KR100850879B1 - 저온 소성 세라믹을 이용한 안테나 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LTCC를 이용한 안테나 스위치에 관한 것으로서, 수신부 내에 형성되어 송신부 및 수신부로 송수신되는 신호를 분리하는 위상변환부의 패턴을 마이크로 스트립라인(micro stripline)으로 형성하여 스트립라인(stripline)에 비하여 상대적으로 작은 폭으로 원하는 임피던스를 구현할 수 있기 때문에 설계의 자유도가 향상될뿐만 아니라 높은 임피던스를 구현할 수 있기 때문에 Q(Quality factor)값이 증가되어 삽입 손실이 감소되는 효과가 있다.
송신부, 수신부, 스트립라인, 마이크로 스트립라인, 임피던스, 삽입손실

Description

저온 소성 세라믹을 이용한 안테나 스위치{Antenna switch using low temperature co-fired ceramic }
도1 은 종래의 기술에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치의 구조가 도시된 도면,
도2 는 본 발명에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치의 구조가 도시된 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
4: 기판 20: 본체부
20a: 캐비티 21~24: 박막
25: 커버 26: 그라운드
40: 전자부품
본 발명은 저온소성세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic, 이하 LTCC라 함)를 이용한 안테나 스위치에 관한 것으로서, 특히 송수신되는 신호의 삽입 손실이 감소되도록 하는 LTCC를 이용한 안테나 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 안테나 스위치는 다수개의 주파수대역을 가지는 신호를 송수신할 수 있도록 하는 송신부 및 수신부와, 상기 송신부 및 수신부에서 송수신되는 신호를 분리하여 격리되도록 하는 위상변환부로 이루어지고, 상기 위상변환부는 상기 송신부 및 수신부에서 송수신되는 신호사이의 위상을 변화시켜 상기 송신부 및 수신부에서 송수신되는 신호가 전기적으로 격리될 수 있도록 함으로써 송수신되는 신호를 분리하게 된다.
도1 은 종래의 기술에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치의 구조가 도시된 도면이다.
종래의 기술에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치는 다수개의 신호를 송수신할 수 있도록 하는 다수개의 송신부 및 수신부(미도시)와 상기 수신부내에 형성되며 상기 송신부 및 수신부 사이에서 송수신되는 신호의 위상을 변화시켜 송수신되는 신호를 분리하는 위상 변환부(미도시)가 패턴으로 형성되는 다수개의 박막(11~15)이 적층되어 기판(2)에 실장되는 본체부(10)와, 상기 본체부(10)의 일면에 표면 실장되는 전자부품(17)으로 구성되고, 상기 전자부품(17)은 패턴으로 형성하기 어려운 핀(pin)다이오드 및 칩(chip) 캐패시터등으로 이루어진다.
또한, 상기 본체부(10)는 상기 다수개의 박막(11~15) 및 전자부품(17)이 접지와 연결될 수 있도록 하는 그라운드(16)를 더 포함한다.
여기서, 상기 송신부, 수신부 및 위상변환부는 시리즈(serise) 캐패시터, 션 트(shunt) 캐패시터, 나선형(spiral) 및 굴곡형(meander)으로 이루어진 스트립라인 및 마이크로 스트립라인으로 이루어지는 나선형(spiral) 인덕터등이 상기 다수개의 박막(11~15)에 패턴으로 형성되어 상기 안테나 스위치의 역할을 수행하게 된다.
이때, 상기 위상변환부는 일반적으로 나선형(spiral)으로 이루어진 스트립라인(strip line)으로 이루어지며 상부 및 하부에 그라운드(16)가 형성된 박막(15)에 패턴으로 형성되는데, 이는 상기 위상변환부가 상기 수신부에 형성되고 상기 송신부 및 수신부가 전기적으로 충분히 격리되어야 상기 송신부 및 수신부에서 송수신되는 신호가 분리될 수 있기 때문이다.
한편, 상기 위상변환부는 다수개의 주파수대역을 가지는 신호를 송수신할 경우 주파수대역에 따라 그에 해당하는 위상변환부가 별도로 형성되며 동일한 박막에 형성된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치에서 상기 위상변환부는 상기 송신부 및 수신부에서 송수신되는 신호를 분리하기 위해 높은 임피던스가 요구되나, 스트립라인으로 위상 변환부를 구현할 경우 상기 스트립라인의 낮은 Q(Quality factor)값으로 인해 삽입 손실이 증가될 뿐만 아니라 높은 임피던스를 구현하기 위해서는 상기 스트립라인의 폭이 증가시켜야 하므로 소자의 크기가 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 안테나 스위치의 크기가 감소됨과 아울러 삽입 손실 특성 및 높은 임피던스 구현이 가능하여 송수신되는 신호의 절연성이 향상되는 LTCC를 이용한 안테나 스위치를 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치의 특징에 따르면,
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2 는 본 발명에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치의 구조가 도시된 도면이다.
본 발명에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치는 반도체 기판(4)과, 상기 반도체 기판(4)에 위치되며 다수개의 주파수대역을 가지는 신호를 송수신할 수 있도록 하는 다수개의 송신부 및 수신부(미도시)와 상기 다수개의 송신부 및 수신부로 송수신되는 신호를 분리하는 위상변환부(미도시)가 패턴으로 형성되는 다수개의 박막(21~24)이 적층되어 형성되는 본체부(20)와, 상기 본체부(20)의 일면에 실장되는 전자부품(40)으로 구성된다.
여기서, 상기 송신부, 수신부 및 위상변환부는 시리즈(serise) 캐패시터, 션트(shunt) 캐패시터, 굴곡형(meander) 및 나선형(spiral)으로 이루어지는 스트립라인(stripline) 및 마이크로 스트립라인(micro stripline)으로 이루어지는 나선형(spiral) 형태의 인덕터등이 상기 다수개의 박막(21~24)에 패턴으로 형성된다.
상기 전자부품(40)은 패턴으로 형성하기 어려운 핀(pin)다이오드 및 칩(chip)캐패시터등을 의미하고, 상기 반도체 기판(4)과 상기 본체부(20)사이에 캐비티(cavity)를 형성하고 상기 본체부(20)에 표면실장하며, 상기 전자부품(40)과 대향되는 반도체 기판(4)에는 그라운드(26)가 형성된다.
또한, 상기 위상변환부를 상기 본체부(10)의 최상위층에 형성하여 상기 위상변환부가 형성되는 박막(24)과 그 박막(24) 이외의 박막(21,22,23)과 적층되는 면에 그라운드(26)를 형성하고, 다른 면에는 커버(25)를 형성하여 상기 그라운드(26)가 형성되는 부분이 적어져 구조가 간소화된다.
그리고, 상기 위상변환부는 나선형(spiral) 형태의 마이크로 스트립라인(micro stripline)으로 이루어지는 인덕터로 형성되는데, 상기 위상변환부는 전기적으로 충분히 격리되어야 상기 송신부 및 수신부로 송수신되는 신호의 분리가 용이해지기 때문에 상기 위상변환부는 그라운드(26)로 다른 패턴들과 분리되게 되며, 상기 마이크로 스트립라인(micro stripline)의 형태는 요구되는 바에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 위상변환부를 스트립라인(strip line)이 아닌 마이크로 스트립라인(micro stripline)으로 형성하게 되면 상기 스트립라인(stripline)으로 형성되었을 경우에 비하여 상대적으로 작은 폭을 가지며 높은 임피던스를 구현할 수 있게 된다.
예를 들어, 상기 위상변환부에서 50옴(ohm)의 임피던스를 구현할 경우 상기 스트립라인(stripline)은 100um 이상의 폭을 가져야하며, Q(Quality factor)값이 감소되어 삽입 손실이 증가하게 되나, 상기 마이크로 스트립라인(micro stripline)은 100um 이하의 폭에서도 구현 가능하기 때문에 임피던스 구현을 위해 소모되는 면적이 감소되어 설계의 자유도가 증가되고 안테나 스위치의 Q(Quality factor)값이 증가되어 삽입 손실이 감소하게 되는 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 LTCC를 이용한 안테나 스위치는 수신부내에 형성되며 송신부 및 수신부로 송수신되는 신호를 분리하는 위상변환부의 패턴을 마이크로 스트립라인(micro stripline)으로 형성하여 스트립라인(stripline)에 비하여 상대적으로 작은 폭으로 원하는 임피던스를 구현할 수 있기 때문에 설계의 자유도가 향상될뿐만 아니라 높은 임피던스를 구현할 수 있기 때문에 Q(Quality factor)값이 증가되어 삽입 손실이 감소되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 위치되며 다수개의 박막이 적층되는 본체부를 포함하고,
    상기 본체부는,
    하단부와 상기 반도체 기판 사이에 전자 부품이 실장되는 캐비티;
    상기 다수개의 박막에 형성된 패턴을 포함하고 다수개의 주파수 대역을 가지는 신호를 송수신하는 송신부 및 수신부; 및
    마이크로 스트립라인으로 형성되며 상기 본체부의 상단부에 형성되고, 상기 송신부 및 수신부 상단에 위치하는 위상변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 소성 세라믹을 이용한 안테나 스위치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 기판은 상기 본체부에 실장되는 전자부품과 대향되는 위치에 형성되는 그라운드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 소성 세라믹을 이용한 안테나 스위치.
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