KR20030063632A - Antenna switch - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안테나 스위치에 관한 것으로서, 특히 복수개의 레이어에 형성된 스트립라인과 MIM(Metal Insulator Metal) 구조를 통해 구현되는 안테나 스위치의필터링 특성을 간단하게 조절할 수 있도록 하는 안테나 스위치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna switch, and more particularly, to an antenna switch for easily adjusting the filtering characteristics of an antenna switch implemented through a strip line formed in a plurality of layers and a metal insulator metal (MIM) structure.
안테나 스위치는 핸드폰과 같은 이동통신 단말기 등에 장착되어 상기 이동통신 단말기가 외부 기지국과 신호를 송수신할 수 있도록 동작하는 전자부품이다.The antenna switch is an electronic component that is mounted on a mobile communication terminal such as a cellular phone and operates so that the mobile communication terminal can transmit and receive a signal with an external base station.
상기의 안테나 스위치는 특히 장착되는 단말기 등의 규격에 따라 특정 대역의 신호를 수신하고 필터링하는 동시에 상기 단말기의 전송신호를 외부 기지국으로 송신한다.In particular, the antenna switch receives and filters a signal of a specific band according to a standard of a mounted terminal or the like and simultaneously transmits a transmission signal of the terminal to an external base station.
만일, 상기 단말기가 특정한 한 대역의 신호만을 송수신하는 단말기가 아니라 적어도 두 대역의 신호를 송수신할 수 있도록 제작된 단말기의 경우, 상기 안테나 스위치는 외부에서 전송되는 신호를 그 대역에 따라 분리하여 각각의 대역특성에 적합하게 상기 수신신호를 처리하는 송수신회로로 전달하는 역할도 하게 된다.If the terminal is designed to transmit and receive signals of at least two bands, rather than a terminal to transmit and receive a signal of only one specific band, the antenna switch separates the signals transmitted from the outside according to the bands. It also serves to transmit to the transmission and reception circuit for processing the received signal in accordance with the band characteristics.
일반적인 안테나 스위치의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.The configuration of a general antenna switch is as shown in FIG.
즉, 외부로부터 안테나를 통해 수신되는 신호를 각 대역별 신호로 분리하는 다이플렉서(Diplexer;1)와, 상기 다이플렉서(1)로부터 분리된 신호를 필터링하여 처리하는 동시에 그에 따른 전송신호를 송신하는 제1, 2 송수신회로(2,3)로 구성된다.That is, a diplexer 1 for dividing a signal received through an antenna from the outside into signals for each band and a signal separated from the diplexer 1 are filtered and processed while simultaneously transmitting a signal corresponding thereto. And first and second transmitting and receiving circuits 2 and 3 for transmitting.
그러나, 상기와 같은 안테나 스위치의 경우, 상기 다이플렉서와 제1,2 송수신회로의 특성을 복수개의 레이어에 스트립라인과 MIM 구조를 형성함으로써 구현하게 되는데, 이러한 경우 상기 스트립라인과 MIM 구조가 한번 형성됨에 따라 변형이 불가능함으로써 후에 특성 조절이 불가능하다는 문제점이 있다.However, in the case of the antenna switch as described above, the characteristics of the diplexer and the first and second transceiver circuits are implemented by forming a stripline and a MIM structure in a plurality of layers, in which case the stripline and the MIM structure are once There is a problem in that it is impossible to adjust the characteristics after the deformation as it is formed.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 저역통과 필터의 특성을 가변 커패시터 등을 통해 구현함으로써 안테나 스위치가 제작된 후에도 그 필터링 특성을 간단하고 효율적으로 조절할 수 있도록 하는 안테나 스위치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of which is to implement the characteristics of the low pass filter through a variable capacitor, so that the filtering characteristics can be adjusted simply and efficiently even after the antenna switch is manufactured An antenna switch is provided.
도 1은 종래 안테나 스위치의 구성이 도시된 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a conventional antenna switch,
도 2는 본 발명에 따른 안테나 스위치의 구성이 도시된 블록도,2 is a block diagram showing the configuration of an antenna switch according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 안테나 스위치를 구성하는 레이어가 도시된 도,3 is a view showing a layer constituting an antenna switch according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 안테나 스위치의 등가회로가 도시된 도이다.4 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the antenna switch according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
11 : 안테나12 : 다이플렉서11 antenna 12 diplexer
21 : GSM-Tx22 : GSM-Rx21: GSM-Tx22: GSM-Rx
23 : 제1 스위치부24 : 제1 저역통과필터23: first switch unit 24: first low pass filter
25 : 제1 페이즈 쉬프트25: first phase shift
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 안테나 스위치의 특징에 따르면, 안테나를 통해 유도된 신호를 대역별 수신신호로 분리하는 다이플렉서와, 상기 대역별 수신신호를 수신하는 수신회로와 상기 수신회로에서 수신한 수신신호 대역의 송신신호를 송신하는 송신회로가 신호 송수신여부에 따라 각각 분리하여 동작하도록 상기 송수신회로의 동작여부를 결정하는 제어신호에 따라 동작하는 스위치부와, 상기 스위치부와 상기 송신회로 사이에 연결되어 전송신호의 하모닉 성분을 감쇠시키는 저역통과필터와, 상기 스위치부와 상기 수신회로 사이에 연결되어 상기 수신회로의 입력임피던스를 조절하는 페이즈 쉬프터(Phase Shifter)가 적어도 하나 이상의 레이어에 형성된 스트립라인과 MIM 구조로 구현되는 안테나 스위치에 있어서, 상기 저역통과필터는 소자특성 변화가 가능하도록 상기 레이어 중 가장 상측에 위치하는 레이어에 장착되는 가변 커패시터부를 포함하여 구성된다.According to a feature of an antenna switch according to the present invention for solving the above problems, a diplexer for separating the signal induced by the antenna into the reception signal for each band, a receiving circuit for receiving the reception signal for each band and the reception A switch unit which operates according to a control signal for determining whether the transmission / reception circuit is operated so that the transmission circuit which transmits the transmission signal of the reception signal band received by the circuit operates separately according to whether the signal is transmitted or received, the switch unit and the At least one layer comprising a low pass filter connected between the transmitting circuits to attenuate the harmonic components of the transmission signal, and a phase shifter connected between the switch unit and the receiving circuit to adjust the input impedance of the receiving circuit. An antenna switch implemented with a stripline and a MIM structure formed in the antenna, the low pass Is configured to include a variable capacitor is mounted on the layer positioned on the upper side of the emitter layer, the device characteristics can be changed to.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 안테나 스위치는 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나(11)에 유도된 신호를 GSM(Global System for Mobile Communications) 송수신 시스템의 수신신호와 DCS(Digital Communuication Service) 송수신 시스템의 수신신호를 분리하는 다이플렉서(12)와, 외부에서 인가되는 제어신호인 컨트롤 전압(VC1)에 의해 GSM 송수신 시스템의 송신회로인 GSM-Tx(21)와 수신회로인 GSM-Rx(22)가 분리되어 동작하도록 하는 제1 스위치부(23)와, 외부에서 인가되는 제어신호인 컨트롤 전압(VC2)에 의해 DCS 송수신 시스템의 송신회로인 DCS-Tx(31)와 수신회로인 DCS-Rx(32)가 분리되어 동작하도록 하는 제2 스위치부(33)와, 상기 GSM, DCS 송수신 시스템의 전송 밴드내의 전송 신호의 하모닉 성분을 감쇠시키는 제1,2 저역통과필터(24,34)와, 상기 GSM-Tx(21)과 DCS-Tx(31) 밴드에서 각각 GSM-Rx(22), DCS-Rx(32)로의 입력 임피던스를 오픈시키는 역할을 하는 제1,2 페이스 쉬프터(Phase Shifter;25,35)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the antenna switch according to the present invention transmits a signal induced by the antenna 11 to a reception signal of a GSM (Global System for Mobile Communications) transmission system and a reception signal of a DCS (Digital Communication Service) transmission / reception system. By separating the diplexer 12 and the control voltage VC1, which is an externally applied control signal, the GSM-Tx 21, which is a transmission circuit of the GSM transceiver system, and the GSM-Rx 22, which is a reception circuit, are separated. The DCS-Tx 31, which is a transmission circuit of the DCS transmission / reception system, and the DCS-Rx 32, which is a reception circuit, are controlled by the first switch unit 23 to operate, the control voltage VC2, which is an external control signal. A second switch unit 33 for separate operation, first and second low pass filters 24 and 34 for attenuating harmonic components of transmission signals in transmission bands of the GSM and DCS transmission and reception systems, and the GSM-Tx Input impedance to GSM-Rx (22) and DCS-Rx (32) in the 21 and DCS-Tx (31) bands, respectively The first and second phase shifters 25 and 35 serve to open the duns.
여기서, 상기 다이플렉서(12)는 저역통과 필터(12a)와 고역통과 필터(12b)로 구성된다.Here, the diplexer 12 is composed of a low pass filter 12a and a high pass filter 12b.
도 3은 본 발명에 따라 복수개의 레이어(L1~L10)와 그 상측에 복수개의 전극이 형성된 상측 레이어(L0)에 형성된 스트립라인과 MIM 구조를 통해 구현되는 안테나 스위치의 상기 상측 레이어(L0)에 가변 커패시터부인 바렉터 다이오드(Varactor Diode;V)를 장착하고, 상기 제1,2 바렉터 다이오드(V1,V2)로 안테나 스위치 필터링특성을 조절할 수 있는 전압을 인가하는 제1,2 컨트롤 전압전극(Ct1, Ct2)을 형성한 바를 도시하고 있다.FIG. 3 is a diagram illustrating a plurality of layers L1 to L10 and an upper layer L0 of an antenna switch implemented through a MIM structure and a stripline formed on an upper layer L0 having a plurality of electrodes formed thereon. First and second control voltage electrodes, each of which includes a varactor diode (V), which is a variable capacitor unit, and applies a voltage capable of adjusting antenna switch filtering characteristics to the first and second varactor diodes V1 and V2. The bar where Ct1 and Ct2) is formed is shown.
상기 상측 레이어(L0)에는 상기 제1,2 컨트롤 전압전극(Ct1, Ct2) 외에도, 복수개의 그라운드 전극(GND)과, 안테나 전극(ANT)과, 제어신호가 입력되는 제어신호 입력전극(VC1,VC2)와, 상기 안테나 전극(ANT)을 통해 신호를 송수신하는 송수신 시스템과 연결되는 송수신 전극(GSM-Tx, GSM-Rx, DCS-Tx, DCS-Rx)이 형성된다.In addition to the first and second control voltage electrodes Ct1 and Ct2, the upper layer L0 includes a plurality of ground electrodes GND, an antenna electrode ANT, and a control signal input electrode VC1, to which a control signal is input. VC2) and transmit / receive electrodes (GSM-Tx, GSM-Rx, DCS-Tx, DCS-Rx) connected to a transmit / receive system for transmitting and receiving signals through the antenna electrode ANT are formed.
상기 제1,2 바렉터 다이오드(V1,V2)는 각각 상기 제1,2 컨트롤 전압전극(Ct1, Ct2)을 통해 인가되는 전압에 따라 그 커패시턴스가 조절되며, 상기 제1,2 바렉터 다이오드(V1, V2)의 커패시턴스가 조절됨에 따라 상기 안테나 스위치의 저역통과필터의 필터링 특성이 조절 가능하다. 따라서, 사용자는 상기 제1,2 컨트롤 전압전극(Ct1, Ct2)을 통해 상기 제1,2 바렉터 다이오드(V1,V2)로 공급되는 전압을 필요에 따라 변화함으로써 상기 안테나 스위치의 특성을 조절할 수 있게 된다.The capacitance of the first and second varistor diodes V1 and V2 is adjusted according to the voltage applied through the first and second control voltage electrodes Ct1 and Ct2, respectively, and the first and second varactor diodes ( As the capacitances of V1 and V2 are adjusted, the filtering characteristics of the low pass filter of the antenna switch can be adjusted. Accordingly, the user can adjust the characteristics of the antenna switch by changing the voltage supplied to the first and second selector diodes V1 and V2 through the first and second control voltage electrodes Ct1 and Ct2 as necessary. Will be.
여기서, 상기 복수개의 레이어(L1~L10) 중 제7 레이어(L7)에는 저역통과 필터를 구성하는 커패시터를 구현할 수 있는 전극패턴이 점선으로 표시되어 있다. 즉, 종래 상기 점선으로 표시된 저역통과 필터 특성 구현 스트립라인을 생략하고 본 발명에 따라 상측 레이어(L0)에 바렉터 다이오드를 장착하고 상기 바렉터 다이오드로 컨트롤 전압을 인가할 수 있는 컨트롤 전압전극을 형성하여 저역통과 필터의 특성이 구현되도록 함과 동시에 상기 저역통과 필터의 특성을 조절할 수 있도록 하였다.Here, in the seventh layer L7 of the plurality of layers L1 to L10, electrode patterns for implementing a capacitor constituting the low pass filter are indicated by dotted lines. That is, according to the present invention, a low voltage filter characteristic implementation stripline, which is indicated by the dotted line, may be omitted, and a control voltage electrode may be formed on the upper layer L0 by mounting a varistor diode and applying a control voltage to the varistor diode. By implementing the characteristics of the low pass filter to adjust the characteristics of the low pass filter at the same time.
도 4는 상기 도 3에 도시된 바렉터 다이오드와 컨트롤 전압전극으로 이루어진 가변 커패시터부(40)가 상기 제1 스위치부(23) 및 GSM-Tx(21)과 직렬로 연결된 저역통과 필터(24)에서 어떻게 구현되는지를 도시하고 있다. 여기서 GSM 송수신회로와 DCS 송수신회로를 상호 대칭되는 구조를 가지고 있으므로 GSM 송수신회로는 생략한다.FIG. 4 shows a low pass filter 24 having a variable capacitor unit 40 including the varactor diode and the control voltage electrode shown in FIG. 3 connected in series with the first switch unit 23 and the GSM-Tx 21. Shows how this is implemented. The GSM transceiver circuit and the DCS transceiver circuit have a structure symmetrical with each other, so the GSM transceiver circuit is omitted.
즉, 도시된 바와 같이, 상기 저역통과 필터(24)는 상기 제1 스위치부(23)와 병렬 연결되는 제1 커패시터(C1), 상기 GSM-Tx(21)과 병렬 연결되는 제2 커패시터(C2), 상기 제1 스위치부(23)와 GSM-Tx(21)와 직렬 연결되는 인덕터(L), 상기 인덕터(L)에 병렬 연결되는 바렉터 다이오드(V1)와, 상기 바렉터 다이오드(V1)로 컨트롤 전압을 공급하는 컨트롤 전압부(Ct)로 구성된다.That is, as shown, the low pass filter 24 includes a first capacitor C1 connected in parallel with the first switch unit 23 and a second capacitor C2 connected in parallel with the GSM-Tx 21. ), An inductor L connected in series with the first switch unit 23 and the GSM-Tx 21, a varactor diode V1 connected in parallel with the inductor L, and the varactor diode V1. It consists of a control voltage unit (Ct) for supplying a control voltage.
여기서 상기 바렉터 다이오드(V1)는 상기 도 3에 도시된 상측 레이어(L0)의 제1 컨트롤 전압전극(Ct1)으로부터 전압을 인가받는데, 상기 컨트롤 전압부(Ct)는 상기 제1 컨트롤 전압전극(Ct1)을 통해 인가되는 전압을 상기 바렉터 다이오드(V1)로 공급한다.Here, the selector diode V1 receives a voltage from the first control voltage electrode Ct1 of the upper layer L0 shown in FIG. 3, and the control voltage unit Ct is the first control voltage electrode ( The voltage applied through Ct1) is supplied to the varistor diode V1.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 안테나 스위치는 복수개의 레이어에 형성된 스트립라인과 MIM 구조로 구현되는 안테나 스위치에 있어서, 상기 안테나 스위치의 특성을 결정하는 저역통과 필터를 상기 복수개의 레이어의 상측 레이어에 가변 커패시터부를 장착하여 구현함으로서 기존의 MIM 구조를 통해 안테나 스위치의 특성이 결정된 후 그 특성 조절이 불가능한 문제점을 해결하고 특히, 상기 가변 커패시터부를 바렉터 다이오드 등을 통해 구성함으로써 상기 바렉터 다이오드로 인가되는 전압의 조절을 통해 간단하게 안테나 스위치의 특성을 조절할 수 있는 효과가 있다.In the antenna switch of the present invention configured as described above, in the antenna switch implemented with a stripline formed in a plurality of layers and a MIM structure, a low pass filter for determining the characteristics of the antenna switch is varied in an upper layer of the plurality of layers. Solving the problem that the characteristics of the antenna switch is not possible after the characteristics of the antenna switch is determined through the existing MIM structure by mounting the capacitor unit, and in particular, the voltage applied to the varistor diode by configuring the variable capacitor unit through a varistor diode, etc. By simply adjusting the characteristics of the antenna switch can be easily adjusted.
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