KR20130069443A - Ｒｆ 수신기용 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20130069443A
KR20130069443A KR1020120145158A KR20120145158A KR20130069443A KR 20130069443 A KR20130069443 A KR 20130069443A KR 1020120145158 A KR1020120145158 A KR 1020120145158A KR 20120145158 A KR20120145158 A KR 20120145158A KR 20130069443 A KR20130069443 A KR 20130069443A
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다니엘 케러
카이 정
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인피니언 테크놀로지스 아게
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Abstract

일 실시예에 따라서, 제 1 주파수에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하도록 구성된 무선 기기용 RF 전단부는 안테나에 접속되도록 구성된 안테나 포트와, 상기 안테나 포트에 접속된 입력을 가지며 하나 이상의 주파수가 통과되지 못하게 하도록 구성된 노치 필터를 포함한다. 상기 제 1 주파수는 상기 하나 이상의 주파수들의 상호 변조 왜곡 곱 또는 고조파이다. 상기 전단부는 상기 노치 필터의 출력부에 접속된 입력부 및 RF 증폭기에 접속된 출력부를 가지면서 상기 제 1 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터를 더 포함한다.

Description

ＲＦ 수신기용 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR AN RF RECEIVER}
본 발명은 전반적으로 회로 및 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로 RF 수신기를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 몇몇 이동 전화들이 다수의 주파수 대역들에 걸쳐서 다수의 통신 표준들을 사용하여서 동작하도록 구성됨에 따라, 이동 통신 시스템에서 주파수 대역 및 표준의 개수가 점점 증가하고 이에 따라서 이동 전화의 설계상의 복잡도도 증가하고 있다. 또한, 이러한 이동 전화는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기를 포함할 수 있다. 다수의 이동 전화에서, 이러한 다수의 주파수 대역 및 표준은 하나 이상의 안테나들에 접속될 수 있는 다수의 신호 경로들 내의 다수의 무선 주파수(RF) 송신기 및 무선 주파수 수신기를 사용하여서 구현된다.
그러나, 이렇게 이동 전화 내에 보다 많은 주파수 대역들을 도입함에 따라서 이동 전화의 회로 내에서 DP(distortion proudcts)가 생성됨으로 인해서 재밍(jamming) 관련 문제가 발생한다. 구체적으로, 이러는 문제는 이동 전화 내의 몇몇 시스템들이 동시에 신호를 송수신하거나 이동 전화 내의 몇몇 시스템들이 신호를 수신하고 있는 동안에 다른 시스템들은 신호를 전송할 수 있는 상황에서 발생한다. 가령, UMTS/LTE 송수신기로부터 전송된 에너지가 상호 변조 곱 및 고조파를 생성하고 이 상호 변조 곱 및 고조파가 GNSS 수신기의 수신 경로 내에 결합되어 GNSS 수신기의 성능에 악영향을 줄 수 있다. GNSS 수신기는 GNSS 위성으로부터 저 레벨 신호를 수신하고 상기 상호 변조 곱 및 고주파는 이동 전화로부터의 전력의 국부적 전송의 결과이기 때문에, 상호 변조 곱 및 고조파는 쉽게 생성되어서 GNSS 수신기의 감도를 크게 저감시킨다.
일 실시예에 따라서, 제 1 주파수에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하도록 구성된 무선 기기용 RF 전단부는 안테나에 접속되도록 구성된 안테나 포트와, 상기 안테나 포트에 접속된 입력을 가지며 하나 이상의 주파수가 통과되지 못하게 하도록 구성된 노치 필터를 포함한다. 상기 제 1 주파수는 상기 하나 이상의 주파수들의 상호 변조 왜곡 곱 또는 고조파이다. 상기 전단부는 상기 노치 필터의 출력부에 접속된 입력부 및 RF 증폭기에 접속된 출력부를 가지면서 상기 제 1 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터를 더 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들의 세부 사항들이 이하에서 첨부 도면을 참조하여서 기술될 것이다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 다음의 설명 부분, 도면 및 청구 범위로부터 명확해질 것이다.
본 발명 및 이의 장점을 보다 완벽하게 이해하기 위해서, 이하의 상세한 설명 부분에서 다음의 첨부 도면들이 참조될 것이다.
도 1은 통상적인 다중 대역 이동 전화 시스템을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프론트-엔드 모듈을 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프론트-엔드 모듈을 나타내고 있다.
도 4는 예시적인 시스템의 전송 손실을 나타내는 그래프이다.
도 5는 예시적인 이동 전화 시스템을 나타내고 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 제조 및 사용하는 바들이 이하에서 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 다양한 특정 상황에서 구현될 수 있는 다수의 적용 가능한 진보성이 있는 개념들을 제공한다. 본 명세서에서 기술된 특정 실시예들은 단지 본 발명을 제조 및 사용하기 위한 특정 방식들을 예시적으로 나타내고 있다.
본 발명은 특정 상황에서 특정 실시예와 관련하여서, 구체적으로 이동 전화 시스템 내의 GNSS 수신기를 위한 RF 프론트-엔드 모듈과 관련하여서 기술될 것이다. 예시적인 GNSS 수신기는 다음으로 한정되지 않지만 GPS(Global Positioning System, GLONASS(Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistemaand) 및 Galileo를 포함하는 다양한 네비게이션 시스템 중 하나 이상을 지원할 수 있다. 본 발명은 또한 다른 시스템 및 수신기 타입을 위한 RF 회로 및 고주파 및 상호 변조 왜곡이 관리되는 다른 회로 및 시스템에도 적용될 수 있다.
최신 전화들은 CDMA, TDMA, GSM, UMTS/LTE, Bluetooth, 및 Wi-Fi와 같은 다양한 통신 표준을 지원하고 이러한 동신 표준이 동작하는 다양한 주파수 대역을 통해서 신호를 전송하는 다중-시스템 다중대역 디바이스일 수 있다. 몇몇 경우에, 송수신기들이 이러한 다수의 대역들에 걸쳐서 동시에 신호를 전송할 수 있으며, 이로써 전송된 에너지가 GNSS 수신기의 수신 경로에 결합되며 이때 각각의 송수신기의 송신 경로 내에서의 비선형성 및 GNSS 수신 경로 자체 내에서의 비선형성으로 인해서 상호 변조 곱 및 고주파가 생성되게 된다.
도 1은 통상적인 다중 대역 이동 전화(100)의 블록도이다. 이동 전화(100)는 안테나(108)에 접속된 무선 LAN 시스템(102), 안테나(110)에 접속된 3G/4G 송수신기(104) 및 안테나(112)에 접속된 GNSS 수신기(106)를 갖는다. GNSS 신호 경로는 프리 필터(114), 저 잡음 증폭기(LNA)(116), 포스트 필터(118) 및 GNSS 수신기(106)를 포함한다. 무선 LAN 시스템(102)에 의해서 전송된 신호 및 3G/4G 송수신기(104)에 의해서 전송된 신호는 GNSS 수신기의 안테나(112)에 결합된다. 이로써, 무선 LAN 시스템(102) 및 3G/4G 송수신기(104)는 필터(120,122,124,126)를 사용하여서 아웃 어브 밴드 신호(out of band signal)의 생성 및 수신을 제약한다.
그러나, 인 밴드 신호(in band signal)가 GNSS 안테나(112)에 연결된다. 안테나들(108,110,112) 간에 10dB 내지 15dB 만큼 안테나 이격이 존재할지라도, GNSS 안테나(112)는 상당한 전력을 수신할 수 있다. 가령, 안테나(112)는 무선 LAN 전송 대역에서 0 내지 5 dBm 만큼의 전력을 수신하고 3G/4G 전송 대역에서 10 내지 15 dBm 만큼의 전력을 수신할 수 있다. 그러나, 이 GNSS 수신기가 통상적으로 수신한 전력은 대략 -127 dBm이다. 따라서, 셀 전화상에 존재하는 송신기들로부터 GNSS 수신기가 수신한 신호들로부터 생성된 고조파 및 상호 변조 왜곡 곱으로부터의 간섭이 GNSS 수신 대역 내에서 생성될 수 있다.
일 예시적인 실례에서, 이동 디바이스가 주파수 f1 = 2402 MHz(블루투스 또는 IEEE802.11g 대역의 저 주파수) 및 주파수 f2 = 827 MHz(LTE 대역 5의 일부)에서 신호를 동시에 전송하면, f1-f2의 상호 변조 곱 = 1575 MHz은 GNSS 주파수 대역 내에 해당하게 된다. LTE 대역 8 및 블루투스/WLAN 대역에서 신호가 동시에 전송되면 동일한 문제가 발생한다. 가령, 주파수 f1 = 2480 MHz(블루투스 또는 IEEE802.11g 대역의 고 주파수) 및 주파수 f2 = 905 MHz(LTE 대역 8의 일부)에서 신호를 동시에 전송하면, f1-f2의 상호 변조 곱 = 1575 MHz은 GNSS 주파수 대역 내에 해당하게 된다. 또한, LTE 대역 13을 이용하는 셀 전화는 주파수 f1 = 787 MHz에서 전력을 전송할 수 있다. 이 전력이 GNSS 경로와 결합되면, 2*f1 = 1574 MHz의 2차 고조파가 생성되어 GNSS 주파수 대역을 간섭하여서 GNSS 수신기의 감도를 떨어뜨린다.
일반적으로, 재머 신호(jammer signal) 및 간섭 신호는 SAW, BAW 또는 FBAR 디바이스일 수 있는 프리 필터(114)에 의해서 차단된다. 포스트 필터(118) 또한 GNSS 수신기(106)에 의한 다운 변환 이전에 LNA(116)가 생성한 잡음 및 왜곡과 같은 잡음 및 아웃 오브 밴드 신호를 제거할 수 있다. 그러나, LAN(저 잡음 증폭기)가 왜곡을 생성할 뿐만 아니라 프리 필터(114)도 고조파 및 상호 변조 왜곡 곱을 생성할 수 있으며, 이러한 고조파 및 상호 변조 왜곡 곱은 후속 구성 요소들의 성능을 제약시키게 된다. 다중-시스템 안테나를 사용할 경우에, 높은 손실을 방지하고 잡음 수치가 증가하는 것을 방지하기 위해서 추가적인 신호 분리가 존재하지 않는다면, 전송된 전력은 GNSS 경로에 직접적으로 결합되게 된다.
일 실시예에서, 상호 변조 왜곡 및 고조파를 생성할 수 있는 원하지 않는 주파수의 신호 레벨은 이 원하지 않은 주파수를 필터링함으로써 저감된다. 일 실시예에서, 이러한 필터링은 GNSS 수신 경로 내에서 프리 필터의 전방에 있으면서 규정된 토폴러지를 갖는 하나 이상의 공진 필터를 갖는 LC 필터 회로를 사용하여서 달성된다. 이 공진 필터가 GNSS 주파수 대역 내에서 상호 변조 왜곡 곱 및 고조파를 잠재적으로 생성할 수 있는 주파수 대역을 노치 아웃(notch out)시키도록 인덕터 값 및 커패시터 값이 선택된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GNSS RF 전단부 시스템(200)을 나타내고 있다. 전단부 시스템(200)은 프리 필터(208), LNA(214) 및 집중 정수 소자(lumped element) 공진 회로들(202,204,206)을 포함한다. 또한, 프리 필터(208)를 LNA(214)에 정합시키기 위해서 인덕터(210)가 포함되며 LNA(214)를 바이어싱하기 위해서 바이어스 생성기(212)가 사용된다. 일 실시예에서, RF 전단부 시스템(200)의 몇몇 소자들은 모듈(201) 상에 존재하며 다른 구성 요소들은 모듈(201) 외부에 있는 구성 요소들 상에 존재할 수 있다. 가령, 인덕터(210) 및 집중 정수 소자(lumped element) 공진 회로들(202,204,206)은 모듈(201) 외부에 존재하며 SMD(surface mount device) 인덕터 및 커패시터와 같은 표면 실장 수동 구성 요소 및/또는 인쇄형 인덕터를 사용하여서 구현될 수 있다. 이와 달리, 이들 구성 요소 모두 또는 몇몇은 모듈(201) 상에 포함될 수도 있다.
일 실시예에서, 이동 전화 상의 다른 송신기들로부터 수신된 신호들을 감쇠시키기 위해서 3 개의 공진 LC 회로들이 사용된다. 공진 회로(202)에서의 L1 값 및 C1 값은 약 2.4 GHz의 주파수를 감쇠시키도록 선택된다. 공진 회로(204)는 약 800 MHz의 노치 중심 주파수를 갖도록 구성되고 공진 회로(206)는 약 900 MHz의 노치 중심 주파수를 갖도록 구성되며, 이로써 대략 700 MHz 내지 대략 900 MHz 범위에서 LTE 대역 5, 대역 8 및 대역 13을 통과하지 못하게 한다(즉, 제어한다). 이 실시예에서, 2 개의 공진 필터(204,206)의 조합으로 인해서 보다 넓은 주파수 범위의 대역을 통과시키지 않을 뿐만 아니라 이러한 주파수들을 보다 더욱 감쇠시키기도 한다. 일 실시예에서, 공진 회로(202,204,206)는 약 800 MHz의 저 대역 신호 레벨을 감쇠시키고 고 대역 2.4 GHz 재머(jammer)를 감쇠시키고 GNSS 또는 GPS 대역에 대한 삽입 손실이 최소가 되게 한다. 일 실시예에서, 공진 회로(202,204,206)에 대해서 다음과 같은 값들이 사용된다: L1=1.5 nH; C1=3.0 pF; L2=6.2 nH; C2=5.6 pF; L3=12nH; and C3=3.9 pF. 이러한 값들은 일 특정 실시예를 나타내는 오직 예시적인 값일 뿐이다. 이와 달리, 다른 값들이 사용될 수도 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 공진 회로(202,204)는 병렬 공진 회로로서 구현되고 공진 회로(206)는 직렬 공진 회로로서 구현된다. 다른 실시예에서, 병렬 공진 회로와 직렬 공진 회로의 임의의 조합이 다양한 주파수에서 사용될 수 있다.
공진 회로들(202,204,206)을 사용함으로써, 프리 필터(SAW, BAW, FBAR) 이전에서 원하지 신호들이 감쇠되며 이로써 프리 필터 및 모든 후속 블록에서 생성되는 상호 변조 왜곡 곱 및 고조파가 크게 감소된다. 또한, 필터 회로는 2.4 GHz 대역 및 LTE 대역들 5, 8, 13에 높은 임피던스를 제공한다. 이로써, GNSS 또는 GPS 수신 경로가 다중-시스템 안테나를 통해서 시스템의 나머지 부분과 안테나를 공유하는 경우에 상기 대역들의 성능이 유지된다.
일 실시예에서, 제 1 필터 단(202)은
Figure pat00001
를 갖는 병렬 공진 회로이며, 이로써 중심 주파수 fl 위에서 인덕턴스가 감소하고 커패시턴스가 증가하면 GNSS 대역에서 삽입 손실이 저감된다. 동일한 안테나 경로 내에 2.4 GHZ 시스템(가령, 블루투스, LAN)이 존재하는 경우에, 노치 필터는 이 주파수 대역에 고 입력 임피던스를 제공하며 이로써 2.4 GHz 주파수 대역 내에서 안테나 성능에 어떠한 영향도 주지 않을 것이다. 일 실시예에서, 필터의 전방에 추가 전송 라인이 제공되어서 그의 원하는 고 입력 임피던스를 원하지 않는 저 임피던스로 변형하거나 쇼트시킬 수 있다. 800 MHz 대역에 비해서 파장이 짧기 때문에, 2.4 GHz 입력 임피던스는 전송 라인 변형에 보다 민감하다. 이러한 이유로 해서, 2.4 GHz 노치 필터는 몇몇 실시예들에서 다중 주파수 노치 필터 회로의 제 1 위치에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 공진 회로의 위치는 전송 라인 변형에 대한 자신의 민감도에 의존한다. 따라서, 민감도가 가장 높은 회로가 RF 입력부에 보다 근접하여서 위치하며 민감도가 낮을수록 RF 입력부로부터 멀리 떨어져서 위치한다. 그러나, 다른 실시예에서는, 필터들은 다르게 배열될 수도 있다.
셀 전화에 의해서 지원되는 저 주파수 대역에 따라서, 제 2 병렬 노치 필터(204) 및 직렬 공진기(206)는 전체 주파수 범위를 커버하도록 상이한 주파수들로 튜닝될 수 있다. 대역 5, 대역 8 및 대역 13을 사용하는 예시적인 LTE 시스템에서, 병렬 노치는 약
Figure pat00002
로 튜닝되고 직렬 노치는 약
Figure pat00003
로 튜닝되며 이로써 f1 내지 f2의 범위의 주파수가 통과하지 못하게 한다(즉, 제거한다). 전단부 모듈(201)에 근접하여서 공진 회로(202,204,206)를 배치함으로써 보다 고 성능이 달성될 수 있다.
도 2에 도시된 실례들은 다수의 상이한 예시적인 토폴러지들 중 단지 하나의 실례일뿐이다. 다른 실시예들에서, 관심 주파수 대역 내에 해당되는 고조파 또는 상호 변조 왜곡 곱을 생성할 수 있는 다른 주파수 대역들을 감쇠하도록 다양한 공진 필터 회로들의 중심 주파수들이 선택될 수 있다. 또한, 다른 예시적인 실시예에서, 3 개보다 많은 공진 회로 또는 3 개보다 작은 개수의 공진 회로들이 사용될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 전단부 시스템(230)을 나타내고 있다. 이 RF 전단부 시스템(230)은 2 개의 공진 필터들이 IPD(integrated passive device)(234) 상에서 구현되는 전단부 모듈(232)을 포함한다. IPD(234)는 가령 오직 수동 소자만이 그 상에서 제조되는 실리콘 다이를 사용하여서 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, IPD(234)는 다른 기판 재료를 사용하고/하거나 다른 능동 회로 구성 요소 또는 다른 수동 회로 구성 요소를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, IPD(234) 상의 공진 회로들은 모듈(232)의 기판의 층들 또는 트레이스들을 사용하여서 모듈(232)의 기판 상에서 직접적으로 구현될 수 있다. 이와 달리, 공진 회로들은 모듈(232)의 기판 상에서 수동 소자들로서 실장될 수 있다. 도 3의 실시예에서, 공진 회로(202)는 모듈(232)로부터 분리되어서 구현되어서 목표 애플리케이션에 대한 유연성을 증가시킨다. 공진 회로(202)는 특정 애플리케이션 및 IPD(234) 상에서 구현되는 공진 회로들에 따라서 2.4 GHz 또는 800 MHz로 튜닝될 수 있다. 이와 달리, 공진 회로(202)는 모듈(232) 상에서 구현될 수 있는데, 모듈(232)의 기판 상에서 바로 구현되거나 IPD(234) 상에서 구현될 수 있다.
다른 실시예들에서, 모듈(210)은 프리 필터(208), 바이어스 생성기(212) 및 LAN(214)가 실장된 세라믹 기판 상에서 구현될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예들에서, 모듈(232)은 IPD(234), 프리 필터(208), 바이어스 생성기(212) 및 LNA(214) 뿐만 아니라 LNA(214)의 출력부에 접속된 포스트 필터(미도시)를 포함하는 세라믹 기판 상에서 구현될 수 있다. 또한, 프리 필터(208)는 GNSS 주파수 범위 내의 통과 대역을 갖는 압전 필터를 사용하여서 구현될 수 있다. 예시적인 압전 필터는 다음으로 한정되지 않지만 SAW(surface acoustic wave) 필터, BAW(bulk acoustic wave) 필터, 박막 BAR (bulk acoustic resonator) 필터 또는 세라믹 필터를 포함할 수 있다.
도 4는 예시적인 노치 필터 회로를 갖는 경우와 갖지 않는 경우에 있어서 리드리스(leadless) TSNP 리드프레임 내의 전단부 모듈에 대한 주파수 대 삽입 손실 S21 그래프를 나타내고 있다. 트레이스(302)는 예시적인 노치 필터 회로를 구비하지 않는 경우의 전단부 모듈의 삽입 손실을 나타내며 이 경우에서는 800 MHz 내지 900 MHz 간의 주파수에 대해서 30 정도의 dB 감쇠를 갖는다. 트레이스(304)는 예시적인 노치 필터 회로를 구비하는 경우의 전단부 모듈의 삽입 손실을 나타낸다. 주파수 2.4 GHz에서, 예시적인 노치 필터 회로는 이 노치 필터가 없는 전단부 모듈보다 약 15 dB 이상의 감쇠를 보였다. 다른 실시예들은 도 4의 그래프에 도시된 실시예와는 다른 성능 특성을 갖는다. 또한, 다른 리드 프레임 타입이 다른 실시예들에서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 리드형 및/또는 리드리스 패키지를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 전화(400)를 나타내고 있다. 이동 전화(400)는 안테나(432)에 접속된 송수신기(402)와, 안테나(434)에 접속된 송수신기(404)와, 안테나(430)에 접속된 GNSS 전단부(406)와, GNSS 전단부(406)의 출력부에 접속된 GNSS 수신기(408)를 갖는다. 송수신기(402,404)는 다양한 무선 네트워크 표준 및 무선 전화 통신 표준에 따라서 동작한다. 본 발명의 몇몇 실시예들에서, 송수신기(402,404)는 동일한 안테나에 접속될 수 있으며/있거나 안테나(430)에 접속되거나 GNSS 수신기가 사용하는 동일한 안테나에 접속될 수 있다. RF 전단부 모듈(406)은 예시적인 노치 필터(410), 통과 필터(412), 저 잡음 증폭기(414) 및 대역 통과 필터(416)를 갖는다. 노치 필터(410)는 본 명세서에서 기술된 실시예들에 따라서 구현될 수 있다. GNSS 수신기(408)는 증폭기(418), 믹서(420), 국부 발전기(422), 대역 통과 필터(424) 및 신호 프로세서(426)를 포함한다. GNSS 수신기(408)의 요소들은 본 기술 분야에서 알려진 원리에 따라서 동작한다. 몇몇 실시예들에서, ESD(electrostatic discharge) 다이오드(428)가 안테나(430) 및/또는 RF 전단부 모듈(406)의 입력부에 접속되어서 정전기 방전으로부터의 보호 기능을 제공한다.
일 실시예에서, 제 1 주파수에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하도록 구성된 무선 기기용 RF 전단부는 안테나에 접속되도록 구성된 안테나 포트와, 상기 안테나 포트에 접속된 입력을 가지며 하나 이상의 주파수를 제거하도록 구성된 노치 필터를 포함한다. 상기 제 1 주파수는 상기 하나 이상의 주파수들의 상호 변조 왜곡 곱 또는 고조파이다. 상기 노치 필터의 출력부에 접속된 입력부 및 RF 증폭기에 접속된 출력부를 가지면서 상기 제 1 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 전단부는 압전 필터의 출력부에 접속된 입력부를 갖는 저 잡음 증폭기(LNA)를 더 포함한다. 일 실시예에서, 상기 압전 필터는 표면 음향 파(SAW) 필터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 주파수는 상기 하나 이상의 주파수의 2 차 고조파이다.
몇몇 실시예들에서, 상기 노치 필터는 집중 정수 소자(lumped element) 노치 필터를 포함한다. 상기 집중 정수 소자 노치 필터는 상기 안테나 포트와 상기 압전 필터의 입력부 간에 직렬로 접속된 제 1 병렬 LC 탱크를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 집중 정수 소자 노치 필터는 상기 압전 필터의 입력부와 기준 전압 간에 접속된 직렬 LC 탱크를 더 포함한다. 상기 제 1 병렬 LC 탱크는 상기 안테나 포트에 접속된 제 1 엔드(end) 및 상기 압전 필터의 입력부에 접속된 제 2 엔드를 포함하며, 상기 직렬 LC 탱크는 상기 제 1 병렬 LC 탱크의 제 2 엔드와 상기 기준 전압 간에 접속된다. 몇몇 실시예들에서, 상기 직렬 LC 탱크는 상기 제 1 병렬 LC 탱크와 상이한 중심 주파수를 포함한다. 상기 중심 주파수는 주파수 대역을 감쇠시키도록 선택될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 집중 정수 소자 노치 필터는 회로 보드에 접속된 하나 이상의 이산형 인덕터 및 커패시터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 집중 정수 소자 노치 필터는 IPD(integrated passive die) 상에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 주파수는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 주파수 대역이다. 상기 GNSS 주파수 대역은 GPS, GLONASS 또는 Galileo 주파수 대역을 포함한다. 또한, 몇몇 실시예들에서, 상기 노치 필터는 셀룰러 통신 대역 또는 무선 LAN 대역 내에서 고 임피던스를 상기 안테나 포트에 제공한다.
일 실시예에서, RF 전단부 모듈은 상기 모듈의 입력 포트에 접속된 입력부를 가지며 제 1 주파수를 제거하도록 구성된 집중 정수 소자 노치 필터를 포함한다. 또한, 이 모듈은 상기 노치 필터의 출력부에 접속된 입력부를 가지며 상기 제 1 주파수의 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터를 더 포함한다. 이 모듈은 상기 압전 필터의 출력부에 접속된 RF 증폭기를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 2 주파수는 상기 제 1 주파수의 2 차 고조파이다. 몇몇 실시예들에서, 상기 압전 필터는 표면 음향 파(SAW) 필터를 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 상기 집중 정수 소자 노치 필터는 상기 입력 포트에 접속된 제 1 엔드와 상기 RF 증폭기의 입력부에 접속된 제 2 엔드를 갖는 병렬 공진 LC 탱크를 포함한다. 또한, 프론트 엔트 모듈은 상기 병렬 공진 LC 탱크의 제 2 엔드에 접속된 제 1 엔드 및 기준 전압에 접속된 제 2 엔드를 갖는 직렬 공진 LC 탱크를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 병렬 공진 LC 탱크와 직렬 공진 LC 탱크는 이산형 인덕터 및 커패시터를 포함한다. 이와 달리, 상기 병렬 공진 LC 탱크 및/또는 직렬 공진 LC 탱크는 IPD(integrated passive die) 내에 집적된다. 몇몇 실시예들에서, 상기 전단부 모듈은 GNSS 수신기를 위한 전단부 모듈이다. 몇몇 실시예들에서, 상기 GNSS 수신기는 GPS(Global Positioning System) 수신기이다.
일 실시예에서, 무선 주파수 시스템은 상기 시스템의 입력 포트에 접속된 입력부를 가지며 하나 이상의 주파수를 제거하도록 구성된 집중 정수 소자 노치 필터를 포함한다. 이 시스템은 상기 노치 필터의 출력부에 접속된 입력부를 가지며 상기 하나 이상의 주파수의 상호 변조 왜곡 곱 또는 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터를 더 포함한다. 또한, 상기 압전 필터의 출력부에는 RF 증폭기가 접속된다. 몇몇 실시예들에서, 상기 집중 정수 소자 노치 필터는 상기 입력 포트에 접속된 제 1 엔드와 상기 RF 증폭기의 입력부에 접속된 제 2 엔드를 갖는 병렬 공진 LC 탱크를 포함한다. 상기 노치 필터는 상기 병렬 공진 LC 탱크의 제 2 엔드에 접속된 제 1 엔드 및 기준 전압에 접속된 제 2 엔드를 갖는 직렬 공진 LC 탱크를 더 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 RF 증폭기의 출력부에 접속된 무선 수신기를 더 포함한다. 또한, 상기 무선 수신기는 GNSS 수신기를 포함하며, 상기 GNSS 수신기는 GPS, GLONASS 또는 Galileo 수신기를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 주파수에서 RF(무선 주파수) 신호를 프로세싱하는 방법은 상기 RF 신호를 수신하는 단계와, 집중 정수 소자 노치 필터를 사용하여서 하나 이상의 주파수에서 상기 RF 신호를 노치 필터링하여서 제 1 필터링된 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상기 하나 이상의 주파수의 상호 변조 왜곡 곱 또는 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터를 사용하여서 상기 제 1 필터링된 신호를 필터링하여서 제 2 필터링된 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 상기 제 2 필터링된 신호를 RF 증폭기로 증폭하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 무선 주파수 신호를 노치 필터링하는 동작은, 시스템의 입력부에 접속된 제 1 엔드와 상기 RF 증폭기의 입력부에 접속된 제 2 엔드를 갖는 병렬 공진 LC 탱크를 사용하여서 필터링하는 단계와, 상기 병렬 공진 LC 탱크의 제 2 엔드에 접속된 제 1 엔드 및 기준 전압에 접속된 제 2 엔드를 갖는 직렬 공진 LC 탱크를 사용하여서 필터링하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들의 장점들은 다중대역 이동 전화 시스템에서 능동 송신기들이 존재할 경우에 GNSS 신호에 대해서 높은 신호 감도를 유지시킬 수 있다는 것이다. 본 발명의 실시예들의 다른 장점은 상대적으로 저렴한 도전성 구성 요소 및 용량성 구성 요소를 사용하여서 고 성능이 달성될 수 있다는 것이다. 다른 장점은 몇몇 실시예에 따른 전단부는 셀룰러 통신 대역 및 무선 LAN 대역에서 안테나에 고 임피던스를 제공하여서 시스템의 나머지 부분에서 이러한 대역에 대하여 부하를 감소시키지 않는다는 것이다.
본 발명이 지금까지 예시적인 실시예들을 참조하여서 기술되었지만, 상술한 설명 부분들은 한정적으로 해석되어서는 안 된다. 예시적인 실시예들의 다양한 수정 및 변경 및 조합 그리고 다른 실시예들 역시 본 기술 분야의 당업자가 상술한 설명을 참조하면 명확해질 것이다. 따라서, 첨부된 청구 범위는 이러한 모든 수정 및 변경 및 조합 및 다른 실시예들을 포함한다.

Claims (27)

  1. 제 1 주파수에서 RF(무선 주파수) 신호를 수신하도록 구성된 무선 기기용 RF 전단부로서,
    안테나에 접속되도록 구성된 안테나 포트와,
    상기 안테나 포트에 접속된 입력부를 가지며 하나 이상의 주파수를 제거하도록 구성된 노치 필터━상기 제 1 주파수는 상기 하나 이상의 주파수들의 상호 변조 왜곡 곱 또는 고조파임━와,
    상기 노치 필터의 출력부에 접속된 입력부 및 RF 증폭기에 접속된 출력부를 가지며 상기 제 1 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터를 포함하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 필터의 출력부에 접속된 입력부를 갖는 저 잡음 증폭기(LNA)를 더 포함하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 노치 필터는 집중 정수 소자(lumped element) 노치 필터를 포함하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터는 상기 안테나 포트와 상기 압전 필터의 입력부 간에 직렬로 접속된 제 1 병렬 LC 탱크를 포함하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터는 상기 압전 필터의 입력부와 기준 전압 간에 접속된 직렬 LC 탱크를 더 포함하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 병렬 LC 탱크는 상기 안테나 포트에 접속된 제 1 엔드(end) 및 상기 압전 필터의 입력부에 접속된 제 2 엔드를 포함하며,
    상기 직렬 LC 탱크는 상기 제 1 병렬 LC 탱크의 제 2 엔드와 상기 기준 전압 간에 접속된
    무선 기기용 RF 전단부.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 직렬 LC 탱크는 상기 제 1 병렬 LC 탱크와 상이한 중심 주파수를 포함하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터는 회로 보드에 접속된 하나 이상의 이산형 인덕터 및 커패시터를 포함하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터는 IPD(integrated passive die) 상에 배치되는
    무선 기기용 RF 전단부.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 주파수 대역 내에 있는
    무선 기기용 RF 전단부.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 필터는 표면 음향 파(SAW) 필터를 포함하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수는 상기 하나 이상의 주파수의 2 차 고조파인
    무선 기기용 RF 전단부.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 노치 필터는 셀룰러 통신 대역 또는 무선 LAN 대역 내에서 고 임피던스를 상기 안테나 포트에 제공하는
    무선 기기용 RF 전단부.
  14. RF 전단부 모듈로서,
    상기 RF 전단부 모듈의 입력 포트에 접속된 입력부를 가지며 제 1 주파수를 제거하도록 구성된 집중 정수 소자 노치 필터와,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터의 출력부에 접속된 입력부를 가지며 상기 제 1 주파수의 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터와,
    상기 압전 필터의 출력부에 접속된 RF 증폭기를 포함하는
    RF 전단부 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 주파수는 상기 제 1 주파수의 2 차 고조파인
    RF 전단부 모듈.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 압전 필터는 표면 음향 파(SAW) 필터를 포함하는
    RF 전단부 모듈.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터는,
    상기 입력 포트에 접속된 제 1 엔드와 상기 RF 증폭기의 입력부에 접속된 제 2 엔드를 갖는 병렬 공진 LC 탱크와,
    상기 병렬 공진 LC 탱크의 제 2 엔드에 접속된 제 1 엔드 및 기준 전압에 접속된 제 2 엔드를 갖는 직렬 공진 LC 탱크를 포함하는
    RF 전단부 모듈.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 병렬 공진 LC 탱크와 직렬 공진 LC 탱크는 이산형 인덕터 및 커패시터를 포함하는
    RF 전단부 모듈.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 병렬 공진 LC 탱크와 상기 직렬 공진 LC 탱크는 IPD(integrated passive die) 내에 집적된
    RF 전단부 모듈.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 전단부 모듈은 GNSS 수신기를 위한 전단부 모듈인
    RF 전단부 모듈.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기는 GPS(Global Positioning System) 수신기인
    RF 전단부 모듈.
  22. 무선 주파수(RF) 시스템으로서,
    상기 RF 시스템의 입력 포트에 접속된 입력부를 가지며 하나 이상의 주파수를 제거하도록 구성된 집중 정수 소자 노치 필터와,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터의 출력부에 접속된 입력부를 가지며 상기 하나 이상의 주파수의 상호 변조 왜곡 곱(intermodulation distortion product) 또는 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터와,
    상기 압전 필터의 출력부에 접속된 RF 증폭기를 포함하는
    RF 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터는,
    상기 입력 포트에 접속된 제 1 엔드와 상기 RF 증폭기의 입력부에 접속된 제 2 엔드를 갖는 병렬 공진 LC 탱크와,
    상기 병렬 공진 LC 탱크의 제 2 엔드에 접속된 제 1 엔드 및 기준 전압에 접속된 제 2 엔드를 갖는 직렬 공진 LC 탱크를 포함하는
    RF 시스템.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 RF 증폭기의 출력부에 접속된 무선 수신기를 더 포함하는
    RF 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 무선 수신기는 GNSS 수신기를 포함하는
    RF 시스템.
  26. 제 1 주파수에서 RF(무선 주파수) 신호를 프로세싱하는 방법으로서,
    상기 RF 신호를 수신하는 단계와,
    제 1 필터링된 신호를 생성하기 위해 집중 정수 소자 노치 필터를 사용하여하나 이상의 주파수에서 상기 RF 신호를 노치 필터링하는 단계와,
    제 2 필터링된 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 주파수의 상호 변조 왜곡 곱 또는 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 통과 대역을 갖는 압전 필터를 사용하여 상기 제 1 필터링된 신호를 필터링하는 단계와,
    상기 제 2 필터링된 신호를 RF 증폭기로 증폭하는 단계를 포함하는
    RF 신호 프로세싱 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 집중 정수 소자 노치 필터를 사용하여 하나 이상의 주파수에서 상기 RF 신호를 노치 필터링하는 단계는,
    시스템의 입력부에 접속된 제 1 엔드와 상기 RF 증폭기의 입력부에 접속된 제 2 엔드를 갖는 병렬 공진 LC 탱크를 사용하여 필터링하는 단계와,
    상기 병렬 공진 LC 탱크의 제 2 엔드에 접속된 제 1 엔드 및 기준 전압에 접속된 제 2 엔드를 갖는 직렬 공진 LC 탱크를 사용하여 필터링하는 단계를 포함하는
    RF 신호 프로세싱 방법.
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