KR20090007969A

KR20090007969A - 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090007969A
Application number: KR1020070071225A
Authority: KR
Inventors: 김성기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2009-01-21

Abstract

본 발명은 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치 및 방법에 관한 것으로, 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치에 있어서 전원을 공급받은 수신 안테나를 통하여 소정의 기지국에서 수신한 신호의 전계 강도 레벨에 따라 수신 신호를 증폭시켜 출력하거나 바이패스 경로를 통해 바이패스 시켜 전송선로로 인한 신호 손실을 방지하여 휴대 단말기의 수신감도를 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기지국으로부터 신호를 수신하기 어려운 음영지역에 위치한 경우라도 전원을 공급받은 수신 안테나를 연결함으로써 수신 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.

휴대 단말기, 수신, 능동 안테나, 바이패스, 수신감도, 증폭, 전계

Description

휴대 단말기의 수신감도 개선 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING OF RECEIVE SENSITIVITY IN MOBILE PHONE}

본 발명은 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치 및 개선 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무선통신은 휴대 단말기와 기지국간의 무선링크를 통해 음성, 데이터 등을 교환한다. 이를 위해 휴대 단말기는 송신회로를 이용하여 데이터를 무선신호로 변환하여 안테나를 통해 방사하며, 수신회로를 이용하여 안테나로 수신되는 무선신호로부터 유효한 데이터를 추출한다.

휴대 단말기의 RF(Radio frequency)구조는 크게 수신부와 송신부로 구성되어, 수신부는 기지국으로부터 수신한 신호를 디지털신호로 변환하고, 송신부는 이동국 모뎀(MSM, Mobile Station Modem)으로부터 아날로그신호를 받아 파워(power)를 증폭시켜 기지국으로 송신하는 역할을 수행한다.

이러한 휴대 단말기의 송수신 장치에 대한 구성은 도 1에 도시 된 바와 같다.

도 1은 일반적인 휴대 단말기의 송수신 장치를 도시한 구성도로서, 송신부의 구성은 이동국 모뎀(10)으로부터 출력되는 아날로그신호를 통신규격에 따라 무선신 호로 변환하는 송신주파수 처리부(5)와, 변환된 송신 신호를 증폭하여 듀플렉서(1) 및 안테나(ATN)로 송신되도록 하는 증폭기(Power Amplifier, 이하 PA라 함.)(3)를 포함한다.

그리고, 수신부는 안테나(ATN) 및 듀플렉서(1)를 통해 수신 된 RF 수신 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier, 이하 LNA라함.)(7)와 증폭 된 수신 신호를 처리하는 수신 데이터처리부(9)를 포함한다.

이러한 휴대 단말기는 송신 신호 및 수신 신호는 주파수가 거의 동일하므로 하나의 안테나(ATN)를 공유한다. 이에 따라, 안테나(ATN)를 통해 수신된 무선신호는 듀플렉서(1)에 의해 송신 신호와 수신 신호로 분리되어 저잡증폭기(LNA)(7)로 입력하며, 증폭기(PA)(3)에서 증폭된 무선신호는 듀플렉서(1)에 의해 송신 신호와 수신 신호로 분리되어 안테나(ATN)를 통해 출력한다.

이와 같은 종래의 휴대 단말기 송수신장치에서는 로드 안테나(또는 휩 안테나), 헬리컬 안테나 등의 외장형 안테나를 많이 사용하고 있으나, 최근 들어, 휴대용 무선단말기가 점차 보급화 되어감에 따라 점차 소형화, 경박 단소화 되어감과 동시에 그 기능의 다양성이 더욱 부각되고 있는 실정이다.

따라서, 상기와 같은 소비자의 욕구를 만족시키기 위해서 기능을 유지 또는 향상시키면서도 단말기의 부피를 줄여야 하는데 역점을 두어 내장형 안테나(소위 '인터널 안테나' 또는 '인테나'라고 함)를 많이 사용하고 있다. 상기 내장형 안테나에는 예를 들어, PIFA(Planar Inverted-F Antenna)형 안테나와 FMA(folded monopole ant)형 안테나 등이 있다.

그런데, 로드 안테나(또는 휩 안테나), 헬리컬 안테나 등의 외장형 안테나나PIFA(Planar Inverted-F Antenna)형 안테나와 FMA(folded monopole ant)형 안테나 등의 내장형 안테나는 수동형이기 때문에 휴대 단말기의 성능에 절대적으로 의존하고 있다. 이러한 경우 휴대 단말기의 안테나 특성을 개선하였지만 좁은 대역폭과 전송선로에서 생기는 손실 또한 무시할 수 없으며, 그 특성이 수동적이기 때문에 휴대 단말기의 수신 감도 개선에는 어느 정도 한계가 있다.

본 발명은 전송선로로 인한 신호 손실을 방지하여 휴대 단말기의 수신감도를 개선하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 기지국으로부터 신호를 수신하기 어려운 음영지역에 위치한 경우라도 전원을 공급받은 수신 안테나를 연결함으로써 수신 성능을 개선하는데 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치에 있어서, 전원을 공급받아 소정의 기지국에서 전송한 신호를 수신하는 수신 안테나와, 상기 수신 안테나로부터 수신한 신호의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역만을 통과시키는 수신 필터부와, 상기 수신 필터부를 통과한 신호를 증폭시켜 출력하거나 바이패스 경로를 통해 바이패스 하여 출력하는 수신 증폭부 및 상기 수신 안테나를 통해 수신한 신호의 전계 강도 레벨을 감지하여 전계 강도 레벨에 따라 상기 수신 증폭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 휴대 단말기의 수신감도 개선 방법에 있어서, 전원을 공급받은 수신 안테나를 통해 소정의 기지국에서 전송한 신호를 수신하는 과정과, 상기 수신한 신호의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역만을 통과시키는 과정과, 상기 수신 안테나를 통해 수신한 신호의 전계 감도 레벨을 감지하는 과정 및 상기 전계 감도 레벨에 따라 상기 통과한 신호의 증폭 여부를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 전원을 공급받은 수신 안테나를 통하여 소정의 기지국에서 수신한 신호의 전계 강도 레벨에 따라 수신 신호를 증폭시켜 출력하거나 바이패스 경로를 통해 바이패스 시켜 전송선로로 인한 신호 손실을 방지하여 휴대 단말기의 수신감도를 개선할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치를 도시한 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대 단말기(200)는 송신 안테나(210)와 수신 안테나(220)를 별도로 구비한다.

상기 수신 안테나(220)는 전원 공급부(250)로부터 전원을 공급받아 원하는 주파수에서 발진 신호를 생성하는 능동소자로 구성한다. 상기 능동소자는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor), 바이폴라트랜지스터(Bipolar Transistor)일 수 있다. 또한, 상기 수신 안테나(220)는 동작 시 출력 임피던스 변화로 인해 안테나 자체 방사소자의 공진 주파수 대역으로 맞추어 동작할 수 있다.

상기 수신 안테나(220)는 수신 모드일 경우 무선통신 서비스 지역 내의 기지국에서 전송한 신호를 수신하여 도선 상의 전기적 변화로 전달해 주는 부분으로, 상기 제어부(290)의 제어신호에 따라 다중 대역의 신호(CDMA 신호, GPS 신호)를 수신할 수 있는 다중 대역 안테나이다.

상기 수신 필터부(230)는 대역통과여파기(Band Pass Filter)로서, 가령 SAW필터(Surface Acoustic Wave Filter)로 구비할 수 있으며, 상기 수신 안테나(220)에서 수신한 신호의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역만을 통과시켜 수신 증폭부(240)로 출력한다.

상기 수신 증폭부(240)는 상기 제어부(290)의 온/오프(ON/OFF) 제어신호에 따라 상기 수신 필터부(230)를 통과한 신호를 저잡음 증폭시켜 출력하거나 바이패스 경로(270)를 통해 저손실로 바이패스 시키는 기능을 수행한다.

상기 격리부(280)는 상기 수신 증폭부(240)에서 저잡음 증폭하여 출력한 신호 또는 바이패스 경로(270)를 통해 저손실로 바이패스 되어 출력한 신호와 상기 기저대역부(300)의 송신 신호를 격리시킨다.

즉, 송신 모드일 경우 상기 수신 신호를 격리시켜 기저대역부(300)의 송신 신호를 송신 안테나(210)로 전달하고, 수신 모드일 경우 상기 기저대역부(300)의 송신 신호를 격리시켜 상기 수신 증폭부(240)에서 출력한 신호를 기저대역부(300) 로 전달한다. 여기서, 상기 격리부(280)는 고주파 스위치(RF Switch)나 서큘레이터(circulator)를 이용해 구현할 수 있다.

상기 기저대역부(300)는 미도시 되었으나 상기 격리부(280)를 통과한 수신 신호를 수신 모듈에서 합성하여 중간주파수 신호를 생성하고, 중간주파수 신호의 이득을 제어하여 증폭시키는 기능을 수행한다. 또한, 송신단을 구성하는 송신 모듈에서 전달한 송신 신호를 합성하여 중간주파수 신호를 생성하고, 생성된 중간주파수 신호의 이득을 제어하여 증폭시킨다.

상기 제어부(290)는 각 회로부의 전반적인 기능을 제어하며, 상기 수신 안테나(220)를 통해 수신한 신호의 전계 강도 레벨을 감지한 후 그 전계 강도 레벨에 따라 상응하는 온/오프(ON/OFF) 제어신호를 수신 증폭부(240)로 출력하는 역할을 한다.

이하, 본 발명의 구성에 따라 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대 단말기에서의 수신감도 개선 방법을 도시한 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 먼저, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대 단말기(200)는 전원 공급부(250)에서 전원을 공급받은 수신 안테나(220)를 통해 무선통신 서비스 지역 내의 기지국으로부터 신호를 수신한 후(S300), 상기 수신 안테나(220)에서 수신한 신호의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역만을 상기 수신 필터부(230)에서 통과시킨다(S310).

상기 제어부(290)는 상기 수신 안테나(220)를 통해 수신한 신호의 전계 감도 레벨을 감지한다(S320).

상기 제어부(290)는 감지한 신호의 전계 감도 레벨에 따라 상기 수신 증폭부(240)에서 상기 수신 필터부(230)를 통과한 신호의 증폭 여부를 판단한다(S330).

상기 제어부(290)는 상기 수신 안테나(220)를 통하여 수신한 신호의 전계 강도 레벨이 미리 설정된 기준 레벨보다 작을 경우, 상기 수신 필터부(230)를 통과한 신호를 증폭하기로 결정하여 상기 수신 증폭부(240)로 온(ON) 제어신호를 출력한다.(S340).

이후 온(ON) 제어신호에 따라 전원 공급부(250)로부터 전원을 공급받은 상기 수신 증폭부(240)에서 상기 수신 필터부(230)를 통과한 신호를 저잡음 증폭하여 출력한다(S350).

또한, 상기 제어부(290)는 상기 수신 안테나(220)를 통하여 수신한 신호의 전계 강도 레벨이 미리 설정된 기준 레벨보다 클 경우, 상기 수신 필터부(230)를 통과한 신호를 증폭하지 않기로 결정하여 상기 수신 증폭부(240)로 오프(OFF) 제어신호를 출력한다(S360).

이후 오프(OFF) 제어신호에 따라 상기 수신 증폭부(240)에서 오프(OFF)됨으로써 상기 수신 필터부(230)를 통과한 신호를 바이패스 한다(S370).

즉, 상기 수신 안테나(220)를 통하여 수신한 신호의 전계 강도의 레벨이 미리 설정된 기준 레벨보다 클 경우 초단의 수신 증폭부(240)가 가지는 선형성에 영향을 주게 되고, 이로 인하여 휴대 단말기(200)의 수신감도가 저하되므로, 상기 수신 증폭부(240)를 오프(OFF) 제어하여 상기 수신 필터부(230)를 통과한 신호를 바 이패스 경로(270)를 통해 바이패스 시켜 전송선로로 인한 신호 손실을 방지함으로써 휴대 단말기(200)의 수신감도를 개선하며, 또한 수신 증폭부(240)의 불필요한 전원 소모를 방지한다.

이후 상기 제어부(290)는 상기 기저대역부(300)의 송신 신호를 격리시켜 상기 수신 증폭부(240)에서 저잡음 증폭하여 출력한 신호 또는 바이패스 경로(270)를 통해 저손실로 바이패스 되어 출력한 신호를 기저대역부(300)로 전달한다(S380).

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치 및 방법이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 다양한 실시예가 있을 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

도 1은 일반적인 휴대 단말기의 송수신 장치를 도시한 구성도

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치를 도시한 구성도

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대 단말기에서의 수신감도 개선 방법을 도시한 흐름도

Claims

휴대 단말기의 수신감도 개선 장치에 있어서,

전원을 공급받아 소정의 기지국에서 전송한 신호를 수신하는 수신 안테나와;

상기 수신 안테나로부터 수신한 신호의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역만을 통과시키는 수신 필터부와;

상기 수신 필터부를 통과한 신호를 증폭시켜 출력하거나 바이패스 경로를 통해 바이패스 하여 출력하는 수신 증폭부; 및

상기 수신 안테나를 통해 수신한 신호의 전계 강도 레벨을 감지하여 전계 강도 레벨에 따라 상기 수신 증폭부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치.
제1항에 있어서, 상기 수신 안테나는 전원을 공급받아 특정 주파수에서 발진 신호를 생성하여 상기 제어부의 제어신호에 따라 다중 대역의 신호를 수신하는 다중 대역 안테나인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치.
제1항에 있어서, 상기 수신 증폭부에서 출력한 신호와 상기 휴대 단말기의 송신 신호를 격리시키는 격리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 전계 강도 레벨에 따라 상기 수신 필터부를 통과한 신호의 증폭 여부를 판단하여 상응하는 온/오프 제어신호를 상기 수신 증폭부로 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치.
제4항에 있어서, 상기 수신 증폭부는 상기 전계 강도 레벨이 미리 설정된 기준 레벨보다 작을 경우, 상기 제어부의 온 제어신호에 따라 전원을 공급받아 상기 수신 필터부를 통과한 신호를 저잡음 증폭하며,

상기 전계 강도 레벨이 미리 설정된 기준 레벨보다 클 경우, 상기 제어부의 오프 제어신호에 따라 상기 수신 필터부를 통과한 신호를 바이패스 하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 장치.
휴대 단말기의 수신감도 개선 방법에 있어서,

전원을 공급받은 수신 안테나를 통해 소정의 기지국에서 전송한 신호를 수신하는 과정과;

상기 수신한 신호의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역만을 통과시키는 과정 과;

상기 수신 안테나를 통해 수신한 신호의 전계 감도 레벨을 감지하는 과정; 및

상기 전계 감도 레벨에 따라 상기 통과한 신호의 증폭 여부를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 방법.
제6항에 있어서, 상기 판단 과정은 상기 전계 강도 레벨이 미리 설정된 기준 레벨보다 작을 경우, 상기 통과한 신호를 증폭하기로 결정하여 온 제어신호를 출력하는 과정; 및

상기 온 제어신호에 따라 전원을 공급받아 상기 통과한 신호를 저잡음 증폭하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 방법.
제7항에 있어서, 상기 판단 과정은 상기 전계 강도 레벨이 미리 설정된 기준 레벨보다 클 경우, 상기 통과한 신호를 증폭하지 않기로 결정하여 바이패스 시키도록 오프 제어신호를 출력하는 과정; 및

상기 오프 제어신호에 따라 상기 통과한 신호를 바이패스 경로를 통해 바이패스 시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 수신감도 개선 방법.