The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지

Millimeter-wave LTCC Front-end Module for Highly Integrated Transceiver

고집적 송수신기를 위한 밀리미터파 LTCC Front-end 모듈

  • Kim, Bong-Su (Radio Technology Research Group Wide RF Research Team, Electronics and Telecommunication Research Institute(ETRI)) ;
  • Byun, Woo-Jin (Radio Technology Research Group Wide RF Research Team, Electronics and Telecommunication Research Institute(ETRI)) ;
  • Kim, Kwang-Seon (Radio Technology Research Group Wide RF Research Team, Electronics and Telecommunication Research Institute(ETRI)) ;
  • Eun, Ki-Chan (School of Electronic Engineering, ICU) ;
  • Song, Myung-Sun (Radio Technology Research Group Wide RF Research Team, Electronics and Telecommunication Research Institute(ETRI))
  • 김봉수 (한국전자통신연구원 디지털방송연구단) ;
  • 변우진 (한국전자통신연구원 디지털방송연구단) ;
  • 김광선 (한국전자통신연구원 디지털방송연구단) ;
  • 은기찬 (한국정보통신대학교 전자공학과) ;
  • 송명선 (한국전자통신연구원 디지털방송연구단)
  • Published : 2006.10.31
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Abstract

In this paper, design and implementation of a very compact and cost effective front-end module are presented for IEEE 802.16 FWA(fixed Wireless Access) in the 40 GHz band. A multi-layer LTCC(Low Temperature Co-fred Ceramic) technology with cavity process to achieve excellent electrical performances is used to fabricate the front-end module. The wirebond matching circuit design of switch input/output port and waveguide transition to connect antenna are optimally designed to keep transmission loss low. To reduce the size of the front-end module, the dielectric waveguide filter is developed instead of the metal waveguide filter. The LTCC is composed of 6 layers(with the thickness of a layer of 100 um) having a relative dielectric constant of 7.1. The front-end module is implemented in a volume of $30{\times}7{\times}0.8mm^3$ and shows an overall insertion loss < 5.3 dB, and image rejection value > 49 dB.

본 논문에서는 40 GHz 대역에서 동작하는 IEEE 802.16 고정 무선 통신을 위한 천이, 소형 TDD 송수신 모듈의 front-end 모듈을 설계하고 구현하는 방법을 제안한다. 제안된 모듈은 저손실과 소형화를 동시에 달성하기 위하여 캐비티 공정을 가지는 다층 LTCC 기술을 이용하여 제작되었다. 스위치의 입출력단에 와이어본드 정합회로의 설계 및 안테나와의 연결을 위한 도파관 천이 구조를 통해 저손실의 천이를 얻었으며, 기존 금속 도파관 필터를 대체한 유전체 도파관 필터를 사용함으로써 소형화를 달성하였다. 이를 구현하기 위해 유전율 7.1, 두께 100 um인 총 6층의 LTCC 기판을 사용하였으며 제작된 소형 front-end 모듈의 크기는 $30{\times}7{\times}0.8mm^3$이다. 그리고 송수신 삽입 손실 < 5.3 dB, 이미지 신호 제거 > 49 dB의 우수한 천이를 얻을 수 있었다.

Keywords

References

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