KR20140094221A - Adaptive control impedance matching chip and RF transmission apparatus using for it - Google Patents

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KR20140094221A
KR20140094221A KR1020130006700A KR20130006700A KR20140094221A KR 20140094221 A KR20140094221 A KR 20140094221A KR 1020130006700 A KR1020130006700 A KR 1020130006700A KR 20130006700 A KR20130006700 A KR 20130006700A KR 20140094221 A KR20140094221 A KR 20140094221A
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Abstract

The present invention relates to an adaptive control impedance matching chip which ensures smooth radio propagation between RF transceivers or RF signal transmission apparatus in a wireless communication apparatus or broadcasting apparatus through an antenna and an RF cable. The adaptive control impedance matching chip according to an embodiment of the present invention removes the DC-like component in a signal transmitted from an RF input unit and reflected by and RF output unit in a DC block capacitor and delivers the signal to a passive impedance matching pad.

Description

지능제어 임피던스 매칭 칩 및 그를 이용한 알에프 송수신장치{Adaptive control impedance matching chip and RF transmission apparatus using for it} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an intelligent control impedance matching chip and an RF transmission apparatus using the intelligent control impedance matching chip.

본 발명은 무선통신을 하는 통신기기 및 방송기기 등에서 안테나와 RF 케이블을 통하여 핵심장치인 알에프(RF)송수신장치 혹은 알에프(RF)신호 전달 장치간에 전파전달을 원활하게 하기 위한 지능제어 임피던스 매칭 칩(Adaptive Control Impedance Matching Chip)에 관한 것이다. The present invention relates to an intelligent control impedance matching chip (hereinafter, referred to as " RF ") for smoothly transmitting radio waves between RF transmitting and receiving devices or RF signal transmitting devices, which are core devices, through antennas and RF cables in communication devices, Adaptive Control Impedance Matching Chip).

또한, 본 발명은 지능제어 임피던스 매칭 칩을 이용하여 아주 간단하게 안테나와 알에프(RF) 송수신장치 혹은 부품과 부품간에 발생하는 임피던스 매칭(정재파비) 불량을 자동으로 모니터링 할 수 있으며, 임피던스 매칭 제어기를 통해 지능제어 임피던스 매칭 칩이 안테나와 알에프(RF) 송수신장치 혹은 부품과 부품간에 임피던스 매칭을 자동으로 매칭 할 수 있는 프로그램 알고리즘을 사용하여 소프트웨어로 자동 조절하여 알에프 송수신장치 혹은 부품으로 전달하는 과정을 실시간 순차적으로 반복하여 시스템의 정재파비를 조정할 수 있는 지능제어 임피던스 매칭 칩을 이용한 알에프 송수신장치에 관한 것이다.
In addition, the present invention can automatically monitor an impedance matching (standing wave ratio) defect generated between an antenna and an RF transmitting / receiving device or a part and a part using an intelligent control impedance matching chip, and an impedance matching controller Intelligent Control Impedance Matching Chip is a program that automatically adjusts the impedance matching between an antenna and an RF transmitter or receiver or between parts and components. To an RF transmitting / receiving apparatus using an intelligent control impedance matching chip capable of adjusting the standing wave ratio of the system in a sequential manner.

일반적으로 통신기기의 알에프(RF)송수신부 및 알에프(RF)신호전달부는 다수의 부품이 결합하여 이루어지며, 각 부품 사이의 신호전달특성이 상이하므로 전파전달을 원활하게 하기 위해 개발 및 양산 단계에서 사람이 직접 R,L,C를 이용하여 각각의 알에프(RF)송수신부 및 알에프(RF)신호전달부 혹은 부품과 부품간 그리고 장비와 장비간에 임피던스(impedance)를 매칭(matching)해야 한다.
Generally, the RF transmitting and receiving unit and the RF signal transmitting unit of a communication device are formed by combining a plurality of components. Since signal transmission characteristics between the components are different, A person must directly match the impedance between each RF transmitter and RF transmitter or between the parts and components and between the equipment and the equipment using R, L, and C directly.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 통신기기의 알에프(RF)송수신부에서는 안테나(10)로부터 수신된 신호가 안테나입출력포트(20)을 통하여 알에프(RF)케이블/PCB패턴라인(30)을 통해 안테나포트(35)로 전달되고, 상기 알에프(RF)송수신부(1000)에서는 별도의 신호처리과정을 거쳐 알에프(RF)출력포트(45)로 신호를 출력하게 된다. 또한, 알에프(RF)입력포트(40)을 통해 수신된 신호는 내부의 신호처리과정을 거쳐 다시 안테나(10)를 통해 무선으로 송신하게 된다. 1, in a conventional RF transmitting / receiving unit of a communication device, a signal received from an antenna 10 is transmitted to an RF cable / PCB pattern line 30 through an antenna input / output port 20, The RF transmitting and receiving unit 1000 outputs a signal to the RF output port 45 through a separate signal processing process. In addition, the signal received through the RF input port 40 is transmitted through the antenna 10 through the internal signal processing process and wirelessly transmitted.

이때, 상기 알에프(RF)송수신부(1000)는 인쇄회로기판상에 복수의 디씨 블럭 커패시터(DC Block Capacitor)(101), 듀플렉스(201), 저잡음증폭기(LNA)(301), 구동증폭기(DA)(401), 아이솔레이터(Isolator)(601), 고출력증폭기(HPA)(501) 등을 수동(인두기) 혹은 자동(자삽기)으로 납땜하여 제작하는데, 양산 시 작업 환경이나 작업자의 작업성 그리고 재료특성에 따라서 다양한 특성 변화가 발생하여 임피던스 미스매칭이 발생하기 때문에 임피던스 매칭을 위하여 작업자가 손으로 직접 재작업(특성 조정을 위한 튜닝)이 필요로 한다.
The RF transmitting and receiving unit 1000 includes a plurality of DC block capacitors 101, a duplexer 201, a low noise amplifier (LNA) 301, a driving amplifier DA ) 401, an isolator 601 and a high power amplifier (HPA) 501 are soldered by manual (soldering iron) or automatic (soldering). In the mass production, the work environment, Since impedance mismatch occurs due to various characteristics changes depending on the characteristics, the operator needs to manually rework (tuning for characteristics adjustment) in order to perform impedance matching.

특히, 전파입출력단인 듀플렉스(201)에서의 미스 매칭(miss matching)으로 인하여 안테나로부터 전달된 신호가 듀플렉스(201)에서 반사되는 현상이 발생한다. 따라서, 반드시 튜닝을 통해 듀플렉스(201)와 저잡음증폭기(301), 저잡음증폭기(301)와 구동증폭기(401)사이의 미스 매칭을 조정해야 한다. In particular, a phenomenon occurs in which a signal transmitted from an antenna is reflected by the duplex 201 due to miss matching in the duplex 201, which is a radio input / output stage. Therefore, it is necessary to adjust the mismatch between the duplex 201 and the low noise amplifier 301, the low noise amplifier 301 and the driving amplifier 401 through tuning.

즉, 상기 임피던스 매칭이 불충분할 경우, 각 부품들(안테나, 듀플렉스, LNA, 필터, 증폭기, 믹스 등)간의 매칭 불량으로 인한 발진 혹은 미증폭 등의 품질 불량이 나타난다. That is, when the impedance matching is insufficient, quality defects such as oscillation or non-amplification due to matching failure between the components (antenna, duplex, LNA, filter, amplifier, mix, etc.) appear.

이를 개선하기 위해 본원 출원인은 수동형 임피던스 매칭 패드를 이용하는 특허등록 제0883398호(발명의 명칭: 임피던스 매칭 칩 및 이를 이용한 알에프 송수신부 및 알에프 신호전달부)(이하, '선행발명1'이라 함)을 제안한 바 있다.
In order to solve this problem, the applicant of the present invention has disclosed a patent registration No. 0883398 (name of the invention: an impedance matching chip and an RF transmitting and receiving unit and an RF signal transmitting unit using the passive impedance matching pad) Have proposed.

상기 선행발명1은 실제 현장에서 적용 시 정재파비(VSWR) 불량에 대한 대비책을 제시하지 못하는 문제점이 있었으므로, 본원 출원인은 능동형 임피던스 매칭 칩을 이용하는 특허출원 제2011-38503호(발명의 명칭: 능동 임피던스 매칭 칩과 이를 이용한 알에프 송수신장치 그리고 알에프 송수신장치의 정재파비 모니터링 및 자동제어방법)(이하, '선행발명2'라 함)를 새롭게 제안하였다.
The above-mentioned prior art 1 has a problem in that it can not provide a countermeasure against VSWR defects when it is applied in an actual field. Therefore, the applicant of the present application has filed a patent application No. 2011-38503 using active- An impedance matching chip, an RF transmitting / receiving device using the impedance matching chip, and a standing wave ratio monitoring and automatic control method of an RF transmitting / receiving device) (hereinafter referred to as "prior invention 2").

한편, 2G PCS, 3G WCDMA, WiBro, DMB 그리고 4G LTE 등 복잡한 시스템간의 통합 및 융합시 시스템간의 S/W 알고리즘 뿐만 아니라, 알에프 서브-시스템(RF Sub-System)간에 원활한 에너지 전달을 위한 광대역 임피던스 매칭(Impedance Matching)이 매우 중요한 문제가 된다. 알에프 시스템(RF System)간의 정합 문제점을 해결 할 수 있는 방안으로 광대역 임피던스 매칭 회로를 이용하여 알에프 시스템(RF System) 혹은 알에프 서브-시스템(RF Sub-System) 또는 알에프(RF)부품들 서로 알에프(RF)신호(에너지전달)를 원활하게 할 수 있는 광대역 임피던스 매칭 모듈 및 칩 제품 개발이 요구되었다.
On the other hand, broadband impedance matching for seamless energy transfer between RF sub-systems as well as S / W algorithms between systems for integration and convergence between complex systems such as 2G PCS, 3G WCDMA, WiBro, DMB and 4G LTE (Impedance Matching) is a very important problem. To solve the problem of matching between RF systems, a wideband impedance matching circuit is used for RF system or RF sub-system or RF parts, Band impedance matching module and chip product that can smoothly transmit a radio frequency (RF) signal (energy transfer).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특히 안테나와 알에프(RF) 케이블/PCB 패턴라인 그리고 송수신부 및 알에프(RF)신호전달부에서 핵심 부품들간의 전파전달을 개선하며, 제품에 대한 신뢰성과 양산성을 고려하여 칩(Chip) 타입으로 제작된 임피던스 매칭 칩을 적용한 장비를 현장 설치 한 후, 장비 운영 중에 발생하는 정재파(VSWR) 불량을 모니터링하고 자동 조정하는 기능을 제공함으로써 늘 일정한 성능으로 장비를 운영할 수 있는 지능제어 임피던스 매칭 칩 및 그를 이용한 알에프 송수신장치를 제공함에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to improve the propagation of radio waves between core parts in an antenna, an RF cable / PCB pattern line, a transceiver and an RF signal transmitter, In consideration of reliability and mass productivity, it is equipped with chip-type impedance matching chip installed on site and monitoring and automatic adjustment of VSWR defect during operation. An intelligent control impedance matching chip and an RF transmitting / receiving device using the intelligent control impedance matching chip.

본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩은 RF입력부로부터 전달된 신호 RF출력부로부터 반사된 신호는 제1디씨블록 커패시터(DC Block Capacitor) 및 제2디씨블록 커패시터에서 DC성분을 제거하여 수동형 임피던스 매칭 패드(Passive Impedence Matching Pad)에 전달되는 임피던스 매칭칩에 있어서, 상기 수동형 임피던스 매칭 패드의 전단 또는 후단중 어느 하나에는 제1커플러(Coupler) 또는 제2커플러(Coupler)가 각각 구비되고, 임피던스 매칭 제어기에서는 상기 제1커플러 및 제2커플러에서 커플링된 입사파와 반사파를 비교하여 전압값 VD1과 VD2를 출력하고, 상기 전압값 VD1과 VD2은 각각 제1가변 커패시터부 및 제2가변 커패시터부를 전달되어 커패시턴스값을 변화시키되, 상기 제1커플러에는 입력측 전단에 차단저항이 연결되어 입력신호가 수동형 임피던스 매칭 패드를 통과한 후 신호가 입력되고, 제2커플러는 출력측 후단에 차단저항이 연결되어 반사신호가 수동형 임피던스 매칭 패드를 통과한 후 신호가 입력되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
The intelligent control impedance matching chip according to the present invention is configured such that a signal reflected from a signal RF output unit transmitted from an RF input unit removes a DC component from a first DC block capacitor and a second DC block capacitor to generate a passive impedance matching pad The passive impedance matching pad is connected to a passive impedance matching pad. The passive impedance matching pad includes a first coupler or a second coupler at either the front end or the rear end of the passive impedance matching pad, The first and second couplers compare the incident wave and the reflected wave to output voltage values VD1 and VD2. The voltage values VD1 and VD2 are transmitted through the first variable capacitor unit and the second variable capacitor unit, respectively, A blocking resistor is connected to the input side of the first coupler so that the input signal is converted into a passive impedance matching pad Have passed after the signal is input, the second coupler is connected to the rear end of the output side and a blocking resistance to the technical features that the reflected signal is then passed through a passive impedance matching pad signal input.

본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩은 안테나, 알에프 케이블(RF Cable), 전송선로(마이크로스트립, 스트립라인) 그리고 알에프(RF)부품간의 특성임피던스를 정합(Matching)하는 기술을 이용하여 알에프(RF)부품을 피시비(PCB)에 장착 시 발생하는 부품간의 임피던스 정합불량을 개선시켜 성능(VSWR) 및 제품 신뢰성(현장 운영 시)향상 할 수 할 수 있는 효과가 있다. The intelligent control impedance matching chip according to the present invention can be applied to RF (Radio Frequency Identification) RF (Radio Frequency Identification) devices using a technique of matching characteristic impedances between antennas, RF cables, transmission lines (micro strips, strip lines) (VSWR) and product reliability (on-site operation) can be improved by improving the impedance matching failure between parts generated when the component is mounted on the PCB.

또한, 본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩은 통신기기의 송수신부 및 알에프(RF)신호전달부에서 핵심 부품들간에 임피던스 미스 매칭을 사전에 예방하여 전파전달을 획기적으로 개선 할 수 있으며, 칩(Chip)으로 이루어져 제품의 신뢰성과 양산성이 향상되며, 다른 소자와 결합하여 매칭용 칩 부품으로 원 칩(One-chip) 엠엠아이씨(MMIC)제작하고 이를 실제 통신기기 제품에 적용함으로써, 통신기기의 송수신부 및 알에프(RF)신호전달부 개발 시 개발 기간 단축과 양산 수율 향상되어 제품에 대한 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다. Also, the intelligent control impedance matching chip according to the present invention can prevent impedance mismatching between core parts in a transceiver unit and an RF signal transmitter unit of a communication device in advance, thereby remarkably improving propagation of radio waves, Chip), which improves the reliability and mass productivity of the product. By manufacturing a one-chip MMIC as a matching chip component in combination with other devices and applying it to actual communication device products, The development period and the mass production yield are improved in the development of the transceiver and RF signal transmitter, thereby enhancing the competitiveness of the product.

또한, 본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩을 이용한 알에프(RF) 송수신장치의 정재파비 모니터링 및 자동제어방법은 지능제어 임피던스 매칭 칩과 임피던스 매칭 제어기에 의해 간단하게 알에프(RF) 송수신장치의 정재파비 불량을 모니터링 할 수 있으며, 전압 조정을 통해 지능제어 임피던스 매칭 칩에서 발생된 출력신호를 알에프(RF)출력부로 전달하여 피드백시키는 과정을 순차적으로 반복하여 시스템의 정재파비를 조정할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the standing wave ratio monitoring and automatic control method of an RF transmitting / receiving apparatus using an intelligent control impedance matching chip according to the present invention can be easily performed by an intelligent control impedance matching chip and an impedance matching controller, It is possible to monitor the defects and adjust the standing wave ratio of the system by sequentially repeating the process of transmitting the output signal generated from the intelligent control impedance matching chip to the RF output unit through the voltage adjustment and repeating the process.

도 1은 종래 통신기기에 사용되는 알에프(RF)송수신부의 블록 구성도,
도 2a 내지 2l은 본 발명에서 임피던스 매칭 제어기가 구비된 지능제어 임피던스 매칭 칩의 실시예를 개략적으로 나타낸 블록 구성도,
도 3는 본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩이 적용된 알에프(RF) 송수신장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩이 적용된 알에프(RF) 송수신장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 블록 구성도,1 is a block diagram of an RF (radio frequency) transceiver used in a conventional communication device,
FIGS. 2A to 2L are block diagrams schematically illustrating an embodiment of an intelligent control impedance matching chip having an impedance matching controller according to the present invention.
3 is a block diagram schematically showing one embodiment of an RF transmitting and receiving apparatus to which an intelligent control impedance matching chip according to the present invention is applied.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing another embodiment of an RF transmitting and receiving apparatus to which an intelligent control impedance matching chip according to the present invention is applied.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩(Adaptive Impedence Matching Chip)은 RF신호를 이용하는 모든 통신회로에 적용이 가능하며, 일부의 회로 변경을 통해 신호가 일측 방향으로만 전달되는 단방향 임피던스 매칭 패드 또는 신호가 양측 방향으로 전달되는 양방향 임피던스 매칭 패드에 특정의 전자소자(다이오드, 커패시터, 증폭기, 파워디텍터 등)이 전기적으로 회로 설계될 수 있다. The adaptive impedance matching chip according to the present invention can be applied to all communication circuits using an RF signal. A unidirectional impedance matching pad or a signal in which a signal is transmitted only in one direction through a circuit change Specific electronic elements (diodes, capacitors, amplifiers, power detectors, etc.) can be electrically designed in the bi-directional impedance matching pad transmitted in both directions.

본 발명은 선행발명1과 선행발명2보다 임피던스 매칭 방법을 획기적으로 개선하여 임피던스 매칭을 정확하고 효율적으로 방법을 제시하는 바, 제1커플러와 제2커플러(242)의 방향 개선을 통하여 임피던스 매칭의 효과를 현저하게 상승시켰으며, 임피던스 매칭 방법을 부품소자와 혼합하여 엠엠아이씨(MMIC)로 제작하면 성능이 기존 부품보다 아주 우수한 부품으로 발전할 수 있게 되었다.
The present invention improves the impedance matching method more remarkably than the prior art 1 and the prior art 2 to provide an accurate and efficient method of impedance matching. By improving the direction of the first coupler and the second coupler 242, The effect is remarkably increased. When the impedance matching method is mixed with the component element and manufactured by MMIC (MMIC), the performance can be improved to be superior to the existing parts.

본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩은 도 2a 내지 도 2l에 나타난 바와 같이, 일부 회로소자(증폭기, 파워티텍터 등)의 생략 또는 첨가에 의해 13가지 형태의 지능형 임피던스 매칭 칩을 제안하며, 자동제어를 위해 입사파와 반사파를 측정하여 비교하고, 전압값을 피드백(feedback) 제어하는 동작을 수행하게 된다.
The intelligent control impedance matching chip according to the present invention proposes 13 kinds of intelligent impedance matching chips by omitting or adding some circuit elements (amplifiers, power transistors, etc.) as shown in FIGS. 2A to 2L, The incident wave and the reflected wave are measured and compared for control, and the operation of feedback control of the voltage value is performed.

즉, 본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩(200a 내지 200l)은 상기 수동형 임피던스 매칭 패드(100)의 전단 및 후단에는 디씨블록 커패시터(211)(241)에서 전달된 신호를 직접 수동형 임피던스 매칭 칩(100)으로 전달하고, 상기 수동형 임피던스 매칭 칩(100)에서는 제1커플러(212)와 제2커플러(242)를 통해 소정의 신호처리과정을 수행하여 임피던스 매칭 제어기(300)로 전달하게 된다. That is, in the intelligent control impedance matching chips 200a to 200l according to the present invention, signals transmitted from the DC block capacitors 211 and 241 are directly coupled to the passive impedance matching chip 100 100, and the passive impedance matching chip 100 performs a predetermined signal processing process through the first coupler 212 and the second coupler 242, and transmits the signals to the impedance matching controller 300.

이때, 상기 임피던스 매칭 제어기(300)에서는 입사파와 반사파의 신호를 비교하고 제1가변 커패시터부(220) 및 제2가변 커패시터부(230)를 제어함으로써 정재파비(VSWR)를 자동으로 조정할 수 있게 된다.
At this time, the impedance matching controller 300 can automatically adjust the VSWR by comparing the incident wave and the reflected wave signal and controlling the first variable capacitor unit 220 and the second variable capacitor unit 230 .

본 발명은 선행발명2와 비교할 때, 제1커플러(212)와 제2커플러(242)의 방향이 전환되었다. Compared with the prior art 2, the first coupler 212 and the second coupler 242 have been changed in direction.

이는 입력측의 전단 및 출력측의 전단에 차단저항이 구비되어, 입력측 신호가 제1커플러(212)를 그냥통과하여 수동형 임피던스 매칭 칩(100)에 전달되고, 출력측의 반사된 신호가 제2커플러(242)를 그냥 통과하여 수동형 임피던스 매칭 칩(100)에 전달되도록 회로 구성한 것이다. The input side signal passes through the first coupler 212 and is transmitted to the passive impedance matching chip 100. The reflected signal from the output side passes through the second coupler 242 To pass through the passive impedance matching chip 100, as shown in FIG.

상기 제1커플러(212)와 제2커플러(242)에는 입사신호 또는 반사신호를 증폭하기 위한 제1증폭기(213)와 제2증폭기(243)가 각각 구비되고, 상기 제1증폭기(213)와 제2증폭기(243)에서 증폭된 신호는 제1파워 디텍터(Power Detector)(214) 및 제2파워 디텍터(Power Detector)(214)에서 전압값으로 변환되어 임피던스 매칭 제어기(300)로 전달된다. The first coupler 212 and the second coupler 242 are respectively provided with a first amplifier 213 and a second amplifier 243 for amplifying an incident signal or a reflected signal, The signal amplified by the second amplifier 243 is converted into a voltage value by a first power detector 214 and a second power detector 214 and is transmitted to the impedance matching controller 300.

물론, 대신호(large signal)에서는 증폭기가 생략될 수 있다. Of course, in a large signal, the amplifier can be omitted.

또한, 상기 제1가변 커패시터부(220) 및 제2가변 커패시터부(230)는 임피던스 매칭 제어기(300)에서 전달된 전압값에 따라 커패시터값(C)이 변화되는 소형 저전압의 버랙터 다이오드(Varactor Diode)로 구성되는 것을 바람직하다.
The first variable capacitor unit 220 and the second variable capacitor unit 230 are connected to a varactor diode Varactor of a small low voltage whose capacitor value C is changed according to a voltage value transmitted from the impedance matching controller 300 Diode).

이때, 도 2b 내지 도 2l에 나타난 바와 같이 일부 소자를 추가 또는 생략함으로써 다양한 방식의 실시예를 실현할 수 있다. At this time, various embodiments can be realized by adding or omitting some elements as shown in Figs. 2B to 2L.

즉, 제1앰프(213)와 제1파워 디텍터(214)를 생략함으로써 입사파의 입력없이 반사파를 기준전압과 비교하여 정재파비를 제어하도록 회로 구성할 수 있으며, 제1·제2앰프(213)(243)와 제1·제2파워 디텍터(214)(244)를 모두 생략함으로써 입사파 및 반사파의 측정을 외부의 회로에서 구현하여 칩 사이즈를 최소화할 수도 있다. That is, by omitting the first amplifier 213 and the first power detector 214, a circuit can be configured to control the standing wave ratio by comparing a reflected wave with a reference voltage without inputting an incident wave, and the first and second amplifiers 213 ) 243 and the first and second power detectors 214 and 244 are omitted, it is possible to minimize the chip size by implementing the measurement of the incident wave and the reflected wave in an external circuit.

또한, 입력측 또는 출력측에 있는 디씨블록 커패시터(211)(241) 전단 또는 후단에 별도의 앰프(Amplifer)를 부가하여 출력을 향상시킬 수도 있다.
Also, it is possible to improve the output by adding a separate amplifier to the front or rear of the DC block capacitors 211 and 241 on the input side or the output side.

또한, 상기 임피던스 매칭 제어기(300)는 내부에 입사파와 반사파를 비교하는 비교회로가 구현되어 있고, 그 결과에 따라 전압값(VD1, VD2)를 출력하여 버랙터 다이오드의 커패시터값을 변환시키게 되는데, 이에 사용되는 기술사항은 당 업계의 공지기술(특허등록 제1006937호 참조)이며, 본 발명에서는 상기 임피던스 매칭 제어기와 임피던스 매칭 칩을 회로적으로 구현하여 새로운 효과를 창출하게 되므로 이하 임피던스 매칭 제어기에 관한 상세한 설명은 생략한다.
The impedance matching controller 300 includes a comparator circuit for comparing the incident wave and the reflected wave. The impedance matching controller 300 outputs the voltage values VD1 and VD2 to convert the capacitor values of the varactor diodes. In this case, the impedance matching controller and the impedance matching chip are implemented in a circuit to create a new effect. Therefore, the impedance matching controller and the impedance matching controller A detailed description thereof will be omitted.

따라서, 본 발명은 RF 입력부(210)에서 수신된 신호가 소정의 신호처리과정을 거쳐 수동형 임피던스 매칭 패드(100)에서 입사파를 발생하고, 임피던스 매칭 제어기(300)에서는 상기 입사파와 RF출력부(240)에서 발생된 반사파를 비교하여 정재파비를 연산하고, 커패시터부(250)를 제어하여 상기 정재파를 자동으로 개선함에 그 기술적 특징이 있다.
Therefore, in the present invention, the signal received from the RF input unit 210 undergoes a predetermined signal processing process to generate an incident wave in the passive impedance matching pad 100, and the impedance matching controller 300 converts the incident wave and the RF output unit 240 to compute a standing wave ratio and control the capacitor unit 250 to automatically improve the standing wave.

한편, 도 3은 본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩이 구현된 RF송수신장치의 일 실시예를 나타낸 것이다. Meanwhile, FIG. 3 shows an embodiment of an RF transceiver in which an intelligent control impedance matching chip according to the present invention is implemented.

상기 RF송수신장치에서는 RF입력포트의 전단에 디씨블록 커패시터(10), 구동증폭기(DA)(60), 디씨블록 커패시터(10), 최종증폭기(HPA)(40)가 순방향으로 순차 연결되고, 상기 최종증폭기(40)와 듀플렉서(20) 사이에 지능제어 임피던스 매칭칩이 구비된다. In the RF transceiver, a DC block capacitor 10, a driving amplifier (DA) 60, a DC block capacitor 10, and a final amplifier (HPA) 40 are sequentially connected in the forward direction in front of the RF input port, An intelligent control impedance matching chip is provided between the final amplifier (40) and the duplexer (20).

또한, RF출력포트의 전단에는 디씨블록 커패시터(10), 구동증폭기(DA)(60), 디씨블록 커패시터(10), 저잡음증폭기(LNA)(50)가 역방향으로 순차 연결되고, 상기 저잡음증폭기(50)와 듀플렉서(20) 사이에는 지능제어 임피던스 매칭칩(100)이 구비된다. A DC block capacitor 10, a driving amplifier (DA) 60, a DC block capacitor 10 and a low noise amplifier (LNA) 50 are sequentially connected in the reverse direction to the front end of the RF output port. 50 and the duplexer 20, an intelligent control impedance matching chip 100 is provided.

따라서, 상기 듀플렉서(20)와 최종증폭기(40) 그리고 듀플렉서(20)와 저잡음증폭기(50) 사이에 구비된 지능제어 임피던스 매칭 칩(100)의 신호는 임피던스 매칭 제어기(300)에 의해 제어된다. The signal of the intelligent control impedance matching chip 100 provided between the duplexer 20 and the final amplifier 40 and between the duplexer 20 and the low noise amplifier 50 is controlled by the impedance matching controller 300.

즉, 본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩(100)이 구현된 RF송수신장치에서는 안테나(1)로부터 수신된 신호가 듀플렉서(20)를 통해 저잡음증폭기(50)에 전달되는 입사파와, 상기 저잡음증폭기(50)에서 발생하는 반사파를 전달받아 정재파비를 연산하고, 연산된 결과에 따라 출력신호를 발생하여 다시 지능제어 임피던스 매칭 칩(200)을 통해 저잡음증폭기(50)로 전달함으로써 정재파비를 제어하게 된다. That is, in the RF transmitting / receiving apparatus having the intelligent control impedance matching chip 100 according to the present invention, an incident wave whose signal received from the antenna 1 is transmitted to the low noise amplifier 50 through the duplexer 20, (50) to generate an output signal according to the calculated result, and then transmits the output signal to the low noise amplifier (50) through the intelligent control impedance matching chip (200) to control the standing wave ratio do.

즉, 상기 임피던스 매칭 제어기(300)에서는 고출력증폭기(40)와 아이솔레이터(30)를 통해 듀플렉서(20)에 전달되는 입사파와, 상기 듀플렉서(20)에서 발생하는 반사파를 전달받아 정재파비를 연산하고, 연산된 결과에 따라 출력신호를 발생하여 다시 지능제어 임피던스 매칭 칩(200)을 통해 듀플렉서(20)로 전달함으로써 알에프(RF) 송수신장치의 정재파비를 제어하게 된다.
That is, the impedance matching controller 300 receives the incident wave transmitted to the duplexer 20 through the high-power amplifier 40 and the isolator 30 and the reflected wave generated from the duplexer 20 to calculate the standing wave ratio, Generates an output signal according to the computed result, and transmits the output signal to the duplexer 20 through the intelligent control impedance matching chip 200 to control the standing wave ratio of the RF transmission / reception device.

한편, 도 4는 본 발명에 의한 지능제어 임피던스 매칭 칩이 구현된 RF송수신장치의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 2개의 안테나(1)(1a)가 구비되어 양방향 송수신이 가능하게 된다. Meanwhile, FIG. 4 shows another embodiment of the RF transceiver in which the intelligent control impedance matching chip according to the present invention is implemented, and two antennas 1 and 1 a are provided to enable bi-directional transmission and reception.

수신안테나 및 송신안테나에서 수신된 신호는 디씨블록 커패시터를 거쳐 각각 듀플렉서(20)(20a)로 전달된다.The signals received from the reception antenna and the transmission antenna are transmitted to the duplexers 20 and 20a via the DC block capacitors, respectively.

이때, 수신측의 듀플렉서 후단(20a)에는 지능제어 임피던스 매칭칩(200), 저잡음증폭기(30a), 디씨블록 커패시터(10), 구동증폭기(DA)(40), 디씨블록 커패시터(10), 최종증폭기(HPA)(30), 지능제어 임피던스 매칭칩(100)이 순방향으로 순차 연결된다. At this time, an intelligent control impedance matching chip 200, a low noise amplifier 30a, a DC block capacitor 10, a driving amplifier (DA) 40, a DC block capacitor 10, The amplifier (HPA) 30, and the intelligent control impedance matching chip 100 are sequentially connected in the forward direction.

또한, 송신측 듀플렉서(20) 후단에는 지능제어 임피던스 매칭 칩(100), 저잡음증폭기(LNA)(50), 디씨블록 커패시터(10), 구동증폭기(DA)(60), 디씨블록 커패시터(10), 최종증폭기(HPA)(40a), 지능제어 임피던스 매칭칩(100)이 역방향으로 순차 연결되며, 상기 지능제어 임피던스 매칭 칩(100)의 신호는 임피던스 매칭 제어기(300)에 의해 제어된다. In addition, an intelligent control impedance matching chip 100, a low noise amplifier (LNA) 50, a DC block capacitor 10, a drive amplifier (DA) 60, a DC block capacitor 10, The final amplifier HPA 40a and the intelligent control impedance matching chip 100 are sequentially connected in the reverse direction and the signal of the intelligent control impedance matching chip 100 is controlled by the impedance matching controller 300. [

즉, 상기 임피던스 매칭 제어기(300)에서는 송신측과 수신측의 각 소자를 통해 전달되는 입사파 및 반사파를 통해 정재파비를 연산하고, 연산된 결과에 따라 출력신호를 발생하여 다시 지능제어 임피던스 매칭 칩(200)을 통해 듀플렉서(20)(20a)로 전달함으로써 알에프(RF) 송수신장치의 임피던스를 매칭시키고 정재파비를 제어하게 된다.
That is, the impedance matching controller 300 calculates the standing wave ratio through the incident wave and the reflected wave transmitted through the respective elements on the transmitting side and the receiving side, generates an output signal according to the calculated result, 20 to the duplexers 20 and 20a through the antenna 200 to match the impedance of the RF transceiver and control the standing wave ratio.

이와 같은 본 발명은 간단한 칩 형태로 제작되어 시스템에 회로구현됨으로써 이동통신 시스템간의 기지국 통합에 따른 신호전달을 원활하게 할 수 있는 광대역 임피던스 매칭이 가능하게 되고, 광대역 Up/Down Converter에서 임피던스 정합이 가능하며, 광대역 안테나 (DMB, CDMA, PCS, WCDMA, WiBro, WLAN, LTE) 통합에 따른 서로 다른 주파수간 임피던스 정합을 할 수 있는 광대역 임피던스 매칭이 가능하게 된다.
The present invention can be realized in a simple chip form and implemented as a circuit in a system, thereby enabling a wideband impedance matching that can facilitate signal transmission according to the integration of base stations between mobile communication systems, and impedance matching in a broadband up / down converter And wideband impedance matching that can perform impedance matching between different frequencies according to integration of a wideband antenna (DMB, CDMA, PCS, WCDMA, WiBro, WLAN, LTE) becomes possible.

1,1a: 안테나 2 : RF케이블
3 : 안테나 포트 4 : 연결케이블
5 : 안테나 입력포트
10,10a, 211,241 : 디씨블럭 커패시터
20 : 듀플렉서 40,40a: 고출력증폭기(HPA)
50,50a: 저잡음증폭기(LNA) 60 : 구동증폭기(DA)
100: 수동형 임피던스 매칭 패드(Passive Impedence Matching Pad)
200, 200a∼200l: 지능제어 임피던스 매칭 칩
210: RF입력부 212: 제1커플러(Coupler)
213: 제1앰프(AMP) 214: 제1파워 디텍터(power detector)
220: 제1가변 커패시터부 230: 제2가변 커패시터부
240: RF출력부 242: 제2커플러(Coupler)
243: 제2앰프(AMP) 244: 제2파워 디텍터(power detector)
250: 커패시터부 251∼254: 제1∼제4커패시터
300: 임피던스 매칭 제어기1.1a: antenna 2: RF cable
3: Antenna port 4: Connection cable
5: Antenna input port
10,10a, 211,241: DC block capacitor
20: duplexer 40,40a: high power amplifier (HPA)
50, 50a: low noise amplifier (LNA) 60: drive amplifier (DA)
100: Passive Impedance Matching Pad
200, 200a ~ 200l: Intelligent Control Impedance Matching Chip
210: RF input unit 212: first coupler (Coupler)
213: first amplifier (AMP) 214: first power detector
220: first variable capacitor unit 230: second variable capacitor unit
240: RF output section 242: second coupler (Coupler)
243: second amplifier (AMP) 244: second power detector
250: Capacitor parts 251 to 254: First to fourth capacitors
300: Impedance Matching Controller

Claims (6)

RF입력부로부터 전달된 신호 RF출력부로부터 반사된 신호는 디씨블록 커패시터(DC Block Capacitor) 및 디씨블록 커패시터에서 DC성분을 제거하여 수동형 임피던스 매칭 패드(Passive Impedence Matching Pad)에 전달되는 임피던스 매칭칩에 있어서,
상기 수동형 임피던스 매칭 패드의 전단 또는 후단중 어느 하나에는 제1커플러(Coupler) 또는 제2커플러(Coupler)가 각각 구비되고, 임피던스 매칭 제어기에서는 상기 제1커플러 및 제2커플러에서 커플링된 입사파와 반사파를 비교하여 전압값 VD1과 VD2를 출력하고, 상기 전압값 VD1과 VD2은 각각 제1가변 커패시터부 및 제2가변 커패시터부를 전달되어 커패시턴스값을 변화시키되,
상기 제1커플러에는 입력측 전단에 차단저항이 연결되어 입력신호가 수동형 임피던스 매칭 패드를 통과한 후 신호가 입력되고, 제2커플러는 출력측 후단에 차단저항이 연결되어 반사신호가 수동형 임피던스 매칭 패드를 통과한 후 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 지능제어 임피던스 매칭 칩.
The signal reflected from the signal RF output section transmitted from the RF input section is passed to a passive impedance matching pad by removing the DC component from the DC block capacitor and the DC block capacitor, ,
A first coupler or a second coupler is provided in either the front end or the rear end of the passive impedance matching pad, and the impedance matching controller controls the impedance matching controller such that the incident wave and the reflected wave coupled by the first coupler and the second coupler, And the voltage values VD1 and VD2 are respectively transferred to the first variable capacitor unit and the second variable capacitor unit to change the capacitance value,
The first coupler is connected to a blocking resistor at a front end of the input side so that an input signal passes through a passive impedance matching pad and then a signal is input. A second blocking coupler connects a blocking resistor to the output end of the first coupler, And a signal is input after the input signal is input to the intelligent control impedance matching chip.
제 1항에 있어서,
상기 제1커플러 또는 제2커플러중 어느 하나가 생략된 경우, 상기 임피던스 매칭 제어기에서는 미리 설정된 기준전압과 반사파에 의해 발생된 전압값 VD2에 의해 제1가변 커패시터부 및 제2가변 커패시터부를 제어하는 것을 특징으로 하는 지능제어 임피던스 매칭 칩.
The method according to claim 1,
When either the first coupler or the second coupler is omitted, the impedance matching controller controls the first variable capacitor unit and the second variable capacitor unit according to a voltage value VD2 generated by a preset reference voltage and a reflected wave Features an intelligent control impedance matching chip.
제 1항에 있어서,
상기 제1커플러와 임피던스 매칭 제어기 및 제2커플러와 임피던스 매칭 제어기 사이에는 입사파와 반사파의 세기를 전압값으로 변환하는 제1파워 디텍터 및 제2파워디텍터가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 지능제어 임피던스 매칭 칩.
The method according to claim 1,
And a first power detector and a second power detector are provided between the first coupler and the impedance matching controller and between the second coupler and the impedance matching controller to convert the intensity of the incident wave and the reflected wave into a voltage value, chip.
제 3항에 있어서,
상기 제1커플러와 제1파워 디텍터 사이에 소신호 입사파를 증폭하는 제1증폭기가 구비되거나 또는 제2커플러와 제2파워 디텍터 사이에 소신호 반사파를 증폭하기 위한 제2증폭기가 구비되는 것을 특징으로하는 지능제어 임피던스 매칭 칩.
The method of claim 3,
A first amplifier for amplifying a small signal incident wave between the first coupler and the first power detector or a second amplifier for amplifying a small signal reflected wave between the second coupler and the second power detector is provided And an intelligent control impedance matching chip.
알에프(RF) 송수신장치 있어서,
RF입력포트의 전단에는 디씨블록 커패시터, 구동증폭기(DA), 디씨블록 커패시터, 최종증폭기(HPA)가 순방향으로 순차 연결되고, 상기 최종증폭기와 듀플렉서 사이에 지능제어 임피던스 매칭칩이 구비되며,
RF출력포트의 전단에는 디씨블록 커패시터, 구동증폭기(DA), 디씨블록 커패시터, 저잡음증폭기(LNA)가 역방향으로 순차 연결되고, 상기 저잡음증폭기와 듀플렉서 사이에 지능제어 임피던스 매칭칩이 구비되며,
상기 듀플렉서와 최종증폭기 그리고 듀플렉서와 저잡음증폭기 사이에 구비된 임피던스 매칭 칩의 신호는 임피던스 매칭 제어기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 지능제어 임피던스 매칭 칩을 이용한 알에프 송수신장치.
An RF transceiver comprising:
A DC block capacitor, a driving amplifier (DA), a DC block capacitor, and a final amplifier (HPA) are sequentially connected to the RF input port in the forward direction, and an intelligent control impedance matching chip is provided between the final amplifier and the duplexer.
A DC block capacitor, a driving amplifier DA, a DC block capacitor, and a low noise amplifier (LNA) are sequentially connected to the RF output port in the reverse direction, an intelligent control impedance matching chip is provided between the low noise amplifier and the duplexer,
Wherein the signal of the impedance matching chip provided between the duplexer and the final amplifier and between the duplexer and the low noise amplifier is controlled by an impedance matching controller.
알에프(RF) 송수신장치 있어서,
수신안테나 및 송신안테나에서 수신된 신호는 디씨블록 커패시터를 거쳐 각각 듀플렉서로 전달되되,
수신측의 듀플렉서 후단에는 지능제어 임피던스 매칭칩, 저잡음증폭기, 디씨블록 커패시터, 구동증폭기(DA), 디씨블록 커패시터, 최종증폭기(HPA)가 지능제어 임피던스 매칭칩이 순방향으로 순차 연결되고,
송신측 듀플렉서 후단에는 지능제어 임피던스 매칭 칩, 저잡음증폭기(LNA), 디씨블록 커패시터, 구동증폭기(DA), 디씨블록 커패시터, 최종증폭기(HPA), 지능제어 임피던스 매칭칩이 역방향으로 순차 연결되며, 상기 지능제어 임피던스 매칭 칩의 신호는 임피던스 매칭 제어기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 능동 임피던스 매칭 칩을 이용한 알에프 송수신장치.
An RF transceiver comprising:
Signals received at the receive and transmit antennas are transmitted to the duplexer via the DC block capacitors,
The intelligent control impedance matching chip, the low noise amplifier, the DC block capacitor, the driving amplifier DA, the DC block capacitor, and the final amplifier HPA are sequentially connected in the forward direction in the downstream of the duplexer on the receiving side,
In the rear stage of the transmitting side duplexer, an intelligent control impedance matching chip, a low noise amplifier (LNA), a DC block capacitor, a driving amplifier (DA), a DC block capacitor, a final amplifier (HPA), and an intelligent control impedance matching chip are connected in reverse order, Wherein the signal of the intelligent control impedance matching chip is controlled by an impedance matching controller. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
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