KR20050025502A - Multi-layered directivity coupler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다층형 방향성 커플러에 관한 것으로, 전력분배기로서의 특성을 만족하도록 높은 결합도를 구현할 수 있는 구조를 갖는 다층형 방향성 커플러에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-layered directional coupler, and a multi-layered directional coupler having a structure that can implement a high coupling to satisfy the characteristics as a power divider.
최근 이동통신분야의 급속한 발전에 따라, 부품에 대한 다양한 특성이 요구되는 추세이다. 이러한 관점에서 시스템의 구조에 따라 전력분배기 기능을 갖는 방향성 커플러가 요구될 수 있다. Recently, with the rapid development of the mobile communication field, various characteristics of components are required. In this regard, a directional coupler having a power divider function may be required depending on the structure of the system.
하지만, 통상적으로 전력분배기와 방향성 커플러는 그 결합도에 따라 근본적인 구조적 차이로 인해 하나의 부품에 두 기능을 부여하는 방안은 곤란한 과제로 여겨져 왔다. 이하, 도1 및 도2를 참조하여, 통상적인 적층형 전력분배기와 적층형 방향성 커플러의 구조의 차이를 보다 구체적으로 설명한다.However, in general, the power divider and the directional coupler have been considered a difficult task of providing two functions to one component due to the fundamental structural difference depending on the coupling degree. 1 and 2, the difference between the structure of a conventional stacked power divider and a stacked directional coupler will be described in more detail.
도1a 및 1b는 각각 통상의 적층형 전력 분배기의 분해사시도 및 등가회로도이다.1A and 1B are exploded perspective and equivalent circuit diagrams of a conventional stacked power divider, respectively.
도1a와 같이, 통상의 적층형 전력 분배기(10)는 각각 제1 내지 제4 도전패턴(12a,12b,12c,12d)이 형성된 제1 내지 제4 유전체층(10a,10b,10c,10d)을 포함한다. 제1 및 제2 도전패턴(12a,12b)은 제2 유전체층(10b)에 형성된 비아홀(h1)을 통해 상호 연결되며, 제3 내지 제4 도전패턴(12c,12d)은 제4 유전체층(10d)에 형성된 비아홀(h2)을 통해 상호 연결된다. 또한, 제2 도전패턴(12b)과 제3 도전패턴(12c)의 일단은 제1 내지 제4 유전체층(10a,10b,10c,10d)의 일측에 형성된 측면단자(16)에 연결되어 입력단(IN)을 형성하고, 상기 제1 도전패턴(12a)과 제4 도전패턴(12d)의 일단은 각각 적층된 제1 내지 제4 유전체층(10a,10b,10c,10d)의 타측에 형성된 2개의 측면단자(17a,17b)에 연결되어, 2개의 출력단(OUT1,OUT2)을 형성한다.As shown in FIG. 1A, a typical stacked power divider 10 includes first to fourth dielectric layers 10a, 10b, 10c, and 10d having first to fourth conductive patterns 12a, 12b, 12c, and 12d, respectively. do. The first and second conductive patterns 12a and 12b are interconnected through the via holes h1 formed in the second dielectric layer 10b, and the third to fourth conductive patterns 12c and 12d are connected to the fourth dielectric layer 10d. The via holes h2 are formed in the interconnections. In addition, one end of the second conductive pattern 12b and the third conductive pattern 12c is connected to the side terminal 16 formed on one side of the first to fourth dielectric layers 10a, 10b, 10c, and 10d, and thus the input terminal IN ) And one end of the first conductive pattern 12a and the fourth conductive pattern 12d are two side terminals formed on the other side of the stacked first to fourth dielectric layers 10a, 10b, 10c, and 10d, respectively. It is connected to (17a, 17b) to form two output terminals (OUT1, OUT2).
이와 같이 구성된 적층형 전력분배기(10)는 도1b와 같은 등가회로도를 구성한다. 도1b에 도시된 바와 같이, 상기 전력 분배기(10)는 입력단(IN)을 통해 입력되는 전력신호는 2개의 출력단(OUT1,OUT2)을 통해 1/2 등분으로 분배될 수 있다.The stacked power divider 10 configured as described above constitutes an equivalent circuit diagram as shown in FIG. 1B. As shown in FIG. 1B, the power divider 10 may divide the power signal input through the input terminal IN in half through two output terminals OUT1 and OUT2.
도2a 및 2b는 각각 종래의 적층형 방항성 커플러의 사시도 및 등가회로도이다. 2A and 2B are a perspective view and an equivalent circuit diagram of a conventional stacked anti-corruption coupler, respectively.
도2a와 같이, 적층형 방향성 커플러(20)는 접지패턴(25a,25b)이 형성된 제1 및 제4 유전체층(20a,20d)과, 주신호라인(21)이 형성된 제2 유전체층(20b)과, 결합신호라인(22)이 형성된 제3 유전체층(20c)을 포함한다. 상기 제1 및 제4 유전체층(20a,20b,20c,20d)이 적층된 구조의 양측면에는 측면단자(26a,26b,26c, 27a,27b,27c)가 형성된다. 예를 들어, 주신호라인의 일단에 연결된 측면단자(26a)가 입력단을 구성하면, 주신호라인의 타단에 연결된 측면단자(26c)는 주출력단을 구성한다. 또한, 결합신호라인(22)의 일단에 연결된 측면단자(27a)는 결합출력단을 구성하며, 결합신호라인(22)의 타단에 연결된 측면단자(27c)는 접지부(미도시)에 연결되도록 구성된다. As shown in FIG. 2A, the stacked directional coupler 20 includes first and fourth dielectric layers 20a and 20d having ground patterns 25a and 25b, a second dielectric layer 20b having main signal lines 21, and The third dielectric layer 20c includes the coupling signal line 22. Side terminals 26a, 26b, 26c, 27a, 27b, and 27c are formed on both side surfaces of the structure in which the first and fourth dielectric layers 20a, 20b, 20c, and 20d are stacked. For example, when the side terminal 26a connected to one end of the main signal line constitutes an input terminal, the side terminal 26c connected to the other end of the main signal line constitutes a main output terminal. In addition, the side terminal 27a connected to one end of the coupling signal line 22 constitutes a coupling output terminal, and the side terminal 27c connected to the other end of the coupling signal line 22 is configured to be connected to a ground part (not shown). do.
이러한 주신화라인(21)과 결합신호라인(22)의 연결구조는 도2b에 도시된 등가회로도로 나타낼 수 있다. 방향성 커플러는 출력신호의 크기를 감지하기 위한 것으로서, 결합신호라인을 통해 피드백되는 신호가 주신호라인을 통해 입력된 신호의 일부라도 무방하다. 즉, 그 결합도가 낮아도 커플러의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 주신호과 결합신호 사이의 위상차가 90°일 것을 요구한다. The connection structure between the mainizing line 21 and the combined signal line 22 may be represented by the equivalent circuit diagram shown in FIG. 2B. The directional coupler is for detecting the magnitude of the output signal, and the signal fed back through the combined signal line may be part of the signal input through the main signal line. That is, even if the coupling degree is low, it can perform the function of the coupler. In addition, it is required that the phase difference between the main signal and the combined signal is 90 degrees.
반면에, 앞서 설명한 바와 같이, 전력분배기의 특성을 갖기 위해서는 결합신호라인의 신호량이 정확히 주신호라인의 입력신호의 1/2이 되어야 하므로 결합도로서는 3dB의 높은 결합도가 요구되므로, 적층형 방향성 커플러에 분배기기능을 구현하기 위해서는 각 라인길이가 λ/4되어야 하므로, 930MHz의 경우에 약 0.33m의 라이길이가 요구된다. 이러한 라인 길이는 실용화되는 소형칩(예, 2.0㎜ ×1.25㎜ ×0.95㎜)에 구현할 수 없다.On the other hand, as described above, in order to have the characteristics of the power divider, since the signal amount of the combined signal line should be exactly 1/2 of the input signal of the main signal line, a high coupling degree of 3 dB is required as the coupling degree, so that the directional coupler is stacked. In order to implement the divider function, each line length must be λ / 4, so a lie length of about 0.33 m is required in the case of 930 MHz. This line length cannot be realized in a small chip (eg, 2.0 mm x 1.25 mm x 0.95 mm) that is put to practical use.
이러한 문제는 사용 주파수가 낮을수록 그 라인길이는 더욱 길어져야 하므로, 3dB의 결합도를 만족하는 방향성 커플러를 실용가능한 크기로 구현하는 것은 난제로 여겨져 왔다. 또한, 도1a에 도시된 전력분배기와 같이 주신호라인과 결합신호라인이 연결될 경우에는 90°위상차를 가질 수 없으므로, 그 라인 배열도 제한 조건이 많은 방향성 커플러의 형태를 따라야 한다는 사실도 큰 제약사항이 된다.The problem is that the lower the frequency used, the longer the line length has been. Therefore, it has been considered difficult to realize a practical sized directional coupler that satisfies a coupling degree of 3 dB. In addition, since the main signal line and the coupled signal line, such as the power divider shown in FIG. 1A, may not have a 90 ° phase difference, the fact that the line arrangement must also follow the form of a directional coupler with many constraints is also a big limitation. Becomes
이와 같이, 방향성 커플러와 전력분배기는 각각의 고유한 특성에 의해 단일형태의 칩 제품으로 구현하기는데 많은 어려움이 있어 왔으며, 이러한 어려움으로 인해 실제 두기능을 갖는 제품을 실용화되지 못하는 현실이다.As described above, the directional coupler and the power divider have a lot of difficulties in implementing a single type of chip product due to their unique characteristics, and due to such difficulties, a product having two functions is not practically used.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전력분배기에서 요구되는 높은 결합도를 만족하도록 라인길이를 충분히 확보할 수 있는 새로운 구조를 갖는 다층형 방향성 결합기를 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a multi-layered directional coupler having a new structure that can sufficiently secure the line length to satisfy the high coupling required in the power divider.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은, 복수개의 유전체층이 적층된 적층구조물로 이루어진 다층형 방향성 커플러에 있어서, 적어도 하나의 제1 유전체층에 형성되어 상기 제1 유전체층의 일측단에 연장된 제1 주신호라인과, 상기 제1 유전체층 상에 적층된 적어도 하나의 제2 유전체층에 형성되어 일단이 상기 제2 유전체층의 일측단까지 연장된 제1 결합신호라인을 포함한 제1 결합부와, 상기 제2 유전체층 상에 적층된 적어도 하나의 제3 유전체층에 형성되어 일단이 상기 제3 유전체층의 일측단까지 연장된 제2 주신호라인과, 상기 제3 유전체층 상에 적층된 적어도 하나의 제4 유전체층에 형성되어 일단이 상기 제4 유전체층의 일측단까지 연장된 제2 결합신호라인을 포함한 제2 결합부와, 상기 제1 주신호라인의 타단과 상기 제2 주신호라인의 타단을 전기적으로 연결하기 위한 제1 수직연결수단과, 상기 제1 결합신호라인의 타단과 상기 제2 결합신호라인의 타단을 전기적으로 연결하기 위한 제2 수직연결수단과, 상기 제1 및 제2 주신호라인의 일단과 상기 제1 및 제2 결합신호라인의 일단에 각각 연결되도록 상기 적층구조물의 측면에 형성된 복수개의 측면전극을 포함하는 다층형 방향성 커플러을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a multi-layered directional coupler consisting of a laminated structure in which a plurality of dielectric layers are laminated, formed in at least one first dielectric layer extending to one end of the first dielectric layer A first coupling part including a main signal line, a first coupling signal line formed on at least one second dielectric layer stacked on the first dielectric layer, and having one end extending to one end of the second dielectric layer; A second main signal line formed on at least one third dielectric layer stacked on the second dielectric layer, one end of which extends to one end of the third dielectric layer, and at least one fourth dielectric layer stacked on the third dielectric layer A second coupling part including a second coupling signal line having one end extending to one end of the fourth dielectric layer, the other end of the first main signal line, and the second main signal line; First vertical connecting means for electrically connecting the other end, second vertical connecting means for electrically connecting the other end of the first combined signal line and the other end of the second combined signal line, and the first and second Provided is a multi-layered directional coupler including a plurality of side electrodes formed on the side of the stack structure so as to be connected to one end of a main signal line and one end of the first and second combined signal lines, respectively.
본 발명에 따른 다층형 방향성 커플러는 상기 적층구조물의 상부 및/또는 하부에 접지패턴이 형성된 유전체층을 더 포함할 수 있으나, 이와 달리, 상기 제2 유전체층 및 상기 제3 유전체층 사이에 접지패턴이 형성된 유전체층을 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 제1 결합부와 제2 결합부 사이에 발생되는 전자기적 간섭을 차단하는 추가적인 효과를 얻을 수 있다. 제2 및 제3 유전체층 사이에 접지패턴을 부가하는 실시형태에서는, 상기 접지패턴이 상기 제1 및 제2 수직연결수단에 접속되지 않도록 오픈영역을 구비한다.The multi-layered directional coupler according to the present invention may further include a dielectric layer having a ground pattern formed on and / or under the laminated structure. In contrast, a dielectric layer having a ground pattern formed between the second dielectric layer and the third dielectric layer. It may further include. In this case, an additional effect of blocking electromagnetic interference generated between the first coupling part and the second coupling part can be obtained. In an embodiment in which a ground pattern is added between the second and third dielectric layers, an open area is provided so that the ground pattern is not connected to the first and second vertical connecting means.
바람직하게는, 상기 제1 주신호라인과 상기 제1 결합신호라인은 서로 중첩되는 위치에 동일한 형상으로 형성된다. 또한, 상기 제2 주신호라인과 상기 제2 결합신호라인도 서로 중첩되는 위치에 동일한 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.Preferably, the first main signal line and the first combined signal line are formed in the same shape at positions overlapping each other. In addition, the second main signal line and the second combined signal line may be formed in the same shape at positions overlapping each other.
본 발명에서, 제1 결합부 및 제2 결합부의 각 라인을 구성하는 패턴배열은 다양하게 구현될수 있으나, 바람직하게는, 적어도 하나의 제1 및 제2 유전체층은 각각 2개의 유전체층, 즉 상부 유전체층과 하부유전체층으로 구성하고, 상기 제1 주신호라인은 제1 상부 유전체층에 형성된 권선형 도전패턴과, 제1 하부 유전체층에 형성되어 일단이 그 제1 하부 유전체층의 일측단까지 연장된 보조라인 도전패턴과, 상기 권선형 도전패턴의 일단과 상기 보조라인 도전패턴의 타단을 연결하는 제1 주신호라인 연결용 비아홀을 포함하며, 상기 제1 결합신호라인도 상기 제1 상부 유전체층 상에 적층된 제2 하부 유전체층에 형성된 권선형 도전패턴과, 제2 상부 유전체층에 형성되어 일단이 그 제2 상부 유전체층의 일측단까지 연장된 보조라인 도전패턴과, 상기 권선형 도전패턴의 일단과 상기 보조라인 도전패턴의 타단을 연결하는 제1 결합신호라인용 비아홀을 포함하도록 형성하는 것이 바람직하다.In the present invention, the pattern arrangement constituting each line of the first coupling portion and the second coupling portion may be implemented in various ways, but preferably, the at least one first and second dielectric layers each include two dielectric layers, namely, an upper dielectric layer and The first main signal line includes a winding type conductive pattern formed on the first upper dielectric layer, an auxiliary line conductive pattern formed on the first lower dielectric layer, and one end of which extends to one end of the first lower dielectric layer; And a first main signal line connecting via hole connecting one end of the winding type conductive pattern and the other end of the auxiliary line conductive pattern, wherein the first coupling signal line is also formed on the first upper dielectric layer. A winding type conductive pattern formed on a dielectric layer, an auxiliary line conductive pattern formed on a second upper dielectric layer and extending to one end of the second upper dielectric layer, and the winding type The first coupling signal line via hole may be connected to one end of the conductive pattern and the other end of the auxiliary line conductive pattern.
이와 같이, 본 발명의 주요한 특징은 주신호라인과 결합신호라인이 중첩된 결합부를 복수개로 형성하고, 각 결합부의 신호라인을 수직연결수단으로 연결함으로써 주신호라인과 결합신호라인의 최대한도로 확보할 수 있다는데 있다. 따라서, 전력분배기에서 요구하는 높은 결합도를 만족시킬 수 있는 신호라인길이를 확보할 수 있다.As described above, the main feature of the present invention is to form a plurality of coupling parts in which the main signal line and the coupling signal line overlap each other, and to connect the signal lines of each coupling part with vertical connection means to ensure the maximum of the main signal line and the coupling signal line. It can be. Therefore, it is possible to secure the signal line length that can satisfy the high coupling required by the power divider.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
도3a는 본 발명의 일실시형태에 따른 다층형 방향성 커플러(30)의 분해사시도이다. 3A is an exploded perspective view of a multilayer directional coupler 30 according to one embodiment of the invention.
도3a와 같이, 본 발명에 따른 다층형 방향성 커플러(30)는 제1 및 제2 결합부(A,B)를 포함하며, 최상하부에는 각각 접지패턴(35a,35b)이 형성된 유전체층(30a,30j)이 배치될 수 있다. 상기 다층형 방향성 커플러(30)의 상기 제1 결합부(A)는 2개의 유전체층(30b,30c)에 형성된 제1 주신호라인(31a,33a)과, 다른 2개의 유전체층(30d,30e) 상에 형성된 제1 결합신호라인(32a,34a)로 이루어지며, 상기 제2 결합부(B)은 2개의 유전체층(30f,30g)에 형성된 제2 주신호라인(31b,33b)과, 다른 2개의 유전체층(30h,30i)에 형성된 제2 결합신호라인(32b,34b)로 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 3A, the multilayered directional coupler 30 according to the present invention includes first and second coupling portions A and B, and the dielectric layers 30a and 35 having ground patterns 35a and 35b formed on the uppermost portions thereof, respectively. 30j) may be disposed. The first coupling portion A of the multilayer directional coupler 30 is formed on the first main signal lines 31a and 33a formed on the two dielectric layers 30b and 30c and on the other two dielectric layers 30d and 30e. The first coupling signal lines 32a and 34a formed in the second coupling portion B, and the second main signal lines 31b and 33b formed in the two dielectric layers 30f and 30g, and the other two The second coupling signal lines 32b and 34b formed on the dielectric layers 30h and 30i may be formed.
또한, 상기 제1 및 제2 주신호라인은 각각 상기 2개의 유전체층들 중 하부 유전체층(30b,30f)에 형성된 보조라인 도전패턴(33a,33b)과, 다른 상부 유전체층(30c,30g)에 형성된 권선형 도전패턴(31a,31b)을 포함한다. 이러한 구조에서 상기 보조라인 도전패턴(33a,33b)과 권선형 도전패턴(31a,31b)은 각각 도전성 비아홀(ha1,hb1)을 통해 상호 연결되어 하나의 신호라인을 구성한다. In addition, the first and second main signal lines are formed on the auxiliary line conductive patterns 33a and 33b formed on the lower dielectric layers 30b and 30f and the windings formed on the other upper dielectric layers 30c and 30g, respectively. The linear conductive patterns 31a and 31b are included. In this structure, the auxiliary line conductive patterns 33a and 33b and the winding type conductive patterns 31a and 31b are connected to each other through conductive via holes ha1 and hb1 to form a signal line.
이와 유사한 방식으로, 상기 제1 및 제2 결합신호라인은 각각 상기 2개의 유전체층들 중 상부 유전체층(30e,30i)에 형성된 보조라인 도전패턴(34a,34b)과 다른 상부 유전체층(30d,30h)에 형성된 권선형 도전패턴(32a,32b)으로 구성되며, 상기 보조라인 도전패턴(34a,34b)과 권선형 도전패턴(32a,32b)은 각각 도전성 비아홀(ha2,hb2)을 통해 상호 연결된다. In a similar manner, the first and second coupling signal lines are connected to the auxiliary line conductive patterns 34a and 34b formed on the upper dielectric layers 30e and 30i and the other upper dielectric layers 30d and 30h, respectively. The winding type conductive patterns 32a and 32b are formed, and the auxiliary line conductive patterns 34a and 34b and the winding type conductive patterns 32a and 32b are connected to each other through conductive via holes ha2 and hb2, respectively.
이러한 구조에서는, 상기 제1 주신호라인의 권선형 도전패턴(31a)은 인접한 유전체층(30d)에 형성된 제1 결합신호라인의 권선형 도전패턴(32a)과 전기적으로 결합되며, 상기 제2 주신호라인의 권선형 도전패턴(31b)은 인접한 유전체층(30h)에 형성된 제1 결합신호라인의 권선형 도전패턴(32b)과 전기적으로 결합된다. In this structure, the winding type conductive pattern 31a of the first main signal line is electrically coupled with the winding type conductive pattern 32a of the first coupling signal line formed in the adjacent dielectric layer 30d and the second main signal. The wire-wound conductive pattern 31b of the line is electrically coupled to the wire-wound conductive pattern 32b of the first coupling signal line formed in the adjacent dielectric layer 30h.
본 발명에서 주신호라인 및 결합신호라인의 구성요소로서 채용되는 보조라인 도전패턴(33a,33b,34a,34b)은 결합도 증가에 직접적으로 관여하지는 않으나, 신호라인의 길이를 최대화시키기 위해 권선형 도전패턴(31a,31b,32a,32b)을 채용하는 경우에, 일단이 외부에 존재하고 타단은 내부에 존재하게 되어, 측면전극과 연결되는 부분이 마련될 수 없으므로, 이를 해결하기 위해 선택적으로 채용될 수 있는 수단이다.In the present invention, the auxiliary line conductive patterns 33a, 33b, 34a, and 34b, which are employed as components of the main signal line and the combined signal line, are not directly involved in increasing the coupling, but are wound in order to maximize the length of the signal line. In the case of adopting the conductive patterns 31a, 31b, 32a, and 32b, one end is present on the outside and the other end is on the inside, and thus, a part connected to the side electrode cannot be provided, so it is selectively employed to solve this problem. It is a means to be.
이와 달리, 본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 보조라인 도전패턴을 채용하지 않고, 각 결합부에 형성된 주신호라인 및 결합신호라인을 하나의 유전체층에 양단이 모두 그 유전체층의 측단을 향하는 형태의 도전패턴으로 형성하는 방식으로 구성될 수도 있다.On the other hand, in another embodiment of the present invention, the main signal line and the combined signal line formed in each coupling portion, without adopting the auxiliary line conductive pattern, are formed in one dielectric layer with both ends facing the side ends of the dielectric layer. It may be configured in a manner to form a pattern.
여기서, 도3a에 도시된 바와 같이, 제1 주신호라인의 권선형 도전패턴(31a) 일단은 도전성 비아홀과 같은 수직연결수단(H1)을 통해 제2 주신호라인의 권선형 도전패턴(31b) 일단에 연결되어 실질적으로 하나의 주신호라인을 구성하며, 제1 결합신호라인의 권선형 도전패턴(32a)의 일단은 도전성 비아홀과 같은 수직연결수단(H2)을 통해 제2 결합신호라인의 권선형패턴(32b) 일단에 연결되어 실질적으로 하나의 결합신호라인을 구성하게 되므로, 2개의 결합부(A,B)에 형성된 각 주신호라인과 결합신호라인은 실질적으로 하나의 방향성 결합기로서 작용한다. Here, as shown in FIG. 3A, one end of the winding type conductive pattern 31a of the first main signal line is connected to the winding type conductive pattern 31b of the second main signal line through a vertical connection means H1 such as a conductive via hole. It is connected to one end to substantially constitute one main signal line, and one end of the winding type conductive pattern 32a of the first combined signal line is wound around the second combined signal line through a vertical connection means H2 such as a conductive via hole. Since it is connected to one end of the linear pattern 32b and constitutes substantially one combined signal line, each of the main signal lines and the combined signal lines formed in the two coupling units A and B functions as one directional coupler. .
본 실시형태에서는 제1 및 제2 주신호라인과 제1 및 제2 결합신호라인을 연결하는 수직연결수단을 도전성 비아홀로 구성한 형태를 예시하였으나, 이와 달리 측면전극이 형성되지 않는 대향하는 두면 중 적어도 한 면을 이용하여 측면단자와 동일한 방식으로 수직연결수단을 구현할 수도 있다.In the present embodiment, a vertical via means for connecting the first and second main signal lines and the first and second combined signal lines is illustrated as a conductive via hole. However, at least one of two opposite surfaces on which side electrodes are not formed is illustrated. It is also possible to implement the vertical connection means in the same way as the side terminals using one side.
결과적으로, 하나의 결합부에 대응하는 통상의 방향성 결합기에 비하여, 2배의 신호라인길이를 가질 수 있다. 이러한 구성에서는 증가하는 유전체층 수만큼 방향성 결합기의 높이가 증가하지만, 유전체층의 두께는 그 면적에 비해 상당히 작으므로, 전체 결합기의 크기에는 큰 영향을 미치지 않는다. 따라서, 칩의 소형화 요구를 만족시키면서도 신호라인의 길이를 증가시킴으로써 결합도를 대폭적으로 향상시킬 수 있다.As a result, it can have twice the signal line length as compared to a conventional directional coupler corresponding to one coupling portion. In such a configuration, the height of the directional coupler increases by the increasing number of dielectric layers, but since the thickness of the dielectric layer is considerably smaller than the area thereof, the size of the overall coupler does not have a large effect. Therefore, the coupling degree can be significantly improved by increasing the length of the signal line while satisfying the demand for miniaturization of the chip.
도3b는 도3a에 도시된 유전체층이 적층된 다층형 방향성 결합기를 나타내는 사시도이다. 최상부의 유전체층에 형성된 접지패턴의 양측단자는 측면전극(36b,37b)에 각각 연결되어 접지단자를 구성하며, 상기 제1 및 제2 주신호라인은 그 보조라인 도전패턴(33a,33b)의 일단을 통해 도시된 측면전극과 연결된다. FIG. 3B is a perspective view showing a multilayer directional coupler in which the dielectric layers shown in FIG. 3A are stacked. Both terminals of the ground pattern formed on the uppermost dielectric layer are connected to the side electrodes 36b and 37b, respectively, to form ground terminals, and the first and second main signal lines are connected to one end of the auxiliary line conductive patterns 33a and 33b. It is connected to the side electrode shown through.
예를 들어, 상기 제1 주신호라인의 보조라인 도전패턴(33a)이 측면전극(36a)에 연결되고, 상기 제2 주신호라인의 보조라인 도전패턴(33b)은 측면전극(37c)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 결합신호라인도 이와 유사하게 보조라인 도전패턴(34a,34b)을 통해 측면전극에 연결된다. 즉, 제1 결합신호라인의 보조라인 도전패턴(34a)은 측면전극(37a)에 연결되고, 상기 제2 결합신호라인의 보조라인 도전패턴(34b)은 측면전극(36c)에 연결된다. For example, the auxiliary line conductive pattern 33a of the first main signal line is connected to the side electrode 36a, and the auxiliary line conductive pattern 33b of the second main signal line is connected to the side electrode 37c. Can be. In addition, the first and second combined signal lines are similarly connected to the side electrodes through the auxiliary line conductive patterns 34a and 34b. That is, the auxiliary line conductive pattern 34a of the first combined signal line is connected to the side electrode 37a, and the auxiliary line conductive pattern 34b of the second combined signal line is connected to the side electrode 36c.
상기 제1 및 제2 주신호라인과 연결된 측면전극(36a,37c)은 각각 주입력부와 주출력부를 구성하고, 제1 및 제2 결합신호라인과 연결된 측면전극(37a,36c)은 각각 결합출력부와 접지단자부를 구성한다. The side electrodes 36a and 37c connected to the first and second main signal lines respectively constitute an injection force part and a main output part, and the side electrodes 37a and 36c connected to the first and second combined signal lines are respectively coupled output. Part and ground terminal part.
여기서, 각 주신호라인과 결합신호라인이 입출력단자가 서로 대각선방향으로 크로스되도록 마련되었으나, 이는 각 보조라인 도전패턴(33a,33b,34a,34c)의 방향을 조정함으로써 달리 구성할 수 있으므로, 당업자에 의해 다양한 실시형태로 쉽게 개조변형될 수 있을 것이다.Here, although each main signal line and the combined signal line is provided so that the input and output terminals cross each other diagonally, this can be configured differently by adjusting the directions of the respective auxiliary line conductive patterns 33a, 33b, 34a, 34c. It can be easily modified and modified in various embodiments by the.
본 발명은 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 접지패턴의 위치를 조정하여 2개의 결합부(A,B) 사이에 발생되는 전자기적 간섭을 최소화하는 구조로 변형될 수 있다.The present invention can be implemented in various forms. For example, it may be modified to a structure that minimizes electromagnetic interference generated between two coupling parts A and B by adjusting the position of the ground pattern.
도4a는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다층형 방향성 결합기(40)의 분해사시도이다.4A is an exploded perspective view of a multilayer directional coupler 40 in accordance with another embodiment of the present invention.
도4a에 도시된 다층형 방향성 커플러(40)는 제1 및 제2 결합부(A,B)를 포함하며, 접지패턴(45)이 형성된 유전체층(40e)이 배치되는 구조를 갖는다. The multi-layered directional coupler 40 illustrated in FIG. 4A includes first and second coupling parts A and B, and has a structure in which a dielectric layer 40e having a ground pattern 45 is disposed.
상기 다층형 방향성 커플러(40) 구조는 전체적으로 도3a에 도시된 다층형 방향성 커플러(30)과 유사하다. 도4a를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1 결합부(A)는 2개의 유전체층(40a,40b)에 형성된 제1 주신호라인(41a,43a)과, 다른 2개의 유전체층(40c,40d) 상에 형성된 제1 결합신호라인(42a,44a)로 구성되며, 상기 제2 결합부(B)는 2개의 유전체층(40f,40g)에 형성된 제2 주신호라인(41b,43b)과, 다른 2개의 유전체층(40h,40i) 상에 형성된 제2 결합신호라인(42b,44b)으로 구성된다. The multi-layered directional coupler 40 structure is generally similar to the multi-layered directional coupler 30 shown in FIG. 3A. More specifically, referring to FIG. 4A, the first coupling portion A may include first main signal lines 41a and 43a formed on two dielectric layers 40a and 40b, and two other dielectric layers 40c and 40d. The first coupling signal lines 42a and 44a formed on the second coupling portion B, and the second coupling portion B is different from the second main signal lines 41b and 43b formed on the two dielectric layers 40f and 40g. The second coupling signal lines 42b and 44b are formed on the two dielectric layers 40h and 40i.
또한, 상기 제1 및 제2 주신호라인은 각각 상기 2개의 유전체층들 중 하부 유전체층(40a,40f)에 형성된 보조라인 도전패턴(43a,43b)과 다른 상부 유전체층(40b,40g)에 형성된 권선형 도전패턴(41a,41b)으로 구성되며, 상기 보조라인 도전패턴(43a,43b)과 권선형 도전패턴(41a,41b)은 각각 도전성 비아홀(ha1,hb1)을 통해 상호 연결된다. 이와 유사하게, 상기 제1 및 제2 결합신호라인은 각각 상기 2개의 유전체층들 중 상부 유전체층(40d,40i)에 형성된 보조라인 도전패턴(44a,44b)과 다른 상부 유전체층(40e,40h)에 형성된 권선형 도전패턴(42a,42b)으로 구성되며, 상기 보조라인 도전패턴(44a,44b)과 권선형 도전패턴(42a,42b)은 각각 도전성 비아홀(ha2,hb2)을 통해 상호 연결된다. In addition, the first and second main signal lines may be formed in windings formed in the auxiliary line conductive patterns 43a and 43b formed on the lower dielectric layers 40a and 40f of the two dielectric layers, respectively. Conductive patterns 41a and 41b, the auxiliary line conductive patterns 43a and 43b and the winding type conductive patterns 41a and 41b are connected to each other through conductive via holes ha1 and hb1, respectively. Similarly, the first and second combined signal lines are formed on the auxiliary line conductive patterns 44a and 44b formed on the upper dielectric layers 40d and 40i and the other upper dielectric layers 40e and 40h, respectively. The auxiliary wire conductive patterns 44a and 44b and the winding type conductive patterns 42a and 42b are connected to each other through conductive via holes ha2 and hb2, respectively.
이와 같이 형성된 다층형 방향성 커플러(40)의 각 결합부에서는, 상기 제1 주신호라인의 권선형 도전패턴(41a)은 인접한 유전체층(40c)에 형성된 제1 결합신호라인의 권선형 도전패턴(42a)과 전기적으로 결합되고, 상기 제2 주신호라인의 권선형 도전패턴(41b)은 인접한 유전체층(40h)에 형성된 제1 결합신호라인의 권선형 도전패턴(42b)과 전기적으로 결합된다. 이러한 각 결합부에서 발생되는 전자기적 커플링은 제1 및 제2 주신호라인과 제1 및 제2 결합신호라인이 도전성 비아홀(H1,H2)에 연결되어 각각 하나의 주신호라인과 하나의 결합신호라인으로서 작용함으로써 실질적으로 하나의 방향성 결합기에서 작용하는 커플링으로서 나타난다. 따라서, 각 결합부에서 발생되는 결합도의 2배에 가까운 큰 결합도를 얻을 수 있다. In each coupling portion of the multilayer directional coupler 40 formed as described above, the winding type conductive pattern 41a of the first main signal line is the winding type conductive pattern 42a of the first coupling signal line formed in the adjacent dielectric layer 40c. ) Is electrically coupled to the winding type conductive pattern 41b of the second main signal line, and is electrically coupled to the winding type conductive pattern 42b of the first coupling signal line formed in the adjacent dielectric layer 40h. The electromagnetic coupling generated in each of the coupling portions includes the first and second main signal lines and the first and second combined signal lines connected to the conductive via holes H1 and H2 so that each of the first and second main signal lines is coupled to one main signal line. By acting as a signal line, it appears as a coupling that acts substantially in one directional coupler. Therefore, a large degree of coupling close to twice the degree of coupling generated at each coupling portion can be obtained.
특히, 도4a에 도시된 다층형 방향성 커플러(40)는 접지패턴(40e)이 2개의 결합부(A,B) 사이에 배치됨으로써 그 결합부(A,B) 간에 발생되는 불필요한 전기적 커플링을 방지할 수 있다. 도3a에 도시된 접지패턴을 위한 최상하부유전체층을 제거할 수 있다는 추가적인 잇점이 있다. 이와 같이, 본 실시형태의 접지패턴은 기존의 접지기능과 함께, 불필요한 커플링발생을 방지하기 위한 차단막의 기능을 동시에 수행할 수 있다.In particular, the multi-layered directional coupler 40 shown in FIG. 4A has a ground pattern 40e disposed between two coupling portions A and B, thereby eliminating unnecessary electrical coupling generated between the coupling portions A and B. FIG. You can prevent it. An additional advantage is that the topmost dielectric layer for the ground pattern shown in Figure 3A can be removed. In this manner, the grounding pattern of the present embodiment can simultaneously perform the function of the shielding film for preventing the occurrence of unnecessary coupling with the existing grounding function.
도4b는 도4a에 채용될 수 있는 접지패턴을 나타낸다. 도4b와 같이, 본 실시형태에서 채용되는 접지패턴은 도전성 비아홀(H1,H2)에 통과하는 위치에 서로 접속되지 않도록 2개의 오픈영역(R1,R2)이 마련된 형상을 갖는다.4B illustrates a ground pattern that may be employed in FIG. 4A. As shown in Fig. 4B, the ground pattern employed in the present embodiment has a shape in which two open regions R1 and R2 are provided so as not to be connected to each other at positions passing through the conductive via holes H1 and H2.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 예를 들어, 본 명세서를 통해 제공된 실시형태에서는, 2개의 결합부를 채용한 구조에 한정되어 설명되었으나, 실제로 결합부를 추가하여 3개 이상의 결합부를 갖는 구조로 사용될 수 있을 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and various forms of substitution, modification, and within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that changes are possible. For example, in the embodiments provided through the present specification, the structure is limited to the structure employing two coupling portions, but may be used as a structure having three or more coupling portions by actually adding the coupling portion.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다층형 방향성 결합기에 의하면, 2개의 결합부를 구성하고, 각 결합부의 신호라인을 도전성 비아홀과 같은 수직연결수단을 통해 연결함으로써 한 유전체층의 면적에 구현할 수 있는 신호라인길이의 2배로 신호라인을 길게 형성할 수 있다. 따라서, 칩의 소형화요구를 만족시키면서도, 전력분배기에서 요구하는 3dB 결합도를 만족시킬 수 있는 신호라인길이를 충분히 보장할 수 있다.As described above, according to the multi-layered directional coupler according to the present invention, a signal line that can be implemented in the area of one dielectric layer by forming two coupling portions and connecting signal lines of each coupling portion through vertical connection means such as conductive via holes. The signal line can be formed long by twice the length. Therefore, it is possible to sufficiently ensure the signal line length that can satisfy the 3dB coupling degree required by the power divider while satisfying the miniaturization requirement of the chip.
도1a 및 도1b는 각각 종래의 전력분배기를 나타내는 분해사시도와 그 등가회로도이다.1A and 1B are exploded perspective views and equivalent circuit diagrams showing a conventional power divider, respectively.
도2a 및 도2b는 각각 종래의 다층형 방향성 커플러를 나타내는 분해사시도와 그 등가회로도이다.2A and 2B are exploded perspective views and equivalent circuit diagrams showing conventional multi-layered directional couplers, respectively.
도3a 및 도3b는 본 발명의 일실시형태에 따른 다층형 방향성 커플러의 분해사시도 및 그 완성품의 외관을 나타내는 사시도이다.3A and 3B are exploded perspective views of the multilayered directional coupler according to one embodiment of the present invention and a perspective view showing the appearance of the finished product thereof.
도4a 및 도4b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다층형 방향성 커플러의 분해사시도 및 그 실시형태에 채용되는 접지패턴을 나타내는 평면도이다.4A and 4B are exploded perspective views of a multilayer directional coupler according to another embodiment of the present invention, and a plan view showing a ground pattern employed in the embodiment.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
30: 다층형 방향성 결합기30: multilayer directional coupler
30a∼30i: 유전체층 35a,35b: 접지패턴30a to 30i: dielectric layers 35a and 35b: ground pattern
31a,31b: 제1 및 제2 주신호라인의 권선패턴부31a and 31b: winding pattern portions of the first and second main signal lines
32a,32b: 제1 및 제2 결합신호라인의 권선패턴부32a and 32b: winding pattern portions of the first and second combined signal lines
33a,33b: 제1 및 제2 주신호라인의 보조라인 패턴부33a and 33b: auxiliary line pattern portions of the first and second main signal lines
34a,34b: 제1 및 제2 결합신호라인의 보조라인 패턴부34a and 34b: auxiliary line pattern portions of the first and second combined signal lines
Claims (7)
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