주파수 대역을 가지는 서비스를 하나의 단말기를 통해 받고자 하는 경우, 통신 단말기는 서로 다른 3개의 주파수 대역의 신호를 서로 간섭 없이 송수신할 수 있도록 하는 회로를 구비하여야 한다.

트리플렉서란 하나의 단말기에서 서로 다른 주파수 대역을 가지는 3개의 서비스를 모두 받을 수 있도록 각각의 특성에 맞는 주파수만을 통과시키고 불필요한 주파수들은 차단시켜 주는 고주파 필터 소자다.

이러한 트리플렉서를 구성하는 방식은 크게 2가지 방식으로 나눌 수 있다. 첫 번째 방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나(10) 단에 3개의 주파수 대역(f1 내지 f3)을 처리할 수 있는 3개의 필터(11 내지 13)를 연결하는 방식이다.

상기와 같이 안테나(10) 단에 여러 개의 필터(11 내지 13)를 연결하여 트리플렉서를 구성하는 경우, 각 필터들(11 내지 13)은 자신의 통과 대역 특성에 대해서는 50옴(ohm)에 매칭되도록 구성하면서, 다른 2개의 주파수 대역에 대해서는 동시에 무한대 임피던스의 특성을 갖도록 구성하여야 한다.

그러나 무한대 임피던스로 매칭해야 하는 2개의 주파수 대역이 너무 멀리 떨어져 있으면, 이 2개의 주파수 대역을 동시에 무한대 임피던스로 매칭시키기 어려 운 문제점이 있다. 예를 들어, 상대 대역에 영향을 미치지 않게 하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 주파수 대역(f2 : 1.9GHz)은 스미스 차트(Smith Chart)의 중앙에 위치하고, 제1 및 제3 주파수 대역은 오른쪽의 무한대 임피던스(∞ Impedance)에 매칭되도록 구성하여야 한다.

그러나, 도 2에서와 같이, 제1 및 제3 주파수 대역(f1 : 800Mhz, f3 : 1.5GHz)이 멀리 떨어져 있어 상기 제2 및 제3 주파수 대역을 동시에 무한대 임피던스로 매칭시키기 어렵다. 그러므로 상대 대역의 필터 특성에 영향을 미치게 된다.

한편, 두 번째 방식은 상기 첫 번째 방식에서와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 다이플렉서(22, 24)를 연결하여 구성하는 방식이다. 이와 같이 2개의 다이플렉서(22, 24)를 이용하는 경우의 동작방법을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

먼저 안테나(20)를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역 신호를 제1 다이플렉서(22)를 이용하여 제1 주파수 대역 신호(f1)와 제2 및 제3 대역 신호(f2, f3)(또는 f1,f2와 f3)로 분리한다. 그리고, 제2 다이플렉서(24)를 이용하여 제2 주파수 대역 신호(f2)와 제3 주파수 대역 신호(f3)(또는 f1과 f2)를 분리하면 된다.

그런데 상기 방식의 경우 다이플렉서를 두 번 거치는 제2 및 제3 주파수 대역 신호(f2, f3)(또는 f1, f2)의 경우 삽입손실(Insertion Loss)이 커지는 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 3개의 주파수 대역을 갖는 입출력 신호를 효과적으로 분리할 수 있고, 상대 대역에 대해서는 무한대 임피던스로 매칭하기 쉬우면서 삽입손실을 줄일 수 있는 트리플렉서를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 트리플렉서는, 트리플 밴드 안테나를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 분리하는 다이플렉서; 상기 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 제3 주파수 대역의 신호를 통과시키는 필터; 상기 트리플 밴드 안테나와 상기 다이플렉서 사이에 접속되어, 스위칭 제어신호에 따라 상기 트리플 밴드 안테나 및 상기 다이플렉서를 접속시키는 제1 스위치; 및 상기 트리플 밴드 안테나 및 상기 제1 스위치의 접속점과 상기 필터 사이에 접속되어, 스위칭 제어신호에 따라 상기 트리플 밴드 안테나와 상기 필터를 접속시키는 제2 스위치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 필터는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)인 것을 특징으로 한다.

상기에서 제1 주파수 대역은 824 ~ 894MHz이고, 제2 주파수 대역은 1.7 ~ 1.9GHz이며, 제3주파수 대역은 1.57 ~ 1.58GHz인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 스위치는 서로 반대되게 동작되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 트리플렉서는, 트리플 밴드 안테나를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 분리하는 다이플렉서; 상기 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 제3 주파수 대역의 신호를 통과시키는 필터; 상기 다이플렉서와 병렬로 연결되어, 상기 다이플렉서의 입력 임피던스를 제로 임피던스로 매칭시키는 매칭부; 상기 다이플렉서와 상기 매칭부 사이에 접속되어, 스위칭 제어신호에 따라 상기 다이플렉서와 상기 매칭부를 접속시키는 제1 스위치; 상기 다이플렉서의 입력단에 접속되어, 상기 다이플렉서의 입력 임피던스를 변환시키는 임피던스 변환부; 및 상기 트리플 밴드 안테나 및 상기 임피던스 변환부의 접속점과 상기 필터 사이에 접속되어, 스위칭 제어신호에 따라 상기 트리플 밴드 안테나와 상기 필터를 접속시키는 제2 스위치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2스위치는 서로 동일하게 동작되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 임피던스 변환부는 상기 제1 스위치 온시 상기 다이플렉서의 입력 임피던스를 무한대 임피던스로 변화시키는 50옴의 λ/4 전송 선로인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 주파수 대역은 824 ~ 894MHz이고, 제2 주파수 대역은 1.7 ~ 1.9GHz이며, 제3주파수 대역은 1.57 ~ 1.58GHz인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다 만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 트리플렉서를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 트리플렉서(100)는 트리플 밴드 안테나(110), 다이플렉서(120), 대역 통과 필터(Band Pass Filter, 이하 "BPF"라 한다)(130), 제1 스위치(140) 및 제2 스위치(150)를 포함하여 구성된다.

트리플 밴드 안테나(110)는 제1 내지 제3 주파수 대역(f1 내지 f3)의 신호를 송수신 한다. 여기서, 제1 주파수 대역은 CDMA 주파수 대역으로 824 ~ 894MHz이고, 제2 주파수 대역은 US-PCS 대역으로 1.7 ~ 1.9GHz이며, 제3 주파수 대역은 GPS 주파수 대역으로 1.5 ~ 1.58GHz이다.

다이플렉서(120)는 트리플 밴드 안테나(110)를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역(f1 내지 f3)의 신호 중 제1 및 제2 주파수 대역(f1, f2)의 신호를 분리한다.

다이플렉서(120)는 트리플 밴드 안테나(110)를 통해 수신되는 신호 중 제1 주파수 대역(f1)의 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터(Low Pass Filter, 이하 "LPF"라 한다)(122)와 상기 트리플 밴드 안테나(110)를 통해 수신되는 신호 중 상기 제2 주파수 대역(f2)의 신호만을 통과시키는 고역 통과 필터(High Pass Filter, 이하 "HPF"라 한다)(124)로 구성된다.

BPF(130)는 트리플 밴드 안테나(110)를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호(f1 내지 f3) 중 제3 주파수 대역의 신호(f3)만을 통과 시킨다.

제1 스위치(140)는 상기 트리플 밴드 안테나(110)와 상기 다이플렉서(120) 사이에 접속되어, 외부로부터의 스위칭 제어신호(VT1)에 따라 상기 트리플 밴드 안테나(110)와 상기 다이플렉서(120)를 접속시키는 역할을 수행한다.

제2 스위치(150)는 상기 트리플 밴드 안테나(110) 및 상기 제1 스위치(140)의 접속점과 상기 BPF(130) 사이에 접속되어, 외부로부터의 스위칭 제어신호(VT2)에 따라 상기 트리플 밴드 안테나(110)와 상기 BPF(130)를 접속시키는 역할을 수행한다.

상기 제1 및 제2 스위치(150)는 서로 반대로 동작되도록 구성한다. 예를 들면, 제1 스위치(140)가 온(ON)되는 경우에 제2 스위치(150)는 오프(OFF)되고, 제2 스위치(150)가 온(ON)되는 경우에 제1 스위치(140)는 오프(OFF)되도록 구성한다.

다시 말하면, 삼중대역 이동통신 단말기를 CDMA 또는 PCS 통신모드로 동작시키고자 하는 경우에는 제1 스위치(140)만 온(ON) 시키고, 이와 달리, GPS 수신모드로 동작시키고자 하는 경우에는 제2 스위치(150)만 온(ON) 시킨다.

이에 따라, 삼중대역 이동통신 단말기가 CDMA 또는 PCS 통신모드로 동작되는 경우 트리플 밴드 안테나(110)를 통해 수신되는 제1 및 제2 주파수 대역 신호는 다이플렉서(120)로만 입력된다. 이와 달리, 삼중대역 이동통신 단말기가 GPS 수신모드로 동작되는 경우 트리플 밴드 안테나(110)를 통해 수신되는 제3 주파수 대역 신호는 BPF(130)로만 입력된다.

상기한 바와 같이, 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 처리하는 다이플렉서(120)와 제3 주파수 대역의 신호를 처리하는 BPF(130)를 두 개의 스위치(140, 150)를 통해 트리플 밴드 안테나(110) 단에 연결시키는 경우, 상대 대역의 주파수 특성에 영향을 미치는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트리플렉서를 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 트리플렉서(200)는 트리플 밴드 안테나(210), 다이플렉서(220), 매칭부(230), 제1 스위치(240), 50옴의 λ/4 전송선로(transmission line)(250), GPS SAW 필터(260) 및 제2 스위치(270)를 포함하여 구성된다.

트리플 밴드 안테나(210)는 제1 내지 제3 주파수 대역(f1 내지 f3)의 신호를 송수신 한다. 여기서, 제1 주파수 대역은 CDMA 주파수 대역으로 824 ~ 894MHz이고, 제2 주파수 대역은 US-PCS 대역으로 1.7 ~ 1.9GHz이며, 제3 주파수 대역은 GPS 주파수 대역으로 1.5 ~ 1.58GHz이다.

다이플렉서(220)는 상기 트리플 밴드 안테나(210)를 통해 수신되는 제1 및 제2 주파수 대역(f1, f2)의 신호를 분리한다.

다이플렉서(220)는 트리플 밴드 안테나(210)를 통해 수신되는 신호 중 제1 주파수 대역(f1)의 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터(Low Pass Filter, 이하 "LPF"라 한다)(222)와 상기 트리플 밴드 안테나(210)를 통해 수신되는 신호 중 상기 제2 주파수 대역(f2)의 신호만을 통과시키는 고역 통과 필터(High Pass Filter, 이하 "HPF"라 한다)(224)로 구성된다.

매칭부(230)는 제1 스위치(240)를 통해 상기 다이플렉서(220)와 병렬로 연결되어, 상기 다이플렉서(220)와 접속되는 경우, 상기 다이플렉서(220)의 입력 임피던스를 제로(zero) 임피던스로 매칭시키는 역할을 수행한다.

제1 스위치(240)는 상기 다이플렉서(220)의 LFP(222) 및 HPF(224)의 접속점과 매칭부(230) 사이에 접속되어, 외부로부터의 스위칭 제어신호(VT1)에 따라 상기 다이플렉서(220)와 상기 매칭부(230)를 접속시키는 역할을 수행한다.

50옴의 λ/4 전송선로(250)는 다이플렉서(220)의 입력 임피던스를 변화시키는 임피던스 변환수단으로서, 다이플렉서(220)의 입력단에 삽입되어 상기 제1 스위치(240) 온(ON)시 상기 다이플렉서(220)의 입력 임피던스를 무한대 임피던스로 변환시킨다.

GPS SAW 필터(260)는 상기 트리플 밴드 안테나(210)를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역(f1 내지 f3)의 신호 중 제3 주파수 대역(f3)의 신호를 통과시키는 역할을 수행한다.

제2 스위치(270)는 상기 트리플 밴드 안테나(210) 및 상기 50옴의 λ/4 전송선로(250)의 접속점과 상기 GPS SAW 필터(260) 사이에 접속되어, 외부로부터의 스위칭 제어신호(VT1)에 따라 상기 트리플 밴드 안테나(210)와 상기 GPS SAW 필터(260)를 접속시킨다.

상기 제1 스위치(240) 및 제2 스위치(270)는 서로 동일하게 동작되게 구성한다. 즉, 제1 스위치(240)가 온(ON)되는 경우 제2 스위치(270)도 온(ON)되도록 구성하고, 제1 스위치(240)가 오프(OFF)되는 경우 제2 스위치(270)도 오프(OFF)되도록 구성한다.

예를 들어, 삼중대역 이동통신 단말기를 CDMA 또는 PCS 통신모드로 동작시키고자 하는 경우에는 제1 및 제2 스위치(240, 270)를 모두 오프시킨다. 그리고, 삼중대역 이동통신 단말기를 GPS 수신모드로 동작시키고자 하는 경우에는 제1 및 제2 스위치(240, 270)를 모두 온시킨다.

CDMA 또는 PCS 통신모드에 대응하여 제1 및 제2 스위치(240, 270)를 모두 오프(OFF)시키는 경우, 트리플 밴드 안테나(210)를 통해 수신되는 제1 및 제2 주파수 대역 신호는 다이플렉서(220)로만 입력된다.

한편, GPS 수신모드에 대응하여 상기 제1 및 제2 스위치(240, 270)를 모두 온(ON)시키는 경우, 다이플렉서(220)의 입력 임피던스는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(240)를 통해 접속된 매칭부(230)에 의해 제로 임피던스로 매칭된다. 그리고, 50옴의 λ/4 전송선로(250)에 의해 무한대 임피던스로 매칭된다.

이에 따라, GPS 수신모드에 응답하여 트리플 밴드 안테나(210)를 통해 수신되는 제3 주파수 대역 신호는 50옴의 λ/4 전송선로(250)에 의해 다이플렉서(220)를 무한대 임피던스에 가까운 높은 임피던스로 바라보게 된다. 따라서, 트리플 밴드 안테나(210)를 통해 수신되는 제3 주파수 대역 신호는 모두 GPS SAW 필터(260)로 입력된다.

상기한 바와 같이, 제1 및 제2 스위치(240, 270)와 매칭부(230)를 이용하여 제1 및 제2 주파수 대역 신호를 처리하는 다이플렉서(220)와 제3 주파수 대역 신호를 처리하는 GPS SAW 필터(260)를 분리하는 방식으로 트리플렉서(200)를 구성하는 경우, 각각의 필터 특성이 상대 주파수 대역의 특성에 영향을 미치지는 것을 방지할 수 있음은 물론, 종래 두개의 다이플렉서를 사용하여 트리플렉서를 구성함에 있어 발생하는 삽입손실을 방지할 수 있다

한편, 이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 처리하는 다이플렉서와 제3 주파수 대역의 신호를 처리하는 대역 통과 필터를 스위치를 통해 트리플 밴드 안테나 단에 연결시킴으로써, 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호를 효과적으로 분리할 수 있음은 물론, 상대 대역의 주파수 특성에 영향을 주지 않으면서 삽입손실의 특성을 우수하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 처리하는 다이플렉서와 제3 주파수 대역의 신호를 처리하는 대역 통과 필터를 스위치와 매칭회로를 이용하여 효과적으로 분리할 수 있음으로써, 상대 대역의 주파수 특성에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있음은 물론 삽입손실이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (7)

1. 트리플 밴드 안테나를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 분리하는 다이플렉서;

   상기 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 제3 주파수 대역의 신호를 통과시키는 필터;

   상기 트리플 밴드 안테나와 상기 다이플렉서 사이에 접속되어, 외부의 스위칭 제어신호에 따라 상기 트리플 밴드 안테나 및 상기 다이플렉서를 접속시키는 제1 스위치; 및

   상기 트리플 밴드 안테나 및 상기 제1 스위치의 접속점과 상기 필터 사이에 접속되어, 외부의 스위칭 제어신호에 따라 상기 트리플 밴드 안테나와 상기 필터를 접속시키되, 상기 제1 스위치와는 서로 반대되게 동작되는 제2 스위치;를 포함하여 이루어진 트리플렉서.
2. 트리플 밴드 안테나를 통해 수신되는 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 신호를 분리하는 다이플렉서;

   상기 제1 내지 제3 주파수 대역의 신호 중 제3 주파수 대역의 신호를 통과시키는 필터;

   상기 다이플렉서와 병렬로 연결되어, 상기 다이플렉서의 입력 임피던스를 제로 임피던스로 매칭시키는 매칭부;

   상기 다이플렉서와 상기 매칭부 사이에 접속되어, 외부의 스위칭 제어신호에 따라 상기 다이플렉서와 상기 매칭부를 접속시키는 제1 스위치;

   상기 다이플렉서의 입력단에 접속되어, 상디 다이플렉서의 입력 임피던스를 변환시키는 임피던스 변환부; 및

   상기 트리플 밴드 안테나 및 상기 임피던스 변환부의 접속점과 상기 필터 사이에 접속되어, 외부의 스위칭 제어신호에 따라 상기 트리플 밴드 안테나와 상기 필터를 접속시키되, 상기 제1 스위치와는 서로 동일하게 동작되는 제2 스위치;를 포함하여 이루어진 트리플렉서.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 필터는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)인 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제1 주파수 대역은 824 ~ 894MHz이고, 제2 주파수 대역은 1.7 ~ 1.9GHz이며, 제3주파수 대역은 1.57 ~ 1.58GHz인 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 2항에 있어서,

   상기 임피던스 변환부는 상기 제1 스위치 온시 상기 다이플렉서의 입력 임피던스를 무한대 임피던스로 변화시키는 50옴의 λ/4 전송 선로인 것을 특징으로 하는 트리플렉서.

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