KR20080111890A

KR20080111890A - 프론트 엔드 모듈

Info

Publication number: KR20080111890A
Application number: KR1020070060412A
Authority: KR
Inventors: 이상훈
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2008-12-24
Also published as: US20100087223A1; CN101542917B; WO2008156253A1; CN101542917A; KR100901653B1; US8611948B2

Abstract

실시예에 따른 프론트 엔드 모듈은 다중 대역의 송수신 신호를 처리하는 프론트 엔드 모듈에 있어서, 통신 방식, 주파수 사용 지역, 신호 대역, 송수신 신호 종류 중 하나 이상의 기준에 따라 신호가 그룹핑되고, 그룹핑된 신호의 종류에 따라 그룹핑된 다수의 포트; 상기 그룹핑된 포트에 각각 연결되며, 신호를 분리하여 전달하는 병렬접속부; 및 상기 병렬접속부와 안테나단의 경로를 스위칭시키는 스위치부를 포함한다.

실시예에 의하면, 주파수 대역의 인접 여부를 고려하여 신호 포트를 그룹핑하고, 그룹핑된 포트에 따라 병렬접속부를 구성함으로써 최소 경로를 스위칭하는 RF스위치칩을 사용할 수 있다. 또한, 최소 경로의 RF스위치칩을 사용하고 수동소자를 이용하여 병렬접속부를 구성할 수 있으므로, 삽입 손실의 영향이 최소화되고 신호 특성이 개선되는 효과가 있다.

Description

프론트 엔드 모듈{Front end module}

도 1은 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 2는 실시예에 따른 제1 병렬접속부의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 3은 제1실시예에 따른 제2 병렬접속부의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 4는 제2실시예에 따른 제2 병렬접속부의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 5는 실시예에 따른 스위치부를 제어하기 위하여 사용되는 경로별 제어전압 진리표.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100: 프론트 엔드 모듈 110: 정전방지부

120: 스위치부 122: 디코더회로

124: 스위치회로 130: 제1 병렬접속부

132: 제1-1 병렬접속부 134: 제1-2 병렬접속부

140: 제2 병렬접속부 142: 제2-1 병렬접속부

144: 제2-2 병렬접속부 151~156: 제1 필터 내지 제6 필터

실시예는 프론트 엔드 모듈에 관하여 개시한다.

현재, 하나의 단말기로 통화방식이 서로 다른 GSM(Global System for Mobile communication)/WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스를 이용하기 위하여 이중 모드 단말기가 사용되고 있다.

이러한 GSM/WCDMA 공용 단말기는 안테나단과 연결되는 프론트 엔드 모듈을 포함하는데, 프론트 엔드 모듈은 다중대역의 송수신 경로를 선택적으로 처리하는 회로들을 하나의 모듈로 집적화한 것이다.

GSM/WCDMA 단말기에 적용된 프론트 엔드 모듈은 약 14개의 신호를 처리하기 위하여 최소 9개 이상의 송수신 경로를 선택적으로 스위칭해야 하기 때문에, 보통 SP9T(Single-Pole Nine-Throw) RF스위치칩을 이용하여 구현된다.

RF스위치칩은 HEMT(High Electron Mobility Transistor)와 같은 화합물 반도체 소자 혹은 CMOS 공정을 이용하여 제작되며, 모듈 내 공간 차지를 최소화하기 위하여 스위칭 동작의 논리 제어를 가능하게 하는 디코더 회로와 원칩으로 구성될 수 있다.

그러나, 이러한 SP9T RF스위치칩을 이용하는 경우 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 다중대역 경로를 처리하기 위한 트랜지스터의 수가 증가하므로 삽입 손실이 커지고, 따라서 신호 특성이 열화되는 문제점이 있다.

둘째, 화합물 반도체 소자의 경우, 제어 전압의 수가 증가할 때 CMOS 공정에 비하여 디코더의 논리 제어 회로의 사이즈가 월등히 커지므로 프론트 엔드 모듈의 크기를 최소화하는데 제약이 된다.

셋째, 전체 칩 사이즈가 커지게 되면 대형칩을 생산하기 위하여 제조 원가가 상승되는 문제점이 있다.

실시예는 다중대역의 송수신 신호를 처리함에 있어서, 최대한 적은 개수의 선택 경로를 처리하는 RF스위치칩을 이용하고, 신호 경로 및 부가 회로 구조를 개선함으로써 신호 특성이 개선되고 모듈 사이즈를 최소화할 수 있는 프론트 엔드 모듈을 제공한다.

또한, 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈은 다중 방식 및 다중 대역의 송수신 신호를 제어전압에 따라 스위칭시키는 스위치부; 상기 스위치부와 연결되고 상기 송수신 신호를 선택적으로 전달하는 제1병렬접속부 및 제2병렬접속부; 및 상기 병렬접속부와 연결되고 통신 방식, 주파수 사용 지역, 신호 대역, 송수신 신호 종류 중 하나 이상의 기준에 따라 신호가 그룹핑되고, 그룹핑된 신호의 종류에 따라 그룹핑된 다수의 포트를 포함한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(100)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(100)은 정전방지부(110), 스위치부(120), 제1 병렬접속부(130), 제2 병렬접속부(140), 다수개의 필터(151 내지 156) 및 포트(a 내지 i, Vcc, Vc1, Vc2, Vc3, Vc4)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 스위치부(120)는 디코더회로(122) 및 스위치회로(124)를 포함하고, 제1 병렬접속부(130)는 제1-1 병렬접속부(132) 및 제1-2 병렬접속부(134)를 포함한다.

또한, 상기 제2 병렬접속부(140)는 제2-1 병렬접속부(142) 및 제2-2 병렬접속부(144)를 포함하고, 상기 다수개의 필터(151 내지 156)는 6개로 구비된다.

상기 6개의 필터는 도 1에 도시된 상측으로부터 순서대로 "제1 필터(151)" 내지 "제6 필터(156)"라 지칭한다.

상기 포트는 안테나 포트(a), 전원 포트(Vcc), 제어전압 포트(Vc1, Vc2, Vc3, Vc4), 신호 입출력 포트(b 내지 i)를 포함한다.

상기 신호 입출력 포트는 도 1에 도시된 상측으로부터 순서대로 "제1 포트(b)" 내지 "제8 포트(i)"라 지칭한다.

이와 같은 구성을 가지는 프론트 엔드 모듈(100)은 상기 8개의 신호 입출력 포트(b 내지 i)를 통하여 총 14개의 신호를 처리하는데, 신호의 종류는 다음 표 1과 같다.

통신 방식	사용 지역(서비스 사업자)	신호 대역	신호 종류
GSM(제1방식)	북미 지역	850 MHz (제1대역)	Tx 신호
			Rx 신호
	유럽 지역	900 MHz (제2대역)	Tx 신호
			Rx 신호
	유럽 지역	1800 MHz (제3대역)	Tx 신호
			Rx 신호
	북미 지역	1900 MHz (제4대역)	Tx 신호
			Rx 신호
WCDMA (제2방식)	북미 지역	850 MHz (제5대역)	Tx 신호
			Rx 신호
		1900 MHz (제6대역)	Tx 신호
			Rx 신호
	유럽 지역	2100 MHz (제7대역)	Tx 신호
			Rx 신호

상기 GSM은 유럽과 북미를 포함한 전세계 여러 지역에서 광범위하게 사용되고 있으며, 시분할 다중접속(TDMA: Time Division Multiple Access) 방식을 이용한 디지털 이동통신 방식을 의미한다.

또한, WCDMA("UMTS; Universal Mobile Telecommunications System"라고도 지칭됨)는 GSM 통신표준에 기반을 둔 통신 방식으로서, 육상 무선 통신 기술과 인공위성 전송 기술을 조합하여 광대역 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 멀티미디어 데이터를 2 Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 이동통신 방식을 의미한다.

상기 정전방지부(110)는 안테나 포트(a)와 연결되고, 안테나로부터 유입되는 정전기 방전(ESD: EletroStatic Discharge)으로부터 상기 스위치부(120)를 보호한다.

상기 스위치부(120)는 단일 라인을 통하여 정전방지부(110)와 연결되고, 4개의 라인을 통하여 제1-1 병렬접속부(132), 제1-2 병렬접속부(134), 제2-1 병렬접속부(142), 제2-2 병렬접속부(144)와 연결된다.

즉, 상기 스위치부(120)는 반도체 공정을 통하여 제작된 RF스위치칩으로서, 4개의 경로를 분기시키는 SP4T(Single Pole 4-Throw) 소자로 구비된다.

실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(100)은, 표 1에 기재된 것처럼, 총 14 개의 송수신신호를 처리할 수 있는데, 상기 스위치부(120)가 단지 4개의 경로를 처리하는 SP4T 소자로 구비될 수 있는 이유는 다음과 같다.

첫째, 상기 14개의 신호는 통신 방식, 사용 지역(또는 서비스 사업자), 신호 대역, 신호 종류 등의 요인을 고려하여 그룹핑된다. 신호의 그룹핑에 대한 상세한 설명은 신호 입출력 포트(b 내지 i) 및 병렬접속부(132, 134, 142, 144)에 대한 설명과 함께 언급하기로 한다.

둘째, 상기 그룹핑 결과에 따라 신호 입출력 포트(b 내지 i)의 개수 및 병렬접속부(132, 134, 142, 144)의 구조가 설계될 수 있다.

셋째, 상기 신호 입출력 포트(b 내지 i)의 개수 및 병렬접속부(132, 134, 142, 144)의 구조가 설계됨에 따라 스위치부(120)의 경로는 4개로 축소될 수 있으며, 따라서 스위치부(120)는 SP4T 소자로 구비될 수 있다.

한편, 상기 스위치부(120)는 디코더 회로(122)와 스위치 회로(124)를 포함하는데, 전원 포트(Vcc)를 통하여 전원을 공급받는다.

상기 디코더 회로(122)는 제1 제어전압 포트(Vc1), 제2 제어전압 포트(Vc2)와 연결되고, 스위칭 동작의 제어전압을 인가받는다.

상기 디코더 회로(122)는 인가된 제어전압의 조합을 논리 연산하고 디코딩 신호를 생성한다.

상기 스위치 회로(124)는 디코더 회로(122)로부터 디코딩 신호를 전달받고, 디코딩 신호에 따라 상기 4개의 신호 경로를 개폐시킨다. 따라서, 안테나 포트(a)는 제1-1 병렬접속부(132), 제1-2 병렬접속부(134), 제2-1 병렬접속부(142), 제2-2 병렬접속부(144) 중 어느 하나의 병렬접속부와 선택적으로 통전될 수 있다.

실시예에 의한 프론트 엔드 모듈(100)이 이동통신단말기에 사용된 경우, 상기 스위치부(120)는 가령, 이동통신단말기의 DSP(Digital Signal Processor)와 같은 모듈 외부의 제어부로부터 상기 제어전압을 인가받을 수 있다.

전술한 대로, 상기 14개의 신호는 통신 방식, 사용 지역, 신호 대역, 신호 종류 등의 요인을 고려하여 8개의 그룹으로 그룹핑(grouping)되며, 그룹핑된 8개의 신호는 8개의 포트(b 내지 i)에 할당된다.

상기 신호입출력 포트(b 내지 i)를 통하여 전달되는 신호의 종류는 다음 표 2와 같다.

포트 종류	신호 종류
제1 포트(b)	850, 900 MHz대역의 GSM Tx 신호 (850_GSM Tx 신호, 900_GSM Tx 신호)
제2 포트(c)	1900 MHz대역의 WCDMA Tx/Rx 신호, 2100 MHz대역의 WCDMA Tx/Rx 신호 (1900_WCDMA Tx 신호, 1900_WCDMA Rx 신호, 2100_WCDMA Tx 신호, 2100_WCDMA Rx 신호)
제3 포트(d)	1800 MHz 대역의 GSM Tx 신호, 1900 MHz 대역의 GSM Tx 신호 (1800_GSM Tx 신호, 1900_GSM Tx 신호)
제4 포트(e)	850 MHz 대역의 WCDMA Tx/Rx 신호 (850_WCDMA Tx 신호, 850_WCDMA Rx 신호)
제5 포트(f)	850 MHz 대역의 GSM Rx 신호 (850_GSM Rx 신호)
제6 포트(g)	900 MHz 대역의 GSM Rx 신호 (900_GSM Rx 신호)
제7 포트(h)	1800 MHz 대역의 GSM Rx 신호 (1800_GSM Rx 신호)
제8 포트(i)	1900 MHz 대역의 GSM Rx 신호 (1900_GSM Rx 신호)

상기 표 2에 도시된 것과 같이 신호가 그룹핑되고 포트 별로 할당될 수 있는 기준에 대하여, 표 1을 함께 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 제1 포트(b)에 할당된 850_GSM Tx 신호와 900_GSM Tx 신호는 사용 지역이 상이한 송신신호이므로 단일 그룹화할 수 있다. 상기 제1 포트(b)는 제1-1 병렬접속부(132)와 연결된다.

둘째, 850_GSM Tx 신호(제1 포트(b))와 850_GSM Rx 신호는 동일 지역에서 사용되는 인접 대역이므로 각각 상이한 포트에 할당되고, 상이한 병렬접속부에서 처리된다. 상기 850_GSM Rx 신호는 제5 포트(f)에 할당되고 제2-1 병렬접속부(142)에서 처리된다.

셋째, 900_GSM Tx 신호(제1포트(b))와 900_GSM Rx 신호는 동일 지역에서 사용되는 인접 대역이므로 각각 상이한 포트에 할당되고, 상이한 병렬접속부에서 처리된다. 상기 900_GSM Rx 신호는 제6 포트(g)에 할당되고, 제2-1 병렬접속부(142)에서 처리된다.

넷째, 제1 병렬접속부(130)와 제2 병렬접속부(140)는 상이한 신호 분리 구조를 가지며, 상기 제5 포트(f)와 제6 포트(g)는 제2 병렬접속부(140)의 신호 분리 구조를 적용하기 위하여 제2-1 병렬접속부(142)에 함께 연결된다.

상기 850_GSM Rx 신호 및 900_GSM Rx 신호는 타지역에서 사용되는 수신신호이고 약 50MHz 대역의 차이를 가지므로, 이러한 신호 분리 특성을 적용하여 상기 제5 포트(f)와 제6 포트(g)가 제2-1 병렬접속부와 연결될 수 있다.

참고로, 제7 포트(h)와 제8 포트(i)에 할당된 신호들 사이의 관계는 제5 포트(f)와 제6 포트(g)에 할당된 신호들 사이의 관계와 대응된다.

또한, 제7 포트(h)와 제8 포트(i)와 연결되는 제2-2 병렬접속부(144)는 제5 포트(f)와 제6 포트(g)와 연결되는 제2-1 병렬접속부(142)와 동일한 신호 분리 구조를 가진다.

즉, 제5 포트(f) 내지 제8 포트(i)는 그룹핑된 신호의 종류에 따라 단일 그룹화되고, 함께 제2 병렬접속부(140)에 연결되는 구조를 가질 수 있다.

다섯째, 제2 포트(c)에 할당된 1900_WCDMA Tx/Rx 신호와 2100_WCDMA Tx/Rx 신호는 사용지역이 상이하므로 단일 그룹화할 수 있다.

참고로, 상기 1900_WCDMA Tx 신호와 1900_WCDMA Rx 신호 또는 2100_WCDMA Tx 신호와 2100_WCDMA Rx 신호는, 제2 포트(c)에 연결된 외부 필터에 의하여 송수신(Tx/Rx) 신호가 분리될 수 있다.

상기 제1 포트(b)와 제2 포트(c)는, 전술한 것처럼, 통신 방식, 사용 지역, 대역 차이와 같은 신호 분리 특성을 적용하여 제1-1 병렬접속부(132)와 연결될 수 있다.

상기 제1 포트(b)와 제2 포트(c)에 할당된 신호들 사이의 관계는 제3 포트(d)와 제4 포트(e)에 할당된 신호들 사이의 관계와 대응된다.

또한, 제3 포트(d)와 제4 포트(e)와 연결되는 제1-2 병렬접속부(134)는 제1 포트(b)와 제2 포트(c)와 연결되는 제1-1 병렬접속부(132)와 동일한 신호 분리 구조를 가진다.

즉, 제1 포트(b) 내지 제4 포트(e)는 그룹핑된 신호의 종류에 따라 단일 그룹화되고, 함께 제1 병렬접속부(130)에 연결되는 구조를 가질 수 있다.

이상에서 설명되지 않은 신호의 그룹핑 기준, 신호의 포트 할당 기준, 포트와 병렬접속부의 연결 기준(포트의 그룹핑 기준)은, 상기 예를 들어 설명한 그룹핑 규칙이 동일하게 적용되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 병렬접속부(130, 140)의 구성에 대하여 설명한다.

도 2는 실시예에 따른 제1 병렬접속부(130)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 제1 병렬접속부(130)는 제1-1 병렬접속부(132)와 제1-2 병렬접속부(134)를 포함하여 구성된다.

상기 제1-1 병렬접속부(132)는 제1 포트(b), 제2 포트(c) 및 제3 제어전압 포트(Vc3)와 연결되고, 제1-2 병렬접속부(134)는 제3 포트(d), 제4 포트(e) 및 제4 제어전압 포트(Vc4)와 연결된다.

상기 제1-1 병렬접속부(132)는 스위치 회로(124)와 각각 연결되는 제1위상천이기(132a) 및 제2위상천이기(132b)를 포함하는데, 제1위상천이기(132a)는 제1 포트(b)와 연결되어 850_GSM Tx 신호, 900_GSM Tx 신호를 처리하고, 제2위상천이기(132b)는 제2 포트(c)와 연결되어 1900_WCDMA Tx 신호, 1900_WCDMA Rx 신호, 2100_WCDMA Tx 신호, 2100_WCDMA Rx 신호를 처리한다.

또한, 제1위상천이기(132a)와 제1 포트(b) 사이에는 제1 필터(151)가 직렬로 연결되고, 제2위상천이기(132b)와 제 2포트(c) 사이에는 제1스위치회로(132c)가 병렬로 연결된다. 상기 제1스위치회로(132c)는 제3 제어전압 포트(Vc3)를 통하여 제어신호를 인가받는다.

실시예에서 상기 위상천이기(132a, 132b)는 마이크로스트립 라인과 같은 전송 선로의 형태로 구현되며, 제1스위치회로(132c)는 SPST(Single Pole Single Throw) 소자로 구현될 수 있다. 또한, 상기 제1 필터(151)는 GSM 송신 신호의 고조파 성분을 차단하기 위하여 저역통과필터(LPF: Low Pass Filter)로 구현될 수 있다.

상기 제1위상천이기(132a) 및 제2위상천이기(132b)는 WCDMA 통과대역주파수(1900 MHz 내지 2100MHz)의 1/4λ길이를 갖는다. 이러한 1/4λ 길이 전송선로는 단락 지점에서 1/4λ 길이에 해당되는 지점은 개방되고, 동일한 원리로 개방지점에서 1/4λ 길이에 해당되는 지점은 단락되는 특성을 가진다.

제1-1 병렬접속부(132)의 동작에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

우선, 제어신호에 의하여 제1스위치회로(132c)가 온(On)되면 제2 포트(c)와 제2위상천이기(132b)가 연결되는 지점은 단락되고, WCDMA 통과 대역 주파수의 1/4λ 길이에 해당되는 지점, 즉 제2위상천이기(132b)와 스위치 회로(124)가 연결되는 지점은 개방된다.

따라서, 스위치 회로(124)는 제1위상천이기(132a), 제1필터(151)를 경유하여 제1 포트(b)와 연결되고, 850_GSM Tx 신호와 900_GSM Tx 신호가 제1 포트(b)로부터 스위치 회로(124)측으로 전달될 수 있다.

반면, 제어신호에 의하여 제1스위치회로(132c)가 오프(Off)되면 제2 포트(c)와 제2위상천이기(132b) 사이는 개방되고, 제2위상천이기(132b)와 스위치 회로(124) 사이는 단락된다.

따라서, 스위치 회로(124)는 제2위상천이기(132b)를 경유하여 제2 포트(c)와 연결되고, 1900_WCDMA Tx 신호, 1900_WCDMA Rx 신호, 2100_WCDMA Tx 신호, 2100_WCDMA Rx 신호 중 Tx 신호는 제2 포트(c)로부터 스위치 회로(124) 측으로 전달될 수 있고, Rx 신호는 스위치 회로(124) 측으로부터 제2 포트(c)로 전달될 수 있다.

이때, 상기 제1위상천이기(132a)는 WCDMA 통과대역주파수의 임피던스를 스미스 차트 상의 무한대 지점으로 이동시킴으로써 WCDMA 신호가 제1 포트(b) 측으로 유입되는 것을 차단한다.

한편, 상기 제1-2 병렬접속부(134)는 스위치 회로(124)와 각각 연결되는 제3위상천이기(134a) 및 제4위상천이기(134b)를 포함하는데, 제3위상천이기(134a)는 제3 포트(d)와 연결되어 1800_GSM Tx 신호, 1900_GSM Tx 신호를 처리하고, 제4위상천이기(134b)는 제4 포트(e)와 연결되어 850_WCDMA Tx 신호, 850_WCDMA Rx 신호를 처리한다.

또한, 제3위상천이기(134a)와 제3 포트(d) 사이에는 제2 필터(152)가 직렬로 연결되고, 제4위상천이기(134b)와 제 4포트(e) 사이에는 제2스위치회로(134c)가 병렬로 연결된다. 상기 제2스위치회로(134c)는 제4 제어전압 포트(Vc4)를 통하여 제어신호를 인가받는다.

이와 같은 제1-2 병렬접속부(134)는 제1-1 병렬접속부(132)와 대상 신호가 상이할 뿐 동일한 구성으로 동작되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전술한 대로, 신호의 그룹핑을 통하여, 제1포트(b)와 제3포트(d)는 각각 다른 병렬접속부(132, 134)를 통하여 GSM 신호를 처리하고, 제2포트(c)와 제4포트(e)는 역시 각각 다른 병렬접속부(132, 134)를 통하여 WCDMA 신호를 처리할 수 있다.

제1 병렬접속부(130)와 달리 제2 병렬접속부(140)는 GSM 신호만을 대상으로 하므로, 설계 구조에 유연성을 가지며, 이하 두 가지 실시예로 설명한다.

도 3은 제1실시예에 따른 제2 병렬접속부(140)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 제2 병렬접속부(140)는 제2-1 병렬접속부(142)와 제2-1 병렬접속부(144)를 포함하여 구성된다.

스위치 회로(124)와 연결된 라인은 제2-1 병렬접속부(142) 내부에서 분기되는데, 하나의 라인은 제5 포트(f)와 연결되고, 다른 라인은 제5 위상천이기(142a)를 거쳐 제6 포트(g)와 연결된다.

동일하게, 스위치 회로(124)와 연결된 라인은 제2-2 병렬접속부(144) 내부에서 분기되는데, 하나의 라인은 제7 포트(h)와 연결되고, 다른 라인은 제6 위상천이기(144a)를 거쳐 제8 포트(i)와 연결된다.

상기 제5 포트(f) 내지 제8 포트(i) 전단에는 각각 제3필터(153) 내지 제6필터(156)가 연결되며, 제3필터(153) 내지 제6필터(156)는 GSM 수신 신호의 잡음 성분을 차단하기 위하여 쏘우(SAW; Surface Acoustic Wave) 필터로 구비된다.

상기 제2-1 병렬접속부(142)의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 제3필터(153)는 900_GSM Rx 신호에 대한 입력 임피던스가 스미스 차트 상의 개방점에 위치되도록 설계되며, 따라서 제6 포트(g)에 할당된 900_GSM Rx 신호가 제5 포트(f)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 상기 제5 위상천이기(142a)는 전송선로 형태로서, 제5 포트(f)에 할당된 850_GSM Rx 신호 대역의 1/4 λ 길이를 가진다.

따라서, 제5 포트(f)와 제6 포트(g)의 분기점에서 제6 포트(g) 쪽으로 보았을 때 850_GSM Rx 신호 대역의 통과 주파수에 대한 입력 임피던스가 스미스 차트 상의 개방점으로 이동되며, 850_GSM Rx 신호가 제6 포트(g)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

상기 제2-2 병렬접속부(144)는 제2-1 병렬접속부(142)와 대상 신호가 상이할 뿐 동일한 구성으로 동작되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전술한 대로, 신호의 그룹핑을 통하여, 상기 제5 포트(f)와 제6 포트(g)는 제2-1 병렬접속부(142)를 통하여 사용지역이 상이한 850 MHz 대역과 900 MHz 대역의 GSM Rx 신호를 처리할 수 있고, 상기 제7 포트(h)와 제8 포트(i)는 제2-2 병렬접속부(144)를 통하여 사용지역이 상이한 1800 MHz 대역과 1900 MHz 대역의 GSM Rx 신호를 처리할 수 있다.

도 4는 제2실시예에 따른 제2 병렬접속부(140)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

제2실시예에 따른 제2 병렬접속부(140)가 제1실시예와 차별화되는 점은, 제5위상천이기(142a)와 제6위상천이기(144a)가 각각 제1고역통과필터(142b)와 제2고역통과필터(144b)로 구비되는 점이다.

상기 제1고역통과필터(142b)와 제2고역통과필터(144b)는 적층형 세라믹 인덕터 및 커패시터가 병렬로 연결된 정합회로 형태로 구현될 수 있으며, 제5 포트(f) 내지 제8 포트(i)의 신호에 대한 동작 원리는 전술한 제1실시예와 동일하게 적용될 수 있다.

상기 제2 병렬접속부(140)가 제1실시예로 구현된 경우 삽입손실이 보다 작아지는 장점이 있고, 제2실시예로 구현된 경우 적은 수의 부품을 기판 상층면에 실장할 수 있으므로 회로 사이즈를 보다 최소화할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 실시예에 따른 프론트 엔드 모듈(100)은 GSM 방식 및 WCDMA 방식을 지원하는 듀얼 모드 단말기에 적용될 수 있으며, 적용 가능한 주파수 대역이 GSM 쿼드 밴드(Quad band) 및 WCDMA 트리플 밴드(Triple band)를 포함하므로 전 세계 대부분의 지역에서 로밍이 가능해진다.

도 5는 실시예에 따른 스위치부(120)를 제어하기 위하여 사용되는 경로별 제어전압 진리표이다.

도 5를 참조하면, 제1 제어전압 포트(Vc1)와 제2 제어전압 포트(Vc2)의 제어신호가 조합됨에 따라 제1-1 병렬접속부(132), 제1-2 병렬접속부(134), 제2-1 병렬접속부(142), 제2-2 병렬접속부(144)의 스위칭 경로가 제어될 수 있다.

또한, 제3 제어전압 포트(Vc3)와 제4 제어전압 포트(Vc4)의 제어신호가 조합됨에 따라 제1-1 병렬접속부(132), 제1-2 병렬접속부(134)의 스위칭 경로가 제어될 수 있으며, 최종적으로 제1 포트(b) 내지 제8 포트(i)의 신호 경로가 모두 제어될 수 있다.

참고로, 상기 진리표의 "X"는 "Don't care" 조건으로서, 프론트 엔드 모듈(100)에서 소모되는 전류를 최소화하기 위해서 제어전압 "0V"로 설정되는 것이 좋다.

이상에서 본 발명에 대하여 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.

실시예에 따른 프론트 엔드 모듈에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 주파수 대역의 인접 여부를 고려하여 신호 포트를 그룹핑하고, 그룹핑 된 포트에 따라 병렬접속부를 구성함으로써 최소 경로를 스위칭하는 RF스위치칩을 사용할 수 있다.

둘째, 최소 경로의 RF스위치칩을 사용하고 수동소자를 이용하여 병렬접속부를 구성할 수 있으므로, 삽입 손실의 영향이 최소화되고 신호 특성이 개선되는 효과가 있다.

셋째, RF스위치칩의 디코더 회로를 보다 단순한 형태로 구현할 수 있으므로 회로 사이즈를 축소시킬 수 있고 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

다중 대역의 송수신 신호를 처리하는 프론트 엔드 모듈에 있어서,

통신 방식, 주파수 사용 지역, 신호 대역, 송수신 신호 종류 중 하나 이상의 기준에 따라 신호가 그룹핑되고, 그룹핑된 신호의 종류에 따라 그룹핑된 다수의 포트;

상기 그룹핑된 포트에 각각 연결되며, 신호를 분리하여 전달하는 병렬접속부; 및

상기 병렬접속부와 안테나단의 경로를 스위칭시키는 스위치부를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제1항에 있어서,

상기 송수신 신호는, 제1방식에 해당되는 제1대역, 제2대역, 제3대역, 제4대역의 송수신 신호, 제2방식에 해당되는 상기 제5대역, 상기 제6대역, 제7대역의 송수신 신호를 포함하고,

상기 포트는, 제1방식_제1대역의 송신 신호, 제1방식_제2대역의 송신 신호가 할당된 제1 포트; 제2방식_제6대역의 송수신 신호, 제2방식_제7대역의 송수신 신호가 할당된 제2 포트; 제1방식_제3대역의 송신 신호, 제1방식_제4대역의 송신신호가 할당된 제3 포트; 제2방식_제5대역의 송수신 신호가 할당된 제4 포트; 제1방식_제1대역의 수신 신호가 할당된 제5 포트; 제1방식_제2대역의 수신신호가 할당된 제6 포트; 제1방식_제3대역의 수신 신호가 할당된 제7 포트; 제1방식_제4대역의 수신신호가 할당된 제8 포트를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제2항에 있어서,

상기 제1방식은 GSM 방식이고, 상기 제2방식은 WCDMA 방식이며,

상기 제1대역 및 제5대역은 850 MHz 대역이고, 상기 제2대역은 900 MHz 대역이며, 상기 제3대역은 1800 MHz 대역이고, 상기 제4대역 및 제6대역은 1900 MHz 대역이며, 상기 제7대역은 2100 MHz 대역인 프론트 엔드 모듈.
제1항에 있어서, 상기 병렬접속부는

상기 다수의 포트 중 제1 포트 및 제2 포트의 신호를 분리하여 전달하는 제1-1 병렬접속부; 및 제3 포트 및 제4 포트의 신호를 분리하여 전달하는 제1-2 병렬접속부를 포함하는 제1 병렬접속부; 및

제5 포트 및 제6 포트의 신호를 분리하여 전달하는 제2-1 병렬접속부; 및 제7 포트 및 제8 포트의 신호를 분리하여 전달하는 제2-2 병렬접속부를 포함하는 제2 병렬접속부를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제1항에 있어서,

상기 안테나단과 상기 스위치부 사이에 연결되는 정전방지부를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제4항에 있어서,

상기 제1-1 병렬접속부 및 상기 제1 포트 사이에 연결되는 제1 필터; 및

상기 제1-2 병렬접속부 및 상기 제3 포트 사이에 연결되는 제2 필터를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제6항에 있어서, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는

저역통과필터를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제4항에 있어서,

상기 제2-1 병렬접속부 및 상기 제5 포트 사이에 연결되는 제3 필터;

상기 제2-1 병렬접속부 및 상기 제6 포트 사이에 연결되는 제4 필터;

상기 제2-2 병렬접속부 및 상기 제7 포트 사이에 연결되는 제5 필터; 및

상기 제2-2 병렬접속부 및 상기 제8 포트 사이에 연결되는 제6 필터를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제1항에 있어서,

상기 스위치부와 연결되는 전원 포트;

상기 스위치부로 제어신호를 인가하는 제1 제어전압 포트; 및

상기 스위치부로 제어신호를 인가하는 제2 제어전압 포트를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제4항에 있어서, 상기 제1-1 병렬접속부는

상기 스위치부 및 상기 제1 포트 사이에 연결되는 제1위상천이기;

상기 스위치부 및 상기 제2 포트 사이에 연결되는 제2위상천이기; 및

상기 제2위상천이기 및 상기 제2 포트 사이에 병렬로 연결되는 제1스위치회로를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제10항에 있어서,

상기 제1스위치회로로 제어신호를 인가하는 제3 제어전압 포트를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제4항에 있어서, 상기 제2-1 병렬접속부는

상기 스위치부 및 상기 제6 포트 사이에 연결되는 제5위상천이기를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제1항에 있어서, 상기 스위치부는

SP4T(Single Pole 4-Throw) RF스위치칩을 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제8항에 있어서,

상기 제3 필터는 상기 제1방식_제2대역의 수신신호에 대한 입력 임피던스가 스미스 차트 상의 개방점에 위치되도록 설계되고,

상기 제5 필터는 상기 제1방식_제4대역의 수신신호에 대한 입력 임피던스가 스미스 차트 상의 개방점에 위치되도록 설계되는 프론트 엔드 모듈.
다중 방식 및 다중 대역의 송수신 신호를 제어전압에 따라 스위칭시키는 스위치부;

상기 스위치부와 연결되고 상기 송수신 신호를 선택적으로 전달하는 제1병렬접속부 및 제2병렬접속부; 및

상기 병렬접속부와 연결되고 통신 방식, 주파수 사용 지역, 신호 대역, 송수신 신호 종류 중 하나 이상의 기준에 따라 신호가 그룹핑되고, 그룹핑된 신호의 종류에 따라 그룹핑된 다수의 포트를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제15항에 있어서, 상기 제1 병렬접속부는

상기 스위치부와 각각 연결되는 제1위상천이기 및 제2위상천이기; 및

상기 제2위상천이기에 연결되는 제1스위치회로를 포함하는 제1-1병렬접속부를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제16항에 있어서,

상기 제1스위치회로로 제어신호를 인가하는 제어전압 포트를 포함하는 프론 트 엔드 모듈.
제15항에 있어서, 상기 제2 병렬접속부는

상기 스위치부와 연결되는 위상천이기 또는 LC회로 형태의 고역통과필터를 포함하는 제2-1 병렬접속부를 포함하는 프론트 엔드 모듈.
제15항에 있어서,

정전기로부터 상기 스위치부를 보호하기 위한 정전방지부;

상기 제1병렬접속부와 상기 포트사이에 연결되는 적어도 하나의 필터;

상기 제2병렬접속부와 상기 포트사이에 연결되는 적어도 하나의 필터를 포함하는 프론트 엔드 모듈.