KR20050024090A - Method and Apparaus for Gain Convertering of Antenna In Mobile Phone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 휴대폰에 있어서 안테나의 이득변환회로에 관한것으로, 특히 휴대폰의 인체의 감지여부에 따라 통화대기상태와 통화상태에 맞는 안테나의 매칭를 설정하므로써 상태에 따라 송.수신상태를 개선시킬수 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 전자파가 인체에 미치는 악영향을 최소화 시킬수 있는 휴대폰에 있어서 안테나 이득변환제어방법 및 장치에 관한것이다.The present invention relates to a gain conversion circuit of an antenna in a mobile phone, and in particular, by setting matching of a call waiting state and an antenna suitable for a call state according to whether the human body of the mobile phone is sensed, it is possible to improve the transmission and reception state according to the state. The present invention relates to an antenna gain conversion control method and apparatus for a mobile phone which can minimize the adverse effects of electromagnetic waves on the human body as needed.
일반적으로 휴대폰에서 대기상태와 통화상태에서 안테나의 이득률은 다르다. 그 이유는 휴대폰의 안테나의 매칭은 하나의 상태를 가지나 통화상태에서는 휴대폰이 사용자의 신체의 어떤 부분이던 근접 또는 접촉을 하기 때문에 신체의 접촉여부에 따라 안테나의 이득률이 크게 변화하게 된다. 즉 ,안테나의 이득률의 변화란 통신에 있어 송.수신상태에 나쁜 영향을 끼치게 된다. 그리고 통화상태에서 휴대폰이 신체와 접촉시는 안테나로 부터 전자파 복사가 일어나는 것으로 알려져 있다. 상기 안테나로 부터 복사된 전자파는 인체에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 도 있다는 문제가 제기 되고 있다. 이에 따라 인체의 접촉 영향에 따라 안테나 이득률의 변화를 줄여 송수신 품질을 향상시키고 동시에 인체에 미치는 영향도 감소시키는 방법이 필요하다.In general, the gain ratio of an antenna is different in a standby state and a call state in a mobile phone. The reason is that the matching of the antenna of the mobile phone has one state, but in the call state, the gain ratio of the antenna varies greatly depending on the contact of the body because the mobile phone is in close proximity or contact with any part of the user's body. In other words, the change in the gain ratio of the antenna has a bad effect on the transmission and reception state in the communication. It is also known that electromagnetic radiation is generated from the antenna when the mobile phone contacts the body in a call state. The problem has been raised that the electromagnetic radiation radiated from the antenna may adversely affect the human body. Accordingly, there is a need for a method of improving the transmission / reception quality and reducing the effect on the human body by reducing the change in antenna gain ratio according to the human body's contact effect.
따라서 본 발명의 목적은 통화 대기상태와 통화상태에 맞는 안테나 매칭을 설정하여 송.수신율의 개선과 필요에 따라 전자파가 인체에 미치는 영향을 최소화시킬수 있도록 하는 안테나 이득률을 가질수 있는 방법 및 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for setting an antenna matching for a call waiting state and a call state to improve the transmission / reception rate and to have an antenna gain ratio for minimizing the effect of electromagnetic waves on the human body as needed. Is in.
상기 목적을 수행하기 위한 본 발명은 휴대폰으로 부터 물체 또는 인체의 근접 또는 접촉에 따른 감지를 하는 과정과, The present invention for performing the above object is a process for detecting from the mobile phone according to the proximity or contact of the object or the human body,
상기 감지 값으로 부터 체크한 결과 그값이 물체 또는 인체임이 확인되면 통화대기 또는 통화에 따라 이득률이 다르게 설정되도록 안테나의 매칭을 제어하는 과정과,Controlling matching of the antennas such that the gain ratio is set differently according to the call waiting or the call when it is determined that the value is an object or a human body as a result of checking from the detected value;
상기 과정에서 발생되는 제어 값에 따라 안테나와의 매칭을 이루도록 하는 과정으로 구성된다. According to the control value generated in the process consists of a process to achieve matching with the antenna.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used to refer to the same elements even though they are shown in different drawings.
도 1은 본 발명의 휴대폰의 안테나의 이득률을 변화시키는 회로도로서, 1 is a circuit diagram for changing the gain ratio of the antenna of the mobile phone of the present invention.
센서부(111)는 핸드폰 사용자의 통화상태에서 인체(두부)로 부터 일정 거리 이상의 근접 또는 접촉의 상태를 감지한다.The sensor unit 111 detects a state of proximity or contact of a predetermined distance or more from the human body (head) in the call state of the mobile phone user.
콘트롤러(107)는 상기 센서부(111)의 인체(두부)로 부터 일정 거리 이상의 근접 또는 접촉의 상태를 감지 출력을 받아 처리에 의해 상기 안테나(ANT)의 이득률 변환을 위한 매칭용 선택 제어 신호를 발생한다.The controller 107 receives a sensing output of a state of proximity or contact of a predetermined distance or more from the human body (head) of the sensor unit 111 and processes the matching selection control signal for converting the gain ratio of the antenna ANT by processing. Occurs.
스위칭부(101)는 상기 안테나(ANT)와 연결되어 상기 콘트롤러(107)의 이득률 변환을 위한 정합 선택 제어 신호에 의해 스위칭된다. 여기서 스위치는 고주파나 마이크로파 대역에서 사용되는 통로(Path)제어스위치를 사용할수 있는 것으로 SOT패키지 형태로 6핀 또는 5핀으로 구성되어 있다. 6핀의 경우 2개의 제어단과 1개의 RF입력핀, 2개의 RF 출력단, 1개의 접지핀으로 구성된다.The switching unit 101 is connected to the antenna ANT and switched by a match selection control signal for converting the gain ratio of the controller 107. Here, the switch can use the path control switch used in the high frequency or microwave band, and is composed of 6-pin or 5-pin in the form of SOT package. In the case of 6-pin, it consists of two control stages, one RF input pin, two RF output stages, and one ground pin.
제1정합회로부(103)는 휴대폰이 대기모드 또는 통화가 연결된 직후의 상기 스위칭부(101)의 선택에 의해 안테나(ANT)로 부터 통화대기상태에서 여기 상태에 맞는 해당 이득률에 따라 변환되어 정합이 이루워진다. The first matching circuit unit 103 is converted from the antenna ANT according to the corresponding gain ratio corresponding to the excitation state from the antenna ANT by the selection of the switching unit 101 immediately after the cellular phone is in the standby mode or the call is connected. This is done.
제2정합회로부(105)는 통화모드에서 상기 스위칭부(101)의 선택에 의해 안테나(ANT)로 부터 사용자의 인체(두부)로 부터 일정 거리 이상의 근접 또는 접촉 상태에서 여기 상태에 맞는 해당 이득에 따라 변환되어 정합이 이루워진다.The second matching circuit section 105 is adapted to the corresponding gain corresponding to the excited state in the proximity or contact state over a certain distance from the user's body (head) from the antenna ANT by the selection of the switching unit 101 in the call mode. It is transformed accordingly to achieve a match.
도 2a, 2b는 통화 대기 모드 또는 통화가 연결된 직후의 도 1의 제 1정합회로(103)에서 정합을 위한 SWR을 N/W분석기로 측정한 특성도이다.2A and 2B are characteristic diagrams of measuring the SWR for matching with the N / W analyzer in the first matching circuit 103 of FIG. 1 immediately after a call waiting mode or a call is connected.
도 3a, 3b는 통화상태에서 사용자의 인체(두부)로 부터 일정 거리 이상으로 근접하거나 접촉시 도 1의 제2정합회로(105)에서 정합을 위한 SWR을 N/W분석기로 측정한 특성도이다.3A and 3B are characteristic diagrams of measuring SWR for N / W analyzer in the second matching circuit 105 of FIG. 1 when approaching or contacting a user over a predetermined distance from the human body (head) in a call state. .
도 4는 본 발명의 휴대폰의 안테나의 이득률을 변화시키는 흐름도로서,4 is a flowchart for changing the gain ratio of the antenna of the cellular phone of the present invention;
상기 휴대폰으로 부터 물체 또는 인체의 근접 또는 접촉에 따른 감지를 하는 과정과, A process of sensing from the mobile phone according to proximity or contact of an object or a human body;
상기 감지 값으로 부터 체크한 결과로부터 그값이 물체 또는 인체임이 확인되면 통화대기 또는 통화에 따라 이득률이 다르게 설정되도록 안테나의 매칭을 제어하는 과정으로 구성된다.When it is confirmed that the value is the object or the human body from the result of checking from the detected value, the process of controlling the matching of the antenna so that the gain rate is set differently according to the call waiting or the call.
따라서 본 발명의 구체적 일 실시예를 도 1에서 도 4의 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, Therefore, with reference to the accompanying drawings of Figure 1 to Figure 4 specific embodiment of the present invention in detail,
본 발명은 안테나(ANT)와의 매칭을 위해 개별적으로 정합부를 2개로 따로 두거나 또는 가변소자를 이용하여 정합을 이룰수 있도록 하되, 사용자의 인체의 근접 또는 접촉여부에 따라 안테나(ANT)의 이득률에 대해 다르도록 변화시키는 방향으로 안테나(ANT)의 정합이 설정된다.According to the present invention, two matching parts can be separately placed for matching with the antenna ANT, or the matching can be achieved using a variable element, but the gain ratio of the antenna ANT depends on the proximity or contact of the user's body. Matching of the antenna ANT is set in the changing direction so as to be different.
상기 휴대폰의 통화대기모드에서 센서부(111)는 인체의 접촉 또는 근접을 감지한다(301). 즉, 센서부(111)의 인체에 대한 감지는 구체적으로 정전용량에 의해 감지하는 방법 또는 체온에 의해 방법등 여러가지들이 사용되어 질수 있다. 본 발명은 공지된 이러한 방법들 중 하나를 이용할수도 있고, 아니면 또 다른 방법을 사용 할수도 있다. 상기 (301)과정에서 콘트롤러(107)는 감지값을 받아 그값이 인체의 접촉에 따른 값 인지를 확인한다(303).In the call standby mode of the mobile phone, the sensor unit 111 detects contact or proximity of the human body (301). That is, the detection of the human body of the sensor unit 111 may be used in various ways, such as a method of specifically detecting by a capacitance or a method by body temperature. The present invention may use one of these known methods, or may use another method. In step 301, the controller 107 receives the detected value and checks whether the value is a value according to the contact of the human body (303).
상기 인체로 부터 멀어지면 센서부(111)의 감지로 부터 멀리 이격되어 콘트롤러(107)는 스위칭부(101)를 제어하여 제1정합회로(103)를 선택하기 위한 제어값을 (305)과정에서 발생한다. 상기 제1정합회로(103)를 사용함에 따라 도 2A, 2B의 상태로 매칭이 된다. 이때 SWR(Standing-Wave Ratio)를 N/W분석기로 측정한 것으로 도 2B의 예와같이 나타나는데, 세로 축은 SWR의 세기를 나타내고, 가로 축은 주파수를 나타내는 것이다. 점선으로 원을 도시한 부분은 제1,2정합회로(103, 105)간에 차이의 비교에 따른 사용밴드를 나타낸 것이다. 도 2a, 2b에서는 방사특성도의 사용밴드(21,22)의 시작점 1로 부터 2,3,4을 거쳐 마지막점 5의 예에서 나타내고 있는 것이 도 3A,3B도 같은 지점에서의 비교를 위한 것이다. 상기 SWR은 상부로 부터 아래로 갈수록 전자파는 강하게 받게 되고, 위로 상승 할수록 전자파를 약하게 받는 것으로 알려져 있다. 결국, 여기서 아래로 떨어지면 안테나(ANT)로 가는 전자파는 강해지며, 상기 전자파가 강해질때 인체에 악영향을 미치지 않도록 하는 콘트롤러(111)의 제어로 제1정합회로(103)가 선택되며, 이에 따른 안테나(ANT)의 이득률이 달리 변화된다. When the distance from the human body is far away from the detection of the sensor unit 111, the controller 107 controls the switching unit 101 to select a control value for selecting the first matching circuit 103 in step 305 Occurs. As the first matching circuit 103 is used, matching is achieved in the states of FIGS. 2A and 2B. At this time, the SWR (Standing-Wave Ratio) was measured by an N / W analyzer, as shown in the example of FIG. 2B, where the vertical axis represents the strength of the SWR and the horizontal axis represents the frequency. The circled portion shown by the dotted line shows the use band according to the comparison of the difference between the first and second matching circuits 103 and 105. 2A and 2B are shown in the example of the last point 5 from the starting point 1 to the starting point 1 of the use bands 21 and 22 of the radiation characteristic diagram, and for the comparison at the same point in FIGS. 3A and 3B. . The SWR is known to receive strong electromagnetic waves from the top to the bottom, and weakly receive the electromagnetic waves as it goes up. As a result, the electromagnetic wave going to the antenna ANT becomes stronger when it falls down, and the first matching circuit 103 is selected by the control of the controller 111 so as not to adversely affect the human body when the electromagnetic wave is strengthened. The gain rate of (ANT) is changed differently.
한편, 상기 일정거리상(약 3~4cm 이하 거리)에서 근접 또는 인체(두부)의 접촉에 해당 되는 것으로 센서부(111)의 출력으로 부터 감지될시 콘트롤러(107)는 스위칭부(101)를 제어하여 제2정합회로(105)를 선택하기 위한 제어값을 (307)과정에서 발생한다. 상기 제2정합회로(105)를 사용함에 따라 도 3A, 3B의 상태로 매칭이 된다. 이는 통화상태에 따른 안테나(ANT)의 주변 전계 상황에 맞게 정합부를 선택하는 것으로 사용대역(31,32)의 시작점 1에서 2,3,4를 거쳐 마지막 점 5의 예처럼 표시되나 도 2B와 높 낮이의 차이를 비교하여 보면, 도 3B는 SWR을 기준으로 사용대역(21,31),(22,32)의 각점에서 휠쒼 높아진 것을 알수 있어 전파의 세기가 더욱 약하게 되어 결국,안테나(ANT)로 가는 전자파를 줄일수 있는 제2정합회로(105)의 선택에 의해 인체에 전자파에 의한 영향을 최소화 시킬수 있음을 알수 있다. 이는 휴대폰의 반사특성에 따라 차이가 있을수 있으나 원하는 특정 주파수에 대해서 안테나(ANT)의 이득률을 도 2A~2B, 도 3A~3B의 표시보다도 더 크게 차이를 둘수 있어 인위적으로 SAR값도 감쇄시킬수 있는 정합으로 인체(두부) 접촉시의 통화와 이어폰 통화 혹은 외부 스피커 통화시를 구별하여 적절한 정합으로 이득률 변화로 송.수신률을 개선시키며, 전자파가 제가된다.On the other hand, the controller 107 controls the switching unit 101 when detected from the output of the sensor unit 111 to correspond to the proximity or contact of the human body (head) in the predetermined distance (about 3 ~ 4cm or less distance). In step 307, a control value for selecting the second matching circuit 105 is generated. As the second matching circuit 105 is used, matching is achieved in the states of FIGS. 3A and 3B. This selects the matching part according to the electric field situation of the antenna ANT according to the call state and it is displayed as the example of the last point 5 through the starting point 1, 2, 3, 4 of the use bands 31 and 32, Comparing the difference in day, it can be seen that Figure 3B is significantly increased at each point of the use band (21, 31), (22, 32) on the basis of the SWR, the intensity of the radio wave becomes weaker, the antenna (ANT) It can be seen that the influence of the electromagnetic wave on the human body can be minimized by the selection of the second matching circuit 105 which can reduce the electromagnetic wave. Although this may vary depending on the reflection characteristics of the mobile phone, the gain of the antenna ANT may be significantly larger than that shown in FIGS. 2A to 2B and 3A to 3B for a specific frequency, which may artificially reduce the SAR value. The matching distinguishes the call when the human body (head) contacts with the earphone call or the external speaker call, and improves the transmission / reception rate by changing the gain rate by appropriate matching.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다른 회로도로써,도 1에서 스위칭부(101)과 제1,2정합회로(103,105)를 없애고, 가변정합회로(501)를 두워 콘트롤러(107)에 의해 안테나(ANT)의 이득률 조정을 위한 정합 선택 제어값이 제공된다. 상기 안테나(ANT)의 이득률 조정을 위한 정합 선택 제어값은 센서부(111)에서 인체로 부터 근접 및 접촉 또는 이와 아닌상태를 감지한 값에 의해 발생된다. FIG. 5 is another circuit diagram according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 1, the switching unit 101 and the first and second matching circuits 103 and 105 are removed, and the variable matching circuit 501 is placed so that the controller 107 is used to control the antenna. A match selection control value is provided for adjusting the gain ratio of (ANT). The matching selection control value for adjusting the gain ratio of the antenna ANT is generated by a value detected by the sensor unit 111 from the human body and near or in contact with or not.
상기한 바와같이 가변정합회로(501)을 사용함므로써 안테나(ANT)의 이득률 변화를 콘트롤러(107)의 제어로 단순한 선택적 개념이 아니라 정밀하게 선형적으로 조정할수 있으므로 이득률의 변화로 송.수신률이 개선, 물론 전자파를 제거 할수 있다.As described above, since the variable matching circuit 501 is used, the change in the gain ratio of the antenna ANT can be precisely and linearly adjusted by the control of the controller 107 instead of a simple selective concept. This improvement, of course, can eliminate electromagnetic waves.
상술한 바와같이 본 발명은 인체로 부터 근접 또는 접촉에 따라 통화 대기상태와 통화상태에 맞는 안테나 매칭을 설정하여 송.수신율의 개선과 필요에 따라 전자파가 인체에 미치는 영향을 최소화시킬수 있도록 하는 안테나 이득률을 가질수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention sets an antenna matching suitable for a call waiting state and a call state according to proximity or contact from a human body, thereby improving antenna transmission and reception and minimizing the effect of electromagnetic waves on the human body as necessary. There is an advantage to have a rate.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회로도 1 is a circuit diagram according to an embodiment of the present invention
도 2a, 2b는 통화대기 모드 또는 통화가 연결된 직후의 도 1의 제 1정합회로(103)에서 정합을 위한 SWR을 N/W분석기로 측정한 특성도2A and 2B are characteristic diagrams of measuring the SWR for matching with the N / W analyzer in the first matching circuit 103 of FIG. 1 immediately after a call waiting mode or a call is connected.
도 3a, 3b는 통화상태에서 사용자의 인체(두부)로 부터 일정 거리 이상으로 근접하거나 접촉시 도 1의 제2정합회로(105)에서 정합을 위한 SWR을 N/W분석기로 측정한 특성도3A and 3B are characteristics diagrams of measuring the SWR for N / W analyzer in the second matching circuit 105 of FIG. 1 when approaching or contacting the user's body (head) over a predetermined distance in a call state.
도 4는 본 발명의 휴대폰의 안테나의 이득률을 변화시키는 흐름도Figure 4 is a flow chart for changing the gain ratio of the antenna of the mobile phone of the present invention
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로도 5 is a circuit diagram according to another embodiment of the present invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |