KR101074616B1 - 임피던스 정합회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2개의 회로들 사이에서 상호간의 임피던스를 정합하여 반사손실이 발생되지 않도록 하는 임피던스 정합회로에 관한 것으로서 일측단자가 제 1 단자에 공통으로 접속된 커패시터 및 인덕터와, 커패시터의 타측단자와 접지의 사이에 접속되는 제 1 RF 스위치와, 커패시터의 타측단자와 제 2 단자의 사이에 접속되는 제 2 RF 스위치와, 인덕터의 타측단자와 접지의 사이에 접속되는 제 3 RF 스위치와, 인덕터의 타측단자와 제 2 단자의 사이에 접속되는 제 4 RF 스위치를 포함하는 것으로서 RF 스위치들의 절환상태에 따라 인덕턴스 영역 또는 커패시턴스 영역에서 동작하여 임피던스를 정합한다.
임피던스, 정합, 매칭, 스위치, 커패시턴스 영역, 인덕턴스 영역,

Description

임피던스 정합회로{Impedance matching circuit}
본 발명은 임피던스 정합회로에 관한 것이다.
일반적으로 소정의 동작을 수행하는 RF(Radio Frequency) 회로들의 사이나 다이플렉서와 안테나의 사이를 비롯하여 2개의 회로를 연결할 경우에 그 2개의 회로들 사이에는 상호간의 임피던스를 정합하여 반사손실이 발생되지 않도록 하는 임피던스 정합회로가 구비되어 있다.
상기 임피던스 정합회로는 여러 가지가 알려져 있다. 그러나 상기한 정합회로들은 인덕턴스 영역 또는 커패시턴스 영역에서 임피던스를 정합시키는 고정형이다.
그러므로 2개의 회로를 연결할 경우에 특정의 임피던스 정합회로를 새로 개발하여 2개의 회로를 연결해야 되었다.
그러므로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인덕턴스 영역 및 커패시턴스 영역에서 선택적으로 동작하여 임피던스를 정합시키는 임피던스 정합회로를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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본 발명의 임피던스 정합회로의 다른 실시 예는 일측단자가 제 1 단자에 공통으로 접속된 커패시터 및 인덕터와, 상기 커패시터의 타측단자에 가동단자가 접속되어 일측 고정단자가 접지에 접속되고, 타측 고정단자가 제 2 단자에 접속되는 제 11 스위치와, 상기 인덕터의 타측단자에 가동단자가 접속되어 일측 고정단자가 접지에 접속되고, 타측 고정단자가 상기 제 2 단자에 접속되는 제 12 스위치를 포함한다.
상기 제 11 스위치 및 제 12 스위치는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스위치 또는 RF(Radio Frequency) 스위치이다.
또한 상기 제 11 스위치 및 제 12 스위치는 RF(Radio Frequency) 스위치이다.
그리고 상기 제 11 스위치의 가동단자가 일측 고정단자에 접속될 경우에 상기 제 12 스위치는 가동단자가 타측 고정단자에 접속되고, 상기 제 11 스위치의 가동단자가 타측 고정단자에 접속될 경우에 상기 제 12 스위치는 가동단자가 일측 고정단자에 접속된다.
본 발명의 임피던스 정합회로에 따르면, 복수의 스위치들의 절환 상태에 따라 제 1 단자와 접지의 사이에 커패시터가 연결되고, 제 1 단자와 제 2 단자의 사이에 인덕터가 연결되어 인덕턴스 영역에서 동작하거나 또는 제 1 단자와 접지의 사이에 인덕터가 연결되고, 제 1 단자와 제 2 단자의 사이에 커패시터가 연결되어 커패시턴스 영역에서 동작한다.
그러므로 본 발명은 인덕턴스 영역 또는 커패시턴스 영역에서 선택적으로 동작하여 임피던스를 정합할 수 있다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
도 1은 본 발명의 임피던스 정합회로의 일 실시 예의 구성을 보인 도면이다.
여기서, 부호 100은 제 1 단자이고, 부호 110은 제 2 단자이다.
예를 들면, 2개의 회로를 연결할 경우에 상기 제 1 단자(100)에는 제 1 회로의 출력단자가 접속되고, 상기 제 2 단자(110)에는 제 2 회로의 입력단자가 접속될 수 있다. 또한 상기 제 1 단자(100)에는 제 2 회로의 출력단자가 접속되고, 상기 제 2 단자(110)에는 제 1 회로의 입력단자가 접속될 수 있다.
상기 제 1 단자(100)에는 커패시터(C) 및 인덕터(L)의 일측 단자가 공통 접속된다.
상기 커패시터(C) 및 인덕터(L)의 타측단자는 각각 제 1 RF(Radio Frequency) 스위치(SW1) 및 제 3 RF 스위치(SW3)를 통해 접지에 접속된다.
또한 상기 커패시터(C) 및 인덕터(L)의 타측단자는 각각 제 2 RF 스위치(SW2) 및 제 4 RF 스위치(SW4)를 통해 상기 제 2 단자(110)에 접속된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 제 1 및 제 4 RF 스위치(SW1, SW4)가 접속될 경우에 제 2 및 제 3 RF 스위치(SW2, SW3)는 개방되고, 제 1 및 제 4 RF 스위치(SW1, SW4)가 개방될 경우에 제 2 및 제 3 RF 스위치(SW2, SW3)는 접속되면서 커패시터(C) 및 인덕터(L)들 중에서 하나 소자는 제 1 단자(100)와 접지의 사이에 연결되게 하고, 다른 하나의 소자는 제 1 단자(100)와 제 2 단자(110)의 사이에 연결되게 한다.
예를 들면, 제 1 RF 스위치(SW1) 및 제 4 RF 스위치(SW4)를 접속시키고, 제 2 RF 스위치(SW2) 및 제 3 RF 스위치(SW3)를 개방시키면, 도 2a에 도시된 바와 같이 제 1 단자(100)와 접지의 사이에 커패시터(C)가 연결되고, 제 1 단자(100)와 제 2 단자(110)의 사이에는 인덕터(L)가 직렬 연결된다.
그러면, 본 발명의 임피던스 정합회로는 도 3a에 도시된 바와 같이 스미스 챠트의 상반구 즉, 인덕턴스의 영역에서 동작하여 제 1 단자(100) 및 제 2 단자(110)에 연결된 두 회로의 임피던스를 정합하게 된다.
그리고 제 1 RF 스위치(SW1) 및 제 4 RF 스위치(SW4)를 개방시키고, 제 2 RF 스위치(SW2) 및 제 3 RF 스위치(SW3)를 접속시키면, 도 2b에 도시된 바와 같이 제 1 단자(100)와 접지의 사이에 인덕터(L)가 연결되고, 제 1 단자(100)와 제 2 단자(110)의 사이에는 커패시터(C)가 직렬 연결된다.
그러면, 본 발명의 임피던스 정합회로는 도 3b에 도시된 바와 같이 스미스챠트의 하반구 즉, 커패시턴스의 영역에서 동작하여 제 1 단자(100) 및 제 2 단자(110)에 연결된 두 회로의 임피던스를 정합하게 된다.
여기서, 상기 도 3a 및 도 3b는 5pF의 용량을 가지는 커패시터(C)와 10mH의 인덕턴스를 가지는 인덕터(L)를 사용하였을 경우를 예로 들어 임피던스 특성을 도시한 것이다.
이러한 본 발명은 제 1 내지 제 4 RF 스위치(SW1∼SW4)의 조작에 따라 인덕턴스 영역 또는 커패시턴스 영역에서 동작하는 가변형이다. 그러므로 고정형의 임피던스 정합회로에 비하여 임의의 임피던스로부터 임피던스 정합이 가능한 구간을 크게 확장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 임피던스 정합회로의 다른 실시 예의 구성을 보인 도면이 다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예를 하나의 가동단자와 2개의 고정단자를 구비하는 2개의 RF 스위치(SW11, SW12)를 사용한다.
즉, 본 발명의 다른 실시 예는 커패시터(C)의 타측단자에 제 11 RF 스위치(SW11)의 가동단자가 접속되고, 제 11 RF 스위치(SW11)의 일측 고정단자(a11)는 접지에 접속되며, 제 11 RF 스위치(SW11)의 타측 고정단자(b11)는 제 2 단자(110)에 접속된다.
그리고 인덕터(L)의 타측단자에 제 12 RF 스위치(SW12)의 가동단자가 접속되고, 제 12 RF 스위치(SW12)의 일측 고정단자(a12)는 접지에 접속되며, 제 12 RF 스위치(SW12)의 타측 고정단자(b12)는 제 2 단자(110)에 접속된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예는 제 11 RF 스위치(SW11)의 가동단자를 일측 고정단자(a11)에 접속시키고, 제 12 RF 스위치(SW12)의 가동단자를 타측 고정단자(b12)에 접속시킬 경우에 커패시터(C)가 제 11 RF 스위치(SW11)를 통해 접지에 연결되고, 인덕터(L)가 제 12 RF 스위치(SW12)를 통해 제 2 단자(110)에 연결된다.
그러면, 본 발명의 임피던스 정합회로는 인덕턴스의 영역에서 동작하여 제 1 단자(100) 및 제 2 단자(110)에 연결된 두 회로의 임피던스를 정합하게 된다.
그리고 제 11 RF 스위치(SW11)의 가동단자를 타측 고정단자(b11)에 접속시키고, 제 12 RF 스위치(SW12)의 가동단자를 일측 고정단자(a12)에 접속시킬 경우에 커패시터(C)가 제 11 RF 스위치(SW11)를 통해 제 2 단자(110)에 연결되고, 인덕 터(L)가 제 12 RF 스위치(SW12)를 통해 접지에 연결된다.
그러면, 본 발명의 임피던스 정합회로는 커패시턴스 영역에서 동작하여 제 1 단자(100) 및 제 2 단자(110)에 연결된 두 회로의 임피던스를 정합하게 된다.
이러한 본 발명에 있어서, 상기한 RF 스위치들 즉, 제 1 내지 제 4 RF 스위치(SW1∼SW4) 및 제 11 및 제 12 RF 스위치(SW11, SW12)로 높은 Q 값을 가지고, 낮은 삽입손실을 가지는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스위치를 사용할 수 있다.
상기 MEMS 스위치를 사용할 경우에 스위치 자체에서 발생하는 기생성분을 최소화할 수 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 두 회로들 사이에 구비되어 반사손실이 발생되지 않도록 하는 임피던스 정합회로에 관한 것으로서 복수의 스위치들의 절환 상태에 따라 인덕턴스 영역 또는 커패시턴스 영역에서 선택적으로 동작하여 임피던스를 정합한다.
도 1은 본 발명의 임피던스 정합회로의 일 실시 예의 구성을 보인 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 임피던스 정합회로의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 임피던스 정합회로의 임피던스 정합구간을 설명하기 위한 도면, 및
도 4는 본 발명의 임피던스 정합회로의 다른 실시 예의 구성을 보인 도면이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 일측단자가 제 1 단자에 공통으로 접속된 커패시터 및 인덕터;
    상기 커패시터의 타측단자에 가동단자가 접속되어 일측 고정단자가 접지에 접속되고, 타측 고정단자가 제 2 단자에 접속되는 제 11 스위치; 및
    상기 인덕터의 타측단자에 가동단자가 접속되어 일측 고정단자가 접지에 접속되고, 타측 고정단자가 상기 제 2 단자에 접속되는 제 12 스위치;를 포함하는 임피던스 정합회로.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 11 스위치 및 제 12 스위치는;
    MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스위치 또는 RF(Radio Frequency) 스위치인 임피던스 정합회로.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 11 스위치 및 제 12 스위치는;
    RF(Radio Frequency) 스위치인 임피던스 정합회로.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 11 스위치의 가동단자가 일측 고정단자에 접속될 경우에 상기 제 12 스위치는 가동단자가 타측 고정단자에 접속되고, 상기 제 11 스위치의 가동단자가 타측 고정단자에 접속될 경우에 상기 제 12 스위치는 가동단자가 일측 고정단자에 접속되는 임피던스 정합회로.
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