802.11.a W-LAN 송수신단의 잡음 지수 개선을 위한 본드와이어 인덕터를 이용한 초소형 대역 통과 여파기

Abstract

최근 SiP(System in Package)를 이용한 송수신단 설계에 있어서 모듈의 소형화에 유리한 직접 변환(Direct Conversion) 방식이 널리 사용되고 있다. 직접 변환 방식을 적용하기 위하여 집적이 용이하고 높은 선택도를 갖는 여파기 구현이 가능한 다층 Low Temperature Co-fired Ceramic(LTCC) 공정이 사용되고 있다. 다층을 사용함으로써 3 차원 구조의 설계가 용이하고 기판 내부로 내장을 할 수 있어서 전체 시스템의 소형화도 가능하게 되었다. 하지만 내장형 필터가 저잡음 증폭기, 믹서와 같은 칩 사이에 내장될 경우, 칩과 내장형 필터를 연결하기 위해 필요한 본드와이어 인터컨넥션 구간에 의해 필터의 특성이 저하되는 문제가 발생한다. 그러므로 내장형 여파기 설계를 위해서는 인터컨넥션으로 동작하는 본드와이어 인덕터를 고려한 설계가 필요하다. 본 논문에서는 인터컨넥션으로 사용되던 본드와이어의 인덕턴스를 고려한 내장형 대역통과 여파기를 제안한다. 제안하는 여파기는 본드와이어를 이용하여 direct inductive 인버터를 구현함으로서 통과 대역보다 높은 주파수 구간에서 높은 선택도를 갖게 하였다. 제안하는 필터는 1 dB의 통과 대역 삽입손실을 갖고 4%의 우수한 선택도를 갖는다. 그리고 불필요한 인터컨넥션 구간을 줄임으로서 전체 모듈의 크기를 25 % 줄일 수 있었다. 그리고 실제 필터가 내장된 수신 모듈의 측정 결과 EVM이 -20.507 dB로 우수한 신호 전송 특성을 가지고 IQ offset이 -37.176dB로 매칭 특성 역시 우수함을 확인할 수 있다.