KR100879261B1 - Input matching circuit for dual band antenna - Google Patents

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Abstract

The matching circuit for the dual band antenna is provided to decrease the manufacturing cost by simplifying configuration and to comprise the simple circuit and connect the dual band antenna to the RF module. The dual band antenna(110) receives the national television system committee and satellite broadcast signal. The high pass bandpass filter(130) passes the satellite broadcast signal of the high frequency band. The low pass filter(150) passes the terrestrial broad casting signal of the low frequency band. The satellite DMB broadcast signal is transferred to the high pass bandpass filter among the radio frequency signal received through the dual band antenna through the capacitor(C1) of the high pass coupling part. The terrestrial DMB broad casting signal among the radio frequency signal received through the dual band antenna is transferred to the low pass filter through the inductor(L3) of the low-pass coupling part.

Description

듀얼 밴드 안테나를 위한 매칭회로{INPUT MATCHING CIRCUIT FOR DUAL BAND ANTENNA}Matching circuit for dual band antennas {INPUT MATCHING CIRCUIT FOR DUAL BAND ANTENNA}

본 발명은 디지털 방송 수신기의 안테나 매칭 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 DMB 방송수신 및 DAB 방송수신기에서 위성방송과 지상파방송을 동시에 수신할 수 있는 듀얼 밴드 수신용 안테나의 매칭회로에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna matching circuit of a digital broadcasting receiver, and more particularly, to a matching circuit of a dual band receiving antenna capable of simultaneously receiving satellite broadcasting and terrestrial broadcasting in a DMB broadcasting receiver and a DAB broadcasting receiver.

최근 들어 휴대용 무선단말기들의 소형화 추세에 따라 휴대용 무선단말기에 사용되는 안테나의 소형화가 요구되고, 이에 따라 안테나의 임피던스가 변화되어 안테나와 RF모듈 사이에 임피던스를 매칭시키기 위한 임피던스 매칭회로(Matching Circuit)가 사용된다.Recently, according to the trend of miniaturization of portable wireless terminals, miniaturization of an antenna used in a portable wireless terminal is required. As a result, an impedance matching circuit for matching an impedance between the antenna and the RF module is changed. Used.

임피던스 매칭이란 두 단간의 임피던스 차이를 완충시켜서 최대한의 신호전력을 전달하기 위한 것으로, 휴대용 무선단말기에서 안테나가 일단 선택되고 나면 안테나의 성능을 최적화시키기 위해 임피던스 매칭회로를 사용한다.Impedance matching is to transfer the maximum signal power by buffering the impedance difference between the two ends, and once the antenna is selected in the portable wireless terminal, an impedance matching circuit is used to optimize the performance of the antenna.

휴대용 무선 단말기의 안테나는 단말기의 외부로 돌출되는 외장형 안테나와 단말기 내부에 실장되는 내장형 안테나로 구분되는데, 외장형 안테나로는 로드 안테나(또는 휩 안테나), 헬리컬 안테나 등이 사용되고, 내장형 안테나로는 PIFA(Planar Inverted-F Antenna)와 FMA(folded monopole ant) 등이 사용된다.The antenna of the portable wireless terminal is classified into an external antenna that protrudes out of the terminal and an internal antenna mounted inside the terminal. As an external antenna, a rod antenna (or whip antenna) or a helical antenna is used. Planar Inverted-F Antenna) and FMA (folded monopole ant) are used.

하나의 휴대용 무선 단말기가 이중 대역을 수신할 수 있는 경우 도 1에 도시된 바와 같이, 듀얼 밴드 안테나(11)를 사용함과 아울러 RF스위치(12)를 사용하여 고대역의 대역통과필터(13)나 저대역의 대역통과필터(14) 중 하나를 선택하여 사용하도록 되어 있다. 도 1을 참조하면, 휴대용 무선 단말기가 900MHz 대역의 GSM방식을 수신하거나 1.8GHz대역의 DCS방식을 수신할 수 있는 경우 사용자가 DCS방식의 채널을 선택하면 RF모듈(15)이 제어기(16)를 통해 RF 스위치(12)를 고역 대역통과필터(13)와 연결하여 듀얼 밴드 안테나(11)가 고대역 대역필터(13)와 연결되게 한 후 RF모듈(15)이 해당 주파수대역의 소자들을 동작시켜 DCS 주파수대의 수신을 가능하게 한다. 반대로, 사용자가 GSM방식의 채널을 선택하면 RF모듈(15)이 제어기(16)를 통해 RF 스위치(12)를 저역 대역통과필터(14)와 연결하여 듀얼 밴드 안테나(11)가 저역 대역통과필터(14)와 연결되게 한 후 RF모듈(15)이 해당 주파수대역의 소자들을 동작시켜 GSM 주파수대의 수신을 가능하게 한다.When one portable wireless terminal can receive the dual band, as shown in FIG. 1, the dual band antenna 11 and the RF switch 12 are used to use the high band bandpass filter 13 or the like. One of the low band band pass filter 14 is selected and used. Referring to FIG. 1, when the portable wireless terminal can receive the GSM scheme of the 900 MHz band or the DCS scheme of the 1.8 GHz band, when the user selects a channel of the DCS scheme, the RF module 15 controls the controller 16. After the RF switch 12 is connected to the high band pass filter 13 to allow the dual band antenna 11 to be connected to the high band band filter 13, the RF module 15 operates the elements of the corresponding frequency band. Enables reception of the DCS frequency band. On the contrary, when the user selects the GSM channel, the RF module 15 connects the RF switch 12 to the low band pass filter 14 through the controller 16 so that the dual band antenna 11 performs the low band pass filter. After being connected to (14), the RF module 15 operates the elements of the corresponding frequency band to enable reception of the GSM frequency band.

그런데 이와 같이 RF 스위치를 이용하는 종래방식은 별도의 구동회로가 추가로 필요하여 단가가 비싸고, 입력회로에서 입력손실을 줄이기 어려운 문제점이 있다.  However, the conventional method using the RF switch requires a separate driving circuit additionally expensive and there is a problem that it is difficult to reduce the input loss in the input circuit.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 회로구성으로 듀얼 밴드 안테나를 RF모듈측과 연결할 수 있는 듀얼 밴드 수신용 안테나의 매칭회로를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a matching circuit of a dual band receiving antenna capable of connecting a dual band antenna to an RF module side with a simple circuit configuration.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지상파 방송신호와 위성 방송신호를 수신하기 위한 듀얼 밴드 안테나를, LNA를 내장한 실리콘 튜너 IC로 연결하기 위한 안테나 매칭회로에 있어서, 고주파수 대역의 위성방송신호를 통과시키기 위한 고역 대역통과필터; 상기 듀얼 밴드 안테나를 통해 수신되는 신호 중에서 고역 주파수만을 상기 고역 대역통과필터로 커플링하는 고역 커플링부; 저주파수 대역의 지상파 방송신호를 통과시키기 위한 저역 대역통과필터; 및 상기 듀얼 밴드 안테나를 통해 수신되는 신호 중에서 저역 주파수만을 상기 저역 대역통과필터로 커플링하는 저역 커플링부를 포함하여 저역과 고역으로 대역을 분리함과 아울러 상호 간섭을 배제하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the antenna matching circuit for connecting a dual-band antenna for receiving terrestrial broadcast signal and satellite broadcast signal with a silicon tuner IC with a built-in LNA, high frequency band satellite broadcasting A high band pass filter for passing a signal; A high pass coupling unit for coupling only a high pass frequency of the signal received through the dual band antenna to the high pass bandpass filter; A low pass band pass filter for passing a terrestrial broadcast signal in a low frequency band; And a low pass coupling unit for coupling only a low frequency band to the low pass bandpass filter among the signals received through the dual band antenna, thereby separating bands into low and high frequencies and excluding mutual interference.

또한 상기 고역 커플링부는 커패시터(C1)로 이루어지고, 상기 저역 커플링부는 인덕터(L3)로 이루어지고, 상기 커패시터(C1)는 L밴드(1450MHz~1495MHz) 대역의 DMB방송수신용의 경우 대략 5 내지 20pF의 값을 가지며, 상기 인덕터(L3)는 VHF 하이밴드(174MHz~254MHz) DMB방송수신용의 경우 대략 5~25nH의 값을 가진다.In addition, the high pass coupling part is made of a capacitor (C1), the low pass coupling part is made of an inductor (L3), the capacitor (C1) is approximately 5 for DMB broadcast reception in the L band (1450MHz ~ 1495MHz) band The inductor L3 has a value of approximately 5 to 25 nH for the VHF high band (174 MHz to 254 MHz) DMB broadcasting reception.

본 발명에 따른 듀얼 밴드 안테나 매칭회로는 구성이 간단하여 저가로 구현할 수 있으며, 휴대용 무선 단말기의 소형화에 기여할 수 있는 효과가 있다. 또한 고역과 저역의 분리로 대역간의 간섭을 배제하고, 최적화된 매칭을 통해 입력손실 을 줄일 수 있다. The dual band antenna matching circuit according to the present invention can be implemented at low cost due to its simple configuration, and can contribute to miniaturization of a portable wireless terminal. In addition, the separation between high and low bands eliminates interference between bands and reduces input loss through optimized matching.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrated to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 2는 듀얼 밴드 안테나를 사용하는 휴대용 무선 단말기에서 본 발명에 따른 안테나 매칭회로를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an antenna matching circuit according to the present invention in a portable wireless terminal using a dual band antenna.

본 발명의 듀얼 밴드 안테나를 위한 매칭회로는 도 2에 도시된 바와 같이, 지상파 방송신호와 위성방송신호를 수신하기 위한 듀얼 밴드 안테나(110)와, 고주파수 대역의 위성방송신호를 통과시키기 위한 고역 대역통과필터(130, 듀얼 밴드 안테나(110)를 통해 수신되는 신호 중에서 고역 신호만을 상기 고역 대역통과필터(130)로 커플링하는 고역 커플링부(120), 저주파수 대역의 지상파 방송신호를 통과시키기 위한 저역 대역통과필터(150), 듀얼 밴드 안테나(110)를 통해 수신되는 신호 중에서 저역 신호만을 저역 대역통과필터(150)로 커플링하는 저역 커플링부(140)로 구성되어 듀얼 밴드 안테나(110)를 LNA를 내장한 실리콘 튜너 IC(160)로 연결한다.As shown in FIG. 2, the matching circuit for the dual band antenna of the present invention includes a dual band antenna 110 for receiving a terrestrial broadcast signal and a satellite broadcast signal, and a high band for passing a satellite broadcast signal of a high frequency band. High pass coupling unit 120 for coupling only the high pass signal of the signal received through the pass filter 130, the dual band antenna 110 to the high pass band pass filter 130, a low pass for passing the terrestrial broadcast signal of the low frequency band The low pass coupling unit 140 couples the low pass signal only to the low pass band pass filter 150 among the signals received through the band pass filter 150 and the dual band antenna 110 to convert the dual band antenna 110 into the LNA. Connect to the built-in silicon tuner IC (160).

도 2를 참조하면, 듀얼 밴드 안테나(110)는 DMB 방송수신일 경우 위성방송(S-DMB)이나 지상파방송(T-DMB)을 동시에 수신할 수 있는 안테나이고, DAB 방송 수신일 경우 밴드3 나 VHF 하이와 L 밴드를 동시에 수신할 수 있는 안테나이다.Referring to FIG. 2, the dual band antenna 110 is an antenna capable of receiving satellite broadcasting (S-DMB) or terrestrial broadcasting (T-DMB) at the same time when receiving DMB broadcasting. It is an antenna that can receive VHF high and L band at the same time.

고역 커플링부(120)는 커패시터 C1으로 구성되는데, L밴드(1450MHz~1495MHz) 대역의 DMB방송수신용의 경우 대략 5 내지 20pF의 값을 가지며, 고역 대역통과필터(130)는 L1, C2 병렬공진회로와 병렬공진회로의 일단에 직렬 연결되는 L2 및 C3로 구성된다. 이때 L1,L2,C2,C3는 "L"밴드용 대역통과필터를 구성하고, 병렬공진회로의 타단은 접지로 연결된다. The high pass coupling unit 120 is composed of a capacitor C1, and has a value of approximately 5 to 20 pF for DMB broadcasting reception in an L band (1450 MHz to 1495 MHz) band, and the high pass band pass filter 130 includes L1 and C2 parallel resonance circuits. It consists of L2 and C3 connected in series at one end of the furnace and parallel resonant circuit. At this time, L1, L2, C2, and C3 constitute a band pass filter for the "L" band, and the other end of the parallel resonance circuit is connected to ground.

저역 커플링부(140)는 인덕터 L3로 구성되는데, VHF 하이밴드(174MHz~254MHz) DMB방송수신용의 경우 대략 5~25nH의 값을 가지며, 저역 대역통과필터(150)는 L4, C4 병렬공진회로와 병렬공진회로의 일단에 직렬 연결되는 L5 및 C5로 구성된다. 이때 L4,C4,L5,C5는 VHF 하이밴드용 대역통과필터를 구성하고, 병렬공진회로의 타단은 접지로 연결된다. The low pass coupling unit 140 is composed of an inductor L3, and has a value of approximately 5 to 25 nH for VHF high band (174 MHz to 254 MHz) DMB broadcasting reception, and the low pass band pass filter 150 includes L4 and C4 parallel resonant circuits. And L5 and C5 connected in series to one end of the parallel resonant circuit. At this time, L4, C4, L5, and C5 constitute a band pass filter for the VHF high band, and the other end of the parallel resonance circuit is connected to ground.

LNA를 내장한 실리콘 튜너 IC(160)는 예컨대 마이로튠사의 MT2260과 같이 지상파 DMB방송과 위성 DMB방송을 하나의 칩으로 시청할 수 있게 하는 LNA를 내장한 RF 모듈이다.The silicon tuner IC 160 with the built-in LNA is an RF module with the built-in LNA that allows terrestrial DMB broadcasting and satellite DMB broadcasting to be viewed on a single chip, such as, for example, MyTune's MT2260.

도 3은 본 발명에 따른 듀얼 밴드 안테나를 위한 매칭회로의 PCB 패턴의 예이다.3 is an example of a PCB pattern of a matching circuit for a dual band antenna according to the present invention.

도 3을 참조하면, 커패시터(C1)는 입력 회로와 "-"자 형상으로 이루어져 L밴드(1450MHz~1495MHz) 대역에서 대략 5 ~ 20pF의 값을 제공하며, 인덕터(L3)는 C1과 90도 이상의 위치각을 갖는 " L" 자 형상으로 이루어져 VHF 하이밴드(174MHz~254MHz)에서 대략 5~25nH의 값을 제공한다. 다시 말해 PCB 배치 할때 고역의 입력은 가장 신호 경로가 짧게 하고 저역 입력은 고역과의 신호 분리도(ISOLATION)를 얻기 위해 90도 이상의 위치각으로 배치하며 또한 신호 선과 그라운드 사이는 신호선의 굵기 만큼 튀어서 배치하여 부유용량(Stray capacitance)을 최소화한다.Referring to FIG. 3, the capacitor C1 is formed of an "-" shape with an input circuit to provide a value of approximately 5 to 20 pF in the L band (1450 MHz to 1495 MHz) band, and the inductor L3 is formed by 90 degrees or more with C1. It consists of an "L" shape with a position angle to provide a value of approximately 5-25 nH in the VHF highband (174 MHz to 254 MHz). In other words, when placing the PCB, the high-frequency input has the shortest signal path, and the low-frequency input is positioned at a position angle of 90 degrees or more to obtain ISOLATION from the high frequency, and the signal line and ground are bounced by the thickness of the signal line. Arrangement to minimize stray capacitance.

이어서, 이와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Next, the operation of the present invention configured as described above will be described.

듀얼 밴드 안테나(110)를 통해 수신된 고주파 무선신호 중 위성 DMB 방송신호(L밴드나 S밴드)는 고역 커플링부(120)의 커패시터 C1을 통해 고역 대역통과필터(130)로 전달되고, 지상파 DMB 방송신호(VHF CH7~CH13)는 저역 커플링부(140)의 인덕터 L3을 거쳐서 저역 대역통과필터(150)로 전달된다.Satellite DMB broadcast signal (L band or S band) of the high frequency radio signals received through the dual band antenna 110 is transmitted to the high band pass filter 130 through the capacitor C1 of the high frequency coupling unit 120, terrestrial DMB The broadcast signals VHF CH7 to CH13 are transmitted to the low pass band pass filter 150 through the inductor L3 of the low pass coupling unit 140.

LNA를 내장한 실리콘 튜너IC(160)는 사용자의 선택에 따라 사용자가 위성 DMB 방송채널을 선택하면, 고역 대역통과필터(130)를 통해 수신되는 신호를 LNA에서 증폭한 후 튜닝하여 사용자가 원하는 채널의 신호만 출력하고, 사용자가 지상파 DMB방송채널을 선택하면, 저역 대역통과필터(150)를 통해 수신되는 신호를 LNA에서 증폭한 후 튜닝하여 사용자가 원하는 채널의 신호만 출력한다.When the user selects the satellite DMB broadcasting channel according to the user's selection, the silicon tuner IC 160 with the LNA amplifies and then tunes the signal received through the high pass filter 130 in the LNA, and the channel desired by the user. When only the signal of the terrestrial DMB broadcasting channel is selected by the user, the LNA amplifies the signal received through the bandpass filter 150 and then tunes and outputs only the signal of the channel desired by the user.

이와 같이 본 발명에 따른 듀얼 밴드 안테나(110)의 매칭회로는 인덕터(L3)와 커패시터(C3)로 각각 이루어진 간단한 커플링 회로를 통해 신호를 임피던스 정합하여 전달함으로써 저가의 매칭회로를 구현할 수 있다.As such, the matching circuit of the dual band antenna 110 according to the present invention can implement a low-cost matching circuit by impedance matching the signal through a simple coupling circuit composed of an inductor (L3) and a capacitor (C3).

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기 술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

도 1은 듀얼 밴드 안테나를 사용하는 휴대용 무선 단말기에서 종래의 안테나 매칭회로를 도시한 도면,1 is a view showing a conventional antenna matching circuit in a portable wireless terminal using a dual band antenna,

도 2는 듀얼 밴드 안테나를 사용하는 휴대용 무선 단말기에서 본 발명에 따른 안테나 매칭회로를 도시한 도면,2 illustrates an antenna matching circuit according to the present invention in a portable wireless terminal using a dual band antenna;

도 3은 본 발명에 따른 듀얼 밴드 안테나를 위한 매칭회로의 PCB 패턴의 예이다.3 is an example of a PCB pattern of a matching circuit for a dual band antenna according to the present invention.

Claims (3)

지상파 방송신호와 위성 방송신호를 수신하기 위한 듀얼 밴드 안테나를, LNA를 내장한 실리콘 튜너 IC로 연결하기 위한 안테나 매칭회로에 있어서, An antenna matching circuit for connecting a dual band antenna for receiving terrestrial broadcast signals and satellite broadcast signals with a silicon tuner IC having a built-in LNA, 고주파수 대역의 위성방송신호를 통과시키기 위한 고역 대역통과필터;A high band pass filter for passing satellite broadcast signals in a high frequency band; 상기 듀얼 밴드 안테나를 통해 수신되는 신호 중에서 고역 주파수만을 상기 고역 대역통과필터로 커플링하는 고역 커플링부;A high pass coupling unit for coupling only a high pass frequency of the signal received through the dual band antenna to the high pass bandpass filter; 저주파수 대역의 지상파 방송신호를 통과시키기 위한 저역 대역통과필터; 및A low pass band pass filter for passing a terrestrial broadcast signal in a low frequency band; And 상기 듀얼 밴드 안테나를 통해 수신되는 신호 중에서 저역 주파수만을 상기 저역 대역통과필터로 커플링하는 저역 커플링부를 포함하고,A low pass coupling unit configured to couple only a low pass frequency of the signal received through the dual band antenna to the low pass bandpass filter, 상기 고역 커플링부는 The high pass coupling part 커패시터(C1)로 이루어지고, 상기 커패시터(C1)가 L밴드(1450MHz~1495MHz) 대역의 DMB방송수신용의 경우 5 내지 20pF의 값을 가지며,It consists of a capacitor (C1), the capacitor (C1) has a value of 5 to 20pF for DMB broadcast reception of the L band (1450MHz ~ 1495MHz) band, 상기 저역 커플링부는 The low pass coupling part 인덕터(L3)로 이루어지며, 상기 인덕터(L3)가 VHF 하이밴드(174MHz~254MHz) DMB방송수신용의 경우 5~25nH의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 듀얼 밴드 안테나를 위한 매칭회로.Matching circuit for a dual band antenna, characterized in that the inductor (L3), the inductor (L3) has a value of 5 ~ 25nH for the VHF high band (174MHz ~ 254MHz) DMB broadcast reception. 삭제delete 삭제delete
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