KR20050077987A

KR20050077987A - 이동통신단말기에서 버랙터 다이오드를 이용한 안테나정합장치

Info

Publication number: KR20050077987A
Application number: KR1020040006023A
Authority: KR
Inventors: 박경도
Original assignee: 에스케이텔레텍주식회사
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-04

Abstract

이동통신단말기에서 버랙터 다이오드를 이용한 안테나 정합장치가 제공된다. 본 발명은 안테나를 구비한 이동통신단말기에 있어서, 안테나와 연결되어 송수신 주파수에 따라 안테나 정합을 수행하기 위한 정합회로, 캐소드는 상기 정합회로와 연결되고, 애노드는 그라운드에 연결된 버랙터 다이오드, 상기 버랙터 다이오드의 캐소드에 전압을 인가하여 동작하도록 하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 정합단에 버랙터 다이오드를 삽입하고 제어부의 PDM 신호를 이용하여 제어함으로써, 원하는 주파수 대역의 안테나 특성을 개선할 수 있는 장점이 있다.

Description

이동통신단말기에서 버랙터 다이오드를 이용한 안테나 정합장치 {Apparatus for matching antenna using varactor diode in mobile phone}

본 발명은 이동통신단말기의 안테나 정합장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티밴드 이동통신단말기에 사용가능하도록 버랙터(varactor) 다이오드를 이용한 안테나 정합장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신단말기의 안테나는 사용자와의 인접거리, 수신 대기모드, 통화모드, 그리고 하드핸드오프(Hard hand off) 등과 같은 상태에 따라 송수신 주파수 대역의 특성이 변화하기 때문에, 주변환경이나 송수신 상태에 따라 변환되는 송수신 주파수 대역에 따라 안테나를 정합시켜 주어야 한다.

한편, 최근 듀얼모드, 트라이모드등의 멀티밴드용 이동통신단말기가 출시되고 있다. 이들 멀티밴드용 이동통신단말기는 CDMA, PCS, GPS, GSM 등의 각각 다른 주파수 대역을 사용하는 통신방식을 모두 사용할 수 있게 된다.

종래 사용되고 있는 이동통신단말기는 하나의 고정된 정합회로를 이용하여 멀티밴드에 사용되도록 설계되었다. 하지만, 이러한 방법으로는 주파수 밴드가 다양한 멀티밴드용 안테나에 대해 적절한 정합 특성을 구현하기가 매우 어려운 단점이 있다. 따라서, 최근 주목받고 있는 분야인 SAR, GPS 등의 안테나와 관련있는 기술 특성을 개선하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 입력전압에 대해 커패시턴스가 가변되는 특성을 갖는 버랙터 다이오드를 이용하여 사용하는 주파수 대역에서 최적화된 정합특성을 구현하는 이동통신단말기의 정합장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안테나를 구비한 이동통신단말기에 있어서, 안테나와 연결되어 송수신 주파수에 따라 안테나 정합을 수행하기 위한 정합회로, 캐소드는 상기 정합회로와 연결되고, 애노드는 그라운드에 연결된 버랙터 다이오드, 상기 버랙터 다이오드의 캐소드에 전압을 인가하여 동작하도록 하는 제어부를 포함한다.

상기 정합회로는 일측은 안테나와 연결되고, 타측은 제 1저항과 연결된 제 1캐패시터, 일측은 제 1캐패시터와 연결되고, 타측은 제 2저항과 연결된 제 1저항,일측은 제 1저항과 연결되고, 타측은 제 4캐패시터와 연결된 제 2저항, 일측은 제 2저항과 연결되고, 타측은 듀플렉서와 연결된 제 4캐패시터, 일측은 제 1캐패시터와 제 1저항 사이에 연결되고, 타측은 그라운드에 연결된 제 2캐패시터, 일측은 제 1저항과 제 2저항 사이에 연결되고, 타측은 버랙터(varactor) 다이오드의 캐소드와 연결된 제 3캐패시터를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제어부는 피디엠(PDM) 신호를 버랙터 다이오드에 인가하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이동통신단말기의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다. 이동통신단말기는 입력부(110), 표시부(120), 메모리(130), 제어부(140), 무선회로부(150), 아날로그 음성처리부(160), 안테나(170) 등을 포함한다.

입력부(110)는 키패드, 조그셔틀, 포인트스틱, 터치스크린 등 다양한 소자가 사용될 수 있으며, 사용자가 원하는 기능을 선택하거나 정보를 입력할 때 사용된다.

표시부(120)는 사용자에게 여러 가지 정보를 보여주기 위한 것으로, LCD(Liquid Crystal Display)가 주로 사용된다.

메모리(130)는 이동통신단말기가 동작하는데 필요한 프로그램과 데이터를 저장하고 있으며, EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 플래시 메모리 등 다양한 소자가 사용될 수 있다.

제어부(140)는 이동통신단말기의 전체 동작을 제어하는 역할을 한다. 제어부(140)는 마이크로프로세서나 DSP(Digital Signal Processor) 등으로 이루어질 수 있다. 제어부(140)에는 또한 무선회로부(150)로부터의 기저대역신호의 처리를 위한 기저대역신호처리회로가 포함되어 있다. 본 발명의 일실시예에서 제어부(140)는 버랙터 다이오드(220)의 캐소드에 전압을 인가하여 동작하도록 한다. 더욱 상세하게는 PDM(Pulse Density Modulation) 신호를 인가함으로써 소정의 전압이 버랙터 다이오드(220)에 인가되는 효과를 발생시킨다.

무선회로부(150)는 무선으로 기지국과 음성 및 제어 정보를 주고받을 수 있도록 하기 위한 회로이다. 외부의 이동통신단말기가 발송하는 호신호를 안테나를 통하여 수신하고 이를 제어부(140)에 전송하거나, 메모리(130)에 저장되어 있는 데이터를 안테나를 통해 발신자의 이동통신단말기에 전송하는 기능을 수행한다.

아날로그 음성처리부(160)는 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하고 증폭하여 스피커(SP)로 출력하거나, 마이크(MIC)로부터의 음성신호를 증폭하고 디지털신호로 변환하는 역할을 한다.

안테나(170)는 무선 주파수를 송수신한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 안테나 정합장치의 회로도이다. 안테나 정합장치는 안테나(170), 캐패시터(C1, C2, C3, C4), 저항(R1, R2), 듀플렉서(210), 버랙터 다이오드(220) 등으로 이루어진다.

도 2에서 보는 바와 같이, C1의 일측은 안테나(170)와 연결되고, 타측은 R1과 연결된다. R1의 일측은 C1과 연결되고, 타측은 R2와 연결된다. R2의 일측은 R1과 연결되고, 타측은 C4와 연결된다. C4의 일측은 R2와 연결되고, 타측은 듀플렉서(210)와 연결된다. C2의 일측은 C1과 R1 사이에 연결되고, 타측은 그라운드에 연결된다. C3의 일측은 R1과 R2 사이에 연결되고, 타측은 버랙터 다이오드(220)의 캐소드와 연결된다. 버랙터 다이오드(220)의 캐소드는 C3와 연결되고, 애노드는 그라운드에 연결된다.

도 2에서 버랙터 다이오드(220)를 제외한 나머지 부분은 종래 일반적인 정합회로를 나타낸다. 따라서, 본 발명에서 버랙터 다이오드(220)는 도 2의 실시예뿐만 아니라 다른 구조를 갖는 일반적인 정합회로와도 연결되어 사용될 수 있다.

도 3은 버랙터 다이오드(220)의 특성곡선을 나타낸 도면이다. 도 3에서 보는 바와 같이 버랙터 다이오드(220)는 양단에 걸리는 입력전압에 반비례하여 커패시턴스가 변하는 특성이 있다. 즉, 높은 전압이 걸리면 낮은 커패시턴스값을 갖고, 낮은 전압이 걸리면 높은 커패시턴스 값을 갖는다. 이러한 특성을 이용하여 정합장치의 공진 주파수를 변화시킬 수 있고, 원하는 주파수 대역에서 적절히 동작하도록 제어가 가능하다.

본 발명의 일실시예에서 버랙터 다이오드(220)에 인가되는 입력전압은 제어부(140)에서 제어한다. 제어부(140)는 PDM 신호를 버랙터 다이오드(220)의 캐소드에 인가한다. PDM 신호는 미세하게 조정이 가능하므로, 이를 이용하여 정합회로를 적절히 제어할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정합단에 버랙터 다이오드를 삽입하고 제어부의 PDM 신호를 이용하여 제어함으로써, 원하는 주파수 대역의 안테나 특성을 개선할 수 있는 장점이 있다. 특히, 멀티밴드용 이동통신단말기에 매우 유용할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이동통신단말기의 내부구조를 보여주는 내부구성도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 안테나 정합장치의 회로도이다.

도 3은 버랙터 다이오드의 특성곡선을 나타낸 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110: 입력부 120: 표시부

130: 메모리 140: 제어부

150: 무선회로부 160: 아날로그 음성처리부

170: 안테나

Claims

안테나를 구비한 이동통신단말기에 있어서,

안테나와 연결되어 송수신 주파수에 따라 안테나 정합을 수행하기 위한 정합회로;

캐소드는 상기 정합회로와 연결되고, 애노드는 그라운드에 연결된 버랙터(varactor) 다이오드;

상기 버랙터 다이오드의 캐소드에 전압을 인가하여 동작하도록 하는 제어부

를 포함하는 이동통신단말기의 정합장치.
제 1항에 있어서, 상기 정합회로는

일측은 안테나와 연결되고, 타측은 제 1저항과 연결된 제 1캐패시터;

일측은 제 1캐패시터와 연결되고, 타측은 제 2저항과 연결된 제 1저항;

일측은 제 1저항과 연결되고, 타측은 제 4캐패시터와 연결된 제 2저항;

일측은 제 2저항과 연결되고, 타측은 듀플렉서와 연결된 제 4캐패시터;

일측은 제 1캐패시터와 제 1저항 사이에 연결되고, 타측은 그라운드에 연결된 제 2캐패시터;

일측은 제 1저항과 제 2저항 사이에 연결되고, 타측은 버랙터 다이오드의 캐소드와 연결된 제 3캐패시터

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 정합장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제어부는 버랙터 다이오드의 커패시턴스가 원하는 커패시턴스가 되도록 하는 피디엠(PDM) 신호를 버랙터 다이오드에 인가하는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 정합장치.