KR20030063632A - 안테나 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나 스위치에 관한 것으로써 복수개의 레이어에 형성된 스트립라인과 MIM(Metal Insulator Metal) 구조로 구현되는 안테나 스위치에 있어서, 상기 안테나 스위치의 송신단 특성을 결정하는 저역통과 필터를 상기 복수개의 레이어의 상측 레이어에 가변 커패시터부를 장착하여 구현함으로서 기존의 MIM 구조를 통해 안테나 스위치의 특성이 결정된 후 그 특성 조절이 불가능한 문제점을 해결하고 특히, 상기 가변 커패시터부를 바렉터 다이오드 등을 통해 구성함으로써 상기 바렉터 다이오드로 인가되는 전압의 조절을 통해 간단하게 안테나 스위치의 특성을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

안테나 스위치{Antenna Switch}

본 발명은 안테나 스위치에 관한 것으로서, 특히 복수개의 레이어에 형성된 스트립라인과 MIM(Metal Insulator Metal) 구조를 통해 구현되는 안테나 스위치의필터링 특성을 간단하게 조절할 수 있도록 하는 안테나 스위치에 관한 것이다.

안테나 스위치는 핸드폰과 같은 이동통신 단말기 등에 장착되어 상기 이동통신 단말기가 외부 기지국과 신호를 송수신할 수 있도록 동작하는 전자부품이다.

상기의 안테나 스위치는 특히 장착되는 단말기 등의 규격에 따라 특정 대역의 신호를 수신하고 필터링하는 동시에 상기 단말기의 전송신호를 외부 기지국으로 송신한다.

만일, 상기 단말기가 특정한 한 대역의 신호만을 송수신하는 단말기가 아니라 적어도 두 대역의 신호를 송수신할 수 있도록 제작된 단말기의 경우, 상기 안테나 스위치는 외부에서 전송되는 신호를 그 대역에 따라 분리하여 각각의 대역특성에 적합하게 상기 수신신호를 처리하는 송수신회로로 전달하는 역할도 하게 된다.

일반적인 안테나 스위치의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 외부로부터 안테나를 통해 수신되는 신호를 각 대역별 신호로 분리하는 다이플렉서(Diplexer;1)와, 상기 다이플렉서(1)로부터 분리된 신호를 필터링하여 처리하는 동시에 그에 따른 전송신호를 송신하는 제1, 2 송수신회로(2,3)로 구성된다.

그러나, 상기와 같은 안테나 스위치의 경우, 상기 다이플렉서와 제1,2 송수신회로의 특성을 복수개의 레이어에 스트립라인과 MIM 구조를 형성함으로써 구현하게 되는데, 이러한 경우 상기 스트립라인과 MIM 구조가 한번 형성됨에 따라 변형이 불가능함으로써 후에 특성 조절이 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 저역통과 필터의 특성을 가변 커패시터 등을 통해 구현함으로써 안테나 스위치가 제작된 후에도 그 필터링 특성을 간단하고 효율적으로 조절할 수 있도록 하는 안테나 스위치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 안테나 스위치의 구성이 도시된 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 안테나 스위치의 구성이 도시된 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 안테나 스위치를 구성하는 레이어가 도시된 도,

도 4는 본 발명에 따른 안테나 스위치의 등가회로가 도시된 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

11 : 안테나12 : 다이플렉서

21 : GSM-Tx22 : GSM-Rx

23 : 제1 스위치부24 : 제1 저역통과필터

25 : 제1 페이즈 쉬프트

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 안테나 스위치의 특징에 따르면, 안테나를 통해 유도된 신호를 대역별 수신신호로 분리하는 다이플렉서와, 상기 대역별 수신신호를 수신하는 수신회로와 상기 수신회로에서 수신한 수신신호 대역의 송신신호를 송신하는 송신회로가 신호 송수신여부에 따라 각각 분리하여 동작하도록 상기 송수신회로의 동작여부를 결정하는 제어신호에 따라 동작하는 스위치부와, 상기 스위치부와 상기 송신회로 사이에 연결되어 전송신호의 하모닉 성분을 감쇠시키는 저역통과필터와, 상기 스위치부와 상기 수신회로 사이에 연결되어 상기 수신회로의 입력임피던스를 조절하는 페이즈 쉬프터(Phase Shifter)가 적어도 하나 이상의 레이어에 형성된 스트립라인과 MIM 구조로 구현되는 안테나 스위치에 있어서, 상기 저역통과필터는 소자특성 변화가 가능하도록 상기 레이어 중 가장 상측에 위치하는 레이어에 장착되는 가변 커패시터부를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 안테나 스위치는 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나(11)에 유도된 신호를 GSM(Global System for Mobile Communications) 송수신 시스템의 수신신호와 DCS(Digital Communuication Service) 송수신 시스템의 수신신호를 분리하는 다이플렉서(12)와, 외부에서 인가되는 제어신호인 컨트롤 전압(VC1)에 의해 GSM 송수신 시스템의 송신회로인 GSM-Tx(21)와 수신회로인 GSM-Rx(22)가 분리되어 동작하도록 하는 제1 스위치부(23)와, 외부에서 인가되는 제어신호인 컨트롤 전압(VC2)에 의해 DCS 송수신 시스템의 송신회로인 DCS-Tx(31)와 수신회로인 DCS-Rx(32)가 분리되어 동작하도록 하는 제2 스위치부(33)와, 상기 GSM, DCS 송수신 시스템의 전송 밴드내의 전송 신호의 하모닉 성분을 감쇠시키는 제1,2 저역통과필터(24,34)와, 상기 GSM-Tx(21)과 DCS-Tx(31) 밴드에서 각각 GSM-Rx(22), DCS-Rx(32)로의 입력 임피던스를 오픈시키는 역할을 하는 제1,2 페이스 쉬프터(Phase Shifter;25,35)로 구성된다.

여기서, 상기 다이플렉서(12)는 저역통과 필터(12a)와 고역통과 필터(12b)로 구성된다.

도 3은 본 발명에 따라 복수개의 레이어(L1~L10)와 그 상측에 복수개의 전극이 형성된 상측 레이어(L0)에 형성된 스트립라인과 MIM 구조를 통해 구현되는 안테나 스위치의 상기 상측 레이어(L0)에 가변 커패시터부인 바렉터 다이오드(Varactor Diode;V)를 장착하고, 상기 제1,2 바렉터 다이오드(V1,V2)로 안테나 스위치 필터링특성을 조절할 수 있는 전압을 인가하는 제1,2 컨트롤 전압전극(Ct1, Ct2)을 형성한 바를 도시하고 있다.

상기 상측 레이어(L0)에는 상기 제1,2 컨트롤 전압전극(Ct1, Ct2) 외에도, 복수개의 그라운드 전극(GND)과, 안테나 전극(ANT)과, 제어신호가 입력되는 제어신호 입력전극(VC1,VC2)와, 상기 안테나 전극(ANT)을 통해 신호를 송수신하는 송수신 시스템과 연결되는 송수신 전극(GSM-Tx, GSM-Rx, DCS-Tx, DCS-Rx)이 형성된다.

상기 제1,2 바렉터 다이오드(V1,V2)는 각각 상기 제1,2 컨트롤 전압전극(Ct1, Ct2)을 통해 인가되는 전압에 따라 그 커패시턴스가 조절되며, 상기 제1,2 바렉터 다이오드(V1, V2)의 커패시턴스가 조절됨에 따라 상기 안테나 스위치의 저역통과필터의 필터링 특성이 조절 가능하다. 따라서, 사용자는 상기 제1,2 컨트롤 전압전극(Ct1, Ct2)을 통해 상기 제1,2 바렉터 다이오드(V1,V2)로 공급되는 전압을 필요에 따라 변화함으로써 상기 안테나 스위치의 특성을 조절할 수 있게 된다.

여기서, 상기 복수개의 레이어(L1~L10) 중 제7 레이어(L7)에는 저역통과 필터를 구성하는 커패시터를 구현할 수 있는 전극패턴이 점선으로 표시되어 있다. 즉, 종래 상기 점선으로 표시된 저역통과 필터 특성 구현 스트립라인을 생략하고 본 발명에 따라 상측 레이어(L0)에 바렉터 다이오드를 장착하고 상기 바렉터 다이오드로 컨트롤 전압을 인가할 수 있는 컨트롤 전압전극을 형성하여 저역통과 필터의 특성이 구현되도록 함과 동시에 상기 저역통과 필터의 특성을 조절할 수 있도록 하였다.

도 4는 상기 도 3에 도시된 바렉터 다이오드와 컨트롤 전압전극으로 이루어진 가변 커패시터부(40)가 상기 제1 스위치부(23) 및 GSM-Tx(21)과 직렬로 연결된 저역통과 필터(24)에서 어떻게 구현되는지를 도시하고 있다. 여기서 GSM 송수신회로와 DCS 송수신회로를 상호 대칭되는 구조를 가지고 있으므로 GSM 송수신회로는 생략한다.

즉, 도시된 바와 같이, 상기 저역통과 필터(24)는 상기 제1 스위치부(23)와 병렬 연결되는 제1 커패시터(C1), 상기 GSM-Tx(21)과 병렬 연결되는 제2 커패시터(C2), 상기 제1 스위치부(23)와 GSM-Tx(21)와 직렬 연결되는 인덕터(L), 상기 인덕터(L)에 병렬 연결되는 바렉터 다이오드(V1)와, 상기 바렉터 다이오드(V1)로 컨트롤 전압을 공급하는 컨트롤 전압부(Ct)로 구성된다.

여기서 상기 바렉터 다이오드(V1)는 상기 도 3에 도시된 상측 레이어(L0)의 제1 컨트롤 전압전극(Ct1)으로부터 전압을 인가받는데, 상기 컨트롤 전압부(Ct)는 상기 제1 컨트롤 전압전극(Ct1)을 통해 인가되는 전압을 상기 바렉터 다이오드(V1)로 공급한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 안테나 스위치는 복수개의 레이어에 형성된 스트립라인과 MIM 구조로 구현되는 안테나 스위치에 있어서, 상기 안테나 스위치의 특성을 결정하는 저역통과 필터를 상기 복수개의 레이어의 상측 레이어에 가변 커패시터부를 장착하여 구현함으로서 기존의 MIM 구조를 통해 안테나 스위치의 특성이 결정된 후 그 특성 조절이 불가능한 문제점을 해결하고 특히, 상기 가변 커패시터부를 바렉터 다이오드 등을 통해 구성함으로써 상기 바렉터 다이오드로 인가되는 전압의 조절을 통해 간단하게 안테나 스위치의 특성을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 안테나를 통해 유도된 신호를 대역별 수신신호로 분리하는 다이플렉서와; 상기 대역별 수신신호를 수신하는 수신회로와 상기 수신회로에서 수신한 수신신호 대역의 송신신호를 송신하는 송신회로가 신호 송수신여부에 따라 각각 분리하여 동작하도록 상기 송수신회로의 동작여부를 결정하는 제어신호에 따라 동작하는 스위치부와; 상기 스위치부와 상기 송신회로 사이에 연결되어 전송신호의 하모닉 성분을 감쇠시키는 저역통과필터와; 상기 스위치부와 상기 수신회로 사이에 연결되어 상기 수신회로의 입력임피던스를 조절하는 페이즈 쉬프터(Phase Shifter)가 적어도 하나 이상의 레이어에 형성된 스트립라인과 MIM(Metal Insulator Metal) 구조로 구현되는 안테나 스위치에 있어서,

   상기 저역통과필터는 소자특성 변화가 가능하도록 상기 레이어 중 가장 상측에 위치하는 레이어에 형성된 가변 커패시터부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 스위치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가변 커패시터부는 인가 전압에 따라 커패시턴스가 변하도록 상기 상측에 위치하는 레이어에 장착되는 바렉터 다이오드와; 상기 바렉터 다이오드로 조절하고자 하는 상기 안테나 스위치의 필터링 특성에 따른 전압이 인가되도록 상기 상측 레이어에 형성된 컨트롤 전압전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 스위치.