KR20170038690A - Signal divider including air gap - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 송수신 공용 무선통신 시스템에서 수동 상호 변조 왜곡을 개선하는 안테나용 신호 분배기에 관한 것이다.The present invention relates to a signal distributor for an antenna that improves passive intermodulation distortion in a wireless communication system.
무선 통신의 진화 및 발전에 따라 무선 통신 서비스는 다양한 주파수 대역을 사용하고 있다.As wireless communication evolves and develops, wireless communication services use various frequency bands.
무선 통신은 음성 위주의 서비스 제공을 위한 PCS CDMA (Personal Communication System Code Domain Multiple Access) 무선 이동 통신 서비스, 음성뿐만 아니라 화상 통화 제공을 위한 WCDMA(Wide band Code Division Multiple Access) 무선 이동 통신 서비스, 그리고 고속 무선 인터넷 서비스를 위한 LTE(Long Term Evolution) 무선 이동 통신 서비스로 다양화되고 있다. The wireless communication includes a PCS CDMA (Personal Communication System Code Domain Multiple Access) wireless mobile communication service for providing voice-oriented services, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) wireless mobile communication service for providing video communication as well as voice, And is being diversified into LTE (Long Term Evolution) wireless mobile communication service for wireless Internet service.
각각의 무선 통신 서비스는 서로 다른 주파수 대역을 사용하기 때문에 각각의 무선 통신 서비스를 받기 위해 서로 다른 무선 이동 통신 단말기(MS : Mobile Station)가 있어야 하며 또한 서로 다른 기지국(Base Transceiver Station)을 설치하여 한다.Since each wireless communication service uses different frequency bands, different mobile communication terminals (MSs) are required to receive respective wireless communication services and different base transceiver stations are installed .
또한 기지국과 멀리 떨어져 있는 지역이나 지하상가, 터널, 지하 주차장, 빌딩 등과 같은 전파 음영 지역들은 중계기(Repeater)를 설치하여 전파 음영 지역에 있는 서비스 이용자에게도 무선 통신 서비스가 가능하도록 한다. 즉, 각각의 중계기는 음영 지역이나 차폐된 공간에 설치되어 각각의 기지국 신호를 수신한 후 증폭하여 재방사하는 방식을 이용하여 전파 음영 지역에서의 무선 통신 서비스의 이용을 가능하게 한다. In addition, radio-shaded areas such as an area remote from the base station, an underground shopping center, a tunnel, an underground parking lot, a building, and the like are provided with a repeater so that a wireless communication service can be provided also to a service user in a radio- That is, each of the repeaters is installed in a shadow area or a shielded space, amplifies the signal after receiving each base station signal, and re-radiates the signal, thereby making it possible to use the wireless communication service in the shadow area.
기지국 또는 중계기의 서비스 영역(Service Coverage)을 확대하기 위해서는 기지국 또는 중계기당 2개 이상의 다중 안테나(Multi Antenna)를 사용하며, 기지국 신호 또는 중계기 신호를 2개 이상의 다중 안테나로 분배하기 위하여 T-접합 분배기(T-Junction Divider)와 같은 신호 분배기를 사용하고 있다.In order to expand the service coverage of a base station or a repeater, two or more multi antennas are used per base station or repeater, and a T-junction distributor (not shown) is used to distribute a base station signal or a repeater signal to two or more multiple antennas. (T-Junction Divider).
이때, 일반적으로 기지국 신호와 단말기 신호를 결합 또는 분리하기 위하여 듀플렉서를 이용하는데, 듀플렉서를 이용하여 통신 서비스를 제공하는 경우 신호 분배기에서 발생하는 수동 상호 변조 왜곡 신호가 중계기나 기지국으로 수신되는 문제점이 있다. Generally, a duplexer is used to combine or separate a base station signal and a terminal signal. However, when a communication service is provided using a duplexer, a passive intermodulation distortion signal generated in a signal distributor is received by a repeater or a base station .
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수동 상호 변조 왜곡 신호를 줄일 수 있는 신호 분배기를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a signal distributor capable of reducing a passive intermodulation distortion signal.
본 발명의 한 실시예에 따른 기지국 또는 중계기와 안테나 사이에서 신호를 분배 또는 결합하는 신호 분배기는 상기 안테나 신호, 그리고 상기 기지국 또는 중계기 신호 입출력을 위한 적어도 하나 이상의 입출력 포트, 그리고 상기 입출력 포트를 연결하는 신호 선로를 포함하는 PCB 보드, 그리고 상기 PCB 보드의 하면에 위치하는 접지 판을 포함하는 보호 커버를 포함하고, 상기 PCB 보드는 상기 접지 판과 일정 간격을 유지하도록 배치되어 상기 PCB 보드와 상기 접지 판 사이에 소정의 갭(gap)을 포함한다. A signal distributor for distributing or combining signals between a base station or a repeater and an antenna according to an embodiment of the present invention includes at least one input / output port for inputting and outputting the antenna signal and the base station or a repeater signal, A PCB board including a signal line, and a grounding plate positioned on a lower surface of the PCB board, wherein the PCB board is arranged to be spaced apart from the grounding plate at a predetermined interval, And includes a predetermined gap between them.
상기 갭은 에어 갭(Air gap)일 수 있다. The gap may be an air gap.
상기 PCB 보드는 상기 안테나 신호 입출력을 위한 두 개의 제1 입출력 포트, 상기 안테나 입출력 포트와 연결된 적어도 두 개의 출력 선로, 상기 기지국 또는 중계기의 신호 입출력을 위한 하나의 제1 입출력 포트 그리고 상기 기지국 입출력 포트와 연결된 입력 선로를 포함할 수 있다. The PCB board includes two first input / output ports for inputting / outputting the antenna signal, at least two output lines connected to the antenna input / output port, one first input / output port for signal input / output of the base station or a repeater, And may include connected input lines.
상기 신호 분배기는 출력 주파수 특성 조정을 위하여 상기 출력 선로를 연결하는 하나 이상의 로드(Load)를 포함할 수 있다. The signal distributor may include at least one load connecting the output line for adjusting an output frequency characteristic.
상기 로드는 저항(Resister), 인덕터(Inductor), 그리고 커패시터(Capacitor) 중 적어도 하나의 수동 소자로 구성될 수 있다. The load may comprise passive elements of at least one of a resistor, an inductor, and a capacitor.
상기 보호 커버는 상기 접지 판과 연결되는 측벽을 더 포함할 수 있다. The protective cover may further include a side wall connected to the ground plate.
상기 접지 판은 각각 상기 PCB 보드의 가로, 그리고 세로 너비보다 작은 가로 너비 및 세로 너비를 갖는 홈부를 포함할 수 있다. The ground plate may include a groove having a lateral width and a lateral width smaller than the lateral width and the vertical width of the PCB board, respectively.
상기 PCB 보드는 상기 홈부와 상기 측벽의 단차에 걸쳐진 형태로 부착되어 배치될 수 있다. The PCB board may be attached to the PCB in a form straddling the step between the groove and the side wall.
상기 PCB 보드는 상기 접지 판과 대응하는 일면에 상기 접지 판과 일정한 거리를 유지하기 위한 적어도 하나 이상의 지지대를 포함할 수 있다. The PCB board may include at least one support for maintaining a predetermined distance from the ground plate on a surface corresponding to the ground plate.
본 발명의 실시예에 따르면 신호에 유입되는 수동 상호 변조 왜곡 신호의 세기를 감소시켜 고성능의 통신 서비스를 제공할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the strength of the passive intermodulation distortion signal introduced into the signal, thereby providing a high-performance communication service.
본 발명의 실시예에 따르면 신호 분배기 제조 비용을 줄일 수 있다. Embodiments of the present invention can reduce the cost of manufacturing a signal distributor.
도 1은 통신 사업자가 중계기를 이용하여 무선 통신 서비스를 제공하는 송수신 공용화 시스템을 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 2는 중계기의 내부 구성도 및 중계기와 서비스 안테나의 연결 구조를 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기의 내부 구성도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기의 신호 선로 폭을 기준으로 한 내부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기의 내부 구성도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기의 신호 선로 폭을 기준으로 한 내부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기, 그리고 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기에서 신호 선로의 특성 임피던스가 50옴인 경우의 유전체 높이(H)에 따른 신호 선로 폭(W)을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기의 에어 갭 두께(h2)에 따른 특성 임피던스(Zo)의 변화 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 갭을 포함하는 다단 신호 분배기의 예시이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 갭을 포함하는 다단 신호 분배기의 수동 상호 변조 왜곡 신호의 측정값이다.1 is a block diagram schematically showing a transmission / reception sharing system in which a communication service provider provides a wireless communication service using a repeater.
2 is a block diagram of an internal structure of a repeater and a connection structure of a repeater and a service antenna.
3 is a diagram illustrating an internal configuration of a signal distributor according to an embodiment of the present invention.
4 is an internal cross-sectional view illustrating a signal line width of a signal distributor according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an internal configuration of a signal distributor according to a comparative example of the present invention.
6 is an internal cross-sectional view of a signal distributor according to a comparative example of the present invention with reference to a signal line width.
7 shows the signal line width W according to the dielectric height H when the characteristic impedance of the signal line is 50 ohms in the signal distributor according to the embodiment of the present invention and the signal distributor according to the comparative example of the present invention. It is a graph.
8 is a graph of a change in characteristic impedance Z o according to an air gap thickness h 2 of a signal distributor according to an embodiment of the present invention.
9 is an illustration of a multi-stage signal distributor including an air gap according to another embodiment of the present invention.
10 is a measurement of a passive intermodulation distortion signal of a multi-stage signal distributor including an air gap according to another embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
도 1은 통신 사업자가 중계기를 이용하여 무선 통신 서비스를 제공하는 송수신 공용화 시스템을 간략하게 나타낸 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing a transmission / reception sharing system in which a communication service provider provides a wireless communication service using a repeater.
도 1을 참고하면, 기지국(20)은 기지국 신호를 링크 안테나(Link Antenna)(13)를 통하여 중계기(11)로 전달하고, 중계기(11)는 수신한 기지국 신호를 증폭한 다음 신호 분배기(12)와 건물의 서로 다른 층에 위치하는 서비스 안테나(Service Antenna)(14a, 30b)를 통해 단말기(30a, 30b)로 전송한다. 1, a
그리고 단말기(30a, 30b)는 단말기 신호를 서비스 안테나(14a, 14b)와 신호 분배기(12)를 통하여 중계기(11)로 전달하고, 중계기(11)는 수신한 단말기 신호를 증폭한 다음 링크 안테나(13)를 통해 기지국(20)으로 전송한다. The
도 2는 중계기의 내부 구성도 및 중계기와 서비스 안테나의 연결 구조를 간략하게 나타낸 구성도이다. 2 is a block diagram of an internal structure of a repeater and a connection structure of a repeater and a service antenna.
도 2를 참고하면, 중계기(11)는 기지국(20)으로부터 수신한 기지국 신호를 증폭기(15a)를 이용하여 증폭한 다음 서비스 안테나(14a, 14b)를 통해 단말기(30a, 30b)로 전송하고, 단말기(30a, 30b)로부터 수신한 단말기 신호를 증폭기(15b)를 이용하여 저잡음(low noise) 증폭하여 기지국(20)으로 전송한다. 2, the
이때, 중계기(11)는 기지국 신호와 단말기 신호를 결합 또는 분리하기 위하여 듀플렉서(Duplexer)(16)를 포함한다. 그리고 중계기(11)는 서로 다른 곳에 위치하는 서비스 안테나(14a, 14b)로 신호를 분배하기 위하여 신호 분배기(12)와 연결되어 있다. At this time, the
일반적으로, 통신 사업자들은 단말기(30a, 30b)로 신호를 전송하고, 단말기(30a, 30b)로부터 신호를 수신하기 위하여 단말기(30a, 30b)로 기지국 신호를 전송하기 위한 송신 안테나와 단말기(30a, 30b)로부터 단말기 신호를 수신하기 위한 수신 안테나, 그리고 각각의 안테나 급전 케이블(Feeder Cable)을 구비해야 하는 문제점을 해결하기 위하여 듀플렉서(16)를 사용한다. In general, communication carriers transmit signals to
즉, 비용 절감을 위하여 다수의 무선 통신 사업자들은 듀플렉서(16)를 사용하여 하나의 안테나와 케이블을 이용하여 단말기(30a, 30b)로 신호를 송신 및 수신하여 고객에게 통신 서비스를 제공하는 방식을 채택하고 있다. That is, in order to reduce the cost, a plurality of wireless communication companies adopt a method of transmitting and receiving signals to and from the
도 2를 참고하면, 듀플렉서(16)를 사용하는 송수신 공용화 시스템(10)은 A 주파수 대역의 신호를 송신하고, B 주파수 대역의 신호를 수신한다. 예를 들면, A 주파수 대역은 WCDMA 시스템에서의 송신 주파수 대역으로, 대략 2.1 GHz 대역 일 수 있고, B 주파수 대역은 WCDMA 시스템에서의 수신 주파수 대역으로, 대략 1.9 GHz 대역일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 A 주파수 대역의 신호를 A 신호라 하고, B 주파수 대역의 신호를 B 신호라 한다. Referring to FIG. 2, the transmission /
A 신호는 증폭기(15a)를 통해 전력이 소정 레벨 증폭되고, 필터(미도시)를 통해 송신 주파수 대역의 노이즈가 제거된 후, 듀플렉서(16)에 의해 안테나(14a)로 전달된 후, 안테나(14a)를 통해 외부로 송출된다. 한편 안테나(14b)를 통해 외부로부터 수신되는 수신 신호는 듀플렉서(16)에 의해 필터(미도시)로 전달된 후, 필터에서 수신 주파수 대역의 노이즈가 제거된 후, 증폭기(15b)에 의해 전력이 소정 레벨 증폭되어 B 신호로 수신된다. A signal is amplified by a predetermined level through an
한편, 이동 통신 서비스 가입자(Mobile Communication Service Subscriber)가 증가함에 따라 무선 통신 서비스 사업자는 증가하는 가입자를 수용하기 위하여 주파수 할당(Frequency Allocation)의 사용이 확대되고 있다.Meanwhile, as the number of mobile communication service subscribers increases, wireless communication service providers are increasingly using frequency allocation in order to accommodate an increasing number of subscribers.
이와 같이, 서로 다른 주파수 대역을 이용하는 송수신 공용화 시스템(10)은 송신 신호와 수신 신호의 결합과 분리 등을 위해 듀플렉서(16)와 같은 수동 소자를 이용하는 경우, 주파수가 서로 다른 두 시스템이 급전선 등을 공용화함에 따라 공용화 시 또는 공용화된 두 주파수가 그 이후에 존재하는 수동 소자의 비 선형적 특징으로 인하여 송신 신호에 의해 수신 신호에 수동 상호 변조 왜곡(Passive Inter Modulation Distortion, PIMD)가 발생한다. As described above, when the passive elements such as the
수동 상호 변조 왜곡 신호는 능동 소자에서 발생하는 상호 변조 왜곡(Inter Modulation Distortion, IMD)와는 달리, 상용 이동 통신 방식에서 거의 무시 되어 왔지만, 최근 이동 통신 서비스가 확장됨에 따라 인접 기지국 간의 간섭이 증가하고 있다. 그에 따라 수신 신호에 발생된 수동 상호 변조 왜곡 신호가 기지국(20)으로 유입되고, 기지국(20)의 수신 감도를 저하시켜 기지국(20)의 커버리지(Coverage)가 감소하게 되며, 심한 경우 이동 통신 가입자의 통화 단절(Call Drop)과 같은 통신 품질 저하가 발생한다. The passive intermodulation distortion signal has been neglected in the commercial mobile communication system unlike the intermodulation distortion (IMD) generated in the active element. However, as the mobile communication service is expanded, the interference between adjacent base stations is increasing . Accordingly, the passive intermodulation distortion signal generated in the reception signal flows into the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 신호 분배기의 구조 및 적용된 구성 및 작용 효과를 살펴본다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기의 내부 구성도를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기의 신호 선로 폭을 기준으로 한 내부 단면도이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an internal structure of a signal distributor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an internal cross-sectional view illustrating a signal line width of a signal distributor according to an embodiment of the present invention.
일반적인 신호 분배기의 내부 구성도를 도시한 도면이고, 도 4는 일반적인 신호 분배기의 신호 선로 폭을 기준으로 한 내부 단면도이다.FIG. 4 is an internal cross-sectional view of a conventional signal distributor, and FIG. 4 is an internal cross-sectional view of the conventional signal distributor with respect to a signal line width.
도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 수동 상호 변조 왜곡을 개선한 신호 분배기(100)는 PCB 보드(110), 그리고 보호 커버(120)를 포함한다. Referring to FIG. 3, a
그리고 PCB 보드(110)는 절연체(Insulator)인 유전체(Dielectric Substance)(111), 그리고 유전체(111)에 복수의 신호 선로(113a, 113b, 113c)를 구성하는 동박 패턴(Copper foil Pattern)을 포함한다.The
PCB 보드(110)는 단말기 신호 입출력을 위한 두 개의 입출력 포트, 그리고 기지국 신호 입출력을 위한 하나의 입출력 포트를 포함할 수 있다. The
제1 신호 선로(113a) 및 제2 신호 선로(113b)의 한쪽은 단말기 신호 입출력을 위한 입출력 포트와 연결되며, 다른 한쪽은 기지국 신호 입출력을 위한 입출력 포트와 연결된 제3 신호 선로(113C)와 연결된다. One of the
신호 분배기(100)는 출력 PCB 신호 선로(113a, 113b)와 연결되는 출력 포트(Output Port)의 임피던스 정합(Impedance Matching), 출력 주파수 특성 조정 및 출력 포트 간의 격리도(Isolation)를 위하여 복수의 출력 PCB 신호 선로(113a, 113b)는 로드(load)(115)으로 서로 연결되는 구조를 갖는다. The
로드(115)로는 저항(Resister), 인덕터(Inductor)와 커패시터(Capacitor) 등의 소자가 사용될 수 있으며, 하나 또는 하나 이상의 직병렬 연결구조로 사용될 수 있다.The
보호 커버(120)는 신호(Signal)의 접지(Ground), 그리고 차폐(Shielding)를 위해 사용된다. 보호 커버(120)는 PCB 보드(110)와 평행하게 배치되는 접지 판을 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서 접지 판은 보호 커버(120)의 하면일 수 있다. The
도 4를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기(100)에서 PCB 보드(110)는 접지 판과 일정 거리를 유지하도록 배치되어 PCB 보드(110)와 접지 판 사이에 소정의 간격(gap)(130)이 위치한다. 이때, PCB 보드(110)와 접지 판 사이의 소정의 간격(130)은 공기(air)로 채워진 에어 갭(air gap)일 수 있다. 즉, 유전체(111)의 하면(Lower Side)과 보호 커버(120)의 접지 판 사이에 에어 갭(130)을 포함한다. 4, in the
그러나 본 발명에 따른 신호 분배기가 반드시 이에 한하는 것은 아니며 간격(130) 내부는 진공 상태일 수도 있고, 소정의 유전율을 갖는 액체 또는 고체 물질로 채워질 수도 있다. However, the signal distributor according to the present invention is not necessarily limited to this, and the
한편, 본 발명의 한 실시예에서 보호 커버(120)는 PCB 보드(110)의 가로 너비와 세로 너비보다 작은 너비를 갖는 홈부를 포함할 수 있고, PCB 보드(110)는 보호 커버(120)의 홈부와 측벽의 단차에 걸쳐진 형태로 부착되어 접지 판과 소정의 거리를 유지하여 배치될 수 있다. The
그러나 본 발명에 따른 신호 분배기가 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 보호 커버(120) 또는 PCB 보드(110)는 PCB 보드(110)와 접지 판 사이의 간격을 유지하기 위한 간격 유지 부재(미도시)를 더 포함할 수도 있다. However, the signal distributor according to the present invention is not necessarily limited to this, and the
도 4의 구조에서 선로의 특성 임피던스(Zo)와 PCB 보드(110)의 신호 선로(113a, 113B, 113C) 폭(Width)(W), 그리고 보호 커버(120)의 접지 판에서 유전체(111) 상면까지의 높이(height)(h)와의 관계는 수학식 1과 같다.The characteristic impedance Z o of the line in the structure of FIG. 4, the width W of the
여기서, W는 신호 선로 폭이고, h는 보호 커버의 접지 판에서 유전체 상면까지의 높이이며, er은 유전체의 유전율(Dielectric Constant)이고 eff는 유효 유전율(effective dielectric constant)이다.Where W is the signal line width, h is the height from the ground plane of the protective cover to the top surface of the dielectric, e r is the dielectric constant of the dielectric and e ff is the effective dielectric constant.
상기 수학식1과 같이, 신호 분배기의 특성 임피던스 값은 신호 선로(113a, 113b, 113c) 의 폭(W')과 보호 커버(120)의 접지 판에서 유전체(111) 상면까지의 높이(h)의 비율인 W/h와 반비례한다. The characteristic impedance value of the signal distributor is determined by the width W 'of the
최근에는 PCS CDMA/WCDMA/LTE의 출력 신호가 하나의 포트에 통합된 통합형 중계기의 사용으로 인해 신호 분배기에 입력되는 중계기의 출력 신호의 크기가 점점 더 커지고 있고 이로 인해 신호 분배기(100)의 PCB 보드(110)에서 발생하는 수동 상호 변조 왜곡 신호의 크기도 점점 더 커지고 있다.In recent years, due to the use of an integrated repeater in which output signals of PCS CDMA / WCDMA / LTE are integrated into one port, the output signal of the repeater input to the signal distributor is becoming larger and larger, The magnitude of the passive intermodulation distortion signal generated in the
PCB 업체에서 제공하는 어플리케이션 노트(Application Note)에 의하면 PCB 보드(110)에서 발생하는 수동 상호 변조 왜곡 신호의 크기는 PCB 보드(110)의 신호 선로(113a, 113b, 113c)의 폭(W)에 반비례하므로, 수동 상호 변조 왜곡 신호의 크기를 줄이기 위해서는 신호 분배기(100)의 내부에 있는 신호 선로(113a, 113b, 113c)의 폭(W)을 기존 신호 선로의 폭보다 훨씬 더 넓게 해야 한다.According to the application note provided by the PCB manufacturer, the size of the passive intermodulation distortion signal generated in the
신호 분배기(100)의 특성 임피던스 값은 PCB의 신호 선로의 폭(W)과 기구의 접지 판에서 유전체 상면까지의 높이(h)의 비율인 W/h와 반비례하므로, PCB에서 발생하는 수동 변조 왜곡 신호의 크기를 줄이기 위해 신호 선로의 폭을 넓게 하면 신호 선로의 임피던스 값은 50 Ohms보다 작아지게 된다. The characteristic impedance value of the
따라서 신호 선로(113a, 113b, 113c)가 50 Ohms 임피던스를 갖도록 하면서 PCB의 선로 폭(W)을 기존 PCB의 선로 폭보다 더 넓게 하기 위해서는 기구의 접지 판에서 PCB의 유전체 상면까지의 높이(h)도 더 높아져야 한다.Therefore, in order to make the line width W of the PCB wider than the line width of the conventional PCB while allowing the
본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기(100)의 보호 커버(120)의 접지 판에서 유전체(111) 상면까지의 높이(H)는 PCB 보드(110)의 유전체(111)의 두께(h1)와 에어 갭(130)의 두께(h2)의 합(h1 + h2)이기 때문에, 보호 커버(120)의 접지 판에서 유전체(111) 상면까지의 높이는 일반적인 신호 분배기(100')의 보호 커버(120')의 접지 판에서 유전체(111') 상면까지의 높이인 유전체(111')의 두께(h)보다 큰 값을 갖는다. The height H from the ground plate of the
보호 커버(120)의 접지 판에서 유전체(111) 상면까지의 높이(H)가 에어 갭(130)의 두께(h2)만큼 더 높아짐으로써 50 Ohms 특성 임피던스를 갖는 신호 선로(113a, 113b, 113c)의 폭(W)도 에어 갭(130)의 두께(h2)에 비례하여 더 넓어진다.The height H from the ground plate of the
이에 따라서 PCB 보드(110)에서 발생하는 수동 상호 변조 왜곡 신호의 크기는 일반적인 신호 분배기(100)의 PCB 보드(110)에서 발생하는 수동 상호 변조 왜곡 신호의 크기보다 줄어들게 된다.Accordingly, the size of the passive intermodulation distortion signal generated in the
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면 신호에 유입되는 수동 상호 변조 왜곡 신호의 세기를 감소시켜 고성능의 통신 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면 신호 분배기 제조 비용을 저감할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the strength of the passive intermodulation distortion signal introduced into the signal is reduced, thereby providing a high-performance communication service. Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost of the signal distributor.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기의 내부 구성도를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기의 신호 선로 폭을 기준으로 한 내부 단면도이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an internal configuration of a signal distributor according to a comparative example of the present invention, and FIG. 6 is an internal cross-sectional view of a signal distributor according to a comparative example of the present invention.
도 5를 참고하면, 본 발명의 비교예에 따른 일반적인 신호 분배기(100')는 PCB 보드(110'), 그리고 보호 커버(120')를 포함한다. Referring to FIG. 5, a general signal distributor 100 'according to a comparative example of the present invention includes a PCB board 110' and a protective cover 120 '.
PCB 보드(110')는 절연체(Insulator)인 유전체(Dielectric Substance)(111'), 그리고 유전체(111')에 복수의 신호 선로(113a', 113b', 113c')를 구성하는 동박 패턴(Copper foil Pattern)을 포함한다. The PCB board 110 'includes a dielectric member 111', which is an insulator, and a copper foil pattern 113 'which constitutes a plurality of
일반적인 신호 분배기(100')는 출력 PCB 신호 선로(113a', 113b')와 연결되는 출력 포트(Output Port)의 임피던스 정합(Impedance Matching) 및 출력 포트 간의 격리도(Isolation)를 위하여 복수의 출력 PCB 신호 선로(113a', 113b')는 로드(load)(115')으로 서로 연결되는 구조를 갖는다. The general signal distributor 100 'includes a plurality of output PCBs (not shown) for impedance matching and isolation between the output ports connected to the output
로드(115')로는 저항(Resister), 인덕터(Inductor)와 커패시터(Capacitor) 등의 소자가 사용될 수 있으며, 하나 또는 하나 이상의 직병렬 연결구조로 사용될 수 있다.The load 115 'may be a resistor, an inductor, a capacitor, or the like, and may be used in one or more series-parallel connection structures.
보호 커버(120')는 신호(Signal)의 접지(Ground), 그리고 차폐(Shielding)를 위해 사용된다. 일반적으로 신호 분배기(100')에서 발생하는 수동 상호 변조 왜곡 신호는 기지국 송신 신호가 통과하는 PCB 보드(110')에서 발생한다. The protective cover 120 'is used for grounding and shielding of a signal. Generally, the passive intermodulation distortion signal generated in the signal distributor 100 'is generated in the PCB board 110' through which the base station transmission signal passes.
도 6을 참고하면, 신호 선로(113)는 유전체(111')의 상면에 위치하고, 유전체(111')의 하면은 보호 커버(120')의 접지 판 상면과 접합한다. Referring to FIG. 6, the
일반적으로 중계기(11)와 안테나(14a, 14b)의 입출력 포트는 통상 50 Ohms의 특성 임피던스(Characteristic Impedance)를 갖고 있으므로 신호 분배기(100)의 내부에 있는 신호 선로(113a', 113b', 113c')도 입력과 출력 임피던스 정합을 위해 50 Ohms의 특성 임피던스를 갖도록 설계가 되어야 한다. Generally, since the input / output ports of the
본 발명의 비교예에 따른 일반적인 신호 분배기(100')는 보호 커버(120')의 접지 판과 PCB 보드(110')가 접합하는 형태를 갖기 때문에 보호 커버(120')의 접지 판에서 유전체(111') 상면까지의 높이가 상대적으로 낮다. Since the general signal distributor 100 'according to the comparative example of the present invention has a form in which the ground plate of the protective cover 120' and the PCB board 110 'are joined to each other, the dielectric of the protective plate 120' 111 ') is relatively low.
PCB 보드(110')에서 유전체(111')의 두께를 두껍게 하면 보호 커버(120')의 접지 판에서 유전체(111') 상면까지의 높이를 높일 수 있지만, PCB 보드(110')의 가격은 유전체(111') 두께에 비례하므로, 유전체(111')의 두께가 두꺼워진 만큼 PCB 보드(110')의 제조 비용이 상승한다. If the thickness of the dielectric 111 'in the PCB board 110' is increased, the height from the ground plate of the protective cover 120 'to the top surface of the dielectric 111' can be increased, but the PCB board 110 ' Is proportional to the thickness of the dielectric 111 ', so that the manufacturing cost of the PCB board 110' increases as the thickness of the dielectric 111 'becomes thicker.
이에 따라 결국 신호 분배기(100')의 가격이 고가(High Cost)가 된다. As a result, the price of the signal distributor 100 'becomes high.
예를 들면, 유전체의 두께가 2mm인 PCB의 가격은 유전체의 두께가 1mm인 PCB의 가격의 2배이므로, 제조 비용이 증가하게 된다. For example, the price of a PCB with a dielectric thickness of 2 mm is twice the price of a PCB with a dielectric thickness of 1 mm, thus increasing manufacturing costs.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기, 그리고 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기에서 신호 선로의 특성 임피던스가 50옴인 경우의 유전체 높이(H)에 따른 신호 선로 폭(W)을 도시한 그래프이다. 7 shows the signal line width W according to the dielectric height H when the characteristic impedance of the signal line is 50 ohms in the signal distributor according to the embodiment of the present invention and the signal distributor according to the comparative example of the present invention. It is a graph.
본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기(100) 및 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기(100')에서 PCB 보드(110)의 재질 및 크기, 그리고 보호 커버(120)의 재질 및 크기는 동일하도록 설정하였으며, 다만 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기(100)는 PCB 보드(110)와 접지 판 사이에 에어 갭(130)을 포함한다. The material and size of the
본 실시예에서 신호 분배기(100)의 유전체(11) 및 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기(100')의 유전체(111')는 유전율이 2.5이고, 두께가 0.8mm인 것으로 설정하였다. 또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기(100)의 에어 갭(130)은 0.5mm 두께를 갖는 것으로 설정하였다. In this embodiment, the dielectric 11 of the
본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기(100)는 보호 커버(120)의 접지 판과 PCB 보드(110)가 일정 간격을 유지하며 설치되기 때문에 보호 커버(120)의 접지 판에서 유전체(111) 상면까지의 높이가 본 발명의 비교예에 따른 보호 커버(120')의 접지 판에서 유전체(111') 상면까지의 높이보다 상대적으로 높은값을 가진다.The
도 7을 참고하면, 이에 따라 에어 갭(130)을 포함하는 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기(100)의 신호 선로 폭(W)은 유전체 높이(H)가 동일한 경우 본 발명의 비교예에 따른 신호 분배기(100)의 신호 선로 폭(W)에 비하여 큰 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 7, the signal line width W of the
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 신호 분배기의 에어 갭 두께(h2)에 따른 특성 임피던스(Zo)의 변화 그래프이다.8 is a graph of a change in characteristic impedance Z o according to an air gap thickness h 2 of a signal distributor according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에서 신호 분배기(100)의 유전체(111)는 유전율이 2.5이고, 두께가 0.8mm 이며, 신호 선로(113)의 폭이 4.6mm인것으로 설정하였다.In this embodiment, the dielectric 111 of the
도 8을 참고하면, 유전율이 2.5이고 유전체의 두께가 0.8mm이며 신호 선로의 폭이 4.6mm인 PCB 보드(110)의 특성 임피던스(Zo)는 에어 갭(130)의 두께(h2)가 커짐에 따라 커짐을 알 수 있다.8, the characteristic impedance Z o of the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 갭을 포함하는 다단 신호 분배기의 예시이다.9 is an illustration of a multi-stage signal distributor including an air gap according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참고하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 신호 분배기는 에어 갭을 포함하는 신호 분배기는 광대역 주파수(Broadband Frequency)에서 사용될 수 있도록 다단(Multi-Stage) 신호 선로 구조를 갖는다. Referring to FIG. 9, the multi-stage signal distributor according to another embodiment of the present invention has a multi-stage signal line structure such that a signal divider including an air gap can be used in a broadband frequency.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 신호 분배기는 각 단(Stage)의 끝에는 출력 포트의 임피던스 정합(Impedance Matching) 및 출력 포트 간의 격리도(Isolation) 갖기 위해 로드(load)를 통해 각 단의 신호 선로가 서로 연결되는 구조일 수 있다. The multi-stage signal distributor according to another embodiment of the present invention includes a plurality of signal lines (not shown) at each stage through a load to have impedance matching of output ports and isolation between output ports, May be connected to each other.
로드로는 저항(Resister), 인덕터(Inductor)와 커패시터(Capacitor) 등의 소자가 사용될 수 있으며, 하나 또는 하나 이상의 직병렬 연결 구조가 사용될 수 있다.As the load, a resistor, an inductor and a capacitor may be used, and one or more series-parallel connection structures may be used.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다단 구조를 갖는 신호 분배기의 신호 선로 폭은 도 7과 도 8의 그래프를 기초로 하여 최적화하였으며, 최적화된 유전율이 2.5이고 유전체의 두께가 0.8mm이며 에어 갭의 두께가 0.5mm인 신호 분배기의 각 단의 신호 선로 폭은 다음과 같다.The signal line width of the multi-stage signal distributor according to another embodiment of the present invention is optimized based on the graphs of FIGS. 7 and 8. The optimized dielectric constant is 2.5, the dielectric thickness is 0.8 mm, The signal line width of each end of the signal distributor having a thickness of 0.5 mm is as follows.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 갭을 포함하는 다단 신호 분배기의 수동 상호 변조 왜곡 신호의 측정값이다.10 is a measurement of a passive intermodulation distortion signal of a multi-stage signal distributor including an air gap according to another embodiment of the present invention.
수동 상호 변조 왜곡 신호 측정기에서 2170MHz 의 20Watts(43dBm) 신호와 2110MHz 의 20Watts(43dBm) 신호를 에어 갭을 포함하는 다단 신호 분배기에 인가하였을 때 발생하는 3차, 5차, 7차 수동 상호 변조 왜곡 신호의 크기를 측정하였다. The third, fifth, and seventh passive intermodulation distortion signals generated when a passive intermodulation distortion signal is applied to a multi-stage signal distributor including air gaps of 20 Watts (43 dBm) at 2170 MHz and 20 Watts (43 dBm) at 2110 MHz. Were measured.
도 10에 도시된 바와 같이, 일반적인 신호 분배기(100')에서 발생하는 수동 상호 변조 왜곡 신호의 크기는 통상 -150dBc 정도이지만 본 발명의 한 실시예에 따른 에어 갭을 포함하는 신호 분배기(100)에서 발생하는 수동 상호 변조 왜곡 신호의 크기는 -160dBc 이하로 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 10, the size of the passive intermodulation distortion signal generated in the general signal distributor 100 'is about -150dBc. However, in the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
Claims (9)
상기 안테나 신호, 그리고 상기 기지국 또는 중계기 신호 입출력을 위한 적어도 하나 이상의 입출력 포트, 그리고 상기 입출력 포트를 연결하는 신호 선로를 포함하는 PCB 보드, 그리고
상기 PCB 보드의 하면에 위치하는 접지 판을 포함하는 보호 커버를 포함하고,
상기 PCB 보드는 상기 접지 판과 일정 간격을 유지하도록 배치되어 상기 PCB 보드와 상기 접지 판 사이에 소정의 갭(gap)을 포함하는 신호 분배기. A signal distributor for distributing or combining signals between a base station or a repeater and an antenna,
A PCB board including at least one input / output port for inputting and outputting the antenna signal and the base station or a repeater signal, and a signal line connecting the input / output port,
And a protective cover including a ground plate positioned on a lower surface of the PCB board,
Wherein the PCB board is spaced apart from the ground plate and includes a predetermined gap between the PCB board and the ground plate.
상기 갭은
에어 갭(Air gap)인 신호 분배기The method of claim 1,
The gap
A signal distributor which is an air gap
상기 PCB 보드는
상기 안테나 신호 입출력을 위한 두 개의 제1 입출력 포트, 상기 안테나 입출력 포트와 연결된 적어도 두 개의 출력 선로, 상기 기지국 또는 중계기의 신호 입출력을 위한 하나의 제1 입출력 포트 그리고 상기 기지국 입출력 포트와 연결된 입력 선로를 포함하는 신호 분배기.The method of claim 1,
The PCB board
Output ports connected to the antenna input / output port, a first input / output port for signal input / output of the base station or a repeater, and an input line connected to the base input / output port, Including a signal splitter.
상기 신호 분배기는
출력 주파수 특성 조정을 위하여 상기 출력 선로를 연결하는 하나 이상의 로드(Load)를 포함하는 신호 분배기.3. The method of claim 2,
The signal distributor
And at least one load connecting said output line for adjustment of output frequency characteristics.
상기 로드는
저항(Resister), 인덕터(Inductor), 그리고 커패시터(Capacitor) 중 적어도 하나의 수동 소자로 구성되는 신호 분배기. 5. The method of claim 4,
The rod
A signal distributor comprising at least one passive element of a resistor, an inductor, and a capacitor.
상기 보호 커버는
상기 접지 판과 연결되는 측벽을 더 포함하는 신호 분배기.The method of claim 1,
The protective cover
And a side wall connected to the ground plate.
상기 접지 판은
각각 상기 PCB 보드의 가로, 그리고 세로 너비보다 작은 가로 너비 및 세로 너비를 갖는 홈부를 포함하는 신호 분배기. The method of claim 6,
The ground plate
Each having a lateral width and a lateral width smaller than the lateral width and the vertical width of the PCB board.
상기 PCB 보드는
상기 홈부와 상기 측벽의 단차에 걸쳐진 형태로 부착되어 배치된 신호 분배기. 8. The method of claim 7,
The PCB board
And wherein the signal distributor is attached in a form spread over a step between the groove portion and the side wall.
상기 PCB 보드는
상기 접지 판과 대응하는 일면에 상기 접지 판과 일정한 거리를 유지하기 위한 적어도 하나 이상의 지지대를 포함하는 신호 분배기.
The method of claim 6,
The PCB board
And at least one support for maintaining a predetermined distance from the ground plate on a surface corresponding to the ground plate.
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