KR20130069444A - 무선 주파수 스위치용 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따라서, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 출력 포트에 접속되도록 구성된 필터 네트워크가 제공된다. 이 필터 네트워크는 상기 제 1 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 제 1 주파수를 포함하는 제 1 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수의 왜곡 곱(distortion product)인 제 2 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 1 필터를 포함한다. 상기 필터 네트워크는 상기 제 2 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 2 주파수를 포함하는 제 2 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 2 필터를 더 포함한다. 상기 제 2 주파수 범위가 상기 제 1 주파수 범위보다 주파수가 높다.

Description

무선 주파수 스위치용 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR A RADIO FREQUENCY SWITCH}
본 발명은 전반적으로 무선 주파수 회로 및 방법에 관한 것이며, 특히 무선 주파수 스위치를 테스트하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 몇몇 이동 전화들이 다수의 주파수 대역들에 걸쳐서 다수의 통신 표준들을 사용하여서 동작하도록 구성됨에 따라서, 이동 통신 시스템에서 주파수 대역 및 표준의 개수가 점점 증가하고 이에 따라서 이동 전화의 설계상의 복잡도도 증가하고 있다. 또한, 이러한 이동 전화는 GPS(Global Positioning System) 수신기를 포함할 수 있다. 다수의 이동 전화에서, 이러한 다수의 주파수 대역 및 표준은 안테나 스위치를 사용하여서 하나의 안테나에 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 내 및 안테나 스위치 자체 내에서 왜곡 곱이 생성됨으로 인해서 재밍(jamming) 관련 문제가 발생한다.
다수의 안테나를 갖는 이동 전화 시스템에서, 송신기 내에서 생성되는 왜곡 곱은 다수의 안테나 중 하나의 안테나를 통해서 또는 이동 전화 자체 내의 기생 경로(parasitic path)를 통해서 수신 경로 내로 들어간다. 이러한 바의 일 실례는 다양한 이동 전화 통신 표준들 중 하나의 표준에 따라서 기지국과 통신하도록 사용되는 안테나 및 GPS 수신기를 갖는 이동 전화의 경우에 그러하다. 가령, 이동 전화 송수신기들 중 하나가 주파수 777 MHz 내지 787 MHz 범위의 업링크 주파수를 사용하여서 대역 13 상에서 동작하는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 송수신기이면, 2 차 왜곡 곱이 약 1572 MHz의 GPS 주파수 대역 내에서 생성될 수 있다. GPS 대역이 몇몇 셀룰러 전화 대역들과 약 150 MHz 만큼만 떨어져 있기 때문에 몇몇 통상적인 이동 전화 시스템은 안테나 포트와 직렬로 고비용의 부피가 나가는 Hi-Q 급격한 대역 저지 필터를 사용함으로써 이러한 문제를 해결한다.
일 실시예에 따라서, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 출력 포트에 접속되도록 구성된 필터 네트워크가 제공된다. 이 필터 네트워크는 상기 제 1 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 제 1 주파수를 포함하는 제 1 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수의 왜곡 곱(distortion product)인 제 2 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 1 필터를 포함한다. 상기 필터 네트워크는 상기 제 2 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 2 주파수를 포함하는 제 2 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 2 필터를 더 포함한다. 상기 제 2 주파수 범위가 상기 제 1 주파수 범위보다 주파수가 높다.
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 안테나 스위치를 나타내고 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위치의 개략도들이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 스위치를 예시하고 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 스위치에 대한 삽입 손실 성능 그래프들이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위치를 포함하는 이동 통신 장치를 나타내고 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위치 모듈을 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 발명이 이제 다수의 대역들 내에서 동작하는 이동 전화 시스템의 안테나 스위치라는 특정 상황에서 바람직한 실시예들을 참조하여서 기술될 것이다. 본 발명은 또한 다수의 신호 경로들을 공통 포트로 멀티플렉싱하는 다른 다중 대역 시스템들에도 적용될 수 있다.
현대의 통신 시스템들은 통상적으로 다수의 상이한 주파수 대역들에서 동작하지만 서비스 타입 및 지형학적 위치에 따라서 하나의 주 통신 대역을 사용한다. 가령, 셀룰러 전화는 일 영역에서는 CDMA(code division multiple access) 네트워크 상에서 동작하고 다른 영역 또는 로밍 동안에는 GSM(Global System for Mobile Communications) 네트워크 상에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 장치에서, 각 상이한 대역에 대해서 전용 필터링이 수행되고 필터들은 안테나 스위치에 의해서 한번에 한번 안테나에 접속된다. 아키텍처 상, 몇 개의 협 대역 무선 주파수 포트들은 SPnT(single pole n-throw) 스위치들을 사용하여서 일 안테나에 접속되거나 DPnT(double pole n-throw) 스위치들을 사용하여서 2 개의 안테나들에 접속될 수 있다. 여기서, n은 안테나에 접속될 RF 포트들의 개수를 말한다. SPnT 스위치들은 단일 포트 내에서 함께 결합된 n 개의 스위칭 요소들로 구성될 수 있다. DPnT 스위치들은 보다 복잡하지만 가장 간단한 구성에서는 각 RF 포트는 단지 하나의 안테나에 접속되거나 이로부터 이격되며 SPmT 스위치와 SP(n-m)T 스위치의 결합으로서 간주될 수 있다. 예시적인 DPnT 스위치는 매트릭스 구성(각 입력이 각 출력에 대응함)을 갖거나 스타(star) 구성(SPxT 및 SPyT가 동일한 로직으로부터 유도됨)을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들은 주파수 대역만큼 분리될 수 있다.
도 1은 일 안테나 포트에 다수의 RF 포트들 중 하나를 접속시키는데 사용될 수 있는 통상적인 SPnT RF 스위치(100)의 실례를 나타내고 있다. SPnT RF 스위치(100)는 공통 포트(112)에 접속된 스위치들(102,104,106,108)을 갖는다. 스위치들(102,104,106,108)은 일반적으로 이상적이지 않기 때문에 서로 격리된 상태로 설정될지라도 어느 정도의 기생 캐패시턴스가 존재하며 따라서 정합 네트워크(114)가 도시된 바와 같이 표준 임피던스 시스템(가령, 50 옴)에서 사용될 수 있다.
또한, SPnT RF 스위치(100)를 형성하는 스위치들(102,104,106,108)은 스위치들 내의 비선형성으로 인해서 인가된 RF 신호들의 고조파 및 상호 변조 곱을 생성할 수 있다. 이러한 고조파 및 상호 변조 곱 신호들은 다른 시스템 또는 거의 근접한 다른 시스템들과 동일한 시간에 동작하는 수신기들을 교란할 수 있다. 아웃 어브 밴드 왜곡으로부터 발생하는 문제들을 해결하기 위한 한가지 종래 기술은 스위치들(102,104,106,108)과 안테나 포트 간에 접속된 하이-Q 필터(110)를 사용하는 것이다. 몇몇 통상적인 안테나 스위치들은 원하지 않은 고조파를 생성하는 주파수에 대해서만 활성화되는 스위치형 대역 저지 필터를 사용할 수 있다. 다른 통상적인 실시예들은 추가적인 스위칭 요소(미도시) 또는 직렬 트랜지스터를 스위치들의 출력부들 간에 부가할 수 있다. 가령, 추가적인 스위치가 스위치(106)의 출력부와 스위치(104)의 출력부 간에 직렬로 배치되어서 기생 스위치 캐패시턴스를 분리하거나 이들 스위치에 의해서 생성된 고조파 양을 저감시킨다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스위치(200)를 나타내고 있다. 여기서, 2 개의 SPnT 스위치들이 사용된다. 한 SPnT 스위치(230)는 교란성 고조파에 근접하여 있는 주파수 대역들을 서비스하고 다른 한 SPnT 스위치(232)는 원하지 않은 고조파를 생성하는 신호에 근접하여 있는 주파수 대역들을 서비스한다. 일 실시예에서, SPnT 스위치(230)는 1.5 GHz보다 큰 주파수들을 갖는 주파수 대역을 서비스한다. 이러한 주파수 대역은 다음으로 한정되지 않지만 PCS, DCS, UMTS B1 및 UMTS B2를 포함하는 이동 전화 통신 기술들을 지원할 수 있다. 한편, SPnT 스위치(232)는 약 1 GHz보다 작은 주파수들을 갖는 주파수 대역을 서비스한다. 이러한 저 주파수 대역은 다음으로 한정되지 않지만 GSM850, GSM900 및 UMTS B5를 포함하는 이동 전화 통신 기술들을 지원할 수 있다. 포트 1 내지 포트 m은 고 주파수 대역 지원 SPnT 스위치(230)에 접속되고, 나머지 포트들은 저 주파수 대역 지원 SPnT 스위치(232)에 접속된다. 이러한 SPnT 스위치(230) 및 SPnT 스위치(232)에 대한 주파수 범위들은 일 특정 시스템의 단지 예시적인 실례일 뿐이다. 다른 실시예들에서, 다른 주파수 범위들이 사용될 수 있다.
필터(214)는 고 주파수 대역 지원 SPnT 스위치(230)와 안테나 포트 간에 접속되며 필터(216)는 저 주파수 대역 지원 SPnT 스위치(232)와 안테나 포트 간에 접속된다. 필터(216)는 저 주파수 대역 지원 SPnT 스위치(232)에 의해서 서비스되는 제 1 주파수의 2 차 고조파를 제거하도록 구성된다. 한편, 필터(214)는 저 주파수 대역 지원 SPnT 스위치(232)에 의해서 서비스되는 제 1 주파수를 제거하도록 구성된다. 가령, UMTS 대역 13을 지원하도록 되고 GPS 주파수 대역에서 고조파 생성을 방지하도록 된 일 실시예에서, 필터(214)는 786 MHz를 제거하도록 구성되며 필터(216)는 약 1573 MHz의 주파수를 제거하도록 구성된다. 786 MHz 신호가 SPnT 스위치(232)에 의해서 통과되고 있으면, 이 신호의 2 차 고조파는 필터(216)에 의해서 감소된다. 그러나, 필터(216)는 786 MHz 신호가 안테나 포트로 통과하도록 허용한다. 또한, 필터(214)는 이 786 MHz 신호를 감쇠시키고 스위치들(202,204,206)의 출력에서 상당한 진폭을 갖는 786 MHz 신호를 저지한다. 이 지점에서 이 신호를 감쇠함으로써, 스위치들(202,204,206)의 출력에서 2 차 고조파가 생성되지 않게 된다.
일 실시예에서, 786 MHz의 2 차 고조파는 2 가지 방식으로 감쇠된다. 먼저, SPnT 스위치(232) 내의 스위치들(208,210,212)에 의해서 생성되는 2 차 고조파들은 필터(216)에 의해서 직접적으로 감쇠된다. 다음으로, 786 MHz의 2 차 고조파는 필터(214)를 사용하여서 상기 기본적인 주파수를 감쇠시킴으로써 SPnT 스위치(230)의 출력에서 생성되지 않게 된다. 786 MHZ 기본 주파수 및 2 차 고조파 1573 MHz이라는 특정 실례들은 단지 다수의 가능한 실시예들 중 오직 하나의 실례일 뿐이다. 다른 실시예들에서, 다른 기본 주파수들이 사용되고 다른 고조파들이 필터링될 수 있다. 가령, 3 차 고조파, 4 차 고조파, IM2 곱 또는 IM3 곱과 같은 상호 변조 곱이 예시적인 기술들을 사용하여서 저감될 수 있다.
실시예들에서, 필터들(214,216)은 다양한 주파수 응답 및 다양한 토폴러지를 갖는 시스템들을 사용하여서 구현될 수 있다. 가령, 필터(214)는 고역 통과 필터로서 구현되고 필터(216)는 저역 통과 필터로서 구현될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 필터들(214,216)은 노치 필터 또는 대역 통과 필터로서 구현될 수 있다. 이러한 필터들은 SAW 필터, BAW 필터, 집중 정수 소자 필터들, GaAs 또는 실리콘 집적 회로 상에 집적된 LC 필터들 및/또는 세라믹 또는 유기 기판 상에 집적된 IPD(integrated passive device)를 사용하여서 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 저역 통과 필터의 고조파 제거 성능은 필터(216)에 의해서 자가 생성된 원하지 않은 고조파를 직접 필터링함으로써 달성된다. 이러한 고조파들이 관심 신호로부터 충분하게 멀리 떨어져서 위치하는 실시예들에서, 가령 2 차 대역 저지 필터와 같은 간단한 대역 저지 필터가 사용될 수 있다. 교란성 고조파를 생성하는 신호가 전송될 때에, 격리되게 설정된 고역 서비스 SPnT 스위치(230)의 고조파 제거 성능은 고역 서비스 스위치(230)가 만나게 되는 낮은 기본 주파수의 전력을 저감시킴으로써 이루어진다. 낮은 기본 주파수가 고역 서비스 SPnT 스위치(230)에 의해서 서비스되는 고역 주파수로부터 충분하게 멀리 떨어져 있는 실시예들에서는, 간단한 대역 저지 필터가 필터(214)로서 사용될 수 있다.
생성된 2 차 고조파의 전력은 대부분의 타입의 반도체 스위치의 경우에 기본 주파수 신호의 전력보다 2 배 정도 빨리 증가하기 때문에, 기본 주파수를 필터링하면 고조파 제거는 2 배의 고조파 제거가 이루어진다. 필터들(214,216)이 안테나 포트에서 서로 결합되어 있는 몇몇 실시예들에서, 이 필터들의 저지 대역들은 스위칭된 신호에 대한 영향이 저감되도록 고 임피던스를 갖도록 구성된다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 요소(220)를 나타내고 있다. 스위칭 요소(220)는 포트(1)과 포트(2) 간에 접속된 트랜지스터(222) 및 포트(1)과 접지 간에 접속된 트랜지스터(224)를 갖는다. 포트(3)는 선택 신호 역할을 하며 트랜지스터(222)의 게이트에 접속된다. 트랜지스터(224)의 게이트는 인버터(226)를 통해서 선택 신호(3)에 접속된다. 일 실시예에서, 트랜지스터(222,224)는 CMOS 기술로 구현되지만, 다른 트랜지스터 타입 및 스위치 기술들이 사용될 수 있다. 인버터(226)는 트랜지스터(222,224)의 게이트를 제어하는데 사용되는 로직 회로를 나타낸다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 다른 로직 구조들이 사용될 수 있다. 동작 동안에, 포트(3)에서의 신호가 하이로 설정되면, 포트(1)와 포트(2) 간에 도전성 경로가 형성되고 이 경우에 이 스위칭 요소가 선택된다. 그러나, 포트(3)의 입력이 로우이면, 트랜지스터(224)가 턴 온되고 트랜지스터(222)는 턴 오프되고 포트(1)는 트랜지스터(224)를 통해서 접지된다. 몇몇 실시예들에서, 포트(1)는 다수의 RF 입력 포트들 중 하나에 접속되어서 안테나 스위치에 접속된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 스위치(300)를 나타내고 있다. 여기서, 집중 정수 소자 LC 필터(318)가 안테나 포트와 SPnT 스위치(232) 간에서 접속되고 집중 정수 소자 LC 필터(316)가 안테나 포트와 SPnT 스위치(230) 간에서 접속된다. 몇몇 실시예들에서, 다른 집중 정수 소자 LC 필터(314)가 SPnT 스위치(230)의 출력부와 접지 간에 접속된다. 다른 인덕터(Lesd)가 SPnT 스위치(230)의 출력부와 접지 간에 접속될 수 있다. 인덕터(Lesd)는 저 주파수에서 정전기 방출로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 일 실시예에서, 집중 정수 소자 LC 필터(316)는 기본 주파수(786 MHz)를 제거하도록 설정된 인덕터(Ls1) 및 이와 병렬로 접속된 커패시터(Cs1)를 갖는 노치 필터이며, 집중 정수 소자 LC 필터(318)는 기본 주파수의 2 차 고조파(1573 MHz)를 제거하도록 설정된 인덕터(Ls3) 및 이와 병렬로 접속된 커패시터(Cs3)를 갖는 노치 필터이다. 필터(214)는 대략 기본 주파수의 2 차 고조파(1573 MHz)의 중심 주파수를 갖는 직렬 공진 LC 회로이며 이 주파수 범위의 에너지를 접지로 션트시켜서 SPnT 스위치(230)의 출력부에서 생성되는 임의의 2 차 고조파 에너지를 제거한다. 인덕터(Lesd)는 저 주파수에서 정전기 방출로부터 보호하는 역할을 하는 ESD 인덕터이다. 일 실시예에서, 이러한 구성 요소들의 값들은 다음과 같이 설정될 수 있다: Ls1=1.9 nH; Cs1= 18 pF; Ls2= 12 nH; Cs2= 0.75 pF; Ls3= 1.9nH; 및 Cs3= 4.3 pF. 이러한 값들은 일 특정 실시예를 나타내는 오직 예시적인 값일 뿐이다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 다른 구성 요소 값들 및/또는 주파수 범위들이 사용될 수 있다. 이러한 인덕터들 및 커패시터들은 박막 또는 후막 세라믹 기술로 구현되거나 유기 또는 세라믹 라미네이트 내에 내장될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 예시적인 안테나 스위치의 삽입 손실 성능 그래프들이다. 도 4a는 SPnT 스위치(232)를 포함하는 저 대역 신호 경로의 삽입 손실 성능을 나타내고 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 1572 MHz의 2 차 고조파는 30 dB 이상만큼 감쇠된다. 한편, 도 4b는 SPnT 스위치(230)를 포함하는 고 대역 신호 경로의 삽입 손실 성능을 나타내고 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 장치(500)의 블록도이다. 가령, 이 사용자 장치(500)는 셀룰러 전화 또는 컴퓨터 또는 네트워크 인이에블형 주변 장치와 같은 다른 이동 통신 장치일 수 있다. 이와 달리, 이 장치(500)는 무선 네트워크에 접속된 데스크탑 컴퓨터와 같은 고정된 장치일 수 있다. 사용자 장치(500)는 송수신기들(506,508,510,512,514,516,518)을 통해서 안테나(536)에 접속된 이동 프로세서(504)를 구비한다. 이러한 송수신기들은 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따라서 스위치들(520,522,524,526,528,530) 및 필터들(532,534)을 통해서 접속될 수 있다. 가령, 송수신기들(506,508,510)은 가령 1.5 GHz보다 높은 고 대역 신호들을 위해서 사용된다. 가령, 송수신기들(512,514,516)은 가령 1.0 GHz보다 낮은 저 대역 신호들을 위해서 사용된다. 필터(524)는 1572 MHz를 제거하도록 구성되고 필터(532)는 786 MHz를 제거하도록 구성된다. GPS 수신기(518)가 이동 프로세서(504) 및 GPS 안테나(538)에 접속된다. 이동 장치(500)의 특정 구성 및 주파수 특정은 다수의 예시적인 실시예들 중 단지 하나의 실례일 뿐이다. 다른 예시적인 이동 장치들은 상이한 개수의 송수신기들, 상이한 개수의 안테나들 및 상이한 주파수 범위를 가질 수 있다.
RF 구성 요소들 이외에, 사용자 인터페이스(502)가 이동 프로세서(504)에 접속되어서 가령 스피커(540), 마이크로폰(542) 및 디스플레이(544)로의 인터페이스들을 제공한다. 이와 달리, 사용자 장치(500)는 이러한 사용자 인터페이스(502)와 관련하여서 다른 구성을 가질 수 있거나 사용자 인터페이스(502)는 아예 생략될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 스위칭 모듈(600)을 나타내고 있다. 이 예시적인 안테나 스위칭 모듈(600)은 상술한 실시예들에 따라서 구성된 스위치들 및 필터들을 갖는다. 또한, 안테나 스위칭 모듈(600)은 개별 스위칭 요소들의 상태를 제어하는데 사용되는 직렬 인터페이스(602)를 가질 수 있다. 직렬 인터페이스(602)는 SPI(serial peripheral interface)와 같은 알려진 표준 직렬 인터페이스 또는 다른 인터페이스 표준 또는 비표준 인터페이스를 따라서 동작할 수 있다. 이와 달리, 직렬 인터페이스(602)는 다른 타입의 디지털 인터페이스들로 구현될 수 있다. 가령, 병렬 인터페이스로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 출력 포트에 접속되도록 구성된 필터 네트워크가 제공된다. 이 필터 네트워크는 상기 제 1 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 제 1 주파수를 포함하는 제 1 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수의 왜곡 곱(distortion product)인 제 2 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 1 필터를 포함한다. 상기 필터 네트워크는 상기 제 2 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 2 주파수를 포함하는 제 2 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 2 필터를 더 포함한다. 상기 제 2 주파수 범위가 상기 제 1 주파수 범위보다 주파수가 높다.
일 실시예에서, 상기 제 1 필터는 상기 제 1 주파수의 통과 대역을 갖는 저역 통과 필터를 포함하며, 상기 제 2 필터는 상기 제 2 주파수의 통과 대역을 갖는 고역 통과 필터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 필터는 상기 제 2 주파수에서 노치(notch)를 갖는 노치 필터를 포함하며, 상기 제 2 필터는 상기 제 1 주파수에서 노치(notch)를 갖는 노치 필터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 필터는 제 1 병렬 LC 회로를 포함하며, 상기 제 2 필터는 제 2 병렬 LC 회로를 포함한다.
일 실시예에서, 안테나 스위치는 제 1 주파수를 포함하는 제 1 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 1 스위칭 네트워크와, 상기 제 1 주파수 범위보다 주파수가 높은 제 2 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 2 스위칭 네트워크와, 안테나에 접속되도록 구성된 출력 포트를 포함한다. 또한, 상기 안테나 스위치는 상기 제 1 스위칭 네트워크와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 1 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수의 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 1 필터와, 상기 제 2 스위칭 네트워크와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 2 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 2 필터를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제 2 주파수는 제 1 주파수의 2 차 고조파일 수 있다. 가령, 상기 제 1 주파수는 약 786 MHz이며,상기 제 2 주파수는 약 1572 MHz일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 제 2 필터는 상기 제 1 스위칭 네트워크에 의해서 출력된 상기 제1 주파수의 진폭을 감쇠하여서 상기 제 2 스위칭 네트워크 내에서의 비선형성이 상기 제 1 주파수의 고조파를 적게 생성하게 한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 스위칭 네트워크는 다수의 제 1 스위치를 포함하며, 상기 제 2 스위칭 네트워크는 다수의 제 2 스위치를 포함한다. 상기 다수의 제 1 스위치 및 다수의 제 2 스위치 각각은 MOS 트랜지스터를 포함한다. 이와 달리, 다른 트랜지스터 타입이 사용될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 필터는 저역 통과 필터를 포함하며, 기 제 2 필터는 고역 통과 필터를 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 제 1 필터는 상기 제 2 주파수에서 노치를 갖는 노치 필터를 포함하며, 상기 제 2 필터는 상기 제 1 주파수에서 노치를 갖는 노치 필터를 포함한다. 상기 제 1 필터는 제 1 병렬 LC 회로를 사용하여서 구성되고 상기 제 2 필터는 제 2 병렬 LC 회로를 사용하여서 구성될 수 있다. 이와 달리, 다른 탱크 타입들이 LC 회로 대신에 사용될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 안테나 스위치는 상기 제 2 스위칭 네트워크와 상기 제 2 필터 간에 접속된 정합 네트워크를 더 포함한다.
일 실시예에서, RF 송신 시스템은 제 1 주파수를 포함하는 제 1 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 1 송신기와, 상기 제 1 주파수 범위보다 주파수가 높은 제 2 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 2 송신기와, 출력 포트와, 상기 제 1 송신기와 상기 출력 포트 간에 접속된 제 1 스위치와, 상기 제 2 송신기와 상기 출력 포트 간에 접속된 제 2 스위치를 포함한다. 상기 송신 시스템은 상기 제 1 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 1 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수의 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 1 필터와, 상기 제 2 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 2 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 2 필터를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제 2 주파수는 제 1 주파수의 고조파이다. 상기 RF 송신 시스템은 상기 출력 포트에 접속된 안테나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 필터는 상기 제 2 주파수에서 노치를 갖는 제 1 노치 필터를 포함하며, 상기 제 2 필터는 상기 제 1 주파수에서 노치를 갖는 제 2 노치 필터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 필터는 제 1 병렬 LC 회로를 사용하여서 구현되고 상기 제 2 필터는 제 2 병렬 LC 회로를 사용하여서 구현된다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 필터는 상기 제 2 주파수에서 노치를 갖는 제 1 단일-탱크 병렬 LC 노치 필터를 포함하며, 상기 제 2 필터는 상기 제 1 주파수에서 노치를 갖는 제 2 단일-탱크 병렬 LC 노치 필터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 2 주파수는 GPS(Global Positioning System) 대역 내에 있다.
일 실시예에서, 제 1 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 1 스위칭 네트워크와, 제 2 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 2 스위칭 네트워크와, 안테나에 접속되도록 구성된 출력 포트와, 상기 제 1 스위칭 네트워크와 상기 출력 포트 간에 접속된 제 1 필터와, 상기 제 2 스위칭 네트워크와 상기 출력 포트 간에 접속된 제 2 필터를 포함하는 안테나 스위치를 동작시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 상기 제 1 스위칭 네트워크를 통해서 상기 출력 포트에 RF 송신기를 접속시키는 단계―상기 단계는 상기 제 1 스위칭 네트워크 내의 스위치를 턴 온하는 바를 포함함―와, 상기 RF 송신기로 상기 제 1 주파수 범위 내에 있는 제 1 주파수에서 신호를 전송하는 단계와, 상기 제 1 필터를 사용하여서 상기 제 1 주파수의 고조파를 감쇠시키는 단계와, 상기 제 1 필터가 상기 제 1 주파수를 통과시키는 단계와, 상기 제 2 필터가 상기 제 1 주파수를 감쇠시키는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 필터를 사용하여서 상기 제 1 주파수의 고조파를 감쇠시키는 단계는 상기 제 1 주파수의 2 차 고조파를 감쇠시키는 단계를 포함한다.
고 대역 스위치 및 저 대역 스위치가 간단한 필터를 사용하여서 안테나 포트에 함께 접속되는 본 발명에서는 유리하게는 간단한 스위치 토폴러지를 사용하여서 양호한 고조파 성능을 달성할 수 있다. 본 발명의 다른 장점은 적은 회로 보드 면적을 사용하여서 저렴한 회로로 구현할 수 있다는 것이다. 고 저지 대역 임피던스를 갖는 필터를 사용하는 본 발명의 다른 장점은 도전성 스위치 포트가 보다 높은 임피던스를 경험하는 것이며 이로써 인 밴드 삽입 손실(in-band insertion loss)이 개선된다는 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 (23)

  1. 제 1 스위치, 제 2 스위치 및 출력 포트에 접속되도록 구성된 필터 네트워크로서,
    상기 제 1 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 제 1 주파수를 포함하는 제 1 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수의 왜곡 곱(distortion product)인 제 2 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 1 필터와,
    상기 제 2 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 2 주파수를 포함하는 제 2 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 2 필터를 포함하되,
    상기 제 2 주파수 범위는 상기 제 1 주파수 범위보다 주파수가 높은
    필터 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 상기 제 1 주파수에서 통과 대역을 갖는 저역 통과 필터를 포함하며,
    상기 제 2 필터는 상기 제 2 주파수에서 통과 대역을 갖는 고역 통과 필터를 포함하는
    필터 네트워크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 상기 제 2 주파수에서 노치(notch)를 갖는 노치 필터를 포함하며,
    상기 제 2 필터는 상기 제 1 주파수에서 노치(notch)를 갖는 노치 필터를 포함하는
    필터 네트워크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 제 1 병렬 LC 회로를 포함하며,
    상기 제 2 필터는 제 2 병렬 LC 회로를 포함하는
    필터 네트워크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 왜곡 곱은 상기 제 1 주파수의 2 차 고조파인
    필터 네트워크.
  6. 안테나 스위치로서,
    제 1 주파수를 포함하는 제 1 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 1 스위칭 네트워크와,
    상기 제 1 주파수 범위보다 주파수가 높은 제 2 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 2 스위칭 네트워크와,
    안테나에 접속되도록 구성된 출력 포트와,
    상기 제 1 스위칭 네트워크와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 1 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수의 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 1 필터와,
    상기 제 2 스위칭 네트워크와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 2 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 2 필터를 포함하는
    안테나 스위치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 필터는 상기 제 1 스위칭 네트워크에 의해서 출력된 상기 제1 주파수의 진폭을 감쇠하여서, 상기 제 2 스위칭 네트워크 내에서의 비선형성이 상기 제 1 주파수의 고조파를 적게 생성하게 하는
    안테나 스위치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 네트워크는 복수의 제 1 스위치를 포함하며,
    상기 제 2 스위칭 네트워크는 복수의 제 2 스위치를 포함하는
    안테나 스위치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 스위치 및 상기 복수의 제 2 스위치 각각은 MOS 트랜지스터를 포함하는
    안테나 스위치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 저역 통과 필터를 포함하며,
    상기 제 2 필터는 고역 통과 필터를 포함하는
    안테나 스위치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 상기 제 2 주파수에서 노치를 갖는 노치 필터를 포함하며,
    상기 제 2 필터는 상기 제 1 주파수에서 노치를 갖는 노치 필터를 포함하는
    안테나 스위치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 제 1 병렬 LC 회로를 포함하고,
    상기 제 2 필터는 제 2 병렬 LC 회로를 포함하는
    안테나 스위치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 주파수는 상기 제 1 주파수의 2 차 고조파인
    안테나 스위치.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수는 약 786 MHz이며,
    상기 제 2 주파수는 약 1572 MHz인
    안테나 스위치.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 네트워크와 상기 제 2 필터 간에 접속된 정합 네트워크를 더 포함하는
    안테나 스위치.
  16. RF 송신 시스템으로서,
    제 1 주파수를 포함하는 제 1 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 1 송신기와,
    상기 제 1 주파수 범위보다 주파수가 높은 제 2 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 2 송신기와,
    출력 포트와,
    상기 제 1 송신기와 상기 출력 포트 간에 접속된 제 1 스위치와,
    상기 제 2 송신기와 상기 출력 포트 간에 접속된 제 2 스위치와,
    상기 제 1 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 1 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수의 고조파인 제 2 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 1 필터와,
    상기 제 2 스위치와 상기 출력 포트 간에 접속되며 상기 제 2 주파수 범위를 포함하는 통과 대역 및 상기 제 1 주파수를 포함하는 저지 대역을 갖는 제 2 필터를 포함하는
    RF 송신 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 출력 포트에 접속된 안테나를 더 포함하는
    RF 송신 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 상기 제 2 주파수에서 노치를 갖는 제 1 노치 필터를 포함하며,
    상기 제 2 필터는 상기 제 1 주파수에서 노치를 갖는 제 2 노치 필터를 포함하는
    RF 송신 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 제 1 병렬 LC 회로를 포함하고,
    상기 제 2 필터는 제 2 병렬 LC 회로를 포함하는
    RF 송신 시스템.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 상기 제 2 주파수에서 노치를 갖는 제 1 단일-탱크 병렬 LC 노치 필터를 포함하며,
    상기 제 2 필터는 상기 제 1 주파수에서 노치를 갖는 제 2 단일-탱크 병렬 LC 노치 필터를 포함하는
    RF 송신 시스템.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 주파수는 GPS(Global Positioning System) 대역 내에 있는
    RF 송신 시스템.
  22. 제 1 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 1 스위칭 네트워크와, 제 2 주파수 범위에서 동작하도록 구성된 제 2 스위칭 네트워크와, 안테나에 접속되도록 구성된 출력 포트와, 상기 제 1 스위칭 네트워크와 상기 출력 포트 간에 접속된 제 1 필터와, 상기 제 2 스위칭 네트워크와 상기 출력 포트 간에 접속된 제 2 필터를 포함하는 안테나 스위치를 동작시키는 방법으로서,
    상기 제 1 스위칭 네트워크를 통해서 상기 출력 포트에 RF 송신기를 접속시키는 단계―상기 단계는 상기 제 1 스위칭 네트워크 내의 스위치를 턴 온하는 단계를 포함함―와,
    상기 RF 송신기로 상기 제 1 주파수 범위 내에 있는 제 1 주파수에서 신호를 전송하는 단계와,
    상기 제 1 필터를 사용하여 상기 제 1 주파수의 고조파를 감쇠시키는 단계와,
    상기 제 1 필터를 통해 상기 제 1 주파수를 통과시키는 단계와,
    상기 제 2 필터를 사용하여 상기 제 1 주파수를 감쇠시키는 단계를 포함하는
    안테나 스위치 동작 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 필터를 사용하여 상기 제 1 주파수의 고조파를 감쇠시키는 단계는 상기 제 1 주파수의 2 차 고조파를 감쇠시키는 단계를 포함하는
    안테나 스위치 동작 방법.
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