KR20240059592A - 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템 - Google Patents

듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템 Download PDF

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KR20240059592A
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plastic waveguide
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KR1020230146023A
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송하일
원효섭
유준영
권건안
임규현
최한호
권우현
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주식회사 포인투테크놀로지
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Abstract

본 개시 내용에 따르면, 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, RF 송신기로부터 제 1 반송파 주파수 및 상기 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하도록 구성되는 RF 수신기; 상기 RF 송신기 및 상기 RF 수신기 간의 통신 채널을 제공하도록 구성되는 플라스틱 웨이브가이드 장치; 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 1 신호를 전달하도록 구성되는 제 1 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT) 및 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 2 신호를 전달하도록 구성되는 제 2 MWT를 포함하는 상호연결장치를 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 1 MWT에 의해 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 2 MWT에 의해 조절될 수 있다.

Description

듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템{SYSTEM FOR DUAL-BAND PLASTIC WAVEGUIDE TRANSMISSION}
본 개시 내용은 웨이브가이드 링크에 관한 것이며, 보다 상세하게는 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템에 관한 것이다.
데이터 센서들에서의 더 큰 입력/출력(I/O) 대역폭을 위한 요구가 네트워크 트래픽의 폭발적인 성장에 기인하여 증가하고 있다. 그러나, 종래의 고속 인터커넥트(interconnect)들은 기능적인 그리고 경제적인 방향에서의 과제들과 당면하고 있다. 구리-기반 전기적 링크들은 표면 손실(skin loss)에 의해 야기되는 임계적 대역폭 제한을 보여주고 있다. 광학적 링크들은 쇼트-리치(short-reach) 고용량 링크들에서의 칩-대-파이버(chip-to-fiber) 어셈블 및 E/O(Electrical/Optical) 및 O/E 변환 디바이스들에 대한 상당한 설비 비용을 필요로 한다.
종래의 고속 인터커텍트들의 문제점들을 해결하기 위한 대안으로서, 최근의 연구들은 고유한 저-손실 및 광대역 채널 특성들을 보여주는 플라스틱 웨이브가이드 링크들이 전력-/비용-효율적 고속 인터커넥트들을 제공하기 위한 유망한 솔루션이 될 수 있음을 제시하고 있다. 이에 따라 플라스틱 웨이브가이드 링크를 통한 초고속 데이터 전송을 가능하게 하는 전송 시스템을 개발할 필요성이 요구되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 개시 내용은 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, RF 송신기로부터 제 1 반송파 주파수 및 상기 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하도록 구성되는 RF 수신기; 상기 RF 송신기 및 상기 RF 수신기 간의 통신 채널을 제공하도록 구성되는 플라스틱 웨이브가이드 장치; 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 1 신호를 전달하도록 구성되는 제 1 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT) 및 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 2 신호를 전달하도록 구성되는 제 2 MWT를 포함하는 상호연결장치를 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 1 MWT에 의해 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 2 MWT에 의해 조절될 수 있다.
또한, 상기 시스템은, 상기 제 1 MWT 및 상기 제 2 MWT와 각각 연결되어 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 전달하기 위한 듀플렉서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 로우어 컷오프 주파수(lower cut-off frequency)를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 어퍼 컷오프 주파수(upper cut-off frequency)를 조정함으로써 조절될 수 있다.
또한, 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치는 직사각형 단면을 갖는 유전체 튜브를 포함할 수 있다. 상기 제 1 신호의 로우어 컷오프 주파수 및 상기 제 2 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 상기 유전체 튜브 단면의 가로 길이 및 세로 길이에 기초하여 조정될 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 1 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 2 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
또한, 상기 제 1 MWT 및 상기 제 2 MWT 각각은, 피딩 라인으로부터 신호를 수신하는 프로브 엘리먼트; 및 상기 프로브 엘리먼트에서 방사된 신호가 통과하여 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로 전송되도록 하는 슬롯티드 그라운드 플레인을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 상기 제 1 MWT의 프로브 엘리먼트의 길이 및 상기 제 1 MWT의 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯 치수에 기초하여 조정될 수 있다. 상기 제 2 신호의 로우어 컷오프 주파수는 상기 제 2 MWT의 프로브 엘리먼트의 길이 및 상기 제 2 MWT의 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯 치수에 기초하여 조정될 수 있다.
또한, 상기 RF 수신기는, 상기 RF 송신기로부터 상기 제 1 반송파 주파수보다 낮은 제 3 반송파 주파수 및 상기 제 2 반송파 주파수보다 높은 제 4 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 3 신호 및 제 4 신호를 수신하도록 추가적으로 구성될 수 있다. 상기 상호연결장치는, 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 3 신호를 전달하도록 구성되는 제 3 MWT; 및 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 4 신호를 전달하도록 구성되는 제 4 MWT를 더 포함할 수 있다. 상기 제 3 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 3 MWT에 의해 조절될 수 있고, 상기 제 4 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 4 MWT에 의해 조절될 수 있다.
또한, 상기 시스템은, 상기 제 1 신호, 상기 제 2 신호, 상기 제 3 신호 및 상기 제 4 신호를 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 전달하기 위한 쿼드플렉서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭 및 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭 및 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
또한, 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 1 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 2 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 3 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 4 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
본 개시 내용에 따르면, 듀얼밴드 또는 멀티밴드 RF 신호들을 각각 싱글 사이드밴드 전송을 위해 주파수 대역폭을 조절하여 플라스틱 웨이브가이드 링크를 통해 송수신함으로써 초고속 데이터 전송을 가능하게 하는 전송 시스템을 제시할 수 있다.
도 1은 싱글 사이드밴드 전송을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 3은 플라스틱 웨이브가이드 채널 응답의 로우어 컷오프 주파수 및 어퍼 컷오프 주파수를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 플라스틱 웨이브가이드 장치의 구성을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 MWT를 포함하는 패키지 기판의 단면도를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6a는 도 5의 A-A' 평면의 슬롯티드 그라운드 플레인을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6b는 도 5의 B-B' 평면에 위치한 프로브 엘리먼트를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 7은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 멀티밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 나타내는 예시적인 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시 내용의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.
본 개시 내용에 따른 무선 주파수(RF) 통신 시스템은 저-손실 및 광대역 채널 특성들을 보여주는 플라스틱 웨이브가이드 링크를 통해 RF 송신기 및 RF 수신기 사이에 통신이 이루어지도록 구성될 수 있다. 또한, 이러한 시스템은 듀얼밴드 또는 멀티밴드에서 둘 이상의 RF 신호들을 각각의 대역폭으로 플라스틱 웨이브가이드를 통해 동시에 송수신할 수 있도록 함으로써 전송 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 시스템은 각 RF 신호의 컷오프 주파수 대역을 조정함으로써 싱글 사이드밴드 전송을 구현할 수 있으며, 이를 통해 더블 사이드밴드 전송 대비 2배의 데이터 레이트를 가능하게 함으로써 전송 속도를 추가적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 싱글 사이드밴드 전송을 나타내는 예시적인 도면이다.
본 개시 내용은 더블 사이드밴드 전송 대비 2배의 데이터 레이트를 달성할 수 있도록 도 1에 예시된 바와 같은 싱글 사이드밴드 전송을 적용할 수 있다. 일 구현예에서, 본 개시 내용은 신호의 어퍼 컷 오프 주파수(upper cut-off frequency) 대역의 기울기를 조절할 수 있고, 링크 주파수 특성을 어퍼 컷오프 주파수에서 샤프하게 롤-오프되도록(즉, 하이 롤-오프되도록) 함으로써 어퍼 사이드밴드 신호를 서프레스(suppress)하고 로우어 사이드밴드 신호 위주의 송신 신호를 수신기로 제공할 수 있다. 다른 구현예에서, 본 개시 내용은 로우어 컷오프 주파수(lower cut-off frequency) 대역의 기울기를 조절할 수 있고, 링크 주파수 특성을 로우어 컷오프 주파수에서 샤프하게 롤-오프되도록(즉, 하이 롤-오프되도록) 함으로써, 로우어 사이드밴드 신호를 서프레스하고 어퍼 사이드밴드 신호 위주의 송신 신호를 수신기로 제공할 수 있다.
후술할 바와 같이, 본 개시 내용은 듀얼밴드를 구성하는 로우밴드(LB) 신호 및 하이밴드(HB) 신호에 각각 전술한 싱글 사이드밴드 전송 기법을 적용함으로써 각 신호별로 파워 스펙트럼을 유지하면서도 더 많은 양의 데이터를 전송할 수 있는 웨이브가이드 링크 채널을 제공할 수 있다.
도 2는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 듀얼밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 시스템은 RF 송신기(110), RF 수신기(120), 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT)(140, 141)들을 포함하는 송신측 상호연결장치, MWT(142, 143)들을 포함하는 수신측 상호연결장치, 듀플렉서(150, 151) 및 양-방향 플라스틱 웨이브가이드(이하, 'E-TUBE'라 지칭함) 장치(130)를 포함할 수 있다.
RF 송신기(110)는 제 1 반송파 주파수(f1) 및 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수(f2)로 각각 업컨버팅된 제 1 신호(Data In[0]) 및 제 2 신호(Data In[1])를 송신하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, RF 송신기(110)는 제 1 신호 및 제 2 신호를 각각 제 1 반송파 주파수 및 제 2 반송파 주파수로 업컨버팅하기 위한 믹서들(111, 112) 및 전력 증폭기(PA)들(113, 114)을 포함할 수 있다. 또한, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나, RF 송신기(110)는 클록 신호를 RF 송신기(110)로 제공하기 위한 위상 고정 루프(PLL), 클록 신호를 반송파 주파수로 변환하기 위한 체배기 등을 포함할 수 있다.
RF 수신기(120)는 제 1 반송파 주파수 및 제 2 반송파 주파수로 각각 수신되는 제 1 신호 및 제 2 신호를 다운컨버팅하여 수신하도록 구성될 수 있다. RF 수신기(120)는 RF 송신기(110)로부터의 신호 수신을 위해 상응하는 구성요소들을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, RF 수신기(120)는 저잡음 증폭기(LNA)(121, 122) 및 다운컨버팅 믹서(123, 124)를 포함할 수 있으며, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나, 위상 동기화 장치, PLL, 체배기 등을 포함할 수 있다.
E-TUBE 장치(130)는 RF 송신기(110) 및 RF 수신기(120) 간의 통신 채널을 제공하도록 구성될 수 있다. E-TUBE 장치(130)는 신호 송수신을 위한 플라스틱(또는 유전체) 웨이브가이드 및 이를 둘러싼 금속 클래딩(metal cladding)을 포함할 수 있다. 금속 클래딩은 전파 웨이브를 컨파인하고 전자기 누설을 방지할 수 있다. 일 구현예에서, E-TUBE 장치(130)는 직사각형 단면을 갖는 플라스틱 웨이브가이드를 포함할 수 있으나, 웨이브가이드의 형상은 이에 한정되지 않으며 원형 단면 등 상이한 형상을 가지도록 구성될 수도 있다.
송신측 상호연결장치는 RF 송신기(110) 및 E-TUBE 장치(130) 사이를 연결하도록 구성될 수 있으며, 송신측 MWT들(140,141)를 포함할 수 있다. 수신측 상호연결장치는 E-TUBE 장치(130) 및 RF 수신기(120) 사이를 연결하도록 구성될 수 있으며, 수신측 MWT들(142, 143)을 포함할 수 있다. 구현예에 따라, 이러한 상호연결장치는 마이크로스트립, 스트립, 코플래너(coplanar) 웨이브가이드 등으로 구현될 수 있다.
제 1 MWT(142)는 E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(120)로 제 1 신호를 전달하도록 구성될 수 있으며, 제 2 MWT(143)는 E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(120)로 제 2 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 듀플렉서(151)는 제 1 MWT(142) 및 제 2 MWT(143)와 각각 연결되어 E-TUBE 장치(130)로부터 제 1 신호 및 제 2 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 또한, 듀플렉서(151)는 제 1 신호 및 제 2 신호를 결합 또는 분할할 수 있으며, 제 1 신호 및 제 2 신호 간의 누화를 방지하도록 구성될 수 있다. 이에 상응하게, E-TUBE 장치(130)와 RF 송신기(110) 사이에는 듀플렉서(150) 및 MWT들(140, 141)이 구비될 수 있다.
제 1 신호는 로우밴드(LB) 신호(160)이며 제 1 반송파 주파수를 기준으로 미리 설정된 대역폭을 갖는 어퍼 사이드밴드 신호(162)로서 수신될 수 있도록 주파수 대역폭이 조절될 수 있다. 또한, 제 2 신호는 하이밴드(HB) 신호(170)이며 제 2 반송파 주파수를 기준으로 미리 설정된 대역폭을 갖는 로우어 사이드밴드 신호(172)로서 수신될 수 있도록 주파수 대역폭이 조절될 수 있다. 이를 위해, 후술할 바와 같이, 제 1 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 1 MWT(140)에 의해 조절될 수 있으며, 제 2 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 2 MWT(141)에 의해 조절될 수 있다. 이를 통해, 제 1 신호 및 제 2 신호는 대역폭이 조절되어 각각 싱글 사이드밴드 전송으로서 E-TUBE 장치(130)를 통해 RF 수신기(120)로 수신될 수 있으며, RF 수신기(120)는 이에 상응하여 대역폭이 조절된 제 1 신호(162) 및 제 2 신호(172)를 수신할 수 있다. 즉, 이러한 시스템은 이중으로 싱글 사이드밴드 전송 방식이 반영된 웨이브가이드 링크 채널을 제공할 수 있다.
예를 들어, 제 1 반송파 주파수(f1)는 115 GHz이고 제 2 반송파 주파수(f2)는 170 GHz일 수 있으며, 제 1 신호 및 제 2 신호는 각각 해당 반송파 주파수를 기준으로 ~30 GHz의 대역폭으로 전송되도록 조절되어 E-TUBE 장치(130)를 통해 수신될 수 있다. 이러한 경우, 115 GHz ~ 170 GHz 대역폭에서 제 1 신호 및 제 2 신호가 각각 어퍼 사이드밴드의 로우밴드(LB) 신호 및 로우어 사이드밴드의 하이밴드(HB) 신호로서 함께 E-TUBE 장치(130)의 플라스틱 웨이브가이드를 통해 전송될 수 있으며, 이를 통해 듀얼밴드 광대역 초고속 전송을 구현할 수 있다.
도 3은 플라스틱 웨이브가이드 채널 응답의 로우어 컷오프 주파수 및 어퍼 컷오프 주파수를 나타내는 예시적인 도면이다.
제 1 신호(즉, 로우밴드 신호) 및 제 2 신호(즉, 하이밴드 신호)의 주파수 대역폭은 각각 로우어 컷오프 주파수 및 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은, 제 1 신호(즉, 로우밴드 신호)(160)에서, 제 1 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 1 MWT(142)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 또한 조절될 수 있다. 같은 방식으로, 제 2 신호(즉, 하이밴드 신호)(170)에서, 제 2 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 또한 제 2 MWT(143)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 또한 조절될 수 있다.
도 4는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 플라스틱 웨이브가이드 장치의 구성을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, E-TUBE 장치(130)는 직사각형 단면을 갖는 플라스틱 웨이브가이드(즉, 유전체 튜브)(310) 및 유전체 튜브(310)를 둘러싸는 금속 클래딩(320)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제 1 신호의 로우어 컷오프 주파수 및 제 2 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 유전체 튜브(310) 단면의 가로 길이(b) 및 세로 길이(a)에 기초하여 조정될 수 있다.
구체적으로, 도 4에 예시된 유전체 튜브에서 컷오프 주파수(fnm)는 다음의 수식에 따라 결정될 수 있다:
여기서, c는 유전체 튜브의 웨이브 속도를 나타내며 유전체 튜브의 유전율(permittivity)(ε1) 및 투자율(permeability)(μ1)에 기초하여 결정될 수 있다. a는 유전체 튜브의 세로 길이를 나타내고, b는 유전체 튜브의 가로 길이를 나타내며, n 및 m은 정수로서 웨이브의 모드 계수를 나타낸다.
도 5는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 MWT를 포함하는 패키지 기판의 단면도를 나타내는 예시적인 도면이다.
본 개시 내용에 따른 전송 시스템은 송신기 측 보드 및 수신기 측 보드를 E-TUBE 장치(130)를 통해 연결하도록 구성될 수 있으며, 각 보드는 IC 패키지를 포함할 수 있다. IC 패키지는 RF 칩(다이)(410) 및 MWT(140, 141, 142, 143)가 형성되는 패키지 기판(400)을 포함할 수 있다. IC 패키지는 솔더볼(420)을 통해 인쇄 회로 기판(PCB)(미도시)과 연결될 수 있다.
일 구현예에서, RF 칩(410)은 패키지 기판(400) 하단에 배치될 수 있으며, 범프(421)를 이용하여 패키지 기판(410)에 부착될 수 있다. 또한, RF 칩(410) 및 패키지 기판(400) 사이에는 RF 신호의 전달 통로가 되는 비아(422)가 형성될 수 있다.
MWT(140, 141, 142, 143)는 피딩 라인(430), 프로브 엘리먼트(440) 및 슬롯티드(slotted) 그라운드 플레인(450)을 포함할 수 있다. 피딩 라인(430)은 RF 칩(410) 및 패키지 기판(400) 사이에 형성된 비아(422)를 통해 RF 신호를 공급할 수 있다. 프로브 엘리먼트(440)는 피딩 라인(430)으로부터 RF 신호를 수신하고 이를 슬롯티드 그라운드 플레인(450)으로 방사할 수 있다. 슬롯티드 그라운드 플레인(450)은 프로브 엘리먼트(440)에서 방사된 신호가 통과하여 E-TUBE 장치(130)로 전송되도록 할 수 있다. MWT(140, 141, 142, 143)는 듀플렉서(150, 151)를 통해 E-TUBE 장치(130)로 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 신호(즉, 로우밴드 신호)는 제 1 MWT(142)로 전달될 수 있으며, 제 2 신호(즉, 하이밴드 신호)는 제 2 MWT(143)로 전달될 수 있다. 여기서, 각 MWT의 프로브 엘리먼트(440) 및 슬롯티드 그라운드 플레인(450)은 해당 신호의 주파수 대역폭을 조절하는데 이용될 수 있다. 구체적으로, 제 1 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 제 1 MWT(142)의 프로브 엘리먼트(440)의 길이 및 제 1 MWT(142)의 슬롯티드 그라운드 플레인(450)의 슬롯 치수에 기초하여 조정될 수 있다. 또한, 제 2 신호의 로우어 컷오프 주파수는 제 2 MWT(143)의 프로브 엘리먼트(440)의 길이 및 제 2 MWT(143)의 슬롯티드 그라운드 플레인(450)의 슬롯 치수에 기초하여 조정될 수 있다.
도 6a는 도 5의 A-A' 평면의 슬롯티드 그라운드 플레인을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 로우밴드 신호(LB)에 대한 슬롯과 하이밴드 신호(HB)에 대한 슬롯이 슬롯티드 그라운드 플레인(450) 상에 형성될 수 있다. 여기서, 슬롯의 가로 길이(510, 511)가 늘어나면 해당 신호의 컷오프가 줄어들 수 있고 가로 길이(510, 511)가 줄어들면 해당 신호의 컷오프가 늘어날 수 있다.
도 6b는 도 5의 B-B' 평면에 위치한 프로브 엘리먼트를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 패키지 기판(400)의 B-B' 평면 상에는 로우밴드 신호(LB)에 대한 프로브 엘리먼트(440)와 하이밴드 신호(HB)에 대한 프로브 엘리먼트(440)가 형성될 수 있다. 여기서, 프로브 엘리먼트(440)의 세로 길이(520, 521)가 늘어나면 해당 신호의 컷오프가 줄어들 수 있고 세로 길이(520, 521)가 줄어들면 해당 신호의 컷오프가 늘어날 수 있다.
도 7은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 멀티밴드 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템을 나타내는 예시적인 도면이다.
본 개시 내용에 따른 플라스틱 웨이브가이드 전송 시스템은 2개의 RF 신호들을 전송하는 듀얼밴드 전송 시스템뿐만 아니라 다수의 RF 신호들을 전송할 수 있는 멀티밴드 전송 시스템으로 구현될 수 있다. 멀티밴드 전송 시스템은 듀얼밴드의 로우밴드 신호보다 더 낮은 로우밴드 신호 및 하이밴드 신호보다 더 높은 하이밴드 신호를 추가하는 방식으로 이루어질 수 있다.
도 7에 예시된 바와 같이 4개의 RF 신호들을 전송할 수 있는 멀티밴드 전송 시스템으로 구현되는 경우, RF 수신기(620)는 RF 송신기(610)로부터 제 1 반송파 주파수(f1)로 송신되는 제 1 신호, 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수(f2)로 송신되는 제 2 신호, 제 1 반송파 주파수보다 낮은 제 3 반송파 주파수(f0)로 송신되는 제 3 신호 및 제 2 반송파 주파수보다 높은 제 4 반송파 주파수(f3)로 송신되는 제 4 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
이러한 멀티밴드 전송 시스템에서, 상호연결장치는 E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(620)로 제 1 신호를 전달하도록 구성되는 제 1 MWT(640), E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(620)로 제 2 신호를 전달하도록 구성되는 제 2 MWT(641), E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(620)로 제 3 신호를 전달하도록 구성되는 제 3 MWT(642); 및 E-TUBE 장치(130)로부터 RF 수신기(620)로 제 4 신호를 전달하도록 구성되는 제 4 MWT(643)를 포함할 수 있다.
제 1 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록, 제 1 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 1 MWT(640)에 의해 조절될 수 있다. 제 2 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록, 제 2 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 2 MWT(641)에 의해 조절될 수 있다. 제 3 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록, 제 3 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 3 MWT(642)에 의해 조절될 수 있다. 제 4 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록, 제 4 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130) 및 제 4 MWT(643)에 의해 조절될 수 있다.
이러한 멀티밴드 전송 시스템은 제 1 신호, 제 2 신호, 제 3 신호 및 제 4 신호를 E-TUBE 장치(130)로부터 전달하기 위한 쿼드플렉서(650)를 포함할 수 있다.
또한, RF 송신기(610)는 RF 수신기(620)로의 신호들의 송신을 위해 상응하는 구성요소들을 포함하도록 구성될 수 있으며, E-TUBE 장치(130)와 RF 송신기(610) 사이에는 상응하는 쿼드플렉서 및 MWT들이 구비될 수 있다.
이러한 경우에, 제 1 신호의 주파수 대역폭 및 제 3 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 2 신호의 주파수 대역폭 및 제 4 신호의 주파수 대역폭은 E-TUBE 장치(130)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
또한, 제 1 신호의 주파수 대역폭은 제 1 MWT(640)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 2 신호의 주파수 대역폭은 제 2 MWT(641)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 3 신호의 주파수 대역폭은 제 3 MWT(642)에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있고, 제 4 신호의 주파수 대역폭은 제 4 MWT(643)에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절될 수 있다.
이러한 E-TUBE 장치(130) 및 MWT들(640, 641, 642, 643)에 의한 로우어 컷오프 주파수 및 어퍼 컷오프 주파수 조정은 도 3 내지 도 6와 관련하여 전술한 바와 동일한 방식으로 이루어질 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. RF 통신 시스템으로서,
    RF 송신기로부터 제 1 반송파 주파수 및 상기 제 1 반송파 주파수보다 높은 제 2 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하도록 구성되는 RF 수신기;
    상기 RF 송신기 및 상기 RF 수신기 간의 통신 채널을 제공하도록 구성되는 플라스틱 웨이브가이드 장치;
    상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 1 신호를 전달하도록 구성되는 제 1 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT) 및 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 2 신호를 전달하도록 구성되는 제 2 MWT를 포함하는 상호연결장치를 포함하며,
    상기 제 1 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 1 MWT에 의해 조절되고, 상기 제 2 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 2 MWT에 의해 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 MWT 및 상기 제 2 MWT와 각각 연결되어 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 전달하기 위한 듀플렉서를 더 포함하는,
    RF 통신 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 로우어 컷오프 주파수(lower cut-off frequency)를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 어퍼 컷오프 주파수(upper cut-off frequency)를 조정함으로써 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플라스틱 웨이브가이드 장치는 직사각형 단면을 갖는 유전체 튜브를 포함하고,
    상기 제 1 신호의 로우어 컷오프 주파수 및 상기 제 2 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 상기 유전체 튜브 단면의 가로 길이 및 세로 길이에 기초하여 조정되는,
    RF 통신 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 1 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 2 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 MWT 및 상기 제 2 MWT 각각은,
    피딩 라인으로부터 신호를 수신하는 프로브 엘리먼트; 및
    상기 프로브 엘리먼트에서 방사된 신호가 통과하여 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로 전송되도록 하는 슬롯티드 그라운드 플레인을 포함하는,
    RF 통신 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 어퍼 컷오프 주파수는 상기 제 1 MWT의 프로브 엘리먼트의 길이 및 상기 제 1 MWT의 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯 치수에 기초하여 조정되고,
    상기 제 2 신호의 로우어 컷오프 주파수는 상기 제 2 MWT의 프로브 엘리먼트의 길이 및 상기 제 2 MWT의 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯 치수에 기초하여 조정되는,
    RF 통신 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 RF 수신기는,
    상기 RF 송신기로부터 상기 제 1 반송파 주파수보다 낮은 제 3 반송파 주파수 및 상기 제 2 반송파 주파수보다 높은 제 4 반송파 주파수로 각각 송신되는 제 3 신호 및 제 4 신호를 수신하도록 추가적으로 구성되고,
    상기 상호연결장치는,
    상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 3 신호를 전달하도록 구성되는 제 3 MWT; 및
    상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 상기 RF 수신기로 상기 제 4 신호를 전달하도록 구성되는 제 4 MWT를 더 포함하고,
    상기 제 3 신호가 어퍼 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 3 MWT에 의해 조절되고, 상기 제 4 신호가 로우어 사이드밴드 신호로서 수신되도록 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치 및 상기 제 4 MWT에 의해 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 신호, 상기 제 2 신호, 상기 제 3 신호 및 상기 제 4 신호를 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치로부터 전달하기 위한 쿼드플렉서를 더 포함하는,
    RF 통신 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 주파수 대역폭 및 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭 및 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 플라스틱 웨이브가이드 장치에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되는,
    RF 통신 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 1 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 2 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 2 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 3 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 3 MWT에 의해 어퍼 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되고, 상기 제 4 신호의 주파수 대역폭은 상기 제 4 MWT에 의해 로우어 컷오프 주파수를 조정함으로써 조절되는,
    RF 통신 시스템.
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