KR20020095982A

KR20020095982A - 가변 안테나의 임피던스 정합 장치

Info

Publication number: KR20020095982A
Application number: KR1020010034372A
Authority: KR
Inventors: 김형균
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2002-12-28

Abstract

본 발명은 가변 안테나의 임피던스 정합 장치에 관한 것으로, 특히 접히거나 펼쳐지는 가변 안테나에 대해 최적의 임피던스를 정합할 수 있게 한 가변 안테나의 임피던스 정합 장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 안테나가 접힌 상태인지 펼친 상태인지를 판별하여 상태신호를 출력하는 상태감별센서부와; 상기 안테나가 접힌 상태일 때 송수신부와 임피던스 정합 역할을 하는 제1정합회로와; 상기 안테나가 펼친 상태일 때 송수신부와 임피던스 정합 역할을 하는 제2정합회로와; 상기 제1정합회로와 제2정합회로 중 하나의 정합회로를 선택하는 스위치부와; 상기 상태신호에 따라 상기 스위치부에 연결제어신호를 출력하여 상기 제1정합회로와 제2정합회로 중 하나의 정합회로를 작동시키는 제어부로 구성된다.

Description

가변 안테나의 임피던스 정합 장치{IMPEDANCE MATCHING APPARATUS FOR VARIABLE ANTENNA}

본 발명은 가변 안테나의 임피던스 정합 장치에 관한 것으로, 특히 접히거나 펼쳐지는 가변 안테나에 대해 최적의 임피던스를 정합할 수 있게 한 가변 안테나의 임피던스 정합 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 안테나의 임피던스 정합 장치를 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 이동통신 단말기의 송수신단에 있어서, 무선주파수신호를 안테나를 통해 송수신하는 송수신부(30)와; 상기 안테나(10)와 송수신부(30)의 사이에 위치하여 두 장치(10, 30)의 서로 다른 임피던스를 정합하는 정합부(20)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 안테나와 송수신부의 서로 다른 임피던스를 정합하는 정합부에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 이동통신 단말기의 정합부(20)는 단일 정합 회로를 사용한다. 여기서, 단일 정합 회로라 함은, 안테나(10)에서 송수신부(30)의 입력단까지의 경로 상에 특정 회로를 삽입하여 안테나(10)의 임피던스와 송수신부(30) 입력단의 임피던스를 서로 정합해주는 회로를 말한다.

상기 단일 정합 회로의 구성은 특정 값을 갖는 집중소자(예를 들면, 인덕터 또는 캐패시터이다.)의 직렬 또는 병렬 연결로 이루어지고, 경우에 따라서는 마이크로스트립라인 등으로 이루어진다.

이동통신 단말기용 안테나(10)에는 여러 종류가 있으며, 이 중 흔히 사용되는 것으로서 안테나를 필요에 따라 접거나 또는 펼친 상태로 사용할 수 있는 리트랙터블형이 있다.

상기 리트랙터블 안테나는 일반적으로 휩 안테나와 헬리컬 안테나가 결합된 형태이며, 이 안테나가 접히었을 때는 헬리컬 안테나만 동작하고, 펼쳐졌을 때는 헬리컬과 휩 안테나가 동시에 동작함으로써 안테나 이득을 향상시킬 수 있도록 구성되어 있다.

그런데, 이 두 가지 상태에서 사용되는 안테나가 서로 다르기 때문에, 단말기에서 안테나 쪽으로 들여다 본 임피던스는 안테나가 접히거나 펼쳐진 상태에 따라 상이하게 된다.

이와 같이 리트랙터블 안테나를 사용하는 경우, 단일 정합 회로는 안테나가 접힌 상태의 임피던스와 펼친 상태의 임피던스 사이에 절충한 값을 실험적 방법으로 선택하여 이 임피던스로부터 송수신기 입력 임피던스로 정합함으로써 구현되었다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 리트랙터블 안테나에 단일 정합 회로를 사용하게 되면, 안테나가 접히거나 또는 펼쳐진 상태 각각에 대한 최적의 임피던스 정합이 어려워짐에 따라 각각의 상태에서 정압정재파비(VSWR : Votage Standing Wave Ratio)가 작아지거나 안테나의 방사 패턴의 열화가 나타난다. 이에 따라 이상적 안테나 정합이 이루어진 단말기에 비해 송수신율이 다소 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 안테나가 접힌 상태 또는 펼친 상태를 갖는 가변 안테나의 서로 다른 두 임피던스와 송수신부의 입력단의 임피던스를 정합함으로써, 정압정재파비를 크게하고 안테나의 방사 패턴의 열화를 방지하여 이동통신 단말기의 송수신율을 높히는 가변 안테나의 임피던스 정합 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 이동통신단말기에 있어서, 안테나와 송수신부 사이의 임피던스 정합 장치를 보인 블록도.

도 2는 본 발명 가변 안테나의 임피던스 정합 장치를 보인 블록도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

50 : 안테나 100 : 상태감별센서부

200 : 스위치부 210 : 안테나연결부

220 : 송수신단연결부 300 : 제1정합회로

400 : 제2정합회로 500 : 제어부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안테나가 접힌 상태인지 펼친 상태인지를 판별하여 상태신호를 출력하는 상태감별센서부와; 상기 안테나가 접힌 상태일 때 송수신부와 임피던스 정합 역할을 하는 제1정합회로와; 상기 안테나가 펼친 상태일 때 송수신부와 임피던스 정합 역할을 하는 제2정합회로와; 상기 제1정합회로와 제2정합회로 중 하나의 정합회로를 선택하는 스위치부와; 상기 상태신호에 따라 상기 스위치부에 연결제어신호를 출력하여 상기 제1정합회로와 제2정합회로 중 하나의 정합회로를 작동시키는 제어부로 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 가변 안테나의 임피던스 정합 장치를 첨부한 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명 가변 안테나의 임피던스 정합 장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 안테나(50)가 접힌 상태인지 펼친 상태인지를 판별하여 상태신호를 출력하는 상태감별센서부(100)와; 상기 안테나(10)가 접힌 상태일 때 송수신부(30)와 임피던스 정합 역할을 하는 제1정합회로(300)와; 상기 안테나(10)가 펼친 상태일 때 송수신부(30)와 임피던스 정합 역할을 하는 제2정합회로(400)와; 상기 제1정합회로(300)와 제2정합회로(400) 중 하나의 정합회로를 선택하는 스위치부(200)와; 상기 상태신호에 따라 상기 스위치부(200)에 연결제어신호를 출력하여 상기 제1정합회로(300)와 제2정합회로(400) 중 하나의 정합회로를 작동시키는 제어부(500)로 구성한다.

상기 스위치부(200)는 안테나(50)의 입출력신호가 제1정합회로(300) 또는 제2정합회로(400)를 통해 전달될지를 결정하는 안테나연결부(210)와; 상기 제1정합회로(300) 또는 제2정합회로(400)의 입출력신호가 송수신부(30)에 전달될지를 결정하는 송수신단연결부(220)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 동작을 설명한다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 일실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

제어부(500)는 안테나(50)가 접힌 상태인지 펼친 상태인지를 판별하는 상태감별센서부(100)로부터 안테나(50)의 상태를 입력받는다.

여기서, 안테나(50)의 상태를 판단하는 상태감별센서부(100)는 안테나(50)에 부착될 수도 있고, 혹은 안테나(50)와 단말기의 접촉점에 위치할 수도 있으며, 센서로는 간단한 터치 스위치 방식을 포함하여, 단말기 기구 특성에 따라 다양한 스위치 방식이 사용될 수 있다.

이때, 만약 안테나(50)의 상태가 접힌 상태라고 판단하면 상기 제어부(500)는 안테나연결부(210)와 송수신단연결부(220)에 경로제어신호를 출력하여 제1정합회로(300)가 안테나(50)와 송수신부(30)의 서로 다른 임피던스를 정합하도록 설정한다.

다른 경우로, 만약 안테나(50)의 상태가 펼친 상태라고 판단하면 상기 제어부(500)는 안테나연결부(210)와 송수신단연결부(220)에 경로제어신호를 출력하여 제2정합회로(400)가 안테나(50)와 송수신부(30)의 서로 다른 임피던스를 정합하도록 설정한다.

즉, 안테나(50)가 접힌 상태이면 무선주파수신호가 분기되어 접힌 상태에 최적화된 제1정합회로(300)를 거쳐 송수신부(30)로 입력되며(이를 경로 1이라 한다), 펼친 상태이면 무선주파수신호가 분기되어 펼친 상태에 최적화된 제2정합회로(400)를 거쳐 송수신부(30)로 입력된다(이를 경로 2라 한다).

여기서, 상기 제1정합회로(300)와 제2정합회로(400)는 접히거나 펼친 상태 각각의 임피던스에 최적화된 서로 다른 두 가지 회로로 구성되며, 이 두 가지 회로를 구성하고자 특정 값을 갖는 집중소자(예를 들면, 인덕터 또는 캐패시터이다.)의 직렬 또는 병렬 연결로 이루어지고, 경우에 따라서는 마이크로스트립라인 등으로 이루어진다.

그리고, 상기 안테나연결부(210)와 송수신단연결부(220)는 제어신호에 따라 입력신호를 둘 중 한가지 경로로 분기해주는 역할을 하며, SPDT(Single-Pole Double-Throw) 스위치, PIN 다이오드 및 동일한 역할을 할 수 있는 임의의 전기적 소자 및 회로로 구성된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 안테나가 접히거나 펼친 각각의 상태에 맞는 최적의 정합회로를 단말기가 자동으로 판별하여 사용함으로써, 각 상태에 맞는 최적의 정압정재파비 및 안테나 이득을 사용할 수 있으며, 따라서 단말기의 송수신율을 최대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

안테나가 접힌 상태인지 펼친 상태인지를 판별하여 상태신호를 출력하는 상태감별센서부와; 상기 안테나가 접힌 상태일 때 송수신부와 임피던스 정합 역할을 하는 제1정합회로와; 상기 안테나가 펼친 상태일 때 송수신부와 임피던스 정합 역할을 하는 제2정합회로와; 상기 제1정합회로와 제2정합회로 중 하나의 정합회로를 선택하는 스위치부와; 상기 상태신호에 따라 상기 스위치부에 연결제어신호를 출력하여 상기 제1정합회로와 제2정합회로 중 하나의 정합회로를 작동시키는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 가변 안테나의 임피던스 정합 장치.
제1항에 있어서, 상기 스위치부는 안테나의 입출력신호가 제1정합회로 또는 제2정합회로를 통해 전달될지를 결정하는 안테나연결부와; 상기 제1정합회로 또는 제2정합회로의 입출력신호가 송수신부에 전달될지를 결정하는 송수신단연결부로 구성된 것을 특징으로 하는 가변 안테나의 임피던스 정합 장치.