KR200213454Y1 - Device for antenna matching in mobile station - Google Patents
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Abstract
본 고안에 따른 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치는, 전파의 주파수에 따라 소정의 제어신호를 발생시키는 제어부와, 상기 제어부로부터 발생되는 신호에 따라 다양한 임피던스값을 가지는 안테나 매칭부를 포함하여 구성되어, 전파의 주파수에 따라 적절한 안테나 매칭을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an antenna matching apparatus for a mobile communication terminal including a controller for generating a predetermined control signal according to a frequency of a radio wave and an antenna matching unit having various impedance values according to a signal generated from the controller, It is possible to perform an appropriate antenna matching according to the frequency of the antenna.
여기서, 상기 제어부는 전파의 주파수에 따른 PDM 신호를 제어신호로 발생시키고 상기 PDM 신호에 따른 소정의 전압을 발생시켜 상기 안테나 매칭부로 입력되도록 하는 제어신호 처리부를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The control unit may further include a control signal processor for generating a PDM signal corresponding to the frequency of the radio wave as a control signal, generating a predetermined voltage according to the PDM signal, and inputting the predetermined voltage to the antenna matching unit.
또한, 상기 안테나 매칭부는 입력되는 전압에 따라 커패시터값이 변화하는 버랙터 다이오드를 포함하여 다양한 임피던스값을 가지는 것이 바람직하다.The antenna matching unit may have various impedance values including a varactor diode whose capacitor value changes according to an input voltage.
이와 같은 본 고안에 따르면, 이동통신 단말기에서 전파의 주파수에 따라 안테나의 임피던스를 적절하게 변화시켜 주어, 안테나 매칭을 수행하여 다양한 주파수에서 보다 효과적인 안테나 매칭을 수행할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the impedance of the antenna is appropriately changed according to the frequency of the radio wave in the mobile communication terminal, and antenna matching is performed to perform more effective antenna matching at various frequencies.
Description
본 고안은 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치에 관한 것으로서, 각 채널에서의 전파의 주파수 변화에 따라 안테나 임피던스를 적절하게 변화시켜 효율적인 안테나 매칭을 수행할 수 있는 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna matching apparatus for a mobile communication terminal, and more particularly, to an antenna matching apparatus for a mobile communication terminal capable of performing efficient antenna matching by appropriately changing an antenna impedance according to a frequency change of a radio wave in each channel.
임피던스 매칭이란 두 회로를 접속하여 전력을 보낼 때 접속점에서 본 두 회로의 겉보기의 임피던스를 조정하여 최대 전력을 보낼 수 있게 하는 것을 말한다.Impedance matching refers to the ability to send the maximum power by adjusting the apparent impedance of the two circuits seen at the junction when connecting two circuits and sending power.
즉, 상기 임피던스 매칭이 잘 이루어지지 않으면, 전력을 제대로 전송할 수 없게되고, 그에 따라 전력손실이 발생하므로 상기 임피던스 매칭은 특히 전력을 전송하는 회로에서 중요한 인자로서 작용한다.That is, if the impedance matching is not performed well, the power can not be transmitted properly, and power loss is generated. Therefore, the impedance matching particularly plays an important factor in the circuit for transmitting power.
한편, 반사가 있는 선로상에서의 전압, 전류가 입사되면, 상기 입사되는 전압, 전류의 입사파와 그에 대한 반사파가 존재하여, 선로상에서는 상기 입사파와 반사파가 합성한 파가 존재하게 되는데, 이를 정재파라 하며, 상기 전파 전송 선로에 생기는 정재파의 최대치와 최소치의 비를 정재파비(SWR, Standing Wave Radio)라 한다.On the other hand, when a voltage or a current on a line having a reflection is incident, there is an incident wave of the incident voltage and current and a reflected wave thereon, and a wave synthesized by the incident wave and the reflected wave exists on the line. , And the ratio of the maximum value and the minimum value of the standing wave generated on the radio wave transmission line is referred to as a standing wave ratio (SWR).
이 때, 상기 정재파비를 측정함으로써 임피던스 매칭이 얼마나 잘 되었는가를 판단할 수 있는데, 정재파비가 '1'에 가까울수록 전송 선로의 임피던스 매칭이 양호한 것으로 판단할 수 있다.At this time, it is possible to judge how well the impedance matching is performed by measuring the standing wave ratio. It can be judged that the impedance matching of the transmission line is better as the standing wave ratio approaches '1'.
여기서, 종래의 이동통신 단말기의 안테나 매칭회로에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an antenna matching circuit of a conventional mobile communication terminal will be briefly described.
도 1은 종래의 이동통신 단말기의 안테나 매칭회로를 보여주는 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 종래의 이동통신 단말기의 안테나 매칭회로는 저항(R), 인덕터(L), 커패시터(C)를 이용하여 직렬과 병렬로 구성하고, 상기 저항, 인덕터, 커패시터의 값을 적절히 조절하여 임피던스 매칭을 하여 전파를 가장 잘 수신할 수 있도록 한다.FIG. 1 shows an antenna matching circuit of a conventional mobile communication terminal. As shown in FIG. 1, an antenna matching circuit of a conventional mobile communication terminal uses a resistor R, an inductor L, and a capacitor C Series and parallel, impedance matching is performed by appropriately adjusting the values of the resistors, inductors, and capacitors, so that the radio waves can be best received.
그러나, 상기와 같이 저항, 인덕터, 커패시터로 구성된 안테나 매칭회로는 상기 저항, 인덕터, 커패시터의 값이 고정되어 있어 수신되는 전파의 주파수에 따라 안테나 매칭회로가 갖는 임피던스값은 변하지 않는다.However, since the values of the resistor, the inductor, and the capacitor are fixed in the antenna matching circuit composed of the resistor, the inductor, and the capacitor as described above, the impedance value of the antenna matching circuit does not change according to the frequency of the received radio wave.
이렇게, 고정된 임피던스값을 갖는 안테나 매칭회로는 중간주파수에서 가장 적은 SWR값을 가지게 되어 임피던스 매칭이 잘 이루어지고, 낮은 주파수와 높은 주파수에서는 다소 높은 SWR값을 가지게 되어 임피던스 매칭이 잘 이루어지지 않는다.In this way, the antenna matching circuit having a fixed impedance value has the smallest SWR value at the intermediate frequency, so that the impedance matching is performed well, and at the low frequency and the high frequency, the impedance matching is not performed because the SWR value is somewhat high.
도 2는 상기와 같은 특성을 보여주는 도면으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 이동통신 단말기의 전체 주파수 사용대역에서, 중간 주파수에서는 낮은 SWR값을 나타내어 임피던스 매칭이 잘 이루어지고, 낮은 주파수와 높은 주파수에서는 상대적으로 높은 SWR값을 나타내어 임피던스 매칭이 잘 이루어지지 않는 것을 보여준다.FIG. 2 is a graph showing the above characteristics. As shown in FIG. 2, in the entire frequency used band of the mobile communication terminal, a low SWR value is exhibited at an intermediate frequency, impedance matching is performed well, Shows a relatively high SWR value, indicating that the impedance matching is not performed well.
즉, 상술한 바와 같이, 종래의 이동통신 단말기의 안테나 매칭회로는 저항, 인덕터, 커패시터로 구성되고, 상기 저항, 인덕터, 커패시터의 값이 고정되어 있으므로 수신되는 전파의 주파수가 변화하는 데에 따른 적절한 임피던스 매칭을 수행할 수 없고, 특히 낮은 주파수와 높은 주파수의 수신신호에서는 임피던스 매칭의 효과가 현저히 저하되는 문제점이 있었다.That is, as described above, the antenna matching circuit of the conventional mobile communication terminal is composed of a resistor, an inductor, and a capacitor. Since the values of the resistor, the inductor, and the capacitor are fixed, Impedance matching can not be performed. In particular, there is a problem that the effect of impedance matching is remarkably deteriorated in a reception signal of low frequency and high frequency.
본 고안은 상기의 같은 여건을 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 이동통신 단말기에서 전파의 주파수에 따라 안테나의 임피던스를 적절하게 변화시켜 주어, 안테나 매칭을 수행하여 다양한 주파수에서 보다 효과적인 안테나 매칭을 수행할 수 있는 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and it is an object of the present invention to provide an antenna matching method and an antenna matching method, in which an antenna impedance is appropriately changed according to a frequency of a radio wave in a mobile communication terminal, The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an antenna matching apparatus for a mobile communication terminal.
도 1은 종래의 이동통신 단말기의 안테나 매칭회로를 보여주는 도면.1 is a view showing an antenna matching circuit of a conventional mobile communication terminal.
도 2는 도 1의 안테나 매칭회로의 주파수에 따른 SWR 특성을 보여주는 도면.FIG. 2 is a diagram showing SWR characteristics according to the frequency of the antenna matching circuit of FIG. 1; FIG.
도 3은 본 고안에 따른 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치를 보여주는 도면.3 is a view illustrating an antenna matching apparatus of a mobile communication terminal according to the present invention.
도 4는 도 3의 안테나 매칭부의 실시예를 보여주는 도면.4 is a view showing an embodiment of the antenna matching unit of FIG. 3;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
301...MSM 302...안테나 매칭부301 ... MSM 302 ... antenna matching section
303...RC 필터링부 401...버랙터 다이오드303 ... RC filtering unit 401 ... Varactor diode
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치는, 전파의 주파수에 따라 소정의 제어신호를 발생시키는 제어부와, 상기 제어부로부터 발생되는 신호에 따라 다양한 임피던스값을 가지는 안테나 매칭부를 포함하여 구성되어, 전파의 주파수에 따라 적절한 안테나 매칭을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for matching an antenna of a mobile communication terminal, including: a controller for generating a predetermined control signal according to a frequency of a radio wave; And a matching unit to perform an appropriate antenna matching according to the frequency of the radio wave.
여기서, 상기 제어부는 전파의 주파수에 따른 PDM 신호를 제어신호로 발생시키고 상기 PDM 신호에 따른 소정의 전압을 발생시켜 상기 안테나 매칭부로 입력되도록 하는 제어신호 처리부를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The control unit may further include a control signal processor for generating a PDM signal corresponding to the frequency of the radio wave as a control signal, generating a predetermined voltage according to the PDM signal, and inputting the predetermined voltage to the antenna matching unit.
또한, 상기 안테나 매칭부는 입력되는 전압에 따라 커패시터값이 변화하는 버랙터 다이오드를 포함하여 구성되어 다양한 임피던스값을 가지는 것이 바람직하다.The antenna matching unit may include a varactor diode whose capacitor value changes according to an input voltage, and may have various impedance values.
이와 같은 본 고안에 따르면, 이동통신 단말기에서 전파의 주파수에 따라 안테나의 임피던스를 적절하게 변화시켜 주어, 안테나 매칭을 수행하여 다양한 주파수에서 보다 효과적인 안테나 매칭을 수행할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the impedance of the antenna is appropriately changed according to the frequency of the radio wave in the mobile communication terminal, and antenna matching is performed to perform more effective antenna matching at various frequencies.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 고안에 따른 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치를 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3의 안테나 매칭부의 실시예를 보여주는 도면으로서, 버랙터 다이오드를 직렬 또는 shunt 구조로 연결하여 안테나 매칭부를 구성할 수 있다.FIG. 3 is a view showing an antenna matching apparatus of a mobile communication terminal according to the present invention. FIG. 4 is a view showing an embodiment of an antenna matching unit of FIG. 3. The antenna matching unit is constructed by connecting varactor diodes in a serial or shunt structure. can do.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치는, 전파의 주파수에 따라 소정의 제어신호를 발생시키는 제어부로서의 MSM(Mobile Station Modem)(301)과, 상기 MSM(301)으로부터 발생되는 신호에 따라 다양한 임피던스값을 가지는 안테나 매칭부(302)를 포함하여 구성되어, 전파의 주파수에 따라 적절한 안테나 매칭을 수행한다.3 and 4, an antenna matching apparatus of a mobile communication terminal according to the present invention includes an MSM (Mobile Station Modem) 301 as a control unit for generating a predetermined control signal according to the frequency of a radio wave, And an antenna matching unit 302 having various impedance values according to a signal generated from the antenna 301. The antenna matching unit 302 performs appropriate antenna matching according to the frequency of the radio wave.
여기서, 상기 MSM(301)은 전파의 주파수에 따른 PDM 신호를 제어신호로 발생시키고 상기 PDM 신호에 따른 소정의 전압을 발생시켜 상기 안테나 매칭부(302)로 입력되도록 하는 RC 필터링부(303)를 더 포함하여 이루어진다.Here, the MSM 301 generates a control signal according to the frequency of the radio wave, generates a predetermined voltage according to the PDM signal, and inputs the signal to the antenna matching unit 302 .
또한, 상기 안테나 매칭부(302)는 입력되는 전압에 따라 커패시터값이 변화하는 버랙터 다이오드(401)로 구성되어 다양한 임피던스값을 가진다.The antenna matching unit 302 includes a varactor diode 401 having a variable capacitor according to an input voltage, and has various impedance values.
상기와 같은 구성을 갖는 이동통신 단말기의 임피던스 매칭장치의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.The operation of the impedance matching device of the mobile communication terminal having the above-described configuration will now be described.
먼저, 이동통신 단말기에서 전파를 수신할 때는 안테나를 통해 입력되는 전파가 RF 스위치를 통과하여 그와 연결된 듀플렉서로 입력되는데, 상기 듀플렉서는 두 개의 트랜시버(transceiver)로 안테나를 공용하여 전파의 송수신을 동시에 할 수 있도록 하는 것으로 송신전파와 수신전파를 분리시켜준다.First, when receiving a radio wave from a mobile communication terminal, a radio wave input through an antenna is input to a duplexer connected to the RF switch through the RF switch. The duplexer uses two transceivers to share an antenna, To separate the transmitted radio wave from the received radio wave.
상기 듀플렉서를 거친 신호는 이동통신 단말기의 수신단에 입력되어 복조되고, 반대로 송신시에는 송신단을 거쳐 변조된 신호가 상기 듀플렉서를 거쳐 안테나를 통해 방사된다.The signal transmitted through the duplexer is input to a receiving terminal of the mobile communication terminal and is demodulated. On the contrary, a signal modulated through a transmitting terminal is radiated through the duplexer through the antenna.
이 때, 상기 듀플렉서는 50Ω으로 설계되어 있으므로, 안테나 매칭은 상기 RF 스위치까지를 고려한다.At this time, since the duplexer is designed to be 50 ?, antenna matching considers up to the RF switch.
한편, MSM(301)은 이동통신 단말기에서 수신 또는 송신하는 전파의 주파수를 검사하여, 전파의 주파수가 높은 채널일 때와 주파수가 낮은 채널일 때를 구분하여 상기 주파수에 따라 다른 제어신호를 발생시킨다.On the other hand, the MSM 301 checks the frequency of a radio wave received or transmitted by the mobile communication terminal, and generates a control signal according to the frequency when the frequency of the radio wave is high and the frequency is low .
이 때의 제어신호는 PDM 신호로서, PDM 신호는 아날로그 신호를 펄스 신호로 변환하는 방법 중에 하나로서, 아날로그 신호의 진폭의 변화를 펄스의 밀집성에 따라 구분하는 것인데, 즉, 아날로그 신호의 진폭이 크면 펄스의 주기를 빠르게 하고, 아날로그 신호의 진폭이 작으면, 펄스의 주기를 느리게, 혹은 그 반대로 하여 아날로그 신호를 펄스 신호로 바꾸어 주는 것이다.The control signal at this time is a PDM signal and the PDM signal is one of methods for converting an analog signal into a pulse signal. The amplitude of the analog signal is divided according to the density of pulses. That is, when the amplitude of the analog signal is large If the amplitude of the analog signal is small, the period of the pulse is made slower or vice versa, and the analog signal is converted into the pulse signal.
따라서, 상기 MSM(301)이 전파의 주파수에 따라 그 주파수를 구분하는 PDM 신호를 발생시키면, 상기 PDM 신호는 RC 필터링부(303)로 입력되어 필터링 되는데, 상기 RC 필터링을 거친 PDM 신호는 그 펄스의 주기에 따라 크기가 다른 전압을 출력한다.Accordingly, when the MSM 301 generates a PDM signal for distinguishing the frequency according to the frequency of the radio wave, the PDM signal is input to the RC filtering unit 303 and filtered, And outputs a voltage having a different magnitude according to the period of the period.
예를 들어, 상기 MSM(301)이 높은 주파수 채널에서 빠른 주기의 PDM 신호를 출력하면, 상기 빠른 주기성을 갖는 PDM 신호가 RC 필터링부(303)를 거친 후에는 상대적으로 높은 전압을 출력하게 되고, 상기 MSM(301)이 낮은 주파수 채널에서 느린 주기의 PDM 신호를 출력하면, 상기 느린 주기성을 갖는 PDM 신호가 RC 필터링부(303)를 거친 후에는 상대적으로 낮은 전압을 출력하게 되는 것이다.For example, when the MSM 301 outputs a PDM signal of a high frequency in a high frequency channel, the PDM signal having a fast periodicity outputs a relatively high voltage after passing through the RC filtering unit 303, When the MSM 301 outputs a PDM signal of a slow period on a low frequency channel, the PDM signal having the slow periodicity outputs a relatively low voltage after passing through the RC filtering unit 303.
이렇게, 이동통신 단말기의 전파의 주파수에 따라 다르게 출력되는 전압은, 상기한 안테나 매칭부(302)로 입력되고, 안테나 매칭부(302)에서는 상기 주파수에 따라 다르게 출력되는 전압을 이용하여, 그 전압에 따라 안테나 매칭부(302)의 임피던스값을 다르게 함으로써 주파수의 크기에 따라 그에 적절한 안테나 매칭을 수행하게 되는 것이다.The voltage that is output differently according to the frequency of the radio wave of the mobile communication terminal is input to the antenna matching unit 302. The antenna matching unit 302 uses the voltage that is output differently according to the frequency, The antenna matching unit 302 performs an appropriate antenna matching according to the magnitude of the frequency.
이 때, 상기 안테나 매칭부(302)에서 임피던스값을 변화시켜주는 것은, 버랙터 다이오드(401)를 사용하는데, 상기 RC 필터링부(303)로부터 출력되는 전압이 상기 버랙터 다이오드(401)로 입력되고, 버랙터 다이오드(401)는 상기 입력되는 전압의 크기에 따라 그 커패시터값이 변화하므로 안테나 매칭부(302)의 전체 임피던스값이 변화하게 되는 것이다.At this time, the antenna matching unit 302 changes the impedance value by using a varactor diode 401. The voltage output from the RC filtering unit 303 is input to the varactor diode 401 And the varactor diode 401 changes its capacitor value according to the magnitude of the input voltage, so that the overall impedance value of the antenna matching unit 302 changes.
상기 버랙터 다이오드(401)는 도 4에 도시된 바와 같이, 직렬 또는 shunt 구조로 연결하여 구성할 수 있는데, 그와 함께 연결된 커패시터와 저항, 인덕터의 값을 잘 고려하여 구성한다.As shown in FIG. 4, the varactor diodes 401 can be connected in series or in a shunt structure. The varactor diodes 401 are configured by taking into account the values of the capacitors, resistors, and inductors connected thereto.
이 때, 상기 버랙터 다이오드(401)와 함께 커패시터를 추가적으로 연결하는 것은, 버랙터 다이오드(401)와 함께 작용하여 원하는 커패시터값의 범위를 만들어 주기 위함이다.At this time, the additional connection of the capacitor together with the varactor diode 401 serves to cooperate with the varactor diode 401 to create a range of desired capacitor values.
즉, 상기 추가 연결된 커패시터의 커패시터값은 고정되어 있고, 버랙터 다이오드(401)의 입력되는 전압의 크기에 따라 변화하는 커패시터값의 범위를 CTMIN~CTMAX라 하면 C1과 버랙터 다이오드(401)의 합성 커패시터값은,Assuming that the capacitor value of the additional connected capacitor is fixed and the range of the capacitor value that varies according to the magnitude of the input voltage of the varactor diode 401 is CTMIN to CTMAX, the combination of C1 and the varactor diode 401 The capacitor value,
CTMIN=(CMIN×C1)/(C1+CMIN),CTMIN = (CMIN x C1) / (C1 + CMIN),
CTMAX =(CMAX×C1)/(C1+CMAX)CTMAX = (CMAX x C1) / (C1 + CMAX)
와 같이 구해진다..
이렇게 하여 전체 커패시터값은 CTMIN~CTMAX의 일정 범위를 갖게 되는 것이다.Thus, the total capacitor value has a certain range of CTMIN ~ CTMAX.
여기서, 저항 R1은 전류를 조절하는 역할을 하고, 인덕터 L1, L2는 DC만을 통하게 하는 역할을 한다.Here, the resistor R1 serves to regulate the current, and the inductors L1 and L2 serve only to connect the DC.
따라서, 상기 MSM(301)의 PDM 신호와, RC 필터링부(303)에 의해 상기 PDM 신호를 필터링하여 출력되는 전압은, 상기 저항, 인덕터, 커패시터의 소자의 특성값들을 잘 고려하여 상기 안테나 매칭부(302)가 적절한 임피던스값을 갖도록 설정하도록 한다.Therefore, the PDM signal of the MSM 301 and the voltage output from the RC filtering unit 303 by filtering the PDM signal are input to the antenna matching unit 305, taking into account the characteristic values of the elements of the resistor, the inductor, (302) to have an appropriate impedance value.
이상의 설명에서와 같이, 본 고안에 따른 이동통신 단말기의 안테나 매칭장치는, 이동통신 단말기에서 전파의 주파수에 따라 안테나의 임피던스를 적절하게 변화시켜 주어, 안테나 매칭을 수행하여 다양한 주파수에서 보다 효과적인 안테나 매칭을 수행할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, the antenna matching device of the mobile communication terminal appropriately changes the impedance of the antenna according to the frequency of the radio wave in the mobile communication terminal, performs antenna matching, Can be performed.
Claims (3)
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KR2020000025765U KR200213454Y1 (en) | 2000-09-09 | 2000-09-09 | Device for antenna matching in mobile station |
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KR (1) | KR200213454Y1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080048888A (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-03 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for auto-matching matching circuit inside rf receiver of terminal |
-
2000
- 2000-09-09 KR KR2020000025765U patent/KR200213454Y1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20080048888A (en) * | 2006-11-29 | 2008-06-03 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for auto-matching matching circuit inside rf receiver of terminal |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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REGI | Registration of establishment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20061129 Year of fee payment: 7 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |