KR100606773B1 - Apparatus for Detecting Transmitting Power of The Mobile Communication Device - Google Patents
Apparatus for Detecting Transmitting Power of The Mobile Communication Device Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 이동 통신 단말기 내의 송신 경로에 영향을 주지 않고 단말기 내의 송신전력을 보다 안전하게 검출하는 전력 검출장치에 관한 것으로, 이동 통신 단말기 내의 송신 경로에서 송신전력을 검출하기 위한 전력 검출장치에 있어서, 단말기 회로기판(PCB)의 내층(Inner Layer)에 형성되어 단말기 내의 송신 경로로부터 송신전력을 검출하기 위한 브랜치 라인 커플러(Branch-Line Coupler), 상기 브랜치 라인 커플러에서 검출된 송신전력의 위상 변화를 감지하기 위한 위상 비교기를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a power detection device for more securely detecting the transmission power in the terminal without affecting the transmission path in the mobile communication terminal, the power detection device for detecting the transmission power in the transmission path in the mobile communication terminal, A branch line coupler formed on an inner layer of a PCB to detect transmission power from a transmission path in a terminal, and detecting a phase change of transmission power detected by the branch line coupler. It is configured to include a phase comparator for.
따라서, 본 발명은 전력 검출장치를 전송 선로가 아닌 회로기판 내층에 구현함으로써 단말기 내의 송신 경로와 주변 회로에 영향을 주지 않을 뿐 아니라 외부 환경 요인에 대한 민감한 반응을 최소화할 수 있다. 즉, 무선 송수신 경로 상에서의 신호 상태를 향상시킬 수 있으며 전력 검출의 정확성을 극대화할 수 있다.Therefore, the present invention can minimize the sensitive response to external environmental factors by not only affecting the transmission path and peripheral circuits in the terminal by implementing the power detection device in the circuit board, but in the transmission line. In other words, it is possible to improve the signal state on the wireless transmission and reception path and to maximize the accuracy of power detection.
송신전력/브랜치 라인 커플러(Branch-Line Coupler)Transmit Power / Branch-Line Coupler
Description
도 1은 종래 기술에 따른 이동 통신 단말기의 송신전력 검출장치를 나타낸 블럭도1 is a block diagram showing an apparatus for detecting a transmission power of a mobile communication terminal according to the prior art;
도 2a 및 도 2b는 도 1의 전력 검출장치 실시예를 나타낸 도면2A and 2B show an embodiment of the power detection device of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 송신전력 검출장치를 나타낸 도면3 is a diagram illustrating an apparatus for detecting a transmission power of a mobile communication terminal according to the present invention.
도 4는 브랜치 라인 커플러의 레이아웃을 나타낸 도면4 shows the layout of a branch line coupler.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100: 전력 증폭부100: power amplifier
200: 브랜치 라인 커플러(Branch-Line Coupler)200: Branch-Line Coupler
300: 위상 비교기300: phase comparator
본 발명은 이동 통신 단말기의 송신전력 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송신 경로 상의 회로에 영향을 주지 않고 단말기 내부에서 발생하는 송신전 력을 보다 안전하게 검출하는 전력 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission power detection device of a mobile communication terminal, and more particularly, to a power detection device for more safely detecting the transmission power generated inside the terminal without affecting the circuit on the transmission path.
통상적으로, 이동 통신 단말기는 기지국으로부터의 거리에 비례하여 출력 전력 즉, 송신전력(Transmitting Power)을 높이게 된다.In general, the mobile communication terminal increases the output power, that is, the transmitting power, in proportion to the distance from the base station.
그 이유는, 기지국으로부터 멀리 떨어질수록 수신 전계강도(RSSI: Received Signal Strength Indicator)가 약해지고 신호의 오율이 높아지기 때문에 출력전력을 높임으로써 신호의 오율을 저하시키기 위함이다.The reason is that the farther away from the base station, the weaker the received signal strength indicator (RSSI) and the higher the error rate of the signal, the lower the error rate of the signal by increasing the output power.
따라서, 기존에는 출력전력을 좀더 정확하게 제어하기 위하여 전력 증폭기(Power Amplifier)와 안테나(Antenna) 사이에 전력 검출장치(Power Detecter)를 두어 단말기의 출력전력을 검사하였다.Accordingly, in order to more accurately control the output power, the output power of the terminal was examined by placing a power detector between the power amplifier and the antenna.
도 1은 종래 이동 통신 단말기의 송신 관련 구성을 부분적으로 도시한 것으로, 이를 참조하여 종래 기술을 설명하면 다음과 같다.1 is a view partially illustrating a transmission related configuration of a conventional mobile communication terminal.
도시한 바와 같이, 드라이브 증폭부(Drive Amplifier)(10)에서 출력되는 무선 신호는 전력 증폭부(Power Amplifier)(20)의 입력이 된다.As illustrated, the wireless signal output from the
상기 전력 증폭부(20)를 통해 안테나(30)로 출력되는 신호는 전력 검출부(40)를 통해 검출되는데, 이때, 상기 전력 검출부(40)에서 검출된 신호는 A/D 변환부(Analog to Digital Converter)(50)를 통해 디지털 신호로 변환된 후 제어부(60)로 전달된다.The signal output to the
종래의 전력 검출부(40)는 안테나(30)로 출력되는 단말기의 송신 전력을 검출하기 위한 것으로 다양한 소자를 이용하여 구현할 수 있다.The
예를 들어, 도 2a에 도시한 바와 같이 커플러(Coupler)와 같은 수동 (Passive) 소자와 전력 검출 수단을 동시에 이용하거나, 도 2b에 도시한 바와 같이 선로 상에 직접 연결하는 능동(Active) 소자의 전력 검출 수단을 이용할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2A, a passive element such as a coupler may be used at the same time, and an active element directly connected on a line as shown in FIG. 2B may be used. Power detection means can be used.
그러나, 종래의 송신전력 검출장치에서 전력 검출부(40)는 임피던스가 매우 높아 루프가 형성된 다른 회로에 악영향을 줄 수 있다.However, in the conventional transmission power detecting apparatus, the
다시 말해, 상기 전력 검출부(40)는 이동 통신 단말기내의 송신 경로 상에 직접 연결되어 구성되기 때문에 주변 회로에 적지 않은 영향을 미쳐 무선(RF) 송수신 경로 상에서의 신호간 미스매치(Mismatch)와 경로 손실(Path Loss)을 야기시키는 문제점이 있었다.In other words, since the
또한, 송신 경로 상의 영향을 줄이기 위한 방법으로 선로 상에 회로를 직접 구성하지 않고 별도의 전력 검출 수단을 사용하는 것은 전력 손실 및 공간상의 제약을 초래할 뿐이었다.In addition, using a separate power detection means without directly constructing a circuit on a line as a method for reducing the influence on the transmission path has only caused power loss and space limitation.
그리고, 이동 통신 단말기내의 송신 전력을 검출하는 전력 검출 수단은 환경적인 요인, 특히, 온도 변화에 민감하게 반응하기 때문에 전력 검출의 정확성을 저하시키는 문제가 되었다.In addition, the power detection means for detecting the transmission power in the mobile communication terminal has been a problem of lowering the accuracy of power detection because it reacts sensitively to environmental factors, in particular, temperature changes.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 이동 통신 단말기의 송신 경로 상에 직접적인 영향을 미치지 않는 송신전력 검출장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a transmission power detection apparatus that does not directly affect the transmission path of the mobile communication terminal.
본 발명의 다른 목적은 전력 검출의 정확성 뿐 아니라 송수신 경로에서의 신호 상태를 향상시키는데 있다. Another object of the present invention is to improve the signal condition in the transmit / receive path as well as the accuracy of power detection.
본 발명의 또 다른 목적은 환경적 요인(온도/습도 변화)에 대응할 수 있는 송신전력 검출장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a transmission power detecting apparatus capable of responding to environmental factors (temperature / humidity change).
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이동 통신 단말기 내의 송신 경로에서 송신전력을 검출하기 위한 전력 검출장치에 있어서, 단말기 회로기판(PCB)의 내층(Inner Layer)에 형성되어 단말기 내의 송신 경로로부터 송신전력을 검출하기 위한 브랜치 라인 커플러(Branch-Line Coupler), 상기 브랜치 라인 커플러에서 검출된 송신전력의 위상 변화를 감지하기 위한 위상 비교기를 포함하여 구성되는 이동 통신 단말기의 송신 전력 검출장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a power detecting apparatus for detecting a transmission power in a transmission path in a mobile communication terminal, which is formed in an inner layer of a terminal circuit board (PCB) and transmitted from a transmission path in the terminal. The present invention provides a transmission power detecting apparatus of a mobile communication terminal including a branch line coupler for detecting power and a phase comparator for detecting a phase change of the transmission power detected by the branch line coupler.
여기서, 상기 브랜치 라인 커플러는 내부 결합도(Coupling)에 의해 전송선로에서 검출된 송신 전력을 출력으로 하는 제 1 포트와, 상기 제 1 포트의 출력에 비해 90°위상 차를 갖는 신호를 출력으로 하는 제 2 포트와, 상기 제 1 포트의 출력에 비해 180°위상 차를 갖는 신호를 출력으로 하는 제 3 포트와, 상기 제 2 포트와 제 3 포트간의 절연(Isolation)을 위해 접지단자와 연결되는 제 4 포트를 갖는 것을 특징으로 한다.Here, the branch line coupler outputs a first port outputting the transmission power detected in the transmission line by internal coupling and a signal having a phase difference of 90 ° compared to the output of the first port. A second port, a third port for outputting a signal having a 180 ° phase difference with respect to the output of the first port, and a second terminal connected to a ground terminal for isolation between the second port and the third port. It is characterized by having 4 ports.
그리고, 상기 위상 비교기는 상기 브랜치 라인 커플러의 제 2 포트와 제 3 포트의 출력을 입력신호로 하여 두 입력신호의 위상 차이를 출력신호로 하고, 두 입력신호의 위상 차가 90°이상 나면 위상 비교기의 출력을 상기 브랜치 라인 커플러의 제 1 포트로 피드백(Feedback)하는 루프를 형성하는 것을 특징으로 한다.The phase comparator uses the outputs of the second port and the third port of the branch line coupler as input signals, and outputs the phase difference between the two input signals as an output signal. And a loop for feeding back an output to the first port of the branch line coupler.
본 발명에 의하면, 브랜치 라인 커플러와 위상 비교기를 이용하여 이동 통신 단말기의 송신전력 검출장치를 구현함으로써 송신 경로의 주변 회로에 영향을 주지 않고 송신 전력을 검출할 수 있다.According to the present invention, it is possible to detect the transmission power without affecting the peripheral circuit of the transmission path by implementing the transmission power detection device of the mobile communication terminal using the branch line coupler and the phase comparator.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described.
도 3과 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 송신 전력 검출장치를 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 3 and 4, the transmission power detection apparatus of the mobile communication terminal according to the present invention will be described.
먼저, 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 송신전력 검출장치는 이동 통신 단말기 내의 무선 송신신호를 증폭하기 위한 전력 증폭부(100), 상기 전력 증폭부(100)에서 증폭된 무선신호를 외부로 전송하기 위한 안테나(도시 생략), 인쇄회로기판(PCB)의 내층(Inner Layer)에 형성되어 상기 전력 증폭부(100)와 안테나 사이의 전송 선로로부터 송신전력을 검출하기 위한 브랜치 라인 커플러(Branch-Line Coupler)(200), 상기 브랜치 라인 커플러(200)에서 검출된 송신전력의 위상 변화를 감지하기 위한 위상 비교기(300)로 구성된다.First, as shown in FIG. 3, the apparatus for detecting power of the present invention includes a
본 발명은 이동 통신 단말기 내의 전송 선로에 영향을 주지 않기 위한 목적으로 송신 전력을 검출하기 위한 브랜치 라인 커플러(200)를 단말기의 인쇄회로기판 내층에 구현한다.The present invention implements a
도 4에 도시한 바와 같이, 브랜치 라인 커플러(200)의 시리즈 암(Series Arm) 패턴과, 션트 암(Shunt Arm) 패턴과, 포트(①, ②, ③, ④) 패턴을 회로기판 내층에 형성한다.As shown in FIG. 4, a series arm pattern, a shunt arm pattern, and a port (①, ②, ③, ④) pattern of the
여기서, 포트 임피던스를 Zo라고 할 때, 상기 션트 암의 임피던스(Zp)는 포 트 임피던스(Zo)와 동일하고 상기 시리즈 암의 임피던스(Zr)는 포트 임피던스(Zo)의 1/ SQRT {2} 가 되도록 패턴을 형성한다.Here, when the port impedance is Zo, the impedance Zp of the shunt arm is equal to the port impedance Zo, and the impedance Zr of the series arm is equal to 1 / SQRT {2} of the port impedance Zo. Form a pattern as much as possible.
예를 들어, 포트 임피던스(Zo)가 50Ω일 경우, 션트 암 임피던스(Zp)는 마찬가지로 50Ω이 되고, 시리즈 암 임피던스(Zr)는 35.4Ω이 된다.For example, when the port impedance Zo is 50 kV, the shunt arm impedance Zp is 50 kV, and the series arm impedance Zr is 35.4 kV.
상기 브랜치 라인 커플러(200)의 결합도(Coupling)는 션트 암과 시리즈 암의 임피던스 비로 결정된다.Coupling of the
상기 브랜치 라인 커플러(200)의 결합도에 의해 전송 선로상의 송신 전력이 검출되는데, 포트 ①은 선로 상에서 검출된 송신 전력을 입력받아 출력하고 포트 ②는 포트 ①의 출력에 비해 90°의 위상 차가 나며 1/2 크기의 신호를 출력한다.The transmission power on the transmission line is detected by the coupling degree of the
그리고, 포트 ③은 포트 ①의 출력에 비해 180°위상 차가 나며 1/2 크기의 신호를 출력하고, 포트 ④는 출력이 나오지 않고 상기 포트 ②와 포트 ③의 절연을 강화시키기 위해 접지 단자와 연결된다.In addition, the port ③ has a 180 ° phase difference compared to the output of the
이러한 브랜치 라인 커플러(200)를 이용함으로써 전송 선로에 직접 연결할 필요가 없고 송신 경로의 주변 회로에 영향을 주지 않는 전력 검출 장치를 구현할 수 있다.By using the
더 나아가, 본 발명은 송신 전력의 변화를 감지하기 위한 수단으로 위상 비교기(300)를 이용한다.Furthermore, the present invention uses the
상기 위상 비교기(300)는 브랜치 라인 커플러(200)의 포트 ①에 비해 각각 90°, 180°위상 차가 나는 포트 ②와 포트 ③의 출력을 입력신호로 받는다.The
여기서, 상기 위상 비교기(300)의 두 입력신호간의 위상 차가 90°이상 나면 위상 비교기(300)의 출력이 다시 브랜치 라인 커플러(200)의 포트 ①로 피드백 되는 루프를 형성한다. Here, when the phase difference between the two input signals of the
상기 위상 비교기(300)의 두 입력신호는 90°의 위상 차를 갖는 것이 바람직하나, 온도, 습도 등의 외부 환경적인 요인에 의해 송신 전력이 변화하여 두 입력신호의 위상 차가 틀어질 수 있다.Preferably, the two input signals of the
따라서, 상기 위상 비교기(300)를 이용하여 두 입력신호의 위상을 비교하고, 상기 위상 비교기(300)의 출력을 단말기의 제어수단(도시 생략)에서 입력받아 송신 전력의 변화를 감시할 수 있다. 즉, 위상 비교기(300)를 이용하여 송신 전력의 변화에 대응할 수 있다.Accordingly, the
본 발명을 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가지 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified by those skilled in the art as can be seen from the appended claims, and such modifications are within the scope of the present invention.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 송신전력 검출장치의 효과를 설명하면 다음과 같다. The effects of the apparatus for detecting transmission power of a mobile communication terminal according to the present invention described above are as follows.
첫째, 이동 통신 단말기의 송신 경로와 주변 회로에 영향을 주지 않는 전력 검출장치를 구현함으로써 무선 송수신 경로 상에서의 신호 상태를 향상시킬 수 있다.First, it is possible to improve the signal state on the wireless transmission and reception path by implementing a power detection device that does not affect the transmission path and the peripheral circuit of the mobile communication terminal.
둘째, 송신전력 검출장치를 전송 선로가 아닌 회로기판 내층에 구현함으로써 외부 환경요인에 대한 반응을 최소화하여 전력 검출의 정확성을 극대화할 수 있다. Second, by implementing the transmission power detection device on the inner layer of the circuit board rather than the transmission line, it is possible to maximize the accuracy of power detection by minimizing the response to external environmental factors.
셋째, 송신전력의 변화를 감지할 수 있기 때문에 단말기 내의 순간적인 전력 변화에 빠른 대응을 할 수 있어 시스템 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Third, since the change in the transmission power can be detected, it is possible to quickly respond to the instantaneous power change in the terminal, thereby improving system reliability.
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KR20010056500A (en) * | 1999-12-15 | 2001-07-04 | 서평원 | Distortion component detector in power amplifier |
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