KR100663574B1 - 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 ｒｆ성능 열화를 방지하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 ｒｆ성능 열화를 방지하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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김창영
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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명은, 이동통신 단말기가, 임피던스 매칭 회로들을 다수 구비하도록 하고, 상기 이동통신 단말기의 제어부가, 안테나의 반사 전압을 측정하여 측정된 반사 전압에 따른 어느 하나의 임피던스 매칭 회로를 선택하고, 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 안테나와 연결되도록 한다. 이에 따라 본 발명에서는 안테나의 임피던스 값이 변경되는 경우 변경된 임피던스 값에 따른 안테나의 반사 전압에 의한 반사 손실을 최적화할 수 있는 임피던스 매칭 회로를 사용함으로써 이동통신 단말기 RF부의 성능 열화를 방지할 수 있도록 한다.
안테나 임피던스, RF부

Description

이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 ＲＦ 성능 열화를 방지하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREVENTING RADIO FREQUENCY EFFICIENCY DETERIORATION ACCORDING TO CHANGING ANTENNA'S IMPEDANCE IN MOBILE TERMINAL}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 RF를 상세하게 보이고 있는 상세 블록도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 RF부에 열화가 발생하는 경우 발생된 열화의 정도에 따른 매칭 회로를 선택하는 동작의 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 RF부로부터 체크된 전압값들 간의 차를 구하는 동작의 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 RF부에 열화가 발생되는 경우 발생된 열화의 정도에 따른 매칭회로를 선택하는 동작의 상세 흐름도.
본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기의 RF(Radio Frequency)부의 임피던스(Impedance) 매칭(matching) 회로에 관한 것이다.
여기서 임피던스 매칭이라는 것은 어떤 하나의 출력단과 입력단을 연결할 때, 서로 다른 두 연결단의 임피던스 차에 의한 반사를 줄이려는 모든 방법을 말한다. 이러한 임피던스 매칭은 이동통신 단말기의 RF부에서 무선 신호를 송신하는 경우에, 안테나로부터 무선 신호가 출력될 때 안테나의 반사 손실을 줄이기 위한 목적으로 사용된다.
일반적으로 모든 RF 회로에서는 특성 임피던스가 주어진다. 여기서 특성 임피던스라는 것은 하나의 회로 혹은 시스템을 기준으로 삼는 임피던스를 의미한다. 따라서 이러한 특정한 어느 하나의 임피던스 기준을 설정함으로써 RF 회로의 입출력단에서 호환성을 가질 수 있도록 한다. 이는 일반적으로 모든 RF 회로의 기준 임피던스를 설정하는 경우 특별한 임피던스 매칭을 하지 않더라도 반사 손실을 최적화 시킬 수 있기 때문이다. 그리고 이는 이동통신 단말기 역시 마찬가지이다. 즉, 이동통신 단말기에서 사용되는 임피던스 매칭 회로 역시 이동통신 단말기의 안테나에 따른 특성 임피던스를 기준으로 반사 손실을 최적화 시킬 수 있도록 구성된다.
그러나 이동통신 단말기의 경우, 이러한 안테나의 임피던스 값은 변화될 수 있다. 예를 들어, 만약 사용자가 통화를 하는 도중 자신도 모르게 안테나에 접속하게 되는 경우 안테나의 임피던스는 인체의 영향으로 인해 증가 또는 감소할 수 있다. 그런데 통상적인 이동통신 단말기의 임피던스 매칭 회로는 기 설정된 안테나의 특성 임피던스에 대해서만 최적화되도록 설계되어 있기 때문에, 상기한 바와 같이 인체의 영향 등으로 안테나의 임피던스가 변화되는 경우 이동통신 단말기 RF부의 성능 열화를 일으키게 될 수 있다는 문제점이 있다.
그러므로 본 발명의 목적은, 인체의 영향 등으로 인해 이동통신 단말기 안테나의 임피던스 값이 변경되는 경우, 이동통신 단말기의 RF부의 성능 열화를 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 이동통신 단말기 안테나의 임피던스 값이 변경되는 경우, 변경된 임피던스 값에 따른 반사 손실을 최적화할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 특정 반사계수 측정값에 따라 상기 이동통신 단말기 RF부의 반사 손실을 최적화할 수 있도록 설계된 임피던스(Impedance) 매칭(matching) 회로를, 서로 다른 반사계수 측정값 별로 다수 포함하고 있는 매칭 회로부와, 상기 이동통신 단말기 안테나의 반사 전압을 측정하기 위한 반사 전압 측정부와, 상기 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값을 구하기 위한 반사계수 측정 정보 및, 상기 임피던스 매칭 회로들 각각에 대응되는 반사계수 측정값들을 포함하는 매칭 회로 정보를 저장하는 메모리부와, 상기 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값을 구하고, 상기 임피던스 매칭 회로들 중, 구해진 반사계수 측정값의 경우에 상기 RF부의 반사 손실을 최적화할 수 있도록 설계된 어느 하나의 임피던스 매칭 회로를 선택하여 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 상기 안테나와 임피던스 매칭을 하는 제어부를 구비한다.
또한 방법은, 이동통신 단말기 안테나의 반사 전압을 측정하는 측정 단계와, 상기 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값을 구하는 반사계수 측정값 확인 단계와, 상기 반사계수 측정값에 따른 임피던스 매칭 회로들을 선택하고, 상기 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 상기 이동통신 단말기의 안테나와 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭 단계를 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해, 본 발명의 기본 원리를 설명하면, 본 발명에서는, 이동통신 단말기가, 임피던스 매칭 회로들을 다수 구비하도록 하고, 상기 이동통신 단말기의 제어부가, 안테나의 반사 전압을 측정하여 측정된 반사 전압에 따른 어느 하나의 임피던스 매칭 회로를 선택하고, 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 안테나와 연결되도록 한다. 이에 따라 본 발명에서는 안테나의 임피던스 값이 변경되는 경우 변경된 임피던스 값에 따른 안테나의 반사 전압에 의한 반사 손실을 최적화할 수 있는 임피던스 매칭 회로를 사용함으로써, 이동통신 단말 기 RF부의 성능 열화를 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 블록 구성도를 보이고 있는 도면이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기는 메모리부(102), 키 입력부(104), 표시부(106), 베이스밴드 처리부(110), 코덱(CODEC: Coder-Decoder)(112), 그리고 안테나(116)의 임피던스 값 변경에 따라 안테나(116)의 반사 전압을 체크하는 반사 전압 측정부(118) 및 다수의 임피던스 매칭 회로들을 포함하는 매칭 회로부(120)를 구비하는 RF부(108)가 제어부(100)에 연결된다. 여기서 제어부(100)는 전화 통화나 데이터 통신, 무선 인터넷 접속을 위한 프로토콜에 따라 음성 신호 및 데이터 처리를 하고 이동통신 단말기의 각 부분을 제어한다. 그리고 사용자의 키 입력을 키 입력부(104)로부터 받아서 이에 따라 표시부(106)를 제어하여 사용자의 키 입력에 따른 화상 정보를 생성하여 제공될 수 있도록 한다.
그리고 상기 제어부(100)는 상기 RF부(108)에 포함된 반사 전압 측정부(118)로부터 상기 RF부(108)의 아이솔레이터 전단 및 후단으로부터 체크된 전압값을 입력받아 두 전압값의 크기를 비교한다. 그리고 비교된 전압값의 차이에 따라 현재 안테나(116)의 임피던스에 따른 반사계수 측정값을 구하고, 상기 구해진 반사계수 측정값에 따른 임피던스 매칭 회로를 선택한다. 그리고 매칭 회로부(120)를 제어하여 상기 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 안테나(116)와 연결되어 무선 신호를 송수신하도록 한다.
그리고 상기한 제어부(100)와 연결되는 메모리부(102)는 상술한 바와 같이 상기 제어부(100)가 상기 전압값의 차이에 따른 반사계수 측정값을 구하기 위한 정보를 저장한다. 여기서 만약 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기가 HDET(High power DETect) 알고리즘을 사용하여 상기 전압값의 차이를 산출하는 경우라면, 상기 메모리부(102)에는 상기 반사 전압 측정부(118)에서 감지된 전압값들을 HDET 코드로 환산하기 위한 환산 정보들을 저장할 수도 있다. 여기서 상기 HDET 알고리즘이라는 것은 RF부(108)에 구비된 전력 증폭부(200)의 출력 일부(20-30db)를 궤한 DC(Direct Current) 전압으로 정류하고, 이것을 MSM(Mobile Station Modem)칩에서 인식할 수 있도록 코드값으로 환산하는 알고리즘을 말한다. 그리고 상기 메모리부(102)는 측정된 반사계수 측정값에 따라 적절한 임피던스 매칭 회로를 선택할 수 있도록 상기 다수의 임피던스 매칭 회로마다 특정 반사계수 측정값이 설정되어 있는 매칭 회로 정보들을 저장한다. 여기서 상기 반사계수 측정값이라는 것은 임피던스 차에 의해 발생하는 반사량을 입력 전압 대 반사 전압비로 계산한 지표인 반사계수를 표현한 값을 말하는 것으로서 반사계수를 전력의 log scale(db)로 변환한 값인 RT(Return Loss) 또는 반사에 의해 생성되는 정재파(standing wave)의 크기비인 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio:정재파비)로 표현한 값을 말하는 것이다. 그리고 이하의 설명에서는 편의상 반사계수 측정값으로서 VSWR을 사용하는 것을 가정하여 설명하기로 한다.
이하 상기 전압갑의 차이에 따른 반사계수 측정값을 구하기 위한 정보를 저장하기 위한 메모리부(102)의 저장 영역을 반사계수 측정 정보 저장부(126)라고 칭 하기로 하고, 상기 측정된 반사계수 측정값에 따라 적절한 임피던스 매칭 회로를 선택할 수 있는 매칭 회로 정보들을 저장하기 위한 메모리부(102)의 저장 영역을 매칭 회로 정보 저장부(122)라고 칭하기로 한다. 그리고 만약 상기 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기가 상기 HDET 알고리즘을 사용하여 상기 전압값의 차이를 산출하는 경우라면, 상기 메모리부(102)는 상기 감지된 전압값들을 HDET 코드로 환산하기 위한 환산 정보들을 저장하기 위한 HDET 코드값 저장부(124)를 구비할 수도 있다.
이러한 메모리부(102)는 롬(ROM: Read Only Memory), 플래시 메모리(Flash memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등으로 구성된다. 이 중에서 롬은 제어부(100)의 처리 및 제어를 위한 프로그램과 각종 참조 데이터를 저장한다. 그리고 램은 제어부(100)의 워킹 메모리(working memory)를 제공하며, 플래시 메모리는 갱신 가능한 각종 보관용 데이터를 저장하기 위한 영역을 제공한다. 그리고 키 입력부(104)는 상기한 바와 같이 숫자키들을 포함한 각종 키들을 구비하며, 사용자로부터 입력되는 키 입력을 제어부(100)에 제공한다.
그리고 RF부(108)는 기지국과 RF신호를 송, 수신하는 역할을 한다. 그리고 수신된 신호를 IF(Intermediate Frequency)신호로 변환하여 상기한 제어부(100)와 연결되어 있는 베이스밴드 처리부(110)로 출력하고 베이스밴드 처리부(110)로부터 입력되는 IF신호를 RF신호로 변환하여 송신한다. 그리고 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 RF부(108)는 안테나(116)의 임피던스가 변경되는 경우 변경된 임피던스에 따라 반사되는 반사 전압을 측정하기 위한 반사 전압 측정부 (118) 및 다수의 임피던스 매칭 회로들을 포함하는 매칭 회로부(120)를 구비한다.
여기서 상기 반사 전압 측정부(118)는 상기 RF부(108)내의 아이솔레이터 전단과 후단의 전압을 측정하여 측정된 전압값을 제어부(100)로 출력한다. 여기서 상기 아이솔레이터는 전송선로의 한쪽 방향에는 전자파를 전달할 수 있지만, 그 반대방향에는 전달할 수 없는 기능을 갖는 회로 소자를 말하는 것으로서, 안테나(116)의 반사 전압으로 인한 영향을 최소화시키기 위해 사용되는 회로 소자이다. 즉, 일반적으로 안테나(116)의 반사 전압은 상기 아이솔레이터 후단에서는 감지될 수 있지만, 상기 안테나(116)의 반사 전압은 상기 아이솔레이터에 의해 차단되어 전단에 전달되지 않는다. 따라서 상기 아이솔레이터의 전단과 후단의 전압 크기를 비교하면, 상기 안테나(116)의 반사 전압으로 인한 영향을 체크하는 것이 가능하다.
그리고 상기 매칭 회로부(120)는 다수의 임피던스 매칭 회로들을 구비한다. 여기서 상기 임피던스 매칭 회로들은 각각 서로 다른 반사계수 측정값에 최적화된 것들이다. 즉, 예를 들어 임피던스 매칭 회로 1은 반사계수 측정값이 VSWR 1.2:1인 경우에, 그리고 임피던스 매칭 회로 2는 반사계수 측정값이 VSWR 1.5:1인 경우에 반사 손실을 최적화시킬 수 있도록 설계된 임피던스 매칭 회로가 될 수 있다. 매칭 회로부(120)는 이처럼 다양한 서로 다른 반사계수 측정값들에 각각 사용될 수 있는 임피던스 매칭 회로들을 다수 구비하고 있으며, 상기 제어부(100)의 선택에 따라 선택되는 어느 하나의 임피던스 매칭 회로를 상기 이동통신 단말기의 안테나(116)에 연결시킨다. 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 RF부(108)의 상세한 구성을 하기 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.
그리고 상기한 베이스밴드 처리부(110)는 제어부(100)와 RF부(108)간의 인터페이스를 제공하는 BBA(Baseband Analog ASIC)로서, 제어부(100)로부터 인가되는 베이스밴드의 디지털 신호를 아날로그 IF신호로 변환하여 RF부(108)에 인가하며, RF부(108)로부터 인가되는 아날로그 IF신호를 베이스밴드의 디지털 신호로 변환하여 제어부(100)에 인가한다.
그리고 제어부(100)와 연결된 코덱(112)은 증폭부(114)를 통해 마이크 및 스피커와 접속되며, 마이크로부터 입력되는 음성 신호를 PCM(Pulse Code Modulation) 부호화(Encoding)하여 음성 데이터를 제어부(100)에 출력하고 제어부(100)로부터 입력되는 음성 데이터를 PCM 복호화(Decoding)하여 증폭부(114)를 통해 스피커로 출력한다. 그리고 증폭부(114)는 마이크로부터 입력되는 음성 신호나 스피커로 출력되는 음성 신호를 증폭하는데, 스피커의 음량과 마이크의 이득을 제어부(100)의 제어에 따라 조절한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 RF부를 상세하게 보이고 있는 도면이다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 RF부(108)는 통상적으로 구비되는 전력 증폭부(200), 아이솔레이터(202), 듀플렉서(204), 매칭 회로부(120) 및 반사 전압 측정부(118)로 구성된다. 여기서 상기 전력 증폭부(200)는 RF부(108)로 입출력되는 신호를 증폭시키고, 아이솔레이터(202)는 상술한 바와 같이 안테나(116)로부터 반사되는 반사 전압의 영향을 최소화하기 위해 사용된다. 그리고 듀플렉서(204)는 RF부(108)를 통해 송신되는 신호와 수신되는 신호를 분리하고 필요한 주파수만 선별한다.
그리고 반사 전압 측정부(118)는 상기 아이솔레이터(202)의 전단, 즉 상기 아이솔레이터(202)의 입력단과 상기 아이솔레이터(202)의 후단, 즉 상기 아이솔레이터(202)의 출력단에 연결되어 상기 아이솔레이터(202)의 전단에 걸리는 전압과, 상기 아이솔레이터(202)의 후단에 걸리는 전압을 체크한다. 그리고 체크된 전압값들을 제어부(100)로 출력한다. 그리고 매칭 회로부(120)는 반사계수 측정값이 서로 다른 경우에 반사 손실을 최적화시킬 수 있도록 설계된 다수의 임피던스 매칭 회로들(제1 매칭 회로(210), 제2 매칭 회로(212), 제3 매칭 회로(214))을 포함한다. 그리고 제어부(100)의 제어에 따라 선택된 상기 다수의 임피던스 매칭 회로들 중 어느 하나를 상기 안테나(116)에 연결시켜, 안테나(116)의 현재 임피던스 값에 의한 반사 손실이 최적화되도록 한다.
도 3은 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 RF부에 열화가 발생하는 경우 발생된 열화의 정도에 따른 매칭 회로를 선택하는 동작의 흐름을 보이고 있는 도면이다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 제어부(100)는 사용자가 RF부(108)를 구동시켜 무선 신호를 교환하는 경우, 300단계로 진행하여 상기 아이솔레이터(202) 전, 후단에 걸리는 전압을 체크한다. 그리고 제어부(100)는 302단계로 진행하여 상기 체크된 전압을 서로 비교한다.
여기서 상기 제어부(100)는 상술한 바와 같이 HDET 알고리즘을 이용하여 상기 전압값의 크기를 서로 비교할 수 있다. 이러한 경우 상기 제어부(100)는 상기 반사 전압 측정부(118)로부터 측정된 전압들의 크기를 HDET 코드값으로 환산하고, HDET 코드값으로 환산된 두 전압값들의 차를 구한다. 이러한 경우, 즉 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기가 HDET 알고리즘을 이용하여 전압값의 크기를 비교하는 경우 상기 302단계의 상세한 동작 흐름을 하기 도 4를 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
그러면 제어부(100)는 304단계로 진행하여 현재 안테나(116)에 연결되어 있는 매칭 회로에 따른 반사계수 측정값 및 현재 아이솔레이터(202) 전, 후단에서 체크된 전압의 차에 따른 반사계수 측정값을 확인한다. 여기서 반사계수 측정값으로서는 VSWR(정재파비), 반사 손실(RT : Return Loss)등 다양한 값을 사용할 수 있다. 그리고 여기서 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기가 HDET 알고리즘을 이용하여 상기 아이솔레이터(202) 전, 후단에서 체크된 전압들을 비교하는 경우라면 상기 304단계에서는, 상기 메모리부(102)의 반사계수 측정 정보 저장부(126)에 저장된 반사계수 측정 정보를 이용하여 상기 HDET 코드로 환산된 상기 두 전압들의 차를 구하고, 상기 두 전압들의 차에 따른 반사계수 측정값을 구하는 과정이 될 수도 있다. 하기 표 1은 이러한 경우 HDET 코드로 환산된 두 전압들의 차를 이용하여 반사계수 측정값(VSWR)을 구하는 경우 사용될 수 있는 반사계수 측정 정보의 예를 보이고 있는 것이다.
Figure 112006008629926-pat00001
상기 표 1에서와 같은 반사계수 측정 정보가 사용되는 경우 만약 상기 아이솔레이터(202) 전, 후단에서 체크되는 전압값을 환산한 HDET 코드값들의 차가 10인 경우라면 상기 제어부(100)는 현재 안테나(116)의 임피던스에 따른 반사계수 측정값이 1.5:1이라고 인식할 수 있다.
그러면 제어부(100)는 306단계로 진행하여 현재 상기 아이솔레이터(202) 전, 후단에서 측정된 전압값의 차이에 따른 반사계수 측정값이, 현재 안테나(116)와 연결되어 있는 임피던스 매칭 회로에 따른 반사계수 측정값에 해당되는지를 체크한다. 여기서 상기 임피던스 매칭 회로는 특정한 어느 하나의 반사계수 측정값에만 해당되는 것이 아니라 일정한 반사계수 측정값의 범위를 가질 수도 있다. 이러한 경우 상기 제어부(100)는 상기 측정된 전압값의 차이에 따른 반사계수 측정값이, 상기 임피던스 매칭 회로에 따른 반사계수 측정값의 범위 내에 포함되는지 여부를 판단하는 과정을 포함한다.
그리고 상기 306단계의 판단 결과 상기 현재 연결된 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값이, 상기 측정된 전압값의 차이에 따른 반사계수 측정값에 해당된다면, 제어부(100)는 현재 임피던스 매칭 회로와의 연결을 그대로 유지한 채 다시 300단계로 진행하여 상기 아이솔레이터(202) 전, 후단에 걸리는 전압을 체크한다.
그러나 만약 상기 306단계의 체크 결과, 상기 현재 연결된 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값이, 현재 측정된 아이솔레이터(202) 전, 후단에서 측정된 전압값의 차이에 따른 반사계수 측정값에 해당되지 않는 경우라면, 제어부(100)는 308단계로 진행하여 현재 아이솔레이터(202) 전, 후단에서 측정된 전압값들의 차이에 의해 구해진 반사계수 측정값에 따른 임피던스 매칭 회로를 선택한다. 여기서 상기 제어부(100)는 상기 측정된 전압값의 차이에 따른 반사계수 측정값을 상기 메모리부(102)의 반사계수 측정 정보 저장부(126)에 저장된 정보로부터 구할 수 있고, 매칭 회로 정보 저장부(122)에 저장된 매칭 회로 정보로부터 상기 반사계수 측정값에 따른 임피던스 매칭 회로가 어떤 것인지를 확인할 수 있다. 이처럼 제어부(100)가 상기 아이솔레이터(202)의 전, 후단으로부터 측정된 전압값들을 이용하여 반사계수 측정값을 구하고, 구해진 반사계수 측정값에 해당되는 매칭 회로를 선택하는 과정을 하기 도 5를 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
한편 상기 308단계를 통해 임피던스 매칭 회로가 선택되면, 제어부(100)는 310단계로 진행하여 매칭 회로부(120)를 제어하여, 상기 선택된 임피던스 매칭 회로가 상기 안테나(116)에 연결될 수 있도록 한다. 그러면 상기 안테나(116)를 통해 송수신되는 무선 신호는 상기 선택된 임피던스 회로를 통해 입출력되게 된다. 그리고 이에 따라 상기 안테나(116)의 임피던스가 인체의 영향 등으로 인해 그 값이 변경된다고 할지라도, 본 발명에서는 변경된 안테나(116)의 임피던스 값에 따라 반사 손실을 최적화 시킬 수 있도록 상기 안테나(116)와 임피던스 매칭이 이루어지도록 한다. 따라서 본 발명에서는 상기 안테나(116)의 임피던스 변화에 따라 RF부(108)의 성능이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 HDET 알고리즘을 이용하여 RF부(108)로부터 체크된 전압값들 간의 차를 구하는 동작의 흐름을 보이고 있는 도면이다.
우선 상기 HDET 알고리즘은, RF부(108)의 전력 증폭부(200)의 출력 일부를 궤한 DC 전압으로 정류하고, 이것을 MSM칩에서 인식할 수 있도록 코드값으로 환산하는 것이라고 상술한 바 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 도 3의 300단계에서 반사 전압 측정부(118)로부터 아이솔레이터(202) 전단과 후단의 전압이 측정되면 400단계로 진행하여 상기 아이솔레이터(202) 전단과 후단에서 체크된 전압들을 상기 HDET 코드값으로 환산한다. 그리고 제어부(100)는 402단계로 진행하여 상기 아이솔레이터(202) 후단에서 체크된 전압값을 HDET 코드값으로 환산한 값으로부터, 상기 아이솔레이터(202) 전단에서 체크된 전압값을 HDET 코드값으로 환산한 값을 차감한다. 그러면 아이솔레이터(202)의 속성으로 인해 안테나(116)의 반사 전압에 따라 전압이 증가된 정도가 HDET 코드값으로 환산되어 구해질 수 있다. 그러면 제어부(100)는 상기 도 3의 306단계의 체크 결과에 따라 상기 HDET 코드값으로 환산된 상기 두 전압값의 차이를 이용하여 현재 안테나(116)의 임피던스에 따른 반사계수 측정값을 구한 후, 구해진 반사계수 측정값을 이용하여 적절한 임피던스 매칭 회로를 선택한다.
도 5는 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 RF부(108)에 열화가 발생되는 경우 발생된 열화의 정도에 따른 임피던스 매칭 회로를 선택하는 동작의 상세 흐름을 보이고 있는 도면이다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 제어부(100)는 상기 도 3의 306단계의 체크 결과, 현재 연결된 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값이, 현재 측정된 아이솔레이터(202) 전, 후단에서 측정된 전압값에 따른 반사계수 측정값에 해당되지 않는 경우라면, 제어부(100)는 500단계로 진행하여 상기 304단계에서 상기 아이솔레이터(202) 전, 후단의 전압값 차이로부터 구해진 반사계수 측정값에 대응되는 임피던스 매칭 회로 정보를 검색한다. 여기서 상기 매칭 회로부(120)에 포함된 임피던스 매칭 회로들 각각에 대응되는 반사계수 측정값 또는 측정값들의 범위들은 상기 메모리부(102)의 매칭 회로 정보 저장부(122)에 저장되어 있다. 하기 표 2와 표 3은 이러한 매칭 회로 정보 저장부(122)에 저장된 정보의 예들을 보이고 있는 것이다.
Figure 112006008629926-pat00002
Figure 112006008629926-pat00003
따라서 표 2 또는 표 3에서와 같은 매칭 회로 정보를 사용하는 경우라면, 상기 304단계에서 상기 아이솔레이터(202) 전, 후단의 측정 전압값으로부터 구해진 반사계수 측정값(VSWR)이 1.50 : 1이고, 상기 306단계의 체크 결과 현재 연결되어 있는 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값 또는 반사계수 측정값의 범위가 1.20 : 1 또는 1.00 : 1 ~ 1.20 : 1인 경우, 즉 상기 측정 전압값으로부터 구해진 반사계수 측정값이 현재 연결된 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값에 해당되지 않는 경우라면, 제어부(100)는 상기 500단계에서 상기 표 2 또는 표 3에서 보이고 있는 매칭 회로 정보를 이용하여 상기 반사계수 측정값인 VSWR 1.50 : 1에 해당되는 임피던스 매칭 회로 3번을 선택한다. 그리고 제어부(100)는 502단계로 진행하여 상기 500단계에서 선택된 임피던스 매칭 회로에 연결하고, 상기 연결된 임피던스 매칭 회로를 통해 무선 신호를 송수신하도록 한다. 따라서 본 발명에서는 사용자의 신체 접촉 등으로 인한 영향으로 인해 안테나(116)의 임피던스 값이 변경된다고 할지라도, 상기 변경된 임피던스 값에 따라 구해지는 반사계수 측정값에 최적화된 임피던스 매칭 회로를 사용한다. 이에 따라 안테나(116)의 임피던스 값 변화로 인해 발생하는 RF부(108)의 성능 열화를 막을 수 있다는 효과가 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 측정된 상기 RF부(108)의 안테나 반사 전압을 HDET 알고리즘을 이용하여 측정하는 예를 보였으나 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 즉, HDET 알고리즘뿐만 아니라 다른 방법을 이용하거나, 아니면 상기 HDET 알고리즘을 사용하지 않고, 바로 RT나 VSWR를 상기 전압들로부터 직접 산출하고 이를 이용하여 적절한 임피던스 매칭 회로를 선택할 수도 있음은 물론이다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의해 정할 것이 아니고, 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.
따라서 본 발명은 인체의 영향 등으로 인해 이동통신 단말기 안테나의 임피던스 값이 변경된다고 할지라도, 변경된 임피던스 값에 최적화된 임피던스 매칭 회로를 사용함으로써, 변경된 안테나의 임피던스 값에 따른 반사 손실을 최적화함으로써 이동통신 단말기의 RF 성능의 성능 열화를 방지할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 이동통신 단말기에 있어서,
    특정 반사계수 측정값에 따라 상기 이동통신 단말기 RF부의 반사 손실을 최적화할 수 있도록 설계된 임피던스(Impedance) 매칭(matching) 회로를, 서로 다른 반사계수 측정값 별로 다수 포함하고 있는 매칭 회로부와,
    상기 이동통신 단말기 안테나의 반사 전압을 측정하기 위한 반사 전압 측정부와,
    상기 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값을 구하기 위한 반사계수 측정 정보 및, 상기 임피던스 매칭 회로들 각각에 대응되는 반사계수 측정값들을 포함하는 매칭 회로 정보를 저장하는 메모리부와,
    상기 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값을 구하고, 상기 임피던스 매칭 회로들 중, 상기 구해진 반사계수 측정값의 경우에 상기 RF부의 반사 손실을 최적화할 수 있도록 설계된 어느 하나의 임피던스 매칭 회로를 선택하여 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 상기 안테나와 임피던스 매칭을 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 장치,
  2. 제1항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 회로들은,
    일정 반사계수 측정값의 범위에 따라 상기 이동통신 단말기 RF부의 반사 손실을 최적화할 수 있도록 설계된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 이동통신 단말기 RF부에 포함된 아이솔레이터(Isolator) 전단의 전압값과, 후단의 전압값을 체크하고, 체크된 전압값의 차를 이용하여 상기 안테나의 반사 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전단의 전압값과, 후단의 전압값을 HDET(High power DETect) 알고리즘을 이용하여 HDET 코드값으로 환산하고, 상기 후단의 전압값을 HDET 코드값으로 환산한 값으로부터, 상기 전단의 전압값을 HDET 코드값으로 환산한 값을 차감하여 상기 반사 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 HDET 값으로 환산된 상기 전압값들의 차에 해당되는 반사계수 측정값에 따른 임피던스 매칭 회로를 선택하여 상기 안테나와 임피던스 매칭이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 메모리부는,
    상기 HDET 값으로 환산된 전압값들의 차에 해당되는 반사계수 측정값을 구하기 위해 각각의 HDET 값들에 해당되는 반사계수 측정값들에 대한 정보를 포함하는 반사계수 측정 정보를 더 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 반사계수 측정값은,
    VSWR(Voltage Standing Wave Ratio), RT(Return Loss) 중 어느 하나임을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 장치.
  8. 다수특정 반사계수 측정값에 따라 상기 이동통신 단말기 RF부의 반사 손실을 최적화할 수 있도록 설계된 임피던스(Impedance) 매칭(matching) 회로를, 서로 다른 반사계수 측정값 별로 다수 구비하는 이동통신 단말기에서, 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 방법에 있어서,
    상기 이동통신 단말기 안테나의 반사 전압을 측정하는 측정 단계와,
    상기 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값을 구하는 반사계수 측정값 확인 단계와,
    상기 임피던스 매칭 회로들 중, 상기 구해진 반사 계수 측정값에 따른 어느 하나의 임피던스 매칭 회로를 선택하고, 상기 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 상기 이동통신 단말기의 안테나와 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 측정 단계는,
    상기 이동통신 단말기 RF부의 아이솔레이터(Isolator) 전단의 전압과 후단의 전압을 체크하는 전압 체크 단계와,
    상기 체크된 전압의 차이를 측정하는 전압차 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전압차 측정 단계는,
    상기 체크된 전단의 전압과 후단의 전압을 HDET(High power DETect) 알고리즘에 따라 HDET 코드값으로 환산하는 HDET 환산 단계와,
    상기 HDET 코드값으로 환산된 상기 후단의 전압값으로부터, 상기 HDET 코드값으로 환산된 상기 전단의 전압값을 차감하여 HDET 코드값으로 환산된 반사 전압을 측정하는 반사 전압 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 반사계수 측정값 확인 단계는,
    상기 HDET 코드값으로 환산된 반사 전압에 대응되는 반사계수 측정값을 구하는 단계임을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 단계는,
    현재 상기 안테나와 임피던스 매칭되어 있는 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값을 확인하는 임피던스 매칭 회로 정보 확인 단계와,
    상기 현재 임피던스 매칭되어 있는 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값 에, 상기 현재 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값이 해당되는지 여부를 체크하는 반사계수 측정값 체크 단계와,
    상기 반사계수 측정값 체크 결과에 따라 상기 현재 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값에 대응되는 임피던스 매칭 회로들을 선택하고, 상기 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 상기 이동통신 단말기의 안테나와 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 회로들은,
    일정 반사계수 측정값의 범위에 따라 상기 이동통신 단말기 RF부의 반사 손실을 최적화할 수 있도록 설계된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 단계는,
    현재 상기 안테나와 임피던스 매칭되어 있는 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값의 범위를 확인하는 임피던스 매칭 회로 정보 확인 단계와,
    상기 현재 임피던스 매칭되어 있는 임피던스 매칭 회로의 반사계수 측정값의 범위에, 상기 현재 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값이 포함되는지 여부를 체크하는 반사계수 측정값 체크 단계와,
    상기 반사계수 측정값 체크 결과에 따라 상기 현재 측정된 반사 전압에 따른 반사계수 측정값에 대응되는 임피던스 매칭 회로들을 선택하고, 상기 선택된 임피던스 매칭 회로를 통해 상기 이동통신 단말기의 안테나와 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 안테나의 임피던스 변화에 따른 RF 성능 열화를 방지하기 위한 방법.
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