KR20020095998A - Apparatus for receiving and transmitting radio frequency signal in radio communication terminal - Google Patents

Apparatus for receiving and transmitting radio frequency signal in radio communication terminal Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A device for transceiving a wireless frequency signal of a mobile communication terminal is provided to use an antenna that does not use a ground in the mobile communication terminal, thereby reducing distortion of an antenna radiation pattern to increase an antenna gain. CONSTITUTION: An antenna(300) converts a balance signal into an external wireless frequency signal. A balance-unbalance changer(200) changes the balance signal of the antenna(300) to an unbalance signal. A duplexer(10) inputs the unbalance signal of the balance-unbalance changer(200), and separates the inputted unbalance signal into a transmit signal and a receive signal. A matching unit(100) matches different impedance of the balance-unbalance changer(200) and the duplexer(10). The antenna(300) is composed of a monopole antenna(310) and a micro strip line(320). The monopole antenna(310) converts the balance signal into the external wireless frequency signal. The micro strip line(320) is designed in a PCB.

Description

이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치{APPARATUS FOR RECEIVING AND TRANSMITTING RADIO FREQUENCY SIGNAL IN RADIO COMMUNICATION TERMINAL}Radio frequency signal transmitting and receiving device for mobile communication terminal {APPARATUS FOR RECEIVING AND TRANSMITTING RADIO FREQUENCY SIGNAL IN RADIO COMMUNICATION TERMINAL}

본 발명은 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기에서 안테나 구현시 그라운드를 사용하지 않고 안테나를 구현한 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radio frequency signal transmission and reception apparatus of a mobile communication terminal, and more particularly, to a radio frequency signal transmission and reception apparatus of a mobile communication terminal implementing an antenna without using a ground when the antenna is implemented in the mobile communication terminal.

도 1은 종래 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치를 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 무선주파수신호를 송수신하는 안테나(30)와; 상기 안테나(30)의 무선주파수신호를 송신신호와 수신신호로 분리하는 듀플렉서(10)와; 상기 안테나(30)와 듀플렉서(10)의 서로 다른 임피던스를 정합하는 정합부(20)로 구성된다.1 is a block diagram showing an apparatus for transmitting and receiving radio frequency signals of a conventional mobile communication terminal, the antenna 30 for transmitting and receiving radio frequency signals as shown therein; A duplexer (10) for separating the radio frequency signal of the antenna (30) into a transmission signal and a reception signal; The matching unit 20 is configured to match different impedances of the antenna 30 and the duplexer 10.

이와 같이 구성된 종래의 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치에 대해 상세히 설명하면, 데이터를 소정의 송신 주파수로 변조한 송신신호는 듀플렉서(10)를 거쳐 정합부(20)를 지나 안테나(30)를 통해 외부로 송출된다.Referring to the radio frequency signal transmission and reception apparatus of the conventional mobile communication terminal configured as described above in detail, the transmission signal modulated data to a predetermined transmission frequency is passed through the matching unit 20 through the duplexer 10 to the antenna 30 It is sent out through.

또한, 안테나(30)를 통해 수신된 수신신호는 정합부(20)를 거쳐 듀플렉서(10)를 지나 복조부에 입력된다. 이때, 듀플렉서(10)는 하나의 안테나(30)를 송신과 수신에 공동으로 사용하기 위하여 송신할 때에는 송신 출력으로부터 수신기를 보호하고 수신할 때에는 반향(echo) 신호를 수신기에 공급하도록 하는 장치이다.In addition, the received signal received through the antenna 30 is input to the demodulator through the matching unit 20, through the duplexer 10. In this case, the duplexer 10 is a device that protects the receiver from the transmission output when transmitting one antenna 30 for joint use for transmission and reception, and supplies an echo signal to the receiver when receiving.

여기서, 이동통신 단말기에 사용되는 안테나(30)의 구조는 모노폴 구조이다.이 모노폴 구조는 그라운드 위에 1/4파장의 길이를 갖는 헬리컬 및 휩 안테나를 구현하는 것이다.Here, the structure of the antenna 30 used in the mobile communication terminal is a monopole structure. This monopole structure implements helical and whip antennas having a length of 1/4 wavelength on the ground.

그래서, 안테나 입력에 피딩시 듀플렉서(10)에서 출력된 싱글-엔디드 신호를 안테나(30)에 바로 입력시키는 구조가 사용된다. 이 싱글-엔디드 신호 입력의 방법은 피시비(PCB)의 신호 선 끝에 안테나 컨택트용 면적을 만든 후 기구 조립시 안테나(30)쪽과 피시비의 신호 선이 기계적으로 접촉하는 방법이다. 그라운드는 피시비가 다층 기판이므로 신호 선 밑에 피시비 전면에 퍼져서 분포하는데, 이 그라운드 면적을 넓히고자 기구 내측에 이엠아이 도료를 도포하여 그라운드 면적을 넓힘으로써 그라운드가 적어서 생기는 안테나 성능 저하를 줄이려는 노력을 하게 된다.Thus, a structure in which a single-ended signal output from the duplexer 10 is directly input to the antenna 30 when feeding to the antenna input is used. This single-ended signal input is a method of making an antenna contact area at a signal line end of a PCB and mechanically contacting the antenna 30 side with the signal line of the PCB when assembling the instrument. Since the PCB is a multilayer board, it is spread out on the front of the PCB under the signal line, and in order to increase the ground area, the EMI paint is applied to the inside of the apparatus to increase the ground area, thereby reducing the antenna performance caused by less ground. .

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 그라운드 면적이 충분히 넓어서 한 파장이상일때는 안테나 성능 저하가 크지 않지만, 그라운드 면적이 적을시에는 성능저하가 꽤 커지는 문제점이 있다.However, in the prior art as described above, when the ground area is sufficiently large and the antenna performance is not decreased when the wavelength is more than one wavelength, the performance degradation becomes quite large when the ground area is small.

또한, 이동통신 단말기에서 실현 가능한 그라운드 면적이 한계가 있으므로 안테나 방사 패턴은 이상적인 다이폴의 모양에서 변형되고, 안테나 이득도 조금 줄어 들게 된다. 또한 그라운드 표면으로 변위 전류가 흐르는데 이것이 인체로 흐르게 되어 인체에 의한 안테나 성능의 저하도 생기는 문제점이 있다.In addition, since the ground area that can be realized in the mobile communication terminal is limited, the antenna radiation pattern is deformed in an ideal dipole shape, and the antenna gain is slightly reduced. In addition, the displacement current flows to the ground surface, which flows into the human body, which causes a problem of deterioration of antenna performance by the human body.

또한, 앞으로의 이동통신 단말기는 점점 더 크기가 작아 지게 되므로 그라운드 면적이 점점 더 좁아지게 된다. 그러므로 그라운드 공간 부족으로 인한 모노폴 안테나의 성능 저하가 생기게 되는 문제점이 있다.In addition, the future mobile communication terminal becomes smaller and smaller, the ground area becomes narrower. Therefore, there is a problem that the performance of the monopole antenna due to lack of ground space.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 안테나 구현시 그라운드를 사용하지 않는 안테나를 구현하여 안테나의 성능을 높이는 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a radio frequency signal transmission / reception apparatus of a mobile communication terminal that improves the performance of an antenna by implementing an antenna that does not use ground when implementing an antenna.

도 1은 종래 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치인 안테나의 주변 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a peripheral configuration of an antenna that is a radio frequency signal transmission and reception apparatus of a conventional mobile communication terminal.

도 2는 본 발명 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치의 구성을 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a radio frequency signal transmission and reception apparatus of a mobile communication terminal of the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **

10 : 듀플렉서 100 : 정합부10: duplexer 100: matching unit

200 : 평형불평형변성부 300 : 안테나200: equilibrium imbalance portion 300: antenna

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밸런스 신호를 외부의 무선주파수 신호로 변환하는 안테나와; 상기 안테나의 밸런스 신호를 언밸런스 신호로 변성하는 평형불평형변성부와; 상기 평형불평형변성부의 언밸런스 신호를 입력받아 송신신호와 수신신호로 분리하는 듀플렉서와; 상기 평형불평형변성부와 듀플렉서의 서로 다른 임피던스를 정합하는 정합부로 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, and an antenna for converting the balance signal into an external radio frequency signal; A balanced imbalance deformer configured to convert the balance signal of the antenna into an unbalanced signal; A duplexer for receiving an unbalanced signal of the unbalanced deformable unit and separating the unbalanced signal into a transmission signal and a reception signal; And a matching part for matching different impedances of the unbalanced deformable part and the duplexer.

상기 안테나는 밸런스 신호를 외부의 무선주파수 신호로 변환하는 모노폴 안테나와 피시비에 설계된 마이크로 스트립 라인으로 구성된 것을 특징으로 한다.The antenna is characterized by consisting of a monopole antenna for converting the balance signal into an external radio frequency signal and a microstrip line designed for the PCB.

이하, 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치를 첨부한 도 2를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a radio frequency signal transmitting and receiving device of a mobile communication terminal according to the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 밸런스 신호를 외부의 무선주파수 신호로 변환하는 안테나(300)와; 상기 안테나(300)의 밸런스 신호를 언밸런스 신호로 변성하는 평형불평형변성부(200)와; 상기 평형불평형변성부(200)의 언밸런스 신호를 입력받아 송신신호와 수신신호로 분리하는 듀플렉서(10)와; 상기 평형불평형변성부(200)와 듀플렉서(10)의 서로 다른 임피던스를 정합하는 정합부(100)로 구성한다.2 is a block diagram showing a configuration of a radio frequency signal transmitting and receiving apparatus of a mobile communication terminal according to the present invention, and an antenna 300 for converting a balance signal into an external radio frequency signal as shown in the figure; An unbalanced deformable part 200 for converting the balance signal of the antenna 300 into an unbalanced signal; A duplexer (10) which receives the unbalanced signal of the balance imbalance unit (200) and separates the transmission signal and the reception signal; The matching unbalance deformable unit 200 and the duplexer 10 is configured to match the different impedance unit 100.

상기 안테나(300)는 밸런스 신호를 외부의 무선주파수 신호로 변환하는 모노폴 안테나(310)와 피시비에 설계된 마이크로 스트립 라인(320)으로 구성된 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 동작을 설명한다.The antenna 300 is composed of a monopole antenna 310 for converting a balance signal into an external radio frequency signal and a microstrip line 320 designed for the PCB, and the operation of the present invention configured as described above will be described.

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 일실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the operation and effects of the present invention.

송신신호는 듀플렉서(10)를 지나고 정합부(100)와 평형불평형변성부(200)를 거쳐 안테나(300)를 통해 외부에 송출된다.The transmission signal passes through the duplexer 10 and is transmitted to the outside through the antenna 300 through the matching unit 100 and the unbalanced deformable unit 200.

또한, 외부의 무선주파수 신호는 안테나(300)를 통해 수신되고 평형불평형변성부(200)를 지나 정합부(100)와 듀플렉스(10)를 거쳐 수신부에 입력된다.In addition, the external radio frequency signal is received through the antenna 300 and is input to the receiver via the matching unit 100 and the duplex 10 through the balanced imbalance deformable unit 200.

여기서, 듀플렉스(10)와 평형불평형변성부(200) 사이의 신호는 언밸런스 신호이고 평형불평형변성부(200)와 안테나(300) 사이의 신호는 밸런스 신호이다.Here, the signal between the duplex 10 and the unbalanced deformable part 200 is an unbalanced signal, and the signal between the unbalanced deformable part 200 and the antenna 300 is a balanced signal.

이 평형불평형변성부(200)를 상세히 설명하면, 마이크로파 전송 회로로서 접지에 대하여 평형을 이루고 있는 회로와 동축 회로와 같이 한쪽만 접지된 불평형 회로가 접속된 회로, 또는 지면에 대하여 평형인 쌍 케이블과 같은 회로를 한 쪽 끝이 접지되어 있는 증폭기 회로 등과 결합하는 경우에 사용하는 변성기로 평형 회로의 접지에 대한 불평형 방지 작용을 한다.In detail, the unbalanced deformable portion 200 is a microwave transmission circuit, a circuit balanced with respect to ground, a circuit connected to an unbalanced circuit grounded only on one side, such as a coaxial circuit, or a pair cable that is balanced with respect to the ground. A transformer used to combine the same circuit with an amplifier circuit that has one end grounded to prevent unbalance of the ground of the balanced circuit.

따라서, 평형불평형변성부(200)는 언밸런스 신호와 밸런스 신호간의 상호 변성 작용을 하는 장치이다. 이 평형불평형변성부의 한쪽은 원하는 파장의 1/4길이를 갖는 헬리컬 또는 휩 안테나(310)에 연결하고, 다른 한쪽은 원하는 파장의 1/4 길이를 갖는 마이크로 스트립 라인(320)을 피시비에 설계하여 연결한다.Therefore, the unbalanced deformable part 200 is a device that mutually modifies an unbalanced signal and a balance signal. One side of the unbalanced deformable portion is connected to a helical or whip antenna 310 having a quarter length of a desired wavelength, and the other side has a microstrip line 320 having a quarter length of a desired wavelength to the PCB. Connect.

여기서, 통상적으로 헬리컬 또는 휩 안테나(310)는 모노폴 안테나라 부른다.Here, the helical or whip antenna 310 is commonly referred to as a monopole antenna.

이때, 마이크로 스트립 라인(320) 설계는 유전율과 피시비 두께를 고려하여 라인의 임피던스가 50옴이 되게 설계한다. 설계 방법은 마이크로 스트립 라인 설계 방법에 따라 설계하는데 정합을 위해 패턴의 길이를 조정할 수 있도록 설계를 하여 가장 성능이 좋은 길이를 찾는 것이다.In this case, the microstrip line 320 design is designed such that the impedance of the line is 50 ohms in consideration of dielectric constant and PCB thickness. The design method is designed according to the micro strip line design method, which is designed to adjust the length of the pattern for matching to find the best length.

여기서, 설계자는 사용 대역에서 정압정재파비 1.8이하가 되도록 정합을 실시한다.Here, the designer performs matching so that the static standing wave ratio is 1.8 or less in the band used.

상기 평형불평형변성부(200)에 사용되는 벌룬은 이동통신 단말기의 송수신 대역인 800~900㎒, 1800~1900㎒에서 동작이 가능한 것을 사용한다. 이때, 상기 벌룬은 변성 비율은 1:1이고 가능한 신호 감쇠가 적은 것을 사용한다.The balloon used for the unbalanced deformable unit 200 uses an operation capable of operating in a transmission and reception band of a mobile communication terminal at 800 to 900 MHz and 1800 to 1900 MHz. In this case, the balloon has a denaturation ratio of 1: 1 and uses as little signal attenuation as possible.

이후, 설계자는 듀플렉서(10)와의 정합을 위해 헬리컬 또는 휩 안테나(310)와 1/4 파장의 마이크로 스트립 라인(320)을 모두 발룬에 연결한 후, 네트워크 애널라이저를 사용하여 언밸런스 신호 구간에서 정합을 실시한다.The designer then connects both the helical or whip antenna 310 and the quarter-wave microstrip line 320 to the balun for matching with the duplexer 10, and then uses a network analyzer to match the unbalanced signal intervals. Conduct.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 이동통신 단말기에서 접지를 이용하지 않는 안테나를 사용함으로써, 기존의 접지를 사용하는 모노폴 안테나의 접지 면적 부족으로 인해 생기는 안테나 방사 패턴의 왜곡을 줄여 안테나의 이득을 높이는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention uses an antenna that does not use ground in the mobile communication terminal, thereby reducing the distortion of the antenna radiation pattern caused by the lack of the ground area of the conventional monopole antenna to reduce the gain of the antenna The height is effective.

Claims (2)

밸런스 신호를 외부의 무선주파수 신호로 변환하는 안테나와; 상기 안테나의 밸런스 신호를 언밸런스 신호로 변성하는 평형불평형변성부와; 상기 평형불평형변성부의 언밸런스 신호를 입력받아 송신신호와 수신신호로 분리하는 듀플렉서와; 상기 평형불평형변성부와 듀플렉서의 서로 다른 임피던스를 정합하는 정합부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치.An antenna for converting the balance signal into an external radio frequency signal; A balanced imbalance deformer configured to convert the balance signal of the antenna into an unbalanced signal; A duplexer for receiving an unbalanced signal of the unbalanced deformable unit and separating the unbalanced signal into a transmission signal and a reception signal; An apparatus for transmitting and receiving radio frequency signals of a mobile communication terminal, comprising: a matching unit configured to match different impedances of the unbalanced deformable unit and the duplexer. 제1항에 있어서, 상기 안테나는 밸런스 신호를 외부의 무선주파수 신호로 변환하는 모노폴 안테나와 피시비에 설계된 마이크로 스트립 라인으로 구성한 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 무선주파수 신호 송수신 장치.The apparatus of claim 1, wherein the antenna comprises a monopole antenna for converting a balance signal into an external radio frequency signal and a micro strip line designed for the PCB.
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