KR100700629B1 - 안테나 공용기 - Google Patents

Abstract

안테나 공용기의 송신측 특성에 있어서, 통과대역의 중심 주파수 근방의 삽입손실 및 VSWR 특성을 향상시킨 것이다. 송신용 탄성표면파(SAW) 필터(11)의 출력측에 위상기판(13)이 전기적으로 접속된다. 이 위상기판(13)에 수신용 SAW 필터(12)가 전기적으로 접속된다. 여기에 송신용 필터(11)와 수신용 필터(12)는 각각 주파수가 상이한 통과대역을 가지고, 서로 다른쪽의 통과대역을 감쇠시킨다. 위상기판(13)은 수신용 SAW 필터(12)의 송신대역의 위상을 회전시키고, 그 송신대역의 중심 주파수에서의 수신용 필터(12)의 반사계수의 크기가 0.8 이상, 또한 반사계수의 위상각이 0 ~ 45°가 되는 위상각과 특성 임피던스를 가진다.

안테나, 탄성표면파, 필터, 반사계수, 특성 임피던스

Description

안테나 공용기 {Antenna Duplexer}

본 발명은 이동통신 기기에 사용되는 안테나 공용기에 관한 것이다.

종래의 안테나 공용기에 있어서는, 그 패키지 내부에서 송신용 탄성표면파 필터와, 수신용 탄성표면파 필터가 위상회로를 통하여 접속된다.

이 위상회로는 수신용 탄성표면파 필터의 송신대역의 위상을 회전시키는 기능을 가지며, 또한 이 수신용 탄성표면파 필터의 송신대역의 중심주파수에서의 반사계수의 크기를 0.8 이상으로 또한 반사계수를 그 위상각이 약 0°가 되는 기능을 가지며, 특성 임피던스는 약 50Ω 이다.

탄성표면파 필터의 통과대역 내에서의 임피던스는 일반적으로 50Ω보다 낮고, 또한 용량성이다. 따라서, 상기 구성에 있어서는, 송신대역과 수신대역 모두 50Ω정합을 취하기가 어렵고 통과대역 내에서의 삽입손실 및 전압 정재파 비(Voltage Standing Wave Ratio, 이하 VSWR이라 칭한다)가 크게 된다.

본 발명은 송신대역과 수신대역의 안테나 단자에서의 임피던스 정합이 최적화된, 통과대역에서의 삽입손실 및 VSWR 특성이 우수한 안테나 공용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

종래의 과제에 비추어 본 발명의 안테나 공용기는, i) 송신용 탄성표면파 필터와 ii) 이 송신용 탄성표면파 필터의 출력측에 일단측을 전기적으로 접속한 위상기와, iii) 이 위상기의 다른 단측에 그 입력측을 전기적으로 접속한 수신용 탄성표면파 필터를 가진다.

송신용과 수신용 탄성표면파 필터는 각각 주파수가 상이한 통과대역을 가지고, 서로 다른 쪽의 통과대역을 감쇠시키는 것이다.

위상기는 수신용 탄성표면파 필터의 송신대역에서의 위상을 회전시키는 기능을 가짐과 동시에, 수신용 탄성표면파 필터의 송신대역의 중심 주파수에서의 반사계수의 크기가 0.8이상으로, 또한 반사계수의 위상각이 0 ~ 45°이다.

따라서, 임피던스가 50Ω보다 낮고, 또한 용량성인 송신용 탄성표면파 필터의 통과대역에 유도성 성분이 안테나 단측에 병렬로 부가된 것과 동일하게 된다. 그 때문에 안테나 공용기의 안테나 단자에 있어서의 송신대역의 임피던스를 50Ω정합에 보다 근접시킬 수 있다.

이렇게 본 발명의 안테나 공용기는 그 통과대역내에서의 삽입손실 및 VSWR특성이 우수한 것이 된다.

본 발명의 실시예는 송신용 탄성표면파 필터와, 송신용 탄성표면파 필터의 출력측에 일단측을 전기적으로 접속한 위상기와, 이 위상기의 다른 단측에 그 입력측을 전기적으로 접속한 수신용 탄성표면파 필터를 가진 구성이다.

송신용 탄성표면파 필터와 수신용 탄성표면파 필터는 각각 주파수가 상이한 통과대역을 가지고, 서로 다른 쪽의 통과대역을 감쇠시키며, 이 위상기는 적어도 수신용 탄성표면파 필터의 송신대역에서의 위상을 회전시키는 기능을 가진다.

또한, 이 위상기는 수신용 탄성표면파 필터의 송신대역의 위상을 회전시켜 수신용 탄성표면파 필터의 송신대역의 중심주파수에서의 반사계수의 크기가 0.8이상으로, 또한 반사계수의 위상각이 0 ~ 45°로 되는 위상각과 특성 임피던스를 가진다.

따라서, 이 안테나 공용기는 종래의 안테나 공용기 보다도 안테나 단자에 있어서의 송신대역에서 50Ω정합이 취해지게 되며 안테나 공용기의 송신측에서의 삽입손실이 작고, VSWR 특성이 우수하게 된다.

본 발명의 다른 실시예는 위상기의 특성 임피턴스가 50Ω정합보다 낮은 상술된 실시예의 안테나 공용기이다.

수신용 탄성표면파 필터의 통과대역에서의 임피던스는 50Ω보다도 낮으므로 상기 위상기를 사용함으로써 안테나 단자에 있어서의 수신대역에서는 50Ω정합이 취해진다.

따라서, 안테나 공용기는 송신측, 수신측에서의 VSWR 특성이 우수하고, 삽입손실이 작아지게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예는 바로 전에 상술한 실시예에 더하여, 위상기의 특성 임피던스가 34Ω ~ 50Ω(단 50Ω을 제외)인 안테나 공용기이다. 이 안테나 공용기는 그 송신측, 수신측에서의 VSWR 특성이 우수하고 삽입 손실이 작다.

본 발명의 또 다른 실시예는 최초에 설명한 실시예에 더하여, 그 송신용 탄성표면파 필터는 레더(ladder)형 필터로 구성되며, 병렬 완탄성표면파(Surface Acoustic Wave, 이하 SAW로 칭함) 공진기의 반공진 주파수보다도 직렬 완SAW 공진기의 공진 주파수가 높은 안테나 공용기이다.

이 안테나 공용기는 송신측에서의 VSWR 특성 및 삽입손실을 열화시키지 않고 넓은 대역의 필터 특성을 얻을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 최초에 설명한 실시예에 더하여, 위상기의 위상각을 80°~ 100°로 한 안테나 공용기이다. 이 안테나 공용기는 그 안테나 단자에 있어서의 송신대역에서 50Ω정합이 취해진다. 이 안테나 공용기는 그 송신측에서의 VSWR 특성이 우수하고, 삽입손실이 작아진다.

본 발명의 또 다른 실시예는 최초에 설명한 실시예에 더하여, 위상기의 특성 임피던스가 34Ω ~ 50Ω(단 50Ω을 제외)에서, 위상각은 80°~ 100°로 한 안테나 공용기이며, 그 안테나 단자에 있어서의 수신대역에서의 임피던스는 50Ω정합이 취해진다. 그러므로 이 안테나 공용기는 송신측뿐만 아니라 수신측에서 VSWR 특성도 우수하고, 삽입손실도 작아진다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 공용기는 상술한 실시예와 동일하게 송신용 SAW필터와 송신용 SAW필터의 출력측에 일단측을 전기적으로 접속한 위상기와 위상기의 다른 단측에 그 입력측을 전기적으로 접속한 수신용 SAW필터를 가진다.

여기에서, 송신용 SAW필터와 수신용 SAW필터는 각각 주파수가 상이한 통과대역을 가지며, 서로 다른 쪽의 통과대역을 감쇠시킨다.

위상기는 수신용 SAW필터의 송신대역에서의 위상을 회전시키는 기능을 가지는 것과 함께 그 특성 임피던스가 50Ω보다도 낮다.

따라서, 이 안테나 공용기의 안테나 단자에 있어서의 수신대역의 임피던스가 50Ω정합이 취해지게 된다. 이렇게 이 안테나 공용기는 수신측에서의 VSWR특성이 우수하고, 삽입손실도 작아지게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예는 바로 전에 상술한 실시예에 더하여, 위상기의 특성 임피던스가 34Ω ~ 50Ω(단 50Ω을 제외)인 안테나 공용기이다. 이 안테나 공용기의 안테나 단자에 있어서의 수신대역에서의 임피던스는 50Ω정합이 취해지게 된다. 따라서 이 안테나 공용기는 수신측에서의 VSWR 특성이 우수하고, 삽입손실도 작아지게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 공용기의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 공용기의 회로를 도시한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수신용 탄성표면파 필터의 통과대역의 중심주파수 근방에서의, 위상기판의 임피던스와 안테나 공용기의 삽입손실과의 관계를 도시한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수신용 탄성표면파 필터의 통과대역의 중심주파수 근방에서의, 위상기판의 임피던스와 안테나 공용기의 VSWR과의 관계를 도시한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송신용 탄성표면파 필터의 통과대역의 중심주파수 근방에서의, 위상기판의 위상각과 안테나 공용기의 삽입손실과의 관계를 도시한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송신용 탄성표면파 필터의 통과대역의 중심주파수 근방에서의, 위상기판의 위상각과 안테나 공용기의 VSWR과의 관계를 도시한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에서의 위상기의 회로를 도시한다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 송신용 탄성 표면파 필터 12 : 수신용 탄성 표면파 필터

13 : 위상기판 14 : 패키지

15 : 안테나단자 16 : 송신단자

17 : 수신단자 18a : 접속퍼트

18b : 접속퍼트 18c : 접속퍼트

19a : 접지단자 19b : 접지단자

19c : 접지단자 19d : 접지단자

19e : 접지단자 20a : 본딩와이어

20b : 본딩와이어 20c : 본딩와이어

20d : 본딩와이어 20e : 본딩와이어

30 : 입력단자 31 : 출력단자

32 : 인덕턴스소자 33 : 결합용량

34 : 캐패시턴스소자 35 : 캐패시턴스소자

제 1 실시예

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 안테나 공용기의 사시도이다.

이 안테나 공용기에 있어서는, 압전성 기판상에 즐형전극 등에 의해 형성된 송신용 SAW필터(11) 및 수신용 SAW필터(12)와 위상기판(13)이 형성된다. 이것들은 패키지(14)내부에 수납된다. 패키지(14)의 외주부에는 안테나단자(15), 송신단자(16), 수신단자(17), 접지단자(19a~19e)가, 패키지(14)의 내부에는 접속퍼트(18a~18c)가 배치된다. 접속퍼트(18a)는 안테나단자(15)에, 접속퍼트(18b)는 송신단자(16)에, 접속퍼트(18c)는 수신단자(17)에 각각 접속된다.

또한, 송신용 SAW필터(11), 수신용 SAW필터(12) 및 위상기판(13)은 각각 2개씩 접속단자를 가진다. 송신용 SAW필터(11)의 한쪽 단자와 접속퍼트(18b)가 본딩와이어(20a)로, 다른 쪽 단자와 접속퍼트(18a)가 본딩와이어(20b)로 접속된다.

또한, 동일하게 수신용 SAW필터(12)의 한쪽 단자와 접속퍼트(18c)가 본딩와이어(20e)로, 다른 쪽 단자와 위상기판(13)의 한쪽 단자가 본딩와이어(20d)로, 위상기판(13)의 다른 쪽 단자와 접속퍼트(18a)가 본딩와이어(20c)로 각각 접속된다.

도 2는 안테나 공용기의 회로이고, 도 1에서 나타낸 것과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여한다.

위상기판(13)은 적어도 수신용 SAW필터(12)의 송신대역의 위상을 회전시키는 기능을 가진다. 그 특성 임피던스는 50Ω보다도 낮고, 34Ω ~ 50Ω(단 50Ω을 제외)이다.

도 3 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 위상기판(13)의 특성 임피던스를 50Ω보다도 작게 하는 만큼, 안테나 공용기의 수신특성의 삽입손실 및 VSWR이 작게되는 것을 알 수 있다. 그러나 그 특성 임피던스가 너무 낮게되면, 안테나 공용기의 송신특성의 삽입 손실 및 VSWR이 악화된다. 따라서, 위상기판(13)의 특성 임피던스는 34Ω ~ 50Ω(단 50Ω을 제외)으로 하는 것이 바람직하다.

제 2 실시예

본 발명의 실시예 2의 안테나 공용기는 외관상의 구성은, 실시예 1의 안테나 공용기와 동일하며, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 실시예 2의 안테나 공용기의 특성에 대해서 실시예 1과 상이한 점에 대해서 기재한다.

송신용 SAW필터(11)은 레더형 필터로 구성되고, 병렬 완SAW(탄성표면파) 공진기의 반공진 주파수보다도, 직렬 완SAW 공진기의 공진 주파수를 높게 한다.

위상기판(13)은 송신대역에서의 수신용 SAW 필터(12)의 송신대역의 위상을 회전시키는 기능을 가지고, 이 송신대역의 중심 주파수에서의 수신용 SAW 필터(12)의 반사계수의 크기가 0.8이상, 또한 반사계수의 위상각이 0 ~ 45°로 되는 위상각과 특성 임피던스를 가진다.

구체적으로는, 위상기판(13)의 위상각을 80°~ 100°, 특성 임피던스를 50Ω보다 낮은 34Ω ~ 50Ω(단 50Ω을 제외)으로 한다.

이상의 구성에 의하면, 실시예 1과 마찬가지로 도 3 및 도 4에 나타낸 것과 같이 위상기판(13)의 특성 임피던스를 50Ω보다도 작게 하는 만큼, 수신용 SAW 필터(12)의 중심 주파수 부근에서의 안테나 공용기의 삽입손실 및 VSWR이 작게 된다.

그러나, 특성 임피던스가 너무 낮게 되면 안테나 공용기의 송신특성에 있어서의, 삽입손실 및 VSWR이 악화된다.

따라서, 위상기판(13)의 특성 임피던스는 34Ω ~ 50Ω(단 50Ω을 제외)이 바람직하다. 위상각이 80 ~ 100°인 위상기판(13)을 사용함으로써 수신용 SAW 필터(12)의 송신대역의 중심 주파수에서의 반사계수의 크기가 0.8 이상, 또한 위상각을 0 ~ 45°로 할 수 있다.

그 결과 도 5 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 안테나 공용기의 송신특성에 있어서, 그 삽입손실 및 VSWR을 동시에 작게하는 것이 가능하다.

이상과 같이 하여서, 안테나 공용기의 수신특성, 송신특성에 있어서, 각각의 삽입손실 및 VSWR을 작게할 수 있다.

더구나, 상기 각 실시예에 있어서는, 하나의 패키지(14)내에 송신용 SAW 필터(11), 수신용 SAW 필터(12), 위상기판(13)을 수납한 경우에 대해서 설명하였다.

또한 위상회로를 내장한 패키지를 이용하는 경우에는, 위상기판(13)을 사용할 필요가 없고 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 송신용 SAW 필터(11), 수신용 SAW 필터(12), 위상기판(13)이 하나의 패키지에 수납되어 있지 않아도 상관없다.

더욱이 위상기판(13)대신에, 이산(discrete)부품으로 위상기를 구성해도 상관없다. 그 경우에는 도 7에 나타낸 것과 같은 구성을 사용하는 것이 바람직하다.

도 7에서는 위상기의 입력단자(30)와 출력단자(31) 사이의 직렬 완에 인덕턴스 소자(32)와 결합용량(33)이 병렬로 접속된다. 더욱이 입력단자(30)와 소자(32)와 용량(33)으로 구성되는 병렬회로와의 사이 및 그 병렬회로와 출력단자(31)와의 사이에 일단을 접지한 캐패시턴스 소자(34, 35)가 접속된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 안테나 공용기의 송신용 SAW 필터와 수신용 SAW 필터의 각각 통과대역에 있어서, 각각의 중심 주파수와 그 근방 주파수에서의 삽입손실과 VSWR을 작게할 수 있다.

Claims (8)

1. 안테나 공용기로서,

   송신용 SAW 필터,

   기판상에 형성된 전송선로를 포함하고, 상기 송신용 SAW 필터의 출력측에 일단을 전기적으로 접속한 위상기와,

   상기 위상기의 다른 단측에 그 입력측을 전기적으로 접속한 수신용 SAW 필터를 구비하고,

   상기 송신용 SAW 필터와 상기 수신용 SAW 필터는 각각 주파수가 상이한 통과대역을 가지고, 서로 다른 쪽의 통과대역을 감쇠시키고,

   상기 위상기는, 상기 전송선로의 특성 임피던스 및 위상각에 대응하여, i) 상기 수신용 SAW 필터의 송신대역의 위상을 회전시킴과 동시에, ii) 상기 수신용 SAW 필터의 상기 송신대역의 중심 주파수에서의 반사계수의 크기가 0.8 이상으로 또한, 상기 반사계수의 위상각이 0 ~ 45°로 되는 위상각과 특성 임피던스를 가지며,

   상기 송신용 SAW 필터의 통과대역에 있어서는, 용량성인 상기 송신용 SAW 필터의 임피던스에 상기 위상기가 부가되고, 유도성 성분이 병렬로 부가되어짐에 따라, 안테나 단자측으로부터 본 임피던스를 상기 송신대역에 있어서 50Ω 정합이 취해지도록 하는 안테나 공용기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 위상기의 특성 임피던스가 50Ω보다 낮은 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 위상기의 특성 임피던스가 50Ω을 제외한 34Ω ~ 50Ω 인 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 송신용 SAW 필터는 레더형 필터로 구성되고, 병렬 완SAW 공진기의 반공진 주파수보다도 직렬 완SAW 공진기의 공진 주파수가 높은 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 위상기의 위상각이 80°~ 100°인 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 위상기의 특성 임피던스가 50Ω을 제외한 34Ω ~ 50Ω 이고, 위상각은 80°~ 100°인 것을 특징으로 하는 안테나 공용기.
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