Antenna-Diplexer Module for Cellular/SDMB Band Using LTCC Technology

This paper presents an integrated packaging antenna-diplexer module for wireless communication systems in the Cellular and SDMB band. The design and the realization of the proposed one are experimentally analyzed and discussed. It consists of a dual-resonance antenna and a diplexer with a multi-layer LTCC(${\varepsilon}_r=7.8,\;tan\;{\delta}=0.0043$) technology with integration capability and low loss. The dual-resonance antenna of the proposed module has the meander line structure for size reduction and has the shorting structure of an inverted F antenna to achieve good impedance matching. The diplexer of the proposed module was designed with the combination of low pass filter(LPF) and high pass filter(HPF). Decreasing the mutual interference between them provides a high isolation characteristic. The proposed antenna-diplexer module with dimensions of $27.5{\times}12.0{\times}2.2mm$ operates within a range from 813 MHz to 902 MHz for the cellular band and from 2,586 MHz to 2,655 MHz for the SDMB band. And the measured gain of the fabricated module is -1.96 dBi for Cellular band and -5.43 dBi for SDMB band. The parameters for the antenna-diplexer module are investigated and the several performances are discussed.

LTCC 공법을 사용한 Cellular/SDMB 안테나-다이플렉서 모듈

본 논문은 Cellular 대역과 SDMB(Satellite Digital Multimedia Broadcasting) 대역에서 동작하는 무선 통신 시스템을 위한 송수신 전치단의 소형 안테나-다이플렉서 모듈을 설계하고 구현하는 방법을 제안한다. 제안된 모듈은 이중 공진 안테나와 다이플렉서로 구성되고, 저 손실과 소형화를 동시에 달성하기 위해 다층의 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기술을 이용하여 제작되었다. 이중 공진 안테나는 소형화를 위해 미앤더 라인을 사용하였고, 임피던스 매칭을 쉽게 이루기 위해 IFA(Inverted-F Antenna) 구조를 응용하여 설계하였으며, 간단한 구조를 지니면서 사양을 만족하는 이득과 대역폭을 갖는다. 다이플렉서는 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터를 결합하여 설계되었고, 이들 사이의 상호 간섭을 줄임으로써 높은 격리도를 얻을 수 있었다. 제작된 모듈의 크기는 $27.5{\times}12.0{\times}2.2mm$이고, $813{\sim}902MHz,\;2,586{\sim}2,655MHz$의 동작 주파수 대역과 -1.96 dBi(cellular band), -5.43 dBi(SDMB band)의 이득이 측정되었다. 주파수 응답 특성과 방사 특성이 분석되었다.