KR100445585B1 - 이동통신단말기의 지피에스 및 시디엠에이 신호 분리수신장치 - Google Patents

이동통신단말기의 지피에스 및 시디엠에이 신호 분리수신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신단말기의 송수신 회로에 관한 것이다.
이 같은 본 발명은, 단말기가 GPS Mode로 동작할 경우 CDMA 서비스를 이용하지 않는다는 점을 감안하여 CDMA단말기에 듀얼밴드안테나와 RF스위칭회로를 적용하므로서, GPS와 CDMA신호를 보다 효과적으로 분리 수신할 수 있도록 하는 한편, 특히 PCS와 같이 GPS대역과 인접한 대역의 CDMA 단말기 회로를 구성할 때의 과다한 삽입 손실로 인한 수신특성열화를 방지하고, 더불어 사이즈가 크고 실장성(實裝性)이 좋지 않은 내장 안테나 사용이 필요 없고, 회로 구성에 따른 단말기의 제조원가를 절감하면서 단말기내의 부품 배치에 따른 어려움을 해소할 수 있도록 하는 이동통신단말기의 GPS 및 CDMA 신호 분리 수신장치를 제공한다.

Description

이동통신단말기의 지피에스 및 시디엠에이 신호 분리 수신장치{GPS signal and CDMA signal separate receiver of mobile phone}
본 발명은 이동통신단말기의 송수신 회로에 관한 것으로서, 특히 CDMA단말기에 듀얼밴드안테나(DBA; Dual Band Antenna)와 RF(Radio Frequency)스위칭회로를 적용하여 GPS와 CDMA신호를 보다 효과적으로 분리 수신할 수 있도록 하는 이동통신단말기의 GPS 및 CDMA 신호 분리 수신장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 현재 상용화되고 있는 통신서비스는 800㎒ 대역의 CDMA 서비스와, 1575.42㎒ 대역의 GPS 서비스 및 1.7∼1.9㎓ 대역의 PCS 서비스로 구분되며, 이러한 각 서비스를 받기 위해서는 단말기내에 송수신회로를 구성하도록 하였다.
즉, 상기 CDMA와 GPS 및 PCS서비스를 받기 위한 단말기의 송수신회로는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, GPS대역의 주파수를 필터링하는 제1,2 GPS대역필터(1a)(1b), 필터링된 GPS대역의 주파수를 증폭하는 GPS대역신호 저잡음 증폭기(2), GPS대역주파수 다운믹서(3), 수신용 디지털 복조회로IC(4), 송수신단 신호분리용 듀플렉서(Duplexer)(5), CDMA대역신호 저잡음 증폭기(6), CDMA수신대역필터(7), CDMA대역주파수 다운믹서(Down Mixer)(8), GPS 및 CDMA 대역 로컬주파수 신호 합성용 위상동기루프(PLL; Phase Locked Loop)회로(9), 송신용 디지털 변조회로IC(10), CDMA대역주파수 업믹서(Up Mixer)(11), CDMA대역출력증폭기(12), CDMA송신대역필터(13), CDMA대역 고출력증폭기(14)가 공통적으로 적용되고 있다.
이때, 상기와 같은 주파수 대역을 가지는 서비스를 하나의 단말기를 통해 이용할 수 있도록 하였는데 이를 위해 종래에는,
GPS서비스를 받는 단말기의 경우 도1에 도시된 바와 같이 내외장형으로 GPS용 제1안테나(21) 및 CDMA용 제2안테나(22)와 GPS용 제1안테나매칭회로(23) 및 CDMA용 제2안테나매칭회로(24)를 적용하였다.
CDMA서비스를 받는 단말기의 경우에는 도2에 도시된 바와 같이 다이플렉서(Diplexer)(31)와 제3안테나매칭회로(32) 및 두개의 주파수 대역특성(GPS/CDMA)을 갖는 듀얼밴드안테나(100)를 적용하였다.
그러나, 도1에서와 같이 내장형의 제1안테나(21)를 사용할 경우 신호에 대한 감도 둔화의 문제가 발생하였을 뿐만 아니라, 내장형과 외장형으로 각각 제1 및 제2안테나(21)(22)를 구성하는데 따른 이중 비용으로 인해 단말기에 대한 제조원가가 상승하였으며, 더불어 이중 안테나(21)(22)의 적용으로부터 단말기내의 부품 배치에 상당한 어려움이 따랐다.
한편, 도2에서와 같이 다이플렉서(31)를 사용하는 경우는 주로 CDMA서비스를 받는 단말기에 그 적용이 한정되어 있을 뿐, GPS와 CDMA서비스의 주파수와 인접된 PCS서비스의 단말기에 있어서는 삽입 손실이 과다하게 발생하는 바, 이로 인하여 상기 다이플렉서(31)에 대한 제작상의 어려움이 따랐고, 이에 따라 현재 PCS단말기에는 상기와 같은 다이플렉서(31)를 적용하지 못하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 단말기가 GPS Mode로 동작할 경우 CDMA서비스를 이용하지않는다는 것을 감안하여 CDMA단말기에 듀얼밴드안테나와 RF스위칭회로를 적용하므로서, GPS와 CDMA신호를 보다 효과적으로 분리 수신할 수 있도록 하는 한편, 특히 PCS와 같이 GPS대역과 인접한 대역의 CDMA 단말기 회로를 구성할 때의 삽입 손실을 방지하고, 더불어 사이즈가 크고 실장성(實裝性)이 좋지 않은 내장 안테나 사용을 없애 회로 구성에 따른 단말기의 제조원가를 절감하면서 단말기내의 부품 배치에 따른 어려움을 해소할 수 있도록 하는 이동통신단말기의 GPS 및 CDMA 신호 분리 수신장치를 제공하려는 것이다.
도1은 종래 두개의 주파수 대역특성을 갖는 안테나를 이용하여 GPS 및 CDMA 신호를 분리하는 이동통신단말기의 송수신 회로도.
도2는 종래 다이플렉서를 이용하여 GPS 및 CDMA 신호를 분리하는 이동통신단말기의 송수신 회로도.
도3은 본 발명의 일실시예로 듀얼밴드 안테나와 RF스위칭회로를 이용하여 GPS 및 CDMA 신호를 분리하는 이동통신단말기의 송수신 회로도.
도4는 본 발명의 일실시예로 GPS 및 CDMA 신호를 분리 수신하는 SPDT형 RF스위칭회로의 상세도.
도5와 6은 본 발명의 다른실시예로 GPS 및 CDMA 신호를 분리 수신하는 SPST형 RF스위칭회로의 상세도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
23,24; 제 1,2 안테나매칭회로 100; 듀얼밴드안테나
200; RF스위칭회로 300; 모뎀칩
D1,D2,D3; 다이오드
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
참고로 이하에 참조되는 도면에 대하여는 설명의 편의상 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하여 설명한다.
도3은 본 발명의 일실시예로 듀얼밴드 안테나와 RF스위칭회로를 이용하여 GPS 및 CDMA 신호를 분리하는 이동통신단말기의 송수신 회로도이고, 도4는 본 발명의 일실시예로 GPS 및 CDMA 신호를 분리 수신하는 SPDT형 RF스위칭회로의 상세도 이다.
도3 및 도4에 도시된 바와 같이, GPS대역의 주파수를 필터링하는 제 1,2 GPS대역필터(1a)(1b), 필터링된 GPS대역의 주파수를 증폭하는 GPS대역신호 저잡음 증폭기(2), GPS대역주파수 다운믹서(3), 수신용 디지털 복조회로IC(4), 송수신단 신호분리용 듀플렉서(Duplexer)(5), CDMA대역신호 저잡음 증폭기(6), CDMA수신대역필터(7), CDMA대역주파수 다운믹서(8), GPS 및 CDMA 대역 로컬주파수 신호 합성용 PLL회로(9), 송신용 디지털 변조회로IC(10), CDMA대역주파수 업믹서(11), CDMA대역출력증폭기(12), CDMA송신대역필터(13), CDMA대역 고출력증폭기(14)가 적용된 통상적인 시디엠에이(CDMA)단말기의 송수신회로에 있어서,
상기 PCS단말기의 송수신회로에는 두개의 주파수 대역특성을 가지는 듀얼밴드안테나(100)와 GPS용 제1안테나매칭회로(23) 및 CDMA용 제2안테나매칭회로(24)를 적용하되,
상기 듀얼밴드안테나(100)와 제1및 제2안테나매칭회로(23)(24)의 사이에는 상기 듀얼밴드안테나(100)로부터 수신된 GPS신호와 CDMA신호를 분리하여 GPS신호는 제1안테나매칭회로(23)로 안내하고 CDMA신호는 제2안테나매칭회로(24)로 안내하도록 하나의 입력포트와 두개의 출력포트를 가지면서 온/오프 스위칭이 이루어지는 RF스위칭회로(200)를 구성하고,
상기 RF스위칭회로(200)의 온/오프 스위칭은 GPS 및 CDMA 통신모드에 따라 모뎀칩(300)의 범용 디지털 입출력포트(GPIO)를 통해 출력되는 디지털의 제어신호에 의해 제어됨을 특징으로 한다.
다른 일면에 따라, 상기 RF스위칭회로(200)는 도 4에 도시된 바와 같이,
병렬의 바이어스포트(bias1)(bias2)를 통해 서로 다른 패턴의 디지털 제어신호가 각각 입력될 때 그 입력되는 디지털 제어신호의 레벨에 따라 턴-온(turn-on)되어 GPS신호와 CDMA신호의 흐름을 결정하도록 병렬의 다이오드(pin diode) (D1)(D2) 또는 트랜지스터(Transistor)로 이루어진 에스피디티(SPDT; Single PoleDouble Throw)로 구성함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 RF스위칭회로(200)는 도 5에 도시된 바와 같이,
하나의 바이어스포트(bias3)로 디지털 제어신호가 입력될 때 그 입력되는 디지털 제어신호의 레벨에 따라 트랜지스터(Transistor) 또는 다이오드(Diode)가 턴-온(turn-on)되어 GPS신호 또는 CDMA신호의 흐름을 결정하는 하나의 다이오드(D3)로 이루어진 에스피에스티(SPST; Single Pole Single Throw)로 구성함을 특징으로 한다.
이하, 미설명된 도면부호 L1∼L3는 코일이고, C1∼C6는 콘덴서이며, R1∼R5는 저항이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시 예에 대한 작용을 첨부된 도3내지 도5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 두개의 주파수 대역특성을 가지는 듀얼밴드안테나(100)를 통해 GPS신호와 CDMA신호가 수신될 때, 상기 듀얼밴드안테나(100)에서는 수신된 GPS신호와 CDMA신호를 RF스위칭회로(200)의 입력포트로 출력한다.
이때, CDMA단말기에 구성된 모뎀칩(300)의 범용 디지털 입출력포트(GPIO)에서는 서로 다른 패턴의 디지털 제어신호를 상기 RF스위칭회로(200)에 인가하는 바,
상기 RF스위칭회로(200)는 상기 인가되는 서로 다른 패턴의 디지털 제어신호에 따라 온/오프의 스위칭이 이루어지면서 듀얼밴드안테나(100)로부터 수신된 GPS신호와 CDMA신호를 분리한 후, 상기 GPS신호는 제1안테나매칭회로(23)로 안내하고, 상기 CDMA신호는 제2안테나매칭회로(24)로 안내하게 된다.
즉, 상기 RF스위칭회로(200)는 듀얼밴드안테나(100)와 연결되는 하나의 입력포트와 제1및 제2안테나매칭회로(23)와 연결되어 두개의 출력포트를 가지고 있으면서 병렬의 바이어스포트(bias1)(bias2)와 병렬의 다이오드(D1)(D2) 또는 트랜지스터(Transistor)로 이루어진 SPDT 형태인 바,
도4에서와 같이, 상기 모뎀칩(300)의 범용 디지탈 입출력포트(GPIO)로부터 서로 다른 패턴의 디지털 제어신호를 RF스위칭회로(200)에 구성된 병렬의 바이어스포트(bias1)(bias2)로 인가시킨다.
그러면, 상기 RF스위칭회로(200)에 구성된 병렬의 다이오드(D1)(D2) 또는 트랜지스터(Transistor)는 서로 다른 패턴의 디지털 제어신호가 각각 입력될 때 그 입력되는 디지털 제어신호의 레벨에 따라 턴-온(turn-on)이 이루어진다.
그리고, 상기 다이오드(D1)(D2) 또는 트랜지스터(Transistor)의 턴 온으로부터 Vg신호에 의한 병렬회로(D1,C3,R1)(D2,C4,R2)가 각각 서로 다른 패턴으로 도통이 이루어지는 바,
상기 각 병렬회로(D1,C3,R1)(D2,C4,R2)의 서로 다른 도통상태로부터 GPS신호와 CDMA신호는 분리된 후 각각 제1및 제2안테나매칭회로(23)(24)로 두개의 출력포트를 통해 그 흐름이 안내될 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 RF스위칭회로(200)는 도 5에서와 같이 하나의 바이어스포트(bias3)와 하나의 다이오드(D3) 또는 트랜지스터(Transistor)를 가지는 SPST 형태로도 구성될 수 있는 바,
도5에서와 같이, 상기 모뎀칩(300)의 범용 디지털 입출력포트(GPIO)로부터하나의 디지털 제어신호를 RF스위칭회로(200)에 구성된 하나의 바이어스포트(bias3)로 인가시킨다.
그러면, 상기 RF스위칭회로(200)에 구성된 하나의 다이오드(D3) 또는 트랜지스터(Transistor)는 디지털 제어신호가 입력될 때 그 입력되는 디지털 제어신호의 레벨에 따라 턴-온(turn-on)이 이루어진다.
그리고, 상기 다이오드(D3) 또는 트랜지스터(Transistor)의 턴-온으로부터 Vg신호에 의한 직렬회로(D3,C6,R3)의 도통이 이루어지는 바,
상기 직렬회로(D3,C6,R3)의 도통 상태로부터 GPS신호와 CDMA신호는 분리된 후 각각 제1 및 제2안테나매칭회로(23)(24)로 두개의 출력포트를 통해 그 흐름이 안내될 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 RF스위칭회로(200)의 입출력포트는 CDMA단말기에 추가되는 부가장치(예; 블루투스(bluetooth), 무선랜(wireless LAN))에 따라 확장이 가능하도록 하였다.
더불어, 상기 도4 및 도5의 RF스위칭회로에는 다이오드(D1)(D2)(D3)를 사용하지 않고 전기적인 온/오프의 기능을 가지는 전계효과트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor)를 사용할 수도 있으며, 위의 회로가 패키지화된 RF용 Switching IC에도 적용된다. 그러나 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 단말기가 GPS Mode로 동작할 경우CDMA서비스를 이용하지 않는다는 것을 감안하여 CDMA단말기에 듀얼밴드안테나와 RF스위칭회로를 적용하므로서, GPS와 CDMA신호를 보다 효과적으로 분리 수신할 수 있도록 하는 한편, 특히 PCS와 같이 GPS대역과 인접한 대역의 CDMA 단말기 회로를 구성할 때의 삽입 손실을 방지하고, 더불어 사이즈가 크고 실장성이 좋지 않은 내장 안테나 사용을 없애 회로 구성에 따른 단말기의 제조원가를 절감하면서 단말기내의 부품 배치에 따른 어려움을 해소하는 효과를 제공한다.

Claims (6)

  1. 통상의 CDMA단말기 송수신회로에 있어서,
    상기 CDMA단말기의 송수신회로에는 두개의 주파수 대역특성을 가지는 듀얼밴드안테나와 GPS 및 CDMA용 제 1,2 안테나매칭회로를 적용하되,
    상기 듀얼밴드안테나와 제1 및 제2 안테나매칭회로의 사이에는 상기 듀얼밴드안테나로부터 수신된 GPS신호와 CDMA신호를 분리하여 GPS신호는 제1안테나매칭회로로 안내하고 CDMA신호는 제2안테나매칭회로로 안내하도록 하나의 입력포트와 두개의 출력포트를 가지면서 온/오프 스위칭이 이루어지는 RF스위칭회로를 구성하고,
    상기 RF스위칭회로의 온/오프 스위칭은 GPS 및 CDMA 통신모드에 따라 모뎀칩의 범용 디지털 입출력포트를 통해 출력되는 디지털의 제어신호에 의해 제어됨을 특징으로 하는 이동통신단말기의 지피에스(GPS) 및 시디엠에이(CDMA) 신호 분리 수신장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 RF스위칭회로는,
    병렬의 바이어스포트를 통해 서로 다른 패턴의 디지털 제어신호가 각각 입력될 때 그 입력되는 디지털 제어신호의 레벨에 따라 턴-온 되어 GPS신호와 CDMA신호의 흐름을 결정하도록 병렬의 다이오드로 이루어진 SPDT(Single Pole Double Throw)로 구성함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 지피에스(GPS) 및 시디엠에이(CDMA) 신호 분리 수신장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 RF스위칭회로는
    하나의 바이어스포트로 디지털 제어신호가 입력될 때 그 입력되는 디지털 제어신호의 레벨에 따라 턴-온 되어 GPS신호 또는 CDMA신호의 흐름을 결정하는 하나의 다이오드로 이루어진 SPST(Single Pole Single Throw)로 구성함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 지피에스(GPS) 및 시디엠에이(CDMA) 신호 분리 수신장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 RF스위칭회로의 입출력포트는,
    시디엠에이(CDMA)단말기에 추가되는 부가장치에 따라 확장이 가능함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 지피에스(GPS) 및 시디엠에이(CDMA) 신호 분리 수신장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 RF스위칭회로에는,
    전기적인 온/오프의 기능을 가지는 전계효과트랜지스터(FET)를 적용함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 지피에스(GPS) 및 시디엠에이(CDMA) 신호 분리 수신장치.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 RF스위칭회로에는,
    전기적인 온/오프의 기능을 가지는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor)를 이용한 스위칭회로 및 알에프아이시(RFIC)를 적용함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 지피에스(GPS) 및 시디엠에이(CDMA) 신호 분리 수신장치.
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