KR101305894B1 - Apparatus for matching impedence and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 조절 장치는 상기 전력 증폭기를 통해 증폭된 송신전력 레벨 신호 및 상기 안테나로부터 반사되는 반사전력 레벨 신호를 검출하는 검출부; 상기 검출된 신호들을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 검출된 신호들에 기초하여 전력 증폭기와 상기 안테나 사이의 임피던스를 조절하여 임피던스의 가변 범위 위치를 변경시키는 임피던스 매칭 회로; 및 상기 검출된 신호들의 주파수 대역에 따라 상기 임피던스를 조절하도록 상기 임피던스 매칭 회로를 제어하는 제어부를 포함한다.An impedance adjusting apparatus for performing impedance matching between a power amplifier and an antenna according to an embodiment of the present invention includes a detector for detecting a transmission power level signal amplified by the power amplifier and a reflected power level signal reflected from the antenna; An analog to digital converter for converting the detected signals into digital signals; An impedance matching circuit for changing a variable range position of an impedance by adjusting an impedance between a power amplifier and the antenna based on the detected signals; And a control unit controlling the impedance matching circuit to adjust the impedance according to the frequency band of the detected signals.

Description

임피던스 조절 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MATCHING IMPEDENCE AND METHOD THEREOF}Impedance control device and its method {APPARATUS FOR MATCHING IMPEDENCE AND METHOD THEREOF}

임피던스 조절 장치 및 그 방법에 관한 것이다.An impedance control device and a method thereof are provided.

이동 통신 단말기에서 안테나 회로는 안테나를 통해 소정의 전파 신호를 송신하거나 전파를 수신하는 역할을 한다. 안테나가 최적의 송수신 방사성능을 갖도록 하기 위해서는 임피던스를 정확하게, 최적으로 매칭시킬 필요가 있다.In the mobile communication terminal, the antenna circuit serves to transmit or receive a radio wave signal through the antenna. In order for the antenna to have optimal transmit and receive radioactivity, it is necessary to match the impedance accurately and optimally.

임피던스를 정확히 매칭시키기 위해 안테나 회로는 캐패시터 및 인덕터 등을 구비하고, 그 캐패시터 및 인덕터의 값을 조절한다. 임피던스 매칭은 통상적으로 이동통신 단말기를 자유공간에 위치시킨 상태에서 안테나의 임피던스를 매칭시키는 것이다.To accurately match the impedance, the antenna circuit includes a capacitor, an inductor, and the like, and adjusts the values of the capacitor and the inductor. Impedance matching is typically to match the impedance of the antenna in a state where the mobile communication terminal is located in free space.

한편, 이동통신 단말기는 기기의 특성상 사용자가 본체를 손으로 잡고, 스피커를 귀에 밀착시킨 상태에서 사용하거나 주머니나 이동통신 단말기의 본체를 가방 등에 넣고 이어폰을 이용하여 사용하게 된다. 사용자가 이동통신 단말기의 본체를 손으로 잡고, 귀에 밀착시켜 사용하거나, 주머니 또는 가방 등에 넣고 사용함에 따라 안테나의 임피던스 매칭 조건이 가변하고, 이로 인하여 자유 공간에서 임피던스를 매칭시킨 안테나의 송수신 방사 성능이 저하된다.On the other hand, the mobile terminal is used in a state in which the user holds the main body by hand and the speaker closely adheres to the ear, or puts the main body of the pocket or the mobile communication terminal into a bag and uses the earphone. As the user holds the main body of the mobile communication terminal by hand and uses it in close contact with the ear, or puts it in a pocket or bag, the impedance matching condition of the antenna varies, and thus the transmission / reception radiation performance of the antenna that matches the impedance in free space is changed. Degrades.

따라서, 임피던스 매칭 조건이 가변될 경우에 자동으로 안테나의 임피던스를 조절하여 안테나가 최적의 송수신 방사성능을 갖도록 하는 적응형 튜닝 안테나 회로를 채택하고 있다.Therefore, an adaptive tuning antenna circuit is adopted in which the impedance of the antenna is automatically adjusted when the impedance matching condition is changed so that the antenna has an optimal transmit / receive radioactivity.

이를 위해, 적응형 튜닝 안테나 회로는 커플러를 구비하고, 커플러에서 출력되는 반사 파워(Reflected Power) 및 진행 파워(Forward Power)를 검출하고, 검출한 반사 파워와 진행 파워에 따라 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값을 변경하여 임피던스 매칭을 수행한다.To this end, the adaptive tuning antenna circuit includes a coupler, detects reflected power and forward power output from the coupler, and adjusts the capacitance value of the variable capacitor according to the detected reflected power and the traveling power. Change to perform impedance matching.

그러나, 종래 기술에 따른 적응형 튜닝 안테나 회로는 가변 캐패시터의 가변 범위의 한계 및 인덕터의 특성에 의한 한계로 인해 다양한 주파수 대역을 커버하지 못하는 문제가 있다.However, the adaptive tuning antenna circuit according to the related art does not cover various frequency bands due to the limitation of the variable range of the variable capacitor and the limitation of the characteristics of the inductor.

도 1은 종래기술에 따른 임피던스 매칭 회로로서, 가변 캐패시터(C1, C2)들의 값을 가변하는 데에는 물리적인 한계가 있으며, 특히, 인덕터 같은 경우에는 크기, 무게의 제한으로 실제 사용 가능한 가변 인덕터가 거의 없는 실정이다. 따라서, 다양한 주파수 대역의 최적점을 만족하는 임피던스 매칭 회로의 구현에 어려움이 따르고 있다.1 is a impedance matching circuit according to the prior art, there is a physical limit in varying the values of the variable capacitors (C1, C2), in particular, in the case of an inductor, the variable inductor practically available due to size and weight limitations There is no situation. Accordingly, there is a difficulty in implementing an impedance matching circuit that satisfies the optimum point of various frequency bands.

본 발명은 안테나 특성에 맞게 인덕턴스 값을 적용하여 다양한 주파수 대역에서 최적의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 조절 장치 및 그 방법의 제공을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an impedance adjusting device and a method for performing an impedance matching in various frequency bands by applying an inductance value according to an antenna characteristic.

본 발명의 실시예에 따른 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 조절 장치는 상기 전력 증폭기를 통해 증폭된 송신전력 레벨 신호 및 상기 안테나로부터 반사되는 반사전력 레벨 신호를 검출하는 검출부; 상기 검출된 신호들을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 검출된 신호들에 기초하여 전력 증폭기와 상기 안테나 사이의 임피던스를 조절하여 임피던스의 가변 범위 위치를 변경시키는 임피던스 매칭 회로; 및 상기 검출된 신호들의 주파수 대역에 따라 상기 임피던스를 조절하도록 상기 임피던스 매칭 회로를 제어하는 제어부를 포함한다.An impedance adjusting apparatus for performing impedance matching between a power amplifier and an antenna according to an embodiment of the present invention includes a detector for detecting a transmission power level signal amplified by the power amplifier and a reflected power level signal reflected from the antenna; An analog to digital converter for converting the detected signals into digital signals; An impedance matching circuit for changing a variable range position of an impedance by adjusting an impedance between a power amplifier and the antenna based on the detected signals; And a control unit controlling the impedance matching circuit to adjust the impedance according to the frequency band of the detected signals.

본 발명의 실시예에 따른 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 조절 장치를 이용한 임피던스 조절 방법은 상기 전력 증폭기를 통해 증폭된 송신전력 레벨 신호 및 상기 안테나로부터 반사되는 반사전력 레벨 신호를 검출하는 단계; 상기 검출된 신호들을 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 검출된 신호들의 주파수 대역이 저주파수 대역인지 고주파수 대역인지 판단하는 단계; 상기 판단결과, 상기 검출된 신호들의 주파수 대역이 저주파수 대역인 경우, 제1 인덕터를 연결하는 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 제어 신호를 상기 스위치부에 전송하는 단계; 및 상기 제어 신호에 의해 상기 스위치부와 상기 제1 인덕터가 연결되는 단계를 포함한다.An impedance adjusting method using an impedance adjusting device between a power amplifier and an antenna according to an embodiment of the present invention includes detecting a transmission power level signal amplified by the power amplifier and a reflected power level signal reflected from the antenna; Converting the detected signals into digital signals; Determining whether a frequency band of the detected signals is a low frequency band or a high frequency band; Generating a control signal connecting a first inductor when a frequency band of the detected signals is a low frequency band as a result of the determination; Transmitting the control signal to the switch unit; And connecting the switch unit and the first inductor by the control signal.

한편, 상기 임피던스 조절 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.On the other hand, the impedance control method may be implemented as a computer-readable recording medium recording a program for execution in a computer.

본 발명의 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, 이동통신용 안테나가 동작하는 다양한 주파수 대역에서 넓은 임피던스 가변 범위를 가질 수 있다.First, it may have a wide impedance variable range in various frequency bands in which the mobile communication antenna operates.

둘째, 임피던스 가변 범위의 위치 자체를 변경시켜 다양한 주파수 대역에서 최적의 임피던스 매칭이 가능하다. Second, by changing the position of the impedance variable range itself, it is possible to optimize the impedance in various frequency bands.

도 1은 종래기술에 따른 임피던스 매칭 회로의 구성도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 조절 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 조절 회로의 구성도이다.
도 5는 종래기술에 따른 임피던스 매칭 상태를 설명하기 위한 스미어 차트이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 상태를 설명하기 위한 스미어 차트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of an impedance matching circuit according to the prior art.
2 is a block diagram of an antenna module according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an impedance control apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of an impedance control circuit according to an embodiment of the present invention.
5 is a smear chart for explaining an impedance matching state according to the prior art.
6 is a smear chart for explaining an impedance matching state according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of an impedance matching method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 구성도이다.2 is a configuration diagram of an antenna module according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 안테나 모듈은 전력 증폭기(PA)(100), 안테나(200) 및 임피던스 조절 장치(300)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the antenna module includes a power amplifier (PA) 100, an antenna 200, and an impedance adjusting device 300.

전력 증폭기(PA)(100)는 무선 주파수(RF) 입력 포트를 통해 입력 신호를 수신하고, 수신된 입력 신호를 증폭하여 안테나(200)(또는 안테나 배열)로 출력한다.The power amplifier (PA) 100 receives an input signal through a radio frequency (RF) input port, amplifies the received input signal and outputs it to the antenna 200 (or an antenna array).

전력 증폭기(PA)(100)는 어떤 종류의 증폭기여도 무관하다(즉, 양극 접합 트랜지스터 증폭기 또는 MOSFET 증폭기). 바람직하게, 전력 증폭기(PA)(100)는 스위치 모드 전력 증폭기일 수 있다.The power amplifier (PA) 100 may be any kind of amplifier (ie, a bipolar junction transistor amplifier or a MOSFET amplifier). Preferably, the power amplifier (PA) 100 may be a switch mode power amplifier.

전력 증폭기(PA)(100)는 입력 신호의 주파수별로 특정 임피던스 값을 가진다. 즉, 전력 증폭기(PA)(100)는 주파수에 따라 서로 다른 임피던스 값을 가질 수 있다.The power amplifier (PA) 100 has a specific impedance value for each frequency of the input signal. That is, the power amplifier (PA) 100 may have different impedance values according to frequency.

안테나(200)는 전력 증폭기(PA)(100)를 통해 증폭된 신호를 외부로 송신하거나, 외부 소스로부터 전송되는 신호를 수신한다. 이때, 안테나(200)는 자신의 임피던스를 조정하는 임피던스 조절 장치(300)와 연결된다.The antenna 200 transmits the signal amplified through the power amplifier (PA) 100 to the outside or receives a signal transmitted from an external source. At this time, the antenna 200 is connected to the impedance control device 300 for adjusting its impedance.

임피던스 조절 장치(300)는 전력 증폭기(PA)(100)와 안테나(200) 사이에 위치하여, 전력 증폭기(PA)(100)의 임피던스와 안테나(200)의 임피던스의 차이를 보상해준다.
The impedance adjusting device 300 is positioned between the power amplifier (PA) 100 and the antenna 200 to compensate for the difference between the impedance of the power amplifier (PA) 100 and the impedance of the antenna 200.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 조절 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of an impedance control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 임피던스 조절 장치(300)는 임피던스 매칭 회로(310), 검출부(320), 아날로그/디지털 변환기(ADC)(330), 제어부(340)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the impedance adjusting apparatus 300 includes an impedance matching circuit 310, a detector 320, an analog / digital converter (ADC) 330, and a controller 340.

임피던스 매칭 회로(310)는 외부로부터 신호를 송수신하는 안테나(200)와 연결된다.The impedance matching circuit 310 is connected to the antenna 200 that transmits and receives a signal from the outside.

검출부(320)는 전력 증폭기(100)를 통해 증폭된 송신전력 레벨 신호 및 안테나(200)로부터 반사되는 레벨 신호를 검출할 수 있다.The detector 320 may detect a transmission power level signal amplified by the power amplifier 100 and a level signal reflected from the antenna 200.

검출부(320)는 방향성 커플러(directional coupler)를 더 포함할 수 있다. 즉, 검출부(320)는 방향성 커플러의 일단에 연결되어 전력 증폭기(100)를 통해 증폭된 송신전력의 크기를 검출하고, 방향성 커플러의 타단에 연결되어 안테나(200)로부터 반사된 반사전력의 크기를 검출한다.The detector 320 may further include a directional coupler. That is, the detector 320 is connected to one end of the directional coupler to detect the magnitude of the transmission power amplified by the power amplifier 100, and is connected to the other end of the directional coupler to reflect the reflected power reflected from the antenna 200. Detect.

아날로그/디지털 변환기(ADC)(330)는 검출된 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환한다.An analog-to-digital converter (ADC) 330 converts the detected analog signals into digital signals.

제어부(340)는 검출된 송신 전력과 반사 전력을 기초로 변경시킬 임피던스 값을 결정할 수 있고, 검출된 신호들의 주파수 대역에 따라 임피던스를 조절할 수 있다.The controller 340 may determine an impedance value to be changed based on the detected transmission power and the reflected power, and adjust the impedance according to the frequency band of the detected signals.

제어부(340)는 결정된 임피던스 값을 갖도록 임피던스 매칭 회로(310)에 제어 신호를 인가한다.The controller 340 applies a control signal to the impedance matching circuit 310 to have a determined impedance value.

임피던스 매칭회로(310)는 상기 제어 신호에 의해 전력 증폭기(100)와 안테나(200) 사이의 임피던스 값을 조절하여 최적의 임피던스 매칭을 가능하게 한다. 구체적으로 임피던스 매칭회로(310)는 임피던스 가변 범위의 위치를 변경시켜 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
The impedance matching circuit 310 adjusts the impedance value between the power amplifier 100 and the antenna 200 by the control signal to enable optimal impedance matching. In detail, the impedance matching circuit 310 may perform impedance matching by changing the position of the impedance variable range.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 조절 회로의 구성도이다.4 is a configuration diagram of an impedance control circuit according to an embodiment of the present invention.

도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 임피던스 매칭 회로(310)는 안테나(200)와 병렬 연결된 케페시터(C1), 직렬 연결된 직렬 캐패시터(C2), 병렬 연결된 인덕터(L3), 직렬 연결된 인덕터(L4), 스위치부(311) 및 스위치부(311)에 연결되는 제1 인덕터(312), 제2 인덕터(313)를 포함한다.Referring to FIGS. 4A and 4B, the impedance matching circuit 310 includes a capacitor C1 connected in parallel with the antenna 200, a series capacitor C2 connected in series, an inductor L3 connected in parallel, and a series. A connected inductor L4, a switch unit 311, and a first inductor 312 and a second inductor 313 connected to the switch unit 311 are included.

한편, 본 실시 예에서 캐패시터들(C1, C2)과 인덕터(L3, L4)의 결선 또는 소자 개수는 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 또한, 캐패시터들(C1, C2)은 병렬 캐패시터(C1) 하나와 직렬 캐패시터(C2) 하나로 구성되는 것을 예시하고 있지만, 이에 제한되지 않으며, 병렬 캐패시터(C1) 또는 직렬 캐패시터(C2)만으로 구성될 수 있고, 3 개이상의 캐패시터들로 구성될 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the wirings or the number of elements of the capacitors C1 and C2 and the inductors L3 and L4 may vary depending on the embodiment. In addition, although the capacitors C1 and C2 are illustrated as being configured with one parallel capacitor C1 and one serial capacitor C2, the present invention is not limited thereto. It may be composed of three or more capacitors.

스위치부(311)는 RF 스위치 커넥터(RF switch Connector)가 사용될 수 있다.The switch unit 311 may be an RF switch connector.

제1 인덕터(312)는 저주파수 대역의 신호가 검출된 경우, 저주파수 대역을 커버하기 위해 이용된다. 즉, 제1 인덕터(312)는 저주파수 대역에서 최적의 임피던스 매칭을 수행하기 위해 이용된다. 여기서, 저주파수 대역은 GSM 850, GSM 900에서 사용하는 대역일 수 있다.The first inductor 312 is used to cover the low frequency band when a signal of the low frequency band is detected. That is, the first inductor 312 is used to perform optimal impedance matching in the low frequency band. Here, the low frequency band may be a band used by GSM 850 and GSM 900.

제2 인덕터(313)는 고주파수 대역의 신호가 검출된 경우, 고주파수 대역을 커버하기 위해 이용된다. 즉, 제2 인덕터(312)는 고주파수 대역에서 최적의 임피던스 매칭을 수행하기 위해 이용된다. 여기서, 고주파수 대역은 DCS 1800, PCS 1900, IMT 2100에서 사용하는 대역일 수 있다.The second inductor 313 is used to cover the high frequency band when a signal of the high frequency band is detected. That is, the second inductor 312 is used to perform optimal impedance matching in the high frequency band. Here, the high frequency band may be a band used by the DCS 1800, the PCS 1900, and the IMT 2100.

표 1은 각 통신규격마다 사용하는 송수신 주파수 대역을 나타낸다.Table 1 shows the transmission / reception frequency bands used for each communication standard.

Tx(Tx ( MHzMHz )) Rx(Rx ( MHzMHz )) GSM850GSM850 824-849824-849 869-894869-894 GSM900GSM900 880-915880-915 925-960925-960 DCS1800DCS1800 1710-17851710-1785 1805-18801805-1880 PCS1900PCS1900 1850-19101850-1910 1930-19901930-1990 IMT2100IMT2100 1920-19801920-1980 2110-21702110-2170

도 4의 (a)를 참조하면, 제어부(340)는 검출부(320)에서 검출된 신호들의 주파수 대역이 저주파수 대역인 경우, 제1 인덕터(312) 임피던스 매칭 회로(310)에 연결하는 제어 신호를 생성하고, 제어 신호를 스위치부(311)에 전송한다. Referring to FIG. 4A, when the frequency band of the signals detected by the detector 320 is a low frequency band, the controller 340 connects a control signal connected to the first inductor 312 impedance matching circuit 310. It generates and transmits a control signal to the switch unit 311.

스위치부(311)가 제1 인덕터(312)를 연결시키면, 임피던스 매칭 회로(310)는 저주파수 대역의 신호를 커버하도록 임피던스가 조절된다. When the switch unit 311 connects the first inductor 312, the impedance matching circuit 310 adjusts the impedance to cover the signal of the low frequency band.

제1 인덕터(312)의 인덕턴스 값은 저주파수 대역별로 소정의 값을 갖도록 설계된다.The inductance value of the first inductor 312 is designed to have a predetermined value for each low frequency band.

도 4의 (b)를 참조하면, 제어부(340)는 검출부(320)에서 검출된 신호들의 주파수 대역이 고주파수 대역인 경우, 제2 인덕터(313)를 임피던스 매칭 회로(310)에 연결하는 제어 신호를 생성하고, 제어 신호를 스위치부(311)에 전송한다. Referring to FIG. 4B, when the frequency band of the signals detected by the detector 320 is a high frequency band, the control unit 340 connects the second inductor 313 to the impedance matching circuit 310. And generates a control signal to the switch unit 311.

스위치부(311)가 제2 인덕터(313)를 연결시키면, 임피던스 매칭 회로(310)는 고주파수 대역의 신호를 커버하도록 임피던스가 조절된다. When the switch unit 311 connects the second inductor 313, the impedance matching circuit 310 adjusts the impedance to cover the signal of the high frequency band.

제2 인덕터(312)의 인덕턴스 값은 고주파수 대역별로 소정의 값을 갖도록 설계된다.The inductance value of the second inductor 312 is designed to have a predetermined value for each high frequency band.

즉, 임피던스 매칭 회로(310)는 주파수 대역별로 적합한 임피던스 가변 범위를 갖도록 인덕턴스 값을 조절시켜 임피던스의 가변 범위 위치 자체를 변경시킬 수 있다.That is, the impedance matching circuit 310 may change the variable range position itself of the impedance by adjusting the inductance value to have a suitable impedance variable range for each frequency band.

이와 같은 임피던스 매칭 회로(310)를 이용하면, 이동통신용 안테나가 동작하는 다양한 주파수 대역에서 넓은 임피던스 가변 범위를 가질 수 있고, 임피던스 가변 범위의 위치 자체를 변경시켜 다양한 주파수 대역에서 최적의 임피던스 매칭이 가능하다.
When the impedance matching circuit 310 is used, it is possible to have a wide impedance variable range in various frequency bands in which a mobile communication antenna operates, and by changing the position of the impedance variable range itself, optimum impedance matching is possible in various frequency bands. Do.

도 5는 종래기술에 따른 임피던스 매칭 상태를 설명하기 위한 스미어 차트이다.5 is a smear chart for explaining an impedance matching state according to the prior art.

도 5의 (a)를 참조하면, 종래의 임피던스 조절 장치는 저주파수 대역에서 임피던스 최적점(A)을 만족하도록 임피던스의 가변범위(X)를 가질 수 있다. 즉, 임피던스 가변면적이 저주파수 대역의 임피던스 최적점(A)을 만족하도록 충분히 크다.Referring to FIG. 5A, a conventional impedance control apparatus may have a variable range X of impedances so as to satisfy an impedance optimum point A in a low frequency band. That is, the impedance variable area is large enough to satisfy the impedance optimum point A in the low frequency band.

그러나, 도 5의 (b)를 참조하면, 고주파수 대역에서는 임피던스 가변범위(Y)가 좁아져서 임피던스 최적점(B)을 만족하지 못한다.However, referring to FIG. 5B, in the high frequency band, the impedance variable range Y is narrowed, and thus the impedance optimum point B is not satisfied.

즉, 가변 캐패시터의 가변 범위 한계로 임피던스 가변면적이 고주파수 대역의 임피던스 최적점(B)을 만족하도록 충분히 커지지 않는다.
That is, due to the variable range limit of the variable capacitor, the impedance variable area is not large enough to satisfy the impedance optimum point B in the high frequency band.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 상태를 설명하기 위한 스미어 차트이다.6 is a smear chart for explaining an impedance matching state according to an embodiment of the present invention.

도 6의 (a)는 저주파수 대역일 때의 스미어 차트로 임피던스 매칭 회로(310)는 제1 인덕터(312)와 연결된 상태이다.FIG. 6A illustrates a smear chart in a low frequency band, in which the impedance matching circuit 310 is connected to the first inductor 312.

도 6의 (a)를 참조하면, 임피던스 조절 장치(310)는 저주파수 대역에서 임피던스 최적점(A)을 만족하도록 임피던스의 가변범위(X)를 가질 수 있다. 즉, 임피던스 가변면적이 저주파수 대역의 임피던스 최적점(A)을 만족하도록 충분히 크다.Referring to FIG. 6A, the impedance adjusting device 310 may have a variable range X of impedances so as to satisfy the impedance optimum point A in the low frequency band. That is, the impedance variable area is large enough to satisfy the impedance optimum point A in the low frequency band.

도 6의 (b)는 고주파수 대역일 때의 스미어 차트로 임피던스 매칭 회로(310)는 제2 인덕터(313)에 연결된 상태이다.6B is a smear chart in the high frequency band, in which the impedance matching circuit 310 is connected to the second inductor 313.

도 6의 (b)를 참조하면, 임피던스 조절 장치(310)는 고주파수 대역에서 임피던스 최적점(B)을 만족하도록 임피던스 가변범위를 가질 수 있다. 즉, 임피던스 매칭 회로(310)에 제2 인덕터(313)가 연결되면, 임피던스 가변범위의 위치 자체가 Y에서 Y'으로 변경된다. 임피던스 가변범위가 Y'으로 변경되면, 고주파수 대역에서 임피던스 최적점을 만족하게 된다.Referring to FIG. 6B, the impedance adjusting device 310 may have an impedance variable range so as to satisfy the impedance optimum point B in the high frequency band. That is, when the second inductor 313 is connected to the impedance matching circuit 310, the position itself of the variable impedance range is changed from Y to Y '. When the impedance variable range is changed to Y ', the impedance optimum point is satisfied in the high frequency band.

즉, 본 발명에 따른 임피던스 조절 장치(300)는 저주파수 대역과 고주파수 대역 각각 다른 인덕턴스를 사용하기 때문에 임피던스 가변 범위 자체를 움직여서 다양한 주파수 대역에서 모두 임피던스 최적점을 만족시키는 효과를 가져온다.
That is, since the impedance adjusting device 300 according to the present invention uses different inductances for the low frequency band and the high frequency band, the impedance varying range itself is moved, thereby bringing the effect of satisfying the impedance optimum points in various frequency bands.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of an impedance matching method according to an embodiment of the present invention.

검출부(320)는 전력 증폭기(100)를 통해 증폭된 송신전력 레벨 신호 및 안테나(200)로부터 반사되는 레벨 신호를 검출할 수 있다(S11).The detector 320 may detect the transmission power level signal amplified by the power amplifier 100 and the level signal reflected from the antenna 200 (S11).

검출부(320)는 방향성 커플러(directional coupler)를 더 포함할 수 있다. 즉, 검출부(320)는 방향성 커플러의 일단에 연결되어 전력 증폭기(100)를 통해 증폭된 송신전력의 크기를 검출하고, 방향성 커플러의 타단에 연결되어 안테나(200)로부터 반사된 반사전력의 크기를 검출한다.The detector 320 may further include a directional coupler. That is, the detector 320 is connected to one end of the directional coupler to detect the magnitude of the transmission power amplified by the power amplifier 100, and is connected to the other end of the directional coupler to reflect the reflected power reflected from the antenna 200. Detect.

아날로그/디지털 변환기(ADC)(330)는 검출된 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환한다(S12).The analog / digital converter (ADC) 330 converts the detected analog signals into digital signals (S12).

제어부(340)는 검출된 신호들의 주파수 대역이 저주파수 대역인지 고주파수 대역인지 판단할 수 있다(S13).The controller 340 may determine whether a frequency band of the detected signals is a low frequency band or a high frequency band (S13).

제어부(340)는 검출된 송신 전력과 반사 전력을 기초로 변경시킬 임피던스 값을 결정할 수 있고, 검출된 신호들의 주파수 대역에 따라 임피던스를 조절할 수 있다.The controller 340 may determine an impedance value to be changed based on the detected transmission power and the reflected power, and adjust the impedance according to the frequency band of the detected signals.

제어부(340)는 판단결과, 검출된 신호들의 주파수 대역이 저주파수 대역인 경우, 제1 인덕터(312)를 연결하는 제어 신호를 생성한다(S14). 여기서, 저주파수 대역은 GSM 850, GSM 900에서 사용하는 대역일 수 있다.As a result of determination, when the frequency band of the detected signals is a low frequency band, the controller 340 generates a control signal connecting the first inductor 312 (S14). Here, the low frequency band may be a band used by GSM 850 and GSM 900.

제어부(340)는 제1 인덕터(312)를 연결하는 제어 신호를 스위치부(311)에 전송한다(S15).The control unit 340 transmits a control signal connecting the first inductor 312 to the switch unit 311 (S15).

스위치부(311)는 상기 제어 신호에 따라 제1 인덕터(312)를 임피던스 매칭 회로(310)에 연결한다(S16).The switch unit 311 connects the first inductor 312 to the impedance matching circuit 310 according to the control signal (S16).

제어부(340)는 판단결과, 검출된 신호들의 주파수 대역이 고주파수 대역인 경우, 제2 인덕터(313)를 연결하는 제어 신호를 생성한다(S17).As a result of the determination, when the frequency band of the detected signals is a high frequency band, the controller 340 generates a control signal connecting the second inductor 313 (S17).

여기서, 고주파수 대역은 DCS 1800, PCS 1900, IMT 2100에서 사용하는 대역일 수 있다.Here, the high frequency band may be a band used by the DCS 1800, the PCS 1900, and the IMT 2100.

제어부(340)는 제2 인덕터(313)를 연결하는 제어 신호를 스위치부(311)에 전송한다(S18).The control unit 340 transmits a control signal connecting the second inductor 313 to the switch unit 311 (S18).

스위치부(311)는 상기 제어 신호에 따라 제2 인덕터(313)를 임피던스 매칭 회로(310)에 연결한다(S19).The switch unit 311 connects the second inductor 313 to the impedance matching circuit 310 according to the control signal (S19).

이와 같은 임피던스 조절 방법은 이동통신용 안테나가 동작하는 다양한 주파수 대역에서 넓은 임피던스 가변 범위를 가질 수 있게 하고, 임피던스 가변 범위의 위치 자체를 변경시켜 다양한 주파수 대역에서 최적의 임피던스 매칭이 가능케 한다.
Such an impedance adjustment method enables a wide impedance variable range in various frequency bands in which a mobile communication antenna operates, and enables optimum impedance matching in various frequency bands by changing the position of the impedance variable range itself.

상술한 본 발명에 따른 임피던스 조절 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The impedance adjusting method according to the present invention described above may be stored in a computer-readable recording medium that is produced as a program for execution in a computer, and examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, Magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium may be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And, functional programs, codes and code segments for implementing the above method can be easily inferred by programmers of the technical field to which the present invention belongs.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

100 : 전력 증폭기
200 : 안테나
300 : 임피던스 조절 장치
310 : 임피던스 매칭 회로
311 : 스위치부
312 : 제1 인덕터
313 : 제2 인덕터
320 : 검출부
330 : 아날로그/디지털 변환기
340 : 제어부100: power amplifier
200: antenna
300: impedance control device
310: impedance matching circuit
311: switch unit
312: first inductor
313: second inductor
320: detector
330: analog to digital converter
340:

Claims (13)

전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 조절 장치로서,
상기 전력 증폭기를 통해 증폭된 송신전력 레벨 신호 및 상기 안테나로부터 반사되는 반사전력 레벨 신호를 검출하는 검출부;
상기 검출된 신호들을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 및
상기 검출된 신호들의 주파수 대역에 따라 상기 전력 증폭기와 상기 안테나 사이의 임피던스 가변 범위를 조절하는 임피던스 매칭 회로를 포함하고,
상기 임피던스 매칭 회로는
상기 주파수 대역에 따라 임피던스 조절을 위한 복수의 인덕터와
상기 복수의 인덕터 각각과 연결 가능한 스위치부를 포함하는
임피던스 조절 장치.An impedance adjusting device for performing impedance matching between a power amplifier and an antenna,
A detector detecting a transmission power level signal amplified by the power amplifier and a reflected power level signal reflected from the antenna;
An analog to digital converter for converting the detected signals into digital signals; And
An impedance matching circuit for adjusting an impedance variable range between the power amplifier and the antenna according to a frequency band of the detected signals,
The impedance matching circuit
A plurality of inductors for impedance adjustment according to the frequency band
The switch unit may be connected to each of the plurality of inductors.
Impedance Regulator. 제1항에 있어서, 상기 임피던스 매칭 회로는
저주파수 대역을 커버하기 위한 제1 인덕터;
고주파수 대역을 커버하기 위한 제2 인덕터;
상기 제1 인덕터 또는 상기 제2 인덕터 중 어느 하나를 연결하는 스위치부를 포함하는 임피던스 조절 장치.The impedance matching circuit of claim 1, wherein
A first inductor for covering the low frequency band;
A second inductor for covering the high frequency band;
Impedance control device including a switch unit for connecting any one of the first inductor or the second inductor. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
상기 검출된 신호들의 주파수 대역이 저주파수 대역인 경우, 상기 제1 인덕터와 연결하는 제어 신호를 상기 스위치부에 전송하도록 제어하는 임피던스 조절 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the control unit
And a frequency band of the detected signals is a low frequency band. The impedance adjusting device controls to transmit a control signal connected to the first inductor to the switch unit. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
상기 검출된 신호들의 주파수 대역이 고주파수 대역인 경우, 상기 제2 인덕터와 연결하는 제어 신호를 상기 스위치부에 전송하도록 제어하는 임피던스 조절 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the control unit
And the frequency band of the detected signals is a high frequency band. The impedance adjusting device controls to transmit a control signal connected to the second inductor to the switch unit. 제2항에 있어서, 상기 저주파수 대역은
GSM 850 및 GSM 900 중 어느 하나에서 사용하는 대역인 임피던스 조절 장치.The method of claim 2, wherein the low frequency band
Impedance regulating device, which is a band used by either GSM 850 or GSM 900. 제2항에 있어서, 상기 고주파수 대역은
DCS 1800, PCS 1900 및 IMT 2100 중 어느 하나에서 사용하는 대역인 임피던스 조절 장치.The method of claim 2, wherein the high frequency band
Impedance regulating device, which is a band used in any one of DCS 1800, PCS 1900, and IMT 2100. 제2항에 있어서, 상기 스위치부는
RF 스위치 커넥터를 포함하는 임피던스 조절 장치.The method of claim 2, wherein the switch unit
Impedance regulating device including an RF switch connector. 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 조절 장치를 이용한 임피던스 조절 방법에 있어서,
상기 전력 증폭기를 통해 증폭된 송신전력 레벨 신호 및 상기 안테나로부터 반사되는 반사전력 레벨 신호를 검출하는 단계;
상기 검출된 신호들을 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
상기 검출된 신호들의 주파수 대역에 따라 상기 전력 증폭기와 상기 안테나 사이의 임피던스 가변 범위를 임피던스 매칭회로를 통해 조절하는 단계를 포함하고,
상기 상기 임피던스 매칭 회로는
상기 주파수 대역에 따라 임피던스 조절을 위한 복수의 인덕터와
상기 복수의 인덕터 각각과 연결 가능한 스위치부를 포함하는
임피던스 조절 방법.In the impedance control method using the impedance control device between the power amplifier and the antenna,
Detecting a transmit power level signal amplified by the power amplifier and a reflected power level signal reflected from the antenna;
Converting the detected signals into digital signals; And
Adjusting an impedance variable range between the power amplifier and the antenna according to a frequency band of the detected signals through an impedance matching circuit;
The impedance matching circuit
A plurality of inductors for impedance adjustment according to the frequency band
The switch unit may be connected to each of the plurality of inductors.
How to adjust impedance. 제8항에 있어서,
상기 복수의 인덕터는 제1 인덕터와 제2 인덕터를 포함하고,
상기 임피던스 가변 범위를 조절하는 단계는
상기 검출된 신호들의 주파수 대역이 저주파수 대역인 경우,
상기 제1 인덕터를 상기 스위치부와 연결하고, 상기 검출된 신호들의 주파수 대역이 고주파수 대역인 경우, 상기 제2 인덕터를 상기 스위치부와 연결하는 단계를 포함하는
임피던스 조절 방법.9. The method of claim 8,
The plurality of inductors includes a first inductor and a second inductor,
Adjusting the impedance variable range is
When the frequency band of the detected signals is a low frequency band,
Connecting the first inductor to the switch unit, and connecting the second inductor to the switch unit when the frequency band of the detected signals is a high frequency band.
How to adjust impedance. 제8항에 있어서, 상기 저주파수 대역은
GSM 850 및 GSM 900 중 어느 하나에서 사용하는 대역인 임피던스 조절 방법.The method of claim 8, wherein the low frequency band
Impedance control method which is a band used in any one of GSM 850 and GSM 900. 제8항에 있어서, 상기 고주파수 대역은
DCS 1800, PCS 1900 및 IMT 2100 중 어느 하나에서 사용하는 대역인 임피던스 조절 방법.The method of claim 8, wherein the high frequency band
Impedance control method which is a band used in any one of DCS 1800, PCS 1900 and IMT 2100. 제8항에 있어서, 상기 스위치부는
RF 스위치 커넥터를 포함하는 임피던스 조절 방법.The method of claim 8, wherein the switch unit
Impedance control method comprising an RF switch connector. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method according to any one of claims 8 to 12 on a computer.
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