KR100636524B1 - Mobile communication terminal with pifa matching device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기에 관한 것으로서, PCB 상에 실장 된 평면 역 F 안테나의 방사패치에 전원을 공급받는 급전핀과, 상기 방사패치의 단락핀과 연결되도록 상기 PCB상에 마련되며, 상기 평면 역 F 안테나의 임피던스 매칭에 따라 임피던스 조절이 가능한 접지매칭장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, PIFA가 실장되는 접지(GND)영역에 임피던스 조절이 가능한 안테나 매칭회로를 마련하여 급전핀과 단락핀 간의 임피던스를 최적화함으로써 최적의 PIFA 성능을 보장할 수 있다.The present invention relates to a mobile communication terminal having a planar inverted F antenna matching device, comprising: a feed pin supplied with power to a radiation patch of a planar inverted F antenna mounted on a PCB, and the short circuit pin of the radiation patch; It is provided on the, characterized in that it comprises a ground matching device capable of adjusting the impedance according to the impedance matching of the planar inverted F antenna. As a result, an antenna matching circuit capable of controlling impedance may be provided in the ground (GND) region where the PIFA is mounted, thereby optimizing the impedance between the power supply pin and the shorting pin, thereby ensuring optimal PIFA performance.

Description

평면 역 에프 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기{MOBILE COMMUNICATION TERMINAL WITH PIFA MATCHING DEVICE}Mobile communication terminal with planar F antenna matching device {MOBILE COMMUNICATION TERMINAL WITH PIFA MATCHING DEVICE}

도 1은 이동통신단말기의 PIFA의 실장 상태도,1 is a mounting state diagram of a PIFA of a mobile communication terminal,

도 2는 본 발명에 따른 이동통신단말기의 PIFA 매칭장치의 구성도,2 is a block diagram of a PIFA matching device of a mobile communication terminal according to the present invention,

도 3은 본 발명의 이동통신단말기의 PIFA 매칭장치 적용 시 방사패턴을 도시한 것이다.3 illustrates a radiation pattern when a PIFA matching device is applied to a mobile communication terminal of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

1 : 방사패치 3 : 단락핀 1: radiation patch 3: short circuit pin

5 : 급전핀 7 : 접지패드 5: power supply pin 7: grounding pad

10 : 접지매칭장치 12 : 인덕터10: ground matching device 12: inductor

14 : 캐패시터14: capacitor

본 발명은 평면 역 F 안테나(Planar Inverted F Antenna, 이하 PIFA라 함.) 매칭장치를 갖는 이동통신단말기에 관한 것으로서, 특히, PIFA가 실장 되는 접지(GND)영역에 임피던스 조절이 가능한 안테나 매칭장치를 마련하여 급전핀과 단락핀 간의 임피던스를 최적화함으로써 최적의 PIFA 성능을 보장할 수 있도록 하는 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile communication terminal having a planar inverted F antenna (PIFA) matching device, and more particularly, to an antenna matching device capable of controlling impedance in a ground (GND) region in which PIFA is mounted. The present invention relates to a mobile communication terminal having a planar inverted-F antenna matching device to ensure an optimal PIFA performance by optimizing impedance between a feeding pin and a shorting pin.

이동통신기술의 급속한 발전으로 셀룰러, PCS, GSM 등 다양한 종류의 이동통신서비스가 제공되고 있다. 이동통신서비스에 이용되는 이동통신단말기는 휴대의 편의를 위해 소형화 및 경량화 설계를 지향하고 있으며 송수신 성능의 보장을 위해 수신감도를 높이기 위한 안테나에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. With the rapid development of mobile communication technology, various kinds of mobile communication services such as cellular, PCS, and GSM are provided. Mobile communication terminals used for mobile communication services are aimed at miniaturization and lightweight design for the convenience of portability, and researches on antennas for increasing reception sensitivity to ensure transmission and reception performance are also actively conducted.

기지국 및 단말기에 필수적인 안테나는 신호 입출력의 처음과 끝을 담당하며 통화품질을 결정하는 핵심 부품으로서. 통상적으로 이동통신단말기에는 경박단소한 휴대기기에 내장이 용이한 평면 역 F 안테나(Planar Inverted F Antenna)가 장착된다Antennas, which are essential for base stations and terminals, serve as the beginning and end of signal input and output and are key components for determining call quality. In general, mobile communication terminals are equipped with a planar inverted F antenna that is easy to embed in a light and simple mobile device.

도 1은 평면 역 F 안테나(PIFA)의 구조도 이다. 도 1에 도시 된 바와 같이, PIFA는 PCB의 접지패드(GND)(7) 상에 돌출된 단락핀(3)에 방사패치(1)를 부착하고 급전핀(5)을 방사패치(1)에 연결한 구조를 갖는다. 방사패치(1)는 급전핀(5)을 통해 전원을 공급 받고 단락핀(3)에 연결된 접지패드(GND)(7)에 단락되어 임피던스 정합을 이루게 된다. 따라서, PIFA는 유한 접지면 위에 사각 패치가 놓인 형태로 전류 급전을 통하여 패치를 여기시켜 접지면과 함께 복사소자로서 역할을 하게 되며, 동작주파수는 단락핀(3)의 폭(Wp)과 패치의 폭(W)에 따라 패치의 길이(L)와 안 테나의 높이(H)를 조절하여 설계된다.1 is a structural diagram of a planar inverted-F antenna (PIFA). As shown in FIG. 1, PIFA attaches the radiation patch 1 to the shorting pin 3 protruding from the ground pad (GND) 7 of the PCB and feeds the feed pin 5 to the radiation patch 1. It has a connected structure. The radiation patch 1 is supplied with power through the feed pin 5 and short-circuited to the ground pad GND 7 connected to the shorting pin 3 to achieve impedance matching. Therefore, PIFA acts as a radiating element along with the ground plane by exciting the patch through current feeding in the form of a square patch on the finite ground plane, and the operating frequency is the width (Wp) of the shorting pin (3) It is designed by adjusting the length (L) of the patch and the height (H) of the antenna according to the width (W).

이러한 PIFA의 경우 일반적인 안테나와 같이 프론트엔드(front end)방식의 안테나 매칭부를 사용하여 임피던스 매칭을 수행하는데, 실제 PCB상에 PIFA를 실장하는 경우 안테나 매칭부와는 별개로 급전핀(5)과 단락핀(3) 간의 거리에 따라 임피던스가 변화하여 안테나 매칭에 영향을 미치게 된다.In the case of PIFA, impedance matching is performed by using an antenna matching part of the front end type like a general antenna. When PIFA is mounted on an actual PCB, the feed pin 5 and a short circuit are separately separated from the antenna matching part. The impedance changes according to the distance between the pins 3, which affects antenna matching.

이에, 임피던스 정합을 위해서는 급전핀 및 단락핀 간의 거리를 조정하여야 하나, 실장면적의 한계로 인해 PIFA의 급전핀과 단락핀 간의 거리를 최적화하는 데에는 한계가 있어 최적의 성능을 보장하지 못하는 문제점이 있다.Therefore, the distance between the feeding pin and the shorting pin should be adjusted for impedance matching, but there is a limit in optimizing the distance between the feeding pin and the shorting pin of the PIFA due to the limitation of the mounting area, which does not guarantee optimal performance. .

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, PIFA가 실장되는 접지(GND)영역에 임피던스 조절이 가능한 안테나 매칭회로를 마련하여 급전핀과 단락핀 간의 임피던스를 최적화함으로써 최적의 PIFA 성능을 보장할 수 있도록 하는 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, by providing an antenna matching circuit capable of adjusting the impedance in the ground (GND) region where the PIFA is mounted to optimize the impedance between the feed pin and the short pin to ensure optimal PIFA performance It is an object of the present invention to provide a mobile communication terminal having a planar inverted F antenna matching device.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기는, PCB 상에 실장 된 평면 역 F 안테나의 방사패치에 전원을 공급받는 급전핀과, 상기 방사패치의 단락핀과 연결되도록 상기 PCB상에 마련되며, 상기 평면 역 F 안테나의 임피던스 매칭에 따라 임피던스 조절이 가능한 접지매칭 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Mobile communication terminal having a planar inverted F antenna matching device according to the present invention for achieving the above object, the power supply pin is supplied to the radiation patch of the planar inverted F antenna mounted on the PCB, and the short circuit of the radiation patch It is provided on the PCB to be connected to the pin, it characterized in that it comprises a ground matching device capable of adjusting the impedance according to the impedance matching of the planar inverted F antenna.

여기서, 상기 접지매칭장치는, 상기 단락핀과 접속되는 접지패드와; 상기 접지패드에 연결되어 상기 임피던스 매칭을 위한 인덕턴스 값을 제공하는 인덕터와; 상기 접지패드에 연결되어 상기 임피던스 매칭을 위한 캐패시턴스 값을 제공하는 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ground matching device may include: a ground pad connected to the shorting pin; An inductor coupled to the ground pad to provide an inductance value for impedance matching; And a capacitor connected to the ground pad to provide a capacitance value for impedance matching.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기에 대해서 상세하게 설명한다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 종래기술의 설명과 도일한 참조부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a mobile communication terminal having a planar inverted F antenna matching device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, in describing the present invention, the same reference numerals as those of the prior art will be used for the same components as the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신단말기의 PIFA 매칭장치의 실장 상태도이다. 도 2에 도시 된 바와 같이 PIFA는 PCB의 접지매칭장치(10)에 연결된 단락핀(3)에 방사패치(1)를 부착하고 급전핀(5)을 방사패치(1)에 연결하여 PCB 상에 실장한다. 여기서, 방사패치(1)는 급전핀(5)을 통해 전원을 공급 받고 단락핀(3)에 연결된 접지매칭장치(10)를 통해 단락되어 임피던스 정합을 이루게 된다. 2 is a mounting state diagram of a PIFA matching device of a mobile communication terminal according to the present invention. As shown in FIG. 2, the PIFA attaches the radiation patch 1 to the shorting pins 3 connected to the ground matching device 10 of the PCB, and connects the feed pins 5 to the radiation patch 1 on the PCB. Mount it. Here, the radiation patch 1 is supplied with power through the feed pin (5) is short-circuited through the ground matching device 10 connected to the short-circuit pin (3) to achieve impedance matching.

여기서, 접지매칭장치(10)는 PIFA의 단락을 위한 접지패드(GND)(7)와 접지패드(GND)(7)에 연결된 인덕터(12) 및 캐패시터(14)로 구성된다. 이에, 접지패드(GND)(7)에 연결 된 인덕터(12)의 인덕턴스(L) 및 캐패시터(14)의 캐패시턴스(C)를 조정하여 임피던스를 조절함으로써 PIFA 매칭을 최적화한다.Here, the ground matching device 10 includes a ground pad (GND) 7 and a inductor 12 and a capacitor 14 connected to the ground pad (GND) 7 for shorting the PIFA. Accordingly, PIFA matching is optimized by adjusting the impedance by adjusting the inductance L of the inductor 12 connected to the ground pad GND 7 and the capacitance C of the capacitor 14.

PIFA 매칭 시에는 스미스 차트(Smith Chart)에 기초하여 50Ω매칭 방법을 사 용할 수 있으며, 이에, 인덕터(12) 및 캐패시터(14)의 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)를 조정하여 임피던스가 50Ω에 근접하도록 매칭시킨다.In the case of PIFA matching, a 50Ω matching method may be used based on a Smith chart. Thus, the inductance (L) and the capacitance (C) of the inductor 12 and the capacitor 14 are adjusted to adjust the impedance to 50Ω. Match to match.

이와 같이, 본 발명은 PIFA의 단락핀(3)과 급전핀(5) 간의 이격 간격에 따라 변화하는 임피던스를 접지패드(GND)(7) 측에 마련되는 접지매칭장치(10)를 통해 보상하도록 하고 있다. 이에 따라, 단락핀(3)과 급전핀(5) 간의 거리를 조절하지 아니하고도 안테나 임피던스를 매칭할 수 있을 뿐 아니라, 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)를 미세 조정함으로써 안테나 매칭을 최적화할 수 있다.In this way, the present invention to compensate for the impedance that changes according to the separation interval between the short-circuit pin (3) and the feed pin (5) of the PIFA through the ground matching device (10) provided on the ground pad (GND) (7) side Doing. Accordingly, the antenna impedance can be matched without adjusting the distance between the shorting pin 3 and the feed pin 5, and the antenna matching can be optimized by finely adjusting the inductance L and the capacitance C. FIG. have.

도 3은 본 발명의 이동통신단말기의 PIFA 안테나 접지매칭장치(10) 적용 시 방사패턴을 특성을 도시한 것이다. 도 3에 도시 된 바와 같이, 접지매칭장치(10)의 인덕터(12) 및 캐패시터(14)의 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)를 조정함에 따라 방사패턴이 변화함을 알 수 있다.Figure 3 shows the radiation pattern of the characteristic when applying the PIFA antenna ground matching device 10 of the mobile communication terminal of the present invention. As shown in FIG. 3, it can be seen that the radiation pattern changes as the inductance L and the capacitance C of the inductor 12 and the capacitor 14 of the ground matching device 10 are adjusted.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 PIFA가 실장되는 접지영역에 임피던스 조절이 가능한 매칭장치를 구비함으로써, PIFA의 급전핀과 단락핀 간의 이격상태에 따라 변화하는 임피던스를 보상하여 PIFA 매칭을 최적화할 수 있도록 한다. 여기서, 매칭장치는 인덕터 및 캐패시터를 사용하여 용이하게 구현할 수 있으며 각 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)를 조절함으로써 최적화된 임피던스 값을 얻을 수 있다.As described above, the present invention includes a matching device capable of adjusting the impedance in the ground region in which the PIFA is mounted, thereby optimizing the PIFA matching by compensating for the impedance that changes according to the separation state between the feed pin and the short pin of the PIFA. do. Here, the matching device can be easily implemented using an inductor and a capacitor, and an optimized impedance value can be obtained by adjusting each inductance L and capacitance C. FIG.

이상, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것에 한정되지 아니하고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.As described above, the embodiment according to the present invention is not limited to the above, and various modifications can be made within the scope apparent to those skilled in the art in connection with the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기는 PIFA가 실장되는 접지영역에 임피던스 조절이 가능한 매칭장치를 구비함으로써, PIFA의 급전핀과 단락핀 간의 이격상태에 따라 변화하는 임피던스를 보상하여 PIFA 매칭을 최적화 한다. As described above, the mobile communication terminal having the planar inverted F antenna matching device of the present invention includes a matching device capable of controlling impedance in the ground region in which the PIFA is mounted, and according to the separation state between the feeding pin and the shorting pin of the PIFA. Compensate for the changing impedance to optimize PIFA matching.

Claims (2)

PCB 상에 실장 된 평면 역 F 안테나의 방사패치에 전원을 공급받는 급전핀과,A feed pin powered by a radiation patch of a planar inverted-F antenna mounted on the PCB; 상기 방사패치의 단락핀과 연결되도록 상기 PCB상에 마련되며, 상기 평면 역 F 안테나의 임피던스 매칭에 따라 임피던스 조절이 가능한 접지매칭장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기.And a ground matching device provided on the PCB to be connected to the short-circuit pin of the radiation patch and capable of adjusting an impedance according to impedance matching of the planar inverted F antenna. terminal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접지매칭장치는,The ground matching device, 상기 단락핀과 접속되는 접지패드와;A ground pad connected to the shorting pin; 상기 접지패드에 연결되어 상기 임피던스 매칭을 위한 인덕턴스 값을 제공하는 인덕터와;An inductor coupled to the ground pad to provide an inductance value for impedance matching; 상기 접지패드에 연결되어 상기 임피던스 매칭을 위한 캐패시턴스 값을 제공하는 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기.And a capacitor coupled to the ground pad, the capacitor providing a capacitance value for impedance matching.
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