KR20090043837A - Rf 스위칭 모듈의 격리도 향상장치 - Google Patents

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KR20090043837A
KR20090043837A KR1020070109619A KR20070109619A KR20090043837A KR 20090043837 A KR20090043837 A KR 20090043837A KR 1020070109619 A KR1020070109619 A KR 1020070109619A KR 20070109619 A KR20070109619 A KR 20070109619A KR 20090043837 A KR20090043837 A KR 20090043837A
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조영주
손광섭
임영욱
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Abstract

본 발명은 선택되지 않은 RF 신호 입력포트와 출력포트 사이의 격리도를 효과적으로 개선할 수 있는 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치에 관한 것으로서 입력포트와 접지의 사이에 스위치, 저항 및 격리도 향상부를 구비하고, 격리도 향상부는 저항, 커패시터 및 인덕터들 중에서 하나 이상을 직렬 조합 또는 병렬 조합하여 구성하며, 저항, 커패시터 및 인덕터들의 값을 조절하여 특정 주파수에서의 격리도를 향상시킨다.
RF 스위치, 격리도, 튜너부, 텔레비전 수상기, 케이블 방송, 공중파 방송

Description

RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치{Apparatus for progressing isolation of Radio Frequency switching module}
본 발명은 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 입력포트로 두 개 이상의 RF(Radio Frequency) 신호들을 수신하고, 수신한 두 개 이상의 RF 신호들 중에서 하나의 RF 신호를 선택하여 출력포트로 출력하는 RF 스위칭 모듈에서 선택되지 않은 RF 신호의 입력포트와 출력포트 사이의 격리도를 향상시켜 RF 스위칭 모듈을 사용하는 시스템의 전체적인 성능을 향상시키는 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치에 관한 것이다.
최근 하나의 메인 시스템 안에서 복수의 서브 시스템이 동작하는 다중 기능, 다중 모드의 통신 모듈들이 소비자들의 다양한 욕구를 반영시키기 위해서 많이 출시되고 있다. 이러한 다중 기능, 다중 모드의 핵심 기술은 다양한 서비스를 포함하는 복수의 주파수 대역에서 소비자가 원하는 주파수 대역을 효과적으로 선택할 수 있는 RF 스위칭 모듈의 기술에 있다.
종래의 RF 스위칭 모듈은 주로 릴레이 스위치가 사용되어 왔다. 그러나 릴레이 스위치는 부피가 크고 반응속도가 느리다는 단점이 있다.
이러한 단점을 보완하기 위해서 최근 솔리드 스테이트(Solid State) 스위치를 사용하려는 시도가 증가하고 있다.
도 1은 종래의 RF 스위칭 모듈의 구성을 보인 회로도이다. 여기서, 부호 IN1 및 IN2는 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트이다. 예를 들면, 상기 제 1 RF 신호 입력포트(IN1)는 공중파 방송의 RF 신호가 입력되고, 상기 제 2 RF 신호 입력포트(IN2)는 케이블 방송의 RF 신호가 입력된다.
상기 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트(IN1)(IN2)에는 제 11 및 제 21 스위치(SW11)(SW21)와 제 11 및 제 21 접지저항(R11)(R21)이 각기 직렬로 접속된다. 또한 상기 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트(IN1)(IN2)는 제 12 및 제 22 스위치(SW12)(SW22)를 각기 통해 출력포트(OUT)에 접속된다.
이와 같이 구성된 종래의 RF 스위칭 모듈은 제 1 RF 신호 입력포트(IN1)로 입력되는 RF 신호를 출력포트(OUT)로 출력할 경우에 도 2에 도시된 바와 같이 제 12 및 제 21 스위치(SW12)(SW21)를 접속시키고, 제 11 및 제 22 스위치(SW11)(SW22)를 개방시킨다.
그러면, 제 1 RF 신호 입력포트(IN1)로 입력되는 RF 신호가 제 12 스위치(SW12)를 통해 출력포트(OUT)로 출력된다.
그리고 제 2 RF 신호 입력포트(IN2)로 입력되는 RF 신호는 제 21 스위치(SW21) 및 제 21 저항(R21)을 통해 접지로 흐르게 되어 차단되고, 출력포트(OUT)로는 출력되지 않게 된다.
제 2 RF 신호 입력포트(IN2)로 입력되는 RF 신호를 출력포트(OUT)로 출력할 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 제 11 및 제 22 스위치(SW11)(SW22)를 접속시키고, 제 12 및 제 21 스위치(SW12)(SW21)를 개방시킨다.
그러면, 제 2 RF 신호 입력포트(IN2)로 입력되는 RF 신호가 제 22 스위치(SW22)를 통해 출력포트(OUT)로 출력된다.
그리고 제 1 RF 신호 입력포트(IN1)로 입력되는 RF 신호는 제 11 스위치(SW11) 및 제 11 저항(R11)을 통해 접지로 흐르게 되어 차단되고, 출력포트(OUT)로는 출력되지 않게 된다.
일반적으로 텔레비전 수상기에 사용되는 튜너부 등과 같이 두 가지 이상의 RF 신호를 수신하는 시스템에서는 입력포트와 출력포트의 사이에 높은 격리도를 요구하고 있다.
그러나 상기한 종래의 RF 스위칭 모듈은 선택하지 않은 RF 신호 입력포트와 출력포트의 사이의 격리도가 낮았고, 이로 인하여 선택된 RF 신호 입력포트로 입력 되는 RF 신호에 선택되지 않은 RF 신호 입력포트로 입력되는 RF 신호가 혼입되는 경우가 많이 발생하고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 것으로서 선택되지 않은 RF 신호 입력포트와 출력포트 사이의 격리도를 효과적으로 개선할 수 있는 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치를 제공한다.
본 발명의 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치의 제 1 특징에 따르면, 두 개 이상의 RF 신호를 입력하여 선택된 하나의 RF 신호를 출력하는 RF 스위칭 모듈에 있어서, 저항, 커패시터 및 인덕터들로 간단히 이루어진 격리도 향상부를 구비하여 선택되지 않은 RF 신호가 입력되는 입력포트와 출력포트의 사이의 격리도를 향상시킨다.
본 발명의 제 2 특징에 따르면 선택되지 않은 RF 신호 입력포트와 출력포트 사이의 격리도를 향상시키기 위하여 추가적인 저항, 커패시터 및 인덕터들로 이루어진 격리도 향상부를 이용함으로써 생산비용을 절감한다.
본 발명의 제 3 특징에 따르면 격리도 향상부의 저항, 커패시터 및 인턱터의 값으로 선택되지 않은 RF 신호 입력포트와 출력포트 사이의 격리도를 조절함으로써 특정 주파수에서의 격리도를 향상시킨다.
본 발명의 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치는 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트와 접지의 사이에 제 11 및 제 21 스위치와, 제 11 및 제 21 저항과, 제 1 및 제 2 격리도 향상부가 각기 직렬 접속되고, 상기 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트와 출력포트의 사이에 제 12 및 제 22 스위치가 각기 접속되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 격리도 향상부들 각각은 저항, 커패시터 및 인덕터들 중에서 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제 1 및 제 2 격리도 향상부들 각각은 저항, 커패시터 및 인덕터들 중에서 어느 하나 이상이 직렬 조합 또는 병렬 조합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 입력되는 다수의 RF 신호들 중에서 원하는 하나의 RF 신호를 선택하여 출력포트로 보내는 RF 스위칭 모듈에 있어서 저항, 커패시터 및 인덕터를 조합한 간단한 구성의 격리도 향상부를 구비하여 선택되지 않은 RF 신호가 입력되는 입력포트와 출력포트 사이의 격리도를 향상시키는 것으로서 효과적으로 격리도를 개선시키면서도 RF 스위칭 모듈의 부품단가를 낮출 수 있다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으 로 제공된다. 따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
도 4는 본 발명의 격리도 향상장치가 구비된 RF 스위칭 모듈의 구성을 보인 회로도이다. 도 4를 참조하면, 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트(IN11)(IN12)가 제 11 및 제 21 스위치(SW11)(SW21)와, 제 11 및 제 21 저항(R11)(R21)과, 제 1 및 제 2 격리도 향상부(100)(110)를 순차적으로 통해 접지에 접속된다. 또한 상기 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트(IN1)(IN2)가 제 12 및 제 21 스위치(SW12)(SW22)를 각기 통해 출력포트(OUT)에 접속된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 RF 스위칭 모듈은 제 1 RF 신호 입력포트(IN1)로 입력되는 RF 신호를 선택하여 출력포트(OUT)로 출력할 경우에 도 5에 도시된 바와 같이 제 12 및 제 21 스위치(SW12)(SW21)를 접속시키고, 제 11 및 제 22 스위치(SW11)(SW22)를 개방시킨다.
그러면, 제 1 RF 신호 입력포트(IN1)로 입력되는 RF 신호가 제 12 스위치(SW12)를 통해 출력포트(OUT)로 출력된다. 그리고 제 2 RF 신호 입력포트(IN2)로 입력되는 선택되지 않은 RF 신호는 제 21 스위치(SW21), 제 21 저항(R21) 및 제 2 격리도 향상부(110)를 통해 접지로 흐르게 되어 차단되고, 출력포트(OUT)로는 출력되지 않게 된다.
제 2 RF 신호 입력포트(IN2)로 입력되는 RF 신호를 선택하여 출력포트(OUT)로 출력할 경우에 도 6에 도시된 바와 같이 제 11 및 제 22 스위치(SW11)(SW22)를 접속시키고, 제 12 및 제 21 스위치(SW12)(SW21)를 개방시킨다.
그러면, 제 2 RF 신호 입력포트(IN2)로 입력되는 RF 신호가 제 22 스위치(SW22)를 통해 출력포트(OUT)로 출력되고, 제 1 RF 신호 입력포트(IN1)로 입력되는 RF 신호는 제 11 스위치(SW11), 제 11 저항(R11) 및 제 1 격리도 향상부(100)를 통해 접지로 흐르게 되고, 출력포트(OUT)로는 출력되지 않게 된다.
이러한 본 발명의 격리도 향상장치가 RF 스위칭 모듈의 격리도를 향상시키는 이유를 도 7 내지 도 9의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 상기 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)를 모스 트랜지스터로 표시한 회로도이고, 도 8은 등가회로도이다. 도 8에서 Coff11은 스위치(SW11)의 커패시터이고, Rto12 및 Cto12는 스위치(SW12)의 저항 및 커패시터이며, Rto21 및 Cto21은 스위치(SW21)의 저항 및 커패시터이며, Coff22는 스위치(SW22)의 커패시터이다.
여기서, 제 1 RF 신호 입력단자(IN1)로 입력되는 RF 신호를 선택하여 출력단자(OUT)로 출력하고, 제 2 RF 신호 입력단자(IN2)로 입력되는 RF 신호는 선택하지 않고, 차단한다고 가정한다.
상기 제 2 RF 신호 입력단자(IN2)로 입력되는 RF 신호의 전압이 V2라고 가정할 경우에 출력단자(OUT)로 출력되어 부하(RL)에 유기되는 전압 VL1은 다음의 수학 식 1과 같다.
Figure 112007077960279-PAT00001
그리고 본 발명의 격리도 향상부(100)(110)를 구비하지 않은 RF 스위칭 모듈일 경우에 부하(RL)에 유기되는 전압 VL2는 다음의 수학식 2와 같다.
Figure 112007077960279-PAT00002
즉, 선택되지 않은 RF 신호가 입력되는 RF 신호 입력포트(IN2)와 출력포트(OUT)의 사이의 격리도를 향상시키기 위해서는 부하저항(RL)이 작은 값을 유지해야 된다. 그러므로 본 발명에서는 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트(IN1)(IN2)와 출력포트(OUT)의 임피던스를 고려하여 격리도 향상부(100)(110)의 저항, 커패시터 및 인덕터의 값을 설정함에 따라 격리도를 향상시킬 수 있다.
또한 상기 격리도 향상부(100)(110)가 특정 주파수에서 직렬 공진 또는 병렬 공진을 이루게 구성함으로써 특정 주파수의 구간에서 격리도를 크게 향상시킬 수 있다.
상기 격리도 향상부(100)(110)는 저항, 커패시터 및 인덕터들 중에서 어느 하나의 부품으로만 구성할 수 있고, 저항 및 인덕터의 직렬 조합, 저항 및 인덕터의 병렬 조합, 저항 및 커패시터의 직렬 조합, 저항 및 커패시터의 병렬 조합, 인덕터 및 커패시터의 직렬 조합, 인덕터 및 커패시터의 병렬 조합, 저항, 커패시터 및 인덕터의 직렬 조합 또는 저항, 커패시터 및 인덕터의 병렬 조합 등 여러 가지로 구성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 격리도 향상장치가 구비된 RF 스위칭 모듈에서 격리도 향상부를 저항으로 구성하였을 경우의 격리도 특성을 측정하여 보인 그래프이다. 도 9를 참조하면, 저항의 값을 0Ω, 10Ω, 22Ω, 44Ω, 82Ω, 160Ω, 330Ω 및 620Ω으로 변경하면서 격리도를 측정한 것으로서 이론적으로는 저항의 값이 클수록 격리도가 더 좋아져야 하나 저항의 값이 너무 클 경우에 주파수가 높은 영역에서는 RF 신호의 반사가 많이 되어 격리도가 나빠지게 된다. 그러므로 관심이 있는 RF 신호의 주파수에 따라 적당한 값의 저항을 사용해야 된다.
도 9에서는 격리도 향상부를 구성하는 저항의 값이 62Ω일 경우에 전체 주파수 대역에서 격리도가 가장 좋은 특성을 보이고 있음을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 격리도 향상장치가 구비된 RF 스위칭 모듈에서 격리도 향상부를 인덕터 및 커패시터의 직렬 공진회로로 구성하였을 경우의 격리도 특성을 측정하여 보인 그래프로서 격리도 향상부의 인덕터의 값은 0.1∼1nH로 변환한 것이고, 커패시터의 값은 50㎊로 고정하였을 경우에 그래프이다.
일반적으로 공진주파수는 인덕터의 값이 커질수록 낮아지는 것으로서 도 10에서와 같이 인덕터의 값을 1nH로 설정하였을 경우에 약 710㎒에서 격리도가 크고, 인덕터의 값을 0.2575nH로 설정하였을 경우에 약 1.43㎓에서 격리도가 큼을 알 수 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 텔레비전 수상기의 튜너부 등에 구비되어 입력되는 복수의 RF 신호들 중에서 하나의 RF 신호를 선택하여 출력포트로 출력하는 것으로서 선택하지 않은 RF 신호가 입력되는 입력포트와 출력포트 사이의 격리도를 향상시킴으로써 선택한 RF 신호에 선택하지 않은 RF 신호가 혼입되는 것을 방지한다.
도 1은 종래의 RF 스위칭 모듈의 구성을 보인 회로도,
도 2 및 도 3은 종래의 RF 스위칭 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 격리도 향상장치가 구비된 RF 스위칭 모듈의 구성을 보인 회로도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 격리도 향상장치가 구비된 RF 스위칭 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 격리도 향상장치가 구비된 RF 스위칭 모듈의 동작 원리를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 격리도 향상장치가 구비된 RF 스위칭 모듈에서 격리도 향상부를 저항으로 구성하였을 경우의 격리도 특성을 측정하여 보인 그래프, 및
도 10은 본 발명의 격리도 향상장치가 구비된 RF 스위칭 모듈에서 격리도 향상부를 인덕터 및 커패시터의 직렬 공진회로로 구성하였을 경우의 격리도 특성을 측정하여 보인 그래프이다.

Claims (3)

  1. 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트와 접지의 사이에 제 11 및 제 21 스위치와, 제 11 및 제 21 저항과, 제 1 및 제 2 격리도 향상부가 각기 직렬 접속되고, 상기 제 1 및 제 2 RF 신호 입력포트와 출력포트의 사이에 제 12 및 제 22 스위치가 각기 접속된 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 격리도 향상부들 각각은;
    저항, 커패시터 및 인덕터들 중에서 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 격리도 향상부들 각각은;
    저항, 커패시터 및 인덕터들 중에서 어느 하나 이상이 직렬 조합 또는 병렬 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 RF 스위칭 모듈의 격리도 향상장치.
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