KR20060132093A - 트리플렉서 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 트리플렉서는, 안테나, 다수의 신호처리부를 구비하는 RF통신모듈에 구비되는 것으로서, 상기 안테나로부터 수신된 신호 중 제1신호를 분리하여 제1신호처리부로 전송하는 다이플렉서; 상기 다이플렉서로부터 수신된 신호 중 제2신호를 제2신호처리부로 전송하는 밴드패스필터; 및 상기 밴드패스필터와 병렬로 연결되고, 상기 제2신호가 전송되는 차단하며, 상기 다이플렉서로부터 수신된 신호 중 제3신호를 제3신호처리부로 전송하는 LC탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 의한 트리플렉서는 상기 다이플렉서 및 상기 밴드패스필터 사이에 연결되고, 상기 제3신호가 상기 밴드패스필터 및 상기 제2신호처리부로 누설되지 않도록 개방점을 조정하는 위상천이회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 최소 개수의 집중 소자를 이용하여 트리플렉서를 제작할 수 있으므로 소형화를 구현할 수 있고, 인접 회로간의 누설 전류를 효율적으로 차단함으로써 송수신 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

트리플렉서{Triplexer}

도 1은 종래의 트리플 밴드 이동통신단말기의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트리플렉서의 구성 요소를 도시한 회로블록도.

도 3은 본 발명에 의한 상기 밴드패스필터의 입력 임피던스 특성을 도시한 스미스차트.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LC탱크의 회로 구성을 예시한 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100: 트리플렉서 110: 안테나

120: 다이플렉서 130: DCN신호처리단

140: PSN 150: 밴드패스필터

160: GPS신호처리단 170: LC탱크

180: PCS신호처리단

본 발명은 트리플렉서(Triplexer)에 관한 것으로, 특히, 트라이 밴드 쿼드 모드(Tri-band Quad Mode) 단말기에 사용되는 트리플렉서 설계에 관한 것이다.

종래의 듀얼 밴드 단말기는 1900MHz 대역(PCS)과 800MHz 대역(DCN)의 서로 다른 두 개의 주파수를 하나의 안테나를 통하여 수신할 수 있는 다이플렉서를 구비하는데, 최근에는 듀얼밴드 단말기에 GPS(Global Position System) 기능을 추가하여, 세 개의 주파수 대역(PCS : 1850 ~1990MHz, GPS : 1570 ~ 1580MHz, DCN : 824 ~ 894MHz)을 처리할 수 있는 트리플 밴드(Triple-band) 방식이 이용되고 있다.

즉, 현재의 이동통신단말기는 GPS 기능을 기본적인 기능으로 탑재하고 있으며, 가령 FCC의 E911에서는 이동통신단말기에 대하여 위치추적이 가능하도록 무선 측위, 즉 GPS위성을 통한 위치추적 기능을 탑재하도록 권고하고 있다.

도 1은 종래의 트리플 밴드 이동통신단말기(10)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1에 의하면, 종래의 트리플 밴드 이동통신단말기(10)는 액티브스위치(11), DCN신호처리부(12), PCS신호처리부(13), GPS신호처리부(14) 및 제어부(15)를 포함하여 구성되는데, 상기 액티브스위치(11)는 트리플렉서의 기능을 수행하는 구성부로서 안테나에 의해 수신된 DCN/PCS 밴드의 신호 또는 GPS 신호를 분리수신/송신하고, 상기 DCN신호처리부(12)는 액티브스위치(11)로부터 분리된 DCN밴드의 신호를 통화신호로 처리한다.

또한, 상기 PCS신호처리부(13)는 액티브스위치(11)로부터 분리된 PCS밴드의 신호를 통화신호로서 처리하고, 상기 GPS신호처리부(14)는 GPS밴드의 신호를 복조 하여 3차원의 지상 측위 정보를 생성한다.

상기 제어부(15)는 DCN신호처리부(12) 혹은 PCS신호처리부(13)로부터 전달된 신호를 음성으로 재생하거나, 송신 신호를 DCN신호처리부(12) 혹은 PCS신호처리부(13)로 전달하고, GPS신호처리부(14)로부터 지상 측위 정보를 입력받아 처리한다.

이때, 안테나는 DCN/PCS신호를 동조하여 송수신하는 듀얼밴드 안테나와 GPS 안테나의 2개로 구현되는데, SP3T(Single Pole three Throw)가 아닌 트리플렉서를 통하여 하나의 안테나로 트리밴드를 구현하는 것이 가능하다.

종래의 트리플렉서는 10개 이상의 집중 소자를 사용하여 하나의 칩으로 구현되는 것이 일반적인데, 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 모드의 수가 증가함에 따라 모드간의 주파수 간격이 가까워지게 되고, 여러 가지 신호를 동시에 필터링하기 위한 단품 필터를 제작하는데 어려움이 있다. 특히, GPS 모드와 PCS 모드의 경우 주파수 간격이 300MHz 정도로 가까워 신호 분리를 위한 트리플렉서의 제작이 까다로우며, 이러한 이유로 많은 수의 집중소자가 필요로 된다.

둘째, 다수의 집중 소자를 필요로 하므로 제품을 소형화하는데 어려움이 있다.

셋째, 집중소자를 다수 사용하여 트리플렉서를 구현하는 경우, 고주파로 인한 삽입 손실(Insertion Loss)이 발생하고, 주파수 대역 증가에 따른 통과 대역 내의 리플(Ripple)이 증가하는 등 여러가지 문제가 따른다.

이에, 고품질의 통화 서비스와 소형화 추세의 이동통신단말기를 구현하기 위 하여 종래의 트리플렉서의 구조를 개선할 필요성이 제기되고 있다.

따라서, 본 발명은 LC탱크 회로를 적용하여 집중소자의 수를 최소화하고, 인접회로간 누설 전류를 최대한 억제함으로써 각 주파수 대역 신호가 상호 간섭없이 안정적인 신호로 유지되어 분리되며, 하나의 칩으로 구성되는 경우 소형화가 가능한 트리플렉서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 트리플렉서는, 안테나, 다수의 신호처리부를 구비하는 RF통신모듈에 구비되는 것으로서, 상기 안테나로부터 수신된 신호 중 제1신호를 분리하여 제1신호처리부로 전송하는 다이플렉서; 상기 다이플렉서로부터 수신된 신호 중 제2신호를 제2신호처리부로 전송하는 밴드패스필터; 및 상기 밴드패스필터와 병렬로 연결되고, 상기 제2신호가 전송되는 차단하며, 상기 다이플렉서로부터 수신된 신호 중 제3신호를 제3신호처리부로 전송하는 LC탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 트리플렉서는 상기 다이플렉서 및 상기 밴드패스필터 사이에 연결되고, 상기 제3신호가 상기 밴드패스필터 및 상기 제2신호처리부로 누설되지 않도록 개방점을 조정하는 위상천이회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 트리플렉서의 상기 위상천이회로는 PSN(Phase Shift Network)으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 트리플렉서의 상기 LC탱크는 인덕터 및 커패시터의 병렬 회로로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 트리플렉서의 상기 밴드패스필터는 쏘우(saw) 필터로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 트리플렉서의 상기 다이플렉서는 고성능수동소자(IPD)로 구비된 고대역필터 및 저대역필터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 트리플렉서에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트리플렉서(100)의 구성 요소를 도시한 회로블록도이다.

도 2에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 트리플렉서(100)는 다이플렉서(Diplexer)(120), PSN(Phase Shift Network)(140), 밴드패스필터(150), LC탱크(170), 을 포함하여 구성되는데, 상기 다이플렉서(120)는 입력측으로 안테나(110)와 연결되고, 상기 다이플렉서(120), 밴드패스필터(150) 및 LC탱크(170)의 출력단은 각각 DCN신호처리단(130), GPS신호처리단(160) 및 PCS신호처리단(180)과 연결되는 구조를 가진다.

상기 트리플렉서(100)는 상기 안테나(110)를 통하여 트리플밴드 대역의 주파수 신호, 즉, DCN 신호, GPS 신호 및 PCS 신호를 송수신한다.

상기 다이플렉서(120)는 고성능수동소자(IPD)로 구성된 HPF(High Pass Filter; 고대역필터)와 LPF(Low Pass Filter; 저대역필터)로 이루어지며, 주파수 분할 다중화 방식을 적용하여 (여러 주파수 신호가 혼재된)전체 신호를 주파수 스펙트럼이 중첩되지 않는 두 개의 주파수 대역으로 분리한다.

상기 HPF는 안테나(110)로부터 인입된 전체 신호 중에서 상대적으로 고대역인 GPS 신호와 PCS 신호를 통과시키고, 상기 LPF는 저대역인 DCN 신호를 통과시킨다.

이렇게 신호가 분리되면, 상기 다이플렉서(120)는 분리된 DCN 신호를 상기 DCN신호처리단(130)으로 전달하고, DCN신호처리단(130)은 DCN 신호를 처리하여 음성으로 재생시킨다.

상기 다이플렉서(120)에는 PSN(140)과 LC탱크(170)가 병렬회로로 연결되고, PSN(140)은 다시 직렬로 밴드패스필터(150) 및 GPS신호처리단(160)과 연결되는데, 고대역으로서 DCN 신호와 분리된 GPS 신호 및 PCS 신호가 PSN(140) 단, LC탱크(170) 단 모두로 흐르게 되면 전류가 감쇄되고 신호 특성이 왜곡되어 송수신 품질이 저하될 수 있는 문제점이 발생한다.

즉, 상기 다이플렉서(120)를 통과하여 DCN 신호와 분리된 신호에는 GPS 신호와 PCS 신호가 함께 존재하게 되므로, GPS 신호와 PCS 신호가 다른 곳으로 누설되지 않고 각각 GPS신호처리단(160)과 PCS신호처리단(180)으로 입력될 수 있도록 해당 신호만을 필터링해주어야 한다.

이를 위하여, 상기 PSN(140)은 PCS 대역에서 상기 밴드패스필터(150)의 임피던스가 오픈 회로로 동작되도록 한다.

도 3은 본 발명에 의한 상기 밴드패스필터(150)의 입력 임피던스 특성을 도 시한 스미스차트이다.

도 3에 의하면, 가령 어느 신호의 부하 임피던스 좌표점이 스미스 차트 상의 A점에 형성되면 이때의 회로는 신호 측면에서 오픈 회로로 동작되는 것을 의미하고, 부하 임피던스 좌표점이 스미스 차트 상의 B점에 형성되면 이때의 회로는 신호 측면에서 쇼트 회로로 동작되는 것을 의미한다.

PCS 대역에서는 상기 PCS 대역에서는 상기 밴드패스필터(150)의 입력 임피던스 좌표점이 C점에 형성되게 되는데, 상기 PSN(140)을 통하여 PCS 신호의 부하 임피던스 좌표점 C가 상기 밴드패스필터(150)의 오픈점 A로 이동되게 된다.

따라서, PCS 신호의 측면에서는 밴드패스필터(150)가 오픈 회로로 동작되므로, PCS 신호는 밴드패스필터(150)로 유입되지 않고 신호의 손실이 거의 발생되지 않은 채 LC탱크(170)단으로 흐르게 된다.

반면, 상기 PSN(140)을 통과한 GPS 신호는 벤드패스필터를 거쳐 GPS신호처리단(160)으로 흐르고, GPS신호처리단(160)은 GPS신호를 디코딩하여 위치정보를 생성한다.

상기 밴드패스필터(150)는 GPS 쏘우(saw) 필터로 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 바와 같이 다이플렉서(120)에는 PSN(140)과 LC탱크(170)가 병렬로 연결되어 있으므로, 다이플렉서(120)에서 DCN 신호와 분리된 GPS 신호 및 PCS 신호는 PSN(140), 밴드패스필터(150) 단 뿐만 아니라 LC탱크(170) 단으로도 흐르게 된다.

이러한 이유로, PSN(140)에서 임피던스 매칭이 수행되어 PCS 신호의 임피던 스 좌표점이 개방점으로 이동된 것처럼, 상기 LC탱크(170)는 GPS 신호가 PCS신호처리단(180)으로 누설되지 않도록 GPS 대역에서 오픈으로 동작하게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LC탱크(170)의 회로 구성을 예시한 도면이다.

도 4에 의하면, 상기 LC탱크(170)는 인더터(174)와 커패시터(172)의 병렬 회로로 구성되는데, LC탱크(170)는 상기 다이플렉서(120)로부터 유입되는 GPS 신호와 PCS 신호 중에서 GPS 신호를 차단하는 역할을 수행한다.

따라서, GPS 신호의 측면에서 상기 LC탱크(170)는 오픈 회로로 동작되고, GPS 신호는 전류 손실 없이 대부분 밴드패스필터(150)로 흐르게 된다.

LC탱크(170)를 통과한 PCS 신호는 PCS신호처리단(180)으로 입력되고, PCS신호처리단(180)은 신호를 분석하여 음성으로 재생하거나 데이터로서 처리한다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 트리플렉서에 의하면, 최소 개수의 집중 소자를 이용하여 트 리플렉서를 제작할 수 있으므로 소형화를 구현할 수 있고, 인접 회로간의 누설 전류를 효율적으로 차단함으로써 송수신 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 안테나, 다수의 신호처리부를 구비하는 RF통신모듈에 있어서,

   상기 안테나로부터 수신된 신호 중 제1신호를 분리하여 제1신호처리부로 전송하는 다이플렉서;

   상기 다이플렉서로부터 수신된 신호 중 제2신호를 제2신호처리부로 전송하는 밴드패스필터; 및

   상기 밴드패스필터와 병렬로 연결되고, 상기 제2신호가 전송되는 차단하며, 상기 다이플렉서로부터 수신된 신호 중 제3신호를 제3신호처리부로 전송하는 LC탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다이플렉서 및 상기 밴드패스필터 사이에 연결되고, 상기 제3신호가 상기 밴드패스필터 및 상기 제2신호처리부로 누설되지 않도록 개방점을 조정하는 위상천이회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
3. 제 2항에 있어서, 상기 위상천이회로는

   PSN(Phase Shift Network)으로 구비되는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
4. 제 1항에 있어서, 상기 LC탱크는

   인덕터 및 커패시터의 병렬 회로로 구비되는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
5. 제 1항에 있어서, 상기 밴드패스필터는

   쏘우(saw) 필터로 구비되는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
6. 제 1항에 있어서, 상기 다이플렉서는

   고성능수동소자(IPD)로 구비된 고대역필터 및 저대역필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.

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