KR20170024342A - 트리플렉서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트리플렉서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안테나와 연결되어 제1 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제1 필터, 안테나와 연결되어 제2 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제2 필터, 안테나와 연결되어 제3 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제3 필터 및 안테나와 접지 사이에 연결되어 상기 안테나와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스를 매칭하는 매칭소자를 포함하고, 상기 필터 중 적어도 두개는 서로 다른 주파수 대역을 동시에 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 따르면 다수의 필터를 사용하는 쿼드플렉서에 비해 적은 수의 필터를 사용하여 분리(isolation) 특성이 우수하고, 듀플렉서와 여러 필터를 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 것 비해 트리플렉서 만으로 보다 간편하게 캐리어 어그리게이션을 구현할 수 있어 필터 모듈의 소형화가 가능해지며, 적은 가격으로 캐리어 어그리게이션을 구현할 수 있는 필터 모듈을 제작할 수 있어 중저가 스마트폰에서도 캐리어 어그리게이션을 이용할 수 있다.

Description

트리플렉서{Triplexer}

본 발명은 트리플렉서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안테나와 연결되어 제1 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제1 필터, 안테나와 연결되어 제2 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제2 필터, 안테나와 연결되어 제3 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제3 필터 및 안테나와 접지 사이에 연결되어 상기 안테나와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스를 매칭하는 매칭소자를 포함하고, 상기 필터 중 적어도 두개는 서로 다른 주파수 대역을 동시에 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 것을 특징으로 한다.

최근 통신 기술의 발달에 따라 무선 통신을 위한 가용 주파수 대역이 다중화되고 있다. 이를 통해 전자 장치는 다양한 통신 방식들로 통신할 수 있고, 지원하는 통신 방식에 따라 상이한 구조로 구현될 수 있다.

이에 전자 장치에서 지원하는 통신 방식에 따라 부품들의 배치 및 연결이 변할 수 있는데, 전자 장치는 소형화 및 대량 생산이 요구되기에 전자 장치에서 부품들의 배치를 위한 공간 확보가 필요하며, 제조 비용을 줄이면서 같은 통신 방식을 활용할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

특히 최근에는 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 이용한 통신 방법이 이용되고 있는데, 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)이란 2개이상의 주파수 대역을 함께 이용해 통신 속도를 끌어올리는 기술을 뜻한다.

현재는 이 기술을 구현하기 위해 두 가지 대역의 송신용 필터와 두 가지 대역의 수신용 필터, 총 4개의 필터를 묶은 쿼드플렉서(Quadplexer)를 사용한다. 다만 쿼드플렉서는 각 필터가 담당하는 주파수 대역만을 통과시켜야 하며, 어떠한 한 필터가 특정 주파수를 필터링 했을 때 인접한 다른 필터로 필터링된 주파수가 유입되지 않도록 하는 설계를 거쳐야 하기 때문에, 그 설계 공정이 매우 복잡하고 제조 가격 또한 매우 높다. 따라서 쿼드플렉서는 고가의 스마트 폰 등에 쓰일 뿐 중저가의 스마트폰에는 탑재되지 않아 쿼드플렉서가 탑재되지 않은 스마트 기기에서 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA) 기술을 활용할 수 없는 문제가 있다.

이를 해결하기 위해 중주파/저주파 대역 주파수를 송수신하는 안테나에 한 가지 대역의 송수신용 필터를 묶은 듀플렉서(duplexer)를 사용하면서, 고주파 대역을 송수신하는 안테나에 위의 듀플렉서에서 수신하는 대역과 다른 대역의 수신용 필터를 삽입하여, 두 가지 수신용 필터를 동시에 사용함으로써 쿼드플렉서 없이 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 이용하는 방법이 개발되었다.

다만 이와 같은 방식은 고주파 대역을 송수신하는 안테나에 중주파/저주파 대역의 필터를 삽입하기에 캐리어 어그리게이션을 구현하기에는 적합하지 않다. 따라서 이 방식은 쿼드플렉서를 사용하여 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 구현하는 것에 비해 성능이 떨어져 속도가 상대적으로 느리며, 쿼드플렉서는 두 가지 송신 대역을 이용하면서 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 사용할 수 있는 데에 비해, 이 방법은 한 가지 송신 대역만 이용하면서 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 이용하기에, 해당 송신 대역을 사용하지 않는 경우에는 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 활용할 수 없는 새로운 문제점이 존재한다.

본 발명은 이러한 기술적 배경을 바탕으로 발명되었으며, 이상에서 살핀 기술적 요구를 충족시킴은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 쿼드플렉서 없이 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 구현하여 설계 공정을 간단히 하면서, 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 구현하기 위한 비용을 줄이는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 주파수 대역이 가까운 대역을 통과시키는 필터를 기판 상에서 이격되게 배치하고, 그 사이에 주파수 대역이 상대적으로 먼 대역을 통과시키는 필터를 가운데에 배치하여 감쇄 특성 및 송수신 신호의 분리특성을 개선하는 것을 목적으로 한다.

더불어 본 발명은 SAW 공진기를 통해 주파수 선택도를 높이고, 안테나와 필터사이에 매칭소자를 두어 세 가지 대역의 필터를 동시 사용시 감쇄 특성 및 송수신 신호의 분리 특성이 높은 트리플렉서를 제조하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 트리플렉서는 안테나와 연결되어 제1 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제1 필터, 안테나와 연결되어 제2 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제2 필터, 안테나와 연결되어 제3 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제3 필터 및 안테나와 접지 사이에 연결되어 상기 안테나와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스를 매칭하는 매칭소자를 포함하고, 상기 필터 중 적어도 두개는 서로 다른 주파수 대역을 동시에 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 필터 중 적어도 두 개는 서로 다른 수신 주파수 대역의 신호를 동시에 수신하는 것을 특징으로 할 수 있고, 특히 상기 제1 필터는 상기 안테나로부터 제1 대역 수신 주파수의 신호를 수신단으로 통과시키는 제1 대역 수신용 필터이고, 상기 제2 필터는 상기 안테나로부터 제2 대역 수신 수파수의 신호를 수신단으로 통과시키는 제2 대역 수신용 필터이고, 상기 제3 필터는 송신 주파수의 신호를 안테나로 통과시키는 송신용 필터인 것을 특징으로 할 수 있다.

더불어 본 발명은 상기 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 매칭소자를 더 포함하거나, 상기 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 SAW 공진기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때 상기 필터는 적어도 어느 하나가 DMS(Double Mode Saw) 필터인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 트리플렉서는 기판, 상기 기판 위에 형성되고 안테나에 연결되는 제1 대역 송신용 필터, 상기 기판 위에 형성되고 안테나에 연결되는 제1 대역 수신용 필터, 상기 기판 위에 형성되고 안테나에 연결되는 제2 대역 수신용 필터를 포함하고, 상기 제2 대역 수신용 필터는 상기 제1 대역 송신용 필터와 상기 제1 대역 수신용 필터 사이에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때 본 발명은 상기 기판 위에 형성되고, 상기 안테나와 접지 사이에 연결되어, 소자들의 임피던스를 매칭하는 매칭소자를 더 포함하거나, 상기 기판 위에 형성되고 상기 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 연결되는 매칭소자를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 기판 위에 형성되고, 상기 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 연결되는 SAW 공진기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 이때 상기 필터는 적어도 어느 하나가 DMS(Double Mode Saw) 필터인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 다수의 필터를 사용하는 쿼드플렉서에 비해 적은 수의 필터를 사용하여 분리(isolation) 특성이 우수하고, 듀플렉서와 여러 필터를 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 것에 비해 트리플렉서를 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현함으로써 필터 모듈의 소형화가 가능해지고, 낮은 가격으로 캐리어 어그리게이션을 구현할 수 있는 필터 모듈을 제작할 수 있어 중저가 스마트폰에서도 캐리어 어그리게이션을 이용할 수 있다.

또한 본 발명은 주파수 대역이 가까운 대역을 통과시키는 필터를 기판 상에서 이격되게 배치하고, 그 사이에 주파수 대역이 상대적으로 먼 대역을 통과시키는 필터를 가운데에 배치하여 감쇄 특성 및 송수신 신호의 분리특성을 개선할 수 있다.

더불어 본 발명은 SAW 공진기를 통해 주파수 선택도를 높이고, 안테나와 필터사이에 매칭소자를 두어 세 가지 대역의 필터를 동시 사용시 감쇄 특성 및 송수신 신호의 분리 특성을 개선할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 듀플렉서의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서가 수신용 필터 2개를 포함하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 구성을 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서가 안테나와 필터 사이에 매칭소자를 포함한 구성을 나타낸 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서가 안테나와 필터 사이에 SAW 공진기를 포함한 구성을 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서가 안테나와 필터 사이에 매칭소자 및 SAW 공진기를 포함한 구성을 나타낸 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서를 구성하는 필터가 기판에 배치된 순서를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

도 1은 종래 기술에 따른 듀플렉서의 구성을 나타낸 회로도이다.

도 1을 참조하면, 듀플렉서는 송신용 필터(110a), 수신용 필터(110b) 및 안테나(101)와 접지 사이에 연결되어 임피던스를 매칭하는 매칭소자(120)를 포함한다.

기존 듀플렉서는 송신용 필터(110a)와 수신용 필터(110b)를 포함하는 두 개의 필터로 구성되어 안테나(101)와 연결되어 단말기의 송수신 주파수를 분리하는 역할을 한다. 따라서 듀플렉서를 이용하여 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 구현하려면 중주파/저주파 대역 주파수를 송수신하는 안테나에 한 가지 대역의 송수신용 필터를 묶은 듀플렉서를 사용하면서, 고주파 대역을 송수신하는 안테나에 위의 듀플렉서에서 수신하는 대역과 다른 대역의 수신용 필터를 삽입하여, 두 가지 수신용 필터를 동시에 사용하는 방식으로 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 구현할 수 있다.

다만 이와 같은 방식은 고주파 대역을 송수신하는 안테나에 중주파/저주파 대역의 필터를 삽입하기에 효율이 낮아 캐리어 어그리게이션을 구현하기에는 적합하지 않으며, 다른 안테나를 추가적으로 사용하게 되어 소형화하기 힘든 문제점이 존재한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서는 제1 필터(211), 제2 필터(212), 제3 필터(213) 및 매칭소자(220)를 포함한다. 보다 상세하게는 안테나(201)와 연결되어 제1 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제1 필터(211), 안테나(201)와 연결되어 제2 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제2 필터(212), 안테나(201)와 연결되어 제3 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제3 필터(213), 안테나(201)와 접지 사이에 연결되어 상기 안테나(201)와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스를 매칭하는 매칭소자(220)를 포함하고, 상기 필터 중 적어도 두개는 서로 다른 주파수 대역을 동시에 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 필터는 특정 주파수 대역의 신호만 통과시키고 그 외의 대역의 신호는 차단시키는 기능을 한다. 전자 신호는 주로 여러 개의 주파수로 형성된다. 예를 들어 AM 라디오신호는 음성, 음악, 기타 소리 등 여러 개의 주파수로 구성되어 있으며 전송주파수는 각 방송국마다 정해진 단일 주파수를 사용한다. 이를 선택적으로 수신하기 위하여 필터를 통해 원하는 대역의 주파수 신호만 선택할 수 있고, 여러 대역의 주파수 신호가 섞인 변조파가 수신되면 필터가 원하는 대역의 주파수 신호만 선택하고 나머지 주파수는 제거하는 필터링 과정을 수행한다. 필터는 통과시키는 대역에 따라 저주파 대역 통과 필터, 고주파 대역 통과 필터, 광대역 통과 필터, 협대역 필터 등이 있다.

이때 본 발명의 필터는 SAW(표면탄성파; surface acoustic wave) 필터 또는 노치 (notch) 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 노치 필터는 특정 주파수 대역을 통과시키지 않는 특성을 가지며, 밴드 리젝트 필터(BRF) 중에서도 영역이 매우 좁은 부분을 통과시키지 않는 특성을 가진다.

표면탄성파는 탄성체 기판(Substrate)의 표면을 따라 전파되는 음향파로, 압전 효과의 결과로서 전기 신호로부터 음향파가 생성된다. 이 때 음향파의 전계는 기판 표면 부근에 집중되어, 표면 바로 위에 놓인 다른 반도체의 전도 전자와 상호 작용할 수 있으며, 음향파가 전파하는 기판과 반도체를 물리적으로 분리시킴으로써 시스템 내의 에너지 손실을 최소화하기 위한 매질의 선택이 가능하다. 이러한 특성을 가진 표면 탄성파와 반도체 전도 전자의 상호 작용을 이용하여 전자 회로를 전자 기계적 소자로 대치한 것이 표면 탄성파 필터이다. 표면 탄성파 필터는 주파수 선택도를 제공하기 위한 RF 또는 IF 필터 칩으로 응용되며, 희망 주파수는 통과시키고 불필요한 주파수는 제거하는 기능을 수행할 수 있다.

기존 듀플렉서는 송신용 필터와 수신용 필터를 포함하는 두 개의 필터로 구성되어 안테나와 연결되어 단말기의 송수신 주파수를 분리하는 역할을 한다. 이에 비해 본 발명의 트리플렉서는 세 개의 필터로 구성되는데 3개의 송신용 필터, 3개의 수신용 필터로 구성될 수 있으나, 보다 바람직하게는 1개의 송신용 필터와 2개의 수신용 필터, 2개의 송신용 필터와 1개의 수신용 필터로 구성하여 송수신을 하면서 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 구현할 수 있다. 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)이란 2개 이상의 주파수 대역을 함께 이용해 통신 속도를 끌어올리는 기술을 뜻한다.

현재는 캐리어 어그리게이션을 구현하기 위해 두 가지 대역의 송신용 필터와 두 가지 대역의 수신용 필터, 총 4개의 필터를 묶은 쿼드플렉서(Quadplexer)를 사용한다. 다만 쿼드플렉서는 각 필터가 담당하는 주파수 대역만을 통과시켜야 하며, 어떠한 한 필터가 특정 주파수를 필터링 했을 때 인접한 다른 필터로 필터링된 주파수가 유입되지 않도록 하는 설계를 거쳐야 하기 때문에, 그 설계 공정이 매우 복잡하고 제조 가격 또한 매우 높다. 따라서 쿼드플렉서는 고가의 스마트 폰 등에 쓰일 뿐 중저가의 스마트폰에는 탑재되지 않아 쿼드플렉서가 탑재되지 않은 스마트 기기에서 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA) 기술을 활용할 수 없는 문제가 있다.

따라서 이를 해결하기 위해 여러 듀플렉서와 필터의 조합으로 캐리어 어그리게이션을 구현하는 방법이 사용된다. 이는 중주파/저주파 대역 주파수를 송수신하는 안테나에 한 가지 대역의 송수신용 필터를 묶은 듀플렉서를 사용하면서, 고주파 대역을 송수신하는 안테나에 위의 듀플렉서에서 수신하는 대역과 다른 대역의 수신용 필터를 삽입하여, 두 가지 수신용 필터를 동시에 사용함으로써 캐리어 어그리게이션(Carrier Aggregation, CA)을 구현하는 것이다.

다만 이와 같은 방식은 고주파 대역을 송수신하는 안테나에 중주파/저주파 대역의 필터를 삽입하기에 효율이 낮아 캐리어 어그리게이션을 구현하기에는 적합하지 않으며, 다른 안테나를 추가적으로 사용하게 되어 소형화하기 힘든 문제점이 존재한다.

이에 비해 본 발명의 트리플렉서는 쿼드플렉서에 비해 사용되는 필터 개수가 적어 분리(isolation) 특성이 우수하며, 듀플렉서를 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 것은 여러 필터 및 안테나를 사용하여야 됨에 비해, 본 발명은 트리플렉서 만으로 보다 간편하게 캐리어 어그리게이션을 구현할 수 있어 소형화 및 낮은 가격으로도 생산이 가능해져 중저가 스마트폰에서도 캐리어 어그리게이션을 구현할 수 있게 된다. 여기서 분리(isolation) 특성이란, 송신용 필터를 통과하여 증폭된 신호가 수신용 필터로 유입되는 것을 방지하는 정도를 의미한다.

따라서 본 발명의 트리플렉서가 송신 주파수의 신호를 외부로 송신하는 경우에는 송신용 필터를 통과한 미리 설정된 송신 주파수 대역의 신호가 안테나를 통해 외부로 전달되며, 수신 주파수의 신호를 수신하는 경우에는 안테나로부터 신호를 수신하여 미리 설정된 수신 주파수 대역의 신호가 수신용 필터를 통과하여 RF 트랜시버로 전달될 수 있다.

이때 상기 필터는 적어도 어느 하나가 DMS(Double Mode Saw) 필터인 것을 특징으로 할 수 있다. DMS 필터는 주파수 통과 특성이 종래 기술에 따른 복수의 공진기로 구성된 래더 타입 필터의 주파수 특성보다 양호하다. 트리플렉서는 유사한 주파수 대역의 송신신호와 수신신호를 분리하여야 하는데, 송신 주파수 대역의 신호는 수신용 필터가 필터링하는 수신 주파수 대역의 신호와 인접하므로 수신용 필터는 감쇄 특성이 좋아야 한다. 그러나 종래의 레더 타입 필터는 상대적으로 감쇄특성이 좋지 못하여 필터 내부에 인덕터가 추가적으로 포함되어야 한다. 따라서 본 발명의 실시형태에 따른 트리플렉서는 감쇄특성이 양호한 DMS 필터를 사용하여 종래와 같이 인덕터를 추가할 필요 없어 트리플렉서의 소형화에 기여할 수 있다.

상기 매칭소자(220)는 안테나와 접지 사이에 연결되어 안테나와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스를 매칭할 수 있다. 매칭소자(220)는 매칭되는 임피던스에 따라 인덕터 및/또는 커패시터를 포함할 수 있으며, 임피던스 매칭을 통해 최대전력의 신호를 전달할 수 있다.

이때 본 발명의 트리플렉서는 상기 필터에 연결되어 송수신하는 신호를 증폭시키는 하나 이상의 증폭기를 더 포함할 수 있다. 증폭기는 필터에 연결되어 송수신하는 신호를 증폭시키는데, 이때 증폭기는 LNA(저잡음 증폭기; low noise amplifier)로 이루어지는 것이 바람직하다. LNA는 수신기 전체의 잡음 지수를 낮출 목적으로 만들어진 고주파 증폭기를 말한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서가 서로 다른 주파수 대역 신호를 통과시키는 수신용 필터 2개를 포함하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 구성을 나타낸 회로도이다.

도 3을 참조하면, 상기 필터 중 적어도 두 개는 서로 다른 수신 주파수 대역의 신호를 동시에 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서 서로 다른 2개의 주파수 대역을 함께 이용해 수신 속도를 끌어올릴 수 있는데, 특히 상기 제1 필터는 안테나로부터 제1 대역 수신 주파수의 신호를 수신단으로 통과시키는 제1 대역 수신용 필터(315)이고, 상기 제2 필터는 안테나로부터 제2 대역 수신 수파수의 신호를 수신단으로 통과시키는 제2 대역 수신용 필터(316)이고, 상기 제3 필터는 송신 주파수의 신호를 안테나로 통과시키는 송신용 필터(317)인 것을 특징으로 할 수 있다.

이로써 제1 대역의 수신 주파수 및 제2 대역 수신 주파수를 동시에 수신하여 쿼드플렉서 없이 캐리어 어그리게이션을 구현할 수 있어 설계 공정이 단순해지면서, 캐리어 어그리게이션을 구현하기 위한 비용을 줄일 수 있다.

이때 제1 대역 수신용 필터(315), 제2 대역 수신용 필터(316) 및 송신용 필터(317)들끼리의 통과 대역은 서로 간섭하지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면 단일 입력 포트를 가지는 필터 모듈에 신호가 입력되더라도 각각의 필터는 서로 독립적으로 신호를 송수신할 수 있기 때문이다. 그 결과 필터 모듈 내에 각 필터에 의해 처리되는 신호의 전송 특성 및 전송 효율이 개선되고, 필요한 특정 대역의 통신 신호를 효과적으로 선별하여 사용할 수 있다.

한편 상기 송신용 필터(317)가 통과시키는 대역의 신호는 설계에 따라 선택이 가능하다. 따라서 송신용 필터(317)로는 제1 대역 송신용 필터, 제2 대역 송신용 필터, 또는 제1 대역 제2 대역과 무관한 제3 대역 송신용 필터를 사용할 수도 있다.

여기서 상술한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로서 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다. 예를 들어 제1 대역이 B1(2.1Ghz), 제2 대역이 B3(1.8Ghz)을 지칭할 수 있으며, 이와 반대로 제1 대역이 B3(1.8Ghz), 제2 대역이 B1(2.1Ghz)을 지칭할 수도 있다. 더하여 제1 대역과 제2 대역은 다음 표 1과 같이 캐리어 어그리게이션이 가능한 모든 조합을 포함할 수 있음이 자명하다. 캐리어 어그리게이션이 가능한 조합 및 그 조합에 따른 지원 대역폭의 일부 실시예는 다음의 표 1과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서가 안테나(401)와 필터(411, 412, 413) 사이에 매칭소자(421, 422, 423)를 포함한 구성을 나타낸 회로도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명은 다른 실시예로 안테나(401)와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 매칭소자(421, 422, 423)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 트리플렉서는 송신단 또는 수신단에 연결되는 소자에 따라 최적의 임피던스 매칭을 위해 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 인덕터 및/또는 커패시터를 포함하는 매칭소자(421, 422, 423)를 연결할 수 있으며, 인덕터 및/또는 캐패시터는 직렬 또는 병렬로 연결되어 안테나와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스 매칭을 이루어 최대전력의 신호를 전달할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서가 안테나(501)와 필터(511, 512, 513) 사이에 SAW 공진기(531, 532, 533)를 포함한 구성을 나타낸 회로도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서가 안테나(601)와 필터(611, 612, 613) 사이에 매칭소자(621, 622, 623) 및 SAW 공진기(631, 632, 633)를 포함한 구성을 나타낸 회로도이다.

도 5, 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예로 트리플렉서는 안테나(501, 601)와 적어도 어느 하나의 필터(511, 512, 513, 611, 612, 613) 사이에 SAW 공진기(531, 532, 533, 631, 632, 633)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 트리플렉서는 각 필터마다 특정 주파수 대역의 신호를 통과시키는데, 이때 정확한 신호의 송수신을 위해, 송신 주파수 대역의 신호가 수신단으로 유입되지 않아야 하며, 수신 주파수 대역의 신호는 송신단으로 유입되지 않아야 한다.

본 발명의 트리플렉서가 신호를 수신하는 경우 필터를 통과한 신호가 증폭기를 통해 증폭된 후 바로 RF 트랜시버로 전달되기 때문에 증폭된 신호가 송신용 필터로 유입되는 경우는 거의 없다.

그러나 이와 반대로 본 발명의 트리플렉서가 신호를 송신하는 경우, 송신용 필터를 통과하기 전에 RF 트랜시버에서 전달된 신호가 증폭기를 통해 증폭된 채로 송신용 필터에 유입되기 때문에 증폭되어 필터를 통과한 신호가 안테나뿐만 아니라 수신용 필터로까지 유입될 가능성이 있다.

이를 방지하기 위하여 SAW 공진기를 안테나와 수신용 필터 사이에 연결한다. 이때 SAW 공진기는 수신용 필터와 직렬 연결되어, SAW 공진기와 수신용 필터가 송신 주파수 대역에서 높은 합성 임피던스를 갖게 하여 송신 주파수 대역의 신호가 수신용 필터를 통과하여 수신단으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서를 구성하는 필터(711, 712, 713)가 배치된 모습을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트리플렉서는 기판(710), 기판(710) 위에 형성되고 안테나에 연결되는 제1 대역 송신용 필터(711), 기판 위에 형성되고 안테나에 연결되는 제1 대역 수신용 필터(712) 및 상기 기판 위에 형성되고 안테나에 연결되는 제2 대역 수신용 필터(713)를 포함하고, 상기 제2 대역 수신용 필터(713)는 제1 대역 송신용 필터(711)와 제1 대역 수신용 필터(712) 사이에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기판(710)은 필터(711, 712, 713)와 같은 전자 소자를 실장할 수 있는 압전 기판, PCB, 세라믹 기판 등을 사용할 수 있다. 기판 상에는 후술할 여러 종류의 필터(711, 712, 713)가 실장되고, 입력 포트 및 출력 포트가 형성되며 기판 상에 실장/형성되는 다양한 구성을 서로 전기적으로 연결하기 위한 배선 등도 인쇄될 수 있다.

상기 필터(711, 712, 713)는 특정 주파수 대역의 신호만 통과시키고 그 외의 대역의 신호는 차단시키는 기능을 한다. 이때 본 발명의 트리플렉서는 기판 위에 형성되고 안테나에 연결되는 제1 대역 송신 주파수의 신호를 통과시키는 제1 대역 송신용 필터(711), 제1 대역 수신 주파수의 신호를 통과시키는 제1 대역 수신용 필터(712) 및 제2 대역 송신 주파수의 신호를 통과시키는 제2 대역 송신용 필터(713)를 포함할 수 있다.

이로써 제1 대역의 수신 주파수 및 제2 대역 수신 주파수를 동시에 수신하여 캐리어 어그리게이션을 구현할 수 있다.

이때 제1 대역 송신용 필터(711), 제1 대역 수신용 필터(712) 및 제2 대역 수신용 필터(713)들끼리의 통과 대역은 서로 간섭하지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면 신호가 필터 모듈에 단일 입력 포트에 의해 입력되더라도 각각의 필터는 서로 독립적으로 신호를 송수신할 수 있기 때문이다. 그 결과 필터 모듈 내에 각 필터에 의해 처리되는 신호의 전송 특성 및 전송 효율이 개선되고, 필요한 특정 대역의 통신 신호를 효과적으로 선별하여 사용할 수 있다.

한편 제1 대역 송신 주파수와 제1 대역 수신 주파수는 원칙적으로 주파수 대역이 겹치지 않아야 하나, 본 발명의 실시예와 같이 제1 대역의 송신 주파수, 제1 대역의 수신 주파수, 제2 대역의 수신 주파수를 통과시키는 경우 제1 대역의 송신, 수신 주파수 대역이 제2 대역에 비해 서로 인접해 있다면 제1 대역 송신용 필터를 통과한 신호가 제1 대역 수신용 필터에 유입될 가능성이 크다. 본 발명의 트리플렉서가 신호를 수신하는 경우 필터를 통과한 신호가 증폭기를 통해 증폭된 후 바로 RF 트랜시버로 전달되기 때문에 증폭된 신호가 송신용 필터로 유입되는 경우는 거의 없으나, 이와 반대로 본 발명의 트리플렉서가 신호를 송신하는 경우 송신용 필터를 통과하기 전에 RF 트랜시버에서 전달된 신호가 증폭기를 통해 증폭된 채로 송신용 필터에 유입되기 때문에 증폭되어 필터를 통과한 신호가 안테나뿐만 아니라 수신용 필터로까지 유입될 가능성이 있기 때문이다.

이를 해결하기 위해 본 발명의 트리플렉서는 상기 제2 대역 수신용 필터(713)는 제1 대역 송신용 필터(711)와 제1 대역 수신용 필터(712) 사이에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다. 따라서 제1 대역 송신용 필터(711)와 제1 대역 수신용 필터(712) 사이에 제2 대역 수신용 필터(713)를 위치시킴으로써 물리적으로 비슷한 대역을 사용하는 필터간 위치를 이격시켜 놓기 때문에 분리(isolation) 특성이 보다 우수한 트리플렉서를 제작할 수 있다.

이때 본 발명은 기판 위에 형성되고 상기 안테나와 접지 사이에 연결되어 소자들의 임피던스를 매칭하는 매칭소자를 포함하여, 안테나와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스를 매칭할 수 있다. 이때 매칭소자는 매칭되는 임피던스에 따라 인덕터 및/또는 커패시터를 포함할 수 있으며 임피던스 매칭을 통해 최대전력의 신호를 전달할 수 있다.

더하여 본 발명은 기판 위에 형성되고 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 연결되는 인덕터 및/또는 커패시터를 포함하는 매칭소자를 포함할 수 있으며, 인덕터 및/또는 캐패시터는 직렬 또는 병렬로 연결되어 안테나와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스 매칭을 이루어 최대전력의 신호를 전달할 수 있다.

또한 본 발명은 기판 위에 형성되고 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 연결되는 SAW 공진기를 더 포함하여, SAW 공진기와 수신용 필터가 송신 주파수 대역에서 높은 합성 임피던스를 갖게 하여 송신 주파수 대역의 신호가 수신용 필터를 통과하여 수신단으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

아울러 본 발명은 상기 필터 중 적어도 어느 하나가 DMS(Double Mode Saw) 필터인 것을 특징으로 할 수 있다. 종래의 레더 타입 필터는 상대적으로 감쇄특성이 좋지 못하여 필터 내부에 인덕터가 추가적으로 포함되어야 했으나, 본 발명의 실시형태에 따른 트리플렉서는 감쇄특성이 양호한 DMS 필터를 사용하여 종래와 같이 인덕터를 추가할 필요 없어 트리플렉서의 소형화에 기여할 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101, 201, 301, 401, 501, 601: 안테나
110a: 송신용 필터
110b: 수신용 필터
211, 411, 511, 611: 제1 필터
212, 412, 512, 612: 제2 필터
213, 413, 513, 613: 제3 필터
315: 제1 대역 수신용 필터
316: 제2 대역 수신용 필터
317: 송신용 필터
120, 220, 320, 420, 421, 422, 423, 520, 620, 621, 622, 623: 매칭소자
531, 532, 533, 631, 632, 633: SAW 필터
710: 기판
711: 제1 대역 송신용 필터
712: 제1 대역 수신용 필터
713: 제2 대역 수신용 필터

Claims (11)

1. 안테나와 연결되어 제1 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제1 필터;
   상기 안테나와 연결되어 제2 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제2 필터;
   상기 안테나와 연결되어 제3 대역 주파수의 신호를 통과시키는 제3 필터; 및
   상기 안테나와 접지 사이에 연결되어 상기 안테나와 수신단 및 송신단 사이의 임피던스를 매칭하는 매칭소자;
   를 포함하고,
   상기 필터 중 적어도 두개는 서로 다른 주파수 대역을 동시에 이용하여 캐리어 어그리게이션을 구현하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터 중 적어도 두개는,
   서로 다른 수신 주파수 대역의 신호를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 필터는 상기 안테나로부터 제1 대역 수신 주파수의 신호를 수신단으로 통과시키는 제1 대역 수신용 필터이고,
   상기 제2 필터는 상기 안테나로부터 제2 대역 수신 수파수의 신호를 수신단으로 통과시키는 제2 대역 수신용 필터이고,
   상기 제3 필터는 송신 주파수의 신호를 안테나로 통과시키는 송신용 필터인 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 매칭소자;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
   
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 SAW 공진기;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 필터는,
   적어도 어느 하나가 DMS(Double Mode Saw) 필터인 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
   
7. 기판;
   상기 기판 위에 형성되고, 안테나에 연결되는 제1 대역 송신용 필터;
   상기 기판 위에 형성되고, 안테나에 연결되는 제1 대역 수신용 필터;
   상기 기판 위에 형성되고, 안테나에 연결되는 제2 대역 수신용 필터;
   를 포함하고,
   상기 제2 대역 수신용 필터는,
   상기 제1 대역 송신용 필터와 상기 제1 대역 수신용 필터 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 기판 위에 형성되고, 상기 안테나와 접지 사이에 연결되어, 소자들의 임피던스를 매칭하는 매칭소자;
   를 더 포함하는 트리플렉서.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 기판 위에 형성되고, 상기 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 연결되는 매칭소자;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
   
10. 제7항 또는 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 기판 위에 형성되고, 상기 안테나와 적어도 어느 하나의 필터 사이에 연결되는 SAW 공진기;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
    
11. 상기 필터는,
    적어도 어느 하나가 DMS(Double Mode Saw) 필터인 것을 특징으로 하는 트리플렉서.

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