KR102656395B1 - 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈 - Google Patents

고주파 필터 장치 및 고주파 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102656395B1
KR102656395B1 KR1020180105441A KR20180105441A KR102656395B1 KR 102656395 B1 KR102656395 B1 KR 102656395B1 KR 1020180105441 A KR1020180105441 A KR 1020180105441A KR 20180105441 A KR20180105441 A KR 20180105441A KR 102656395 B1 KR102656395 B1 KR 102656395B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
ground layer
frequency filters
shortest distance
filters
Prior art date
Application number
KR1020180105441A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200027307A (ko
Inventor
남중진
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020180105441A priority Critical patent/KR102656395B1/ko
Priority to US16/266,158 priority patent/US10804581B2/en
Priority to CN201910288555.3A priority patent/CN110875748B/zh
Publication of KR20200027307A publication Critical patent/KR20200027307A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102656395B1 publication Critical patent/KR102656395B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B15/00—Suppression or limitation of noise or interference
    • H04B15/02—Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus
    • H04B15/04—Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus the interference being caused by substantially sinusoidal oscillations, e.g. in a receiver or in a tape-recorder
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/0003—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain
    • H04B1/0007—Software-defined radio [SDR] systems, i.e. systems wherein components typically implemented in hardware, e.g. filters or modulators/demodulators, are implented using software, e.g. by involving an AD or DA conversion stage such that at least part of the signal processing is performed in the digital domain wherein the AD/DA conversion occurs at radiofrequency or intermediate frequency stage
    • H04B1/0017—Digital filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20336—Comb or interdigital filters
    • H01P1/20345—Multilayer filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
    • H01P1/20381—Special shape resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207—Hollow waveguide filters
    • H01P1/208—Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2088—Integrated in a substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/34—Networks for connecting several sources or loads working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H11/342—Networks for connecting several sources or loads working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source particularly adapted for use in common antenna systems
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/34—Networks for connecting several sources or loads working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H11/346—Networks for connecting several sources or loads working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source particularly adapted as input circuit for receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 각각 제n-1 포트로부터 연장된 제n-1 고리형 패턴과 제n-2 포트로부터 연장된 제n-2 고리형 패턴을 가지는 제1 내지 제n 고주파 필터와, 제1 내지 제n 고주파 필터의 상측 또는 하측에 배치되어 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층과, 제1 내지 제n 고주파 필터의 외측경계를 따라 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층을 포함하고, 포위 그라운드층은 제1 내지 제n 고주파 필터와 포위 그라운드층 사이의 제2 최단거리가 제1 내지 제n 고주파 필터와 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 8/5배 이상이도록 제1 내지 제n 고주파 필터로부터 이격 배치될 수 있다.

Description

고주파 필터 장치 및 고주파 모듈{Radio frequency filter apparatus and radio frequency module}
본 발명은 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈에 관한 것이다.
이동통신의 데이터 트래픽(Data Traffic)은 매년 비약적으로 증가하는 추세이다. 이러한 비약적인 데이터를 무선망에서 실시간으로 지원해 주고자 활발한 기술 개발이 진행 중에 있다. 예를 들어, IoT(Internet of Thing) 기반 데이터의 컨텐츠화, AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality), SNS와 결합한 라이브 VR/AR, 자율 주행, 싱크뷰 (Sync View, 초소형 카메라 이용해 사용자 시점 실시간 영상 전송) 등의 애플리케이션(Application)들은 대용량의 데이터를 주고 받을 수 있게 지원하는 통신(예: 5G 통신, mmWave 통신 등)을 필요로 한다.
따라서, 최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 고주파 모듈의 상용화/표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.
일본 공개특허공보 특개2002-100698
고주파 모듈은 높은 주파수 대역(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz 등)의 고주파 신호 송수신 성능(예: 이득, 대역폭, 송수신율, 직진성 등)을 확보하기 위해 복수의 패치 안테나를 구비하여 빔포밍(beam forming) 등을 구현할 수 있으며, 복수의 패치 안테나의 개수에 대응되는 개수의 고주파 필터를 구비하여 고주파 신호 송수신 성능 및/또는 빔포밍 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 고주파 필터의 성능(예: 삽입손실, 격리도 등) 열화를 실질적으로 방지하면서도 복수의 고주파 필터를 소정의 영역에 집적시킬 수 있는 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 각각 제n-1 포트로부터 연장된 제n-1 고리형 패턴과 제n-2 포트로부터 연장된 제n-2 고리형 패턴을 가지는 제1 내지 제n 고주파 필터; 상기 제1 내지 제n 고주파 필터의 상측 또는 하측에 배치되어 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층; 및 상기 제1 내지 제n 고주파 필터의 외측경계를 따라 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층; 을 포함하고, 상기 포위 그라운드층은 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 포위 그라운드층 사이의 제2 최단거리가 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 8/5배 이상이도록 상기 제1 내지 제n 고주파 필터로부터 이격 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 각각 제n-1 포트로부터 연장된 제n-1 고리형 패턴과 제n-2 포트로부터 연장된 제n-2 고리형 패턴을 가지는 제1 내지 제n 고주파 필터; 상기 제1 내지 제n 고주파 필터의 상측 또는 하측에 배치되어 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층; 및 상기 제1 내지 제n 고주파 필터의 외측경계를 따라 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층; 을 포함하고, 상기 제1 내지 제n 고주파 필터는 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 사이의 제3 최단거리가 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 6배 이상이도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈은, IC; 각각 상기 IC에 전기적으로 연결된 제1 내지 제n 패치 안테나를 포함하는 안테나층; 각각 상기 제1 내지 제n 패치 안테나 중 대응되는 패치 안테나에 전기적으로 연결되고 상기 IC와 상기 안테나층 사이에 배치되는 제1 내지 제n 고주파 필터; 상기 제1 내지 제n 고주파 필터의 외측경계를 따라 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층; 및 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 안테나층의 사이 또는 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 IC의 사이에 배치되어 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층; 을 포함하고, 상기 포위 그라운드층은 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 포위 그라운드층 사이의 제2 최단거리가 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 8/5배 이상이도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈은, IC; 각각 상기 IC에 전기적으로 연결된 제1 내지 제n 패치 안테나를 포함하는 안테나층; 각각 상기 제1 내지 제n 패치 안테나 중 대응되는 패치 안테나에 전기적으로 연결되고 상기 IC와 상기 안테나층 사이에 배치되는 제1 내지 제n 고주파 필터; 상기 제1 내지 제n 고주파 필터의 외측경계를 따라 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층; 및 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 안테나층의 사이 또는 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 IC의 사이에 배치되어 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층; 을 포함하고, 상기 제1 내지 제n 고주파 필터는 상기 제1 내지 제n 고주파 필터 사이의 제3 최단거리가 상기 제1 내지 제n 고주파 필터와 상기 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 6배 이상이도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈은, 성능(예: 삽입손실, 격리도, 전자기 잡음 특성 등) 열화를 실질적으로 방지하면서도 복수의 고주파 필터를 소정의 영역에 집적시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 평면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 측면도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 회로도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치의 포위 그라운드층의 형태를 예시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치가 배열된 필터층을 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈을 나타낸 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서에서 n-1, n-2 등의 -는 하이픈(hyphen)을 의미한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 평면도(z방향 관점)이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 측면도(x방향 또는 y방향 관점)이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2), 제1 커버 그라운드층(242) 및 포위 그라운드층(150)을 포함할 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 자연수로 정의되며, 도 1a 및 도 1b는 설명의 명확화를 위해 상기 n이 2인 경우로 가정한다.
제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)는 각각 제n-1 포트(111a, 111b)로부터 연장된 제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 포트(121a, 121b)로부터 연장된 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)을 가질 수 있다.
제n-1 포트(111a, 111b)와 제n-2 포트(121a, 121b) 중 하나는 고주파(Radio Frequency) 신호를 비아로부터 전달받을 수 있으며, 다른 하나는 고주파 신호를 다른 비아로 전달할 수 있다. 또한, 제n-1 포트(111a, 111b)와 제n-2 포트(121a, 121b)는 포위 그라운드층(150)으로부터 이격 배치될 수 있다.
제n-1 고리형 패턴(112a, 112b) 및 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)은 각각 제n-1 포트(111a, 111b)와 제n-2 포트(121a, 121b)에 전기적으로 연결되고 제n-1 포트(111a, 111b)와 제n-2 포트(121a, 121b)의 사이에 배치될 수 있다.
제n-1 고리형 패턴(112a, 112b) 및 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)은 고리 형태에 따른 인덕턴스와 캐패시턴스를 가질 수 있으므로, 인덕턴스와 캐패시턴스의 조합에 대응되는 복수의 공진주파수를 제공할 수 있다. 복수의 공진주파수 간의 차이 주파수는 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 대역폭에 대응될 수 있다.
제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)는 인접 전자기 잡음에 취약할 수 있다.
제1 커버 그라운드층(242)은 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 하측에 배치되어 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)는 하측의 전자기 잡음 소스(예: IC, PMIC, 외부 잡음 등)로부터 전자기적으로 차폐될 수 있다.
제2 커버 그라운드층(241)은 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 상측에 배치되어 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)는 상측의 전자기 잡음 소스(예: 패치 안테나, 외부 잡음 등)로부터 전자기적으로 차폐될 수 있다.
포위 그라운드층(150)은 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 외측경계를 따라 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)는 측면방향의 전자기 잡음 소스(예: 다이폴 안테나, 칩 안테나, 외부 잡음 등)로부터 전자기적으로 차폐될 수 있다.
예를 들어, 상기 포위 그라운드층(150)은 도 1a에 도시된 바와 같이 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 전체를 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 설계에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 일부분을 둘러싸도록 배치될 수도 있다.
또한, 상기 포위 그라운드층(150)은 도 1a에 도시된 바와 같이 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)를 함께 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 설계에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)를 각각 둘러싸도록 배치될 수도 있다.
제1 커버 그라운드층(242), 제2 커버 그라운드층(241) 및 포위 그라운드층(150)은 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)에 너무 가까이 배치될 경우에 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)로 기생 캐패시턴스를 제공할 수 있다. 상기 기생 캐패시턴스는 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 성능(예: 삽입손실, 격리도 등)의 열화를 초래할 수 있다.
포위 그라운드층(150)의 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)에 대한 최단거리는 제1 커버 그라운드층(242) 및 제2 커버 그라운드층(241)의 그것에 비해 상대적으로 쉽게 조절될 수 있다.
표 1은 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)와 제1 커버 그라운드층(242) 사이의 제1 최단거리(L1)가 50um일 때 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)와 포위 그라운드층(150) 사이의 제2 최단거리(L2)에 따른 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 삽입손실(Insertion Loss, IL)을 나타낸다. 상기 삽입손실(IL)은 제n-1 포트(111a, 111b)와 제n-2 포트(121a, 121b) 사이의 S-파라미터 스펙트럼에서의 피크값으로 정의될 수 있다.
표 1을 참조하면, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 삽입손실(IL)은 제2 최단거리(L2)가 80um이상일 때 제2 최단거리(L2)의 변화에 실질적으로 무관한 특성을 가질 수 있으며, 제2 최단거리(L2)가 80um이하일 때 제2 최단거리(L2)가 짧아질수록 커지는 특성을 가질 수 있다.
따라서, 포위 그라운드층(150)은 제2 최단거리(L2)가 제1 최단거리(L1)의 8/5배 이상이도록 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)로부터 이격 배치될 수 있다.
제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)가 받는 전자기 잡음 영향은 포위 그라운드층(150)이 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)에 가까이 배치될수록 감소할 수 있다. 즉, 포위 그라운드층(150)은 제2 최단거리(L2)가 제1 최단거리(L1)의 8/5배 이상인 조건을 유지하면서 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)에 가까이 배치될 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 전자기 잡음 영향을 줄이면서도 삽입손실을 줄일 수 있다.
또한, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 집적 영역은 제2 최단거리(L2)가 제1 최단거리(L1)의 8/5배 이상이도록 설계될 수 있다. 즉, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)는 제2 최단거리(L2)가 제1 최단거리(L1)의 8/5배 이상인 조건을 유지하면서 상기 집적 영역을 효율적으로 사용할 수 있으므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 고주파 필터 성능 및/또는 사이즈를 최적화하면서도 삽입손실을 줄일 수 있다.
제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 사이의 이격거리가 너무 짧을 경우, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)는 서로에 대해 기생 캐패시턴스를 제공하여 전자기 간섭을 줄 수 있다.
제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 사이의 이격거리가 너무 길 경우, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 집적 영역은 너무 커질 수 있다.
표 2는 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)와 제1 커버 그라운드층(242) 사이의 제1 최단거리(L1)가 50um일 때 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 사이의 제3 최단거리(L3)에 따른 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 삽입손실(Insertion Loss, IL)과 격리도(Isolation)를 나타낸다. 상기 격리도(Isolation)는 삽입손실(IL)의 주파수와 동일한 주파수에서 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 사이의 S-파라미터 값으로 정의될 수 있다.
표 2를 참조하면, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 격리도(Isolation)는 제3 최단거리(L3)가 300um이상일 때 제3 최단거리(L3)가 증가하더라도 실질적으로 증가되지 않는 특성을 가질 수 있으며, 제3 최단거리(L3)가 300um이하일 때 제3 최단거리(L3)가 짧아질수록 열화되는 특성을 가질 수 있다.
따라서, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)는 제3 최단거리(L3)가 제1 최단거리(L1)의 6배 이상이도록 서로 이격 배치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 사이의 격리도를 향상시키면서도 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 집적도를 향상시킬 수 있다.
제1 최단거리(L1)는 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 상하방향 두께(T)에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 상기 상하방향 두께(T)는 제1 최단거리(L1)의 0.2배 이상 0.4배 이하일 수 있다. 상기 상하방향 두께(T)가 0.2배 미만일 경우, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 저항값은 커질 수 있으므로, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 삽입손실은 커질 수 있다. 상기 상하방향 두께(T)가 0.4배 초과일 경우, 제1 최단거리(L1)의 공정에 따른 편차는 커질 수 있으므로, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 신뢰도는 저하될 수 있다.
제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)의 n개 쌍 각각의 사이 제4 최단거리(L4)는 제2 최단거리(L2)보다 짧을 수 있다. 이에 따라, 고주파 신호는 제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)의 사이를 더욱 쉽게 통과할 수 있으므로, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 삽입손실은 감소할 수 있다.
제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b) 각각의 일부분에서 대향하는 타부분까지의 제5 최단거리(L5)는 제2 최단거리(L2) 및/또는 제3 최단거리(L3)보다 길 수 있다. 이에 따라, 제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)은 더 큰 인덕턴스를 제공할 수 있으므로, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2)의 공진주파수는 고주파 신호의 주파수에 쉽게 맞춰질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는 제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b) 중 적어도 일부의 내측에 배치된 적어도 하나의 내부 그라운드층(119, 129)을 더 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 내부 그라운드층(119, 129)은 제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)의 고리 형태에 따른 인덕턴스와 캐패시턴스의 신뢰도(예: 공정에 따른 편차)를 향상시킬 수 있다.
여기서, 적어도 하나의 내부 그라운드층(119, 129)을 둘러싸는 고리형 패턴과 대응되는 내부 그라운드층(119, 129) 사이의 제6 최단거리(L6)는 제1 최단거리(L1)의 8/5배 이상일 수 있다. 즉, 내부 그라운드층(119, 129)은 전자기적으로 포위 그라운드층(150)과 유사한 원리로 작용할 수 있으므로, 제6 최단거리(L6)가 제1 최단거리(L1)의 8/5배 이상이도록 배치됨으로써 기생 캐패시턴스를 줄일 수 있다.
제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)의 n개 쌍 중 적어도 일부는 각각 쌍 슬릿(113a, 113b, 123a, 123b)을 가지고, 쌍 슬릿(113a, 113b, 123a, 123b) 각각은 대응되는 고리형 패턴에서 서로 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 쌍 슬릿(113a, 113b, 123a, 123b)은 제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)의 고리 형태에 따른 고리 형태에 따른 인덕턴스와 캐패시턴스의 신뢰도(예: 공정에 따른 편차)를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는 제1 커버 그라운드층(242)과 포위 그라운드층(150)을 전기적으로 연결시키도록 배치되고 포위 그라운드층(150)의 내측경계를 따라 배열되는 복수의 차폐비아(245)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치가 외부로부터 받는 전자기 잡음은 더욱 감소할 수 있다.
한편, 제1 커버 그라운드층(242)과 제2 커버 그라운드층(241) 사이 간격(B)는 제1 최단거리의 2배와 상하방향 두께(T)의 합일 수 있다. 즉, 제2 커버 그라운드층(241)과 고주파 필터(F) 사이의 최단거리는 상기 제1 최단거리(L1)과 동일할 수 있다.
한편, 고주파 필터(F)의 패턴 폭(W)은 공진주파수 설계에 따라 달라질 수 있다.
한편, 제n-1 고리형 패턴(112a, 112b)과 제n-2 고리형 패턴(122a, 122b)은 서로 대칭적일 수 있으나, 공진주파수 설계에 따라 비대칭일 수도 있다.
도 1c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 회로도이다.
도 1c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치의 공진주파수는 제n-1 고리형 패턴의 인덕턴스(I11, I13)와, 제n-2 고리형 패턴의 인덕턴스(I21, I23)와, 제n-1 고리형 패턴의 캐패시턴스(C4)와, 제n-2 고리형 패턴의 캐패시턴스(C5)와, 제n-1 고리형 패턴과 제n-2 고리형 패턴 사이의 캐패시턴스(C2, C3)에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 제n-1 고리형 패턴과 포위 그라운드층 사이의 기생 캐패시턴스(C11)과, 제n-2 고리형 패턴과 포위 그라운드층 사이의 기생 캐패시턴스(C21)를 줄여서 삽입손실을 개선시키면서도 소형화될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 제2 고주파 필터(F2)의 고리형 패턴과 제n-1 고리형 패턴 사이의 기생 캐패시턴스(C13)와, 제2 고주파 필터(F2)의 고리형 패턴과 제n-2 고리형 패턴 사이의 기생 캐패시턴스(C23)를 줄여서 격리도를 줄이면서도 소형화될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치의 공진주파수는, 20GHz 이상 80GHz 이하의 기본 주파수를 가지는 고주파 신호에 쉽게 맞춰질 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 회로도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치는, 쌍 슬릿 및/또는 내부 그라운드층이 생략된 구조를 가질 수 있다.
도 2b를 참조하면, 쌍 슬릿 및/또는 내부 그라운드층의 생략에 따라 제n-1 고리형 패턴과 제n-2 고리형 패턴이 제공하는 캐패시턴스는 단일 캐패시턴스(C1)로 통합 모델링될 수 있다. 즉, 쌍 슬릿 및/또는 내부 그라운드층의 생략 여부는 공진주파수 설계에 따라 결정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3을 참조하면, 제1 내지 제n 고주파 필터(F1, F2) 각각의 일부 포트는 복수의 상부 비아(162, 164) 각각에 연결될 수 있으며, 나머지 포트는 복수의 하부 비아(161, 163)에 연결될 수 있다.
제1 커버 그라운드층(242)은 복수의 하부 비아(161, 163)가 각각 통과하는 관통홀을 가질 수 있으며, 제2 커버 그라운드층(241)은 복수의 상부 비아(162, 164)가 각각 통과하는 관통홀을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치의 포위 그라운드층의 형태를 예시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 포위 그라운드층(150n)은 제1 내지 제n 고주파 필터(Fn) 각각을 포위하도록 배치될 수 있다. 도 4에서 n을 20으로 가정한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치가 배열된 필터층을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 필터층은 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)와 포위 그라운드층(151, 152, 153, 154)을 포함할 수 있다. 도 5에서 n을 4로 가정한다.
즉, 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 각각의 고리형 패턴 개수는 2개일 수만 있는 것이 아니라 2개를 초과할 수도 있다.
포위 그라운드층(151, 152, 153, 154)의 개수는 복수일 수 있으며, 포위 그라운드층(151, 152, 153, 154) 각각은 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 각각의 일부분을 포위하도록 배치될 수 있으며, 설계에 따라 도 1a에 도시된 포위 그라운드층과 같이 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)의 전체를 함께 포위하도록 배치될 수 있으며, 설계에 따라 도 4에 도시된 포위 그라운드층과 같이 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 각각을 포위하도록 배치될 수도 있다.
복수의 하부 비아(161, 163, 165, 167) 각각은 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 각각의 제1 포트에 전기적으로 연결될 수 있으며, 필터층의 중앙에 집중될 수 있다.
복수의 상부 비아(162, 164, 166, 168) 각각은 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 각각의 제2 포트에 전기적으로 연결될 수 있으며, 필터층의 가장자리로 분산될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈은, IC(230), 안테나층(210) 및 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)를 포함할 수 있다. 도 6에서 n을 4로 가정한다.
안테나층(210)은 각각 IC(230)에 전기적으로 연결된 제1 내지 제n 패치 안테나(211, 213, 215, 217)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)는 각각 제1 내지 제n 패치 안테나(211, 213, 215, 217) 중 대응되는 패치 안테나에 전기적으로 연결되고 IC(230)와 안테나층(210) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈은, 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)의 외측경계를 따라 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층을 더 포함할 수 있다. 상기 포위 그라운드층은 도 1a 내지 도 5에 도시된 포위 그라운드층과 동일하게 구현될 수 있으므로, 도 6에서 생략되었다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈을 나타낸 측면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 모듈은, 제1 커버 그라운드층(242), 제2 커버 그라운드층(241), 수동부품(250) 및 코어부재(260) 중 적어도 일부를 더 포함할 수 있다.
제1 커버 그라운드층(242)은 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)와 IC(230)의 사이에 배치되고 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 각각의 적어도 일부분을 하측에서 커버링하도록 배치될 수 있다.
제2 커버 그라운드층(241)은 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)와 안테나층(210)의 사이에 배치되고 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 각각의 적어도 일부분을 상측에서 커버링하도록 배치될 수 있다.
여기서, 필터층(220)에 포함된 포위 그라운드층은 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)와 포위 그라운드층 사이의 제2 최단거리가 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107)와 제1 커버 그라운드층(242) 또는 제2 커버 그라운드층(241) 사이의 제1 최단거리의 8/5배 이상이도록 배치될 수 있다.
또한, 제1 내지 제n 고주파 필터(101, 103, 105, 107) 사이의 제3 최단거리는 상기 제1 최단거리의 6배 이상일 수 있다.
수동부품(250)은 고주파 모듈의 하면 상에 배치될 수 있으며, IC(230)에 전기적으로 연결되어 임피던스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 수동부품(250)은 캐패시터(예: Multi Layer Ceramic Capacitor(MLCC))나 인덕터, 칩저항기 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 한편, 수동부품(250)과 IC(230)의 적어도 일부분은 봉합재(예: PIE(Photo Imageable Encapsulant), ABF (Ajinomoto Build-up Film), 에폭시몰딩컴파운드(epoxy molding compound, EMC))에 의해 봉합될 수 있다.
코어부재(260)는 베이스 신호가 통과하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 코어부재(260)는 베이스 신호가 통과하는 코어비아를 포함할 수 있으며, 코어비아에 전기적으로 연결되고 외부에 접속될 수 있는 전기연결구조체(예: 솔더볼(solder ball), 핀(pin), 랜드(land))를 포함할 수 있다.
IC(230)는 주파수 변환, 증폭, 필터링, 위상제어 및 전원생성 중 적어도 일부를 수행하여 변환된 고주파 신호를 생성할 수 있다.
또한, IC(230)는 코어부재(260)를 통해 상기 베이스 신호를 전달받아 상기 베이스 신호의 주파수보다 높은 주파수의 고주파 신호를 복수의 패치 안테나(211, 213)로 전달할 수 있다. 상기 베이스 신호는 IF(Intermediate Frequency) 신호 또는 기저대역 신호일 수 있으며, 고주파 신호의 주파수(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz)보다 낮은 주파수(예: 2GHz, 5GHz, 10GHz 등)를 가진다.
여기서, 고주파 신호는 20GHz 이상 80GHz 이하의 기본 주파수를 가질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
도 8a를 참조하면, 패치 안테나 패턴(1110g) 및 절연층(1140g)를 포함하는 고주파 모듈(100g)은 전자기기(700g)의 세트 기판(600g) 상에서 전자기기(700g)의 측면 경계에 인접하여 배치될 수 있다.
전자기기(700g)는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 세트 기판(600g) 상에는 통신모듈(610g) 및 기저대역 회로(620g)가 더 배치될 수 있다. 상기 고주파 모듈은 동축케이블(630g)을 통해 통신모듈(610g) 및/또는 기저대역 회로(620g)에 전기적으로 연결될 수 있다.
통신모듈(610g)은 디지털 신호처리를 수행하도록 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
기저대역 회로(620g)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 상기 기저대역 회로(620g)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 고주파 모듈로 전달될 수 있다.
예를 들어, 상기 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선을 통해 IC로 전달될 수 있다. 상기 IC는 상기 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 고주파 신호로 변환할 수 있다.
도 8b를 참조하면, 패치 안테나 패턴(1110h) 및 절연층(1140h)를 각각 포함하는 복수의 고주파 모듈(100h)은 전자기기(700h)의 세트 기판(600h) 상에서 전자기기(700h)의 일측면 경계와 타측면 경계에 각각 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 세트 기판(600h) 상에는 통신모듈(610h) 및 기저대역 회로(620h)가 더 배치될 수 있다. 상기 복수의 고주파 모듈은 동축케이블(630h)을 통해 통신모듈(610h) 및/또는 기저대역 회로(620h)에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 본 명세서에 개진된 고리형 패턴, 포트, 비아, 패치 안테나, 그라운드층은, 금속 재료(예: 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질)를 포함할 수 있으며, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 서브트랙티브(Subtractive), 애디티브(Additive), SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등의 도금 방법에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 절연층은 본 명세서에 개진된 고리형 패턴, 포트, 비아, 패치 안테나, 그라운드층의 사이 공간 중 적어도 일부에 채워질 수 있다. 예를 들어, 절연층은 FR4, LCP(Liquid Crystal Polymer), LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic), 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지, 일반 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 또는 글래스나 세라믹 (ceramic) 계열의 절연재 등으로 구현될 수도 있다.
한편, 본 명세서에 개진된 고주파 신호는 Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
F1, F2, Fn, 101, 103, 105, 107: 고주파 필터(radio frequency)
111, 121: 포트(port)
112, 122: 고리형 패턴(ring shape pattern)
113, 123: 슬릿(slit)
119, 129: 내부 그라운드층
150, 151, 152, 153, 154: 포위 그라운드층
161, 163, 165, 167: 하부 비아
162, 164, 166, 168: 상부 비아
210: 안테나층
211, 213, 215, 217: 패치 안테나
220: 필터층
230: IC(Integrated Circuit)
241: 제2 커버 그라운드층
242: 제1 커버 그라운드층
245: 복수의 차폐비아
250: 수동부품
260: 코어부재
L1: 제1 최단거리
L2: 제2 최단거리
L3: 제3 최단거리
L4: 제4 최단거리
L5: 제5 최단거리
L6: 제6 최단거리
T: 고주파 필터 상하방향 두께
W: 고주파 필터 폭
B: 커버 그라운드층 사이 간격

Claims (20)

  1. 각각 제1 포트로부터 연장된 제1 고리형 패턴과 제2 포트로부터 연장된 제2 고리형 패턴을 가지는 복수의 고주파 필터;
    상기 복수의 고주파 필터의 상측 또는 하측에 배치되어 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층;
    상기 복수의 고주파 필터의 외측경계를 따라 상기 복수의 고주파 필터와 정해진 거리만큼 이격되어 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층; 및
    상기 커버 그라운드층과 상기 포위 그라운드층을 전기적으로 연결시키도록 배치되고 상기 포위 그라운드층의 내측경계를 따라 배열되는 복수의 차폐비아
    를 포함하고,
    상기 포위 그라운드층은 상기 복수의 고주파 필터와 상기 포위 그라운드층 사이의 제2 최단거리가 상기 복수의 고주파 필터와 상기 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 8/5배 이상이도록 상기 복수의 고주파 필터로부터 이격 배치되고,
    상기 제1 고리형 패턴과 상기 제2 고리형 패턴의 쌍 사이의 제4 최단거리는 상기 제2 최단거리보다 짧은 고주파 필터 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고리형 패턴과 상기 제2 고리형 패턴 각각의 일부분에서 대향하는 타부분까지의 제5 최단거리는 상기 제2 최단거리보다 긴 고주파 필터 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 고주파 필터의 상하방향 두께는 상기 제1 최단거리의 0.2배 이상 0.4배 이하인 고주파 필터 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 고주파 필터는 상기 복수의 고주파 필터 사이의 제3 최단거리가 상기 제1 최단거리의 6배 이상이도록 배치되는 고주파 필터 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 고리형 패턴과 상기 제2 고리형 패턴의 쌍은 쌍 슬릿(slit)을 가지고,
    상기 쌍 슬릿은 대응되는 고리형 패턴에서 서로 마주보는 위치에 배치되는 고주파 필터 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 고리형 패턴과 상기 제2 고리형 패턴 중 적어도 일부의 내측에 배치된 적어도 하나의 내부 그라운드층을 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 내부 그라운드층을 둘러싸는 고리형 패턴과 대응되는 내부 그라운드층 사이의 제6 최단거리는 상기 제1 최단거리의 8/5배 이상인 고주파 필터 장치.
  8. 각각 제1 포트로부터 연장된 제1 고리형 패턴과 제2 포트로부터 연장된 제2 고리형 패턴을 가지는 복수의 고주파 필터;
    상기 복수의 고주파 필터의 상측 또는 하측에 배치되어 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층;
    상기 복수의 고주파 필터의 외측경계를 따라 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층; 및
    상기 커버 그라운드층과 상기 포위 그라운드층을 전기적으로 연결시키도록 배치되고 상기 포위 그라운드층의 내측경계를 따라 배열되는 복수의 차폐비아
    를 포함하고,
    상기 복수의 고주파 필터는 상기 복수의 고주파 필터 사이의 제3 최단거리가 상기 복수의 고주파 필터와 상기 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 6배 이상이도록 배치되며,
    상기 제1 고리형 패턴과 상기 제2 고리형 패턴 각각의 일부분에서 대향하는 타부분까지의 제5 최단거리는 상기 제3 최단거리보다 긴 고주파 필터 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 고주파 필터의 상하방향 두께는 상기 제1 최단거리의 0.2배 이상 0.4배 이하인 고주파 필터 장치.
  11. IC;
    각각 상기 IC에 전기적으로 연결된 복수의 패치 안테나를 포함하는 안테나층;
    각각 상기 복수의 패치 안테나 중 대응되는 패치 안테나에 전기적으로 연결되고 상기 IC와 상기 안테나층 사이에 배치되는 복수의 고주파 필터;
    상기 복수의 고주파 필터의 외측경계를 따라 상기 복수의 고주파 필터와 정해진 거리만큼 이격되어 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층;
    상기 복수의 고주파 필터와 상기 안테나층의 사이 또는 상기 복수의 고주파 필터와 상기 IC의 사이에 배치되어 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층; 및
    상기 커버 그라운드층과 상기 포위 그라운드층을 전기적으로 연결시키도록 배치되고 상기 포위 그라운드층의 내측경계를 따라 배열되는 복수의 차폐비아
    를 포함하고,
    상기 포위 그라운드층은 상기 복수의 고주파 필터와 상기 포위 그라운드층 사이의 제2 최단거리가 상기 복수의 고주파 필터와 상기 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 8/5배 이상이도록 배치되며,
    상기 복수의 고주파 필터 각각은 제1 포트로부터 연장된 제1 고리형 패턴과 제2 포트로부터 연장된 제2 고리형 패턴을 포함하고,
    상기 제1 고리형 패턴과 상기 제2 고리형 패턴 사이의 제4 최단거리는 상기 제2 최단거리보다 짧은 고주파 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 고주파 필터는 상기 복수의 고주파 필터 사이의 제3 최단거리가 상기 제1 최단거리의 6배 이상이도록 배치되는 고주파 모듈.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서, 상기 커버 그라운드층은,
    상기 복수의 고주파 필터와 상기 IC의 사이에 배치되어 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 제1 커버 그라운드층; 및
    상기 복수의 고주파 필터와 상기 안테나층의 사이에 배치되어 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 제2 커버 그라운드층; 을 포함하는 고주파 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 커버 그라운드층의 하측에 배치되고 베이스 신호가 통과하는 코어부재를 더 포함하고,
    상기 IC는 상기 코어부재를 통해 상기 베이스 신호를 전달받아 상기 베이스 신호의 주파수보다 높은 주파수의 고주파 신호를 상기 복수의 패치 안테나로 전달하는 고주파 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 고주파 신호는 20GHz 이상 80GHz 이하의 기본 주파수를 가지는 고주파 모듈.
  17. IC;
    각각 상기 IC에 전기적으로 연결된 복수의 패치 안테나를 포함하는 안테나층;
    각각 상기 복수의 패치 안테나 중 대응되는 패치 안테나에 전기적으로 연결되고 상기 IC와 상기 안테나층 사이에 배치되는 복수의 고주파 필터;
    상기 복수의 고주파 필터의 외측경계를 따라 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치된 포위 그라운드층;
    상기 복수의 고주파 필터와 상기 안테나층의 사이 또는 상기 복수의 고주파 필터와 상기 IC의 사이에 배치되어 상기 복수의 고주파 필터 각각의 적어도 일부분을 커버링하도록 배치된 커버 그라운드층; 및
    상기 커버 그라운드층과 상기 포위 그라운드층을 전기적으로 연결시키도록 배치되고 상기 포위 그라운드층의 내측경계를 따라 배열되는 복수의 차폐비아
    를 포함하고,
    상기 복수의 고주파 필터는 상기 복수의 고주파 필터 사이의 제3 최단거리가 상기 복수의 고주파 필터와 상기 커버 그라운드층 사이의 제1 최단거리의 6배 이상이도록 배치되며,
    상기 복수의 고주파 필터 각각은 제1 포트로부터 연장된 제1 고리형 패턴과 제2 포트로부터 연장된 제2 고리형 패턴을 포함하고,
    상기 제1 고리형 패턴과 상기 제2 고리형 패턴 각각의 일부분에서 대향하는 타부분까지의 제5 최단거리는 상기 제3 최단거리보다 긴 고주파 모듈.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서,
    상기 포위 그라운드층의 하측에 배치되고 베이스 신호가 통과하는 코어부재를 더 포함하고,
    상기 IC는 상기 코어부재를 통해 상기 베이스 신호를 전달받아 상기 베이스 신호의 주파수보다 높은 주파수의 고주파 신호를 상기 복수의 패치 안테나로 전달하는 고주파 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 고주파 신호는 20GHz 이상 80GHz 이하의 기본 주파수를 가지는 고주파 모듈.
KR1020180105441A 2018-09-04 2018-09-04 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈 KR102656395B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180105441A KR102656395B1 (ko) 2018-09-04 2018-09-04 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈
US16/266,158 US10804581B2 (en) 2018-09-04 2019-02-04 Radio frequency filter apparatus and radio frequency module
CN201910288555.3A CN110875748B (zh) 2018-09-04 2019-04-11 射频滤波器设备和射频模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180105441A KR102656395B1 (ko) 2018-09-04 2018-09-04 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200027307A KR20200027307A (ko) 2020-03-12
KR102656395B1 true KR102656395B1 (ko) 2024-04-09

Family

ID=69640393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180105441A KR102656395B1 (ko) 2018-09-04 2018-09-04 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10804581B2 (ko)
KR (1) KR102656395B1 (ko)
CN (1) CN110875748B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10897237B1 (en) * 2019-09-11 2021-01-19 Shenzhen Antop Technology Co., Ltd. Filter for suppressing 5G signal interference and television antenna
CN114207935B (zh) * 2020-05-28 2023-08-29 株式会社藤仓 带通滤波器
US11962079B1 (en) * 2022-01-25 2024-04-16 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Radio frequency signals detection systems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101114091B1 (ko) * 2008-07-07 2012-02-21 전남대학교산학협력단 적층 여파기
US20160276731A1 (en) * 2012-10-22 2016-09-22 Texas Instruments Incorporated Waveguide coupler

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2240881B (en) * 1990-02-09 1993-12-22 Philips Electronic Associated A millimetre wave antenna
JP2002100698A (ja) 2000-09-26 2002-04-05 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置用パッケージおよび半導体装置
US6847282B2 (en) * 2001-10-19 2005-01-25 Broadcom Corporation Multiple layer inductor and method of making the same
KR101561945B1 (ko) 2009-07-13 2015-10-21 삼성전자 주식회사 안테나 장치 및 이를 구비하는 휴대 단말기
KR101414779B1 (ko) * 2010-10-20 2014-07-03 한국전자통신연구원 무선 전력 전송 장치
US9099986B2 (en) 2011-09-30 2015-08-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Cross-sectional dilation mode resonators
JP6161715B2 (ja) 2013-10-17 2017-07-12 三菱電機株式会社 ノイズフィルタ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101114091B1 (ko) * 2008-07-07 2012-02-21 전남대학교산학협력단 적층 여파기
US20160276731A1 (en) * 2012-10-22 2016-09-22 Texas Instruments Incorporated Waveguide coupler

Also Published As

Publication number Publication date
US20200076031A1 (en) 2020-03-05
CN110875748A (zh) 2020-03-10
KR20200027307A (ko) 2020-03-12
CN110875748B (zh) 2022-07-15
US10804581B2 (en) 2020-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11211709B2 (en) Antenna apparatus and antenna module
US11699855B2 (en) Antenna module
US10978780B2 (en) Antenna apparatus and antenna module
KR102465880B1 (ko) 안테나 장치
US11588222B2 (en) Chip antenna module array and chip antenna module
US11349215B2 (en) Antenna apparatus and antenna module
KR102505199B1 (ko) 고주파 필터 모듈
US10854986B2 (en) Antenna apparatus
US11245201B2 (en) Antenna apparatus
KR102246620B1 (ko) 안테나 장치
KR102593099B1 (ko) 안테나 장치
US11165168B2 (en) Antenna apparatus
KR102656395B1 (ko) 고주파 필터 장치 및 고주파 모듈
KR20210105513A (ko) 고주파 모듈
CN113839193A (zh) 片式天线以及包括片式天线的天线模块和电子装置
US11342643B2 (en) Radio frequency filter and radio frequency module
CN113922067A (zh) 天线装置
US20210036432A1 (en) Antenna apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant