KR101259815B1 - 안테나 튜너 및 임피던스 조절 방법 - Google Patents

안테나 튜너 및 임피던스 조절 방법 Download PDF

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이종수
김기철
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광주과학기술원
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Abstract

안테나 튜너는 기준 임피던스 저항, 기준 임피던스 저항의 일단이 연결된 격리 포트를 갖는 제1 커플러, 제1 커플러의 출력 포트에 연결 입력 포트 및 상기 안테나에 연결된 출력 포트를 갖는 제2 커플러, 상기 제2 커플러에 연결되고 상기 안테나의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 소자 그룹을 포함한다. 임피던스 제어부는 제1 커플러의 커플링 포트에 걸리는 제1 전압과 상기 제2 커플러의 커플링 포트에 걸리는 제2 전압에 따라 임피던스 조절 제어 신호를 생성하여 상기 임피던스 조절 소자 그룹에 제공한다.

Description

안테나 튜너 및 임피던스 조절 방법{ANTENNA TUNER AND METHOD FOR ADJUSTING ANTENNA IMPEDANCE}
본 발명은 안테나 튜너에 관한 것이다. 특히 본 발명은 안테나 임피던스를 조절하는 튜너와 방법에 관한 것이다.
사용자가 모바일 폰을 잡고 통화를 하는 경우 등에 있어서 안테나 임피던스가 기준 임피던스인 50옴에서 벗어나는 경우가 발생할 수 있다.
이러한 때, 모바일 폰은 안테나에서 일정한 출력 신호를 송신하기 위하여 전력 증폭기의 전류 소모를 증가시키므로 배터리 소모량을 증가시키는 문제가 발생한다. 최악의 경우 통화가 끊기는 현상이 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여 복잡한 알고리즘을 이용하여 안테나 임피던스를 조절하는 방안들이 제시되고 있으나, 이러한 복잡한 알고리즘은 모바일 폰 내부의 중앙 처리 장치 혹은 베이스밴드 프로세서에 의해 수행되므로 안테나 임피던스를 조절하는 안테나 튜너가 독립적으로 구현될 수 없어 실제 제품에 채택되기는 쉽지 않다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 간단한 동작으로 안테나 임피던스를 조절하는 튜너와 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 튜너는 기준 임피던스 저항; 상기 기준 임피던스 저항의 일단이 연결된 격리 포트를 갖는 제1 커플러; 상기 제1 커플러의 출력 포트에 연결 입력 포트 및 상기 안테나에 연결된 출력 포트를 갖는 제2 커플러; 상기 제2 커플러에 연결되고 상기 안테나의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 소자 그룹; 및 상기 제1 커플러의 커플링 포트에서 검출되는 제1 전력에 비례하는 제1 전압과 상기 제2 커플러의 커플링 포트에서 검출되는 제2 전력에 비례하는 제2 전압에 따라 임피던스 조절 제어 신호를 생성하여 상기 임피던스 조절 소자 그룹에 제공하는 임피던스 제어부를 포함한다.
상기 임피던스 조절 소자 그룹은 전송선; 상기 전송선의 일단에 연결된 일단과 상기 제2 커플러의 입력 포트에 연결된 타단을 갖는 제1 스위치; 상기 전송선의 타단에 연결된 일단과 상기 제2 커플러의 출력 포트에 연결된 타단을 갖는 제2 스위치; 상기 전송선의 일단에 연결된 일단을 갖는 제1 가변 커패시터; 및 상기 전송선의 타단에 연결된 일단을 갖는 제2 가변 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 절대값이 제1 임계 전압보다 크면, 상기 임피던스 제어부는 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 턴온할 수 있다.
상기 임피던스 제어부는 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치가 턴온되어 있을 때, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 절대값에 해당하는 제3 전압이 제2 임계 전압보다 작으면, 상기 제3 전압에 기초하여 상기 제1 가변 커패시터와 상기 제2 가변 커패시터를 조절하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 상기 제1 가변 커패시터와 상기 제2 가변 커패시터에 제공할 수 있다.
상기 임피던스 조절 소자 그룹은 상기 제2 커플러의 입력 포트에 연결되는 일단을 갖는 제3 스위치; 상기 제2 커플러의 출력 포트에 연결되는 일단을 갖는 제4 스위치; 상기 제3 스위치의 타단에 연결되는 일단과 상기 제2 커플러의 커플링 포트에 연결되는 타단을 갖는 제3 가변 커패시터; 상기 제4 스위치의 타단에 연결되는 일단과 상기 제2 커플러의 격리 포트에 연결되는 타단을 갖는 제4 가변 커패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 임피던스 제어부는 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 절대값이 제1 임계 전압보다 크면, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치를 턴온할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 안테나 튜너가 안테나의 임피던스를 조절하는 방법에 관한 것으로, 상기 안테나 튜너는 기준 임피던스 저항; 상기 기준 임피던스 저항의 일단이 연결된 격리 포트를 갖는 제1 커플러; 상기 제1 커플러의 출력 포트에 연결 입력 포트 및 상기 안테나에 연결된 출력 포트를 갖는 제2 커플러; 및 상기 제2 커플러에 연결되고 상기 안테나의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 소자 그룹을 포함하고, 상기 방법은 상기 제1 커플러의 커플링 포트에서 검출되는 제1 전력에 비례하는 제1 전압을 검출하는 단계; 상기 제2 커플러의 커플링 포트에서 검출되는 제2 전력에 비례하는 제2 전압을 검출하는 단계; 상기 제1 전압과 상기 제2 전압에 따라 임피던스 조절 제어 신호를 생성하는 단계; 및 생성된 임피던스 조절 제어 신호를 상기 임피던스 조절 소자 그룹에 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 2개의 커플러를 직렬 연결하고 2개의 커플러의 커플링 포트들에서 생성되는 전압들을 비교하여 변화된 안테나 임피던스를 조절하므로 비교적 간단하게 안테나 임피던스를 목표 임피던스의 범위 내로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 한 커플러의 격리 포트에 기준 임피던스를 연결하고, 다른 커플러에는 임피던스 조절 소자 그룹을 배치하여, 외부 환경에 의한 안테나 임피던스 변화를 막은 상태에서 안테나 임피던스를 조절가능하므로, 비교적 간단하게 안테나 임피던스를 목표 임피던스의 범위 내로 맞출 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 튜너의 회로도를 보여준다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 임피던스 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 안테나 임피던스가 기준 임피던스에 해당하는 경우의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 정제파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)가 3:1에 해당하도록 안테나 임피던스가 변화하고 스위치들이 모두 턴오프된 경우의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 정제파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)가 3:1에 해당하도록 안테나 임피던스가 변화하고 스위치들이 모두 턴온된 경우에 787MHz에서의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 정제파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)가 3:1에 해당하도록 안테나 임피던스가 변화하고 스위치들이 모두 턴온된 경우에 782MHz에서의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 정제파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)가 3:1에 해당하도록 안테나 임피던스가 변화하고 스위치들이 모두 턴온된 경우에 777MHz에서의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
다음은 도 1을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 안테나 튜너(100)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 튜너의 회로도를 보여준다.
도 1에 도시된 바와 같이 안테나 튜너(100)는 파워 앰프 혹은 듀플렉서와 같은 필터(10)와 안테나(20) 사이에 연결되어 있고, 제1 커플러(110), 제2 커플러(120), 제1 전력 검출부(130), 제2 전력 검출부(140), 임피던스 제어부(150), 임피던스 조절 소자 그룹(160), 기준 임피던스 저항(R1)을 포함한다.
제1 커플러(110)와 제2 커플러(120)는 두 개의 금속선이 동일 평면상에 가깝게 배치되어 발생되는 커플링 효과를 이용한 coupled line coupler의 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조 뿐만 아니라 어떤 형태의 커플러가 사용될 수 있다.
제1 커플러(110)와 제 2 커플러(120) 중 하나 이상은 은 모바일 폰의 주 기판인 PCB (printed circuit board) 상에 구현할 수 있다. 또한, 미세 반도체 공정을 이용하여 제1 커플러(110)와 제2 커플러(120) 중 하나 이상은 반도체 기판 위에 전송선 형태로 구현될 수 있다. 뿐 만 아니라, 제1 커플러(110)와 제2 커플러(120) 중 하나 이상은 인덕터와 커패시터를 이용한 수동 회로 형태로 구현될 수도 있다.
제1 커플러(110), 제2 커플러(120), 제1 전력 검출부(130), 제2 전력 검출부(140), 임피던스 제어부(150), 임피던스 조절 소자 그룹(160), 기준 임피던스 저항(R1)은 하나의 반도체 기판 위에 미세 반도체 공정을 이용하여 모두 집적화될 수도 있다. 이들을 집적화하기 위하여 Si CMOS, SiGe HBT, SOI CMOS, GaAs HBT, GaAs pHEMT, GaN HEMT 등과 같은 다양한 반도체 기술이 적용될 수 있다.
제1 커플러(110)는 입력 포트(input port, IP1), 출력 포트(output port, OP1), 커플링 포트(coupled port, CP1) 및 격리 포트(isolated port, ISP1)를 가진다.
제1 커플러(110)의 입력 포트(IP1)는 파워 앰프 혹은 듀플렉서와 같은 필터(10)의 출력단에 연결된다.
기준 임피던스 저항(R1)은 제1 커플러(110)의 격리 포트(ISP1)에 연결된 일단과 그라운드에 연결된 타단을 가진다.
제2 커플러(120)는 입력 포트(input port, IP2), 출력 포트(output port, OP2), 커플링 포트(coupled port, CP2) 및 격리 포트(isolated port, ISP2)를 가진다. 제2 커플러(120)의 입력 포트(IP2)는 제1 커플러(110)의 출력 포트(OP1)에 연결된다. 제2 커플러(120)의 출력 포트(OP2)는 안테나(20)에 연결된다.
제1 전력 검출부(130)는 제1 커플러(110)의 커플링 포트(CP1)를 통해 제1커플러의 출력 포트(OP1)의 전력에 비례하는 전압(Vcp1)을 생성한다.
제2 전력 검출부(140)는 제2 커플러(120)의 커플링 포트(CP2)를 통해 제2커플러의 출력 포트(OP2)의 전력에 비례하는 전압(Vcp2)을 생성한다.
제1 전력 검출부(130)와 제2 전력 검출부(140)에서 생성되는 전압은 커플링 포트에서 인가되는 전력에 비례하므로, 설명의 편의를 위하여 전압과 전력을 같은 개념으로 사용하도록 한다.
임피던스 제어부(150)는 제1 전력 검출부(130)가 생성한 전압(Vcp1)과 제2 전력 검출부(140)가 생성한 전압(Vcp2)를 이용하여 임피던스 제어 신호를 생성하여, 임피던스 조절 소자 그룹(160)에 임피던스 조절 제어 신호를 제공한다.
임피던스 조절 소자 그룹(160)은 임피던스 조절 제어 신호에 따라 안테나 임피던스를 변경한다.
본 발명의 실시예에 따른 임피던스 조절 소자 그룹(160)은 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4), 제1 가변 커패시터(CAP1), 제2 가변 커패시터(CAP2), 제3 가변 커패시터(CAP3), 제4 가변 커패시터(CAP4), 전송선(161)을 포함한다. 전송선(161)은 특성 임피던스 ZC와 전기적 길이 EL을 가진다.
제1 스위치(SW1)는 입력 포트(IP2)에 연결된 일단과 제1 가변 커패시터(CAP1)의 일단에 연결된 타단을 가진다. 제1 가변 커패시터(CAP1)의 타단은 커플링 포트(CP2)에 연결된다.
제2 스위치(SW2)는 출력 포트(OP2)에 연결된 일단과 제2 가변 커패시터(CAP2)의 일단에 연결된 타단을 가진다. 제2 가변 커패시터(CAP2)의 타단은 격리 포트(ISP2)에 연결된다.
제3 스위치(SW3)는 출력 포트(OP2)에 연결된 일단과 전송선(ZC/EL)의 일단에 연결된 타단을 가진다. 제3 가변 커패시터(CAP3)은 제3 스위치(SW3)의 타단에 연결된 일단과 그라운드에 연결된 타단을 가진다.
제4 스위치(SW4)는 입력 포트(IP2)에 연결된 일단과 전송선(161)의 타단에 연결된 타단을 가진다. 제4 가변 커패시터(CAP4)은 제4 스위치(SW4)의 타단에 연결된 일단과 그라운드에 연결된 타단을 가진다.
임피던스 조절 소자 그룹(160)은 다양하게 구현될 수 있다. 특히, 일 실시예에서 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제1 가변 커패시터(CAP1)과 제2 가변 커패시터(CAP2)가 생략될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4), 제3 가변 커패시터(CAP3)와 제4 가변 커패시터(CAP4)가 생략될 수 있다. 즉 만들어지는 커플러의 특성에 따라 다양한 조합의 스위치와 가변 커패시터가 사용될 수 있다.
다음은 도 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 안테나 임피던스 제어 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 임피던스 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 임피던스 제어부(150)는 제1 전력 검출부(130)에 의해 생성되는 전압(Vcp1)과 제2 전력 검출부(140)에 의해 생성되는 전압(Vcp2)의 차가 제1 임계 전압(Vth1)보다 큰 지를 확인한다(S101).
일반적으로 커플러의 방향성(Directivity)은 다음의 수학식 1과 같이 정의된다.
Figure 112011093190020-pat00001
커플러의 방향성이 높다는 것은 출력 포트의 임피던스 변화가 커도 커플링되는 포트의 전력의 변화는 매우 작음을 의미한다. 반면, 커플러의 방향성이 작다는 것은 출력 포트의 임피던스 변화가 크면 커플링되는 포트의 전력의 변화도 크다는 것을 의미한다.
일반적으로, 방향성이 높은 커플러는 20dB 이상의 방향성을 가지며, 격리 포트에 기준 임피던스인 50W의 저항이 연결된다.
제1 커플러(110)의 격리 포트(ISP1)에 기준 임피던스를 가진 기준 임피던스 저항(R1)이 연결되어 있으므로, 제1 커플러(110)의 방향성(directivity)은 좋다. 따라서, 안테나 임피던스가 변화하더라도 제1 커플러(110)의 커플링 포트(CP1)에서 검출되는 전력과 이를 바탕으로 생성되는 전압 (Vcp1)은 거의 일정하다.
그러나, 제2 커플러(120)의 격리 포트(ISP2)에 기준 임피던스를 가진 기준 임피던스 저항(R1)이 연결되어 있지 않으므로, 제2 커플러(120)의 방향성(directivity)은 좋지 않다. 결국, 안테나 임피던스가 변화하면 제2 커플러(120)의 커플링 포트(CP2)에서 검출되는 전력과 이를 바탕으로 생성되는 전압 (Vcp2)의 변화도 크다.
임피던스 제어부(150)는 제1 전력 검출기(130)에 의해 생성되는 전압(Vcp1)과 제2 전력 검출기(140)에 의해 생성되는 전압(Vcp2)의 차이를 이용하여 안테나 임피던스가 변화됨을 감지할 수 있다. 즉, 임피던스 제어부(150)는 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 변화에 따라 안테나 임피던스가 50옴에서 벗어남을 감지할 수 있고, 이 두 개의 전압을 이용하여 안테나 임피던스의 변화를 줄일 수 있다.
전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차가 제1 임계 전압(Vth1)보다 작다면, 임피던스 제어부(150)는 안테나 임피던스가 50옴인것으로 인식하고(S103), 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4)의 턴 오프 상태를 유지한다(S105).
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 안테나 임피던스가 기준 임피던스에 해당하는 경우의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 임피던스가 50옴이면 제1 전력 검출기(130)에 의해 생성되는 전압(Vcp1)과 제2 전력 검출기(140)에 의해 생성되는 전압(Vcp2)는 미리 결정되어 있는 전압으로 일정하다. 즉, 도 3에서, 제1 커플러(110)의 커플링 포트(CP1)에서 검출되는 전력은 대략 -23dB정도이고, 이 전력에 비례하는 전압 (Vcp1)은 일정하다. 또, 제2 커플러(120)의 커플링 포트(CP2)에서 검출되는 전력은 대략 -39dB이며 이 전력에 비례하는 전압 (Vcp2)는 일정하다. 결국, 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차이는 대략 -16dB정도로 일정하다.
다시 도 2를 설명한다.
안테나 임피던스가 변화하면 제2 커플러(120)의 커플링 포트(CP2)에서 검출되는 전력의 변화도 크다. 따라서, 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차가 제1 임계 전압(Vth1)보다 크면, 임피던스 제어부(150)는 안테나 임피던스가 50옴에서 벗어난 것으로 인식할 수 있다(S107).
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 정제파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)가 3:1에 해당하도록 안테나 임피던스가 변화하고 스위치들이 모두 턴오프된 경우의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 4에 도시된 바와 같이, 안테나 임피던스가 변화한 경우에 전압(Vcp1)은 일정하지만, 전압(Vcp2)의 변화는 심하다. 즉, 도 4에서, 제1 커플러(110)의 커플링 포트(CP1)의 전압(Vcp1)은 대략 -23dB정도 부근의 값을 갖지만, 제2 커플러(120)의 커플링 포트(CP2)의 전압(Vcp2)는 -36dB에서 -45dB까지의 값을 갖는다. 결국, 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차이는 -12.5dB 에서 -21.5dB까지의 값을 갖는다 따라서, 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차이의 절대값이 제1 임계 전압(Vth1)보다 크면, 임피던스 제어부(150)는 안테나 임피던스가 50옴에서 벗어난 것으로 인식할 수 있다.
안테나 임피던스가 50옴에서 벗어난 것으로 인식되면, 임피던스 제어부(150)는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4)를 턴온시킨다(S109).
제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4)가 턴온되면, 전압(Vcp2)의 크기가 전압(Vcp1)의 크기보다 커지지만, 제2 커플러(120)와 병렬 연결되어 있는 소자들, 즉 전송선(ZC/EL)과 제3 가변 커패시터(CAP3), 제4 가변 커패시터(CAP4)에 의해 안테나 임피던스가 변화해도 제1 커플러(110)의 입력에서 안테나로 바라본 임피던스는 일정하다. 따라서, 임피던스 제어부(150)는 4개의 가변 커패시터(CAP1, CAP2, CAP3, CAP4) 중 일부 또는 전부를 조절하여 안테나 임피던스를 목표 임피던스의 범위 내로 만들 수 있다.
임피던스 제어부(150)는 전압(Vcp2)와 전압(Vcp1)의 차이의 절대값이 제2 임계 전압(Vth2)보다 큰지를 확인한다(S111).
전압(Vcp2)와 전압(Vcp1)의 차이의 절대값이 제2 임계 전압(Vth2)보다 크면, 임피던스 제어부(150)는 안테나 임피던스가 목표 임피던스의 범위 내인 것으로 인식한다(S113).
반면, 전압(Vcp2)와 전압(Vcp1)의 차이의 절대값이 제2 임계 전압(Vth2)보다 작으면, 임피던스 제어부(150)는 4개의 가변 커패시터(CAP1, CAP2, CAP3, CAP4) 중 일부 또는 전부를 조절하여 안테나 임피던스를 목표 임피던스의 범위 내로 만든다(S115). 특히, 임피던스 제어부(150)는 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차이를 이용하여 4개의 가변 커패시터(CAP1, CAP2, CAP3, CAP4) 중 일부 또는 전부의 조절 전압을 생성하고 각 가변 커페시터에 제공하여 안테나 임피던스를 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 정제파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)가 3:1에 해당하도록 안테나 임피던스가 변화하고 스위치들이 모두 턴온된 경우에 787MHz에서의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차이는 5.7dB 에서 8.8dB까지의 값을 갖게 되어, 안테나 임피던스는 목표 임피던스의 범위 안에 있게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 정제파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)가 3:1에 해당하도록 안테나 임피던스가 변화하고 스위치들이 모두 턴온된 경우에 782MHz에서의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차이는 6.0dB 에서 9.1dB까지의 값을 갖게 되어, 안테나 임피던스는 목표 임피던스의 범위 안에 있게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 정제파비(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR)가 3:1에 해당하도록 안테나 임피던스가 변화하고 스위치들이 모두 턴온된 경우에 777MHz에서의 안테나 튜너의 상태를 보여준다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전압(Vcp1)과 전압(Vcp2)의 차이는 6.3dB 에서 9.3dB까지의 값을 갖게 되어, 안테나 임피던스는 목표 임피던스의 범위 안에 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
필터(10), 안테나(20), 안테나 튜너(100)
제1 커플러(110), 제2 커플러(120), 제1 전압 검출부(130),
제2 전압 검출부(140), 임피던스 제어부(150),
임피던스 조절 소자 그룹(160), 기준 임피던스 저항(R1)
제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4),
제1 가변 커패시터(CAP1), 제2 가변 커패시터(CAP2),
제3 가변 커패시터(CAP3), 제4 가변 커패시터(CAP4), 전송선(ZC/EL)

Claims (11)

  1. 안테나의 튜너에 있어서,
    기준 임피던스 저항;
    상기 기준 임피던스 저항의 일단이 연결된 격리 포트를 갖는 제1 커플러;
    상기 제1 커플러의 출력 포트에 연결 입력 포트 및 상기 안테나에 연결된 출력 포트를 갖는 제2 커플러;
    상기 제2 커플러에 연결되고 상기 안테나의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 소자 그룹; 및
    상기 제1 커플러의 커플링 포트에서 검출되는 제1 전력에 비례하는 제1 전압과 상기 제2 커플러의 커플링 포트에서 검출되는 제2 전력에 비례하는 제2 전압에 따라 임피던스 조절 제어 신호를 생성하여 상기 임피던스 조절 소자 그룹에 제공하는 임피던스 제어부를 포함하는
    튜너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 조절 소자 그룹은
    전송선;
    상기 전송선의 일단에 연결된 일단과 상기 제2 커플러의 입력 포트에 연결된 타단을 갖는 제1 스위치;
    상기 전송선의 타단에 연결된 일단과 상기 제2 커플러의 출력 포트에 연결된 타단을 갖는 제2 스위치;
    상기 전송선의 일단에 연결된 일단을 갖는 제1 가변 커패시터;
    상기 전송선의 타단에 연결된 일단을 갖는 제2 가변 커패시터를 더 포함하는
    튜너.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 임피던스 제어부는
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 절대값이 제1 임계 전압보다 크면, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 턴온하는
    튜너.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임피던스 제어부는
    상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치가 턴온되어 있을 때, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 절대값에 해당하는 제3 전압이 제2 임계 전압보다 작으면, 상기 제3 전압에 기초하여 상기 제1 가변 커패시터와 상기 제2 가변 커패시터를 조절하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 상기 제1 가변 커패시터와 상기 제2 가변 커패시터에 제공하는
    튜너.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 임피던스 조절 소자 그룹은
    상기 제2 커플러의 입력 포트에 연결되는 일단을 갖는 제3 스위치;
    상기 제2 커플러의 출력 포트에 연결되는 일단을 갖는 제4 스위치;
    상기 제3 스위치의 타단에 연결되는 일단과 상기 제2 커플러의 커플링 포트에 연결되는 타단을 갖는 제3 가변 커패시터;
    상기 제4 스위치의 타단에 연결되는 일단과 상기 제2 커플러의 격리 포트에 연결되는 타단을 갖는 제4 가변 커패시터를 더 포함하는
    튜너.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 임피던스 제어부는
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 절대값이 제1 임계 전압보다 크면, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치를 턴온하는
    튜너.
  7. 안테나 튜너가 안테나의 임피던스를 조절하는 방법에 있어서,
    상기 안테나 튜너는
    기준 임피던스 저항;
    상기 기준 임피던스 저항의 일단이 연결된 격리 포트를 갖는 제1 커플러;
    상기 제1 커플러의 출력 포트에 연결 입력 포트 및 상기 안테나에 연결된 출력 포트를 갖는 제2 커플러;
    상기 제2 커플러에 연결되고 상기 안테나의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 소자 그룹을 포함하고,
    상기 방법은
    상기 제1 커플러의 커플링 포트에서 검출되는 제1 전력에 비례하는 제1 전압을 검출하는 단계;
    상기 제2 커플러의 커플링 포트에서 검출되는 제2 전력에 비례하는 제2 전압을 검출하는 단계;
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압에 따라 임피던스 조절 제어 신호를 생성하는단계; 및
    생성된 임피던스 조절 제어 신호를 상기 임피던스 조절 소자 그룹에 제공하는 단계를 포함하는
    안테나 임피던스 조절 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 임피던스 조절 소자 그룹은
    전송선;
    상기 전송선의 일단에 연결된 일단과 상기 제2 커플러의 입력 포트에 연결된 타단을 갖는 제1 스위치;
    상기 전송선의 타단에 연결된 일단과 상기 제2 커플러의 출력 포트에 연결된 타단을 갖는 제2 스위치;
    상기 전송선의 일단에 연결된 일단을 갖는 제1 가변 커패시터;
    상기 전송선의 타단에 연결된 일단을 갖는 제2 가변 커패시터를 더 포함하는
    안테나 임피던스 조절 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 생성된 임피던스 조절 제어 신호를 상기 임피던스 조절 소자 그룹에 제공하는 단계는
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 절대값이 제1 임계 전압보다 크면, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 턴온하는 단계를 포함하는
    안테나 임피던스 조절 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 임피던스 조절 소자 그룹은
    상기 제2 커플러의 입력 포트에 연결되는 일단을 갖는 제3 스위치;
    상기 제2 커플러의 출력 포트에 연결되는 일단을 갖는 제4 스위치;
    상기 제3 스위치의 타단에 연결되는 일단과 상기 제2 커플러의 커플링 포트에 연결되는 타단을 갖는 제3 가변 커패시터;
    상기 제4 스위치의 타단에 연결되는 일단과 상기 제2 커플러의 격리 포트에 연결되는 타단을 갖는 제4 가변 커패시터를 더 포함하는
    안테나 임피던스 조절 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 생성된 임피던스 조절 제어 신호를 상기 임피던스 조절 소자 그룹에 제공하는 단계는
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 차의 절대값이 제1 임계 전압보다 크면, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치를 턴온하는 단계를 포함하는
    안테나 임피던스 조절 방법.
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