KR100695291B1

KR100695291B1 - Antenna switching structure for improving link margin and Mobile terminal with the antenna switching structure

Info

Publication number: KR100695291B1
Application number: KR1020050000519A
Authority: KR
Inventors: 우대식; 이상신; 이동학; 정원석; 이주식; 이명성
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2005-01-04
Filing date: 2005-01-04
Publication date: 2007-03-14
Also published as: KR20060080053A

Abstract

본 발명은 링크 마진 향상을 위한 안테나 스위칭 구조 및 이를 채용한 이동단말기에 관한 것이다. 본 발명의 이동단말기에 채용된 안테나 스위칭 구조는 2개의 RF 스위치로 구성되는데, 제1 RF 스위치는 고정 스위치 단자에 제1 안테나가 연결되고 2개의 가변 스위치 단자 중 하나가 송신모듈 라인에 연결되며 나머지 가변 스위치 단자가 제2 RF 스위치의 가변 스위치 단자에 연결된다. 그리고 제2 RF 스위치는 고정 스위치 단자가 수신모듈 라인에 연결되고 가변 스위치 단자 각각에 안테나가 연결되어 있다.The present invention relates to an antenna switching structure for improving link margin and a mobile terminal employing the same. The antenna switching structure employed in the mobile terminal of the present invention is composed of two RF switches. The first RF switch has a first antenna connected to a fixed switch terminal and one of two variable switch terminals is connected to a transmission module line. The variable switch terminal is connected to the variable switch terminal of the second RF switch. In the second RF switch, a fixed switch terminal is connected to the receiving module line and an antenna is connected to each of the variable switch terminals.

본 발명에 따르면, RF 모듈로 신호가 전송되는 동안에 사용되는 스위치의 개수를 최소한으로 줄임으로써 신호왜곡이나 감쇄를 줄여 성능 저하를 방지하고, 수신 전용 안테나를 사용할 수 있으므로 기존의 구성으로는 전파법규상 사용할 수 없었던 높은 이득의 안테나를 사용할 수 있어서 무선 통신장비의 수신 성능을 비약적으로 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by reducing the number of switches used during the transmission of the signal to the RF module to a minimum to reduce the signal distortion or attenuation to prevent performance degradation, it is possible to use a receive-only antenna in the conventional configuration It is possible to use a high gain antenna that was not available, which can dramatically improve the reception performance of wireless communication equipment.

다이버시티, 페이딩, 안테나, 스위치Diversity, Fading, Antenna, Switch

Description

Antenna switching structure for improving link margin and Mobile terminal with the antenna switching structure

도 1은 종래의 일반적인 안테나 스위치 구조의 일 예시도.1 is an exemplary view of a conventional general antenna switch structure.

도 2는 종래의 일반적인 안테나 스위치 구조의 다른 예시도.Figure 2 is another exemplary view of a conventional general antenna switch structure.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 구조를 채용한 이동단말기의 블록 구성도.3 is a block diagram of a mobile terminal employing an antenna switching structure according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 다른 링크 마진 향상을 위한 안테나 스위칭 구조를 보인 구조도.4 is a structural diagram showing an antenna switching structure for improving link margin according to the first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 링크 마진 향상을 위한 안테나 스위칭 구조를 보인 구조도.5 is a structural diagram showing an antenna switching structure for improving link margin according to a second embodiment of the present invention;

본 발명은 다이버시티(diversity) 안테나 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다이버시티를 위해 사용되는 다중 안테나 중 최적의 안테나를 선택하기 위 해 안테나와 RF(Radio Frequency) 모듈 사이에 설치되는 안테나 스위칭 구조에 관한 것이다. 그리고 본 발명은 안테나와 RF 모듈간 스위칭 경로 상에 발생하는 손실을 최소화하여 링크 마진(Link margin)을 향상시키는 안테나 스위칭 구조를 가지는 이동단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a diversity antenna system, and more particularly, an antenna switching installed between an antenna and an RF module to select an optimal antenna among multiple antennas used for diversity. It's about structure. In addition, the present invention relates to a mobile terminal having an antenna switching structure for minimizing losses occurring on a switching path between an antenna and an RF module to improve a link margin.

일반적으로, 링크 마진(Margin) 향상을 위해 다이버시티를 사용할 경우, 특히 다중 안테나를 이용한 다이버시티 기술의 경우에는 다수의 안테나 중에서 링크 마진이 높은 안테나를 이용하여 송수신을 하게 되는데, 이때 여러 개의 안테나 중 링크 마진이 높은 즉, 최적의 안테나를 선택하기 위해 안테나 스위치를 사용한다. 또한 하나의 안테나를 이용하여 송수신을 하는 경우에 송수신 선택을 위한 스위치를 사용하게 된다.In general, when diversity is used to improve link margin, particularly in the case of diversity technology using multiple antennas, transmission and reception are performed using an antenna having a high link margin among a plurality of antennas. The link margin is high, i.e. an antenna switch is used to select the optimal antenna. Also, when transmitting and receiving using one antenna, a switch for selecting transmission and reception is used.

종래의 안테나 구조는 다이버시티 효과를 위해서 2개 이상의 안테나로부터 무선 신호를 수신한 후 그 중 가장 수신감도나 품질이 뛰어난 안테나를 선택하여 신호를 수신모듈로 전달하고, 전송 시에도 2개 이상의 안테나 중에서 전송품질이 뛰어날 것으로 예상되는 안테나를 선택하여 무선 신호를 전송하는 구조이다.The conventional antenna structure receives a radio signal from two or more antennas for diversity effect, selects the antenna having the highest reception sensitivity or quality, and transmits the signal to the receiving module, among the two or more antennas during transmission. It is a structure that transmits wireless signal by selecting antenna which is expected to have excellent transmission quality.

도 1과 도 2에 종래의 일반적인 안테나 스위치 구조의 일 예시도가 도시되어 있다. 도 1은 2개의 안테나(ANT1, ANT2)를 이용하는 경우이고, 도 2는 3개의 안테나(ANT1, ANT2, ANT3)를 이용하는 경우에 대한 것이다.1 and 2 show an exemplary diagram of a conventional general antenna switch structure. FIG. 1 illustrates a case where two antennas ANT1 and ANT2 are used, and FIG. 2 illustrates a case where three antennas ANT1, ANT2 and ANT3 are used.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 안테나 구조는 다이버시티 안테나 선택 신호(S2)에 따라 해당 안테나를 선택하는 제1 RF 스위치(10)와, 송신 또는 수신모드 선택 신호(S1)에 따라 송신모듈 라인(Tx) 또는 수신모듈 라인(Rx)을 선택하 는 제2 RF 스위치(20)를 포함한다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the conventional antenna structure includes a first RF switch 10 for selecting a corresponding antenna according to the diversity antenna selection signal S2 and a transmission or reception mode selection signal S1. And a second RF switch 20 for selecting the transmission module line Tx or the reception module line Rx.

제1 RF 스위치(10)와 제2 RF 스위치(20)는 고정 스위치 단자가 서로 연결되어 있으며, 제1 RF 스위치(10)는 2 이상의 안테나에 대응하는 가변 스위치 단자가 구비되고, 제2 RF 스위치(20)는 송신모듈 라인(Tx)과 수신모듈 라인(Rx)에 대응하는 2개의 가변 스위치 단자가 구비된다.The first RF switch 10 and the second RF switch 20 are fixed switch terminals are connected to each other, the first RF switch 10 is provided with a variable switch terminal corresponding to two or more antennas, the second RF switch 20 is provided with two variable switch terminals corresponding to the transmission module line Tx and the reception module line Rx.

여기서 본 발명에서 고정 스위치 단자란 스위칭에 관계없이 계속적으로 신호 경로를 형성하는 단자를 말하며, 가변 스위치 단자란 스위칭에 따라 경로를 가변시키는 단자를 말한다.In the present invention, the fixed switch terminal refers to a terminal that continuously forms a signal path regardless of switching, and the variable switch terminal refers to a terminal that varies the path according to switching.

상기 신호 S2는 가변 스위치 단자(B, C 또는 B1, C1, D1) 중 하나를 고정 스위치 단자(A)와의 경로를 연결하는, 즉 하나의 단자를 선택하는 신호이고, 신호 S1은 Tx와 Rx에 연결된 가변 스위치 단자 중 하나를 선택하는 신호이다.The signal S2 is a signal connecting one of the variable switch terminals B, C or B1, C1, D1 to the fixed switch terminal A, that is, selecting one terminal, and the signal S1 is connected to Tx and Rx. This signal selects one of the connected variable switch terminals.

따라서 도 1을 참조로 하면, 안테나 스위칭 구조는 수신시 B→A→Rx 혹은 C→A→Rx의 경로로 신호를 수신한다. 또한 안테나 스위칭 구조는 송신시 Tx→A→C 혹은 Tx→A→C의 신호 경로로 신호를 송신한다.Therefore, referring to FIG. 1, the antenna switching structure receives a signal in a path of B → A → Rx or C → A → Rx upon reception. In addition, the antenna switching structure transmits a signal in a signal path of Tx → A → C or Tx → A → C during transmission.

그런데, 종래의 안테나 스위칭 구조에서 안테나 스위치는 자체적으로 노이즈 등에 의해 링크 손실을 발생시키므로 안테나로부터 RF 모듈까지 통과하는 스위치의 수를 최소로 하는 것이 바람직한데, 도 1에 도시된 구조상으로 보면, 각 RF 스위치의 손실이 1dB라고 가정하면 송신 및 수신시 신호는 총 2dB의 신호왜곡과 감쇄를 가지게 된다.However, in the conventional antenna switching structure, since the antenna switch generates link loss by noise or the like itself, it is preferable to minimize the number of switches passing from the antenna to the RF module. In the structure shown in FIG. Assuming a 1dB loss in the switch, the signal has a total of 2dB signal distortion and attenuation during transmission and reception.

결국, 종래의 안테나 스위칭 구조는 어떤 경우라도 2개의 RF 스위치를 거치 게 되므로 그 만큼의 신호의 손실과 왜곡을 겪게 될 뿐만 아니라, 모든 안테나가 송수신의 역할을 수행하게 되므로 전파법규 상 송신 안테나의 출력파워나 이득에 대한 제약의 규정에 의해 일정 출력 및 이득 이상의 안테나를 사용할 수 없는 문제가 있다.As a result, the conventional antenna switching structure undergoes two RF switches in any case, and thus not only suffers the loss and distortion of the signal, but also all the antennas play a role of transmitting and receiving. There is a problem that an antenna with a constant output and a gain cannot be used due to the regulation of power and gain.

따라서 수신성능 향상을 위해 2개 이상의 안테나를 사용하는 경우 안테나로부터 RF 모듈까지의 전송되는 동안 통과되는 스위치의 개수를 최소화하는 동시에 수신 안테나는 분리해서 사용할 수 있는 구조가 필요하다.Therefore, when two or more antennas are used to improve reception performance, a structure in which the receiving antennas can be used separately while minimizing the number of switches that are passed during transmission from the antenna to the RF module is required.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, RF 모듈로 신호가 전송되는 동안에 사용되는 스위치의 개수를 최소화하여 고가의 부품이나 회로에 의해서 얻을 수 있었던 신호왜곡 방지 및 손실 저하를 효율적으로 구현하고, 이를 통해 전체적인 링크 마진을 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the conventional problems, to minimize the number of switches used during the signal transmission to the RF module to effectively implement the signal distortion prevention and loss reduction that can be obtained by expensive components or circuits, This aims to improve overall link margin.

또한 본 발명은 하나의 안테나를 수신전용으로 사용할 수 있도록 하므로서, 종래의 구성으로는 전파법규 상 사용할 수 없었던 높은 이득의 안테나를 사용할 수 있고 이를 통해 무선 통신 장치의 수신 성능을 비약적으로 향상시키는 것을 목적으로 한다.
In addition, the present invention allows the use of a single antenna for the reception only, it is possible to use a high-gain antenna that could not be used in the conventional radio law in the conventional configuration, thereby improving the reception performance of the wireless communication device through It is done.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 안테나를 사용한 다이버시티 안테나 시스템에 적용된 안테나 스위치 구조에 있어서, 하나의 고정 스위치 단자와 2개의 가변 스위치 단자를 가지는 제1 RF 스위치와, 하나의 고정 스위치 단자와 2 이상의 스위치 단자를 가지는 제2 RF 스위치로 구성되며, 상기 제1 RF 스위치에서, 상기 고정 스위치 단자는 제1 안테나가 연결되고, 제1 가변 스위치 단자는 송신모듈 라인에 연결되며, 제2 가변 스위치 단자는 상기 제2 RF 스위치의 제3 가변 스위치 단자에 연결되고, 상기 제2 RF 스위치에서, 상기 고정 스위치 단자는 수신모듈 라인이 연결되고 상기 제3 가변 스위치 단자는 상기 제2 가변 스위치의 제2 가변 스위치 단자가 연결되며 나머지 가변 스위치 단자에 각각의 안테나가 연결되어 있는데, 상기 제1 RF 스위치는 입력되는 송신 또는 수신모드 선택 신호에 따라 가변 스위치 단자 중 하나를 선택하고, 상기 제2 RF 스위치는 입력되는 다이버시티 안테나 선택 신호에 따라 가변 스위치 단자 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 링크 마진 향상을 위한 안테나 스위칭 구조를 제공한다.The present invention for achieving the above object is an antenna switch structure applied to a diversity antenna system using a plurality of antennas, a first RF switch having one fixed switch terminal and two variable switch terminals, and one fixed switch terminal And a second RF switch having two or more switch terminals, wherein in the first RF switch, the fixed switch terminal is connected to a first antenna, the first variable switch terminal is connected to a transmission module line, and a second variable A switch terminal is connected to a third variable switch terminal of the second RF switch, and in the second RF switch, the fixed switch terminal is connected to a receiving module line, and the third variable switch terminal is formed of the second variable switch. 2 variable switch terminals are connected, and each antenna is connected to the remaining variable switch terminals. Selecting one of the variable switch terminal in accordance with the transmission or reception mode selection signal is selected, and the second RF switch to select one of the variable switch terminal in accordance with the input diversity antenna selection signal for link margin improvement Provide an antenna switching structure.

또한 본 발명은 상기 안테나 스위치 구조를 채용한 이동단말기를 제공한다.The present invention also provides a mobile terminal employing the antenna switch structure.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

우선 도 3을 참조로 하여 본 발명에 따른 이동단말기의 실시예를 설명한다. 본 발명의 이동단말기는 전반적인 구성이 통상의 이동단말기의 구성과 동일하다. 다만, 본 발명의 이동단말기는 다이버시티 안테나 시스템을 이루는 안테나 스위칭 구조(110)가 통상의 이동단말기의 구조와 다른 특징이 있다.First, an embodiment of a mobile terminal according to the present invention will be described with reference to FIG. 3. The overall configuration of the mobile terminal of the present invention is the same as that of a conventional mobile terminal. However, the mobile terminal of the present invention has a feature that the antenna switching structure 110 constituting the diversity antenna system is different from the structure of the conventional mobile terminal.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 스위칭 구조를 채용한 이동단말기의 블록 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이동단말기는 다이버시티 안테나 시스템(100), 아날로그 수신기(200), 탐색 수신기(300), 다수의 디지털 데이터 수신기(401 내지 401N), 제어부(500), 다이버시티 합성기 및 디코더부(600), 디지털 기저대역부(700), 송신 변조기(800)와 송신전력 제어회로(900)를 포함한다.3 is a block diagram of a mobile terminal employing an antenna switching structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the mobile terminal includes a diversity antenna system 100, an analog receiver 200, a search receiver 300, a plurality of digital data receivers 401 to 401N, a controller 500, and a diversity synthesizer. And a decoder unit 600, a digital baseband unit 700, a transmit modulator 800, and a transmit power control circuit 900.

다이버시티 안테나 시스템(100)은 페이딩을 해소하기 위해 다수의 안테나를 이용하여 송수신되는 신호를 다이버시티한다. 다이버시티 안테나 시스템(100)은 다수의 안테나에 연결되어 송신 또는 수신시 최적의 안테나를 이용하도록 하는 안테나 스위치 구조(110)를 포함한다. 안테나 스위치 구조는 다수의 안테나에 연결되고 그 출력이 아날로그 수신기(200)에 커플링된 구조로 이루어진다.The diversity antenna system 100 diversity the signals transmitted and received using multiple antennas to eliminate fading. The diversity antenna system 100 includes an antenna switch structure 110 that is connected to a plurality of antennas to use an optimal antenna for transmission or reception. The antenna switch structure has a structure connected to a plurality of antennas and its output is coupled to the analog receiver 200.

상기 본 발명의 안테나 스위칭 구조(110)는 도 4와 도 5를 참조로 하여 보다 상세히 설명한다.The antenna switching structure 110 of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.

아날로그 수신기(200)는 이동단말기의 증폭 및 주파수 다운 컨버젼을 위해 다이버시티 안테나 시스템(100)으로부터 RF 주파수 신호를 수신하고, 필터링 및 디지털화하여 탐색 수신기(300)와 디지털 데이터 수신기(401 내지 401N)에 제공한다.The analog receiver 200 receives, filters, and digitizes an RF frequency signal from the diversity antenna system 100 for amplification and frequency down conversion of the mobile terminal to the search receiver 300 and the digital data receivers 401 to 401N. to provide.

탐색 수신기(300)는 제어부(500)의 제어에 따라, 다른 다중경로 파일럿 신호들에 대한 기지국으로부터 수신된 파일럿 신호의 공칭시간 주변 시간영역을 연속적으로 스캔하며, 공칭시간 외의 시간에서 원하는 파형의 어떤 수신강도를 측정한다. 탐색 수신기(300)는 수신된 신호들에서의 신호강도를 비교하고, 비교한 신호 중 가장 강한 신호를 제어부(500)에 제공한다.The search receiver 300 continuously scans the time domain around the nominal time of the pilot signal received from the base station for the other multipath pilot signals under the control of the control unit 500, and detects the desired waveform at a time other than the nominal time. Measure the reception strength. The search receiver 300 compares the signal strengths of the received signals and provides the controller 500 with the strongest signal among the compared signals.

제어부(500)는 탐색 수신기(300)로부터 수신된 신호를 디지털 데이터 수신기(401 내지 401N)에 제공하여 가장 강한 신호들 중에서 서로 다른 신호를 처리되게 한다.The controller 500 may provide a signal received from the discovery receiver 300 to the digital data receivers 401 to 401N to process different signals among the strongest signals.

상기 디지털 데이터 수신기(401 내지 401N)의 신호 처리는 아날로그 수신기(200)에 의해 디지털화된 신호에 적당한 PN 시퀀스를 상관(correlation)시키는 것이다. 여기서 상관 처리는, 적당한 PN 시퀀스를 정합시키는 신호의 신호 대 잡음비를 향상시키지만 다른 신호들은 향상시키지 않는, 처리 이득으로서 당해 분야에서 널리 알려져 있는 성질을 제공한다. 그 후, 이 상관 출력은 최근접 기지국으로부터 파일럿 캐리어를 캐리어 위상 기중으로 이용하여 동기적으로 검출된다. 이 상관처리의 결과는 일련의 인코드된 데이터 부호이다.The signal processing of the digital data receivers 401-401N is to correlate the appropriate PN sequence to the signal digitized by the analog receiver 200. Correlation processing here provides properties that are well known in the art as processing gains that improve the signal-to-noise ratio of a signal that matches a suitable PN sequence, but do not improve other signals. This correlated output is then detected synchronously using the pilot carrier as the carrier phase lifter from the nearest base station. The result of this correlation is a series of encoded data codes.

디지털 데이터 수신기(401 내지 401N)의 출력은 다이버시티 합성 및 디코더부(600)에 제공되며, 다이버시티 합성 및 디코더부(600)는 수신된 부호의 2개의 스트림 타이밍을 정렬시켜 그들을 함께 합한다. 이 합산 처리는 2개의 스트림을 2개의 스트림의 상대적인 신호강도에 대응하는 숫자만큼 곱하여 행해질 수 있다.The outputs of the digital data receivers 401-401N are provided to the diversity synthesis and decoder unit 600, which aligns the two stream timings of the received codes and sums them together. This summation process may be performed by multiplying the two streams by a number corresponding to the relative signal strength of the two streams.

디지털 기저대역부(700)는 가변속도형일 수 있는 디지털 보코더(미도시)를 포함한다. 또한 기저대역부(700)는 핸드세트 또는 어떠한 다른 유형의 주변장치와의 인터페이스로서 기능하며, 다이버시티 합성 및 디코더부(600)로부터 제공된 정보에 따라서 출력 정보 신호를 이용자에게 제공한다.The digital baseband unit 700 includes a digital vocoder (not shown), which can be of variable speed. Baseband portion 700 also functions as an interface with a handset or any other type of peripheral and provides the user with an output information signal in accordance with information provided from diversity synthesis and decoder portion 600.

송신 변조기(800)는 왈시코드에 기초한 64-ary 직교 신호기술인, 송신 데이터를 인코드한 후 그 인코드된 신호를 PN 시퀀스가 모든 이동단말기에 대해 공통적 이지만 호출을 위해 이동국에 할당된 서로 다른 코드 위상 오프셋을 가진, PN 코드 캐리어로 변조한다. 그리고 송신 변조기(800)는 변조된 신호를 IF 캐리어상에 싣기 위해 아날로그 형태로 변환하여 송신전력 제어회로(900)에 제공한다.The transmit modulator 800 encodes the transmit data, a 64-ary orthogonal signaling technique based on Walsh codes, and then transmits the encoded signal to a different code assigned to the mobile station for the call, although the PN sequence is common to all mobile terminals. Modulate with PN code carrier, with phase offset. In addition, the transmission modulator 800 converts the modulated signal into an analog form to be provided on the IF carrier and provides the transmission power control circuit 900.

송신전력 제어회로(900)는 전력을 제어하여 송신 변조기(800)로부터 수신된 신호를 안테나 스위칭 구조(110)를 거쳐 외부로 송신되게 한다.The transmit power control circuit 900 controls the power to transmit a signal received from the transmit modulator 800 to the outside via the antenna switching structure 110.

이하, 도 4를 참조로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 링크 마진 향상을 위한 안테나 스위칭 구조를 설명한다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 다른 링크 마진 향상을 위한 안테나 스위칭 구조를 보인 구조도이다.Hereinafter, an antenna switching structure for improving link margin according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a structural diagram showing an antenna switching structure for improving link margin according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 안테나 스위칭 구조는 제1 및 제2 RF 스위치(SW1, SW2)로 이루어져 있으며, 각 RF 스위치(SW1, SW2)는 하나의 고정 스위치 단자와 2개의 가변 스위치 단자로 이루어져 있다.The antenna switching structure of the present invention consists of first and second RF switches SW1 and SW2, and each RF switch SW1 and SW2 comprises one fixed switch terminal and two variable switch terminals.

제1 RF 스위치(SW1)는 고정 스위치 단자(C)에 제1 안테나(ANT1)가 연결되어 있으며, 가변 스위치 단자(B)가 제2 RF 스위치(SW2)의 가변 스위치 단자(D)에 연결되어 있고, 가변 스위치 단자(A)가 송신모듈 라인(Tx)에 연결되어 있다.The first RF switch SW1 has a first antenna ANT1 connected to the fixed switch terminal C, and the variable switch terminal B is connected to the variable switch terminal D of the second RF switch SW2. The variable switch terminal A is connected to the transmission module line Tx.

이러한 제1 RF 스위치(SW1)는 입력되는 송신 또는 수신모드 선택 신호(S1)에 따라 송신 모드 또는 수신 모드 중 하나를 선택하여 동작한다. 수신 모드시 제1 RF 스위치(SW1)는 제1 안테나(ANT1)로부터 수신되는 신호를 수신모듈 라인(Rx)로 전송되는 스위칭 동작을 하며, 송신 모드시 제1 RF 스위치(SW1)는 송신모듈 라인(Tx)로부터 전송되는 신호를 제1 안테나(ANT1)를 통해 전송되게 한다.The first RF switch SW1 operates by selecting one of a transmission mode and a reception mode according to an input transmission or reception mode selection signal S1. In the reception mode, the first RF switch SW1 performs a switching operation of transmitting a signal received from the first antenna ANT1 to the reception module line Rx. In the transmission mode, the first RF switch SW1 is a transmission module line. The signal transmitted from the Tx is transmitted through the first antenna ANT1.

한편, 제2 RF 스위치(SW2)는 고정 스위치 단자(F)가 수신모듈 라인(Rx)에 연결되어 있으며, 가변 스위치 단자(D)에 제1 RF 스위치(SW1)의 가변 스위치 단자(B)가 연결되어 있고, 가변 스위치 단자(E)가 제2 안테나(ANT2)에 연결되어 있다.The second RF switch SW2 has a fixed switch terminal F connected to the receiving module line Rx, and the variable switch terminal B of the first RF switch SW1 is connected to the variable switch terminal D. The variable switch terminal E is connected to the second antenna ANT2.

이러한 제2 RF 스위치(SW2)는 입력되는 다이버시티 안테나 선택 신호(S2)에 따라 제1 안테나(ANT1) 또는 제2 안테나(ANT2) 중 하나를 선택하는 스위칭 동작을 한다. 제1 안테나(ANT1) 선택 신호시 제2 RF 스위치(SW2)는 가변 스위치 단자(A)로의 경로를 형성하고, 제2 안테나(ANT2) 선택 신호시 제2 RF 스위치(SW2)는 가변 스위치 단자(C)로의 경로를 형성한다.The second RF switch SW2 performs a switching operation of selecting one of the first antenna ANT1 and the second antenna ANT2 according to the diversity antenna selection signal S2 input. When the first antenna ANT1 select signal, the second RF switch SW2 forms a path to the variable switch terminal A, and when the second antenna ANT2 select signal, the second RF switch SW2 forms the variable switch terminal ( Form a path to C).

전술한 제1 및 제2 RF 스위치(SW1, SW2) 간의 구조에서 S1, S2 신호 상태에 따른 동작을 설명한다.An operation according to the S1 and S2 signal states in the structure between the first and second RF switches SW1 and SW2 described above will be described.

1). S1은 수신(Rx) 선택, S2는 제1 안테나(ANT1) 선택인 경우One). S1 is the reception (Rx) selection, S2 is the first antenna (ANT1) selection

제1 RF 스위치(SW1)는 수신 모드로 동작하여 가변 스위치 단자(B)와 고정 스위치 단자(C) 간의 경로를 형성하여 제1 안테나(ANT1)로부터 수신되는 신호를 제2 RF 스위치(SW2)에 전달한다.The first RF switch SW1 operates in a reception mode to form a path between the variable switch terminal B and the fixed switch terminal C to transmit a signal received from the first antenna ANT1 to the second RF switch SW2. To pass.

제2 RF 스위치(SW2)는 제1 안테나(ANT1) 선택 신호에 따라 가변 스위치 단자(A)와 고정 스위치 단자(F) 간의 경로를 형성하여 제1 RF 스위치(SW1)로부터 수신되는 신호를 수신모듈 라인(Rx)로 전달한다.The second RF switch SW2 forms a path between the variable switch terminal A and the fixed switch terminal F according to the selection signal of the first antenna ANT1 to receive a signal received from the first RF switch SW1. Pass on line Rx.

2). S1은 수신(Rx) 선택, S2는 제2 안테나(ANT1) 선택인 경우2). S1 is the reception (Rx) selection, S2 is the second antenna (ANT1) selection

제1 RF 스위치(SW1)는 1)의 경우와 같이 동작하여 제1 안테나(ANT1)로부터 수신되는 신호를 제2 RF 스위치(SW2)에 전달한다. 그러나 제2 RF 스위치(SW2)는 제 2 안테나 선택 신호에 따라 가변 스위치 단자(E)와 고정 스위치 단자(F) 간의 경로를 형성하므로 제1 안테나(ANT1)로부터 수신되는 신호가 아닌 제2 안테나(ANT2)로부터 수신되는 신호를 수신모듈 라인(Rx)에 전달한다.The first RF switch SW1 operates as in the case of 1) and transfers a signal received from the first antenna ANT1 to the second RF switch SW2. However, since the second RF switch SW2 forms a path between the variable switch terminal E and the fixed switch terminal F according to the second antenna selection signal, the second RF switch SW2 is not a signal received from the first antenna ANT1. The signal received from the ANT2 is transmitted to the receiving module line Rx.

여기서, 2)의 경우는 제1 RF 스위치(SW1)의 동작에 무관한 출력을 가지므로, 제1 RF 스위치(SW1)에 대한 스위칭 제어를 필요로 하지 않는다.Here, the case 2) has an output independent of the operation of the first RF switch SW1, and thus does not require switching control on the first RF switch SW1.

3). S1은 송신(Tx) 선택, S2는 제1 안테나(ANT1) 선택인 경우3). S1 is the transmission (Tx) selection, S2 is the first antenna (ANT1) selection

제1 RF 스위치(SW1)는 송신 모드로 동작하여 가변 스위치 단자(A)와 고정 스위치 단자(C) 간의 경로를 형성하여 송신모듈 라인(Tx)으로부터 전달되는 신호를 제1 안테나(ANT1)를 통해 전송되게 한다. 제2 RF 스위치(SW2)는 제1 안테나(ANT1) 선택 신호에 따라 가변 스위치 단자(D)와 고정 스위치 단자(F) 간의 경로를 형성하나, 해당 경로 상으로 전달되는 신호가 없다.The first RF switch SW1 operates in a transmission mode to form a path between the variable switch terminal A and the fixed switch terminal C to transmit a signal transmitted from the transmission module line Tx through the first antenna ANT1. To be transmitted. The second RF switch SW2 forms a path between the variable switch terminal D and the fixed switch terminal F according to the first antenna ANT1 selection signal, but no signal is transmitted on the path.

여기서, 3)의 경우는 제2 RF 스위치(SW2)의 동작에 무관한 출력을 가지므로, 제2 RF 스위치(SW2)에 대한 스위칭 제어를 필요로 하지 않는다.Here, in the case of 3), since the output has an output irrelevant to the operation of the second RF switch SW2, switching control on the second RF switch SW2 is not required.

4). S1은 송신(Tx) 선택, S2는 제2 안테나(ANT2) 선택인 경우4). S1 is the transmission (Tx) selection, S2 is the second antenna (ANT2) selection

제1 RF 스위치(SW1)는 송신 모드로 동작하여 가변 스위치 단자(A)와 고정 스위치 단자(C) 간의 경로를 형성하여 송신모듈 라인(Tx)으로부터 전달되는 신호를 제1 안테나(ANT1)를 통해 전송되게 한다. 제2 RF 스위치(SW2)는 제2 안테나 선택 신호에 따라 가변 스위치 단자(E)와 고정 스위치 단자(F) 간의 경로를 형성하여 제2 안테나(ANT2)로부터 수신되는 신호를 수신모듈 라인(Rx)에 전달한다.The first RF switch SW1 operates in a transmission mode to form a path between the variable switch terminal A and the fixed switch terminal C to transmit a signal transmitted from the transmission module line Tx through the first antenna ANT1. To be transmitted. The second RF switch SW2 forms a path between the variable switch terminal E and the fixed switch terminal F according to the second antenna selection signal to receive a signal received from the second antenna ANT2 by the receiving module line Rx. To pass on.

여기서 4)의 경우는 제1 안테나(ANT1)를 통한 신호 송신과, 제2 안테나를 통 한 신호 수신이 동시에 이루어진다.In the case of 4), the signal transmission through the first antenna ANT1 and the signal reception through the second antenna are simultaneously performed.

상기의 설명을 기반으로, 각 경우에 대한 신호 손실을 설명한다. 여기서 각 RF 스위치에 의한 손실이 1dB라고 가정한다.Based on the above description, the signal loss for each case is described. Assume that the loss by each RF switch is 1 dB.

1)의 경우에 신호는 2개의 RF 스위치를 경유하므로 2dB의 손실을 겪게 되지만, 2)의 경우에 신호는 1dB의 손실만을 겪게 된다. 그리고 3)과 4)의 경우에 신호는 제1 RF 스위치(SW1)만을 경유하므로 1dB의 손실만을 겪게 된다.In the case of 1), the signal suffers 2dB of loss since it passes through two RF switches, while in 2) the signal suffers only 1dB of loss. In the case of 3) and 4), since the signal passes through only the first RF switch SW1, only 1dB of loss occurs.

결국, 본 발명은 제2 안테나(ANT2)를 수신용으로만 사용할 수 있으며, 이러할 경우에 제2 안테나(ANT2)를 높은 안테나 이득을 가지도록 함으로써, 기존에 비해 수신감도를 월등히 높일 수 있다.As a result, the present invention can use the second antenna ANT2 only for reception, and in this case, by making the second antenna ANT2 have a high antenna gain, the reception sensitivity can be significantly improved compared with the conventional one.

이하, 도 5를 참조로 하여 3개 이상의 안테나를 사용하는 본 발명의 안테나 스위칭 구조에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 링크 마진 향상을 위한 안테나 스위칭 구조를 보인 구조도이다.Hereinafter, an antenna switching structure of the present invention using three or more antennas will be described with reference to FIG. 5. 5 is a structural diagram illustrating an antenna switching structure for improving link margin according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 3개의 안테나를 이용하는 경우에 대한 본 발명의 실시예이다. 2개의 안테나를 이용하는 경우와 대비하여 3개의 안테나를 이용하는 본 발명을 보면, 제2 실시예의 안테나 스위칭 구조는 제1 RF 스위치(SW1)의 구조가 동일하다.5 is an embodiment of the present invention for the case of using three antennas. Compared to the case of using two antennas, in the present invention using three antennas, the antenna switching structure of the second embodiment has the same structure as that of the first RF switch SW1.

다만, 제2 RF 스위치(SW2a)에 연결된 안테나가 하나 더(ANT3) 늘어났으며, 그에 따라 가변 스위치 단자(G1)가 추가된 형태이다. 그리고 이에 따라 안테나 선택 신호(S2)는 제3 안테나(ANT3)에 대한 선택을 수용하도록 설계된다.However, one more antenna ANT3 is connected to the second RF switch SW2a, and thus the variable switch terminal G1 is added. And accordingly the antenna selection signal S2 is designed to accommodate the selection for the third antenna ANT3.

결국, 신호 S1에 따른 제1 RF 스위치(SW1)의 동작은 동일하고, 신호 S2에 따 라 하나의 안테나만이 선택되어지므로 전체적인 신호의 경로는 본 발명의 제1 실시예로부터 충분히 예상 가능하다. 즉, 수신 신호 경로는 B→D1→F 또는, E1→F 또는, G1→F이고, 송신 신호 경로는 Tx→C이다.As a result, the operation of the first RF switch SW1 according to the signal S1 is the same, and since only one antenna is selected according to the signal S2, the overall signal path is sufficiently predictable from the first embodiment of the present invention. That is, the reception signal path is B → D1 → F or E1 → F or G1 → F, and the transmission signal path is Tx → C.

만약, 4개 또는 그 이상의 안테나가 추가될 경우에, 추가되는 안테나는 제2 RF 스위치에 추가될 것이며 제1 안테나 스위치의 구조는 변함없을 것이다.If four or more antennas are added, the additional antennas will be added to the second RF switch and the structure of the first antenna switch will remain unchanged.

3개 이상의 안테나를 사용하는 경우에, 제2 RF 스위치에 연결된 안테나 중 하나를 수신 전용 안테나로 설정하고, 이렇게 설정한 안테나를 높은 안테나 이득이 가지도록 하면 제1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.In the case of using three or more antennas, if one of the antennas connected to the second RF switch is set as a reception-only antenna and the antenna thus set has a high antenna gain, the same effect as in the first embodiment can be obtained. .

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but this is by way of example only and not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

일반적으로 무선통신 장비에서, 안테나에서 RF 모듈까지 신호가 전송되는 동안에 회로나 부품에 의해 신호왜곡이나 감쇄가 발생하여 전체성능에 지대한 영향을 주는데, 본 발명은 RF 모듈로 신호가 전송되는 동안에 사용되는 스위치의 개수를 최소한으로 줄임으로써 신호왜곡이나 감쇄를 줄여 성능 저하를 방지하는 효과가 있다.In general, in wireless communication equipment, signal distortion or attenuation occurs due to a circuit or a component while a signal is transmitted from an antenna to an RF module, and thus greatly affects the overall performance. By reducing the number of switches to a minimum, signal distortion and attenuation can be reduced to prevent performance degradation.

또한 본 발명은 수신 전용 안테나를 사용할 수 있으므로, 기존의 구성으로는 전파법규상 사용할 수 없었던 높은 이득의 안테나를 사용할 수 있어서 무선 통신장비의 수신 성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention can use a reception-only antenna, it is possible to use a high-gain antenna that could not be used in the conventional radio wave configuration, thereby having an effect of dramatically improving the reception performance of wireless communication equipment.

Claims

In the antenna switch structure applied to a diversity antenna system using a plurality of antennas,

A first RF switch having one fixed switch terminal and two variable switch terminals, and a second RF switch having one fixed switch terminal and two or more variable switch terminals,

In the first RF switch, the fixed switch terminal is connected to a first antenna, the first variable switch terminal is connected to a transmission module line, and the second variable switch terminal is connected to a third variable switch terminal of the second RF switch. Connected,

In the second RF switch, the fixed switch terminal is connected to the receiving module line, the third variable switch terminal is connected to the second variable switch terminal of the first RF switch, the remaining variable switch terminal of the second RF switch Each antenna has a structure connected to

The first RF switch connects the fixed switch terminal of the first RF switch to one of the first variable switch and the second variable switch terminal according to an input transmission or reception mode selection signal, and the second RF switch is And connecting the fixed switch terminal of the second RF switch to one of the variable switch terminals of the second RF switch according to an input diversity antenna selection signal.

The method of claim 1,

The diversity antenna selection signal input to the second RF switch when receiving a signal is a signal for selecting one of the variable switch terminals connected to the antenna.

The method of claim 2,

One of the antennas connected to the variable switch terminal of the second RF switch is a receive-only antenna designed to have a high antenna gain.

In a mobile terminal equipped with a diversity antenna system with an antenna switch structure,

The antenna switch structure,

The first RF switch connects the fixed switch terminal of the first RF switch to one of the first variable switch and the second variable switch terminal according to an input transmission or reception mode selection signal, and the second RF switch is The fixed switch terminal of the second RF switch is connected to one of the variable switch terminals of the second RF switch according to an input diversity antenna selection signal. Mobile terminal.

The method of claim 4, wherein

The diversity antenna selection signal input to the second RF switch when receiving a signal is a signal for selecting one of the variable switch terminals connected to the antenna, the mobile terminal employing an antenna switching structure for link margin improvement.

The method of claim 4, wherein

And one of the antennas connected to the variable switch terminal of the second RF switch is a reception only antenna designed to have a high antenna gain.