KR20130070445A - 임피던스 정합 장치 및 그 방법 - Google Patents

임피던스 정합 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130070445A
KR20130070445A KR1020110137778A KR20110137778A KR20130070445A KR 20130070445 A KR20130070445 A KR 20130070445A KR 1020110137778 A KR1020110137778 A KR 1020110137778A KR 20110137778 A KR20110137778 A KR 20110137778A KR 20130070445 A KR20130070445 A KR 20130070445A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
impedance matching
impedance
signal
voltage
transmission
Prior art date
Application number
KR1020110137778A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101349430B1 (ko
Inventor
이상훈
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020110137778A priority Critical patent/KR101349430B1/ko
Publication of KR20130070445A publication Critical patent/KR20130070445A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101349430B1 publication Critical patent/KR101349430B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0458—Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38—Impedance-matching networks
    • H03H7/40—Automatic matching of load impedance to source impedance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합 장치는, 전력 증폭기로부터 출력되는 송신신호 및 상기 안테나로부터 반사되는 반사신호를 커플링하여 출력하는 방향성 커플러와 상기 출력된 송신신호로부터 송신전압을 검출 또는 상기 수신된 반사신호로부터 반사전압을 검출하는 검출부와 상기 방향성 커플러로부터 출력되는 송신신호 또는 반사신호 중 하나의 신호를 상기 검출부에 전달하고, 다른 하나의 신호를 기 설정된 임피던스로 종단 처리시키는 스위치부 및 상기 검출된 송신전압과 반사전압의 크기를 기초로 임피던스를 조절하는 임피던스 정합 회로를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 방향성 커플러의 격리도를 높여 최적의 임피던스 정합을 수행할 수 있고, 하나의 검출수단을 사용해 임피던스 정합 장치의 생산단가를 낮출 수 있다.

Description

임피던스 정합 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MATCHING IMPEDENCE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 임피던스 정합 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이동 통신 단말기에서 안테나는 소정의 전파 신호를 송신하거나 전파를 수신하는 역할을 한다. 안테나가 최적의 송수신 방사성능을 갖도록 하기 위해서는 임피던스를 정확하게, 최적으로 정합시킬 필요가 있다.
임피던스를 정확히 정합시키기 위해 안테나 회로는 캐패시터 및 인덕터 등을 구비하고, 그 캐패시터 및 인덕터의 값을 조절한다. 임피던스 정합은 통상적으로 이동통신 단말기를 자유공간에 위치시킨 상태에서 안테나의 임피던스를 정합시키는 것이다.
한편, 이동통신 단말기는 기기의 특성상 사용자가 본체를 손으로 잡고, 스피커를 귀에 밀착시킨 상태에서 사용하거나 주머니나 이동통신 단말기의 본체를 가방 등에 넣고 이어폰을 이용하여 사용하게 된다. 사용자가 이동통신 단말기의 본체를 손으로 잡고, 귀에 밀착시켜 사용하거나, 주머니 또는 가방 등에 넣고 사용함에 따라 안테나의 임피던스 정합 조건이 가변하고, 이로 인하여 자유 공간에서 임피던스를 정합시킨 안테나의 송수신 방사 성능이 저하된다.
따라서, 임피던스 정합 조건이 가변될 경우에 자동으로 안테나의 임피던스를 조절하여 안테나가 최적의 송수신 방사성능을 갖도록 하는 적응형 튜닝 안테나 회로를 채택하고 있다.
이를 위해, 적응형 튜닝 안테나 회로는 방향성 커플러를 구비하고, 방향성 커플러에서 출력되는 반사 전력(Reflected Power) 및 송신 전력(Forward Power)을 검출하고, 검출한 반사 전력과 송신 전력에 따라 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값을 변경하여 임피던스 정합을 수행한다.
이 때, 임피던스 정합을 위한 여러가지 알고리즘이 존재하는데, 종래에는 직렬 캐패시터와 병렬 캐패시터가 갖는 모든 캐패시턴스 값들에 대해 송신전력과 반사전력의 크기를 측정하여, 송신전력 대비 반사전력의 크기가 가장 낮은 점을 임피던스 최대 정합점으로 결정하였다.
그러나, 기존에는 방향성 커플러의 격리도 즉, 송신신호가 반사신호에 유입되어 임피던스 정합에 오류가 발생하고, 2개의 검출수단을 이용하므로 임피던스 정합 장치의 생산단가가 비싼 문제가 있다.
본 발명은 방향성 커플러의 격리도를 높여 최적의 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합 장치 및 그 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합 장치는, 전력 증폭기로부터 출력되는 송신신호 및 상기 안테나로부터 반사되는 반사신호를 커플링하여 출력하는 방향성 커플러; 상기 출력된 송신신호로부터 송신전압을 검출 또는 상기 수신된 반사신호로부터 반사전압을 검출하는 검출부; 상기 방향성 커플러로부터 출력되는 송신신호 또는 반사신호 중 하나의 신호를 상기 검출부에 전달하고, 다른 하나의 신호를 기 설정된 임피던스로 종단 처리시키는 스위치부; 및 상기 검출된 송신전압과 반사전압의 크기를 기초로 임피던스를 조절하는 임피던스 정합 회로를 포함한다.
상기 스위치부는, 상기 검출부의 일단에 연결되어 상기 송신신호 또는 상기 반사신호를 상기 검출부에 전달하는 제1 스위치; 및 상기 기 설정된 임피던스의 일단에 연결되어 상기 송신신호 또는 상기 반사신호를 상기 기 설정된 임피던스로 종단 처리시키는 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예인 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합 장치의 임피던스 정합 방법은, 상기 임피던스 정합 장치는,
방향성 커플러, 검출부, 스위치부, 임피던스 정합 회로를 포함하고, 상기 전력 증폭기로부터 출력되는 송신신호 또는 상기 안테나로부터 반사되는 반사신호를 커플링하여 출력하는 단계; 상기 출력된 송신신호 또는 반사신호 중 하나의 신호를 상기 검출부에 전달하고, 다른 하나의 신호를 기 설정된 임피던스로 종단 처리시키는 단계; 상기 전달된 송신신호로부터 송신전압 또는 상기 전달된 반사신호로부터 반사전압을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 송신전압과 반사전압의 크기를 기초로 임피던스를 조절하는 단계를 포함한다.
한편, 임피던스 정합 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 스위치부를 통해 방향성 커플러의 격리도를 높여 최적의 임피던스 정합을 수행할 수 있다.
둘째, 하나의 검출수단을 사용해 임피던스 정합 장치의 생산단가를 낮출 수 있다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임피던스 정합 장치(100)의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 임피던스 정합 장치(200)의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 임피던스 정합 장치(200)가 동작하는 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 임피던스 정합 장치(200)가 동작하는 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 정합 장치(200)의 임피던스 정합 방법의 흐름도이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 임피던스 정합 장치(100)의 구성도이다.
임피던스 정합 장치(100)는 임피던스 정합 회로(110), 방향성 커플러(120), 검출부(130), 아날로그 디지털 변환기(ADC)(140), 제어부(150), 안테나(160)를 포함한다.
임피던스 정합 회로(110)는 RF 신호를 송수신하는 안테나(160)와 연결된다.
임피던스 정합 회로(110)는 안테나(160)와 병렬 연결된 캐패시터(111a), 직렬 연결된 직렬 캐패시터(111b)와 인덕터 소자들(112a, 112b, 112c)를 포함하여 구성된다. 한편, 일 실시 예에서 캐패시터들(111a, 111b)과 인덕터(112a, 112b, 112c)의 결선 또는 소자 개수는 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 일 실시 예에서 캐패시터들(111a, 111b)은 병렬 캐패시터(111a) 하나와 직렬 캐패시터(111b) 하나로 구성되는 것을 예시하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 병렬 캐패시터 또는 직렬 캐패시터만으로 구성될 수 있고, 3 개이상의 캐패시터들로 구성될 수 있다.
방향성 커플러(Directional Coupler)(120)는 전력증폭기(미도시)로부터 RF 프론트엔드(미도시)를 통해 입력되는 송신신호와 안테나(160)의 종단으로부터 반사되는 반사신호를 커플링하여 후술할 검출부(130)에 출력한다. RF 프론트엔드는 방향성 커플러(120)의 일단에 연결될 수 있다.
검출부(130)는 방향성 커플러(120)로부터 송신 신호 및 반사 신호를 수신하여 송신 전력 및 반사 전력의 크기를 검출할 수 있고, 송신전력에 해당되는 크기의 송신전압과 반사전력에 해당되는 크기의 반사전압을 출력할 수 있다. 검출부(130)는 송신신호로부터 송신전력을 검출하고, 송신전력으로부터 송신전압을 출력하는 송신전력 검출부(131) 및 반사신호로부터 반사전력을 검출하고, 반사전력으로부터 반사전압을 출력하는 반사전력 검출부(132)를 포함할 수 있다. 즉, 송신전력 검출부(131)는 방향성 커플러(120)의 일단에 연결된 RF 프론트엔드를 통해 전력 증폭기로부터 증폭된 송신전력의 크기를 검출하고, 반사전력 검출부(132)는 안테나(160)로부터 반사된 반사전력의 크기를 검출한다.
아날로그/디지털 변환기(ADC)(130)는 검출된 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환한다.
제어부(150)는 검출된 송신 전력과 반사 전력을 기초로 변경시킬 임피던스 값을 결정할 수 있고, 결정된 임피던스 값에 따라 임피던스를 정합할 수 있다.
제어부(150)는 정합된 임피던스 값을 갖도록 임피던스 정합 회로(110)에 제어 신호를 인가한다.
임피던스 정합회로(110)는 제어 신호에 의해 전력 증폭기와 안테나(160) 사이의 임피던스 값을 정합하여 최적의 임피던스 정합을 가능하게 한다. 최적의 임피던스 정합을 위한 방법은 후술한다.
가변 캐패시터들(111a, 111b)의 캐패시턴스 값은 제어부(140)에 의해 인가되는 DC 전압에 의해 변화되며, 변환된 가변 캐패시터들(111a, 111b)의 값에 의해 송신 전력에 대한 반사 전력의 크기가 변화되게 된다. 이때, 반사 전력의 크기가 크면 임피던스 정합이 제대로 이루어지지 않은 것이고, 반사 전력의 크기가 작을수록 임피던스 정합이 잘 이루어진 것이다. 다시 말해서, 안테나와 RF 프론트엔드 간의 정합 정도를 나타내는 지표 중의 하나인 전압 정재파비(VSWR)을 이용한 것으로서, 송신전력과 반사전력의 차이가 클수록 임피던스 정합이 잘 이루어진 것이고, 차이가 작을수록 임피던스 정합이 제대로 이루어지지 않은 것이다.
그러나, 상술한 임피던스 정합 장치(100)의 방향성 커플러(120)는 설계된 특성 임피던스로 기본 성능이 최적화 되어 있다. 상기 설계된 특성 임피던스는 기 설정된 임피던스이다. 하지만, 실제 안테나 및 RF 프론트엔드의 부하 임피던스가 방향성 커플러(120)의 특성 임피던스 값에서 크게 벗어나는 경우에는 방향성 커플러(120)의 기본 특성인 격리도(Isolation), 즉, 반사전력 검출부(132)에 유입되는 송신신호의 차단 정도 또는 송신전력 검출부(131)에 유입되는 반사신호의 차단 정도가 매우 저하 될 수 있다. 격리도가 저하되면, 송신전압과 반사전압의 크기가 실제 크기와는 달리 왜곡된 크기로 제어부(150)에 전달되어 임피던스 정합을 수행하는 과정에서 오류가 발생한다.
또한, 검출부(130)는 송신전력 검출부(131) 및 반사전력 검출부(132) 2개의검출수단을 포함하여 임피던스 정합 장치(100)의 생산 원가가 값비싸지는 문제가 있다.
따라서, 격리도가 저하됨에 따라 발생하는 임피던스 정합의 오류를 해결하기 위해 안테나 및 전력 증폭기의 특성 임피던스 값을 일정한 값으로 유지시키고, 검출부(130)를 구성하는 검출수단의 개수를 줄여 생산원가를 낮추는 방법이 필요하다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 임피던스 정합 장치(200)의 구성도이다.
도 2를 참고하면, 임피던스 정합 장치(200)는 임피던스 정합 회로(210), 방향성 커플러(220), 검출부(230), 스위치부(240), 특성 임피던스(250), 아날로그 디지털 변환기(ADC)(260), 제어부(270), 안테나(280)를 포함한다.
임피던스 정합 회로(210)는 RF 신호를 송수신하는 안테나(280)와 연결된다.
임피던스 정합 회로(210)는 안테나(280)와 병렬 연결된 캐패시터(211a), 직렬 연결된 직렬 캐패시터(211b)와 인덕터 소자들(212a, 212b, 212c)를 포함하여 구성된다. 한편, 일 실시 예에서 캐패시터들(211a, 211b)과 인덕터(212a, 212b, 212c)의 결선 또는 소자 개수는 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 일 실시 예에서 캐패시터들(211a, 211b)은 병렬 캐패시터(211a) 하나와 직렬 캐패시터(211b) 하나로 구성되는 것을 예시하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 병렬 캐패시터 또는 직렬 캐패시터만으로 구성될 수 있고, 3 개이상의 캐패시터들로 구성될 수 있다.
방향성 커플러(Directional Coupler)(220)는 전력증폭기로부터 RF 프론트엔드를 통해 출력되는 송신신호와 안테나(280)의 종단으로부터 반사되는 반사신호를 커플링하여 후술할 검출부(230)에 출력한다.
방향성 커플러(220)의 일단에는 송신신호를 커플링하는 송신포트(221)가 연결되어 있고, 타단에는 반사신호를 커플링하는 반사포트(222)가 연결되어 있다.
검출부(230)는 방향성 커플러(220)로부터 송신신호를 수신하여 송신전력 및 반사전력의 크기를 검출할 수 있다. 검출부(230)는 방향성 커플러(220)로부터 반사신호를 수신하여 반사전력에 해당되는 크기의 반사전압을 출력할 수 있다. 검출부(230)는 후술할 스위치부(240)의 동작에 의해 송신신호 또는 반사신호 중 어느 하나를 수신하여 송신전압 또는 반사전압을 출력할 수 있다.
스위치부(240)는 방향성 커플러(220)와 검출부(230)사이에 위치하여, 방향성 커플러(220)로부터 출력된 송신신호 또는 반사신호를 검출부(230)에 전달할 수 있고, 송신신호 또는 반사신호를 전달할 때, 다른 일단을 방향성 커플러(220)의 특성 임피던스(250)로 연결한다. 방향성 커플러(220)의 특성 임피던스(250)는 기 설정된 임피던스 이다. 상기와 같은 스위치부(240)의 동작에 따라 RF 프론트엔드와 안테나(280)의 부하 임피던스가 방향성 커플러(220)의 특성 임피던스(250)와 다른 값을 가지더라도 방향성 커플러(220)의 기본 특성인 격리도를 일정 성능으로 유지시킬 수 있다.
일 실시 예에서 특성 임피던스(기 설정된 임피던스) 값은 50옴일 수 있으나, 이는 방향성 커플러(220)의 특성 임피던스 설계에 따라 달라질 수 있는 것으로 50옴에 한정될 필요는 없다.
스위치부(240)는 제1 스위치(241) 및 제2 스위치(242)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서 스위치부(240)는 쌍극 쌍투(DPDT, double-Pole Double Throw) 스위치를 사용할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
제1 스위치(241)의 일단은 검출부(230)와 연결되어 있고, 타단은 방향성 커플러(220)의 송신포트(221) 또는 반사포트(222)와 연결될 수 있다.
제2 스위치(242)의 일단은 특성 임피던스(250)와 연결되어 있고, 타단은 방향성 커플러(220)의 송신포트(221) 또는 반사포트(222)와 연결될 수 있다.
제1 스위치(241)는 방향성 커플러(220)가 출력한 송신신호 또는 반사신호를 검출부(230)에 전달하도록 검출부(230)와 송신포트(221) 또는 검출부(230)와 반사포트(222)를 연결시킨다. 제2 스위치(242)는 제1 스위치(242)에 대응하여 동작하고, 송신신호 또는 반사신호를 특성 임피던스(250)로 종단 처리하도록 특성 임피던스(250)와 송신포트(221) 또는 특성 임피던스(250)와 반사포트(222)를 연결시킨다.
구체적으로, 제1 스위치(241)는 방향성 커플러(220)의 송신포트(221)와 연결되어 송신신호를 검출부(230)에 전달한다. 이에 대응하여 제2 스위치(242)는 방향성 커플러(220)의 반사포트(222)와 연결되어 반사신호를 특성 임피던스(250)로 종단처리 한다. 일정시간 후, 제1 스위치(241)가 방향성 커플러(220)의 반사포트(222)와 연결되어 반사신호를 검출부(230)에 전달하면, 제2 스위치(242)는 이에 대응하여, 방향성 커플러(220)의 송신포트(221)와 연결되어, 송신신호를 특성 임피던스(250)로 종단처리 시킨다.
스위치부(240)의 동작주기는 설정에 따라 변경될 수 있다.
즉, 스위치부(240)를 통해 송신신호, 반사신호를 검출부(230)에 각각 따로 전달하고, 어느 하나의 신호가 검출부(230)에 전달되는 경우, 다른 신호를 일정한 값을 갖는 특성 임피던스(250)로 종단 처리함으로써, RF 프론트엔드 및 안테나의 부하 임피던스가 방향성 커플러(220)의 특성 임피던스(250)와 달라지는 경우에 방향성 커플러(220)의 격리도가 저하되는 문제를 해소할 수 있어 최적의 임피던스 정합을 수행할 수 있다.
아날로그 디지털 변환기(ADC)(260)는 검출부(230)에서 출력한 송신전압 및 반사전압 값을 디지털 값으로 변환한다.
제어부(270)는 임피던스 정합 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
제어부(270)는 검출된 송신전압과 반사전압의 차이를 기초로 변경시킬 임피던스 값을 결정할 수 있고, 결정된 임피던스 값으로 임피던스를 정합하도록 임피던스 정합 회로(210)에 제어신호를 인가한다.
제어부(270)는 스위치부(240)의 제1 스위치(241), 제2 스위치(242)에 제어신호를 인가하여 제1 스위치(241), 제2 스위치(242)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(270)는 제1 스위치(241)를 방향성 커플러(220)의 송신포트(221)에 연결하고, 제2 스위치(242)를 특성 임피던스(250)에 연결하는 제어신호를 생성하여 제1 스위치(241), 제2 스위치(242)의 동작을 제어한다. 또는, 구체적으로, 제어부(270)는 제1 스위치(241)를 방향성 커플러(220)의 송신포트(221)에 연결하고, 제2 스위치(242)를 특성 임피던스(250)에 연결하는 제어신호를 생성하여 제1 스위치(241), 제2 스위치(242)의 동작을 제어한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 임피던스 정합 장치(200)가 동작하는 일 예를 나타낸다.
도 3을 참고하면, 제1 스위치(241)가 방향성 커플러(220)가 수신한 송신신호를 전달하는 송신포트(221)와 연결되어 있고, 제2 스위치(242)는 방향성 커플러(220)가 수신한 반사신호를 전달하는 반사포트(222)와 연결되어 있다. 이 경우, 검출부(230)는 제1 스위치(241)를 통해 송신포트(221)와 연결되어 송신신호를 수신하고, 송신신호로부터 송신전력을 검출한다. 반사신호는 특성 임피던스로 전달되어 50옴으로 종단 처리된다.
상기와 같은 스위치(240)부의 동작에 따라 검출부(230)에 유입되는 반사신호를 차단할 수 있다. 이에 따라 검출부(230)에서 송신전력의 크기가 크게 검출되는 문제를 해결할 수 있고, 정확한 임피던스 정합을 수행할 수 있다. 또한, 하나의 검출부만을 이용하여 임피던스 정합 장치(200)의 생산 단가를 낮출 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 임피던스 정합 장치(200)가 동작하는 일 예를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 제1 스위치(241)가 방향성 커플러(220)로부터 출력된 반사신호를 전달하는 반사포트(222)와 연결되어 있고, 제2 스위치(242)는 방향성 커플러(220)가 커플링한 송신신호를 전달하는 송신포트(221)와 연결되어 있다. 이 경우, 검출부(230)는 제1 스위치(241)를 통해 반사포트(222)와 연결되어 반사신호를 수신하고, 반사신호로부터 반사전력을 검출한다. 송신신호는 특성 임피던스로 전달되어 50옴으로 종단 처리된다.
상기와 같은 스위치(240)부의 동작에 따라 검출부(230)에 유입되는 송신신호를 차단할 수 있다. 이에 따라 검출부(230)에서 반사전력의 크기가 크게 검출되는 문제를 해결할 수 있고, 정확한 임피던스 정합을 수행할 수 있다. 또한, 하나의 검출부만을 이용하여 임피던스 정합 장치(200)의 생산 단가를 낮출 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 임피던스 정합 장치(200)의 임피던스 정합 방법의 흐름도이다.
임피던스 정합 장치(200)는 임피던스 정합 회로(210), 방향성 커플러(220), 검출부(230), 스위치부(240), 특성 임피던스(250), 아날로그 디지털 변환기(ADC)(260), 제어부(270), 안테나(280)를 포함하고, 방향성 커플러(220)의 일단과 타단에는 각각 송신포트(221)와 반사포트(222)가 연결되어 있다. 스위치(240)는 제1 스위치(241), 제2 스위치(242)를 포함한다. 상기 구성요소들에 대한 설명은 도 2의 내용과 같으므로 자세한 설명은 생략한다.
먼저, 제어부(270)는 제1 스위치(241)에 제어신호를 인가하여, 제1 스위치(241)를 송신포트에 연결하고, 제2 스위치를 반사포트(222)에 연결한다(S101). 이에 따라 송신신호는 검출부(230)에 전달되고, 반사신호는 특성 임피던스(250)에 전달되어 종단 처리된다. 특성 임피던스(250)의 값은 50옴이다. 그러나, 50옴은 예시에 불과하다.
그 후, 제어부(270)는 검출부(230)를 통해 송신전압을 검출한다(S103).
미리 설정된 일정 시간 후, 제어부(270)는 제1 스위치(241)를 반사포트(242)에 연결하고, 제2 스위치(242)를 송신포트(221)에 연결한다(S105). 여기서, 일정 시간은 아날로그 디지털 변환기(260) 및 제어부(270)가 전기적으로 허용하는 최소한의 시간으로, 송신신호와 반사신호를 검출하는 시간간격을 최대한 줄이도록 설정될 수 있다.
그 후, 제어부(270)는 검출부(230)를 통해 반사전압을 검출한다(S107).
그 후, 제어부(270)는 검출된 송신전압과 반사전압의 크기를 이용해 송신전압과 반사전압의 차이를 이용해 임피던스 정합을 수행한다(S109). 구체적으로는, 검출된 차이를 통해 가변시킬 임피던스 값을 결정하고, 임피던스 정합 회로(210)에 제어신호를 인가하여 결정된 임피던스 값을 갖도록 임피던스 정합을 수행한다.
상술한 본 발명에 따른 임피던스 정합 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.
200: 임피던스 정합 장치
210: 임피던스 정합 회로
220: 방향성 커플러
221: 송신포트
222: 반사포트
230: 검출부
240: 스위치부
241: 제1 스위치
242: 제2 스위치
250: 특성 임피던스
260: 아날로그 디지털 변환기(ADC)
270: 제어부
280: 안테나

Claims (20)

  1. 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합 장치로서,
    전력 증폭기로부터 출력되는 송신신호 및 상기 안테나로부터 반사되는 반사신호를 커플링하여 출력하는 방향성 커플러;
    상기 출력된 송신신호로부터 송신전압을 검출 또는 상기 수신된 반사신호로부터 반사전압을 검출하는 검출부;
    상기 방향성 커플러로부터 출력되는 송신신호 또는 반사신호 중 하나의 신호를 상기 검출부에 전달하고, 다른 하나의 신호를 기 설정된 임피던스로 종단 처리시키는 스위치부; 및
    상기 검출된 송신전압과 반사전압의 크기를 기초로 임피던스를 조절하는 임피던스 정합 회로를 포함하는 임피던스 정합 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위치부는,
    상기 검출부의 일단에 연결되어 상기 송신신호 또는 상기 반사신호를 상기 검출부에 전달하는 제1 스위치; 및
    상기 기 설정된 임피던스의 일단에 연결되어 상기 송신신호 또는 상기 반사신호를 상기 기 설정된 임피던스로 종단 처리시키는 제2 스위치를 포함하는 임피던스 정합 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신신호를 상기 검출부에 전달하고, 상기 반사신호를 상기 기 설정된 임피던스에 전달하도록 상기 스위치부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 임피던스 정합 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 임피던스 값은 50옴인 임피던스 정합 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스위치부는,
    쌍극 쌍투 스위치에 해당하는 임피던스 정합 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 송신전압과 상기 반사전압의 차이가 최대가 되도록 상기 임피던스 정합 회로를 제어하는 임피던스 정합 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 임피던스 정합 회로의 가변 캐피시터들의 캐패시턴스 값을 변화시켜 상기 송신전압과 반사전압의 차이가 최대가 되도록 상기 임피던스 정합 회로를 제어하는 임피던스 정합 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 검출된 송신전압과 반사전압을 디지털 값으로 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 더 포함하는 임피던스 정합 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 임피던스 정합 회로는,
    적어도 하나 이상의 캐패시터 및 적어도 하나 이상의 인덕터를 포함하여 구성되는 임피던스 정합 장치.
  10. 전력 증폭기와 안테나 사이의 임피던스 정합을 수행하는 임피던스 정합 장치의 임피던스 정합 방법으로서,
    상기 임피던스 정합 장치는,
    방향성 커플러, 검출부, 스위치부, 임피던스 정합 회로를 포함하고,
    상기 전력 증폭기로부터 출력되는 송신신호 또는 상기 안테나로부터 반사되는 반사신호를 커플링하여 출력하는 단계;
    상기 출력된 송신신호 또는 반사신호 중 하나의 신호를 상기 검출부에 전달하고, 다른 하나의 신호를 기 설정된 임피던스로 종단 처리시키는 단계;
    상기 전달된 송신신호로부터 송신전압 또는 상기 전달된 반사신호로부터 반사전압을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 송신전압과 반사전압의 크기를 기초로 임피던스를 조절하는 단계를 포함하는 임피던스 정합 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 스위치부는,
    상기 검출부의 일단에 연결되어 상기 송신신호 또는 상기 반사신호를 상기 검출부에 전달하는 제1 스위치; 및
    상기 기 설정된 임피던스의 일단에 연결되어 상기 송신신호 또는 상기 반사신호를 상기 기 설정된 임피던스로 종단 처리시키는 제2 스위치를 포함하는 임피던스 정합 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기 설정된 임피던스 값은 50옴인 임피던스 정합 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 스위치부는,
    쌍극 쌍투 스위치에 해당하는 임피던스 정합 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 스위치부는,
    상기 송신신호가 상기 반사신호에 유입되는 것을 차단하도록 동작하는 임피던스 정합 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 검출된 송신전압과 반사전압의 크기를 기초로 임피던스를 조절하는 단계는,
    상기 송신전압과 상기 반사전압의 크기를 이용해 상기 송신전압과 상기 반사전압의 차이가 최대가 되도록 임피던스를 조절하는 단계를 포함하는 임피던스 정합 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 검출된 송신전압과 반사전압의 크기를 기초로 임피던스를 조절하는 단계는,
    상기 임피던스 정합 회로의 가변 캐피시터들의 캐패시턴스 값을 변화시켜 상기 송신전압과 상기 반사전압의 차이가 최대가 되도록 임피던스를 조절하는 단계를 포함하는 임피던스 정합 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 검출된 상기 송신전압과 반사전압을 디지털 값으로 변환하는 단계를 더 포함하는 임피던스 정합 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 임피던스 정합 회로는,
    적어도 하나 이상의 캐패시터 및 적어도 하나 이상의 인덕터를 포함하여 구성되는 임피던스 정합 방법.
  19. 제10항에 있어서, 상기 스위치부는,
    상기 방향성 커플러와 상기 검출부의 사이에 위치하는 임피던스 정합 방법.
  20. 제10항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체.
KR1020110137778A 2011-12-19 2011-12-19 임피던스 정합 장치 및 그 방법 KR101349430B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110137778A KR101349430B1 (ko) 2011-12-19 2011-12-19 임피던스 정합 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110137778A KR101349430B1 (ko) 2011-12-19 2011-12-19 임피던스 정합 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130070445A true KR20130070445A (ko) 2013-06-27
KR101349430B1 KR101349430B1 (ko) 2014-01-09

Family

ID=48865251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110137778A KR101349430B1 (ko) 2011-12-19 2011-12-19 임피던스 정합 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101349430B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170093208A (ko) * 2014-12-10 2017-08-14 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 조정 가능한 rf 커플러
KR20170138065A (ko) * 2016-06-06 2017-12-14 인피니언 테크놀로지스 아게 부하 임피던스를 결정하기 위한 통신 장치 및 방법
US9866260B2 (en) 2014-09-12 2018-01-09 Infineon Technologies Ag System and method for a directional coupler module
CN115037322A (zh) * 2022-03-28 2022-09-09 深圳市国电科技通信有限公司 射频能量收集装置和方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080035888A (ko) * 2006-10-20 2008-04-24 삼성전자주식회사 휴대 단말기의 정합 장치
KR101014949B1 (ko) * 2009-07-29 2011-02-15 엘지이노텍 주식회사 적응형 튜닝 안테나 회로의 파워 검출장치
KR101133629B1 (ko) * 2009-10-06 2012-04-10 엘에스엠트론 주식회사 다중대역 다중모드 안테나의 임피던스 정합 장치 및 이를 이용한 안테나
KR101074616B1 (ko) * 2009-10-16 2011-10-17 엘지이노텍 주식회사 임피던스 정합회로

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9866260B2 (en) 2014-09-12 2018-01-09 Infineon Technologies Ag System and method for a directional coupler module
KR20170093208A (ko) * 2014-12-10 2017-08-14 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 조정 가능한 rf 커플러
KR20170138065A (ko) * 2016-06-06 2017-12-14 인피니언 테크놀로지스 아게 부하 임피던스를 결정하기 위한 통신 장치 및 방법
US10170822B2 (en) 2016-06-06 2019-01-01 Infineon Technologies Ag Communication device and method for determining a load impedance
CN115037322A (zh) * 2022-03-28 2022-09-09 深圳市国电科技通信有限公司 射频能量收集装置和方法
CN115037322B (zh) * 2022-03-28 2023-11-28 深圳市国电科技通信有限公司 射频能量收集装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101349430B1 (ko) 2014-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10051563B2 (en) Adaptive and power-controllable WIFI adjusting method and device
US7454227B2 (en) Wireless communication module, communication terminal, and impedance matching method
TWI466504B (zh) 行動通訊裝置與其阻抗匹配方法
US20150044977A1 (en) Method and wireless communication device for using an antenna as a sensor device in guiding selection of optimized tuning networks
US20110269416A1 (en) Transmitter
CN103297077A (zh) 调校共振频率及判断阻抗变化的方法及其电路和通讯装置
CN110504977B (zh) 一种多频段阻抗匹配电路及无线射频系统
KR101349430B1 (ko) 임피던스 정합 장치 및 그 방법
WO2017044224A1 (en) Antenna selection and tuning
US10110261B2 (en) Transceiver system to adapt to antenna de-tuning
US11711107B2 (en) Systems and methods for antenna impedance matching
CN102664601A (zh) 一种自适应阻抗匹配模块
CN108900206A (zh) 一种阻抗匹配装置、阻抗匹配方法及通信终端
US8768273B2 (en) Systems and methods for power sensing and antenna tuning
KR20210028841A (ko) 무선 통신 회로의 성능 검출 및 캘리브레이션하기 위한 방법 및 전자 장치
US9306534B2 (en) Impedance matching apparatus and impedance matching method
GB2529887B (en) Antenna impedance matching circuit tuning system
KR101305894B1 (ko) 임피던스 조절 장치 및 그 방법
KR20130113240A (ko) 임피던스 정합 장치
CN104749513B (zh) 通信系统及用于检测功率放大器的负载变化的方法
JP2003318636A (ja) ヘリカルアンテナ装置及びそれを備えた無線通信装置
KR101905776B1 (ko) 임피던스 정합 장치 및 방법
EP2620036A1 (en) Power calibration under voltage standing wave ratio change by frequency sweep
KR20130013702A (ko) 안테나 및 이를 포함하는 임피던스 매칭 장치
CN202586884U (zh) 一种自适应阻抗匹配模块

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161207

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171205

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181210

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191209

Year of fee payment: 7