KR20030062134A - Antenna matching curcuit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안테나 정합 회로에 관한 것으로, 특히 듀얼 밴드 주파수를 사용하는 장치에서 안테나 정합 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna matching circuit, and more particularly to an antenna matching circuit in a device using a dual band frequency.
통상적으로 셀룰라 폰 및 PCS 폰 등과 같은 이동통신 단말은 이동성을 보장하기 위해 무선 상으로 음성 및 데이터를 송수신한다. 이와 같이 이동통신 단말은무선 상으로 데이터를 주고받으므로 안테나를 필요로 한다. 상기 안테나는 사용되는 주파수의 특성에 따라 그 길이와 매칭 방법들이 상호 달라져야 한다. 또한 이동통신 시스템을 통해 이동통신 서비스를 제공하는 사업자 측면에서 살펴보면, 모든 사업자마다 모든 지역을 수용하도록 망을 구성하는데 어려움이 있으며, 또한 비용도 많이 소요되는 문제가 있다.Typically, mobile communication terminals, such as cellular phones and PCS phones, transmit and receive voice and data over the air to ensure mobility. In this way, the mobile communication terminal transmits and receives data over the radio and thus requires an antenna. The antenna has to vary in length and matching methods depending on the characteristics of the frequency used. In addition, when looking at the service provider that provides a mobile communication service through the mobile communication system, it is difficult to configure the network to accommodate all areas for every service provider, there is also a problem that costs a lot.
따라서 이를 해결하고자 서로 다른 서비스 사업자간 제휴를 통해 다른 서비스 사업자의 호를 수용할 수 있도록 로밍 서비스라는 방법이 개발되었다. 이러한 로밍 서비스를 제공하는 경우에 서비스 사업자 측에서는 기지국의 수를 줄일 수 있는 이점이 있으며, 서비스를 제공받는 가입자 측에서는 위치에 관계없이 이동통신 서비스를 제공받을 수 있는 이점이 있다.Therefore, to solve this problem, a method called roaming service was developed to accept calls of different service providers through alliances between different service providers. In the case of providing such a roaming service, the service provider has an advantage of reducing the number of base stations, and the subscriber receiving the service has an advantage of receiving a mobile communication service regardless of the location.
그런데 각 서비스 사업자들이 모두 동일한 주파수를 사용하지 않는다. 즉, 각 사업자마다 서로 다른 주파수로 서비스를 제공하게 된다. 따라서 이동통신 단말은 상기한 주파수를 모두 수용할 수 있도록 설계 및 제작되어야 한다. 이는 회로의 구성에 있어서도 상기한 주파수들을 수용할 수 있도록 구성되어야 하며, 아울러 안테나도 이와 같이 설계되어야 한다.However, not all service providers use the same frequency. That is, each service provider provides a service at a different frequency. Therefore, the mobile communication terminal should be designed and manufactured to accommodate all the above frequencies. It should be configured to accommodate the above frequencies in the circuit configuration, and the antenna should be designed in this way.
일반적으로 안테나는 사용되는 주파수 대역에 따라 그 길이가 결정된다. 그러면 도 1을 참조하여 이동통신 단말에 사용되는 안테나 및 그에 따른 정합 회로를 살펴본다.In general, the length of an antenna depends on the frequency band used. Next, an antenna used in the mobile communication terminal and a matching circuit according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1은 일반적인 이동통신 단말에 사용되는 안테나의 사시도와 그 정합 회로의 블록 구성도이다. 상기 도 1의 (a)는 이동통신 단말기에 휩 안테나가 단말기의내부에 삽입되어 있는 상태를 도시한 도면이며, 상기 도 1의 (b)는 이동통신 단말기의 휩 안테나가 돌출된 상태를 도시한 도면이다. 일반적으로 이동통신 단말은 휩 안테나(100)와 헤리컬 안테나(101)를 구비한다. 상기 각 안테나들은 각각의 특성을 가지며, 수신되는 신호를 수신한다. 또한 상기 헤리컬 안테나(101)는 이동통신 단말의 케이스(102)에 부착된 금속 접점(103)에 부착되어 있다. 한편 상기 휠 안테나(100)는 (a)에 도시된 바와 같이 이동통신 단말기에 삽입되어 있는 경우에는 금속 접점(103)과 접속되지 않으나 (b)에 도시된 바와 같이 돌출된 경우에는 금속 접점(103)과 접속된다. 이는 상기 휠 안테나(100)의 하단부의 접속점(100-a)에 의해 전기 자기적으로 접속되기 때문이다.1 is a perspective view of an antenna used in a general mobile communication terminal and a block diagram of a matching circuit thereof. FIG. 1A illustrates a state in which a whip antenna is inserted into a terminal of a mobile communication terminal, and FIG. 1B illustrates a state where a whip antenna of a mobile communication terminal protrudes. Drawing. In general, the mobile communication terminal includes a whip antenna 100 and a helical antenna 101. Each of the antennas has its own characteristics and receives the received signal. In addition, the helical antenna 101 is attached to the metal contact 103 attached to the case 102 of the mobile communication terminal. Meanwhile, the wheel antenna 100 is not connected to the metal contact 103 when the wheel antenna 100 is inserted into the mobile communication terminal as shown in (a), but the metal contact 103 is protruded as shown in (b). ) Is connected. This is because it is electromagnetically connected by the connection point 100-a of the lower end of the wheel antenna 100.
상술한 바와 같이 듀얼 밴드 안테나는 금속 접점(103)에 접속되어 내부 회로로 연결된다. 이때 내부 회로와 상기 안테나간 임피던스 매칭이 이루어져야만 송신한 신호의 손실 없이 복원할 수 있다. 따라서 상기 두 안테나와 접속되는 금속 접점(103)은 안테나 매칭회로(110)와 연결되어 내부의 처리 장치인 듀플렉서(120)로 입력된다. 즉, 안테나 매칭회로(110)는 서로 다른 주파수 대역의 신호를 수신하여 듀플렉서(120)로 양호한 상태의 신호를 출력하는 역할을 수행한다.As described above, the dual band antenna is connected to the metal contact 103 and connected to the internal circuit. In this case, the impedance matching between the internal circuit and the antenna is performed to restore the signal without losing the transmitted signal. Therefore, the metal contact 103 connected to the two antennas is connected to the antenna matching circuit 110 and input to the duplexer 120 which is an internal processing device. That is, the antenna matching circuit 110 receives signals of different frequency bands and outputs signals in a good state to the duplexer 120.
상기 안테나 매칭회로(110)는 특정한 인덕터와 캐패시터를 이용하여 임피던스 정합을 수행한다. 이러한 안테나 매칭회로(110)는 일반적으로 서비스 사업자에 따른 주파수에 맞도록 설계되어 있다. 따라서 자신의 서비스 사업자의 주파수 특성은 양호하게 구성된다. 그런데 상술한 바와 같이 로밍 서비스가 제공되면서 서로 다른 2가지 주파수와 정합될 필요가 있으며, 안테나도 하나의 안테나로 서로 다른둘 이상의 주파수 신호를 수신할 필요가 있다. 이에 따라 안테나 개발자들은 하나의 안테나로 서로 다른 둘 이상의 신호를 수신할 수 있도록 개발을 하고 있으며, 일부 이러한 안테나들이 소개되고 있다.The antenna matching circuit 110 performs impedance matching by using a specific inductor and a capacitor. The antenna matching circuit 110 is generally designed to match the frequency according to the service provider. Therefore, the frequency characteristics of their service provider are well configured. However, as described above, while the roaming service is provided, it is necessary to match with two different frequencies, and the antenna also needs to receive two or more different frequency signals with one antenna. Accordingly, antenna developers are developing to receive two or more different signals with one antenna, and some of these antennas are introduced.
그런데 안테나에서 상기한 바와 같이 서로 다른 둘 이상의 주파수 신호를 수신할 수 있다 하더라도 안테나 매칭회로에서 각 주파수에 따른 임피던스 정합이 이루어지지 않는 경우 수신된 신호의 선택도가 낮아져서 정상적으로 신호를 복원하기 어려워지는 문제가 발생한다. 즉, 순수한 인덕터와 캐패시터를 이용하여 안테나 정합회로를 구성하는 경우에 듀얼 밴드 주파수에서 특정 주파수에서는 양호한 선택도를 가지나 다른 주파수에서는 양호하지 못한 선택도를 가지거나 또는 두 신호의 선택도가 저하되는 문제가 발생한다. 즉, 각각의 주파수 대역에서 최상의 성능을 얻기 곤란한 문제가 있다. 이는 매치회로에 최적화를 위해서는 방사성능, 반사 손실 등이 고려되어야 하나 각 수동소자들의 특성에 따라 구성해야 하므로 이를 만족하기 어렵기 때문이다. 또한 이와 같이 듀얼밴드의 안테나를 사용하여 임피던스 정합이 정상적으로 이루어지지 않는 경우 외부의 잡음에 대하여 안정되지 못하며, 내부에서 불요파가 발생할 수 있다. 또한 이동통신 단말의 내부에서 발생된 잡음을 방사하여 다른 이동통신 단말에 영향을 끼치는 문제가 있었다.However, even if the antenna can receive two or more different frequency signals as described above, when the impedance matching for each frequency is not performed in the antenna matching circuit, the selectivity of the received signal becomes low, making it difficult to restore the signal normally. Occurs. That is, when the antenna matching circuit is constructed using pure inductors and capacitors, the dual band frequency has good selectivity at a specific frequency but poor selectivity at another frequency, or deterioration in selectivity of two signals. Occurs. That is, there is a problem that it is difficult to obtain the best performance in each frequency band. This is because radiation performance, reflection loss, etc. should be considered in order to optimize the match circuit, but it is difficult to satisfy this because it is configured according to the characteristics of each passive element. In addition, when impedance matching is not normally performed using the dual band antenna as described above, it may not be stable against external noise, and an unwanted wave may occur inside. In addition, there is a problem that affects other mobile communication terminals by radiating noise generated inside the mobile communication terminal.
따라서 본 발명의 목적은 듀얼밴드 안테나를 사용하는 이동통신 단말기에서 2개 이상의 신호가 서로 간섭하지 않는 안테나 정합회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an antenna matching circuit in which two or more signals do not interfere with each other in a mobile communication terminal using a dual band antenna.
본 발명의 다른 목적은 방사성능, 반사 손실 등을 고려하여 최적의 신호를 수신할 수 있는 안테나 정합회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an antenna matching circuit capable of receiving an optimal signal in consideration of radiation performance, return loss, and the like.
본 발명의 또 다른 목적은 안테나는 주파수의 선택도가 우수한 안테나 정합회로를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an antenna matching circuit having an excellent frequency selectivity.
본 발명의 또 다른 목적은 외부의 잡음에 대하여 안정되며, 내부에서 불요파가 발생하지 않는 안테나 정합회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an antenna matching circuit which is stable against external noise and does not generate an unwanted wave therein.
본 발명의 또 다른 목적은 잡음이 방사되어 다른 이동통신 단말에 영향을 끼치지 않는 안테나 정합회로를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an antenna matching circuit in which noise is radiated so as not to affect other mobile communication terminals.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시 예에 따른 장치는 듀얼 밴드를 사용하는 이동통신 시스템에서 안테나 정합회로로서, 안테나와 연결되는 급전선과 상기 이동통신 시스템의 무선 회로간 직렬 연결되며 고주파 신호 및 저주파 신호에 공통으로 임피던스 매칭되는 공통 매칭부와, 상기 공통 매칭부와 병렬로 연결되어 고주파 신호와 저주파 신호를 구분하고 이를 직렬 및 병렬 출력포트로 출력하는 다이플렉서와, 상기 다이플렉서의 고주파 신호 출력단과 접지 사이에 고주파 신호의 매칭을 수행하는 고주파 매칭회로와, 상기 다이플렉서의 저주파 신호 출력단과 접지 사이에 저주파 신호의 매칭을 수행하는 저주파 매칭회로로 구성됨을 특징으로 한다.The apparatus according to the first embodiment of the present invention for achieving the above object is an antenna matching circuit in a mobile communication system using a dual band, the feed line connected to the antenna and the wireless circuit of the mobile communication system is connected in series and high frequency A common matching unit which is commonly impedance-matched to the signal and the low frequency signal, a diplexer which is connected in parallel with the common matching unit to distinguish a high frequency signal and a low frequency signal and outputs them to serial and parallel output ports, and the diplexer And a low frequency matching circuit for matching a high frequency signal between the high frequency signal output terminal and the ground, and a low frequency matching circuit for matching the low frequency signal between the low frequency signal output terminal and the ground of the diplexer.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시 예에 따른 장치는 듀얼 밴드를 사용하는 이동통신 시스템에서 안테나 정합회로로서, 안테나와 연결되는 급전선으로부터 수신되는 고주파 신호 및 저주파 신호에 공통으로 임피던스 매칭되는공통 매칭부와, 상기 공통 매칭부와 상기 이동통신 시스템의 무선 회로와 직렬 연결되고 상기 공통 매칭부로부터 입력된 고주파 신호와 저주파 신호를 분리하여 각각 출력하는 다이플렉서와, 상기 다이플렉서의 고주파 출력단과 상기 이동통신 시스템의 무선 회로간 임피던스 매칭을 수행하는 고주파 매칭회로와, 상기 다이플렉서의 저주파 출력단과 상기 이동통신 시스템의 무선 회로간 임피던스 매칭을 수행하는 저주파 매칭회로로 구성됨을 특징으로 한다.An apparatus according to a second embodiment of the present invention for achieving the above object is an antenna matching circuit in a mobile communication system using a dual band, impedance matching in common to the high frequency signal and low frequency signal received from a feed line connected to the antenna A common multiplexing unit, a diplexer connected in series with the common matching unit and a wireless circuit of the mobile communication system, for dividing and outputting a high frequency signal and a low frequency signal input from the common matching unit; A high frequency matching circuit performing impedance matching between a high frequency output terminal and a wireless circuit of the mobile communication system, and a low frequency matching circuit performing impedance matching between the low frequency output terminal of the diplexer and the wireless circuit of the mobile communication system. do.
도 1a 및 도 b는 일반적인 이동통신 단말에 사용되는 안테나의 사시도와 그 정합 회로의 블록 구성도,1A and B are a perspective view of an antenna used in a general mobile communication terminal and a block diagram of a matching circuit thereof;
도 2는 본 발명에 따른 다이플렉서가 안테나의 급전선에 병렬로 구성된 안테나 정합회로의 상세 회로도,2 is a detailed circuit diagram of an antenna matching circuit in which a diplexer according to the present invention is configured in parallel to a feed line of an antenna;
도 3은 본 발명에 따라 다이플렉서가 안테나의 급전선에 직렬로 구성된 안테나 정합회로의 상세 회로도.3 is a detailed circuit diagram of an antenna matching circuit in which a diplexer is configured in series with a feed line of an antenna in accordance with the present invention.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것을 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, specific details such as specific components are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and it is understood that these specific matters may be modified or changed within the scope of the present invention. It is self-evident to those of ordinary knowledge in Esau.
도 2는 본 발명에 따른 다이플렉서가 안테나의 급전선에 병렬로 구성된 안테나 정합 회로의 상세 회로도이다. 이하 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 안테나 정합회로의 구성 및 그 동작에 대하여 상세히 설명한다.2 is a detailed circuit diagram of an antenna matching circuit in which a diplexer according to the present invention is configured in parallel to a feed line of an antenna. Hereinafter, the configuration and operation of the antenna matching circuit according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.
안테나(ANT)와 연결되는 급전선(201)은 제1공통 정합부(202)와 제2공통 정합부(203)를 통해 이동통신 단말기의 내부 회로와 연결된다. 상기 제1공통 정합부(202)와 제2공통 정합부(203)는 일반적으로 안테나로부터 수신된 신호의 매칭회로에 사용되는 수동소자인 캐패시터와 인덕터로 구성된다. 상기 도 2에는 제1공통 정합부(202)에는 제1캐패시터(C1)와 제1인덕터(L1)가 병렬로 연결되도록 구성하였으며, 제2공통 정합부(202)에는 제2캐패시터(C2)와 제2인덕터(L2)가 병렬로 연결되도록 구성하였다. 또한 상기 제1공통 정합부(202)와 제2공통 정합부(203) 사이의 접점은 다이플렉서(204)의 안테나 포트(ANT PORT)와 연결된다. 상기 다이플렉서(204)는 2개의 병렬 대역통과 필터와 등가로 구성할 수 있다. 즉, 상기 다이플렉서(204)로 입력된 2개의 신호 중 고주파에 해당하는 신호만을 통과하도록 구성된 대역통과 필터와 저주파에 해당하는 신호만을 통과하도록 구성된 대역통과 필터로 구성할 수 있다. 따라서 저주파의 신호가 통과하여 출력되는 저주파 포트(Low Frequency Port)와 고주파 신호가 통과하여 출력되는 고주파 포트(High Frequency Port)를 구비한다. 상기 저주파 포트는 저주파 정합회로(205)를 통해 접지되며, 고주파 포트는 고주파 정합회로(206)를 통해 접지된다.The feed line 201 connected to the antenna ANT is connected to the internal circuit of the mobile communication terminal through the first common matching unit 202 and the second common matching unit 203. The first common matching unit 202 and the second common matching unit 203 are generally composed of a capacitor and an inductor, which are passive elements used in a matching circuit of a signal received from an antenna. In FIG. 2, a first capacitor C1 and a first inductor L1 are connected to the first common matching unit 202 in parallel, and a second capacitor C2 is connected to the second common matching unit 202. The second inductor (L2) was configured to be connected in parallel. In addition, the contact between the first common matching unit 202 and the second common matching unit 203 is connected to the antenna port (ANT PORT) of the diplexer 204. The diplexer 204 may be equivalent to two parallel bandpass filters. That is, a bandpass filter configured to pass only a signal corresponding to a high frequency of two signals input to the diplexer 204 may be configured as a bandpass filter configured to pass only a signal corresponding to a low frequency. Therefore, a low frequency port through which a low frequency signal passes and is output, and a high frequency port through which a high frequency signal passes and is output. The low frequency port is grounded through the low frequency matching circuit 205, and the high frequency port is grounded through the high frequency matching circuit 206.
그러면 상기한 구성에 따라 고주파와 저주파로 구분하여 상기 회로의 동작 상태를 살펴본다. 여기서 고주파 신호란 상기 이동통신 시스템에서 로밍 서비스가 제공될 경우 서로 다른 두 서비스 중 높은 대역의 신호를 말하며, 저주파 신호란 상기 서로 다른 두 서비스 중 낮은 대역의 신호를 말한다. 따라서 이동통신 단말이 원래 서비스 받는 신호는 저주파 대역의 신호일 수도 있고, 고주파 대역의 신호일 수도 있다.Then, the operation state of the circuit will be described by dividing it into high frequency and low frequency according to the above configuration. Here, the high frequency signal refers to a signal of a higher band among two different services when a roaming service is provided in the mobile communication system, and the low frequency signal refers to a signal of a lower band among the two different services. Therefore, the signal originally serviced by the mobile communication terminal may be a low frequency signal or a high frequency signal.
먼저 고주파 대역의 신호가 입력되는 경우에 대하여 살펴본다. 상기 고주파 신호는 상기 제1공통 정합부(202)를 통해 상기 제2공통 정합부(203) 및 상기 다이플렉서(204)로 입력된다. 상기 다이플렉서(204)는 상기 입력된 신호 중 원하는 고주파 신호만 고주파 포트로 출력한다. 그러면 상기 고주파 매칭회로(206)와 상기 제1공통 정합부(202) 및 제2공통 정합부(203)를 통해 원하는 고주파 신호에 대한 임피던스 매칭이 이루어진다. 이때 상기 다이플렉서(204)에 존재하는 내부 저항, 캐패시턴스 및 인덕턴스 값이 고려되어 상기 고주파 매칭회로(206)를 구성한다. 그러면 상기한 구성을 통해 원하는 고주파 신호에 대하여 임피던스 매칭이 효율적으로 이루어진다. 따라서 수신된 신호의 복조를 원활히 할 수 있으며, 상기 원하는 주파수 대역의 선택도를 높일 수 있다.First, a case in which a signal of a high frequency band is input will be described. The high frequency signal is input to the second common matcher 203 and the diplexer 204 through the first common matcher 202. The diplexer 204 outputs only a desired high frequency signal among the input signals to the high frequency port. Then, impedance matching with respect to a desired high frequency signal is performed through the high frequency matching circuit 206, the first common matching unit 202, and the second common matching unit 203. At this time, the internal resistance, capacitance, and inductance values present in the diplexer 204 are considered to form the high frequency matching circuit 206. Then, through the above configuration, impedance matching is efficiently performed on a desired high frequency signal. Therefore, demodulation of the received signal can be performed smoothly, and the selectivity of the desired frequency band can be increased.
다음으로 저주파 신호에 대하여 살펴본다. 상기 저주파 신호는 상기 제1공통 정합부(202)를 통해 상기 제2공통 정합부(203) 및 상기 다이플렉서(204)로 입력된다. 상기 다이플렉서(204)는 전술한 바와 같이 저주파 필터와 고주파 필터가 병렬로 연결된 것과 동일한 동작을 수행하므로 상기 입력된 신호 중 원하는 저주파 신호만 저주파 포트로 출력한다. 그러면 상기 저주파 매칭회로(205)와 상기 제1공통 정합부(202) 및 제2공통 정합부(203)를 통해 원하는 저주파 신호에 대한 임피던스 매칭이 이루어진다. 이때 상기 다이플렉서(204)에 존재하는 내부 저항, 캐패시턴스 및 인덕턴스 값이 고려되어 상기 저주파 매칭회로(205)를 구성한다. 그러면 상기한 구성을 통해 원하는 저주파 신호에 대하여 임피던스 매칭이 효율적으로 이루어진다. 따라서 수신된 신호의 복조를 원활히 할 수 있으며, 상기 원하는 주파수 대역의 선택도를 높일 수 있다.Next, the low frequency signal will be described. The low frequency signal is input to the second common matcher 203 and the diplexer 204 through the first common matcher 202. As described above, since the diplexer 204 performs the same operation as the low frequency filter and the high frequency filter connected in parallel, only the desired low frequency signal among the input signals is output to the low frequency port. Then, impedance matching with respect to a desired low frequency signal is performed through the low frequency matching circuit 205, the first common matching unit 202, and the second common matching unit 203. At this time, the internal resistance, capacitance, and inductance values present in the diplexer 204 are considered to form the low frequency matching circuit 205. Then, through the above configuration, impedance matching is efficiently performed on the desired low frequency signal. Therefore, demodulation of the received signal can be performed smoothly, and the selectivity of the desired frequency band can be increased.
이와 같이 원하는 신호에 따른 임피던스 매칭이 이루어진 신호는 이동통신 단말기의 내부로 입력된다. 또한 상기 저주파 매칭회로(205)와 고주파매칭회로(206)를 구현할 때 방사 성능 및 방사 손실 등을 함께 고려하며 동시에 인체 유해도를 고려하여 소자를 선택하면, 방사 성능 및 방사 손실을 줄일 수 있으며, 인체 유해도를 줄일 수 있다.In this way, the impedance matching signal according to the desired signal is input into the mobile communication terminal. In addition, when the low frequency matching circuit 205 and the high frequency matching circuit 206 are implemented, the radiation performance and the radiation loss are considered together, and at the same time, when the device is selected in consideration of the human hazard, the radiation performance and the radiation loss can be reduced. It can reduce the harmfulness of human body.
도 3은 본 발명에 따라 다이플렉서가 안테나의 급전선에 직렬로 구성된 안테나 정합회로의 상세 회로도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 정합회로의 구성 및 동작에 대하여 상세히 설명한다.3 is a detailed circuit diagram of an antenna matching circuit in which a diplexer is configured in series with a feed line of an antenna according to the present invention. Hereinafter, the configuration and operation of the matching circuit according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.
안테나(ANT)와 연결되는 급전선(300)은 제2공통 정합부(302)를 통해 다이플렉서(304)의 안테나 포트(ANT Port)와 연결된다. 또한 상기 급전선(300)은 제1공통 정합부(301)를 통해 접지된다. 그리고 상기 다이플렉서(304)의 안테나 포트와 상기 제2공통 정합부(302)간 접점은 제3공통 정합부(303)를 통해 접지된다. 상기한 제1공통 정합부(301)와 제2공통 정합부(302) 및 제3공통 정합부(303)는 각각 인덕터들(L1, L2, L3)과 캐패시터들(C1, C2, C3)로 구성된다.The feeder line 300 connected to the antenna ANT is connected to the antenna port of the diplexer 304 through the second common matching unit 302. In addition, the feed line 300 is grounded through the first common matching unit 301. The contact between the antenna port of the diplexer 304 and the second common matching unit 302 is grounded through the third common matching unit 303. The first common matching unit 301, the second common matching unit 302, and the third common matching unit 303 are inductors L1, L2, L3, and capacitors C1, C2, and C3, respectively. It is composed.
상기 다이플렉서(304)는 전술한 바와 같이 저주파 필터와 고주파 필터가 병렬로 연결된 것과 동일한 동작을 수행한다. 따라서 상기 다이플렉서(304)는 상기 입력된 신호 중 원하는 저주파 신호만 필터링하여 저주파 포트로 출력하며, 동시에 원하는 고주파 신호만을 필터링하여 고주파 포트로 출력한다. 따라서 상기 다이플렉서(304)의 상기 고주파 포트는 고주파 정합부(305)와 연결되며, 상기 저주파 포트는 저주파 정합부(306)와 연결된다. 그리고 상기 고주파 정합부(305)와 저주파 정합부(306)의 출력단은 서로 와이어드(Wired)되어 이동통신 단말의 내부로 입력된다. 또한 상기 고주파 정합부(305)와 저주파 정합부(306) 또한 수동 소자인 인덕터들(L4, L5)과 캐패시터들(C4, C5)로 구성된다.As described above, the diplexer 304 performs the same operation as that of the low frequency filter and the high frequency filter connected in parallel. Therefore, the diplexer 304 filters only the desired low frequency signals among the input signals and outputs them to the low frequency port, and simultaneously outputs only the desired high frequency signals to the high frequency port. Accordingly, the high frequency port of the diplexer 304 is connected to the high frequency matching part 305, and the low frequency port is connected to the low frequency matching part 306. The output terminals of the high frequency matching unit 305 and the low frequency matching unit 306 are wired to each other and are input into the mobile communication terminal. In addition, the high frequency matching unit 305 and the low frequency matching unit 306 also include passive elements inductors L4 and L5 and capacitors C4 and C5.
그러면 상기한 구성에 따라 고주파 신호와 저주파 신호가 입력되는 경우로 구분하여 상기 회로의 동작 상태를 살펴본다. 여기서 고주파 신호와 저주파 신호는 상기 도 2의 설명에서와 같다.Then, the operation state of the circuit will be described by dividing it into a case where a high frequency signal and a low frequency signal are input according to the above configuration. Here, the high frequency signal and the low frequency signal are the same as in the description of FIG. 2.
먼저 고주파 대역의 신호가 입력되는 경우에 대하여 살펴본다. 상기 고주파 신호는 상기 제1공통 정합부(301) 내지 제3공통 정합부(303)를 통해 다이플렉서(304)로 입력된다. 상기 다이플렉서(204)는 상기 입력된 신호 중 원하는 고주파 신호만 고주파 포트로 출력한다. 그러면 상기 고주파 매칭회로(305)와 상기 제1공통 정합부(301) 내지 제3공통 정합부(303)를 통해 원하는 고주파 신호에 대한 임피던스 매칭이 이루어진다. 이때 상기 다이플렉서(304)에 존재하는 내부 저항, 캐패시턴스 및 인덕턴스 값이 고려되어 상기 고주파 매칭회로(206)를 구성한다. 그러면 상기한 구성을 통해 원하는 고주파 신호에 대하여 임피던스 매칭이 효율적으로 이루어진다. 따라서 수신된 신호의 복조를 원활히 할 수 있으며, 상기 원하는 주파수 대역의 선택도를 높일 수 있다.First, a case in which a signal of a high frequency band is input will be described. The high frequency signal is input to the diplexer 304 through the first common matching unit 301 to the third common matching unit 303. The diplexer 204 outputs only a desired high frequency signal among the input signals to the high frequency port. Then, impedance matching with respect to a desired high frequency signal is performed through the high frequency matching circuit 305 and the first common matching unit 301 to the third common matching unit 303. At this time, the internal resistance, capacitance, and inductance values present in the diplexer 304 are considered to configure the high frequency matching circuit 206. Then, through the above configuration, impedance matching is efficiently performed on a desired high frequency signal. Therefore, demodulation of the received signal can be performed smoothly, and the selectivity of the desired frequency band can be increased.
다음으로 저주파 신호에 대하여 살펴본다. 상기 저주파 신호 또한 상기 제1공통 정합부(301) 내지 상기 제3공통 정합부(303)를 통해 상기 다이플렉서(304)로 입력된다. 상기 다이플렉서(304)는 전술한 바와 같이 저주파 필터와 고주파 필터가 병렬로 연결된 것과 동일한 동작을 수행하므로 상기 입력된 신호 중 원하는 저주파 신호만 저주파 포트로 출력한다. 그러면 상기 저주파 매칭회로(306)와 상기 제1공통 정합부(301) 내지 제3공통 정합부(303)를 통해 원하는 저주파 신호에 대한 임피던스 매칭이 이루어진다. 이때 상기 다이플렉서(304)에 존재하는 내부 저항, 캐패시턴스 및 인덕턴스 값이 고려되어 상기 저주파 매칭회로(306)를 구성한다. 그러면 상기한 구성을 통해 원하는 저주파 신호에 대하여 임피던스 매칭이 효율적으로 이루어진다. 따라서 수신된 신호의 복조를 원활히 할 수 있으며, 상기 원하는 주파수 대역의 선택도를 높일 수 있다. 이와 같이 원하는 신호에 따른 임피던스 매칭이 이루어진 신호는 이동통신 단말기의 내부로 입력된다.Next, the low frequency signal will be described. The low frequency signal is also input to the diplexer 304 through the first common matching unit 301 to the third common matching unit 303. Since the diplexer 304 performs the same operation as the low frequency filter and the high frequency filter connected in parallel as described above, only the desired low frequency signal among the input signals is output to the low frequency port. Then, impedance matching with respect to a desired low frequency signal is performed through the low frequency matching circuit 306 and the first common matching unit 301 to the third common matching unit 303. At this time, the internal resistance, capacitance, and inductance values present in the diplexer 304 are considered to configure the low frequency matching circuit 306. Then, through the above configuration, impedance matching is efficiently performed on the desired low frequency signal. Therefore, demodulation of the received signal can be performed smoothly, and the selectivity of the desired frequency band can be increased. In this way, the impedance matching signal according to the desired signal is input into the mobile communication terminal.
또한 상기 저주파 매칭회로(205)와 고주파 매칭회로(206)를 구현할 때 방사 성능 및 방사 손실 등을 함께 고려하며 동시에 인체 유해도를 고려하여 소자를 선택하면, 방사 성능 및 방사 손실을 줄일 수 있으며, 인체 유해도를 줄일 수 있다.In addition, when the low frequency matching circuit 205 and the high frequency matching circuit 206 are implemented, the radiation performance and the radiation loss are considered together, and at the same time, when the device is selected in consideration of the human hazard, the radiation performance and the radiation loss can be reduced. It can reduce the harmfulness of human body.
상술한 바와 같이 구성할 경우 듀얼밴드 주파수대역에 서로 다른 주파수 대역의 신호와 매칭되므로 수신되는 신호의 복원이 용이해지는 이점이 있다. 또한 복원을 원하는 신호의 선택도(Q)가 높아지는 이점이 있다.In the configuration as described above, since the dual band frequency band matches signals of different frequency bands, there is an advantage of facilitating recovery of the received signal. In addition, there is an advantage that the selectivity (Q) of the signal to be restored is increased.
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