KR101283202B1 - 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치 - Google Patents

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KR101283202B1
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김종국
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명에 의한 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치는 RF송수신단을 구성하는 소자들 중 어느 두개의 소자들 사이에 유입되는 잡음성분신호를 공진시켜 감쇄하는 공진기; 및 상기 공진기의 공진단에 연결되고 주파수 대역에 따라 공진주파수를 튜닝하는 가변소자를 포함하며, 상기 공진기는 링형태의 일부를 형성하고, 상기 제1소자 및 상기 제2소자와 연결되는 제1공진부; 및 상기 제1공진부와 상호 대향하게 위치되어 링형태의 다른 일부를 형성하고, 공진된 잡음성분신호를 감쇄하는 제2공진부를 포함하고, 상기 제1공진부 및 상기 제2공진부 사이에 공진 공극이 형성된다.
본 발명에 의하면, 집중소자를 이용하는 것보다 비용이 절감되고, 종래의 마이크로스트립라인 또는 집중소자형 필터보다 회로 배치 설계가 용이해지는 효과가 있으며, 다수개의 매칭회로를 구비할 필요없이 하나의 잡음신호 제거장치를 통하여 각 주파수 대역의 신호 상에서 발생되는 잡음성분을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치{Terminating device of noise signal in front-end-module}
도 1은 종래의 Tx 프론트앤드모듈의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치가 이용된 프론트앤드모듈의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예예 따른 잡음신호 제거장치의 형태 및 연결 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치의 공진 개방점을 표시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치의 공진 개방점과 상응되는 고조파주파수의 파형을 도시한 파형도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치에 가변소자가 구비된 경우를 도시한 상면도.
도 7은 본 발명의 실시에에 따른 잡음신호 제거장치에 구비되는 가변소자의 등가회로를 도시한 회로도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100, 500: 제1,2 필터 200, 600: 제1,2 전력증폭단
210, 610: 제1,2 입력매칭부 220, 620: 제1,2 구동증폭부
230, 630: 제1,2 중간매칭부 240, 640: 제1,2 전력증폭부
250, 650: 제1,2 바이어스 회로 300: 잡음신호 제거장치
310, 320: 제1,2 마이크로스트립라인 330, 340, 350: 제1,2,3 연결단
360, 370: 제1,2 가변소자 400, 700: 제1,2 듀플렉서단
410, 710: 제1,2 Tx필터 420, 720: 제1,2 Rx필터
본 발명은 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치에 관한 것이다.
현재, 널리 사용되고 있는 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), RFID(Radio Frequency IDentification) 장치와 같은 이동통신단말기에는 각종 전자소자가 내장되어 기능되고, 이들 전자소자는 PCB(Printed Circuit Board)상에 집적된 통신모듈(보통, "프론트앤드모듈(FEM: Front End Module)"이라고 지칭됨)을 이루어 구성되는 것이 일반적이다.
이러한 프론트앤드모듈은 안테나를 통하여 송출되는 최종의 RF신호를 얻기 위하여 송신부측에 전력증폭단을 구비하는데, 상기 전력증폭단은 이동통신단말기 상의 트랜시버로부터 입력된 RF신호를 증폭하고 상기 증폭된 신호를 일정하게 유지시키고 있다.
그러나, 프론트앤드모듈에는 증폭 기능을 위하여 각종 비선형 소자가 사용되 며, 이러한 비선형 소자로 인하여 고조파(harmonic) 성분의 신호가 많이 발생된다.
고조파 성분의 신호는 주변회로에 왜곡된 신호를 만들어 회로 동작에 혼선을 가져오고, 송수신 품질을 떨어뜨리는 중요 요인으로 작용된다.
일반적인 프론트앤드모듈의 구성에 대하여 간단히 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래의 Tx 프론트앤드모듈(10)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1에 의하면, 종래의 Tx 프론트앤드모듈(10)은 필터(12), 전력증폭단(14), 출력매칭단(16) 및 듀플렉서단(18)을 포함하여 이루어지는데, 필터(12)는 RF(Radio Frequency)처리단으로부터 입력되는 송신신호의 불요파성분을 제거한다.
상기 전력증폭단(14)은 입력되는 신호의 이득(gain)을 조절하여 증폭된 신호의 출력이 허용 수준을 넘지 않도록 하고, 출력신호를 허용 범위 내에서 최대 수치로 증폭시킨다.
상기 듀플렉서단(18)은 송수신 신호를 각각 분리시키는 필터단을 형성하여 송신신호는 안테나로 전달하고 수신신호는 입력신호단으로 분리하여 전달한다.
이때, 전술한 바와 같이, 상기 전력증폭단(14))에서 송신신호가 증폭되면 원주파수의 하모닉 성분(원주파수 성분의 2배, 3배, 4배 …에 해당되는 고조파주파수)이 발생되며, 이는 주변 회로의 동작에 영향을 준다.
특히, 한 번 왜곡된 신호는 다른 왜곡된 신호(다른 배수의 고조파주파수)를 유발시키게 되므로, 사전에 제거되어야 한다.
상기 출력매칭단(16)은 고조파주파수를 제거하기 위하여 전력증폭단(14)과 듀플렉서단(18) 사이에 연결되고 전력증폭단(14)의 출력신호에 포함된 고조파 성분 신호를 감쇄시키는데, 보통 커패시터, 인더터와 같은 내부소자를 이용하여 밴드패스필터로 구비된다.
이와 같은 종래의 프론트앤드모듈은 전력증폭기, 듀플렉서의 단순 매칭 연결시스템으로 간단히 설계할 수 있고, 내부소자 및 와이어 본딩을 통하여 2차 고조파 성분을 용이하게 제거할 수 있다는 장점이 있으나, 2차 이상의 n차 고조파 성분 성분을 제거하기 위해서는 필요로 되는 소자의 개수가 증가되고 회로 배치가 복잡해지며, 비용이 증가된다는 단점이 있다.
또한, 1900MHz 대역을 사용하는 PCS 신호와 800MHz 대역을 사용하는 DCN 신호, 그리고 900 MHz 대역을 사용하는 GSM 신호와 같은 다중 대역 신호를 하나의 통신모듈에서 처리하는 프론트앤드모듈이 개발되고 있는데, 이러한 프론트앤드모듈에는 각 신호대역을 처리하는 송수신단이 개별적으로 구비된다.
따라서, 전술한 대로 고조파성분의 신호를 제거하기 위한 매칭단 회로 역시 각각의 회로에 구비되어야 하며, 이는 프론트앤드모듈의 크기를 최소화하는데 큰 제약으로 인식되고 있다.
본 발명은 집중소자를 이용하지 않고 마이크로스트립라인과 같은 분포소자를 이용하여 프론트앤드모듈의 송수신단 상에서 효율적으로 고조파 성분의 신호를 제거할 수 있고, 그 크기가 최소화되어 회로 배치가 용이하며, 각 소자와의 연결단 위치를 변경하는 것으로도 다양한 차수(배수)의 잡음(고조파) 성분의 신호를 제거 할 수 있는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, PCS, DCN, GSM과 같은 다양한 주파수 대역의 신호를 하나의 프론트앤드모듈에서 처리함에 있어서, 공진주파수를 해당 신호의 주파수 대역에 따라 튜닝시킴으로써 여러 개로 구비될 필요없이 각 주파수 대역 상에서의 잡음 성분의 신호를 제거할 수 있는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치를 제공한다.
본 발명에 의한 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치는 RF송수신단을 구성하는 소자들 중 어느 두개의 소자들 사이에 유입되는 잡음성분신호를 공진시켜 감쇄하는 공진기; 및 상기 공진기의 공진단에 연결되고 주파수 대역에 따라 공진주파수를 튜닝하는 가변소자를 포함한다.
또한, 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치의 상기 공진기는 링형태의 일부를 형성하고, 상기 제1소자 및 상기 제2소자와 연결되는 제1공진부; 및 상기 제1공진부와 상호 대향하게 위치되어 링형태의 다른 일부를 형성하고, 공진된 잡음성분신호를 감쇄하는 제2공진부를 포함하고, 상기 제1공진부 및 상기 제2공진부 사이에 공진 공극이 형성된다.
되는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치의 상기 공진기 및 상기 가변소자는 DCS 대역의 주파수신호를 처리하는 회로단, PCS 대역의 주파수신호를 처리하는 회로단, GSM 대역의 주파수신호를 처리하는 회로단 중 두개 이상의 회로단과 연결되고, 상기 가변소자는 상기 대역의 주파수신호에 따라 공진주파수를 튜닝하며, 상기 공진기는 상기 공진주파수에 따른 잡음성분신호를 공진시 켜 감쇄시킨다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치에 대하여 상세히 설명하는데, 상기 잡음신호 제거장치는 다중대역신호를 처리하는 이동통신단말기의 프론트앤드모듈에 사용되는 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 PCS 대역 및 DCN 대역의 신호를 처리하는 프론트앤드모듈을 예로 들어 설명하기로 한다.
그러나, 본 발명에 의한 잡음신호 제거장치는 상기 두개의 대역 이외에 다른 대역의 신호들이 2개 이상으로 조합되어 처리되는 프론트앤드모듈에 사용될 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 본 발명에 의한 잡음신호 제거장치가 처리할 수 있는 주파수 대역으로는, PCS, DCN, GSM, DCS 등을 들 수 있는데, DCN(Digital Cellular Network)은 800 MHz 대역의 주파수를 사용하고, GSM(Global Systems for Mobile communication)은 900 MHz 대역으로서, 유럽을 포함한 기타 지역에서 광범위하게 사용되고 있으며, 시분할 다중접속(TDMA: Time Division Multiple Access) 방식을 이용한 디지털 이동통신 시스템이 사용된다.
또한, DCS(Digital Cellular System)는 CDMA(Code Division Multiple Access; 코드 분할 다중접속방식)방식 또는 TDMA(Time Division Multiple Access; 시 분할 다중접속방식)방식으로 콜센터와 접속하여 통신 서비스를 제공하는 기술로서 1800 MHz 대역의 주파수를 사용하고, PCS(Personal Communication service)는 1750∼1910 MHz의 주파수 신호(한국형 PCS(K-PCS) 밴드는 1750MHz∼1780MHz의 송신 대역과 1840MHz∼1870MHz의 수신대역을 포함하고, 미국형 PCS(US-PCS) 밴드는 1850MHz∼1910MHz의 송신대역과 1930MHz∼1990MHz의 수신대역을 포함함)를 처리하는 통신 기술이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치(300)가 이용된 프론트앤드모듈(1000)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치(300)가 이용된 프론트앤드모듈(1000)은 크게 PCS 대역의 신호를 처리하는 회로(이하, "PCS신호처리회로"라 함)와 DCN 대역의 신호를 처리하는 회로(이하, "DCN신호처리회로"라 함)로 구분되는데, 도 2에서 각각의 회로는 송신측(Tx) 회로만으로 도시되어 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 잡음신호 제거장치(300)는 고조파(Harmonic) 성분의 신호를 제거하는 것으로서, 고조파 성분의 신호는 송신단, 특히 전력증폭단에서 많이 발생되므로 설명상의 편의를 위하여 송신측 회로만을 표시한 것이다.
그러나, 본 발명에 의한 잡음신호 제거장치(300)는 프론트앤드모듈(1000)을 구성하는 회로의 어느 부분이라도 위치되어 잡음성분을 제거할 수 있음에 유의하여야 한다.
상기 PCS신호처리회로와 DCN신호처리회로는 처리하는 신호의 종류가 상이할 뿐 구성요소는 동일하므로, 두 회로를 함께 설명하기로 한다.
상기 PCS신호처리회로와 DCN신호처리회로는 각각 제1,2 필터(100, 500), 제1,2 전력증폭단(200, 600), 잡은신호 제거장치(300) 및 제1,2 듀플렉서단(400, 700)을 포함하여 이루어지며, 상기 제1전력증폭단(200)과 제2전력증폭단(600)은 각 각 제1,2 입력매칭부(210, 610), 제1,2 구동증폭부(DA: Driver Amplifier)(220, 620), 제1,2 중간매칭부(230, 630), 제1,2 전력증폭부(PA: Power Amplifier)(240, 640) 및 제1,2 바이어스회로(250, 650)로 구성된다.
또한, 상기 제1듀플렉서단(400)과 제2듀플렉서단(700)은 각각 제1,2 Tx필터(410, 710)와 제1,2 Rx필터(420, 720)를 포함하여 구성된다.
우선, 상기 제1,2 필터(100, 500)는 RF(Radio Frequency)처리단(도시되지 않음)으로부터 입력되는 PCS, DCN 송신신호의 불요파를 제거하고, 상기 제1,2 입력매칭부(210, 610)는 제1,2 필터(100, 500)로부터 입력되는 신호의 손실을 보상하기 위한 회로이다.
또한, 상기 제1,2 전력증폭단(200, 600)의 제1,2 중간매칭부(230, 630)는 제1,2 구동증폭부(220, 620) 및 제1,2 전력증폭부(240, 640) 사이의 입력손실을 보상해주는 역할을 수행한다.
즉, 상기 제1,2 입력매칭부(210, 610)와 제1,2 중간매칭부(230, 630)는 각각 제1,2 필터(100, 500), 제1,2 구동증폭부(220, 620), 제1,2 전력증폭부(240, 640) 사이의 입력 임피던스와 출력 임피던스를 정합시켜 전력을 매칭시키는데, 가령, 상기 제1,2 전력증폭부(240, 640)는 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio) 규정에 따라 선형적 특성 내에서 출력을 최대한으로 증폭시킨다.
상기 제1,2 바이어스회로(250, 660)는 제1,2 구동증폭부(220, 620)와 제1,2 전력증폭부(240, 640)로 바이어스 전압을 제공하여 각 증폭부를 구동시킨다.
상기 제1,2 전력증폭부(240, 640)에서 송신신호가 처리되면서 원주파수의 하 모닉 성분(원주파수 성분의 2배, 3배, 4배 …에 해당되는 고조파주파수)이 발생되는데, 이러한 고조파주파수는 와이어 본딩 등의 영향으로 인접 회로단에 영향을 미치고, 비선형적 특성을 가지므로 상기 제1,2 듀플렉서단(400, 700)에 혼선을 가져온다. 따라서 전체 프론트앤드모듈의 송수신 기능에 악영향을 초래하게 된다.
상기 잡음신호 제거장치(300)는 제1,2 전력증폭단(200, 600)과 제1,2 듀플렉서단(400, 700)간의 신호를 각각 전달하면서 고조파주파수 성분을 공진시키고, 고조파 주파수 성분은 공진기(300)가 가지는 저항 성분에 의하여 감쇄된다.
상기 제1,2 듀플렉서단(400, 700)은 각각 제1,2 Tx필터(410, 710)와 제1,2 Rx필터(420, 720)를 구비하고, 제1,2 전력증폭단(200, 600)에서 증폭된 송신신호를 분리하여 안테나로 전달하거나 안테나로부터 전달되는 수신신호를 분리하는 기능을 수행한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치(300)에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예예 따른 잡음신호 제거장치(300)의 형태 및 연결 구조를 도시한 도면이다.
도 3에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치(300)는 두 개의 반원형 마이크로스트립라인(이하에서, 각각 "제1마이크로스트립라인"과 "제2마이크로스트립라인"이라 한다)(310, 320)으로 이루어지는데, 제1마이크로스트립라인(310)은 두 개의 연결단(이하에서, "제1연결단", "제2연결단"이라 한다)(330, 340)을 구비하여 PCS신호처리회로와 DCN신호처리회로와 연결된다.
즉, 제1마이크로스트립라인(310)의 제1연결단(330)은 제1전력증폭부(240)와 제1Tx필터(410)와 연결되고, 제2연결단(340)은 제2전력증폭부(640)와 제2Tx필터(710)와 연결된다.
또한, 제2마이크로스트립라인(320) 역시 연결단(이하에서, "제3연결단"이라 한다)(350)을 구비하고, 제3연결단(350)은 저항(R)을 통하여 격리단과 연결된다.
이러한 구조를 통하여, 제1마이크로스트립라인(310)과 제2마이크로스트립라인(320)은 PCS신호 또는 DCN신호 상에 유입된 고조파 성분을 공진시키고 공진된 고조파 성분의 신호는 저항(R)을 통하여 제거된다.
이때, 제1마이크로스트립라인(310)과 제2마이크로스트립라인(320)은 상호 대향하게 위치되고 각각의 양 끝단이 간격(이하에서, "공진 공극"이라 한다)(a1, a2)을 두어 인접됨으로써 전체적으로 링구조를 형성하고 있는데, 공진 공극(a1, a2)에는, 주파수 대역에 따라 공진주파수를 튜닝하는 가변소자(이하, "제1가변소자", "제2가변소자"라 함)가 각각 연결된다.
상기 제1가변소자(360; 도 6 참조)와 제2가변소자(370)는 정전용량 가변소자로서, 배랙터(Varactor) 다이오드로 구비될 수 있으며, 이렇게 가변소자(360, 370)에 의하여 공진주파수가 튜닝됨으로써 경우에 따라 PCS 대역 또는 DCN 대역 상에서의 고조파 성분신호가 선택적으로 제거될 수 있다.
상기 제1마이크로스트립라인(310)과 제2마이크로스트립라인(320)은 동일한 길이로서, 상기 링을 이분하는 구조를 가지며, 상기 공진 공극은 200 μm 내지 300 μm 사이의 이격 거리(a2)를 가지고, 도 3에 도시된 것처럼 엔드 갭 커플링(end gap coupling) 구조(a1)로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 잡음신호 제거장치의 마이크로스트립라인들(310, 320)이 원형의 링구조를 형성하는 것으로 하였으나, 다각형 구조를 가질 수 있으며, 다각형 구조를 가지는 경우 원형 구조를 통하여 계산된 원주 길이와 동일한 길이를 가짐으로써 동일한 차수의 고주파성분을 제거할 수 있다.
상기 마이크로스트립라인들(310, 320)의 길이는 제거하고자 하는 고조파 주파수의 차수와 대역의 종류에 따라 결정되며, 다음과 같은 수식에 의하여 계산될 수 있다.
2πr = nλg
여기서, "r"은 제1마이크로스트립라인(310)과 제2마이크로스트립라인(320)이 형성하는 링의 반지름을 의미하고, "n"은 고조파주파수의 차수를 의미하며, "λg"은 송신신호(PCS 또는 DCN)의 파장을 의미한다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에서 제1,2 가변소자(360, 370)가 튜닝됨에 따라 PCS신호가 처리되고, 4차 성분의 고조파주파수가 공진된다고 가정하면, 상기 수학식 1은 다음과 같이 정리되어 상기 링의 반지름을 계산할 수 있다.
Figure 112006032116856-pat00001
λg = c÷f÷
여기서, "c"는 전파속도를 의미하고, "f"는 송신신호의 주파수를 의미하여, "Er"은 비유전율을 의미한다.
상기 수학식 2를 수학식 1에 대입하면, 다음의 수학식 3이 도출된다.
Figure 112006032116856-pat00002
r = nc÷2πf÷
상기 수학식 3에, "n=2, c=3×108, f=2×109(계산의 편의를 위하여, PCS 대역이 약 2 GHz인 것으로 가정함)을 대입하면, 상기 링의 반지름은 약 2.3 cm로 계산된다.
따라서, 상기 잡음신호 제거장치(300)의 마이크로스트립라인들(310, 320)이 형성하는 원의 반지름은 약 2.3 cm이고, 제1마이크로스트립라인(310)으로 흐른 PCS신호의 고조파 성분이 공진되어 제2마이크로스트립라인(320)으로 전달되고, 고조파 성분은 감쇄되어 제1듀플렉서단(400)으로 전달되지 않게 된다.
이때, 제1마이크로스트립라인(310)과 제2마이크로스트립라인(320)에 제1연결단(330), 제2연결단(340), 제3연결단(350)이 연결되는 위치는 이동될 수 있는 것으로서, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치(300)의 공진 개방점(f1 내지 f5)을 표시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치(300)의 공진 개방점(f1 내지 f5)과 상응되는 고조파주파수의 파형을 도시한 파형도이다.
도 4에 의하면, 각각의 마이크로스트립라인(310, 320)에 총 5개의 공진 개방 점(f1, f2, f3, f4, f5)이 표시되어 있는데, 마이크로스트립라인(310, 320)의 양 끝단(f1, f5)은 도 5에 도시된 바와 같이 고조파주파수의 최대 전계세기의 기준점(주기의 시작과 끝)으로 작용한다.
또한, 마이스크로스트립라인(310, 320)의 절반에 해당되는 위치(f3)는 2차 성분 고조파주파수의 경우 두번째 최대 전계세기에 해당되고, 4차 성분 고조파주파수의 경우 세번째 최대 전계세기에 해당된다.
그리고, 절반을 다시 이분한 f2, f4의 위치에는 4차 성분 고조파주파수의 경우 두번째와 네번째 최대 전계세기의 공진 개방점이 형성된다.
따라서, 가령 PCS 대역에서 2차 성분의 고조파주파수를 감쇄하려는 경우, 제1연결단(330)과 제3연결단(350)은 각각 제1마이크로스트립라인(310)과 제2마이크로스트립라인(320)의 f3 위치에 연결되어야 하고, 4차 성분의 고조파주파수를 감쇄하려는 경우, 제1연결단(330)과 제2연결단(350)은 각각 제1마이크로스트립라인(310)과 제2마이크로스트립라인(320)의 f2 또는 f4 위치에 연결되어야 한다.
즉, 각 연결단(330, 340, 350)은 마이크로스트립라인(310a, 320a)의 길이를 고조파주파수의 차수로 나누어 설정된 공진 개방점(f1, f2, f3, f4 또는 f5)의 위치에 연결되며, 이와 같이 공진 개방점의 위치를 변경함으로써 본 발명에 의한 잡음신호 제거장치(300)는 다양한 차수의 고조파주파수를 감쇄시킬 수 있게 된다.
본 발명은, PCS 대역과 DCN 대역의 고조파 성분 신호를 선택적으로 제거하는 것을 목적으로 하므로, 제1연결단(330)은 제1마이크로스트립라인(310)의 f2 지점에 연결되고, 제2연결단(340)은 제1마이크로스트립라인(310)의 f4 지점에 연결된다.
그리고, 제3연결단(350)은 제2마이크로스트립라인(320)의 f3 지점에 연결되는데, 이렇게 각 연결단(330, 340, 350)의 위치가 조정되고, 제1,2 가변소자(360, 370)의 정전용량이 조정됨에 따라 원하는 주파수 대역에서, 원하는 차수의 고조파 성분 신호를 공진/제거시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 의한 프론트앤드모듈(1000)이 적층기판에 형성되는 경우, 잡음신호 제거장치(300)는 내층에 위치되고, 제1,2 전력증폭단(200, 600)과 제1,2 듀플렉서단(400, 700)은 상층(top layer)에 위치되므로, 비아홀을 통하여 상호 연결되는 구조를 가지는 것이 사이즈를 최소화하는데 유리하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 잡음신호 제거장치(300)에 가변소자(360, 370)가 구비된 경우를 도시한 상면도이고, 도 7은 본 발명의 실시에에 따른 잡음신호 제거장치(300)에 구비되는 가변소자(360, 370)의 등가회로를 도시한 회로도이다.
도 6을 참조하면, 배랙터 다이오드로 구비되는 제1가변소자(360)와 제2가변소자(370)가 제1마이크로스트립라인(310)과 제2마이크로스트립라인(320)이 이루는 제1공진공극(a1)과 제2공진공극(a2)에 각각 연결되어 있는 형태를 볼 수 있는데, 제1가변소자(360)는 제1마이크로스트립라인(310)측으로부터 제2마이크로스트립라인(320)의 방향으로 극성을 이루고, 제2가변소자(370)는 제2마이크로스트립라인(320)으로부터 제1마이크로스트립라인(310)의 방향으로 극성을 이룬다.
이렇게 가변소자들(360, 370)이 구비됨에 따라 마이크로스트립라인들(310, 320)이 이루는 공진 구조에 있어서, 주파수 선택의 폭이 보다 넓어지고, 주파수 대 역 자체를 가변시킬 수 있게 된다.
도 7에 의하면, 제1,2 가변소자(360, 370)는 제1코일(361, 371), 제2코일(364, 374), 제3코일(362, 372), 저항(363, 373), 제1커패시터(366, 376), 제2커패시터(367, 377), 가변 커패시터(365, 375)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1커패시터(366, 376), 제2커패시터(367, 377), 가변 커패시터(365, 375)가 병렬 회로를 구성함으로써 미세한 정전용량의 조정이 용이해지고, 가변 커패시터(365, 375)에는 저항(363) 제2코일(364, 374)이 직렬로 연결되어 가변된 정전 용량을 안정화시킨다.
그리고, 상기 병렬회로의 양단에는 제1코일(361, 371)과 제3코일(362, 372)이 직렬로 연결되어 병렬로 연결된 커패시터단 전체의 임피던스를 매칭시키는 구조를 이룬다.
이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의한 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치에 의하면, 공진기 개방 점의 위치를 변경시켜 원하는 잡음(고조파) 성분의 신호를 제거할 수 있으므로 집중소자를 이용하는 것보다 비용이 절감되고, 공진 공극, 내부 층구조, 반지름 및 길이의 조정을 통하여 종래의 마이크로스트립라인 또는 집중소자형 필터보다 회로 배치 설계가 용이해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 하나의 프론트앤드모듈에서 여러 주파수 대역의 신호를 처리함에 있어서, 다수개의 매칭회로를 구비할 필요없이 하나의 잡음신호 제거장치를 통하여 각 주파수 대역의 신호 상에서 발생되는 잡음성분을 제거할 수 있으므로, 공정의 단순화, 생산 비용의 절감을 꾀할 수 있고, 여러 지역(국가)에서 사용가능하면서도 그 크기가 최소화되는 이동통신단말기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. RF송수신단을 구성하는 소자들 중 어느 두개의 소자들 사이에 유입되는 잡음성분신호를 공진시켜 감쇄하는 공진기; 및
    상기 공진기의 공진단에 연결되고 주파수 대역에 따라 공진주파수를 튜닝하는 가변소자를 포함하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가변소자는
    정전용량 가변소자인 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 가변소자는
    배랙터(Varactor) 다이오드인 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 어느 두개의 소자들은 제1소자 및 제2소자를 포함하고,
    상기 공진기는 링형태의 일부를 형성하고, 상기 제1소자 및 상기 제2소자와 연결되는 제1공진부; 및 상기 제1공진부와 상호 대향하게 위치되어 링형태의 다른 일부를 형성하고, 공진된 잡음성분신호를 감쇄하는 제2공진부를 포함하고,
    상기 제1공진부 및 상기 제2공진부 사이에 공진 공극이 형성되는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제1공진부 및 상기 제2공진부는
    마이크로스트립 라인으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1공진부 및 상기 제2공진부는 동일한 길이를 가지며, 제거하고자 하는 고조파에 따라 상기 소자들이 연결되는 공진 개방점이 선택되는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 공진 공극은
    엔드 갭 커플링(end gap coupling) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 공진기는
    원형 또는 다각형 구조의 링형태를 가지는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 공진 공극은
    적어도 200 μm 이상의 이격 거리를 가지는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  10. 제 4항에 있어서, 상기 공진 공극은
    적어도 300 μm 이내의 이격 거리를 가지는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 공진 개방점은
    제거하고자 하는 고조파의 차수로 상기 제1공진부 또는 상기 제2공진부의 길이를 나누어 설정되는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  12. 제 4항에 있어서, 상기 제1공진부 및 상기 제2공진부는
    "2πr=nλg(여기서, "r"은 상기 공진기가 형성하는 링의 반지름을 의미하고, "n"은 고조파주파수의 차수를 의미하며, "λg"은 송신신호의 파장을 의미함)"의 수식에 의하여 길이가 조정되는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  13. 제 4항에 있어서,
    상기 제1공진부 및 상기 제2공진부의 양끝단에 공진 공극이 형성되고,
    상기 가변소자는 상기 2개의 공진 공극에 각각 연결되며, 상기 2개의 가변소자는 상호 극성이 대칭되는 방향으로 상기 공진 공극들에 연결되는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 공진기 및 상기 가변소자는 DCS 대역의 주파수신호를 처리하는 회로단, PCS 대역의 주파수신호를 처리하는 회로단, GSM 대역의 주파수신호를 처리하는 회로단 중 두개 이상의 회로단과 연결되고,
    상기 가변소자는 상기 대역의 주파수신호에 따라 공진주파수를 튜닝하며,
    상기 공진기는 상기 공진주파수에 따른 잡음성분신호를 공진시켜 감쇄하는 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 소자들은
    전력증폭단 및 듀플렉서단인 것을 특징으로 하는 프론트앤드모듈의 잡음신호 제거장치.
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