KR101401478B1 - Frequency Combiner using Printed Circuit Board - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)에 구성되어 고정에 유리하며, 매질이 서로 다른 PCB를 조합하여 저가에 비교적 적은 크기로 광대역 특성에 맞도록 튜닝이 가능한 인쇄 회로 기판을 이용한 주파수 결합기를 제공하기 위한 것으로서, 일 측면에 입출력 단자 및 접지면을 형성하는 제 1 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)과, 상기 제 1 인쇄회로기판에 형성된 입출력 단자 및 접지면을 소정형상의 라인으로 제 1 인쇄회로기판 면에 형성하는 스트립라인과, 상기 제 1 인쇄회로기판보다 Q 값이 높은 매질을 갖는 인쇄회로기판 상에 커패시터 패턴을 구현하고, 상기 구현된 커패시터 패턴의 전체 또는 일부가 상기 제 1 인쇄회로기판과 이격되는 위치에 고정하는 제 2 인쇄회로기판과, 상기 제 2 인쇄회로기판에 코일로 연결되는 에어 인덕터를 포함하여 구성되는데 있다.The present invention relates to a frequency synthesizer using a printed circuit board which is constituted on a printed circuit board (PCB) and is advantageous for fixing, and which can be tuned to fit a wide band characteristic at a low cost with a combination of PCBs having different media A first printed circuit board (PCB) that forms input / output terminals and a ground plane on one side, an input / output terminal formed on the first printed circuit board and a line having a predetermined shape as a ground plane A strip line formed on a surface of the first printed circuit board and a capacitor pattern formed on a printed circuit board having a medium having a higher Q value than the first printed circuit board, A second printed circuit board fixed at a position spaced apart from the printed circuit board, and an air inductor connected to the second printed circuit board by a coil Open it consists.

Description

인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기{Frequency Combiner using Printed Circuit Board}[0001] The present invention relates to a frequency combiner using a printed circuit board,

본 발명은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board : PCB)을 이용한 주파수 결합기에 관한 것으로, 특히 매질이 서로 다른 PCB를 조합하여 저가에 광대역 특성에 맞도록 튜닝이 가능한 소형의 주파수 결합기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency combiner using a printed circuit board (PCB), and more particularly, to a compact frequency combiner capable of tuning to a wide band characteristic at a low cost by combining PCBs having different media.

최근 유무선 방송 및 통신 관련 기술과 서비스가 급속도로 발전하고 이에 따라 사용자들의 제품에 대한 요구 수준도 높아져 첨단 정보통신기기 및 시스템은 다양한 기능을 갖는 동시에 휴대가 용이하도록 소형화되고 있으며, 이를 구현하기 위해 고속 디지털 시스템은 고속화, 광대역화 되고 있다. 이와 같이 첨단 기기 및 시스템의 동작 속도가 더욱 증가함에 따라 클락 주파수가 주 GHz 범위에 들어가면서 온/오픈 칩이나 패키지 혹은 다층 PCB 구조에서 발생하는 동시 스위칭 노이즈(Simultaneous Switching Noise, 이하 SSN이라 한다)에 의한 신호/전원 무결성(Signal/Power Integrity) 및 전자파 장애(Electromagnetic Interference) 문제가 고속 시스템의 칩/패키지 및 PCB 설계에서의 가장 중요한 이슈로 떠오르고 있다.Recently, wired / wireless broadcasting and communication-related technologies and services have rapidly developed and the demand level of users has increased. Therefore, the advanced information communication devices and systems have been miniaturized to be portable and have various functions. Digital systems are becoming faster and wider. As the operation speed of advanced equipment and system is increased, the clock frequency is shifted to the main GHz range and the simultaneous switching noise (SSN) generated in the on / open chip, package or multi-layer PCB structure Signal / Power Integrity and Electromagnetic Interference are emerging as the most important issues in chip / package and PCB design in high speed systems.

또한, 일반적으로 무선통신 시스템의 경우에는 서비스 사업자가 소정의 주파수대역을 할당받아 통신 서비스를 제공하게 되는데, 이때 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위하여 통상적으로 연속된 주파수 대역을 단순히 분할하여 각 서비스 사업자에게 할당하게 된다.Generally, in the case of a wireless communication system, a service provider provides a communication service by allocating a predetermined frequency band. In order to efficiently use limited frequency resources, .

이와 같이 주파수 대역을 서로 다른 통신 사업자에게 할당하는 경우에 있어서는 인접한 주파수를 사용하는 다른 통신 사업자에게 영향을 주지 않고, 또한 그 다른 통신 사업자에 의해 영향을 받지 않도록 하기 위해 자신에게 할당된 주파수 대역을 정밀하게 필터링 할 수 있는 고주파 대역통과 필터가 요구되게 된다.In the case of allocating the frequency bands to different communication carriers as described above, the frequency bands allocated to the other communication carriers are not precisely adjusted so as not to affect the other communication carriers using the adjacent frequencies and not to be influenced by the other communication carriers. A high-frequency band-pass filter capable of filtering the input signal is required.

고주파 대역통과 필터는 통상적으로 코일과 커패시터를 사용한 공지기를 이용하여 제조되어, 안테나로 수신한 전파 속에서 특정 주파수를 선택할 수 있게 된다.The high-frequency band-pass filter is usually manufactured using a known device using a coil and a capacitor, so that a specific frequency can be selected in the radio wave received by the antenna.

도 1 은 현재 일반적으로 사용되는 대역통과 필터의 회로도를 개략적으로 도시한 회로도이다. 1 is a circuit diagram schematically showing a circuit diagram of a currently used band-pass filter.

도 1과 같이, 통상적으로 필터는 특성 품질 계수를 갖는 공진기(10a~10c)를 커패시터(20a~20d)를 사용하여 상호간 병렬로 결합시킴으로써 급격한 주파수 차단 특성을 갖도록 한다.As shown in Fig. 1, a filter typically has a sharp frequency blocking characteristic by coupling resonators 10a to 10c having characteristic quality coefficients to each other in parallel using capacitors 20a to 20d.

칩-타입 필터는, 이러한 공진기 필터 회로를 기반으로 하여 독립된 칩 부품의 형태로 구현된다. 칩 타입 필터는 외측면에 전극 단자가 형성되고, 이 전극 단자(30)가 PCB 기판에 납땜 등을 통해 실장된다.The chip-type filter is implemented in the form of an independent chip component based on this resonator filter circuit. The chip type filter has an electrode terminal formed on the outer surface thereof, and the electrode terminal 30 is mounted on the PCB substrate through soldering or the like.

그러나 일반적인 PCB 형태에서는 공진기의 Q(Quality Factor) 값을 높이는데 한계가 있다. 즉, 필터에서 Q 값에 가장 영향을 많이 받는 것이 인덕터(inductor)와 커패시터(capacitor)이다. 인덕터는 순수 인덕터 성분만 있고, 커패시터는 순수한 커패시터 성분만 있어야 Q 값을 올릴 수 있다. 하지만 인덕터를 제조하는 과정이나 PCB에 실장했을 경우 PCB와의 관계에서 커패시터 성분이 발생하게 되고 커패시터 또한 제조과정에서 커패시터 성분 이외에 인덕터 성분을 가지게 된다.However, in general PCB type, there is a limit to increase Q (Quality Factor) value of resonator. That is, inductors and capacitors are most affected by the Q value in the filter. The inductors are pure inductor components, and the capacitors need only pure capacitor components to raise the Q value. However, when the inductor is manufactured or mounted on the PCB, the capacitor component is generated in relation to the PCB, and the capacitor also has the inductor component in addition to the capacitor component in the manufacturing process.

이와 같이, 필터에서는 통과 대역이 좁을수록 Q 값은 커지게 되지만 광대역 특성에서 일반적인 PCB는 PCB 자체의 특성으로 인하여 Q 값을 올리는데 한계가 있다.As described above, the Q value becomes larger as the pass band is narrower in a filter. However, a general PCB in a wide band characteristic has a limitation in raising the Q value due to the characteristics of the PCB itself.

이러한 문제로 인하여 PCB 형태에서는 하이 Q 커패시터(high Q capacitor)와 에어 인덕터(air inductor)를 사용하여 제작하지만 광대역을 매칭하기란 쉽지 않다. 이는 하이 Q 커패시터와 에어 인덕터를 미세하게 조정하여 튜닝을 해야 하지만 하이 Q 커패시터는 생산 공정에서 이미 정해지는 것이기 때문에 튜닝이 불가능하고, 에어 인덕터만을 미세하게 조정하여 튜닝을 하여 광대역 특성을 만들어야 하기 때문이다. 또한 에어 인덕터는 주파수 대역에 따라 각각 새로운 형태를 가지므로 실제로 적용하는 것이 까다로울 뿐만 아니라, 고정방식에 따라 내부의 스트립 라인이 외부 충격에 민감하게 반응할 수 있으며, 조립방법에 따라 특성이 달라질 수 있는 등의 문제들이 발생할 소지가 많다.Because of this problem, it is difficult to match the broadband with the PCB type using high Q capacitor and air inductor. This is because the high Q capacitor and the air inductor need to be tuned finely, but the high Q capacitor is already determined in the production process, so tuning is not possible and tuning is needed to fine tuning the air inductor . In addition, since the air inductor has a new shape according to the frequency band, it is difficult to actually apply it. In addition, the inner strip line can be sensitive to the external shock according to the fixing method, There are many problems such as this.

한편, 위에서 설명하고 있는 PCB를 사용하는 방법 이외에 높은 Q 값을 낼 수 있는 캐비티 필터(cavity filter)를 사용하여 제작할 수도 있다. 하지만 캐비티 필터는 중심주파수의 20% 이내의 협대역 서비스에 적용하기에는 무리가 없으나, 여러 대역을 한꺼번에 결합해야 하는 광대역 서비스에 적용하기는 어려운 문제가 있다. 더욱이 이 방식은 저주파 대역의 경우 내부 공진기의 크기 Q 값이 커져 전체 주파수 결합기의 크기가 커지며, 이에 따라 원자재 소모도 커지게 되어 제작단가가 비싸고 생산 공정이 까다로운 문제가 있다. In addition to using the above-described PCB, it is also possible to fabricate a cavity filter using a high Q value. However, the cavity filter can be applied to a narrowband service within 20% of the center frequency, but it is difficult to apply it to a broadband service in which a plurality of bands are combined at a time. Furthermore, in this case, the Q factor of the internal resonator becomes large in the low frequency band, and the size of the entire frequency coupler becomes large. Accordingly, the raw material consumption is increased, and the manufacturing cost is high and the production process is difficult.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)에 구성되어 고정에 유리하며, 매질이 서로 다른 PCB를 조합하여 저가에 비교적 적은 크기로 광대역 특성에 맞도록 튜닝이 가능한 인쇄 회로 기판을 이용한 주파수 결합기를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a flexible printed circuit board (PCB) A frequency combiner using a printed circuit board that can be tuned to match the frequency of the output signal.

본 발명의 다른 목적은 Q 값이 높은 매질로 구현되는 제 2 PCB의 주변 커패시턴스의 영향을 최소화하기 위하여 제 2 PCB이 위치하는 제 1 PCB을 제거하여 일반 RF 특성을 개선할 수 있고, 또한 수동 상호 변조 왜곡(Passive Inter-Modulation Distortion : PIMD)의 영향을 최소화 할 수 있는 인쇄 회로 기판을 이용한 주파수 결합기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to improve the general RF characteristics by removing the first PCB on which the second PCB is placed in order to minimize the influence of the peripheral capacitance of the second PCB implemented with a medium having a high Q value, And to provide a frequency coupler using a printed circuit board capable of minimizing the influence of PIMD (Passive Inter-Modulation Distortion).

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기의 특징은 일 측면에 입출력 단자 및 접지면을 형성하는 제 1 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)과, 상기 제 1 인쇄회로기판에 형성된 입출력 단자 및 접지면을 소정형상의 라인으로 제 1 인쇄회로기판 면에 형성하는 스트립라인과, 상기 제 1 인쇄회로기판보다 Q 값이 높은 매질을 갖는 인쇄회로기판 상에 커패시터 패턴을 구현하고, 상기 구현된 커패시터 패턴의 전체 또는 일부가 상기 제 1 인쇄회로기판과 이격되는 위치에 고정하는 제 2 인쇄회로기판과, 상기 제 2 인쇄회로기판에 코일로 연결되는 에어 인덕터를 포함하여 구성되는데 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a frequency coupler using a printed circuit board, comprising: a first printed circuit board (PCB) for forming input and output terminals and a ground plane on one side; A strip line for forming input and output terminals and a ground plane formed on a printed circuit board on a surface of a first printed circuit board in a line of a predetermined shape; A second printed circuit board that fixes the capacitor pattern at a position where all or a part of the capacitor pattern is separated from the first printed circuit board and an air inductor connected to the second printed circuit board by a coil, .

바람직하게 상기 제 1 인쇄회로기판은 제 2 인쇄회로기판이 위치하는 영역에 홀(hole)을 형성하여 상기 제 2 인쇄회로기판에 구현된 커패시터 패턴의 전체 또는 일부가 상기 제 1 인쇄회로기판과 이격되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first printed circuit board forms a hole in an area where the second printed circuit board is located, so that all or a part of the capacitor pattern implemented in the second printed circuit board is separated from the first printed circuit board .

바람직하게 상기 제 1 인쇄회로기판과 제 2 인쇄회로기판 사이에 소정 높이를 갖는 지지대를 위치시켜 제 1 인쇄회로기판과 제 2 인쇄회로기판이 서로 이격되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first printed circuit board and the second printed circuit board are spaced apart from each other by placing a support having a predetermined height between the first printed circuit board and the second printed circuit board.

바람직하게 상기 에어 인덕터는 상기 제 1 인쇄회로기판과 제 2 인쇄회로기판(300)을 서로 코일로 서로 연결하고 상기 에어 인덕터가 접지되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the air inductor is configured such that the first printed circuit board and the second printed circuit board 300 are connected to each other by coils, and the air inductor is grounded.

바람직하게 상기 에어 인덕터는 상기 제 2 인쇄회로기판 내에 구현된 커패시터 패턴을 서로 코일로 연결하고, 상기 커패시터 패턴이 접지되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the air inductor connects the capacitor patterns formed in the second printed circuit board with each other by a coil, and the capacitor pattern is grounded.

바람직하게 상기 제 2 인쇄회로기판은 제 1 인쇄회로기판보다 Q 값이 높은 세라믹 재질, 알루미나와 같은 매질로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the second printed circuit board is made of a ceramic material having a Q value higher than that of the first printed circuit board, or a medium such as alumina.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기는 다음과 같은 효과가 있다.The frequency combiner using the printed circuit board according to the present invention as described above has the following effects.

첫째, 인쇄회로기판에 구현될 수 있어, 고정 방식 및 조립 방식에 대해 안정적인 특성을 제공할 수 있으며, 제품생산 공정을 단순화할 수 있어 소요시간 및 소요비용이 단축되고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.First, it can be implemented on a printed circuit board, and it is possible to provide stable characteristics with respect to the fixing method and the assembly method, simplify the production process of the product, shorten the time and cost required, and improve the productivity .

둘째, 인쇄회로기판에 필터 구조물을 직접 구현함으로써 칩 필터 구매 비용, 칩 필터 실장 비용 등과 같은 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.Second, by implementing the filter structure directly on the printed circuit board, it is possible to reduce costs such as the cost of purchasing the chip filter and the cost of mounting the chip filter.

셋째, 일반적인 LC 필터에서 튜닝을 할 수 없었던 커패시터의 C 값을 조정할 수 있고, 캐비티 필터에서 낼 수 있는 Q 값을 구현할 수 있음에 따라, LC 필터를 이용한 것보다 2배 이상의 대역폭을 얻을 수 있으며, 적은 공간에서 좋은 특성을 얻을 수 있다.Third, it is possible to adjust the C value of the capacitor, which can not be tuned in the general LC filter, and to realize the Q value that can be obtained from the cavity filter. Therefore, Good characteristics can be obtained in a small space.

넷째, Q 값이 높은 매질로 구현되는 제 2 PCB의 주변 커패시턴스의 영향을 최소화하기 위하여 제 2 PCB이 위치하는 제 1 PCB을 제거하여 일반 RF 특성을 개선할 수 있고, 또한 수동 상호 변조 왜곡(Passive Inter-Modulation Distortion : PIMD)의 영향을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.Fourth, in order to minimize the influence of the peripheral capacitance of the second PCB implemented with a medium having a high Q value, it is possible to improve the general RF characteristic by removing the first PCB on which the second PCB is located, Inter-Modulation Distortion (PIMD) effects can be minimized.

도 1 은 현재 일반적으로 사용되는 대역통과 필터의 회로도를 개략적으로 도시한 회로도
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기의 구조를 나타낸 구성도
도 3 은 도 2에서 제 2 인쇄회로기판을 좀 더 상세히 나타낸 등가회로이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기의 사진
도 5 는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기 구조의 PIMD 특성을 나타낸 그래프Fig. 1 is a circuit diagram schematically showing a circuit diagram of a currently used band-pass filter
2 is a block diagram illustrating the structure of a frequency combiner using a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is an equivalent circuit diagram of the second printed circuit board in more detail in Fig.
FIGS. 4A and 4B illustrate a photograph of a frequency combiner using a printed circuit board manufactured according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing PIMD characteristics of a frequency combiner structure using a printed circuit board manufactured according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.A preferred embodiment of a frequency combiner using a printed circuit board according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

도 2, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기의 구조를 나타낸 구성도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기의 사진이다.FIGS. 2 and 3 are views illustrating a structure of a frequency coupler using a printed circuit board according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4A and 4B are views showing a frequency coupler using a printed circuit board manufactured according to an embodiment of the present invention. .

도 2와 같이, 주파수 결합기는 제 1 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)(100)과, 스트립라인(200)과, 제 2 인쇄회로기판(300)과, 에어 인덕터(400)로 구성된다. 2, the frequency coupler includes a first printed circuit board (PCB) 100, a strip line 200, a second printed circuit board 300, and an air inductor 400 .

상기 제 1 인쇄회로기판(100)은 테프론(teflon) 및 듀로이드(duroid)의 재질로 구성되는 유전체 기판으로서, 전면에 입출력 단자가 형성되고 후면에는 접지면이 형성된다. 이때 제 1 인쇄회로기판(100)은 재질, 레이어(layer)의 개수, 유전율 및 높이 등을 변화시켜 다양하게 설계될 수 있다. 그리고 상기 제 1 인쇄회로기판(100)은 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 제 2 인쇄회로기판(300)이 위치하는 영역에 홀(hole)을 형성하여 제 2 인쇄회로기판(300)에 구현된 커패시터 패턴의 전체 또는 일부가 상기 제 1 인쇄회로기판(100)과 이격되도록 구성한다. 즉, 제 2 인쇄회로기판(300) 하부에 제 1 인쇄회로기판(100)이 접촉되어 있는 경우 제 1 인쇄회로기판(100)에 의한 전도성 C가 나타나게 된다. 이에 따라, 제 2 인쇄회로기판(300)과 제 1 인쇄회로기판(100)이 서로 이격되도록 구성하여, 상기 제 1 인쇄회로기판(100)에 의한 전도성 C를 제거할 수 있다. The first printed circuit board 100 is a dielectric substrate made of teflon and duroid. The first printed circuit board 100 has input / output terminals on its front surface and a ground surface on its rear surface. At this time, the first printed circuit board 100 can be variously designed by changing the material, the number of layers, the dielectric constant, and the height. As shown in FIG. 2, the first printed circuit board 100 may have a hole in a region where the second printed circuit board 300 is located, So that all or part of the capacitor pattern is spaced apart from the first printed circuit board 100. That is, when the first printed circuit board 100 is in contact with the lower portion of the second printed circuit board 300, the conductive C due to the first printed circuit board 100 appears. Accordingly, the second printed circuit board 300 and the first printed circuit board 100 may be spaced apart from each other to remove the conductive C from the first printed circuit board 100.

아울러, 상기 제 1 인쇄회로기판(100)은 도 3a에서 도시하고 있는 것과 같이, 제 2 인쇄회로기판(300)이 위치하는 영역에 홀(hole)(500)을 형성하여 제 1 인쇄회로기판(100)과 제 2 인쇄회로기판(300)을 서로 이격되도록 구성할 수도 있지만, 다른 실시예로서, 제 1 인쇄회로기판(100)과 제 2 인쇄회로기판(300) 사이에 소정 높이를 갖는 지지대를 위치시켜 제 1 인쇄회로기판(100)과 제 2 인쇄회로기판(300)을 서로 이격되도록 구성할 수도 있다.3A, a hole 500 is formed in an area where the second printed circuit board 300 is located, so that a first printed circuit board (not shown) The first printed circuit board 100 and the second printed circuit board 300 may be spaced apart from each other. However, as another example, a support board having a predetermined height may be provided between the first printed circuit board 100 and the second printed circuit board 300 The first printed circuit board 100 and the second printed circuit board 300 may be spaced apart from each other.

상기 스트립 라인(200)은 제 1 인쇄회로기판(100)의 상하면에 입출력 단자 및 접지면을 소정형상으로 구성된 마이크로스트립 라인(micro-strip line)인 메인 패턴과, 상기 메인 패턴을 상호 연결하는 하나 이상의 비아(via)를 포함한다. 이때, 메인 패턴은 제 1 주파수 대역에 대해 임피던스 매칭되어 제 1 주파수 대역의 신호가 통과하기 적합하도록 설계된 제 1 경로와, 제 2 주파수 대역에 대해 임피던스 매칭되어 제 2 주파수 대역의 신호가 통과하기에 적합하도록 설계된 제 2 경로와, 제 1 경로 및 제 2 경로가 결합되어 형성되고, 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역이 결합된 주파수 대역에 대하여 임피던스 매칭되어 결합된 주파수 대역의 신호가 통과하기에 적합하도록 설계된 제 3 경로를 포함한다. 여기서 제 1 경로, 제 2 경로, 제 3 경로는 인쇄회로기판(100)의 상하면에 각각 존재하며, 각각 하나 이상의 비아를 통하여 연결된다. 이때, 상기 제 1 주파수 대역은 HF(High Frequency)이고, 상기 제 2 주파수 대역은 LF(Low Frequency)일 수 있다.The strip line 200 includes a main pattern, which is a micro-strip line having input / output terminals and a ground plane formed on the upper and lower surfaces of a first printed circuit board 100, Or more vias. In this case, the main pattern may include a first path that is impedance-matched to the first frequency band and is designed to be suitable for passing a signal of the first frequency band, and a second path that is impedance matched to the second frequency band, A first path and a second path are coupled to each other and a signal of a frequency band in which the first frequency band and the second frequency band are combined is impedance-matched and coupled, And a third path designed to fit. The first path, the second path, and the third path are respectively present on the upper and lower surfaces of the printed circuit board 100, and are connected to each other through one or more vias. Here, the first frequency band may be HF (High Frequency), and the second frequency band may be LF (Low Frequency).

상기 제 2 인쇄회로기판(300)은 도 3과 같이, 세라믹 재질이나 알루미나와 같은 제 1 인쇄회로기판(100)보다 Q 값이 높은 매질의 인쇄회로기판을 이용하여 상부면에 커패시터 패턴(310)을 구현한다. 그리고 상기 구현된 커패시터 패턴의 전체 또는 일부가 상기 제 1 인쇄회로기판(100)과 이격되는 위치에 고정되어 커패시턴스 C 값을 변화시켜 Q 값을 조정한다. 이때, 상기 제 2 인쇄회로기판(300)은 상부면에 구현된 커패시터 패턴을 긁어내며 C 값을 조정할 수 있다. 3, the second printed circuit board 300 may include a capacitor pattern 310 formed on a top surface thereof by using a printed circuit board having a higher Q value than a first printed circuit board 100 such as a ceramic material or alumina, Lt; / RTI > All or part of the capacitor pattern is fixed at a position spaced apart from the first printed circuit board 100 to adjust the Q value by changing the capacitance C value. At this time, the second printed circuit board 300 scrapes the capacitor pattern implemented on the upper surface and adjusts the C value.

상기 에어 인덕터(400)는 도 3과 같이, 제 2 인쇄회로기판(300)을 제 1 인쇄회로기판(100)과 코일로 서로 연결하고 상기 에어 인덕터(400)가 접지되도록 구성된다. 이때, 상기 에어 인덕터(400)는 코일을 넓히고 좁히는 방식으로 L 값을 변화시켜 대역폭을 조정할 수 있다. 3, the air inductor 400 is configured such that the second printed circuit board 300 is connected to the first printed circuit board 100 by a coil, and the air inductor 400 is grounded. At this time, the air inductor 400 can adjust the bandwidth by varying the L value in a manner of widening and narrowing the coil.

이처럼, 제 2 인쇄회로기판(300)의 상부면에 구현된 커패시터 패턴을 긁어내며 C 값을 조정하고, 에어 인덕터(400)의 코일을 넓히거나 좁히는 방식을 L 값을 조정함으로써, 일반적인 LC 필터에서 튜닝할 수 없었던 C 값을 손쉽게 조정할 수 있어, 캐비티 필터에서 낼 수 있는 Q 값을 구현할 수 있다.Thus, by adjusting the C value by scraping the capacitor pattern implemented on the upper surface of the second printed circuit board 300 and adjusting the L value by the method of widening or narrowing the coil of the air inductor 400, C values that can not be tuned can be easily adjusted, and Q values that can be obtained from the cavity filter can be realized.

한편, 도 3에서 도시하고 있는 도면은 HPF(High Pass Filter)의 구조를 나타내고 있지만, 제 2 인쇄회로기판(300)에 구현된 커패시터 패턴(310)간을 에어 인덕터(400)가 코일로 서로 연결하고, 상기 커패시터 패턴(310)이 접지되도록 구성하면 LPF(Low Pass Filter)의 구조를 나타낼 수 있다. 이는 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 용이하게 변경 가능하다. 따라서 상기 제 2 인쇄회로기판(300)은 LPF(Low Pass Filter) 또는 HPF(High Pass Filter) 모두에 적용할 수 있다. 3 shows the structure of HPF (High Pass Filter). However, the air inductors 400 are connected to each other through the capacitor patterns 310 implemented in the second printed circuit board 300 And the capacitor pattern 310 is grounded, the structure of the LPF (Low Pass Filter) can be shown. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the second printed circuit board 300 can be applied to both a low pass filter (LPF) and a high pass filter (HPF).

위에서 설명하고 있는 것과 같이, 제 2 인쇄회로기판(300)의 매질의 Q 값을 올리고, 주변 커패시턴스의 영향을 최소화하기 위하여 제 1 인쇄회로기판(100)에 제 2 인쇄회로기판(300)이 장착되는 부분을 제거하여 홀(500)을 형성함으로써, 일반 RF 특성을 개선할 수 있고, 또한 수동 상호 변조 왜곡(Passive Inter-Modulation Distortion : PIMD)의 영향을 최소화 할 수 있어, LC 필터를 이용한 것보다 2배 이상의 대역폭을 얻을 수 있으며, 적은 공간에서 좋은 특성을 얻을 수 있다. The second printed circuit board 300 is mounted on the first printed circuit board 100 in order to raise the Q value of the medium of the second printed circuit board 300 and minimize the influence of the peripheral capacitance, It is possible to improve general RF characteristics and to minimize the influence of passive intermodulation distortion (PIMD) by forming the holes 500 by removing the portions where the holes are formed, It is possible to obtain a bandwidth of two times or more, and good characteristics can be obtained in a small space.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기 구조의 PIMD 특성을 도시한 그래프이다.5 is a graph showing PIMD characteristics of a frequency combiner structure using a printed circuit board manufactured according to an embodiment of the present invention.

도 5에서 도시하고 있는 것과 같이, 일반적인 LC 필터로 구현할 경우 PIMD의 평균값은 130dBc ~ 140dBc이다. 하지만 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기의 경우, 140dBc ~ 160dBc의 결과를 얻을 수 있다. 이는 캐비티 필터와 비슷한 수치를 나타내고 있는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, when a general LC filter is implemented, the average value of the PIMD is 130 dBc to 140 dBc. However, in the case of the frequency combiner using the printed circuit board according to the embodiment of the present invention, a result of 140dBc to 160dBc can be obtained. It can be seen that this is similar to that of the cavity filter.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (7)

일 측면에 입출력 단자 및 접지면을 형성하는 제 1 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)과,
상기 제 1 인쇄회로기판에 형성된 입출력 단자 및 접지면을 소정형상의 라인으로 제 1 인쇄회로기판 면에 형성하는 스트립라인과,
상기 제 1 인쇄회로기판보다 Q 값이 높은 매질을 갖는 인쇄회로기판 상에 커패시터 패턴을 구현하고, 상기 구현된 커패시터 패턴의 전체 또는 일부가 상기 제 1 인쇄회로기판과 이격되는 위치에 고정하는 제 2 인쇄회로기판과,
상기 제 2 인쇄회로기판에 코일로 연결되는 에어 인덕터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기.A first printed circuit board (PCB) for forming input and output terminals and a ground plane on one side,
A strip line for forming input and output terminals and a ground plane formed on the first printed circuit board on the surface of the first printed circuit board in a line of a predetermined shape;
A capacitor pattern is formed on a printed circuit board having a medium having a Q value higher than that of the first printed circuit board and a second A printed circuit board,
And an air inductor connected to the second printed circuit board by a coil. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 인쇄회로기판은 제 2 인쇄회로기판이 위치하는 영역에 홀(hole)을 형성하여 상기 제 2 인쇄회로기판에 구현된 커패시터 패턴의 전체 또는 일부가 상기 제 1 인쇄회로기판과 이격되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기.The method according to claim 1,
Wherein the first printed circuit board forms a hole in a region where the second printed circuit board is located so that all or a part of the capacitor pattern implemented in the second printed circuit board is spaced apart from the first printed circuit board Wherein the frequency combiner uses a printed circuit board. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 인쇄회로기판과 제 2 인쇄회로기판 사이에 소정 높이를 갖는 지지대를 위치시켜 제 1 인쇄회로기판과 제 2 인쇄회로기판이 서로 이격되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기.The method according to claim 1,
Wherein the first printed circuit board and the second printed circuit board are spaced apart from each other by placing a support having a predetermined height between the first printed circuit board and the second printed circuit board. . 제 1 항에 있어서,
상기 에어 인덕터는 상기 제 1 인쇄회로기판과 제 2 인쇄회로기판을 서로 코일로 연결하고 상기 에어 인덕터가 접지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기.The method according to claim 1,
Wherein the air inductor is configured such that the first printed circuit board and the second printed circuit board are connected to each other by a coil and the air inductor is grounded. 제 1 항에 있어서,
상기 에어 인덕터는 상기 제 2 인쇄회로기판 내에 구현된 커패시터 패턴을 서로 코일로 연결하고, 상기 커패시터 패턴이 접지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기.The method according to claim 1,
Wherein the air inductor connects the capacitor patterns formed in the second printed circuit board to each other by a coil, and the capacitor pattern is grounded. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 인쇄회로기판은 세라믹 재질이나 알루미나로 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판을 이용한 주파수 결합기.The method according to claim 1,
Wherein the second printed circuit board is made of a ceramic material or alumina.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040065038A (en) * 2003-01-14 2004-07-21 광성전자(주) Method for manufacturing frequency synthesizer using alumina ceramic printed circuit board and manufacturing frequency synthesizer
JP2010081507A (en) 2008-09-29 2010-04-08 Panasonic Corp Directional coupler
JP2010088011A (en) 2008-10-02 2010-04-15 Panasonic Corp Directional coupler
KR20100008991U (en) * 2009-03-05 2010-09-15 주식회사 티큐브텍 Frequency Combiner and Combining Apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040065038A (en) * 2003-01-14 2004-07-21 광성전자(주) Method for manufacturing frequency synthesizer using alumina ceramic printed circuit board and manufacturing frequency synthesizer
JP2010081507A (en) 2008-09-29 2010-04-08 Panasonic Corp Directional coupler
JP2010088011A (en) 2008-10-02 2010-04-15 Panasonic Corp Directional coupler
KR20100008991U (en) * 2009-03-05 2010-09-15 주식회사 티큐브텍 Frequency Combiner and Combining Apparatus

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