KR20100045629A - 적응적 안테나 장치 및 그의 운용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적응적 안테나 장치 및 그의 운용 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 무선 환경을 모니터링 한 결과 예를 들면 수신 신호 세기가 기 설정된 값 이상 또는 이하인지 여부에 따라 저잡음 증폭기와 병렬로 연결되는 저잡음 특성 개선 회로와 고립 특성 개선 회로 중 어느 하나와의 경로만을 형성하도록 제어함으로써, 수신 신호 세기가 양호한 지역에서는 안테나의 선형성 즉 고립성을 극대화하도록 제어하고, 수신 신호 세기가 나쁜 지역에서는 저잡음 특성을 극대화하도록 제어함으로써, 휴대 단말기의 통신 효율을 개선할 수 있다.

안테나, LNA, PIN, RF

Description

적응적 안테나 장치 및 그의 운용 방법{Adaptive Antenna Device And Operation Method thereof}

본 발명은 안테나 장치 및 그의 운용 방법에 관한 것으로, PIN 다이오드를 선택적으로 접속하도록 함으로써 안테나의 수신 특성을 개선할 수 있는 적응적 안테나 장치 및 그의 운용 방법에 관한 것이다.

휴대 단말기의 RF 시스템에서 다운 컨버터의 초단에 사용되는 LNA(Low Noise Amplifier : 저잡음 증폭기)는 전체 RF 시스템의 노이즈 특성에 가장 큰 영향을 미치는 소자이다. 따라서 보통 LNA는 노이즈 특성을 결정하는 가장 큰 요소가 된다. 이에 따라, 전체 RF 시스템의 수신 감도를 좋게 하기 위해서는 LNA가 노이즈를 걸러주는 특성이 좋아야 한다.

한편, 최근에는 휴대 단말기의 크기가 작아지고 있을 뿐만 아니라 멀티밴드(Multiband) 특성이 요구되고 있다. 이에 따라, 휴대 단말기의 RF 시스템에서 안테나 또한 멀티 밴드로 구성하게 되면서 밴드 안테나의 고립성이 좋아야 한다.

그런데, 종래 휴대 단말기의 다운 컨버터는 LNA가 좋은 노이즈 차단 특성을 가지도록 설계하면서 멀티 밴드를 위한 고립성을 좋게 하기 위해서 안테나 간의 거 리나 매칭을 통해서 서로 다른 회로를 구성해야 한다. 그런데, LNA 및 멀티 밴드 특성을 좋게 하기 위한 각각의 회로 구성은 휴대 단말기의 소형화 특성에 상반되는 것으로 실질적으로 소형화되는 휴대 단말기에 적용하기 어렵다.

따라서 본 발명의 목적은 LNA 특성 및 멀티 밴드 특성을 좋게 하면서도 회로의 실장 공간을 최소화하여 적절한 신호 수신 효율을 제공할 수 있는 적응적 안테나 장치 및 그의 운용 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 적응적 안테나 장치는, 바이어스 전압을 공급하는 기준 전압이 연결되며, 안테나의 수신 신호를 수신하는 저잡음 증폭기; 상기 저잡음 증폭기에 병렬로 연결되는 저잡음 특성 개선 회로 및 고립 특성 개선 회로; 상기 안테나가 수신하는 수신 신호 세기에 따라 상기 병렬로 연결된 저잡음 특성 개선 회로 또는 고립 특성 개선 회로 중 어느 하나를 상기 저잡음 증폭기와 연결되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 적응적 안테나 장치의 운용 방법은, 저잡음 증폭기에 병렬로 연결된 저잡음 특성 개선 회로 및 고립 특성 개선 회로를 포함하는 적응적 안테나 장치의 운용 방법에 있어서, 수신 신호 세기와 기 설정된 값을 비교하는 과정; 상기 비교 결과에 따라 상기 저잡음 증폭기와 상기 저잡음 특성 개선 회로 또는 상기 고립 특성 개선 회로 간의 경로를 형성하도록 제어하는 제어 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 적응적 안테나 장치 및 그의 운용 방법에 따르면, 수신 환경에 따라 로우 노이즈 특성 및 안테나 고립성을 선택적으로 개선할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

예를 들어, 이하 설명에서 저잡음 특성 개선 회로에 포함되는 PIN 다이오드는 거의 등량의 p형 및 n형 불순물을 포함하는 실리콘웨이퍼 한쪽에서 p형 불순물을 또는 반대쪽에서 n형 불순물을 확산시켜 만드는 다이오드로서, 저잡음 증폭기와 접지 단자 사이에 배치되어 스위치 역할을 수행한다. 이에 따라, 본 발명의 PIN 다이오드는 다이오드 명칭이나 그 특성에 한정되는 것이 아니며, 다른 특성의 다이오드 또는 스위치로 대체될 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 PIN 다이오드는 저잡음 증폭기와 저잡음 특성 개선 회로 사이에 배치되는 스위치로서 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 휴대 단말기(100)는 무선주파수부(110), 입력부(120), 오디오 처리부(130), 표시부(140), 저장부(150) 및 제어부(160)의 구성을 포함한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 휴대 단말기(100)는 무선 환경 특성에 따라 무선주파수부의 수신 특성 즉, 로우 노이즈 특성을 개선하는 모드 및 안테나 고립성(Isolation)을 개선하는 모드를 선택적으로 운용할 수 있다.

상기 입력부(120)는 숫자 또는 문자 정보를 입력받고 각종 기능들을 설정하기 위한 다수의 입력키 및 기능키들을 포함한다. 상기 기능키들은 특정 기능을 수행하도록 설정된 방향키, 사이드 키 및 단축키 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 입력부(120)는 사용자 설정 및 기능 제어와 관련하여 입력되는 키 신호를 생성하여 상기 제어부(160)로 전달한다. 특히, 상기 입력부(120)는 입력 받은 숫자 또는 문자 정보를 기반으로 무선주파수부(110)를 활성화하기 위하여 사용자 입력에 따라 통화 키 입력 신호를 생성할 수 있다.

상기 오디오 처리부(130)는 상기 통화 시 송수신 되는 오디오 데이터를 재생 하기 위한 스피커(SPK)와, 통화 시 사용자의 음성 또는 기타 오디오 신호를 수집하기 위한 마이크(MIC)를 포함한다. 특히, 본 발명의 오디오 처리부(130)는 안테나 특성 모드를 알람하기 위한 오디오 신호를 출력할 수 있다. 즉, 오디오 처리부(130)는 로우 노이즈 특성 개선 모드에서 안테나 고립성 개선 모드로 변경되거나, 반대의 경우, 간단한 오디오 신호 출력을 통하여 모드 변경을 알람할 수 있다. 이러한 알람기능은 설계자 및 사용자의 의도에 따라 선택적으로 운용될 수 있다.

상기 표시부(140)는 휴대 단말기의 기능에 따라 활성화되는 화면을 출력한다. 예를 들어 상기 표시부(140)는 부팅 화면, 대기 화면, 메뉴 화면, 통화 화면 등을 출력할 수 있다. 이러한 표시부(140)는 LCD(Liquid Crystal Display)가 적용될 수 있으며, 이 경우 표시부(140)는 LCD 제어부, 데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD 표시소자 등을 구비할 수 있다. 상기 LCD를 터치스크린 방식으로 구현하는 경우, 표시부(140) 화면은 입력부로 동작될 수 있다. 특히, 본 발명의 표시부(140)는 입력부(120)의 숫자 입력에 따른 화면, 무선주파수부(110) 활성화에 따라 통화 화면, 통화 시 안테나 특성 모드 변경에 대한 화면, 통화 종료 화면 등을 출력할 수 있다. 여기서, 통화 시 안테나 특성 모드 변경에 대한 화면은 출력되지 않을 수 있다.

상기 저장부(150)는 본 발명의 실시 예에 따른 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 비롯하여, 음성 통화 또는 화상 통화에 필요한 응용 프로그램, 화상 통화 지원 시 카메라 동작을 위한 응용 프로그램, 사용자 데이터 등을 저장한다. 한편, 상기 저장부(150)는 무선주파수부(110) 운용에 따라 송수신되는 전송 프레임들에 대하여 지정된 크기만큼 버퍼링 하는 기능을 담당할 수 있다. 이러한 상기 저장부(150)는 크게 프로그램 영역과 데이터 영역을 포함할 수 있다.

상기 프로그램 영역은 휴대 단말기(100)를 부팅 시키는 운영체제(OS, Operating System), 무선주파수부 운용을 위한 응용 프로그램, 카메라 추가 시 카메라 조작 및 오디오 수집을 위한 응용 프로그램, 휴대 단말기(100)의 기타 옵션(options) 기능 예컨대, 소리 재생 기능, 이미지 또는 동영상 재생 기능 등에 필요한 응용 프로그램 등을 저장한다. 상기 무선주파수부 운용 프로그램은 주변 무선 환경에 대한 정보를 수집하여 제어부(160)에 제공하고, 제어부(160) 제어에 의해 주변 무선 환경에 따라 안테나를 로우 노이즈 특성 개선 모드 또는 안테나 고립 특성 개선 모드로 운용될 수 있도록 제어한다.

상기 데이터 영역은 휴대 단말기(100)의 사용에 따라 발생하는 데이터가 저장되는 영역으로서, 휴대 단말기(100)가 제공하는 다양한 옵션 기능과 관련한 사용자 데이터들 예컨대, 앞서 설명한 동영상과, 폰 북 데이터와, 오디오 데이터 및 해당 컨텐츠 또는 사용자 데이터들에 대응하는 정보들 등을 저장할 수 있다. 특히, 상기 데이터 영역은 주변 무선 환경의 지표가 되는 정보 예를 들면 수신 신호 세기 정보, 신호 송출 출력 세기 정보 등을 저장한다. 저장된 무선 환경 정보는 제어부(160)에 제공될 수 있다. 그리고 데이터 영역은 수신 신호 세기의 임계 값을 저장할 수 있고, 제어부(160) 요청에 따라 해당 임계 값을 제어부에 제공할 수 있다.

상기 무선주파수부(110)는 상기 제어부(160)의 제어에 따라 통화 기능에 필요한 음성 신호 및 데이터 통신에 필요한 데이터를 송신 및 수신한다. 이를 위하 여 상기 무선주파수부(110)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 업 컨버터와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 다운 컨버터 등을 포함할 수 있다. 무선주파수부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나(111), 송수신 선택부(113), 업 컨버터(115), 다운 컨버터(117)를 포함할 수 있다. 상기 안테나(111)는 공중에 흐르는 신호를 수신하거나 신호를 공중으로 송출하는 구성이며, 송수신 선택부(113)는 휴대 단말기(100)의 송출 기능 또는 수신 기능을 선택적으로 운용하기 위한 구성이다. 업 컨버터(115)는 휴대 단말기의 송출 기능 활성화 시, 송출될 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하고, 증폭된 신호를 송수신 선택부(113) 및 안테나(111)를 통하여 공중으로 방사한다. 다운 컨버터(117)는 휴대 단말기의 수신 기능 활성화 시, 수신되는 신호의 주파수를 저잡음 증폭 및 하강 변환한 후, 해당 신호를 제어부(160)에 전달한다. 여기서 다운 컨버터(117)는 LNA(Low Noise Amplifier)(119)를 이용하여 수신된 신호를 저잡음 증폭하는데, 이때 주변의 주파수 환경에 따라 저잡음 증폭 특성을 개선하는 모드로 운용되거나, 안테나의 고립성을 개선하는 모드로 운용될 수 있도록 회로 연결을 형성할 수 있다. 회로 연결에 대한 상세한 설명은 도면을 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.

상기 제어부(160)는 휴대 단말기(100)의 전원 공급 및 각 장치들의 활성화와, 각 장치들 간에 송수신되는 신호 흐름을 제어한다. 특히, 본 발명의 제어부(160)는 무선 환경 정보에 따라 안테나가 특정 모드로 동작할 수 있도록 제어할 수 있다. 이를 위하여 제어부(160)는 LNA(119) 제어를 위해 필요한 신호를 전달할 수 있는 출력 포트를 포함할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 제어부(160)는 무선주파수부(110)가 수신한 신호의 수신 신호 세기가 기 설정된 임계 값 이하일 경우, LNA(119)를 저잡음 특성 개선 회로와 연결되도록 경로를 형성하여 무선주파수부(110)의 저잡음 특성을 좋게 한다. 그리고 제어부(160)는 수신 신호 세기가 기 설정된 임계 값 이상일 경우, LNA(119)를 고립 특성 개선 회로와 연결되도록 경로를 형성하여 무선주파수부(110)의 안테나 고립 특성을 좋게 하도록 한다. 이하 본 발명의 회로 구성에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다운 컨버터의 내부 회로 중 LNA 및 LNA에 접속되는 개선 회로 연결을 나타내는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 LNA 특성 개선 회로는 안테나로부터 수신 신호를 입력되는 LNA 입력단(RF In), LNA(119)에 의해 저잡음 증폭되어 출력되는 LNA 출력단(RF Out), LNA(119) 일측에 병렬로 접속되는 저잡음 특성 개선 회로(112)와 고립 특성 개선 회로(114), LNA(119) 타측에 연결되어 기준 전압(Vcc)을 포함하며, LNA 입력단(RF In)과 LNA(119) 사이에 배치되는 입력 커패시터(Cin), LNA(119)와 LNA 출력단(RF Out) 사이에 배치되는 출력 커패시터(Cout), 기준 전압(Vcc)과 LNA(119) 사이에 배치되는 제1 무선주파수초크(RFC1)를 포함한다.

여기서, LNA 입력단(RF In)은 송수신 선택부를 통하여 안테나에 연결되며, 이에 따라, 안테나가 수신한 수신 신호를 전달받아 LNA(119)에 전달한다. 그리고 LNA 출력단(RF Out)은 LNA(119)에 의해 저잡음 증폭된 신호 또는 고립 특성이 개선되면서 저잡음 증폭된 신호를 다운 컨버터에 전달한다.

상기 입력 커패시터(Cin)는 안테나 또는 송수신 선택부를 통하여 LNA(119)에 공급되는 신호 중 직류 성분을 필터링 하는 역할을 수행한다. 출력 커패시터(Cout)는 다운 컨버터에서 LNA(119)에 역류되는 직류 성분을 필터링하는 역할을 수행한다.

상기 제1 무선주파수초크(RFC1)는 기준 전압(Vcc)과 LNA(119) 사이에 배치된다. 제1 무선주파수초크(RFC1)는 LNA 입력단(RF In)을 통하여 LNA(119)에 공급되는 무선주파수가 기준 전압(Vcc)에 역류되지 않도록 방지하는 역할을 수행한다.

상기 기준 전압(Vcc)은 LNA(119)에 바이어스 전압을 공급하는 구성으로서, 제1 무선주파수초크(RFC1)를 통하여 LNA(119)에 바이어스 전압을 공급한다. 이러한 기준 전압(Vcc)은 제1 무선주파수초크(RFC1)에 의해 LNA(119)로부터 역류되는 교류 신호의 침입을 방지할 수 있다.

상기 저잡음 특성 개선 회로(112)는 LNA 입력단(RF In)에서 LNA(119)에 공급되는 주파수 성분 중 저잡음을 선택적으로 바이어스 시키는 역할을 수행한다. 이를 위하여 저잡음 특성 개선 회로(112)는 LNA(119)와 접지 단자 사이에 연결되는 PIN 다이오드(PIN), PIN 다이오드(PIN)에 직렬로 연결되는 다이오드 커패시터(Cn) 및 PIN 다이오드(PIN)와 다이오드 커패시터(Cn) 사이에 병렬로 연결되는 제2 무선주파수초크(RFC2) 및 제2 무선주파수초크(RFC2)에 연결되는 제어 신호 입력단 즉, PIN 제어 입력단(Vpin)을 포함한다. 여기서, PIN 제어 입력단(Vpin)은 제어부(160)의 GPIO 포트 중 하나의 포트를 할당 받고, 제어부(160)의 제어에 따라 특정 신호를 제2 무선주파수초크(RFC2)를 통하여 PIN 다이오드(PIN)에 전달하는 기능 을 수행한다. 즉, PIN 다이오드(PIN)는 PIN 제어 입력단(Vpin)으로부터 전달되는 신호에 따라 도통된다. 한편, 상기 제2 무선주파수초크(RFC2)는 제1 무선주파수초크(RFC1)와 유사하게 LNA(119) 및 PIN 다이오드(PIN)를 거쳐서 PIN 제어 입력단(Vpin)으로 역류하는 교류 신호를 차단하는 역할을 수행한다.

상기 고립 특성 개선 회로(114)는 LNA(119)와 접지 단자 사이에 연결되는 인덕터(Ldeg)를 포함한다. 이때, 인덕터(Ldeg)는 LNA(119)와 PIN 다이오드(PIN) 사이에 형성되는 노드와 접지 단자 사이에 병렬로 연결될 수 있다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 LNA 특성 개선 회로의 운용에 대하여 도 4a 내지 도 5b를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 LNA 특성 개선 회로의 운용 중 저잡음 특성 개선을 설명하기 위한 도면이다.

상기 도 4a를 참조하면, LNA 특성 개선 회로의 PIN 제어 입력단(Vpin)을 통하여 제어부가 제어 신호를 공급하면, PIN 다이오드(PIN)는 내부 저항이 낮아지게 되면서 높은 삽입 손실을 가지게 된다. 이에 따라, 무선주파수 측면에서 PIN 다이오드(PIN)를 통하여 LNA(119)의 에미터(Emitter)가 접지된다. 이 경우, LNA(119)의 입력 매칭(Input Matching)이 로우 노이즈 포인트(Low Noise Point)로 이동하게 되어 매칭이 되면서 LNA(119)의 노이즈 특성이 가장 낮은 값을 가지도록 동작하게 된다. 따라서 LNA 특성 개선 회로는 LNA(119)을 통하여 전달되는 신호의 노이즈 특성이 매우 좋은 회로로 동작하게 된다.

결과적으로, 수신 감도가 나쁜 지역에서 제어부(160)는 PIN 제어 입력 단(Vpin)을 통하여 제어 신호를 공급하여 PIN 다이오드(PIN)를 도통시킴으로써, LNA(119)를 접지시킬 수 있고, 이에 따라 노이즈 특성이 개선될 수 있다.

상술한 도 4a의 LNA 특성 개선 회로는 PIN 제어 입력단(Vpin)을 통하여 제어 신호가 공급되면서, 도 4b와 같은 회로와 등가적으로 동일한 회로가 된다. 즉, 본 발명의 저잡음 특성 개선 회로가 연결되는 LNA 특성 개선 회로는 도 4b에 도시된 바와 같이, LNA(119) 일측에 제1 무선주파수초크(RFC1)를 통하여 기준 전압(Vcc)이 연결되며, LNA 입력단(RF In)과 LNA 출력단(RF Out) 사이에 LNA(119)가 배치되고, LNA(119)의 에미터 단이 접지되는 회로 구성을 가지게 된다. 여기서, LNA(119)에 공급될 수 있는 교류 성분의 역류를 방지하기 위하여 LNA 입력단(RF In)과 LNA(119) 사이에 입력 커패시터(Cin)가 배치될 수 있고, LNA 출력단(RF Out)과 LNA(119) 사이에 출력 커패시터(Cout)가 배치될 수 있다.

본 발명의 LNA 특성 개선 회로는 상술한 바와 같이 저잡음 특성 개선 회로로 동작할 경우 휴대 단말기의 저잡음 노이즈 특성을 개선할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 LNA 특성 개선 회로의 운용 중 고립 특성 개선을 설명하기 위한 도면이다.

상기 도 5a를 참조하면, 안테나로부터 수신된 수신 신호 세기를 이용하여 휴대 단말기의 무선 환경을 모니터링한 제어부는 전계가 좋은 상황 즉, 수신 신호 세기가 양호한 지역에서 PIN 제어 입력단(Vpin)을 통하여 저전위 신호 즉, 로우(Low) 신호를 공급하도록 제어할 수 있다. LNA 특성 개선 회로에서 PIN 제어 입력단(Vpin)을 통하여 제어신호가 로우 신호가 공급되면, PIN 다이오드(PIN)는 오 프(Off)된다. 이에 따라 PIN 다이오드(PIN)는 내부 저항이 높이지면서 낮은 삽입 손실을 가지게 되고, 결과적으로 PIN 다이오드(PIN)는 LNA(119) 측면에서 보면 오픈 된 회로와 같이 작용하게 된다. 결과적으로, LNA 특성 개선 회로는 도 5b에 도시된 바와 같이 LNA 입력단(RF In)과 LNA 출력단(RF Out) 사이에 LNA(119)가 배치되고, LNA(119)의 에미터 단에 고립 특성 개선 회로(114) 즉, 인덕터(Ldeg)가 접속된다.

상술한 바와 같이, LNA 특성 개선 회로가 도 5b와 같은 회로로 동작하게 되면, LNA는 안정성 요소(Stability Factor)가 높아지면서 LNA의 발진 가능성이 낮아지게 되고, 이에 따라 LNA(119)는 전 대역에 걸쳐서 안정해진다. 또한, LNA(119)는 전 대역에 걸쳐 입력 매칭(Input Matching) 특성이 개선되면서 고립 특성이 좋아지게 된다. 다시 말하여 LNA(119)는 인덕터(Ldeg) 연결에 따라 안정성 요소가 높아져 선형성이 증가하게 되고, 이에 따라 CDMA, PCS, GPS, WCDMA 등 각 밴드의 고립 특성이 향상될 수 있다.

본 발명의 LNA 특성 개선 회로는 상술한 바와 같이 도 5b와 같이 동작할 때 멀티밴드 안테나를 사용하거나 각 밴드의 안테나를 가까운 거리에 배치할 수밖에 없는 단말기 소형화 상황에서 밴드별 고립 특성을 개선할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 안테나 장치 운용 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

설명에 앞서, 본 발명의 휴대 단말기 무선주파수부는 저잡음 특성 개선 회로와 고립 특성 개선 회로가 LNA에 병렬로 연결되어 있는 구성을 기본으로 한다.

상기 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 안테나 장치 운용 방법은 먼저, 제어부가 S101 단계에서 무선 환경을 모니터링 한다. 이를 위하여 제어부는 수신 신호 세기 정보를 이용할 수 있다. 여기서, 제어부는 무선주파수부가 활성화하는 경우에 S101 단계의 무선 환경 모니터링을 수행할 수 있다.

제어부는 S103 단계에서 수신된 수신 신호 세기가 기 설정된 값 이상인지 여부를 확인한다. S103 단계에서 수신 신호 세기가 기 설정된 값 이상인 경우, 제어부는 S105 단계에서 PIN 제어 입력단에 로우(Low) 신호를 공급하도록 제어한다. 이에 따라, LNA 특성 개선 회로는 S107 단계에서 고립 특성이 개선된 회로로 동작한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 제어부는 PIN 제어 입력단에 로우 신호를 공급하게 되면, 저잡음 특성 개선 회로에 포함된 PIN 다이오드는 공급되는 로우 신호에 따라 내부 저항을 높게 유지하게 되고, 결과적으로 PIN 다이오드는 LNA와의 연결에 대하여 차단 특성을 가지게 된다. 즉, 저잡음 특성 개선 회로는 LNA에 대하여 오픈 된 회로로 동작하게 된다. 이에 따라, LNA에 연결되어 있는 고립 특성 회로가 동작하게 된다. 즉, LNA는 인덕터가 에미터 단에 연결된다. 이에 따라, LNA의 안정성 요소가 증가하게 되어 LNA의 선형성이 개선된다. 이러한 LNA 선형성 개선은 안테나의 전 대역에 걸친 대역 특성을 좋게 하면서, 안테나 간 고립 특성 개선을 제공할 수 있다.

한편, 제어부는 S103 단계에서 수신 신호 세기가 기 설정된 값 이하인 경우, S109 단계에서 PIN 제어 입력단에 고전위 신호 즉, 하이(High) 신호를 공급하도록 제어한다. 이에 따라, LNA 특성 개선 회로는 S111 단계에서 저잡음 특성이 개선된 회로로 동작한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 제어부는 PIN 제어 입력단에 하이 신호를 공급하게 되면, 저잡음 특성 개선 회로에 포함된 PIN 다이오드는 공급되는 하이 신호에 따라 내부 저항이 낮아지게 되고, 결과적으로 PIN 다이오드는 LNA와의 연결에 대하여 도통되는 특성을 가지게 된다. 이에 따라, LNA의 에미터 단은 PIN 다이오드를 통하여 접지된다. LNA의 에미터 단이 접지됨으로써, LNA는 LNA 입력단으로부터 입력되는 신호에 대하여 노이즈 특성이 개선될 수 있다.

S107 단계 및 S111 단계를 수행한 이후, 제어부는 S113 단계에서 휴대 단말기의 종료 여부를 확인하고, 휴대 단말기를 계속 사용하고자 하는 경우, S101 단계로 분기하여 이하 과정을 반복적으로 수행할 수 있다. 이때, S113 단계에서의 휴대 단말기 종료 여부는 휴대 단말기의 무선주파수부 사용 기능의 종료로 한정될 수 도 있다. 즉, 본 발명의 적응적 안테나 장치 운용은 휴대 단말기의 무선주파수부 운용 시에 이미 형성된 고립 특성 개선 회로를 이용하여 밴드별 양호한 고립 특성을 이용하다가, 무선 환경이 좋지 않은 경우, LNA와 고립 특성 개선 회로와의 경로를 차단하고, LNA와 저잡음 특성 개선 회로와의 연결을 형성하여 보다 양호한 통신을 지원할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 적응적 안테나 장치 운용 방법은 제어부가 수신 환경에 따라 LNA에 연결되는 저잡음 특성 개선 회로 및 고립 특성 개선 회로를 선택적으로 운용하도록 제어함으로써, 저잡음 특성을 극대화하거나, 고립 특성을 개선할 수 있어, 무선 환경에 보다 적응적으로 대처할 수 있다.

한편, 상술한 설명에서, 저잡음 특성 개선 회로와 고립 특성 개선 회로를 저잡음 증폭기에 선택적으로 연결되도록 하기 위하여 본 발명에서는 PIN 다이오드를 사용하는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 적응적 안테나 장치는 저잡음 증폭기에 스위치를 연결하고, 해당 스위치의 활성화 여부에 따라 저잡음 특성 개선 회로 또는 고립 특성 개선 회로가 저잡음 증폭기에 연결되도록 제어할 수 도 있을 것이다. 그러나 본 발명은 휴대 단말기의 소형화 특성에 따라 최소한의 소자 및 사용되는 소자의 소형화를 극대화하고자 PIN 다이오드를 저잡음 특성 개선 회로에 연결되도록 하는 것으로 설명하고 있다.

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

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 단말기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선주파수부 구성을 보다 상세히 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LNA 특성 개선 회로의 구성을 보다 상세히 나타낸 도면,

도 4a 및 도 4b는 저잡음 특성 개선 회로로서 동작하는 LNA 특성 개선 회로의 구성을 나타낸 도면,

도 5a 및 도 5b는 고립 특성 개선 회로로서 동작하는 LNA 특성 개선 회로의 구성을 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 적응적 안테나 장치의 운용 방법을 설명하기 위한 도면.

Claims (14)

1. 바이어스 전압을 공급하는 기준 전압이 연결되며, 안테나의 수신 신호를 수신하는 저잡음 증폭기;

   상기 저잡음 증폭기에 병렬로 연결되는 저잡음 특성 개선 회로 및 고립 특성 개선 회로;

   상기 안테나가 수신하는 수신 신호 세기에 따라 상기 병렬로 연결된 저잡음 특성 개선 회로 또는 고립 특성 개선 회로 중 어느 하나를 상기 저잡음 증폭기와 연결되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고립 특성 개선 회로는

   상기 저잡음 증폭기와 접지 단자에 배치되는 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 저잡음 특성 개선 회로는

   상기 저잡음 증폭기와 접지 단자 사이에 연결되는 스위치;

   상기 접지 단자와 상기 스위치 사이에 배치되는 제어 신호 입력단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스위치와 상기 접지 단자 사이에 직렬로 배치되는 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어 신호 입력단과 상기 스위치 사이에 배치되는 무선주파수초크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 스위치는

   PIN 다이오드인 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 고립 특성 개선 회로는

   상기 스위치와 상기 저잡음 증폭기 사이의 노드와 접지 단자 사이에 배치되는 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어부는

   상기 수신 신호 세기가 기 설정된 값 이하인 경우, 상기 스위치에 고전위 신호를 제공하여 저잡음 특성 개선 회로와 상기 저잡음 증폭기 사이의 경로를 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
9. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어부는

   상기 수신 신호 세기가 기 설정된 값 이상인 경우, 상기 스위치에 저전위 신호를 제공하여 상기 고립 특성 개선 회로와 상기 저잡음 증폭기 사이의 경로를 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치.
10. 저잡음 증폭기에 병렬로 연결된 저잡음 특성 개선 회로 및 고립 특성 개선 회로를 포함하는 적응적 안테나 장치의 운용 방법에 있어서,

    수신 신호 세기와 기 설정된 값을 비교하는 과정;

    상기 비교 결과에 따라 상기 저잡음 증폭기와 상기 저잡음 특성 개선 회로 또는 상기 고립 특성 개선 회로 간의 경로를 형성하도록 제어하는 제어 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치의 운용 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제어 과정은

    상기 수신 신호 세기가 기 설정된 값 이상인 경우, 상기 저잡음 증폭기와 상 기 고립 특성 개선 회로 간의 경로를 형성하도록 제어하는 경로 형성 과정인 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치의 운용 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 경로 형성 과정은

    상기 저잡음 증폭기의 에미터 단과 도통된 PIN 다이오드 및 접지 단자를 포함하는 경로를 형성하는 과정인 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치의 운용 방법.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 제어 과정은

    상기 수신 신호 세기가 기 설정된 값 이하인 경우, 상기 저잡음 증폭기와 상기 저잡음 특성 개선 회로 간의 경로를 형성하도록 제어하는 경로 형성 과정인 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치의 운용 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 경로 형성 과정은

    상기 저잡음 증폭기의 에미터 단과 인덕터 및 접지 단자를 포함하는 경로 형성 과정인 것을 특징으로 하는 적응적 안테나 장치의 운용 방법.

Images