KR20150000704A - 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기에 관한 것이다.
상기 본 발명에 따르면, 다수의 구별되는 와이어 접점을 가지고 있는 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드를 구비하고 있으며, 입력된 무선 전송 신호를 증폭하여 출력하는 전력 증폭기; 및 다수의 구별되는 와이어 접점을 가지고 있는 전력 증폭기 연결용 와이어 패드를 구비하고 있으며, 와이어를 통하여 상기 전력 증폭기에 연결되며 입력되는 무선 전송 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 저잡음 증폭기를 포함하며, 상기 와이어는 상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드의 다수의 와이어 접점에서 어느 하나의 와이어 접점과 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드의 다수의 와이어 접점에서 어느 하나의 와이어 접점에 접속되는 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기가 제공된다.

Description

인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기{Wireless transmitter-receiver using variable indutance pad}

본 발명은 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기에 관한 것이다.

무선 통신 시스템들은 무선 통신 장치들 사이에 무선 통신을 지원한다. 각각의 무선 통신 장치가 무선 통신들에 참여하기 위하여, 그것은 내장 무선 송수신기(built-in radio transceiver)(예를 들면, 수신기 및 송신기(receiver and transmitter))를 포함하거나 관련 무선 송수신기(예를 들면, 가정용(in-home) 및/또는 실내용(in-building) 무선 통신망들을 위한 스테이션(station), RF 모뎀 등)에 결합된다.

알려진 바와 같이, 수신기는 안테나에 결합되고 저잡음 증폭기(low noise amplifier), 하나 또는 그 이상의 중간 주파수 스테이지들(intermediate frequency stages), 필터링 스테이지(filtering stage), 및 데이터 복원 스테이지(data recovery stage)를 포함한다.

저잡음 증폭기는 안테나를 통해 인바운드(inbound) RF 신호들을 수신하고 그 후 증폭한다. 하나 또는 그 이상의 중간 주파수 스테이지들은 증폭된 RF 신호를 기저대역 신호들 또는 중간 주파수(IF) 신호들)로 변환하기 위해 하나 또는 그 이상의 국부 발진들과 믹싱(mix)한다. 필터링 스테이지(filtering stage)는 대역 신호들로부터 원치 않는 신호들을 감쇠시키고 필터링된 신호들을 만들어내기 위해 기저대역 신호들 또는 IF 신호들을 필터링(filter)한다. 데이터 복원 스테이지는 특정 무선 통신 표준에 따라 필터링된 신호들로부터 비가공 데이터(raw data)를 복원한다.

알려진 바와 같이, 송신기는 데이터 변조 스테이지, 하나 또는 그 이상의 중간 주파수 스테이지들, 및 전력 증폭기를 포함한다. 데이터 변조 스테이지는 비가공 데이터를 특정 무선 통신 표준에 따라 기저대역 신호들로 변환한다. 하나 또는 그 이상의 중간 주파수 스테이지들은 RF 신호들을 생성하기 위해 그 기저대역 신호들을 하나 또는 그 이상의 국부 발진들과 믹싱한다. 전력 증폭기는 안테나를 통한 전송(transmission)에 앞서 RF 신호들을 증폭한다.

한편 이와 같은 무선 통신 장치들에 있어서 전력 증폭기와 저잡음 증폭기 사이에 연결하는 무선 통신용 와이어는 그 길이에 따라 무선 통신 장치들의 성능이 크게 영향을 받는다.

이는 결국 제품을 만들어 본 이후에 성능 평가를 통해 와이어의 길이를 한정할 수 있어 성능 저하시에 제품을 재설계해야하는 문제점이 있었다.

또한, 이를 해결하기 위하여 제품 외부에 탐재되는 RF 초크용 인덕터의 용량을 변경하여 조정하고 있으나 그 용량값이 nH 대역에 한정되어 있어 미세 튜닝이 일정 한계내에서만 가능하다는 문제점이 있었다.

국내특허공개번호 10-2008-0028815호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단순 와이어 패드가 아닌 인덕턴스 성분을 변화시킬 수 있는 패드를 사용하여 RF 초크 인덕터의 인덕턴스 성분의 미세 튜닝이 가능하도록 하는 무선 송수신기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 단순 와이어 패드가 아닌 인덕턴스 성분을 변화시킬 수 있는 패드를 사용하여 전력 증폭기용 실장기판과 저잡음 증폭기용 실장 기판의 간격이나 와이퍼의 재설계를 통한 방식이 아닌 단순한 와이어 길이를 조절하여 최적화할 수 있는 무선 송수신기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 구별되는 와이어 접점을 가지고 있는 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드를 구비하고 있으며, 입력된 무선 전송 신호를 증폭하여 출력하는 전력 증폭기; 및 다수의 구별되는 와이어 접점을 가지고 있는 전력 증폭기 연결용 와이어 패드를 구비하고 있으며, 와이어를 통하여 상기 전력 증폭기에 연결되며 입력되는 무선 전송 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 저잡음 증폭기를 포함하며, 상기 와이어는 상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드의 다수의 와이어 접점에서 어느 하나의 와이어 접점과 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드의 다수의 와이어 접점에서 어느 하나의 와이어 접점에 접속된다.

또한, 본 발명의 상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 직사각형이고, 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 직사각형이다.

또한, 본 발명의 상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 사각형의 스파이럴 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 원형의 스파이럴 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 요철 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 지그 재그 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 사각형의 스파이럴 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 원형의 스파이럴 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 요철 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 지그 재그 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 전력 증폭기는 직사각형의 기준 전압 입력용 와이어 패드를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 상기 기준 전압 입력용 와이어 패드는 사각형의 스파이럴 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 기준 전압 입력용 와이어 패드는 원형의 스파이럴 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 기준 전압 입력용 와이어 패드는 요철 형상이다.

또한, 본 발명의 상기 기준 전압 입력용 와이어 패드는 지그 재그 형상이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 단순 와이어 패드가 아닌 인덕턴스 성분을 변화시킬 수 있는 패드를 사용하여 RF 초크 인덕터의 인덕턴스 성분의 미세 튜닝이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 단순 와이어 패드가 아닌 인덕턴스 성분을 변화시킬 수 있는 패드를 사용하여 전력 증폭기용 실장기판과 저잡음 증폭기용 실장 기판의 간격이나 웨이퍼의 재설계를 통한 방식이 아닌 단순한 와이어 길이를 조절하여 최적화할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선 통신 장치의 일예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기를 나타낸 평면도이다.
도 3은 전력 증폭기에 설치되는 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드와 저잡음 증폭기에 설치되는 전력 증폭기 연결용 와이어 패드의 확대도이다.
도 4는 와이어 패드의 다양한 실시예이다.
도 5는 전력 증폭기의 내부 구성도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선 통신 장치의 일예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 무선 통신 장치는 안테나(10), 듀플렉서(20), 제1 저잡음 증폭기(30), 제1 전력 증폭기(40), 제1 베이스 밴드칩(50), 대역 통과 필터(60), 제2 저잡음 증폭기(70), 제2 전력 증폭기(80) 그리고 제2 베이스 밴드칩(90)을 포함한다.

여기에서, 제1 저잡음 증폭기(30)와 제1 전력 증폭기(40)는 제1 무선 송수신기를 형성하며, 제2 저잡음 증폭기(70)와 제2 전력 증폭기(80)는 제2 무선 송수신기를 형성한다.

이와 같은 구성에서 무선 신호 수신시에는 다음과 같이 동작한다.

먼저, 상기 안테나(10)에 의해 수신된 신호는 듀플렉서(20)를 거쳐 제1 무선 송수신기 또는 제2 무선 송수신기로 분리된다.

상기 제1 무선 송수신기의 제1 저잡음 증폭기(30)는 분리된 신호를 저잡음 증폭하여 제1 베이스 밴드칩(50)으로 출력한다.

그러면 제1 베이스 밴드칩(50)은 수신된 신호를 복조하여 출력한다.

이와 동일하게, 상기 제2 무선 송수신기의 대역 통과 필터(60)는 듀플렉서(20)에서 분리된 신호에서 적절한 대역의 신호를 통과시켜며, 제2 저잡음 증폭기(70)는 분리된 신호를 저잡음 증폭하여 제2 베이스 밴드칩(80)으로 출력한다.

그러면 제2 베이스 밴드칩(90)은 수신된 신호를 복조하여 출력한다.

한편, 무선 신호 송신시에는 다음과 같이 동작한다.

제1 베이스 밴드칩(50)은 외부에서 입력되는 신호를 변조하여 제1 전력 증폭기(40)로 출력한다.

그러면, 제1 전력 증폭기(40)는 원하는 수준의 전력을 갖도록 증폭한 후에 저잡음 증폭기(30)로 출력한다.

상기 제1 저잡음 증폭기(300는 수신된 신호를 저잡음 증폭한 후에 듀플렉서(20)를 경유하도록 한 후에 안테나(10)를 사용하여 방사한다.

한편, 제2 베이스 밴드칩(90)은 외부에서 입력되는 신호를 변조하여 제2 전력 증폭기(80)로 출력한다.

그러면, 제2 전력 증폭기(80)는 원하는 수준의 전력을 갖도록 증폭한 후에 제2 저잡음 증폭기(70)로 출력한다.

상기 제2 저잡음 증폭기(70)은 수신된 신호를 저잡음 증폭한 후에

대역통과 필터(60)와 듀플렉서(20)를 경유하도록 한 후에 안테나(10)를 사용하여 방사한다.

이와 같은 구성에서 저잡음 증폭기와 전력 증폭기 사이에 결선은 와이어를 통하여 하게 되는데 와이어는 내부 인덕턴스를 가지고 있어 저잡음 증폭기와 전력 증폭기의 임피던스 매칭에 영향을 주게 된다.

이때, 종래 기술에 따르면 저잡음 증폭기와 전력 증폭기의 간격을 조정하여 내부 인덕턴스의 영향을 조절하였다.

하지만, 본 발명에서는 와이어 패드의 형상을 개선하여 임피던스를 저잡음 증폭기와 전력 증폭기의 간격 조정없이 임피던스 매칭이 가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기를 나타낸 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선 송수신기는 전력 증폭기(100)과 저잡음 증폭기(200)로 이루어져 있다.

이러한 무선 송수신기에서 전력 증폭기(100)에 위치하는 저잡증 증폭기 연결용 와이어 패드(110)는 직사각평 판형으로 형성되어 있으며 저잡음 증폭기(200)에 위치하는 전력 증폭기 연결용 와이어 패드(210) 또한 직사각형 판형으로 형성되어 있다.

그 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 저전력 증폭기(100)와 저잡음 증폭기(200)의 전기적 연결시에 필요로 하는 내부 인덕턴스가 처음에 예상에 의해 산출한 연결용 와이어(a)보다 커서 더 길이가 긴 연결용 와이어(a')를 사용해야 하는 경우에 연결 접점을 변화시키면 저전력 증폭기(100)와 저잡음 증폭기(200)의 이격 거리를 변화시킬 필요없이 내부 인덕턴스를 변화시킬 수 있다.

이때, 전력 증폭기(100)에 위치하는 저잡증 증폭기 연결용 와이어 패드(110)와 저잡음 증폭기(200)에 위치하는 전력 증폭기 연결용 와이어 패드(210)의 형상은 직사각형 판형이외에 도 4a에 도시된 바와 같이 원형의 스파이럴 형상이나 도 4b에 도시된 바와 같이 사각형의 스파이럴 형상이나 도 4c에 도시된 바와 같이 요철 형상을 가질 수 있으며, 도 4d에 도시된 바와 같이 지그재그 형상을 가질 수 있다.

한편, 상기 전력 증폭기(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 3개의 차동증폭기(1,2,3)가 캐스케이드로 연결되어 있으며, 출력단은 위에서 설명한 바와 같이 저잡음 증폭기 연결용 와이어를 이용하여 저잡음 증폭기(200)에 연결되어 있다.

이와 같은 전력 증폭기(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 TX 단자에 연결된 연결용 와이어(b)를 통하여 송신용 무선 신호를 입력받는다.

그리고, 내부의 3개의 차동 증폭기(1,2,3)을 통하여 증폭하여 저잡음 증폭기(200)로 출력한다.

이때, 3개의 차동 증폭기(1,2,3)은 증폭 기능을 수행하기 위해서 기준 전압을 입력받을 필요가 있으며 제1 기준 전압 단자(VCC1)에 연결된 와이어(c)를 통하여 제1 차동 증폭기(1)와 제2 차동 증폭기(2)가 제1 기준 전압을 입력받으며, 제2 기준 전압 단자(VCC2)에 연결된 와이어(d)를 통하여 제2 기준 전압을 입력받는다.

이때, 제2 기준 전압 단자(VCC2)에는 RF 초크용 인덕터가 구비되어 있는데 이 인턱터는 그 용량이 가변적이지 않다.

이런 상황에서 제3 차동 증폭기(3)에 전원을 제공하는 전원 공급 장치와 제3 차동 증폭기(3) 사이에 임피던스 매칭이 요구되는 경우에 종래 기술에 따르면, RF 초크용 인덕터를 교환하면서 최적화된 임피던스 매칭을 수행하였다.

하지만, 본 발명에서는 기준전압 연결용 와이어 패드를 직사각형 형상으로 형성하여 와이어의 길이를 가변하면서 임피던스 매칭을 수행한다.

이와 같은 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드(110)는 다수의 서로 구별되는 와이어 접점을 구비하고 있으며, 전력 증폭기 연결용 와이어 패드(210) 또한 다수의 서로 구별되는 와이어 접점을 구비하고 있다.

이처럼 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드(110)에 구비된 서로 구별되는 와이어 접점의 어느 하나의 와이어 접점에 와이어가 연결되고 또한 전력 증폭기 연결용 와이어 패드(210)의 다수의 와이어 접점의 어느 하나의 와이어 접점에 와이어가 연결되면 그 연결 접점에 따라 인덕턴스가 변화된다.

그 일예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 기준 전압 단자(VCC2)와 저전력 증폭기(100)의 제3 차동 증폭기(2)의 전기적 연결시에 필요로 하는 내부 인덕턴스가 처음에 예상에 의해 산출한 연결용 와이어(d)보다 커서 더 길이가 긴 연결용 와이어(d')를 사용해야 하는 경우에 연결 접점을 변화시키면 RF 초크용 인덕터를 변화시킬 필요없이 내부 인덕턴스를 변화시킬 수 있다.

이때, 전력 증폭기(100)에 위치하는 기준전압 연결용 와이어 패드(120)의 형상은 직사각형 판형이외에 도 4a에 도시된 바와 같이 원형의 스파이럴 형상이나 도 4b에 도시된 바와 같이 사각형의 스파이럴 형상이나 도 4c에 도시된 바와 같이 요철 형상을 가질 수 있으며, 도 4d에 도시된 바와 같이 지그재그 형상을 가질 수 있다.

여기에서는 제2 기준전압 단자(VCC2)와 연결되는 기준전압 연결용 와이어 패드(120)에 대해서만 예를 들었으나, 제1 기준전압 단자(VCC1)과 연결되는 기준 전압 연결용 패드(130)도 동일하게 적용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 단순 와이어 패드가 아닌 인덕턴스 성분을 변화시킬 수 있는 패드를 사용하여 RF 초크 인덕터의 인덕턴스 성분의 미세 튜닝이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 단순 와이어 패드가 아닌 인덕턴스 성분을 변화시킬 수 있는 패드를 사용하여 전력 증폭기용 실장기판과 저잡음 증폭기용 실장 기판의 간격이나 와이퍼의 재설계를 통한 방식이 아닌 단순한 와이어 길이를 조절하여 최적화할 수 있도록 한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1,2,3 : 차동 증폭기 10 : 안테나
20 : 듀플렉서 30, 70 : 저잡음 증폭기
40, 80 : 전력 증폭기 50, 90 : 베이스 밴드칩

Claims (15)

1. 다수의 구별되는 와이어 접점을 가지고 있는 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드를 구비하고 있으며, 입력된 무선 전송 신호를 증폭하여 출력하는 전력 증폭기; 및
   다수의 구별되는 와이어 접점을 가지고 있는 전력 증폭기 연결용 와이어 패드를 구비하고 있으며, 와이어를 통하여 상기 전력 증폭기에 연결되며 입력되는 무선 전송 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 저잡음 증폭기를 포함하며,
   상기 와이어는 상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드의 다수의 와이어 접점에서 어느 하나의 와이어 접점과 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드의 다수의 와이어 접점에서 어느 하나의 와이어 접점에 접속되는 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 직사각형이고, 상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 직사각형인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 사각형의 스파이럴 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 원형의 스파이럴 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 요철 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 저잡음 증폭기 연결용 와이어 패드는 지그 재그 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 사각형의 스파이럴 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 원형의 스파이럴 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 요철 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 증폭기 연결용 와이어 패드는 지그 재그 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 증폭기는 직사각형의 기준 전압 입력용 와이어 패드를 더 포함하는 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준 전압 입력용 와이어 패드는 사각형의 스파이럴 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준 전압 입력용 와이어 패드는 원형의 스파이럴 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준 전압 입력용 와이어 패드는 요철 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.
15. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준 전압 입력용 와이어 패드는 지그 재그 형상인 인덕턴스 가변용 패드를 사용한 무선송수신기.

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