KR20000062876A - 안테나 장치 - Google Patents

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KR20000062876A
KR20000062876A KR1020000012951A KR20000012951A KR20000062876A KR 20000062876 A KR20000062876 A KR 20000062876A KR 1020000012951 A KR1020000012951 A KR 1020000012951A KR 20000012951 A KR20000012951 A KR 20000012951A KR 20000062876 A KR20000062876 A KR 20000062876A
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에밀잴웨거
우르스로트
쟈콥크세라
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에릭 사우러
아스라브 쏘시에떼 아노님
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    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
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    • H04B1/48—Transmit/receive switching in circuits for connecting transmitter and receiver to a common transmission path, e.g. by energy of transmitter

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Abstract

본 발명은 안테나 장치(29)에 관한 것이다. 상기 안테나 장치(29)는 안테나 A, 송신기(32), 그리고 결합 수단(30)으로 구성된다. 상기 안테나 A는 RF 신호 형태로 데이터를 송신할 수 있다. 상기 송신기(32)는 전치증폭기(33)와 직렬 연결 제 1 트랜지스터(36)를 포함하고, 이 송신기는 안테나에 전송될 데이터를 포함하는 RF 신호를 제공할 수 있다. 상기 결합 수단은 안테나와 송신기 사이에 연결되고, 위상 래그 회로(42)를 포함한다. 상기 위상 래그 회로(42)는 안테나 및 송신기의 결합을 달성할 수 있다. 결합 수단은 스위칭 수단(43)을 추가로 포함하고, 상기 스위칭 수단(43)은 시스템 접지부와 송신기 제 1 트랜지스터의 소스 단자 사이에 연결되어, 안테나가 송신 상태일 경우(송신 상태가 아닐 경우) 온상태로(오프 상태로) 트랜지스터를 변화시킨다.

Description

안테나 장치{ANTENNA ARRANGEMENT}
본 발명은 안테나 장치의 기술적인 분야에 관한 것이다.
종래에는, 안테나, 수신기, 그리고 송신기로 구성되는 안테나 장치에서, 안테나를 (송신 상태에서) 송신기와 (수신 상태에서)수신기에 선택적으로 연결하여 사용하였다.
이러한 안테나 장치에서 발생하는 한가지 문제점은 송신기 및 수신기 사이의 최적 결합을 이루는 것에 있다.
첨부 도면의 도 1를 참조로 하여, 모토롤라의 GB 특허 제 2,323,799 호가 공개되는 데, 여기서의 안테나 장치(10)는 안테나 A, 송신기(송신기는 출력부에 전력 증폭기(16)를 포함함), 그리고 안테나 A - 송신기 결합 수단(18)으로 구성된다.
결합 수단(18)은 증폭기(16)의 출력 임피던스를 변환할 수 있는 송신 라인에 의해 형성되고, 이는 아래에서 더욱 상세히 기술될 것이다. 라인(18)은 위상 래그 회로와 유사하게 작동한다.
송신기가 송신 상태에 있지 않을 경우, 라인(18)은 송신기를 안테나 A로부터 분리시킬 수 있다. 이러한 경우에, 전력 증폭기(16)는 신호를 제공하기 않기 위해 제어되고, 출력 임피던스는 높은 반응성을 가진다. 안테나 A로부터 송신기까지 나타나는 임피던스가 개방 회로의 임피던스(고 임피던스)에 상응하도록 라인(18)이 배치된다. 다시 말하면, 송신기는 안테나 A로부터 고립되고, 안테나 A에 의해 수신되는 RF 신호가 수신기에 제공된다.
안테나(10) 장치의 한 결함은 송신 라인을 포함한다는 점이고, 이는 이 장치에 상당한 공간 확보의 필요성을 제기한다.
안테나(10) 장치의 다른 하나의 결함은 전력 증폭기(16) 제어용으로 추가적인 회로가 필요하다는 점이며, 이는 공간 확보 필요성, 중량, 전력 소모, 그리고 제작 비용 등의 문제를 동반한다.
첨부 도면의 도 1B에서, 디스크리트 앤드 RF 세미컨덕터 디비젼 에디션 A03의 지멘스 애플리케이션 노트 009의 문서 "펄스 작동 모드를 가지는 이동 전화 전력 증폭기의 드레인 공급 스위칭"은 (P형 채널의) 전계 효과 트랜지스터(28) 및 제어 수단(25)을 포함하는 제어 회로(23)를 공개한다. 트랜지스터(28)는 전력 증폭기(16)의 공급 단자를 통해 시스템 접지와 (공급 전압 Vb 수신용) 공급 단자 사이에 연결된다. 트랜지스터(28)는 제어 수단(25)에 의해 제어되어, 안테나 A가 송신 상태일 때, 증폭기(16)는 송신기로부터 안테나 A까지 충분한 용량의 RF 신호(RF)를 최소의 전력 손실로 제공할 수 있다.
더욱이, 안테나 A가 송신 상태일 때, RF 신호의 제공이 전력 손실의 측면에서 최적이 아니고, 안테나 A가 송신 상태가 아닐 때, 송신기 및 안테나 A의 고립이 최적이 아니며, 이는 증폭기(16)의 출력 임피던스가 변할 수 있기 때문이란 것을 본 발명의 출원인은 발견하였다.
본 발명의 한 목적은 안테나 및 송신기로 구성되는 안테나 장치를 제공하는 것으로서, 상기 안테나 장치는 앞서의 단점을 극복하고, 송신기 및 안테나 사이의 최적 결합, 즉 최소의 전력 손실 RF 결합을 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 추가적인 부품(예를 들어 P형 채널의 전계 효과 트랜지스터)에 의지하지 않으면서 송신기의 전력 증폭기를 제어할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또하나의 목적은 최소 복잡도, 저전력 소모, 소형 및 저비용의 균형을 이루는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
이 목적들 및 다른 목적들은 청구 범위 제 1 항에 따르는 안테나 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 이 목적들 및 특징들은 본 발명의 네가지 실시예를 접한 후 보다 명백하게 나타날 것이고, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들이 설명될 것이다.
도 1A는 선행 기술에 따르는 안테나 장치의 도면.
도 1B는 도 1A의 안테나 장치에 맞춰진 종래의 제어 회로도.
도 2는 안테나, 수신기, 송신기, 그리고 결합 수단으로 구성되는 본 발명에 따르는 안테나 장치의 선호되는 실시예의 도면.
도 3은 도 2의 수신기의 실시예의 도면.
도 4는 도 2의 결합 수단의 회로도.
도 5는 도 2의 안테나 장치의 제 1 개선도.
도 6은 도 2의 안테나 장치의 제 2 개선도.
도 7은 도 2의 안테나 장치의 제 3 개선도.
(참조번호 설명)
10, 29 ... 안테나 장치 16 ... 전력 증폭기
18, 30 ... 결합 수단 23 ... 제어 회로
25 ... 제어 수단 28, 36, 70 ... 전계 효과 트랜지스터
31 ... 수신기 32 ... 송신기
33 ... 전치증폭기 34, 62, 64, 69 ... 커패시터
38 ... 인덕터 40, 66, 67, 68 ... 고 임피던스
72 ... 저잡음 증폭기 311 ... 입력 단자
312 ... 제어 단자 303, 313 ... 출력 단자
301, 302, 322, 323 ... 연결 단자
도 2에서, 안테나 장치(29)는 안테나 A, 송신기(32), 결합 수단(30)을 포함한다. 안테나 장치(29)는 수신기(31)를 또한 포함한다. 그러나, 수신기(31)의 실시예가 송신기(32)와 안테나 A 사이의 결합(즉, 결합 수단(30)의 작용)에 독립적이라는 사실을 당 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있을 것이다.
송신기(32)는 처리 유닛에 연결되는 입력 단자(321)를 포함하고, 상기 처리 유닛(도 2에 도시되지 않음)은 송신 상태에서 안테나 A가 송신해야 하는 데이터를 나타내는 전압 Vdata를 수신할 수 있다. 송신기(32)는 결합 수단(30)에 연결되는 두 개의 연결 단자(322, 323)를 또한 포함하고, 이는 아래에 기술될 것이다.
송신기(32)는 안테나 A에 충분한 전력의 RF 신호를 공급한다. 이를 위해, 송신기(32)는 전치증폭기(33), 커패시터(34), 인덕터(38), 고 임피던스(40), 그리고 전계 효과 트랜지스터(36)(본 예에서 N형 채널)를 포함한다.
전치증폭기(33)는 트랜지스터(36)와 직렬 연결된다. 트랜지스터(36)의 게이트 단자는 고 임피던스(40)를 통해 시스템의 접지에 연결되고, 커패시터(34)와 전치증폭기(33)를 통해 송신기(32)의 단자(321)에 연결된다. 트랜지스터(36)의 드레인 단자는 송신기(32)의 단자(322)에 연결되고, 공급 전압 Vb를 수신하기 위해 인덕터(38)를 통해 공급 단자에 연결된다. 트랜지스터(36)의 소스 단자는 송신기(32)의 단자(323)에 연결된다.
커패시터(34)는 전치증폭기(33)에서 나오는 신호를 필터링시켜서, RF 신호를 제공한다.
수신기(31)는 안테나 A에 연결되는 입력 단자(311)와 출력 단자(313)를 포함하여, 상기 입력 단자(311)는 수신 상태에서 안테나 A가 수신하는 데이터를 수신할 수 있고, 수신 데이터를 포함하는 전압 Vout을 제공할 수 있다. 수신기(31)는 제 1 제어 수단(도 2에 도시되지 않음)에 연결되는 제어 단자(312)를 또한 포함하여, 안테나 A와 수신기(31)의 결합을 제어할 수 있는 전압 VR을 수신한다. 제 1 제어 수단은 송신기(32)에 연결된 처리 유닛에 의해 형성될 수 있다.
안테나 A가 수신 상태일 때 수신기(31)는 안테나 A에 연결되도록 배치된다. 그리고 안테나 A가 수신 상태가 아닐 경우 송신기(32)로부터 보호되도록 배치된다.
단지 설명을 위해, 수신기(31)의 실시예가 도 3을 참조하여 기술된다. 도 3에는 세 개의 커패시터(62, 64, 69), 세 개의 고 임피던스(66, 67, 68), 저잡음 증폭기(72), 그리고 전계 효과 트랜지스터(70)(본 예에서 N형 채널)가 도시된다. 도 2와 연관하여 기술된 바와 동일한 도 3의 요소는 동일 번호를 이용하여 표시된다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 증폭기(72), 커패시터(69), 트랜지스터(70), 그리고 커패시터(64)는 입력 단자(311)와 출력 단자(312)에 직렬로 연결된다. 트랜지스터(70)의 게이트 단자는 저항(66)을 통해 제어 단자(312)에 연결되고, 이 트랜지스터(70)의 드레인 및 소스 단자는 각각 고 임피던스(67, 68)를 통해 공급 전압 Vb 수신용 전력 공급 단자에 연결된다. 커패시터(62)는 제어 단자(312)와 시스템 접지 사이에 연결된다. 도 3에 도시되는 예에서, 안테나가 증폭기(72)에 연결되어야 할 때(연결되어야 하지 않을 때), 즉 수신 상태여야 할 때(수신 상태가 아니어야 할 때), 전압 VR은 높은 상태 또는 "1"(낮은 상태 또는 "0")과 동일하다. 그러므로, 안테나 A가 수신 상태에 있지 않을 때, 수신기(31)는 송신기(32)로부터 고립된다. 이는, 안테나 A까지 송신기(32)에 의해 제공되는 RF 신호에 관해 수신기 보호를 보장한다.
도 2를 참조하여, 결합 수단(32)은 제 2 제어 수단(도 2에 도시되지 않음)에 연결되는 제어 단자(304)를 포함하고, 이는 안테나 A와 송신기(32)의 결합을 제어할 수 있는 전압 VT를 수신할 수 있다. 제 2 제어 수단은 수신기(31)에 연결되는 처리 유닛에 의해 형성될 수 있고, 이러한 경우에, VT= VR이다.
도 2에 도시되는 예의 경우에, 전압 VT는 안테나 A가 송신 상태에 있어야 할 경우 높은 상태 또는 "1"과 동일하다. 결합 수단(30)은 송신기(32) 단자(322, 323)에 각각 연결되는 두 개의 연결 단자(301, 302)와, 안테나 A에 연결되는 출력 단자(303)를 포함한다.
결합 수단(30)은 안테나 A와 송신기(32)의 결합을 실행하는 위상 래그 회로(42)와, 트랜지스터(36)의 상태를 제어하는 스위칭 수단(43)을 포함하여, 안테나 A가 송신 상태일 때(송신 상태가 아닐 때) 스위칭 수단(43)이 온(오프) 상태이다. 이를 위해, 스위칭 수단(43)은 커패시터(46), 두 개의 저항(50, 52), 그리고 전계 효과 트랜지스터(48)(본 예에서 N형 채널)를 포함한다.
트랜지스터(48)의 상태는 트랜지스터(36)의 상태를 제어하여, 트랜지스터(48)가 온 상태일 때(오프 상태일 때) 트랜지스터(36)도 온 상태이다(오프 상태이다). 이를 위해, 트랜지스터(48)의 게이트 단자는 저항(50)을 통해 결합 수단(30)의 단자(304)에 연결되고, 이는 온이나 오프 상태로 트랜지스터(48)의 스위칭을 제어하는 전압 VT를 수신할 수 있다. 전압 VT가 "0"과 같으면("1"과 같으면), 트랜지스터(48)는 오프 상태에 놓인다(온 상태에 놓인다). 트랜지스터(48)의 소스 단자는 시스템의 접지부에 연결된다. 드레인 단자는 결합 수단(30)의 단자(302)에 연결되고, 저항(52)을 통해 전력 공급 단자에 연결되어, 공급 전압 Vb를 수신할 수 있다. 저항(52)값은 높은 것이 선호된다.
커패시터(46)는 시스템 접지부와 결합 수단(30)의 단자(302) 사이에 연결된다. 즉, 트랜지스터(48)의 드레인 및 소스 단자와 병렬로 연결된다. 안테나가 송신 상태에 있을 때, 송신기(32)에서의 RF 전하가 접지부로 흐르게 하는 장점을 커패시터(46)가 가진다는 점은 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다. 이는 전하가 트랜지스터(46)를 통과하는 것을 방지한다.
위상 래그 회로(42)는 결합 수단(30)의 단자(301, 303)에 각각 연결되는 두 개의 단자(421, 422)를 포함한다. 안테나 A가 송신 상태에 있을 때 안테나 A로부터 송신기(32)까지 나타나는 임피던스가 임피던스 정합에 상응하게, 그리고 안테나 A가 송신 상태에 있지 않을 때 개방 회로(고 임피던스)의 것에 상응하도록, 위상 래그 회로(42)가 배치된다. 이를 위해, 그리고 도 4를 참조하여, 위상 래그 회로(42)는 두 개의 커패시터(54, 56)와 인덕턴스(55)로 구성되는 것이 선호된다. 도 2를 참조로 기술한 것과 동일한 도 4의 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.
도 4에서 도시되는 바와 같이, 인덕터(55)는 회로의 단자(421, 422) 사이에 연결된다. 커패시터(54)는 시스템 접지부와 이 회로의 단자(421) 사이에 연결된다. 커패시터(56)는 시스템 접지부와 이 회로의 단자(422) 사이에 연결된다.
결합 수단(30), 송신기(32), 그리고 수신기(31)는 단일 기판에서 일체형으로 제작될 수 있고 안테나 A는 이러한 기판에 또한 일체형으로 제작될 수 있다.
결합 수단(30)과 송신기(32)를 구성함에 있어서의 장점은 통신 장치에 적합한 일체형 구조를 가진다는 점이어서 소형화, 저전력, 그리고 비용 감소의 장점을 가진다.
일체형 실시예의 또다른 장점은 반도체 기판에서 귀찮은 존재인 송신 라인이 포함되지 않는다는 점이다.
안테나 A가 송신 상태에 있을 때(혹은 송신 상태에 있지 않을 때) 도 2를 참조로 하여, 안테나 장치(29)에서 결합 수단(30)의 작용이 이제부터 기술될 것이다.
안테나 A가 송신 상태에 있을 경우를 생각해보자.
결합 수단(30)은 전압 VT를 값 "1"로 수신한다. 이 값은 트랜지스터(48)를 전도시키게 한다. 그 결과, 트랜지스터(36)의 소스 단자는 트랜지스터(48)의 소스 및 드레인 단자 사이에 존재하는 저항을 통해 시스템 접지부에 연결된다. 그러므로, 트랜지스터(36)는 온 상태에 있고, 전송될 데이터를 포함하는 전압 Vdata는 트랜지스터(36)를 제어한다. 즉, 안테나 A까지 이러한 데이터의 공급을 제어한다.
트랜지스터(48)는 전압 램프에 의해 제어될 수 있어서, RF 전력을 램프의 형태를 가지고, 이는 소위 TDMA(시간 분할 다중 접속) 장치에 특히 필요하다.
안테나 A가 송신 상태에 있지 않은 경우를 고려해보자(이 경우에는 안테나 A가 수신 상태에 있는 특정 상황을 포괄한다).
결합 수단(30)은 전압 VT를 값 "0"으로 수신하고, 이 값은 트랜지스터(48)를 비전도성으로 만든다. 그 결과, 트랜지스터(36)의 소스 단자가 저항(52)을 통해 전력 공급 단자에 연결되어, 이 단자에 존재하는 전압이 트랜지스터(36)의 드레인 단자에 존재하는 전압과 일치한다. 더욱이, 트랜지스터(36)의 게이트 단자는 임피던스(40)를 통해 시스템 접지부에 연결되어, 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압이 트랜지스터(36)의 한계 전압 이하가 된다. 이는 트랜지스터를 비전도성으로 이끈다. 트랜지스터(36)는 이때 고출력 임피던스를 가진다. 그러므로, 위상 래그 회로(42)의 단자(421)에 존재하는 임피던스가 높고, 안테나 A로부터 송신기(32)(즉, 단자(303))까지의 임피던스가 개방 회로의 경우와 상응하게 된다. 그러므로, 수신 상태에서, 안테나 A에 의해 수신되는 데이터는 수신기(31)의 단자(311)에만 제공된다.
결합 수단(30)의 장점은, 송신 상태에서, 송신기(32)로부터 안테나 A까지의 RF 신호 공급이 전력 손실 없이 제어된다는 점에 있다. 안테나 A가 송신 상태에 있을 때, 트랜지스터는 온 상태에 놓인다. 이는 트랜지스터(36)의 소스 단자를 시스템 접지부에 연결시킨다. 그 결과, 안테나 A가 송신해야할 데이터를 트랜지스터(36)가 제공할 때 전력 손실이 크게 감소한다. 이는, 안테나가 송신 상태에 있을 때, 안테나와 송신기 사이의 최적 결합(전력 손실 최소화)을 달성하게 한다.
안테나 A가 송신 상태가 아닐 경우, 송신기의 전력 증폭기의 출력 트랜지스터를 블록하는 것이 이러한 결합 수단의 또하나의 장점이다. 그 결과, 안테나 A로부터 송신기(32)까지 나타나는 임피던스는 개방 회로의 임피던스에 상응하고, 이는 안테나가 송신 상태에 있지 않을 경우 안테나로부터 송신기를 완전히 분리시킨다. 다른 말로 하자면, 이는 안테나가 송신 상태에 있지 않을 때 안테나와 송신기의 최적 고립을 형성한다.
저항(36)을 통해 송신될 RF 신호의 공급을 명하면서도 추가적인 부품을 필요로 하지 않으면서, 안테나 A가 송신 상태에 있어야 할 때 송신기(32)와 안테나 A의 결합이 제어될 수 있다는 것이 결합 수단(30)의 한가지 장점이다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 앞서의 내용이 여러 가지 수정 및 변화, 개선을 겪을 수 있다는 것은 명백하다.
선택적인 실시예를 통해, 위상 래그 회로(42)는 4분파형의 송신 라인에 의해 형성될 수 있다.
선택적인 실시예를 통해, 트랜지스터(36, 48, 33)는 쌍극성 트랜지스터에 의해 형성될 수 있고, 전압 소스(74)는 전원(즉, 트랜지스터가 온 상태이도록 일정한 신호를 공급할 수 잇는 제너레이터)으로 대치될 수 있다.
개선점을 통해, 트랜지스터(48)는 N형 채널을 가지는 구조가 된다. 이는, 트랜지스터가 온 상태일 때, 트랜지스터(48)의 드레인 및 소스 단자 사이의 저항이 (전력 공급 단자에 연결된 P형 채널의 전계 효과 트랜지스터의 경우에 비해) 높지 않다는 장점을 가진다. 그러므로, 트랜지스터(36)의 소스 단자에 존재하는 전위는 시스템 접지부의 전위와 본질적으로 동일하다.
또하나의 개선점을 통해, 결합 수단(30)은 송신기(32)와 위상 래그 회로(42) 사이에 연결되는 조절 수단(44)을 또한 포함한다. 도 2와 연관하여 기술된 요소와 유사한 도 5의 요소는 동일 참조 번호로 표시된다. 조절 수단(44)은 인덕터(58)와 커패시터(60)를 포함한다. 커패시터(60)는 위상 래그 회로(42)와 송신기 T 사이에 연결되고, 인덕턴스(58)의 한편은 커패시터(60)와 위상 래그 회로(42)에, 다른 한편은 시스템 접지부에 연결된다. 안테나 A가 송신 상태가 아닐 경우, 결합 수단(30)의 단자(303)와 송신기(32)의 단자(322) 사이에서 RF 에너지 이동을 최적화시키도록 인덕터(58)와 커패시터(60)가 형성된다.
조절 수단(44)에 연결되는 위상 래그 회로의 패러미터 변화가 극복되는 점이 조절 수단(44)의 장점이어서, 안테나 A가 송신 상태가 아닐 경우(특히 수신 상태일 경우), 안테나 A로부터 송신기(32)(즉, 단자(303)까지 나타나는 임피던스가 개방 회로의 임피던스(고 임피던스)와 완전히 상응한다.
개선점을 예로 들어, 송신기(32)는 시스템 접지부와 고 임피던스(40) 사이에 직렬로 연결되는 전압 소스(74)를 추가로 포함할 수 있다. 도 2와 관련되어 기술된 요소와 유사한 도 6의 요소는 동일 참조 번호로 표시된다. 소스(74)는 일정 전압 Ubias를 제공할 수 있도록 배열되어, 트랜지스터(36)의 게이트 단자와 시스템 접지부 사이의 전압이 이러한 트랜지스터의 한계 전압 Vth보다 더 크다. 그러므로, 일정값의 전압 Vbias는 한계 전압 Vth에 따라 변하고, 한계 전압 Vth가 높을 경우, 높은 전압 레벨과 동일하다.
소스(74) 장치의 한 장점은 트랜지스터(36)가 송신 상태에서 전송하는 것을 보장한다는 점이다. 즉, RF 신호가 안테나 A에 제공되는 것을 보장하는 점이다.
또하나의 개선점으로서, 결합 수단(30)의 트랜지스터(48)는 전치증폭기(33)를 또한 제어할 수 있다. 즉, 전계 효과 트랜지스터에 의해 전치증폭기(33)가 형성된 경우, 트랜지스터의 스위칭을 오프 상태나 온 상태로 제어한다. 이를 위해, 송신기(32)는 인덕터(38a), 고 임피던스(40a), 그리고 커패시터(34a)를 추가로 포함할 수 있다. 이 부품들은, 안테나 A가 송신 상태에 있을 경우(있지 않을 경우), 스위칭 수단(43)이 스위치 전치증폭기(33)를 작동 상태로(비작동 상태로) 스위칭할 수 있도록, 배치된다. 도 2와 연관하여 기술된 요소들과 유사한 도 7의 요소들은 동일 참조 번호로 표시된다. 전치증폭기(33)를 형성하는 트랜지스터는 커패시터(34a)를 통해 단자(321)에, 그리고 고 임피던스(40a)를 통해 시스템 접지부에 연결되는 게이트 단자를 가지고, 트랜지스터(36)의 단자에 연결되는 소스 단자를 가지며, 커패시터(34)에, 그리고 인덕터(38a)를 통해 전력 공급 단자에 연결되는 드레인 단자를 가진다. 이 개선된 실시예에서, 결합 수단의 커패시터가 전치증폭기(33)와 트랜지스터(36)에 근접하게 배치된다.
전치증폭기(33)와 트랜지스터(36)가 동시에 제어가능하다는 점이 이러한 안테나 장치(29)의 한 장점이다. 이는, 안테나 A가 송신 상태에 있지 않을 경우 전치증폭기(33)에 의한 불필요한 전력 소모를 방지한다. 전치증폭기(33)의 이러한 제어는 추가적인 제어 회로없이도 달성될 수 있다.
본 발명의 한 목적은 안테나 및 송신기로 구성되는 안테나 장치를 제공하는 것으로서, 상기 안테나 장치는 앞서의 단점을 극복하고, 송신기 및 안테나 사이의 최적 결합, 즉 최소의 전력 손실 RF 결합을 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 추가적인 부품(예를 들어 P형 채널의 전계 효과 트랜지스터)에 의지하지 않으면서 송신기의 전력 증폭기를 제어할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또하나의 목적은 최소 복잡도, 저전력 소모, 소형 및 저비용의 균형을 이루는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
이 목적들 및 다른 목적들은 청구 범위 제 1 항에 따르는 안테나 장치에 의해 달성된다.

Claims (15)

  1. 안테나 A, 송신기(32), 결합 수단(30)으로 구성되는 안테나 장치(29)로서,
    상기 안테나 A는 RF 신호 형태로 데이터를 송신할 수 있고,
    상기 송신기(32)는 전치증폭기(33)와 직렬 연결 제 1 트랜지스터(36)를 포함하며, 상기 송신기는 상기 안테나에 송신될 상기 데이터를 포함하는 RF 신호를 제공할 수 있고,
    상기 결합 수단(30)은 상기 안테나와 상기 송신기 사이에 연결되고, 상기 안테나와 상기 송신기를 결합 시키는 위상 래그 회로(42)를 포함하며,
    상기 결합 수단은 상기 제 1 트랜지스터의 소스 단자와 시스템 접지부 사이에 연결되는 스위칭 수단(43)을 추가로 포함하여, 상기 안테나가 송신 상태에 있을 경우(있지 않을 경우), 상기 제 1 트랜지스터의 소스 단자를 온 상태로(오프 상태로) 스위칭시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 트랜지스터(29)는 N형 전도 채널을 가지는 전계 효과 트랜지스터에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 수단(43)은 제 2 트랜지스터(48), 제 1 커패시터(46), 그리고 제 1 저항(52)으로 구성되고,
    상기 제 2 트랜지스터(48)는 제 1 제어 신호(VT)에 의해 제어될 수 있고, 상기 제 1 제어 신호(VT)는 온 상태일 경우 상기 안테나가 송신 상태이고 오프 상태일 경우 상기 안테나가 송신 상태가 아님을 나타내어, 상기 제 1 트랜지스터가 이에 따라 온, 오프 상태를 가지며,
    상기 제 1 커패시터(46)는 상기 제 2 트랜지스터(48)의 소스 단자 및 드레인 단자 사이에 병렬로 연결되고,
    상기 제 1 저항(52)의 한편은 상기 제 2 트랜지스터와 상기 제 1 커패시터(46) 사이의 연결 노드에, 다른 한편은 전력 공급 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 트랜지스터(48)는 N형 전도 채널을 가지는 전계 효과 트랜지스터에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 래그 회로(42)는 제 1 인덕터(55)와 제 2, 3 커패시터(54, 56)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 결합 수단(30)은 상기 위상 래그 회로(42)와 상기 송신기(32) 사이에 직렬 연결되는 조절 수단(44)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 조절 수단(44)은 제 4 커패시터(60)와 제 2 인덕터(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 송신기는 제 5 커패시터(34), 제 1 고 임피던스(40), 그리고 제 3 인덕터(38)를 추가로 포함하고,
    상기 제 5 커패시터(34)는 상기 제 1 트랜지스터(36)와 상기 전치증폭기(33) 사이에 직렬로 연결되고,
    상기 제 1 고 임피던스(40)는 제 2 전력 증폭기와 상기 제 1 트랜지스터의 연결 노드와 시스템 접지부 사이에 연결되며, 그리고
    상기 제 3 인덕터(38)는 시스템 접지부와 전력 공급 단자 사이에서 상기 제 1 트랜지스터와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 송신기(32)는 상기 제 1 고 임피던스(40)와 시스템 접지부 사이에 직렬로 연결되는 제너레이터(74)를 추가로 포함하고, 이 제너레이터는 일정한 신호(Ubias)를 제공하여, 상기 제 1 트랜지스터(36)가 온 상태를 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 송신기(32)는 제 4 인덕터(38a), 제 2 고 임피던스(40a), 그리고 제 6 커패시터(34a)를 추가로 포함하고, 상기 안테나가 송신 상태에 있을 때(있지 않을 때) 상기 스위칭 수단(43)이 상기 전치증폭기(33)를 작동 상태로(비작동 상태로) 스위칭하도록, 상기 부품들이 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전치증폭기는 제 3 트랜지스터에 의해 형성되고, 상기 제 2 트랜지스터가 온 상태일 때(오프 상태일 때) 제 3 트랜지스터도 온 상태(오프 상태)일 수 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 트랜지스터는 N형 전도 채널을 가지는 전계 효과 트랜지스터에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 장치(29)는 수신기(31)를 추가로 포함하고, 상기 수신기는 안테나가 수신 상태일 경우 상기 안테나에 결합될 수 있고, 상기 안테나가 수신 상태가 아닐 때 상기 송신기로부터 보호될 수 있으며, 상기 수신기는 상기 결합 수단(30)과 상기 안테나 A 사이에 연결되어, 상기 안테나 A가 상기 송신기(32)에 결합되지 않을 때, 상기 안테나 A가 상기 수신기로부터 고립되어, 상기 안테나와 상기 수신기 사이의 최적 결합을 보장하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 송신기(32)와 상기 결합 수단(30)은 단일 반도체 기판에 일체형으로 제작되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 안테나 A와 상기 수신기(31)는 상기 반도체 기판에 일체형으로 제작되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치(29).
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