KR20220032840A

KR20220032840A - 스플리터 회로, 프런트 엔드 모듈, 그리고 이의 동작 방법

Info

Publication number: KR20220032840A
Application number: KR1020200114645A
Authority: KR
Inventors: 성낙균; 박주영; 전현구
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2022-03-15
Also published as: US20220077882A1; CN114157311A; US11290137B1

Abstract

스플리터 회로, 프런트 엔드 모듈, 그리고 이의 동작 방법이 개시될 수 있다. 스플리터 회로는 신호 분배기, 제1 바이패스 회로, 그리고 제2 바이패스 회로를 포함할 수 있다. 상기 신호 분배기는 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 동시에 수행되는 제1 수신 모드에서 수신되는 제1 RF(Radio Frequency) 신호를 분리하여 전달할 수 있다. 제1 바이패스 회로는 상기 제1 통신 방식이 수행되는 제2 수신 모드에서 수신되는 제2 RF 신호를 상기 신호 분배기를 우회하여 전달할 수 있다. 그리고 제 바이패스 회로는 상기 제2 통신 방식이 수행되는 제3 수신 모드에서 수신되는 제3 RF 신호를 상기 신호 분배기를 우회하여 전달할 수 있다.

Description

스플리터 회로, 프런트 엔드 모듈, 그리고 이의 동작 방법{SPLITTER, FRONT END MODULE, AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 기재는 스플리터 회로, 프런트 엔드 모듈, 그리고 이의 동작 방법에 관한 것이다.

무선랜(Wireless Local Area Network) 기술에서, 통신 속도를 향상 시키기 위해 더욱 넓은 대역폭, 높은 처리율(throughput rate)을 갖는 기술 및 표준화가 진행되고 있다. 최근에는 통신 속도 향상뿐만 아니라 액세스 포인트(Access Point, AP)와 단말기가 밀집된 환경에서 더욱 향상된 통신 성능을 제공하는 기술 및 표준화가 진행 중이다. 일 예로, 고밀도/고효율 무선랜을 위한 OFDMA, MU-MIMO(Multi-User MIMO) 등의 기술이 적용된 차세대 규격 WiFi 6(802.11ax)의 표준화가 진행 중이다. 그리고 2018년에는 미국 연방 통신 위원회(FCC)에서 6GHz 대역(5.925 ~ 7.125GHz)을 비면허대역으로 추가 할당 하였으며, 이를 통해 1200MHz 대역폭이 확보되어서 다양한 WiFi 6 서비스를 제공할 수 있게 되었다.

한편, 5G 이동통신 서비스가 상용화 되고 있으며, 이의 원활한 서비스 구현을 위해 LTE-LAA(Licensed Assisted Access) CA(Carrier Aggregation) 기술이 제안되었다. LTE-LAA CA 기술은 LTE 면허대역과 WiFi 주파수가 포함된 비면허대역을 묶어서 더욱 넓은 대역을 사용해 데이터를 전송하는 기술로서, 기존 LTE 대비 약 10배 이상의 빠른 전송 속도를 제공할 수 있다.

이러한 기술들의 발전으로 인해 LTE-LAA와 WiFi 무선 환경이 공존하게 되었으며, 이를 지원하는 모바일 기기의 송신기 및 수신기에서도 공존(Co-existence) 동작을 지원하는 프런트 엔드 모듈(Front End Module, FEM)이 필요하게 되었다. 즉, LTE-LAA의 비면허대역과 WiFi의 비면허대역이 서로 중첩될 수 있고, 이를 동시에 지원하는 모바일 기기는 공존(Co-existence) 동작이 가능하면서 6GHz 대역을 커버할 수 있는 프런트 엔드 모듈(FEM)이 필요하다. 그리고 공존(Co-existence) 동작을 위해서, 프런트 엔드 모듈은 수신되는 신호를 분리하는 스플리터(splitter)를 포함하고 있다.

실시예들 중 적어도 하나의 실시예는 수신 성능의 열화를 최소화하는 스플리터 회로, 프런트 엔드 모듈, 그리고 이의 동작 방법을 제공하는 것이다.

실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 다르면, 스플리터 회로가 제공될 수 있다. 상기 스플리터 회로는, 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 동시에 수행되는 제1 수신 모드에서 수신되는 제1 RF(Radio Frequency) 신호를 분리하여 전달하는 신호 분배기, 상기 제1 통신 방식이 수행되는 제2 수신 모드에서 수신되는 제2 RF 신호를 상기 신호 분배기를 우회하여 전달하는 제1 바이패스 회로, 그리고 상기 제2 통신 방식이 수행되는 제3 수신 모드에서 수신되는 제3 RF 신호를 상기 신호 분배기를 우회하여 전달하는 제2 바이패스 회로를 포함할 수 있다.

상기 제1 바이패스 회로는 상기 제2 수신 모드에서 턴온되는 제1 스위치를 포함할 수 있으며, 상기 제2 바이패스 회로는 상기 제3 수신 모드에서 턴온되는 제2 스위치를 포함할 수 있다.

상기 신호 분배기는 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제3 스위치를 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치는 상기 제2 RF 신호가 입력되는 입력 단자에 연결될 있고, 상기 제1 바이패스 회로는 상기 제1 바이패스 회로의 출력 단자에 연결되며 상기 제2 수신 모드에서 턴온되는 제3 스위치를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 스위치는 상기 입력 단자에 연결될 수 있고, 상기 제2 바이패스 회로는 상기 제2 바이패스 회로의 출력 단자에 연결되며 상기 제3 수신 모드에서 턴온되는 제4 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 바이패스 회로는, 상기 제1 스위치와 상기 제3 스위치 사이에 연결되며 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 회로를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 바이패스 회로는 상기 제2 스위치와 상기 제4 스위치 사이에 연결되며 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 신호 분배기는 상기 제1 수신 모드에서 상기 제1 RF 신호를 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리하고 상기 제1 분리 신호를 제1 출력 단자로 출력하고 상기 제2 분리 신호를 제2 출력 단자로 출력할 수 있으며, 상기 제3 스위치는 상기 제1 RF 신호가 입력되는 입력 단자에 연결될 수 있으며, 상기 신호 분배기는 상기 제1 출력 단자에 연결되며 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제4 스위치, 그리고 상기 제2 출력 단자에 연결되며 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제5 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 신호 분배기는, 상기 제3 스위치와 상기 제4 스위치 사이에 연결되는 제1 임피던스 소자, 그리고 상기 제4 스위치와 상기 제5 스위치 사이에 연결되는 제2 임피던스 소자를 더 포함할 수 있다.

상기 제3 스위치는, 상기 입력 단자 연결되며 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제6 스위치, 그리고 상기 입력 단자에 연결되며 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제7 스위치를 포함할 수 있다.

상기 스플리터 회로의 단자는 상기 제1 내지 제3 RF 신호가 입력되는 입력 단자, 제1 출력 단자, 그리고 제2 출력 단자를 포함할 수 있으며, 상기 신호 분배기는 상기 제1 RF 신호를 제1 분리 신호와 상기 제2 분리 신호를 분리하고 상기 제1 분리 신호를 상기 제1 출력 단자로 출력하며 상기 제2 분리 신호를 상기 제2 출력 단자로 출력할 수 있으며, 상기 제1 바이패스 회로는 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 출력 단자로 전달할 수 있으며, 상기 제2 바이패스 회로는 상기 제3 RF 신호를 상기 제2 출력 단자로 전달할 수 있다.

상기 제1 출력 단자로부터 출력되는 신호는 상기 제1 통신 방식을 수행하는 제1 통신 칩셋으로 전송될 수 있으며, 상기 제2 출력 단자로부터 출력되는 신호는 상기 제2 통신 방식을 수행하는 제2 통신 칩셋으로 전송될 수 있다.

실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따르면, 프런트 엔드 모듈이 제공될 수 있다. 상기 프런트 엔드 모듈은 안테나로부터 입력되는 수신 RF(Radio Frequency) 신호를 스위칭하는 제1 스위치, 상기 수신 RF 신호를 증폭하는 증폭기, 그리고 상기 증폭기의 출력인 제1 신호를 분리하여 전달하는 스플리터 회로를 포함할 수 있으며, 상기 스플리터 회로는 제1 통신 방식이 수행되는 제1 수신 모드에서 상기 제1 신호를 분리하지 않고 제1 출력 단자로 전달하는 제1 바이패스 회로, 그리고 제2 통신 방식이 수행되는 제2 수신 모드에서 상기 제1 신호를 분리하지 않고 제2 출력 단자로 전달하는 제2 바이패스 회로를 포함할 수 있다.

상기 스플리터 회로는, 상기 제1 통신 방식과 상기 제2 통신 방식이 동시에 수행되는 제3 수신 모드에서, 상기 제1 신호를 제1 분리 신호와 제2 분리 신호를 분리하고 상기 제1 분리 신호를 상기 제1 출력 단자로 출력하며 상기 제2 분리 신호를 상기 제2 출력 단자로 출력하는 신호 분배기를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 바이패스 회로는 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제2 스위치를 포함할 수 있으며, 상기 제2 바이패스 회로는 상기 제2 수신 모드에서 턴온되는 제3 스위치를 포함할 수 있으며, 상기 스플리터 회로는 상기 제3 수신 모드에서 턴온되는 제4 스위치를 포함할 수 있다.

상기 제2 내지 제4 스위치는 상기 제1 신호가 입력되는 입력 단자에 연결될 수 있으며, 상기 제1 바이패스 회로는 상기 제2 스위치와 상기 제1 출력 단자 사이에 연결되는 제5 스위치를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 바이패스 회로는 상기 제3 스위치와 상기 제2 출력 단자 사이에 연결되는 제6 스위치를 더 포함할 수 있으며, 상기 스플리터 회로는 상기 제4 스위치와 상기 제1 출력 단자 사이에 연결되는 제7 스위치, 그리고 상기 제4 스위치와 상기 제2 출력 단자 사이에 연결되는 제8 스위치를 포함할 수 있다.

상기 제1 바이패스 회로는 상기 제2 스위치와 상기 제5 스위치 사이에 연결되는 매칭 회로를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 바이패스 회로는 상기 제3 스위치와 상기 제6 스위치 사이에 연결되는 매칭 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치, 상기 증폭기, 그리고 상기 스플리터 회로는 하나의 IC에 포함될 수 있다.

실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따르면, 수신 RF 신호를 분리하는 스플리터 회로의 동작 방법이 제공될 수 있다. 상기 동작 방법은, 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 동시에 수행되는 제1 수신 모드에서, 상기 수신 RF 신호를 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리하는 단계, 상기 제1 통신 방식만이 수행되는 제2 수신 모드에서, 상기 수신 RF 신호를 분리하지 않고 바이패싱하는 제1 경로를 제공하는 단계, 그리고 상기 제2 통신 방식만이 수행되는 제3 수신 모드에서, 상기 수신 RF 신호를 분리하지 않고 바이패싱하는 제2 경로를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 경로는 상기 제2 수신 모드에서 턴온되는 제1 스위치를 포함할 수 있으며, 상기 제2 경로는 상기 제3 수신 모드에서 턴온되는 제2 스위치를 포함할 수 있다.

상기 제1 분리 신호는 상기 제1 통신 방식을 수행하는 제1 통신 칩셋으로 전송될 수 있으며, 상기 제2 분리 신호는 상기 제2 통신 방식을 수행하는 제1 통신 칩셋으로 전송될 수 있으며, 상기 제1 경로를 통해 출력되는 신호는 상기 제1 통신 칩셋으로 전송될 수 있으며, 상기 제2 경로를 통해 출력되는 신호는 상기 제2 통신 칩셋으로 전송될 수 있다.

실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따르면, 수신 RF 신호를 분리하는 분배기에 바이패스 경로를 추가함으로써, 분배기에 의한 불필요한 성능 열화를 막을 수 있다.

도 1은 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈을 나타내는 도면이다.
도 3은 한 실시예에 따른 스플리터 회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 한 실시예에 따른 스플리터 회로의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 도 4의 스플리터 회로의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 스플리터 회로의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈을 나타내는 회로도이다.
도 8은 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈의 주변 구조를 나타내는 도면이다.

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.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "커플링(coupling)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 또는 물리적으로 커플링"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 또는 비접촉 커플링"되어 있는 경우를 포함한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 또는 물리적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 또는 비접촉 연결"되어 있는 경우, 또는 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

명세서 전체에서, RF 신호는 Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000)을 나타내는 도면이다.

한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000)는 송수신 포트(TRX1), 수신 포트(RX2), 그리고 안테나 포트(ANT)를 포함할 수 있다.

프런트 엔드 모듈(1000)의 송수신 포트(TRX1)는 송신 모드에서 RF(Radio Frequency) 송신 신호를 입력 받으며 수신 모드에서 수신 RF 신호를 출력한다. 그리고 프런트 엔드 모듈(1000)의 수신 포트(RX2)는 수신 모드에서 수신 RF 신호를 출력한다. 여기서, 송수신 포트(TRX1)로부터 출력되는 수신 RF 신호는 제1 통신 방식을 수행하는 제1 통신 칩셋으로 입력되고, 수신 포트(RX2)로부터 출력되는 수신 RF 신호는 제2 통신 방식을 수행하는 제2 통신 칩셋으로 입력된다. 여기서, 제1 통신 방식과 제2 통신 방식은 서로 다른 규격에 따른 통신 방식을 의미할 수 있다. 하나의 예로서 제1 통신 방식은 WiFi 통신 규격일 수 있으며 제2 통신 방식은 셀룰러 통신 규격일 수 있다. 한편, 제2 통신 방식은 셀룰러 통신 규격을 따르는 LTE-LAA 방식일 수 있다. 즉, 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000)은 공존(Co-existence) 동작을 지원할 수 있다.

프런트 엔드 모듈(1000)의 안테나 포트(ANT)는 안테나에 연결되고 안테나로 송신 RF 신호를 출력하며 안테나로부터 수신 RF 신호를 입력 받는다.

한편, 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000)은 전력 증폭기(2000)로 송신 RF 신호를 출력하는 송신 입력 포트(TXIN)와 전력 증폭기(2000)의 출력 신호를 입력 받는 송신 출력 포트(TXOUT)를 더 포함할 수 있다. 전력 증폭기(2000)는 송신기 및 수신기에 포함되는 소자 중에서 가장 많은 전력을 소비하므로, 프런트 엔드 모듈(1000)과 별도의 모듈로 구현될 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000)은 스위치(100), 증폭기(200), 스플리터(splitter) 회로(300), 스위치(400), 그리고 제어기(500)를 포함할 수 있다.

스위치(100)는 송신 RF 신호와 수신 RF 신호를 선택적으로 스위칭한다. 스위치(100)는 안테나 포트(ANT), 송신 출력 포트(TXOUT), 증폭기(200), 그리고 가변 저항(R) 사이에 연결되며, 송신 모드와 수신 모드에 따라 스위칭 동작을 수행한다. 송신 모드인 경우, 스위치(100)는 송신 출력 포트(TXOUT)로부터 입력되는 송신 RF 신호를 안테나 포트(ANT)로 스위칭한다. 그리고 수신 모드인 경우, 스위치(100)는 안테나 포트(ANT)로부터 입력된 수신 RF 신호를 증폭기(200) 또는 가변 저항(R)으로 스위칭한다. 이러한 스위칭을 지원하기 위해, 스위치(100)는 SP3T(single pole three throw) 스위치로 구현될 수 있다.

증폭기(200)는 스위치(100)으로부터 입력되는 수신 RF 신호를 증폭하고 증폭한 수신 RF 신호를 스플리터(300)로 출력한다. 수신 RF 신호는 미약할 수 있으므로, 증폭기(200)는 수신 RF 신호를 증폭할 수 있다. 증폭기(200)는 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)로 구현될 수 있다.

가변 저항(R)은 스위치(100)와 증폭기(200)의 출력단 사이에 연결되며, 스위치(100)로부터 입력되는 수신 RF 신호를 감쇄시킨다. 수신 RF 신호의 강도에 따라 가변 저항(R)의 저항 값은 가변될 수 있다. 수신 RF 신호가 큰 신호인 경우, 가변 저항(R)은 수신 RF 신호를 감쇄시키는 역할을 수행한다. 수신 RF 신호의 크기가 작은 경우, 스위치(100)는 수신 RF 신호를 증폭기(200)로 스위칭한다. 그리고, 수신 RF 신호의 크기가 큰 경우, 스위치(100)는 수신 RF 신호를 가변 저항(R)으로 스위칭한다.

스플리터 회로(300)는 증폭기(200) 또는 가변 저항(R)로부터 입력되는 수신 RF 신호를 분리하여 전달하는 역할을 수행한다. 한 실시예에 따른 스플리터 회로(300)는 복수의 스위치를 포함하며 복수의 스위치의 스위칭 동작에 의해 수신 모드의 종류에 따라 선택적으로 수신 RF 신호를 분리할 수 있다. 여기서, 수신 모드의 종류는 3가지 모드를 포함할 수 있다. 즉, 수신 모드는 제1 수신 모드, 제2 수신 모드, 그리고 제3 수신 모드를 포함할 수 있다.

제1 수신 모드는 제1 통신 방식만이 수행되는 경우를 나타낸다. 즉, 제1 수신 모드는 제1 통신 방식에 의한 수신 RF 신호가 수신되고 제2 통신 방식에 의한 수신 RF 신호가 수신되지 않는 경우이다. 다시 말하면, 제1 수신 모드는 제1 통신 칩셋(예를 들면, WiFi 칩셋)만이 동작하고 제2 통신 칩셋(예를 들면, 셀룰러 칩셋)이 동작하지 않는 경우이다. 제1 수신 모드에서, 스플리터 회로(300)는 수신 RF 신호를 2개로 분리하지 않고 수신 RF 신호를 제1 바이패스 회로(도 3의 310)를 통해 바로 송수신 포트(TRX1)로 전달할 수 있다.

제2 수신 모드는 제2 통신 방식만이 수행되는 경우를 나타낸다. 즉, 제2 수신 모드는 제2 통신 방식에 의한 수신 RF 신호가 수신되고 제1 통신 방식에 의한 수신 RF 신호가 수신되지 않는 경우이다. 다시 말하면, 제2 수신 모드는 제2 통신 칩셋(예를 들면, 셀룰러 칩셋)만이 동작하고 제1 통신 칩셋(예를 들면, WiFi 칩셋)이 동작하지 않는 경우이다. 제2 수신 모드 시에, 스플리터 회로(300)는 수신 RF 신호를 2개로 분리하지 않고 수신 RF 신호를 제2 바이패스 회로(도 3의 330)를 통해 바로 수신 포트(RX2)로 전달할 수 있다.

그리고 제3 수신 모드는 제1 통신 방식과 제2 통신이 동시에 수행되는 경우를 나타낸다. 즉, 제3 수신 모드는 제1 통신 방식에 의한 수신 RF 신호가 수신됨과 동시에 제2 통신 방식에 의한 수신 RF 신호가 수신되는 경우이다. 다시 말하면, 제3 수신 모드는 제1 통신 칩셋(예를 들면, WiFi 칩셋)이 동작함과 동시에 제2 통신 칩셋(예를 들면, 셀룰러 칩셋)이 동작하는 경우이다. 제3 수신 모드 시에, 스플리터 회로(300)는 신호 분리기(도 3의 320)를 통해 수신 RF 신호를 2개의 신호로 분리하고, 분리한 신호를 각각 송수신 포트(TRX1)와 수신 포트(RX2)로 전달한다.

이러한 동작을 수행하는 스플리터 회로(300)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 아래의 도 3, 도 4, 도 5a 내지 도 5c에서 상세히 설명한다.

스위치(400)는 송신 RF 신호와 수신 RF 신호를 선택적으로 스위칭한다. 스위치(400)는 송수신 포트(TRX1), 송신 입력 포트(TXIN), 그리고 스플리터 회로(300)의 제1 출력 단자(OUT1) 사이에 연결되며, 송신 모드와 수신 모드에 따라 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 송신 모드에서, 스위치(400)는 송수신 포트(TRX1)으로부터 입력되는 송신 RF 신호를 송신 입력 포트(TXIN)(즉, 전력 증폭기(2000)의 입력 단자)로 스위칭한다. 그리고, 수신 모드에서, 스위치(400)는 스플리터 회로(300)의 제1 출력 단자(OUT1)로부터 입력되는 수신 RF 신호를 송수신 포트(TRX1)로 스위칭한다. 이러한 스위칭을 지원하기 위해, 스위치(400)는 SPDT(single pole double throw) 스위치로 구현될 수 있다.

한편, 제어기(500)(controller)는 외부(예들 들면, 통신 칩셋)로부터 모드 제어 전압을 입력 받을 수 있으며, 모드 제어 전압에 따라 스위치(100), 스플리터 회로(300)에 포함된 스위치, 스위치(400), 그리고 가변 저항(R)을 제어할 수 있다. 여기서, 모드 제어 전압은 VCO, VC1, VC2, VC3를 포함할 수 있으며, 모드 제어 전압(VCO, VC1, VC2, VC3)은 송신 모드, 수신 모드, 그리고 수신 모드의 종류에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다.

제어기(500)는 송신 모드에 대응하는 모드 제어 전압을 입력 받는 경우, 송신 모드 동작이 수행되도록 스위치(100) 및 스위치(400)을 제어할 수 있다. 제어기(500)는 수신 모드에 대응하는 모드 제어 전압을 입력 받는 경우, 수신 모드 동작이 수행되도록 스위치(100) 및 스위치(400)를 제어할 수 있다. 그리고 제어기(500)는 수신 모드의 종류(즉, 제1 내지 제3 수신 모드)에 대응하는 모드 제어 전압을 입력 받는 경우, 스플리터 회로(300)에 포함된 스위치를 제어할 수 있다. 수신 모드의 종류에 따라 스플리터 회로(300)에 포함된 스위치를 제어하는 방법은 아래의 도 4 및 도 5a 내지 도 5c에서 상세히 설명한다. 한편, 제어기(500)는 수신 RF 신호의 크기에 따라 가변 저항(R)의 저항 값을 제어할 수 있다.

스위치(100), 스위치(400), 그리고 스플리터 회로(300)에 포함된 스위치는 각각 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 제어기(500)는 트랜지스터의 제어 단자(예를 들면, 게이트 단자, 베이스 단자)에 입력되는 제어 전압을 출력할 수 있다. 제어 전압이 턴온 전압인 경우 해당 트랜지스터는 턴온되며, 제어 전압이 턴오프 전압인 경우 해당 트랜지스터는 턴오프될 수 있다.

도 2는 다른 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000')을 나타내는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 다른 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000')은 도 1의 프런트 엔드 모듈(1000)에서 송신 수단이 빠진 구조이다. 즉, 다른 실시에 따른 프런트 엔드 모듈(1000')은 도 1의 프런트 엔드 모듈(1000)에서 스위치(400)가 빠졌으며 스위치(100)이 스위치(100')로 대체되었다. 그리고 송수신 포트(TRX1)는 수신 포트(RX1)로 대체되었다. 스위치(100')는 안테나 포트(ANT)로부터 입력되는 수신 RF 신호를 증폭기(200) 또는 가변 저항(R)으로 스위칭한다. 이러한 스위칭을 지원하기 위해, 스위치(100)는 SPDT(single pole double throw)로 구현될 구현될 수 있다.

한편, 도 1의 프런트 엔드 모듈(1000) 및 도 2의 프런트 엔드 모듈(1000')는 각각 하나의 IC로 구현될 수 있다. 즉, 스위치(100, 400), 증폭기(200), 그리고 스플리터 회로(300)는 하나의 IC로 구현될 수 있다. 그리고, 스플리터 회로(300)가 복수의 스위치를 포함함으로써, 수신 RF 신호가 선택적으로 송수신 포트(TRX1) 또는 수신 포트(RX2)로 출력될 수 있다.

이하에서는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 스플리터 회로(300)의 구체적인 구성 및 동작 방법에 대해서 설명한다.

도 3은 한 실시예에 따른 스플리터 회로(300)를 나타내는 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 한 실시예에 따른 스플리터 회로(300)는 제1 바이패스 회로(310), 제2 바이패스 회로(330), 그리고 신호 분배기(320)를 포함할 수 있다.

스플리터 회로(300)의 입력 단자(IN)는 증폭기(200) 또는 가변 저항(R)으로부터 수신 RF 신호를 입력 받는다. 그리고 스플리터 회로(300)는 2개의 출력 단자(OUT1, OUT2)를 포함할 수 있다. 제1 출력 단자(OUT1)는 도 1의 송수신 포트(TRX1) 또는 도 2의 수신 포트(RX1)에 대응될 수 있으며, 제2 출력 단자(OUT2)는 도 1 및 도 2의 수신 포트(RX2)에 대응될 수 있다.

제1 바이패스 회로(310)는 제1 수신 모드에서 입력 단자(IN)로부터 입력되는 수신 RF 신호를 신호 분배기(320)를 우회하여, 제1 출력 단자(OUT1)로 전달한다. 즉, 제1 바이패스 회로(310)는 제1 통신 방식만이 수행되는 경우인 제1 수신 모드에서 수신된 RF 신호를 분리하지 않고 바이패싱한다. 이와 같이 수신된 RF 신호를 바이패싱함으로써, 신호 분리에 의한 불필요한 성능 열화를 최소화할 수 있다. 제1 수신 모드에서 수신된 RF 신호를 바이패싱하지 않고 분리하는 경우에는 신호 분리에 의한 손실이 발행할 수 있으나, 제1 바이패스 회로(310)에 의한 바이패싱을 통해 불필요한 신호 손실을 막을 수 있다.

제2 바이패스 회로(330)는 제2 수신 모드에서 입력 단자(IN)로부터 입력되는 수신 RF 신호를 신호 분배기(320)를 우회하여, 제2 출력 단자(OUT2)로 전달한다. 즉, 제2 바이패스 회로(330)는 제2 통신 방식만이 수행되는 경우인 제2 수신 모드에서 수신된 RF 신호를 분리하지 않고 바이패싱한다. 이와 같이 수신된 RF 신호를 바이패싱함으로써, 신호 분리에 의한 불필요한 성능 열화를 최소화할 수 있다. 제2 수신 모드에서 수신된 RF 신호를 바이패싱하지 않고 분리하는 경우에는 신호 분리에 의한 손실이 발행할 수 있으나, 제2 바이패스 회로(330)에 의한 바이패싱을 통해 불필요한 신호 손실을 막을 수 있다.

그리고 신호 분배기(320)는 제3 수신 모드에서 입력 단자(IN)로 입력되는 수신 RF 신호를 2개의 신호를 분리하고, 분리한 신호를 각각 제1 출력 단자(OUT1)과 제2 출력 단자(OUT2)로 출력한다. 즉, 신호 분배기(320)는 제1 통신 방식과 제2 통신이 동시에 수행되는 경우인 제3 수신 모드에서 수신된 RF 신호를 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리한다. 신호 분배기(320)는 제1 분리 신호를 제1 출력 단자(OUT1)로 출력하고 제2 분리 신호를 제2 출력 단자(OUT2)로 출력한다.

이와 같이, 한 실시예에 따른 스플리터 회로(300)는 제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 개별 동작하는 경우(즉, 제1 수신 모드 또는 제2 수신 모드)에는 수신 RF 신호를 신호 분배기(320)를 거치지 않고 우회 시킨다. 이를 통해, 신호 분배기(320)에 의한 불필요한 성능 열화를 최소할 수 있다. 즉, 일시예에 따른 스플리터 회로(300)는 신호 분배기(320)에 바이패스 경로인 제1 및 제2 바이패스 회로(310, 330)를 추가 제공함으로써, 신호 분배기(320)에 의한 손실을 줄일 수 있다.

도 4는 한 실시예에 따른 스플리터 회로(300)의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.

제1 바이패스 회로(310)는 스위치(311), 스위치(312), 그리고 매칭 회로(313)를 포함할 수 있다. 스위치(311)는 입력 단자(IN)와 매칭 회로(313) 사이에 연결된다. 스위치(312)는 매칭 회로(313)와 제1 출력 단자(OUT1) 사이에 연결된다. 그리고 매칭 회로(313)는 스위치(311)와 스위치(312) 사이에 연결된다. 매칭 회로(313)는 입력 단자(IN)와 제1 출력 단자(OUT1) 사이에서 임피던스 매칭을 수행한다. 매칭 회로(313)는 임피던스 매칭을 위한 임피던 소자(예를 들면, 인덕터)로 구현될 수 있다. 여기서, 스위치(312)는 제1 바이패스 회로(310)가 동작하지 않는 경우(즉, 스위치(311, 312)가 턴오프된 경우)에 신호가 제1 바이패스 회로(310)로 유입되는 것을 막는 격리 스위치(isolation switch)로서의 역할을 수행할 수 있다. 스위치(311)와 스위치(312)는 제1 수신 모드에서 턴온되어 수신 RF 신호를 바이패싱할 수 있다.

제2 바이패스 회로(330)는 스위치(331), 스위치(332), 그리고 매칭 회로(333)를 포함할 수 있다. 스위치(331)는 입력 단자(IN)와 매칭 회로(333) 사이에 연결될 수 있다. 스위치(332)는 매칭 회로(333)와 제2 출력 단자(OUT2) 사이에 연결될 수 있다. 그리고 매칭 회로(333)는 스위치(331)와 스위치(322) 사이에 연결된다. 매칭 회로(333)는 입력 단자(IN)와 제2 출력 단자(OUT2) 사이에서 임피던스 매칭을 수행한다. 매칭 회로(333)는 임피던스 매칭을 위한 임피던 소자(예를 들면, 인덕터)로 구현될 수 있다. 한편, 스위치(333)는 제2 바이패스 회로(330)가 동작하지 않는 경우(즉, 스위치(331, 332)가 턴오프된 경우)에 신호가 제2 바이패스 회로(330)로 유입되는 것을 막는 격리 스위치(isolation switch) 로서의 역할을 수행할 수 있다. 스위치(331)와 스위치(332)는 제2 수신 모드에서 턴온되어 수신 RF 신호를 바이패싱할 수 있다.

그리고 신호 분배기(320)는 스위치(321a, 322a), 커패시터(323a, 324a), 인덕터(325a), 스위치(321b, 322b), 커패시터(323b, 324b), 인덕터(325b), 그리고 저항(326)를 포함할 수 있다.

스위치(321a)의 일단은 입력 단자(IN)에 연결될 수 있으며, 커패시터(323a)는 스위치(321a)의 타단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 인덕터(325a)의 일단은 스위치(321a)의 타단에 연결되며, 커패시터(324a)는 인덕터(325a)의 타단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 그리고 스위치(322a)는 인덕터(325a)의 타단과 제1 출력 단자(OUT1) 사이에 연결될 수 있다.

스위치(321b)의 일단은 입력 단자(IN)에 연결될 수 있으며, 커패시터(323b)는 스위치(321b)의 타단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 인덕터(325b)의 일단은 스위치(321b)의 타단에 연결되며, 커패시터(324b)는 인덕터(325b)의 타단과 접지 사이에 연결될 수 있다. 그리고 스위치(322b)는 인덕터(325b)의 타단과 제2 출력 단자(OUT2) 사이에 연결될 수 있다. 저항(326)은 인덕터(325a)의 타단과 인덕터(325b)의 타단 사이에 연결될 수 있다

제3 수신 모드에서 스위치(321a, 322a)와 스위치(321b, 322b)는 턴온된다. 여기서, 스위치(322a)와 스위치(322b)는 신호 분배기(320)가 동작하지 않는 경우에 신호가 신호 분배기(320)로 유입되는 것을 막는 격리 스위치(isolation switch)로서의 역할을 수행할 수 있다.

제3 수신 모드에서 커패시터(323a, 324a), 인덕터(325a), 그리고 저항(326)은 입력 단자(IN)와 제1 출력 단자(OUT1) 사이에 소정의 제1 임피던스 값을 제공한다. 그리고 제3 수신 모드에서 커패시터(323b, 324b), 인덕터(325b), 그리고 저항(326)은 입력 단자(IN)와 제2 출력 단자(OUT2) 사이에 소정의 제2 임피던스 값을 제공한다. 여기서, 제1 임피던스 값과 제2 임피던스 값에 의해, 제3 수신 모드에서 수신된 RF 신호가 2개의 신호로 분리될 수 있다. 도 4에서는 제1 임피던스 값을 제공하는 소자(323a, 325a, 324a)와 제2 임피던스 값을 제공하는 소자(323b, 325b, 324b)는 각각 파이(π) 구조를 가지는 것으로 나타내었지만, 다른 구조를 가질 수 있다. 그리고 제1 임피던스 값을 제공하는 소자(323a, 325a, 324a, 326)와 제2 임피던스 값을 제공하는 소자(323b, 325b, 324b, 326)는 설계 편의상 서로 대칭적인 구조를 가지는 것을 나타내었지만 비대칭적인 구조일 수 있다.

커패시터(323a, 324a, 323b, 324b)의 커패시턴스와 인덕터(325a, 325b)의 인덕턴스는 신호 분배기(320)에 공진 주파수를 제공할 수 있으며, 신호 분배기(320)는 제공받은 공진 주파수에 기반하여 더욱 넓은 대역폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 커패시터(323a, 324a, 323b, 324b)와 인덕터(325a, 325b)는 5.1GHz 내지 7.2GHz 대역에 속하는 기본 주파수의 RF 신호가 출력 단자(OUT1, OUT2)로 전달되도록, 임피던스 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 신호 분배기(320)는 제1 통신 방식(예를 들면, WiFi)에 대응되는 주파수 대역과 제2 통신 방식(예를 들면, LTE-LAA)에 대응되는 주파수 대역을 안정적으로 포괄하는 넓은 대역폭을 가질 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 각각 도 4의 스플리터 회로(300)의 동작 방법을 나타내는 도면이다.

도 5a는 제1 수신 모드에서 스플리터 회로(300)의 동작을 나타내는 도면이다. 제1 수신 모드에서, 스위치(311)과 스위치(312)가 턴온된다. 이에 따라, 입력 단자(IN)로 입력되는 수신 RF 신호는 스위치(311), 매칭 회로(313), 그리고 스위치(312)를 통해 제1 출력 단자(OUT1)로 전달된다. 즉, 제1 바이패스 회로(310)는 제1 수신 모드에서 수신된 RF 신호를 신호 분배기(320)를 우회하여, 제1 출력 단자(OUT1)로 바이패싱한다. 제1 출력 단자(OUT1)로 전달되는 수신 RF 신호는 스위치(400)를 통해 송수신 포트(TRX1)로 출력된다.

도 5b는 제2 수신 모드에서 스플리터 회로(300)의 동작을 나타내는 도면이다. 제2 수신 모드에서, 스위치(331)과 스위치(332)가 턴온된다. 이에 따라, 입력 단자(IN)로 입력되는 수신 RF 신호는 스위치(331), 매칭 회로(333), 그리고 스위치(332)를 통해 제2 출력 단자(OUT2)로 전달된다. 즉, 제2 바이패스 회로(330)는 제2 수신 모드에서 수신된 RF 신호를 신호 분배기(320)를 우회하여, 제2 출력 단자(OUT2)로 바이패싱한다. 제2 출력 단자(OUT2)로 전달되는 수신 RF 신호는 수신 포트(RX2)로 출력된다.

도 5c는 제3 수신 모드에서 스플리터 회로(300)의 동작을 나타내는 도면이다. 제3 수신 모드에서, 스위치(321a, 322a)와 스위치(321b, 322b)가 턴온된다. 이에 따라, 입력 단자(IN)로 입력되는 수신 RF 신호는 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리된다. 제1 분리 신호는 스위치(321a), 인덕터(325a), 그리고 스위치(322a)를 통해 제1 출력 단자(OUT1)로 전달된다. 그리고 제2 분리 신호는 스위치(321b), 인덕터(325b), 그리고 스위치(322b)를 통해 제2 출력 단자(OUT2)로 전달된다. 즉, 신호 분배기(320)는 제3 수신 모드에서 수신된 RF 신호를 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 나누고, 제1 분리 신호 및 제2 분리 신호를 각각 제1 출력 단자(OUT1) 및 제2 출력 단자(OUT2)로 출력한다. 제1 출력 단자(OUT1)로 출력되는 제1 분리 신호는 스위치(400)를 통해 송수신 포트(TRX1)로 출력된다. 그리고, 제2 출력 단자(OUT2)로 출력되는 제2 분리 신호는 수신 포트(RX2)로 출력된다.

한편, 도 5c을 참조하면, 제3 수신 모드에서 스위치(321a)와 스위치(321b)가 동시에 턴온되므로, 스위치(321a, 321b)는 하나의 스위치로 스위치로 대체될 수 있다. 아래의 도 6의 이러한 경우를 나타내는 도면이다.

도 6은 다른 실시예에 따른 스플리터 회로(300')의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 다른 실시예에 따른 스플리터 회로(300')는 도 4에서 스위치(321a, 321b)가 하나의 스위치(321)로 대체된 것을 제외하고 도 4의 스플리터 회로(300)로 동일하다. 스위치(321)의 일단은 입력 단자(IN)에 연결되며, 스위치(321)의 타단은 커패시터(323a)의 일단과 커패시터(323b)의 일단에 연결된다. 제3 수신 모드에서 스위치(321)가 턴온되며, 입력 단자(IN)로 입력되는 수신 RF 신호는 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리된다. 제1 분리 신호는 스위치(321), 인덕터(325a), 그리고 스위치(322a)를 통해 제1 출력 단자(OUT1)로 전달된다. 그리고 제2 분리 신호는 스위치(321), 인덕터(325b), 그리고 스위치(322b)를 통해 제2 출력 단자(OUT2)로 전달된다.

도 7은 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000)을 나타내는 회로도이다. 즉, 도 7은 도 1의 프런트 엔드 모듈(1000)의 구체적인 내부 구성 회로도를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 스위치(100)은 3개의 스위치(110, 120, 130)를 포함할 수 있다. 3개 스위치(110, 120, 130)는 SP3T 구조일 수 있다. 스위치(110, 120, 130) 각각은 서로 교차적으로 스위칭하는 시리즈(series) 트랜지스터와 션트(shunt) 트랜지스터로 구성될 수 있다. 한편, 이하에서, 소정의 스위치가 턴온된다는 의미는 시리즈 트랜지스터가 턴온되고 션트 트랜지스터가 턴오프된다는 것을 의미하며, 소정의 스위치가 턴오프된다는 의미는 시리즈 트랜지스터가 턴오프되고 션트 트랜지스터가 턴온된다는 것을 의미할 수 있다. 스위치(110)는 안테나 포트(ANT)와 송신 출력 포트(TXOUT) 사이에 위치하며 송신 모드에서 송신 출력 포트(TXOUT)로부터 입력되는 송신 RF 신호를 안테나 포트(ANT)로 스위칭한다. 스위치(120)는 안테나 포트(ANT)와 스플리터 회로(300)의 입력 단자(IN) 사이에 위치하며, 수신 모드에서 수신 RF 신호를 증폭기(200)를 우회하여 바이패싱한다. 즉, 스위치(120)는 수신 RF 신호가 큰 경우 턴온되며, 수신 RF 신호는 증폭하되지 않고 바이패싱된다. 스위치(130)는 안테나 포트(ANT)와 증폭기(200) 사이에 위치하며 수신 RF 신호를 증폭기(200)로 전달한다. 즉, 스위치(130)는 수신 RF 신호가 작은 경우 턴온되며, 수신 RF 신호가 증폭기(200)에 의해 증폭된다.

한편, 도 7에 나타낸 스플리터 회로(300 또는 300')는 상기에서 도 4 또는 도 6에서 나타낸 스플리터 회로일 수 있다.

스위치(400)는 2개의 스위치(410, 420)를 포함할 수 있다. 2개의 스위치(410, 420)는 SPDT 구조일 수 있다. 스위치(410, 420) 각각은 서로 교차적으로 스위칭하는 시리즈(series) 트랜지스터와 션트(shunt) 트랜지스터로 구성될 수 있다. 한편, 도 7에서는 스위치(420)가 2개 시리즈 트랜지스터와 1개의 션트 트랜지스터를 포함하는 것으로 나타내었지만 1개의 시리즈 트랜지스터와 1개의 션트 트랜지스터를 포함할 수 있다. 스위치(410)는 송수신 포트(TRX1)와 송신 입력 포트(TXIN) 사이에 위치하며, 송신 모드에서 송수신 포트(TRX1)으로부터 입력되는 송신 RF 신호를 송신 입력 포트(TXIN)로 스위칭한다. 스위치(420)는 스플리터 회로(300)의 제1 출력 단자(OUT1)와 송수신 포트(TRX1) 사이에 위치하며, 수신 모드에서 스플리터 회로(300)의 제1 출력 단자(OUT1)로부터 출력되는 수신 RF 신호를 송수신 포트(TRX1)로 스위칭한다.

한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈(1000)은 바이어스 회로(900)를 더 포함할 수 있다. 바이어스 회로(900)는 저항(910)과 저항(920)을 포함할 수 있다. 전원 전압(VDD)은 저항(910)과 저항(920)에 의해 분배 되고, 분배 전압(즉, 바이어스 전압)이 스위치(100)의 트랜지스터들(예를 들면, 시리즈 트랜지스터)에게 제공된다. 스위치(100)의 트랜지스터들에 분배 전압(바이어스 전압)이 인가되는 경우에는 트랜지스터들의 턴오프 동작이 더욱 원활하게 수행될 수 있다. 예를 들어, 트랜지스터들의 게이트에 0V 전압이 인가되는 경우 더욱 효과적으로 턴오프될 수 있다.

프런트 엔드 모듈(1000)은 임피던스 매칭을 수행하는 복수의 매칭 회로(600a, 600b, 600c, 600d)를 더 포함할 수 있다. 매칭 회로(600a)는 안테나 포트(ANT)에 연결되어 임피던스 매칭을 수행하며, 매칭 회로(600b)는 송수신 포트(TRX1)에 연결되어 임피던스 매칭을 수행한다. 그리고 매칭 회로(600c)는 수신 포트(RX2)에 연결되어 임피던스 매칭을 수행하며, 매칭 회로(600d)는 송신 출력 포트(TXOUT)에 연결되어 임피던스 매칭을 수행한다. 각 매칭 회로(600a, 600b, 600c, 600d)는 인덕터와 커패시터를 포함할 수 있다. 한편, 프런트 엔드 모듈(1000)은 송신 입력 포트(TXIN)에 연결되는 커플링 커패시터(900)를 더 포함할 수 있다.

프런트 엔드 모듈(1000)은 격리 스위치(isolation switch)인 스위치(700a)와 스위치(700b)를 더 포함할 수 있다. 스위치(700a)는 스위치(120)와 스플리터 회로(300 또는 300')의 입력 단자(IN) 사이에 위치하며 증폭기(200)의 출력 신호가 스위치(120)으로 유입되는 것을 막을 수 있다. 스위치(700a)는 스위치(120)의 턴온 (즉, 시리즈 트랜지스터의 턴온)시에 턴온된다. 그리고 스위치(700b)는 증폭기(200)의 출력단과 스플리터 회로(300 또는 300')의 입력 단자(IN) 사이에 위치하며, 스위치(120)을 통과하는 수신 RF 신호가 증폭기(200)로 유입되는 것을 막을 수 있다. 스위치(700b)는 스위치(130)의 턴온(즉, 시리즈 트랜지스터의 턴온) 시에 턴온된다. 한편, 스위치(700a)는 1개의 시리즈 트랜지스터를 포함할 수 있으며, 스위치(700b)는 시리즈 트랜지스터와 션트 트랜지스터를 포함할 수 있다.

그리고 프런트 엔드 모듈(1000)은 스위치(800)를 더 포함할 수 있다. 스위치(800)는 스플리터 회로(300, 300')의 제2 출력 단자(OUT2)와 수신 포트(RX2) 사이에 위치한다. 스위치(800)는 제2 수신 모드에서 턴온되며 스플리터 회로(300 또는 300')의 제2 출력 단자로부터 출력되는 수신 RF 신호(즉, 제2 분리 신호)를 수신 포트(RX2)로 전달한다. 한편, 도 7에서는 스위치(800)가 2개 시리즈 트랜지스터와 1개의 션트 트랜지스터를 포함하는 것으로 나타내었지만 1개의 시리즈 트랜지스터와 1개의 션트 트랜지스터를 포함할 수 있다.

한편, 도 1의 가변 저항(R)은 도 7에서의 스위치(121)의 시리즈 트랜지스터(121)과 트랜지스터(700a)로 구현될 수 있다. 시리즈 트랜지스터(121) 및 트랜지스터(700a)의 턴온 시에 두 트랜지스터(121, 700a)의 턴온 저항이 발생하며, 이 턴온 저항이 도 1의 가변 저항(R)의 역할을 수행할 수 있다.

도 7에서 스위치를 구성하는 트랜지스터는 FET(Field Effect Transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 또는 BJT(Bipolar Junction Transistor) 등 일 수 있다.

도 8은 한 실시예에 따른 프런트 엔드 모듈의 주변 구조를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 프런트 엔드 모듈(1000)은 안테나 포트(ANT)를 통해 안테나(5000)에 전기적으로 연결될 수 있다. 프런트 엔드 모듈(1000)은 송수신 포트(TRX1)를 통해 제1 통신 칩셋(3000)에 연결될 수 있으며, 수신 포트(RX2)를 통해 제2 통신 칩셋(4000)에 전기적으로 연결될 수 있다. 프런트 엔드 모듈(1000)은 송신 입력 포트(TXIN)와 송신 출력 포트(TXOUT)를 통해 전력 증폭기에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 및 제2 통신 칩셋(3000, 4000)으로부터 모드 제어 전압(VC0, VC1, VC2, VC3)을 입력 받을 수 있다.

한편, 프런트 엔드 모듈(1000), 제1 통신 칩셋(3000), 제2 통신 칩셋(4000), 그리고 안테나(5000)은 전자기기에 배치될 수 있다. 전자기기는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital stillcamera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

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.

1000: 프런트 엔드 모듈
2000: 전력 증폭기
100: 스위치
200: 증폭기
300: 스플리터 회로
400: 스위치
500: 제어기
310: 제1 바이패스 회로
320: 신호 분배기
330: 제2 바이패스 회로
3000: 제1 통신 칩셋
4000: 제2 통신 칩셋

Claims

제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 동시에 수행되는 제1 수신 모드에서 수신되는 제1 RF(Radio Frequency) 신호를 분리하여 전달하는 신호 분배기,
상기 제1 통신 방식이 수행되는 제2 수신 모드에서 수신되는 제2 RF 신호를 상기 신호 분배기를 우회하여 전달하는 제1 바이패스 회로, 그리고
상기 제2 통신 방식이 수행되는 제3 수신 모드에서 수신되는 제3 RF 신호를 상기 신호 분배기를 우회하여 전달하는 제2 바이패스 회로를 포함하는 스플리터 회로.
제1항에 있어서,
상기 제1 바이패스 회로는 상기 제2 수신 모드에서 턴온되는 제1 스위치를 포함하며,
상기 제2 바이패스 회로는 상기 제3 수신 모드에서 턴온되는 제2 스위치를 포함하는 스플리터 회로.
제2항에 있어서,
상기 신호 분배기는 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제3 스위치를 포함하는 스플리터 회로.
제2항에 있어서,
상기 제1 스위치는 상기 제2 RF 신호가 입력되는 입력 단자에 연결되고,
상기 제1 바이패스 회로는, 상기 제1 바이패스 회로의 출력 단자에 연결되며 상기 제2 수신 모드에서 턴온되는 제3 스위치를 더 포함하며,
상기 제2 스위치는 상기 입력 단자에 연결되고,
상기 제2 바이패스 회로는, 상기 제2 바이패스 회로의 출력 단자에 연결되며 상기 제3 수신 모드에서 턴온되는 제4 스위치를 더 포함하는 스플리터 회로.
제4항에 있어서,
상기 제1 바이패스 회로는, 상기 제1 스위치와 상기 제3 스위치 사이에 연결되며 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 회로를 더 포함하며,
상기 제2 바이패스 회로는, 상기 제2 스위치와 상기 제4 스위치 사이에 연결되며 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 회로를 더 포함하는 스플리터 회로.
제3항에 있어서,
상기 신호 분배기는, 상기 제1 수신 모드에서 상기 제1 RF 신호를 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리하고 상기 제1 분리 신호를 제1 출력 단자로 출력하고 상기 제2 분리 신호를 제2 출력 단자로 출력하며,
상기 제3 스위치는 상기 제1 RF 신호가 입력되는 입력 단자에 연결되며,
상기 신호 분배기는, 상기 제1 출력 단자에 연결되며 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제4 스위치, 그리고 상기 제2 출력 단자에 연결되며 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제5 스위치를 더 포함하는 스플리터 회로.
제6항에 있어서,
상기 신호 분배기는,
상기 제3 스위치와 상기 제4 스위치 사이에 연결되는 제1 임피던스 소자,
그리고 상기 제4 스위치와 상기 제5 스위치 사이에 연결되는 제2 임피던스 소자를 더 포함하는 스플리터 회로.
제6항에 있어서,
상기 제3 스위치는, 상기 입력 단자 연결되며 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제6 스위치, 그리고 상기 입력 단자에 연결되며 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제7 스위치를 포함하는 스플리터 회로.
제1항에 있어서,
상기 스플리터 회로의 단자는, 상기 제1 내지 제3 RF 신호가 입력되는 입력 단자, 제1 출력 단자, 그리고 제2 출력 단자를 포함하며,
상기 신호 분배기는, 상기 제1 RF 신호를 제1 분리 신호와 상기 제2 분리 신호를 분리하고, 상기 제1 분리 신호를 상기 제1 출력 단자로 출력하며, 상기 제2 분리 신호를 상기 제2 출력 단자로 출력하며,
상기 제1 바이패스 회로는 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 출력 단자로 전달하며,
상기 제2 바이패스 회로는 상기 제3 RF 신호를 상기 제2 출력 단자로 전달하는 스플리터 회로.
제9항에 있어서,
상기 제1 출력 단자로부터 출력되는 신호는 상기 제1 통신 방식을 수행하는 제1 통신 칩셋으로 전송되며,
상기 제2 출력 단자로부터 출력되는 신호는 상기 제2 통신 방식을 수행하는 제2 통신 칩셋으로 전송되는 스플리터 회로.
안테나로부터 입력되는 수신 RF(Radio Frequency) 신호를 스위칭하는 제1 스위치,
상기 수신 RF 신호를 증폭하는 증폭기, 그리고
상기 증폭기의 출력인 제1 신호를 분리하여 전달하는 스플리터 회로를 포함하며,
상기 스플리터 회로는,
제1 통신 방식이 수행되는 제1 수신 모드에서, 상기 제1 신호를 분리하지 않고 제1 출력 단자로 전달하는 제1 바이패스 회로, 그리고
제2 통신 방식이 수행되는 제2 수신 모드에서, 상기 제1 신호를 분리하지 않고 제2 출력 단자로 전달하는 제2 바이패스 회로를 포함하는
프런트 엔드 모듈.
제12항에 있어서,
상기 스플리터 회로는, 상기 제1 통신 방식과 상기 제2 통신 방식이 동시에 수행되는 제3 수신 모드에서, 상기 제1 신호를 제1 분리 신호와 제2 분리 신호를 분리하고 상기 제1 분리 신호를 상기 제1 출력 단자로 출력하며 상기 제2 분리 신호를 상기 제2 출력 단자로 출력하는 신호 분배기를 더 포함하는 프런트 엔드 모듈.
제12항에 있어서,
상기 제1 바이패스 회로는 상기 제1 수신 모드에서 턴온되는 제2 스위치를 포함하며,
상기 제2 바이패스 회로는 상기 제2 수신 모드에서 턴온되는 제3 스위치를 포함하며,
상기 스플리터 회로는 상기 제3 수신 모드에서 턴온되는 제4 스위치를 포함하는 프런트 엔드 모듈.
제13항에 있어서,
상기 제2 내지 제4 스위치는 상기 제1 신호가 입력되는 입력 단자에 연결되며,
상기 제1 바이패스 회로는 상기 제2 스위치와 상기 제1 출력 단자 사이에 연결되는 제5 스위치를 더 포함하며,
상기 제2 바이패스 회로는 상기 제3 스위치와 상기 제2 출력 단자 사이에 연결되는 제6 스위치를 더 포함하며,
상기 스플리터 회로는, 상기 제4 스위치와 상기 제1 출력 단자 사이에 연결되는 제7 스위치, 그리고 상기 제4 스위치와 상기 제2 출력 단자 사이에 연결되는 제8 스위치를 포함하는 프런트 엔드 모듈.
제14항에 있어서,
상기 제1 바이패스 회로는 상기 제2 스위치와 상기 제5 스위치 사이에 연결되는 매칭 회로를 더 포함하며,
상기 제2 바이패스 회로는 상기 제3 스위치와 상기 제6 스위치 사이에 연결되는 매칭 회로를 더 포함하는 프런트 엔드 모듈.
제12항에 있어서,
상기 제1 출력 단자로부터 출력되는 신호는 상기 제1 통신 방식을 수행하는 제1 통신 칩셋으로 전송되며,
상기 제2 출력 단자로부터 출력되는 신호는 상기 제2 통신 방식을 수행하는 제2 통신 칩셋으로 전송되는 프런트 엔드 모듈.
제11항에 있어서,
상기 제1 스위치, 상기 증폭기, 그리고 상기 스플리터 회로는 하나의 IC에 포함되는 프런트 엔드 모듈.
수신 RF 신호를 분리하는 스플리터 회로의 동작 방법으로서,
제1 통신 방식과 제2 통신 방식이 동시에 수행되는 제1 수신 모드에서, 상기 수신 RF 신호를 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리하는 단계,
상기 제1 통신 방식만이 수행되는 제2 수신 모드에서, 상기 수신 RF 신호를 분리하지 않고 바이패싱하는 제1 경로를 제공하는 단계, 그리고
상기 제2 통신 방식만이 수행되는 제3 수신 모드에서, 상기 수신 RF 신호를 분리하지 않고 바이패싱하는 제2 경로를 제공하는 단계를 포함하는 동작 방법.
제18항에 있어서,
상기 제1 경로는 상기 제2 수신 모드에서 턴온되는 제1 스위치를 포함하며,
상기 제2 경로는 상기 제3 수신 모드에서 턴온되는 제2 스위치를 포함하는 동작 방법.
제19항에 있어서,
상기 제1 분리 신호는 상기 제1 통신 방식을 수행하는 제1 통신 칩셋으로 전송되며,
상기 제2 분리 신호는 상기 제2 통신 방식을 수행하는 제1 통신 칩셋으로 전송되며,
상기 제1 경로를 통해 출력되는 신호는 상기 제1 통신 칩셋으로 전송되며,
상기 제2 경로를 통해 출력되는 신호는 상기 제2 통신 칩셋으로 전송되는 동작 방법.