KR20140114691A - Switchable And Tunable Mobile Antenna Chip for Advanced LTE Antenna - Google Patents

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Abstract

A switchable and tunable mobile antenna chip is disclosed. The switchable and tunable mobile antenna chip of the present invention is a mobile antenna chip connected to an antenna which transmits and receives a signal. A switchable solution of single-pole-n-throw (SPnT) or double-pole-n-throw (DPnT) type which selects a plurality of frequency bands by being connected to the antenna and transmits and receives it, and a tunable solution connected to the antenna in a switchable solution chip are formed in a single antenna chip. The antenna chip compares a signal which is received and transmitted by the antenna in real time with a radiation level or a reception level of a standard antenna and is connected to a main chip and a controller which transmit a control signal to the antenna chip of the switchable solution and the tunable solution to compensate the difference. According the present invention, a single chip capable of having the frequency moving property of the switchable solution and the antenna matching property of the tunable solution can be manufactured.

Description

스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩{Switchable And Tunable Mobile Antenna Chip for Advanced LTE Antenna}{Switchable And Tunable Mobile Antenna Chip for Advanced LTE Antenna}

본 발명은 핸드폰 안테나 칩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile phone antenna chip, and more particularly, to a mobile phone antenna chip capable of being switchable and tunable.

현재 각 국가마다 통신 시스템의 차이와 통신 주파수의 차이로 하나의 핸드폰으로 모든 국가에서 자유로운 통신을 즐길 수 없다. 그러나 통신 시스템의 경우, 반도체 집적화 등의 기술 발전으로 모든 통신 시스템을 하나의 핸드폰에서 구현이 가능해졌다. 그러나, 안테나의 경우 모든 주파수를 하나의 주파수로 통합한 단일 핸드폰 안테나를 구현하는 것은 불가능한 일이라고 판단하고 있다. 즉, 현재 사용되고 있는 핸드폰 안테나는 각각의 주파수 대역이 분리되어 있다. 특히, LTE 700MHz, CDMA, GSM850, GSM900과 같이 800MHz 이하의 주파수를 하나의 안테나로 설계하는 것은 불가능한 것으로 인식되고 있다. 이유는 안테나의 물리적인 크기만큼 핸드폰의 물리적인 크기가 커질 수 없기 때문이다.Currently, countries do not enjoy free communication in all countries with one mobile phone due to difference of communication system and difference of communication frequency. However, in the case of a communication system, all communication systems can be implemented in one mobile phone due to the development of technologies such as semiconductor integration. However, in the case of an antenna, it is considered impossible to implement a single mobile phone antenna in which all frequencies are integrated into one frequency. That is, the frequency bands of the currently used mobile phone antennas are separated. In particular, it is recognized that it is impossible to design a frequency of 800 MHz or less, such as LTE 700 MHz, CDMA, GSM850, and GSM900, with one antenna. The reason is that the physical size of the phone can not be as large as the physical size of the antenna.

그럼에도 불구하고, 최근에는 핸드폰 통신에서는 서비스의 품질과 속도 향상을 위해 다양한 통신규격을 정하고 이를 활용하고 있다. 그 대표적인 예가 LTE(Long Term Evolution)이다. LTE의 하향링크 최대 전송속도는 100Mbps, 상향링크의 최대 전송속도는 50Mbps로써, 3 세대 이동통신의 HSDPA보다 12배 이상 빠른 속도로 통신할 수 있기 때문에 4 세대 통신으로 꼽히고 있다. 이 때문에 세계 통신사에서는 이를 서비스하기 위해 노력하고 있다. LTE의 무선인터페이스를 E-UTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access)라고 한다. 상기 E-UTRA가 동작하는 주파수 밴드를 3GPP에 LTE 밴드별 업링크(Uplink) 주파수와, 다운링크(Downlink) 주파수에 따라 40개 이상 정의되어 있다.Nevertheless, in recent years, various communication standards have been established and utilized in order to improve the quality and speed of service. A typical example is LTE (Long Term Evolution). The LTE downlink maximum transmission rate is 100Mbps and the maximum transmission rate of the uplink is 50Mbps, which is regarded as 4th generation communication because it can communicate at 12 times faster than HSDPA of the 3G mobile communication. For this reason, the telecom companies in the world are trying to service it. The wireless interface of LTE is called Evolved UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA). More than 40 frequency bands in which the E-UTRA operates are defined according to an uplink frequency and an uplink frequency for each LTE band in 3GPP.

실질적으로 미국 통신사인 A사의 경우, 모바일 밴드인 LTE17(704~746MHz), GSM850(824 ~ 894MHz), GSM900(880 ~ 960MHz), DCS(1710 ~ 1880 MHz), 및 WCDMA(1920 ~ 2170MHz)를 만족하는 안테나를 설계해야 한다. 통상적으로 이와 같은 설계는 전파 통신의 미모(MIMO) 안테나 또는 다이버시티 안테나 혹은 안테나의 하모닉(Harmonic)을 이용하여 설계한다.Actually, US company A satisfies mobile bands LTE17 (704 ~ 746MHz), GSM850 (824 ~ 894MHz), GSM900 (880 ~ 960MHz), DCS (1710 ~ 1880MHz) and WCDMA (1920 ~ 2170MHz) The antenna must be designed. Generally, such a design is designed using a harmonic of a radio communication MIMO antenna or a diversity antenna or an antenna.

하지만, A사의 LTE 주파수는 LTE 밴드 17(업링크: 704 ~ 716 MHz, 다운링크: 734 ~ 746 MHz)를 사용한다. 공간이 충분한 핸드폰 기기의 경우에는 LTE 전용 안테나를 설계하여 장착하면 되지만, 현재의 핸드폰과 같이 기기가 작고, 얇은 상태에서는 추가적인 안테나를 두는 것이 무리가 있다.However, the LTE frequency of A company uses LTE band 17 (uplink: 704 ~ 716 MHz, downlink: 734 ~ 746 MHz). In case of a mobile phone having sufficient space, it is possible to design and install an LTE dedicated antenna. However, it is difficult to place an additional antenna in a small state in a thin state like a current cell phone.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 최근 스위칭이 가능한 안테나인 액티브(Active) 안테나를 이용하고 있다. In order to solve such a problem, an active antenna which is an antenna capable of switching recently is used.

하지만 이와 같은 액티브 안테나는 제한적인 공간에서는 안테나의 충분한 공진 길이를 만족시키는데, 한계가 있을 뿐만 아니라, 단지 낮은 밴드 (Low band)에서 ON, OFF의 기능만으로 동작하여 주파수의 이동에 한계가 있으며, DCS, PCS, WCDMA 등과 같은 핸드폰 밴드의 성능 저하를 가져오는 단점이 있다.However, such an active antenna satisfies a sufficient resonance length of the antenna in a limited space, and there is a limit, and there is a limitation in the movement of the frequency by operating only ON and OFF functions in a low band, , PCS, WCDMA, and the like.

한편, 양산된 핸드폰이 소비자에게 사용되면, 소비자의 신체 접촉에 의해서 특성이 열화 될 수 있으며, 이는 방사 효율 좋은 안테나의 외부 간섭 및 주변 환경에 따른 변동을 줄 수 있다. 따라서, 핸드폰의 열화된 특성 개선을 위한 안테나의 임피던스 매칭 튜닝 및 다중 밴드들을 다 수용할 수 있는 안테나의 개발의 필요성이 절실히 요구되고 있는 시점이다.On the other hand, if a mass-produced mobile phone is used for a consumer, the characteristics may be deteriorated due to a physical contact of the consumer, which may cause external interference of the radiation-emitting antenna and fluctuation depending on the surrounding environment. Accordingly, there is an urgent need for tuning of impedance matching of an antenna for improving deteriorated characteristics of a mobile phone, and development of an antenna capable of accommodating multiple bands.

대한민국 공개특허공보 10-2008-0009256Korean Patent Publication No. 10-2008-0009256 대한민국 공개특허공보 10-2012-0072698Korean Patent Publication No. 10-2012-0072698 대한민국 공개특허공보 10-2012-0077950Korean Patent Publication No. 10-2012-0077950

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주파수 스위칭이 가능하며, 동시에 임피던스 튜닝 가능한 솔루션을 안테나에 접목하여 멀티 대역의 주파수 대역을 하나의 칩으로 구현할 수 있는 핸드폰 안테나 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a mobile phone antenna chip capable of frequency switching and simultaneously incorporating a solution capable of impedance tuning into an antenna so that a multi-band frequency band can be realized as a single chip.

또한, 양산된 핸드폰 안테나 특성의 물리적 열화, 예컨대 소비자 인체 접촉에 의한 성능 열화를 보상할 수 있는 핸드폰 안테나 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a mobile phone antenna chip that can compensate physical deterioration of a mass produced mobile phone antenna characteristic, for example, performance deterioration due to human body contact.

또한, 모든 주파수를 하나의 주파수로 통합하기 어려운 안테나의 물리적 특성 및 사용자의 사용 환경에 따라 열화된 핸드폰의 특성을 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 솔루션으로 극복 가능한 핸드폰 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a mobile phone chip capable of overcoming the deteriorated characteristics of mobile phones due to the switchable and tunable solutions according to the physical characteristics of the antenna and the user's environment, which are difficult to integrate all frequencies into one frequency.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩은 신호를 송수신하는 안테나와 연결되는 핸드폰 안테나 칩으로서, 상기 안테나와 연결되어 복수 개의 주파수 대역을 선택하여 송수신하는 SPnT(Single-Pole-n-Throw) 또는 DPnT(Double-Pole-n-Throw) 형식의 스위치 어블 솔루션과, 상기 안테나와 스위치 어블 솔루션칩에서 분기 연결되는 튜너블 솔루션이 하나의 안테나 칩으로 형성되며, 상기 안테나 칩은 상기 안테나가 실시간으로 송신 또는 수신하는 신호를 기준 안테나의 방사 레벨 또는 수신 레벨과 비교하여 그 차이만큼 보상하기 위하여 상기 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션의 안테나 칩에 제어 신호를 전송하는 메인 칩과 컨트롤러에 연결되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a mobile phone antenna chip connected to an antenna for transmitting / receiving a signal, the mobile phone antenna chip being connectable to the antenna and transmitting / receiving a plurality of frequency bands, A switchable solution of a single-pole-n-throw (DPnT) or double-pole-n-throw (DPnT) type, and a tunable solution branched from the antenna and a switchable solution chip are formed as one antenna chip, The antenna chip transmits a control signal to the antenna chip of the switchable solution and the tunable solution in order to compare the signal transmitted or received in real time with the radiation level or reception level of the reference antenna and compensate for the difference by the difference. And a controller.

본 발명에 있어서, 상기 스위치 어블 솔루션이 SPnT(Single-Pole-n-Throw)인 경우에, n개의 출력단(out)에 추가 가변 캐패시터들을 더 포함할 수 있다.In the present invention, when the switchable solution is a single-pole-n-throw (SPnT), it may further include additional variable capacitors at n output terminals (out).

본 발명에 있어서, 상기 스위치 어블 솔루션 칩이 DPnT(Double-Pole-n-Throw)인 경우에, 더블 폴(Double-Pole) 중의 하나는 추가 가변 캐패시터와 연결되며, 상기 추가 가변 캐패시터는 상기 칩셋에 의하여 제어신호를 수신하여 가변될 수 있다.In the present invention, when the switchable solution chip is DPnT (Double-Pole-n-Throw), one of the double poles is connected to the additional variable capacitor and the additional variable capacitor is connected to the chipset And can be varied by receiving the control signal.

본 발명에 있어서, 상기 튜너블 솔루션 칩은, 캐패시터만으로 구성된 회로, 인덕터만으로 구성된 회로, 또는 캐패시터와 인덕터로 구성된 회로일 수 있다.In the present invention, the tunable solution chip may be a circuit composed only of a capacitor, a circuit composed only of an inductor, or a circuit composed of a capacitor and an inductor.

본 발명에 있어서, 상기 칩셋은, 메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 컨트롤러인 FPGA 칩으로 전송하는 구조, 메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 컨트롤러인 컨트롤러 칩으로 전송하는 구조, 또는 메인 칩에 컨트롤러를 포함하여 메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 메인 칩에서 바로 명령을 하는 구조 중의 어느 하나일 수 있다.In the present invention, the chipset includes a structure for transmitting data obtained by comparing the RSSI / CQR signals received from an antenna in a main chip to an FPGA chip, which is a controller, and a structure for comparing RSSI / CQR signals received from an antenna A structure in which data is transmitted to a controller chip as a controller or a structure including a controller in a main chip and a structure in which a main chip directly instructs the main chip to compare data of RSSI / CQR signals received from an antenna .

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩은 신호를 송수신하는 안테나와 연결되는 핸드폰 안테나 칩으로서, 상기 안테나와 연결되어 복수 개의 주파수 대역을 선택하여 송수신하는 SPnT(Single-Pole-n-Throw) 또는 DPnT(Double-Pole-n-Throw) 형식의 스위치 어블 솔루션, 및 상기 스위치 어블 솔루션칩에서 분기 연결되는 튜너블 솔루션이 하나의 칩으로 형성되며, 상기 안테나 칩에는 저항 소자, F-PGA(Field Programmable Gate Array), 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit), 디텍터(detecter), 및 알고리즘(algorithm) 중에서 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 안테나 칩은 상기 안테나가 실시간으로 송신 또는 수신하는 신호를 기준 안테나의 방사 레벨 또는 수신 레벨과 비교하여 그 차이만큼 보상하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a mobile phone antenna chip connected to an antenna for transmitting and receiving a signal, the mobile phone antenna chip being capable of switching between a plurality of frequency bands, A switchable solution of SPnT (Single-Pole-n-Throw) or DPnT (Double-Pole-n-Throw) type and a tunable solution branched off from the switchable solution chip are formed as one chip, The chip may further include at least one of a resistance element, a field programmable gate array (F-PGA), a microcontroller unit (MCU), a detector, and an algorithm, Is compared with the radiation level or the reception level of the reference antenna and the signal is compensated for by the difference .

본 발명에 있어서, 상기 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션은 다수 개로 병렬 형성되어, 하나의 칩에서 멀티 대역의 주파수에 대하여 스위치 어블 및 튜너블이 가능할 수 있다.In the present invention, the switchable solution and the tunable solution are formed in parallel in a plurality, so that switchable and tunable can be performed for multi-band frequencies in one chip.

본 발명에 따르면, 스위치 어블 솔루션(Switchable Solution)이 갖는 주파수 이동 특성 및 튜너블 솔루션(Tunable Solution)이 갖는 안테나 매칭(matching)이 모두 가능하도록 하나의 칩으로 제작할 수 있다.According to the present invention, it is possible to fabricate a single chip so that both the frequency movement characteristics of the switchable solution and the antenna matching of the tunable solution can be achieved.

또한, 국가마다 제작했던 핸드폰을 단일의 글로벌 핸드폰으로 구현이 가능하도록 하나의 칩을 제작할 수 있다.In addition, a single chip can be manufactured so that a cell phone manufactured by each country can be implemented as a single global mobile phone.

또한, 소비자의 인체 접촉으로 인한 특성 열화를 자동으로 핸드폰이 폐쇄 루프 시스템(Closed-Loop System)으로 인지해주므로 핸드폰의 특성 열화를 극복 및 개선 할 수 있는 안테나 칩을 제공할 수 있다.In addition, since the cellular phone automatically recognizes the deterioration of characteristics due to human contact as a closed-loop system, it is possible to provide an antenna chip capable of overcoming and improving deterioration of characteristics of a cellular phone.

도 1은 종래기술에 따른 스위칭 가능 안테나의 SPDT의 구조와 다이오드 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 스위칭 가능한 안테나의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 스위칭 가능한 안테나 구조로 제작한 안테나의 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 일반적인 안테나의 구조에 튜너블 솔루션을 적용한 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 튜너블 솔루션을 적용한 안테나의 구조에서 캐패시터들의 용량이 바뀔 때의 반사손실을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 튜너블 솔루션을 적용한 안테나의 구조에서 캐패시터들의 용량이 바뀔 때의 스미스 챠트(Smith Chart)를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어블 가능한 솔루션이 갖는 문제점을 해결하기 위한 회로를 나타낸다.
도 8은 도 7의 회로를 사용하는 경우의 인덕터와 캐패시터에 의한 스미스 챠트(Smith Chart)의 움직임을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 튜너블 솔루션의 구조인 폐쇄루프 (Closed Loop)의 구조를 나타내는 도면들이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어블 솔루션과 튜너블 솔루션을 함께 구성한 회로도이다.
도 11은 도 10 회로의 작동 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에에 따른 메인 칩과 컨트롤러의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 메인 칩과 컨트롤러의 구성을 나타내는 실시 일예들이다.
도 14 내지 도 34는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 하나의 안테나 칩에 형성되는 구성부분들을 나타낸다.
도 35는 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 칩에 멀티 대역의 주파수를 구현한 것을 나타낸다.
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 폐쇄루프 시스템에 캐패시터들의 그라운드를 갖는 안테나를 나타내는 도면이다.
도 37은 ADS(Advanced Design System) 시뮬레이션(Simulation Tool)을 사용하여 스위치 어블 솔루션의 아래에 여러 단의 션트(shunt) 캐패시터들을 연결하며, 연결된 션트(shunt)단의 변화에 따른 스미스 챠트와 반사 손실(return loss)를 나타내는 도면이다.
도 38은 ADS(Advanced Design System) 시뮬레이션(Simulation Tool)을 사용하여 급전단에 하나의 션트(Shunt) 캐패시터를 연결하여 연결된 캐패시터들의 변화에 따른 스미스 챠트와 반사 손실(Return Loss)를 나타내는 도면이다.
도 39는 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어블 솔루션과 튜너블 솔루션을 동시에 갖는 구조와 수신(RX)용일 때의 동작방법을 나타내는 도면이다.
도 40은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어블 솔루션과 튜너블 솔루션을 동시에 갖는 구조와 송신(TX)용일 때의 동작방법을 나타내는 도면이다.
도 41은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어블 솔루션 아래 단에 캐패시터들을 연결하여 연결된 캐패시터들을 변화시킬 때 주파수 이동을 나타내는 도면이다.
도 42는 본 발명의 일실시예에 따른 튜너블 솔루션의 가변에 따른 주파수 이동을 나타내는 도면이다.
도 43은 본 발명의 일실시예에 따른 폐쇄루프 시스템(Closed-Loop System) 에 DP4T를 갖는 안테나를 나타내는 도면이다.
도 44는 본 발명의 일실시예에 따른 DPnT 더블 폴(Double-Pole) 스위치에 가변 캐패시터를 사용한 구조를 나타내는 도면이다.
도 45는 본 발명의 일실시예에 따른 DTnT와 추가 튜너블 솔루션을 가진 안테나 및 RX일 때의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 46은 본 발명의 일실시예에 따른 DTnT와 추가 튜너블 솔루션을 가진 안테나 및 TX일 때의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a SPDT of a switchable antenna according to the related art and a diode state.
2 is a diagram showing a structure of a general switchable antenna.
FIG. 3 is a diagram showing an experimental result of an antenna fabricated with the switchable antenna structure of FIG. 2. FIG.
4 is a view showing a structure in which a tunable solution is applied to a general antenna structure.
FIG. 5 is a diagram illustrating return loss when capacitances of capacitors are changed in the structure of an antenna to which the tunable solution of FIG. 4 is applied.
FIG. 6 shows a Smith chart when capacities of capacitors are changed in the structure of an antenna to which the tunable solution of FIG. 4 is applied.
Figure 7 illustrates a circuit for solving the problems of a switchable solution in accordance with an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing the movement of the Smith chart by the inductor and the capacitor when the circuit of FIG. 7 is used.
9 is a diagram illustrating a structure of a closed loop that is a structure of a tunable solution according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit diagram of a switchable solution and a tunable solution according to an embodiment of the present invention.
Fig. 11 is an operational flowchart of the circuit of Fig. 10; Fig.
12 is a configuration diagram showing a configuration of a main chip and a controller according to an embodiment of the present invention.
13 is a block diagram of a main chip and a controller according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 14 through 34 illustrate constituent parts formed on one antenna chip according to various embodiments of the present invention. FIG.
FIG. 35 shows the implementation of a multi-band frequency on one chip according to an embodiment of the present invention.
36 is a view illustrating an antenna having a ground of capacitors in a closed loop system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 37 is a graph showing the results of a simulation using an Advanced Design System (ADS) Simulation Tool to connect several stages of shunt capacitors under a switchable solution, (return loss).
FIG. 38 is a diagram showing a Smith chart and a return loss according to a change of connected capacitors by connecting one shunt capacitor to a feed stage using ADS (Advanced Design System) simulation. FIG.
FIG. 39 is a diagram showing a structure having both a switchable solution and a tunable solution according to an embodiment of the present invention, and an operation method for a reception (RX).
40 is a diagram illustrating a structure having both a switchable solution and a tunable solution according to an embodiment of the present invention and an operation method for transmission (TX).
FIG. 41 is a diagram illustrating frequency shifts when capacitors are connected at the lower stage of a switchable solution according to an embodiment of the present invention to change connected capacitors. FIG.
42 is a diagram illustrating a frequency shift according to a variable of a tunable solution according to an embodiment of the present invention.
43 is a view showing an antenna having a DP4T in a closed-loop system according to an embodiment of the present invention.
44 is a view showing a structure using a variable capacitor in a DPnT double-pole switch according to an embodiment of the present invention.
FIG. 45 is a view showing an antenna having a DTnT and an additional tunable solution according to an embodiment of the present invention, and an operation method when the RX is operated. FIG.
FIG. 46 is a view showing an operation with DTnT, an antenna having an additional tunable solution, and TX according to an embodiment of the present invention; FIG.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 일예를 상세히 설명한다.The foregoing objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 모든 주파수를 통합하는 가변 스위치 어블 솔루션(Switchable Solution)을 제시한다. 또한, 본 발명은 소비자의 신체 접촉에 의한 특성의 열화를 튜너블 솔루션(Tunable Solution)이 보정해 줄 수 있다. 또한, 핸드폰의 폐쇄 루프 시스템(Closed-Loop System)을 사용한다.The present invention suggests a variable switchable solution that integrates all frequencies. In addition, the present invention can compensate for deterioration of characteristics due to a physical contact of a consumer by a tunable solution. In addition, a closed-loop system of a mobile phone is used.

본 발명은 핸드폰 메인칩(main chip)에서 마이크로컨트롤러(micro-controller) 또는 F-PGA로 RSSI 또는 SQR 등의 수신된 값을 감지하여서 자동으로 이를 연산하여 가변 스위치 솔루션(Switchable Solution) 및 튜너블 솔루션(Tunable Solution)들을 조절하여 소비자 신체 접촉에 의해서 열화된 핸드폰 고유의 특성을 개선해 준다.The present invention detects a received value such as RSSI or SQR from a main chip of a mobile phone using a micro-controller or an F-PGA and automatically calculates the received value to provide a switchable solution and a tunable solution (Tunable Solutions) to improve the inherent characteristics of mobile phones degraded by consumer physical contact.

본 발명은 종래의 스위치 어블 안테나의 단점인 ON, OFF 만의 기능을 극복하기 위하여, 스위치 어블 솔루션에 여러 단의 캐패시터들을 연결하여 주파수의 이동을 자유롭게 할 수 있는 가변 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션으로서 가변 가능한 캐패시터로 안테나의 임피던스를 변화하여 양산된 핸드폰이 소비자에 사용되면서, 소비자의 신체 접촉에 의해서 특성이 열화된 특성을 임피던스 매칭으로 안테나의 성능을 개선하기 위해 가변 스위치 어블 솔루션(Switchable Solution)과 튜너블 솔루션(Tunable Solution)을 추가하여 낮은 밴드(Low Band)의 대역폭을 개선하며, 안테나의 열화된 성능을 개선하는데 사용한다.The present invention relates to a variable switchable solution and a tunable solution capable of freely shifting frequencies by connecting capacitors of various stages to a switchable solution in order to overcome the disadvantage of conventional ON / OFF which is a disadvantage of the conventional switchable antenna. In order to improve the performance of the antenna by impedance matching of the characteristic that the characteristic of the consumer is deteriorated due to the physical contact with the user while the mass-produced mobile phone is used by the consumer by changing the impedance of the antenna by a possible capacitor, a variable switchable solution and a tuner Tunable solution to improve the bandwidth of the low band and to improve the degraded performance of the antenna.

마이크로파 및 밀리미터파 대역에서의 전통적 스위칭 소자인 PIN 다이오드와 같은 소자는 성능이 저하되기 때문에 낮은 손실, 저전력, 및 우수한 선형성의 특성을 가지는 스위치 소자들이 각광을 받고 있다. 뿐만 아니라, 싱글-폴-싱글-드로우(Single-Pole-Single-Throw,SPST), 싱글-폴-듀얼-드로우(Single-Pole-Dual-Throw, SPDT) 등의 싱글-폴-엔-드로우(Single-Pole-n-Throw, SPnT)가 있으며, 이러한 SPnT를 하나로 집적화시켜 만든 더블-폴-엔-드로우(Double-Pole-n-Throw, DPnT)가 있다.Devices such as PIN diodes, which are traditional switching devices in the microwave and millimeter wave bands, suffer from performance degradation, and switch devices with low loss, low power, and excellent linearity characteristics are attracting attention. In addition, single-pole-to-throw (SPDT), such as single-pole-single-throw (SPST) and single-pole-dual- Single-Pole-n-Throw, and SPnT), and double-pole-n-throw (DPnT)

도 1은 종래기술에 따른 스위치 가능 안테나의 SPDT의 구조와 다이오드 상태를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a structure of a SPDT of a switchable antenna according to the prior art and a diode state.

도 1을 참조하면, 신호가 포트1(Port1)에서 포트2(Port2)로 전달되는 경우에는, 다이오드 D1과 D4가 온(On)되고, 나머지 다이오드들은 오프(Off)가 된다. D4가 온(On) 되는 것은 포트3(Port3)를 그라운드 상태로 만들기 때문에 포트들 간에 상호 격리도를 높이기 위한 것이다. Referring to FIG. 1, when a signal is transmitted from Port 1 to Port 2, diodes D1 and D4 are turned on and the remaining diodes are turned off. The reason that D4 is turned on is to increase the mutual isolation between the ports because the port 3 (Port 3) is grounded.

도 2는 일반적인 스위치 어블 안테나의 구조를 나타내는 도면이다.2 is a view showing the structure of a general switchable antenna.

도 2를 참조하면, 일반적으로 스위치 어블 안테나는 하나의 신호소스(Feeding)과 두 개의 그라운드를 갖는다. GND 1이 쇼트되고 GND 2가 오픈된 경우의 안테나 방사부의 전체 길이는 'A'가 되고, GND 1이 오픈되고 GND 2가 쇼트인 경우의 안테나 방사부의 길이는 'B'가 된다. 따라서 방사부의 길이가 달라지므로 두 가지 주파수를 선택적으로 이용할 수 있다. 하지만 SPDT(Single-Pole-Dual-Throw)의 스위칭 어블 안테나의 경우 주파수의 선택은 두 가지밖에 되지 않으며, 만약에 공간 제약이 있는 경우에는 이 조차도 힘들어 지는 단점이 있다.Referring to FIG. 2, a switchable antenna generally has one signal source and two grounds. The total length of the antenna radiating part when GND 1 is shorted and GND 2 is opened becomes 'A', and the length of the antenna radiating part when GND 1 is opened and GND 2 is short is 'B'. Therefore, the two frequencies can be selectively used because the length of the radiating part is different. However, in the case of a single-pole-dual-throw (SPDT) switchable antenna, there are only two frequencies to select, and even if space is limited, this becomes even more difficult.

본 발명에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여 SPnT, DPnT 인 스위치 어블 솔루션(Switchable Solution)과 튜너블 솔루션(Tunable Solution)이 하나의 칩에서 서로 조합하여 사용할 수 있는 안테나 칩을 제안한다.In order to overcome such disadvantages, the present invention proposes an antenna chip in which a switchable solution (SPnT, DPnT) and a tunable solution can be combined with each other on a single chip.

상술한 스위치 어블 안테나의 단점을 보완하기 위한 방법으로는 튜너블 솔루션과 추가 캐패시터들을 그라운드 구조를 갖는 안테나 칩을 제안한다. 추가 캐패시터 그라운드의 선택은 SPnT가 선택할 수 있다.To overcome the disadvantages of the above-mentioned switchable antenna, a tunable solution and an additional capacitor are proposed as an antenna chip having a ground structure. The selection of additional capacitor ground can be selected by SPnT.

도 3은 도 2의 스위치 어블 안테나 구조로 제작한 안테나의 실험 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing an experimental result of an antenna fabricated by the switchable antenna structure of FIG. 2. FIG.

도 3을 참조하면, 어떤 그라운드를 선택하는지에 따라서 주파수는 50MHz 이동한다. 하지만, 이 스위치 어블 안테나는 단 두 가지 주파수만을 선택할 수 있는 단점이 있다. 따라서 다양한 주파수 대역을 커버하기 위해서는 다양한 선택 가능한 경우의 수를 가져야 한다. 도 3의 결과에서 보듯이 850MHz와 900MHz 사이의 널(null)은 커버할 수가 없다. 이러한 문제점을 보완하기 위한 방법이 본 발명이 제시하는 튜너블 솔루션이다.Referring to FIG. 3, the frequency shifts by 50 MHz depending on which ground is selected. However, this switchable antenna has the disadvantage that only two frequencies can be selected. Therefore, in order to cover various frequency bands, it is necessary to have a number of various selectable cases. As can be seen from the results of FIG. 3, nulls between 850 MHz and 900 MHz can not be covered. A method for compensating for this problem is a tunable solution proposed by the present invention.

도 4는 일반적인 안테나의 구조에 임피던스 튜너블 솔루션을 적용한 구조를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a structure in which an impedance tunable solution is applied to a general antenna structure.

도 4를 참조하면, 튜너블 솔루션으로서 하나의 캐패시터에 자동적으로 캐패시턴스 값을 바꾸어주는 역할을 한다. 일반적인 션트 캐패시터(shunt capacitor)와 동일한 효과를 나타낸다. Referring to FIG. 4, the tunable solution automatically changes the capacitance value of one capacitor. It has the same effect as a general shunt capacitor.

도 5는 도 4의 튜너블 솔루션을 적용한 안테나의 구조에서 캐패시터의 용량이 바뀔 때의 반사손실을 나타내는 도면이며, 도 6은 이의 스미스 챠트를 나타낸다.FIG. 5 is a diagram showing return loss when capacitance of a capacitor is changed in the structure of an antenna to which the tunable solution of FIG. 4 is applied, and FIG. 6 is a Smith chart thereof.

도 5 및 도 6을 참조하면, 캐패시터의 용량이 1.1pF, 1.5pF, 1.8pF, 및 2pF으로 캐패시터의 용량이 바뀔 때, 주파수는 850MHz, 870MHz, 880MHz, 및 890MHz로 주파수는 높은 쪽으로 이동하며, 스미스 챠트에서 보듯이 일반적인 션트 캐패시터가 보이는 어드미턴스의 시계방향으로 돌아가는 것을 알 수 있다.5 and 6, when the capacitance of the capacitor is changed to 1.1 pF, 1.5 pF, 1.8 pF, and 2 pF, the frequency shifts to 850 MHz, 870 MHz, 880 MHz, and 890 MHz, As you can see from the Smith chart, the typical shunt capacitor turns clockwise in the admittance seen.

따라서, 튜너블 솔루션과 스위치 어블 솔루션을 접목시키면 주파수가 이동하는 모든 범위를 사용할 수 있는 장점이 있다.Therefore, combining the tunable solution with the switchable solution has the advantage of using the full range of frequency shifts.

하지만, 상술하였듯이 스위치 어블 솔루션이 갖는 문제점을 보완할 필요가 있다.However, as described above, it is necessary to compensate the problems of the switchable solution.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어블 솔루션이 갖는 문제점을 해결하기 위한 회로를 나타낸다.7 shows a circuit for solving the problems of the switchable solution according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 스위치 어블 솔루션(Switchable Solution)이 갖는 문제점을 해결하기 위하여, 가변 캐패시터는 시리즈(series)와 션트(shunt)로 연결되며, 인덕트는 션트(shunt) 로 연결되어 있다. Referring to FIG. 7, in order to solve a problem of a switchable solution, a variable capacitor is connected to a series and a shunt, and the inductor is connected to a shunt.

도 8은 도 7의 회로를 사용하는 경우의 인덕터와 캐패시터에 의한 스미스 챠트의 움직임을 나타내는 도면이다.8 is a diagram showing the movement of the Smith chart by the inductor and the capacitor when the circuit of FIG. 7 is used.

도 8을 참조하면, 시리즈와 션트 캐패시터와 인턱터의 두 개를 동시에 사용하면 스미스 챠트(Smith Chart) 상에서 주파수의 보정 범위가 넓어지고 쉬워진다.Referring to FIG. 8, when the series, the shunt capacitor and the inductor are used simultaneously, the correction range of the frequency on the Smith chart becomes wider and easier.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 튜너블 솔루션의 구조인 폐쇄루프(Closed Loop)의 구조를 나타내는 도면들이다.9 is a diagram illustrating a structure of a closed loop that is a structure of a tunable solution according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 폐쇄루프의 구조는 캐패시터만으로 구성된 회로, 인덕터만으로 구성된 회로, 캐패시터 및 인덕터로 구성된 회로로 구성할 수 있다. 캐패시터는 가변 캐패시터로써 원하는 용량값으로 가변할 수 있다. Referring to Fig. 9, the structure of the closed loop can be constituted by a circuit composed only of a capacitor, a circuit composed only of an inductor, and a circuit composed of a capacitor and an inductor. The capacitor may be a variable capacitor and may be varied to a desired capacitance value.

예컨대, ⓔ의 경우에는, 튜너블 솔루션을 이용한 폐쇄루프의 형태로 스미스 챠트 상에서 시리즈 캐패시터와 션트 캐패시트를 모두 사용한 폐쇄루프의 형태를 나타낸다.For example, in the case of e, it shows a closed loop form using both series capacitors and shunt capacitors on a Smith chart in the form of a closed loop using a tunable solution.

ⓖ의 경우에는, 시리즈 캐패시터와 각각의 션트 캐패시터 및 션트 인덕터를 이용한 폐쇄루프의 형태이다.In the case of ⓖ, it is in the form of a closed loop using series capacitors and respective shunt capacitors and shunt inductors.

이와 같이 인덕터와 가변 캐패시터를 이용한 폐쇄루프 형태는 스미스 챠트에서 공진 주파수의 이동이 자유롭기 때문에 주파수의 가변이 용이하다.The closed loop type using the inductor and the variable capacitor can easily change the frequency because the resonance frequency is freely shifted in the Smith chart.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 튜너블 솔루션과 스위치 어블 솔루션을 함께 구성한 회로도이며, 도 11은 도 10 회로의 작동 순서도이다.FIG. 10 is a circuit diagram of a tunable solution and a switchable solution together according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an operational flowchart of the circuit of FIG.

도 10을 참조하면, 회로도는 신호를 송수신하는 안테나(10), 상기 안테나와 연결되는 스위치 어블 솔루션(20) 및 튜너블 솔루션(30), 안테나가 실시간으로 송신 또는 수신하는 신호를 기준 안테나의 방사 레벨 또는 수신 레벨과 비교하여 그 차이를 연산하는 메인 칩(40) 및 그 차이를 보상하기 위하여 상기 스위치 어블 솔루션(20) 및 튜너블 솔루션(30)에 제어 신호를 전송하는 컨트롤러(50)로 구성된다.Referring to FIG. 10, the circuit diagram illustrates an antenna 10 for transmitting and receiving signals, a switchable solution 20 and a tunable solution 30 connected to the antenna, (50) for transmitting a control signal to the switchable solution (20) and the tunable solution (30) in order to compensate for the difference between the main chip (40) do.

도 11을 참조하면, 안테나는 RSSI/CQR 신호를 수신한다.(S1)11, the antenna receives an RSSI / CQR signal (S1)

스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션은 안테나로부터 RSSI/CQR 신호를 수신한다.(S2)The switchable solution and the tunable solution receive the RSSI / CQR signal from the antenna (S2)

메인 칩은 스위치 솔루션 및 튜너블 솔루션으로부터 RSSI/CQR을 수신하여, 그 수신된 신호가 저장되어 있는 기준 안테나의 RSSI/CQR 값과 얼마만큼의 차이가 있는지를 연산한다.(S3)The main chip receives the RSSI / CQR from the switch solution and the tunable solution and calculates how much the received signal is different from the RSSI / CQR value of the reference antenna in which the received signal is stored (S3).

차이 값이 0인 경우에는 시스템을 유지(S4)하고, 차이 값이 있는 경우에는 메인 칩은 그 차이 값을 컨트롤러에게 전송한다.(S5)If the difference value is 0, the system is maintained (S4). If there is a difference value, the main chip transmits the difference value to the controller (S5)

컨트롤러는 수신된 차이 값에 해당하는 명령을 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션에게 명령한다.(S6) 컨트롤러에는 차이 값의 크기에 따른 각각의 명령이 기 저장되어 있다.The controller instructs the switchable solution and the tunable solution the instruction corresponding to the received difference value. (S6) The controller stores each instruction according to the magnitude of the difference value.

명령을 받은 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션은 명령에 따라 실행하게 된다.The switchable solution and the tunable solution that are commanded are executed according to the instruction.

결과적으로, 수신되는 신호는 저장되어 있는 기준 안테나와 동일한 RSSI/CQR 값을 수신하게 된다. 따라서 안테나는 어떠한 상황에서도 최상의 신호를 수신 및 발신할 수 있게 된다.As a result, the received signal will receive the same RSSI / CQR value as the stored reference antenna. Therefore, the antenna can receive and transmit the best signal in any situation.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 칩과 컨트롤러의 구성을 나타내는 구성도이다.12 is a configuration diagram showing a configuration of a chip and a controller according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 메인 칩에서는 솔루션들에게서 수신되는 RSSI/CQI 신호와 메인 칩에 저장되어 있는 기준 안테나의 RSSI/CQI 값과 실시간으로 연산한다.Referring to FIG. 12, the main chip calculates RSSI / CQI signals received from solutions and RSSI / CQI values of reference antennas stored in the main chip in real time.

메인 칩은 연산된 값은 SPI를 통해 컨트롤러에 전송된다.The calculated value of the main chip is transmitted to the controller through the SPI.

컨트롤러는 중앙처리장치(CPU)에 저장되어 있는 명령어를 GPIO를 통해서 각각의 솔루션들에게 전달하게 된다.The controller delivers the instructions stored in the central processing unit (CPU) to the respective solutions through the GPIO.

이렇게 수신된 신호들로부터 신호가 계속적으로 연산되어 처리되는 시스템을 폐쇄루프 시스템(Closed-Loop System)라고 한다. 본 발명에서는 폐쇄루프 시스템에 스위치 어블 솔루션과 튜너블 솔루션을 적용한 광대역 액티브 안테나 칩을 제공하는 것이다.A system in which signals are continuously calculated and processed from the received signals is called a closed-loop system. The present invention provides a broadband active antenna chip in which a switchable solution and a tunable solution are applied to a closed loop system.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 메인 칩과 컨트롤러의 구성을 나타내는 실시예들이다.FIG. 13 shows embodiments of a main chip and a controller according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, ⓐ는 퀄컴과 같은 메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 전송한다. FPGA은 이에 해당하는 명령을 스위치 어블 솔루션 및/또는 튜너블 솔루션에 명령을 하게 된다.Referring to FIG. 13, a main memory chip such as Qualcomm transmits data obtained by performing a comparison operation on an RSSI / CQR signal received from an antenna to an FPGA (Field Programmable Gate Array). The FPGA will issue the corresponding command to the switchable and / or tunable solution.

ⓑ는 퀄컴과 같은 메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 컨트롤러 칩으로 전송한다. 컨트롤 칩은 이에 해당하는 명령을 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션에게 명령을 하게 된다.(B) transmits the data obtained by comparing the RSSI / CQR signal received from the antenna to the controller chip on the main chip such as Qualcomm. The control chip commands the switchable and tunable solutions to the corresponding commands.

ⓒ는 퀄컴과 같은 메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 메인 칩에서 바로 명령을 하는 구조이다.Ⓒ is a structure in which main chip, such as Qualcomm, compares the RSSI / CQR signal received from the antenna and commands the data directly from the main chip.

본 발명은 상술한 스위치 어블 솔루션, 튜너블 솔루션, 메인 칩 및/또는 컨트롤러를 개별적으로 또는 일체의 하나의 칩으로 구성하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the above-mentioned switchable solution, tunable solution, main chip and / or controller are individually or integrally formed into one chip.

다시 말하면, 스위치 어블 솔루션(Switchable Solution)이 갖는 주파수 이동 특성 및 튜너블 솔루션(Tunable Solution)이 갖는 안테나 매칭(matching)이 모두 가능하도록 하나의 칩으로 제작할 수 있다. 나아가, 저항 소자, F-PGA, 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit), 디텍터(detecter), 및 알고리즘(algorithm)이 하나의 안테나 칩에 형성할 수 있다.In other words, it is possible to fabricate a single chip so that both the frequency movement characteristics of the switchable solution and the antenna matching of the tunable solution can be achieved. Further, a resistance element, an F-PGA, a microcontroller unit (MCU), a detector, and an algorithm can be formed on one antenna chip.

도 14 내지 도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 하나의 안테나 칩에 형성되는 구성부분들을 나타낸다. 이 실시예들에서는 스위치 어블 솔루션인 SP4T가 하나인 실시예들이다.FIGS. 14 through 25 illustrate constituent parts formed on one antenna chip according to various embodiments of the present invention. In these embodiments, the switchable solution SP4T is one embodiment.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.FIG. 14 shows that a switchable solution SP4T according to an embodiment of the present invention is formed on one antenna chip.

도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T와 튜너블 솔루션인 션트 캐패시터가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.FIG. 15 shows that a switchable solution SP4T according to an embodiment of the present invention and a shunt capacitor, a shunt capacitor, are formed on one antenna chip.

도 16은 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트 캐패시터, 및 저항(도면에서는 50Ω)이 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.16 shows that the present invention is a switchable solution SP4T as a temporary example, a shunt capacitor as a tunable solution, and a resistor (50? In the drawing) formed on one antenna chip.

도 17은 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트 캐패시터, 또 하나의 튜너블 솔루션인 추가 캐패시터, 및 저항(도면에서는 50Ω)이 하나의 칩에 형성된 것을 나타낸다.FIG. 17 shows that the present invention forms a switchable solution SP4T according to a temporary example, a shunt capacitor as a tunable solution, an additional capacitor as another tunable solution, and a resistor (50? In the drawing) on one chip.

도 18은 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 및 튜너블 솔루션인 션트-시리즈 캐패시터가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.FIG. 18 shows that the present invention is a switchable solution SP4T according to a temporary example, and a shunt-series capacitor, which is a tunable solution, formed on one antenna chip.

도 19는 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 및 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.FIG. 19 shows that the present invention is a switchable solution SP4T according to a temporary example, and a shunt capacitor, which is a tunable solution, formed on one antenna chip.

도 20은 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 및 저항(도면에서는 50Ω)이 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.20 shows that the present invention is a switchable solution SP4T, which is a temporal example, a shunt capacitor-shunt capacitor which is a tunable solution, and a resistor (50? In the drawing) formed on one antenna chip.

도 21은 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), 및 또 하나의 튜너블 솔루션인 추가 캐패시터가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.Fig. 21 is a graph showing the results of the comparison between the SP4T, which is a switchable solution according to a temporary example of the present invention, the shunt-series shunt capacitor of the tunable solution, the resistor (50? In the drawing), and the additional capacitor, .

도 22는 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), 또 하나의 튜너블 솔루션인 추가 캐패시터, 및 F-PGA(Field Programmable Gate Array)가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. 22 shows that the present invention can be applied to a switchable solution SP4T, a tunable solution, a shunt capacitor, a resistor (50? In the drawing), an additional capacitor as a tunable solution, and an F-PGA Programmable Gate Array) is formed on one antenna chip.

도 23은 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), 또 하나의 튜너블 솔루션인 추가 캐패시터, F-PGA, 및 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit)가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.FIG. 23 is a graph showing the relationship between the capacitance of the SP-4T, which is a switchable solution according to the temporary example of the present invention, the shunt-series shunt capacitor of the tunable solution, the resistor (50? In the drawing) Indicates that an MCU (Micro Controller Unit) is formed on one antenna chip.

도 24는 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), 또 하나의 튜너블 솔루션인 추가 캐패시터, F-PGA, 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit), 및 디텍터(detecter)가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. 디텍터는 검파기로서 신호(signal)의 강도를 측정하여 자동 연산이 가능하도록 한다.Fig. 24 is a graph showing the relationship between the SPDT and the shunt capacitance of the SPDT, which is a switchable solution according to a temporary example of the present invention, a shunt capacitor, a shunt capacitor, a resistor (50? In the drawing) A microcontroller unit (MCU), and a detector are formed on one antenna chip. Detector is a detector that measures the intensity of a signal and enables automatic calculation.

도 25는 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), 또 하나의 튜너블 솔루션인 추가 캐패시터, F-PGA, 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit), 디텍터(detecter), 및 알고리즘(algorithm)이 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. 알고리즘은 상기 디텍터에서 받은 신호의 강도를 F-PGA에서 연산을 한 후에 각 장치에 알맞은 값을 입력하기 위한 프로그램이다.FIG. 25 is a graph showing the relationship between the time constant of the present invention and the frequency characteristics of the SP4T, which is a switchable solution according to the temporary example, a shunt capacitor of a tunable solution, a shunt capacitor, a resistor (50? In the drawing), a further tunable solution, A microcontroller unit (MCU), a detector, and an algorithm are formed on one antenna chip. The algorithm is a program for calculating the intensity of the signal received from the detector in the F-PGA and then inputting a value suitable for each device.

도 26 내지 도 34는 본 발명의 또 다른 다양한 실시예에 따른 하나의 안테나 칩에 형성되는 구성부분들을 나타낸다. 이 실시예들에서는 스위치 어블 솔루션인 SP4T가 세 개가 형성된 실시예들이다.Figs. 26 to 34 show constituent parts formed on one antenna chip according to still another embodiment of the present invention. In these embodiments, three switchable solutions SP4T are formed.

도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 세 개의 스위치 어블 솔루션인 SP4T가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. 각각의 SP4T는 각각의 안테나(ANT_1, ANT_2, ANT_3)에 연결되어 있다.FIG. 26 shows that SP4T, which is a three switchable solution according to an embodiment of the present invention, is formed on one antenna chip. Each SP4T is connected to the respective antennas ANT_1, ANT_2 and ANT_3.

도 27은 본 발명의 일실시예에 따른 세 개의 스위치 어블 솔루션인 SP4T와 튜너블 솔루션인 션트 캐패시터가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. FIG. 27 shows that SP4T, which is a three switchable solution according to an embodiment of the present invention, and a shunt capacitor, which is a tunable solution, are formed on one antenna chip.

도 28은 본 발명이 일시예에 따른 세 개의 스위치 어블 솔루션인 SP4T 및 튜너블 솔루션인 션트-시리즈 캐패시터가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. FIG. 28 shows that the present invention is formed by a single switchable solution SP4T according to a temporary example and a shunt-series capacitor, which is a tunable solution, on one antenna chip.

도 29는 본 발명이 일시예에 따른 세 개의 스위치 어블 솔루션인 SP4T 및 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. FIG. 29 shows that the present invention is formed by a single switchable solution SP4T and a tunable solution, a shunt-series shunt capacitor, in one antenna chip according to a temporary example.

도 30은 본 발명이 일시예에 따른 세 개의 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터 및 저항(도면에서는 50Ω)이 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. FIG. 30 shows that the present invention is formed by a single switchable solution SP4T, a tunable solution, a shunt capacitor, and a resistor (50? In the drawing) formed on one antenna chip.

도 31은 본 발명이 일시예에 따른 세 개의 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), 및 F-PGA(Field Programmable Gate Array)가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. FIG. 31 is a view showing a case where the present invention is applied to a three-switchable solution SP4T, a tunable solution, a shunt capacitor, a resistor (50? In the drawing), and an F-PGA (Field Programmable Gate Array) Which is formed on the chip.

도 32는 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), F-PGA, 및 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit)가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.FIG. 32 is a block diagram showing the configuration of a microcomputer according to the present invention; FIG. 32 is a circuit diagram of a microcomputer according to the present invention; FIG. Which is formed on one antenna chip.

도 33은 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), F-PGA, 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit), 및 디텍터(detecter)가 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다. Fig. 33 is a graph showing the relationship between the shunt capacitor and the shunt capacitor in the case where the present invention is applied to the SP4T, which is a switchable solution according to a temporary example, a shunt capacitor, which is a tunable solution, a shunt capacitor, a resistor (50 Ω in the drawing), an F-PGA, a microcontroller unit And a detector is formed on one antenna chip.

도 34는 본 발명이 일시예에 따른 스위치 어블 솔루션인 SP4T, 튜너블 솔루션인 션트-시리즈-션트 캐패시터, 저항(도면에서는 50Ω), F-PGA, 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit), 디텍터(detecter), 및 알고리즘(algorithm)이 하나의 안테나 칩에 형성된 것을 나타낸다.FIG. 34 is a graph showing the relationship between the output voltage and the output voltage of the SPDT, which is a switchable solution according to a temporary example of the present invention, a shunt capacitor of a tunable solution, a shunt capacitor, a resistor (50? In the drawing), an F-PGA, a microcontroller unit, a detector, and an algorithm are formed on one antenna chip.

이와 같이 본 발명은 하나의 칩에 멀티 대역의 주파수에 대하여 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션을 구현할 수 있다.As described above, the present invention can implement a switchable solution and a tunable solution for multi-band frequencies on one chip.

도 35는 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 칩에 멀티 대역의 주파수를 구현한 것을 나타낸다.FIG. 35 shows the implementation of a multi-band frequency on one chip according to an embodiment of the present invention.

도 35를 참조하면, 기존의 PCB 기판 등에 구현된 회로를 칩으로 구현함과 동시에 다양한 주파수 대역(도면에서는 GSM 800, GSM 900, PCS, WCDMA, LTE B1, LTE B2)을 선택할 수 있는 스위치 어블 솔루션 및 튜닝 가능한 튜너블 솔루션을 구비할 수 있다Referring to FIG. 35, a switchable solution capable of selecting a circuit embodied in a conventional PCB or the like as a chip and selecting various frequency bands (GSM 800, GSM 900, PCS, WCDMA, LTE B1 and LTE B2) And a tunable tunable solution

또한, 본 발명은 안테나의 수신된 신호들로부터 신호가 계속적으로 연산되어 처리되는 시스템인 폐쇄루프 시스템(Closed-Loop System)에 스위치 어블 솔루션과 튜너블 솔루션을 적용한다.The present invention also applies a switchable solution and a tunable solution to a closed-loop system, in which the signals from the received signals of the antenna are continuously computed and processed.

도 36은 본 발명의 일실시예에 따른 폐쇄루프 시스템에 캐패시터 그라운드를 갖는 안테나를 나타내는 도면이다.36 is a view illustrating an antenna having a capacitor ground in a closed loop system according to an embodiment of the present invention.

도 36을 참조하면, 신호소스(feeding)의 튜너블 솔루션은 메칭을 위해 설치되어 있으며, GND 1에는 스위치 어블 솔루션인 SP4T를 두어 각각의 스위치 출력단(Out1. Out2, Out3, Out4)에 각각 다른 추가 캐패시터들(미도시)을 연결할 수 있도록 한다. 이러한 추가 캐패시터들은 그라운드와 연결되었으며, 이는 하나의 칩(Chip)으로 구현될 수 있다.36, a tunable solution of a signal source is provided for the purpose of addressing, and a switchable solution SP4T is connected to the GND 1 to add another switch output terminal Out1. Out2, Out3, So that capacitors (not shown) can be connected. These additional capacitors are connected to ground, which can be implemented as a single chip.

도 6에서 상술하였듯이, 션트 캐패시터는 스미스 챠트의 어드미턴스 써클을 시계방향으로 회전시킨다. 그런데, 도 36과 같이, 한쪽의 그라운드 GND 2는 그라운드와 쇼트시키고, 다른 한쪽의 그라운드 GND 1 은 캐패시터들과 연결할 경우에는, 캐패시터 값이 변하게 되면, 스미스 챠트의 어드미턴스 써클은 시계방향으로 회전하지만, 그 회전양은 많지 않고 써클이 제자리에서 시계방향으로 돌아가는 역할을 하게 된다.As described above with reference to FIG. 6, the shunt capacitor rotates the admittance circle of the Smith chart clockwise. 36, when one of the ground GND 2 is short-circuited to the ground and the other ground GND 1 is connected to the capacitors, when the capacitor value changes, the admittance circle of the Smith chart rotates in the clockwise direction, The amount of rotation is not so large, and the circle is rotated clockwise from its place.

도 37 및 도 38은 ADS(Advanced Design System) 시뮬레이션(Simulation Tool) 을 사용하여 하나의 션트 캐패시터는 신호 소스(Feeding)에 안테나 메칭과 같이 연결하며, 다른 하나는 그라운드 직접 연결한 상태인 경우의 스미스 챠트와 반사 손실(return loss)를 나타내는 도면이다. 37 and 38 show an example in which one shunt capacitor is connected to a signal source using an ADS (Advanced Design System) simulation (simulation tool) as in an antenna-matching, and the other is connected to a ground Chart and return loss.

계산된 경우에서 보듯이, 캐패시터가 그라운드에 직접 연결된 도 37 의경우는 주파수 이동은 35 MHz이며, 캐패시터가 신호 소스(Feeding)에 안테나 메칭으로 연결된 도 38의 경우의 주파수 이동은 16MHz이다. 도 37과 도 38을 합한 주파수 이동은 41MHz 이고, 이는 단일의 션트 그라운드와 션트 캐패시터가 있는 경우보다 휠씬 좋은 결과를 보인 것으로 간접적으로 시뮬레이션 툴(Simulation Tool)에서 예상할 수 있다.As shown in the calculated case, the frequency shift is 35 MHz in the case of FIG. 37 where the capacitor is directly connected to the ground, and the frequency shift in case of FIG. 38 in which the capacitor is connected to the signal source by antenna matching is 16 MHz. 37 and Fig. 38, the frequency shift is 41 MHz, which can be expected from the Simulation Tool indirectly, which is much better than with a single shunt ground and shunt capacitor.

도 39는 본 발명의 일실시예에 따른 추가 캐패시터들과 튜너블 솔루션 및 스위치 어블 솔루션을 갖는 구조와 수신(RX)용일 때의 동작방법을 나타내는 도면이다.FIG. 39 is a diagram illustrating a structure having additional capacitors, a tunable solution, and a switchable solution according to an embodiment of the present invention, and an operation method for receiving (RX).

도 39를 참조하면, ⓛ 입력 신호가 안테나로 수신되면 수신된 입력 수신 레벨(RSSI/CQR)이 칩셋(chipset)으로 인가된다. 여기서 칩셋은 도 13과 같이 메인칩과 컨트롤러가 합쳐진 구성이다.Referring to FIG. 39, when the input signal is received by the antenna, the received input reception level (RSSI / CQR) is applied to the chipset. Here, the chipset is a configuration in which the main chip and the controller are combined as shown in FIG.

② 인가된 입력 신호 레벨과 칩셋에 저장된 기준 안테나의 수신레벨을 비교하여 그 차이 값을 연산한다. 예컨대, 기준 안테나의 수신 레벨이 -100dBm, 실제 입력 수신 레벨이 -98dBm이라면, -2dBm 만큼의 신호를 보상할 수 있도록 스위치 어블 및 튜너블 솔루션에 명령을 내릴 준비를 한다.② Compares the applied input signal level with the reception level of the reference antenna stored in the chipset and calculates the difference value. For example, if the reception level of the reference antenna is -100 dBm and the actual reception level is -98 dBm, prepare to issue commands to the switchable and tunable solutions to compensate for signals as low as -2 dBm.

③ 칩셋에서는 입력 신호 레벨의 차이를 보상할 수 있는 명령을 튜너블 솔루션과 스위치 어블 솔루션에 내린다. 예컨대, -2dBm 차이 만큼의 데이터를 각각의 솔루션에 명령을 내린다.③ In chipset, commands to compensate the difference of input signal level are put into tunable solution and switchable solution. For example, a command is given to each solution with data of -2 dBm difference.

이어서, 각각의 솔루션에서는 명령을 받아서 가변하게 된다.Then, in each solution, it is changed to receive the command.

수신(RX)용일 때 이런 방법을 사용하면 실시간 최대 입력 신호를 받을 수 있게 된다.For receive (RX) use this method to receive the real time maximum input signal.

도 40은 본 발명의 일실시예에 따른 추가 캐패시터들과 튜너블 솔루션 및 스위치 어블 솔루션을 갖는 구조와 송신(TX)용일 때의 동작방법을 나타내는 도면이다.40 is a diagram illustrating a structure having additional capacitors, a tunable solution, and a switchable solution according to an embodiment of the present invention, and an operation method for transmission (TX).

도 40을 참조하면, ⓛ 출력 신호가 신호 소스(Feeding) 단에 도달하여 안테나를 통하여 방사된다. 이때, 다른 조건이나 상황에 따라서 방사되는 전파의 양이 달라진다.Referring to FIG. 40, the output signal reaches the signaling end and is radiated through the antenna. At this time, the amount of radio waves radiated varies depending on other conditions or situations.

② 방사되는 양의 레벨을 신호 소스(Feeding)에서 칩셋으로 인가하게 되면, 기준 안테나의 방사 신호 레벨과 비교하여 그 차이 값을 연산한다. (2) If the level of radiation is applied from the signal source to the chipset, the difference is compared with the radiation signal level of the reference antenna.

③ 칩셋에서는 레벨만큼의 차이를 보상하기 위해 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션에 명령을 내린다.③ The chipset commands the switchable solution and the tunable solution to compensate for the level difference.

이어서, 각각의 솔루션에서 연산된 출력 신호 레벨의 차이만큼 가변하게 된다.Then, it is varied by the difference of the output signal levels calculated in each solution.

따라서 송신(TX)용일 때, 상술한 방법에 의하여 실시간으로 최대 출력 신호를 방사하게 된다.Therefore, when transmitting (TX), the maximum output signal is emitted in real time by the above-described method.

도 41는 본 발명의 실시예에 도 2에서 GND1과 GND2 사이의 안테나의 패턴 GND 슬롯의 길이에 따른 주파수 변화이며, 이는 안테나의 길이 변화와 동일한 의미를 나타내는 것으로 판단된다. 여기서, 짧은 길이(Short length), 중간 길이(Middle length), 긴 길이(Long length)는 동일 설계에서 안테나 방사체의 길이에 변화에 주파수 변화를 보여 준 것이다.FIG. 41 is a frequency change according to the length of the pattern GND slot of the antenna between GND1 and GND2 in FIG. 2 according to the embodiment of the present invention, which is determined to have the same meaning as the length change of the antenna. Here, the short length, the middle length, and the long length are the changes in the frequency of the antenna radiator in the same design.

도 41을 참조하면, 1GHz 이하에서 최대 198.6 MHz 이동 가능하며 그 사이에서 제공하는 서비스들을 충분히 이용할 수 있다.Referring to FIG. 41, it is possible to move up to 198.6 MHz at 1 GHz or less and fully utilize the services provided therebetween.

도 42은 본 발명의 일실시예에 따른 튜너블 솔루션의 가변에 따른 주파수 이동을 나타내는 도면이다.FIG. 42 is a diagram illustrating a frequency shift according to a variable of a tunable solution according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 42을 참조하면, 도 41에서 그라운드 캐패시터(GND Cap) = 긴 길이(Long length) 이고, G1 Cap = 1.2pF일 때, 튜너블 솔루션을 이용하여 주파수를 가변시킨 결과를 나타낸다. 693.4 MHz ~ 706.5MHz 사이의 주파수들을 모두 이용 가능한 것을 나타내고 있다.Referring to FIG. 42, in FIG. 41, the frequency is varied using a tunable solution when the ground capacitor (GND Cap) = long length and G1cap = 1.2 pF. And frequencies of 693.4 MHz to 706.5 MHz are all available.

도 43은 본 발명의 일실시예에 따른 폐쇄루프 시스템에 DP4T를 갖는 안테나를 나타내는 도면이다.Figure 43 is a diagram illustrating an antenna having a DP4T in a closed loop system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 43를 참조하면, DP4T와 같은 듀얼 스위칭 가능한 장치를 이용하여 GND1과 GND2의 두 개 중 하나를 선택하는 방법으로, 선택된 그라운드는 튜너블 솔루션(Tunable Solution)과 연결되는 구조이다. 칩셋의 구조와 튜너블 솔루션(Tunable Solution Chip)의 구조는 도 9 및 도 13과 동일하다.Referring to FIG. 43, a method of selecting one of GND1 and GND2 using a dual switchable device such as DP4T, and the selected ground is connected to a tunable solution. The structure of the chipset and the structure of the tunable solution are the same as in FIGS. 9 and 13. FIG.

도 43의 안테나는 도 36의 폐쇄루프 시스템(Closed-Loop System)에 캐패시터들의 그라운드를 갖는 안테나와 비교하면 차이점은 다음과 같다.The antenna of FIG. 43 is different from the antenna having the ground of capacitors in the closed-loop system of FIG. 36 as follows.

ⓛ 다중의 그라운드 중 하나의 그라운드만 선택한다.Ⓛ Select only one ground of multiple grounds.

② 선택된 하나의 그라운드와 튜너블 솔루션(Tunable Solution)이 연결되어 임피던스 튜닝이 가능하다.② One selected ground and tunable solution are connected and impedance tuning is possible.

③ 그라운드 선택과 튜너블 솔루션(Tunable Solution)의 변화에 의해 주파수가 가변이 가능하다.③ The frequency can be changed by changing the ground selection and tunable solution.

도 44는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 스위치를 사용한 구조를 나타내는 도면이다.44 is a view showing a structure using a dual switch according to an embodiment of the present invention.

도 44를 참조하면, 스위치1(S/W1)과 스위치2(S/W2)의 선택이 출력단1(Out1)과 출력단2(Out2)일 때, 스위치1(S/W1)의 출력단1(Out1)은 사용자가 원하는 출력을 사용할 수 있고, 스위치2(S/W2)의 출력단2(Out2)는 추가 튜너블 솔루션과 연결된다. 도 44의 안테나에서는 도 36의 각각의 스위치 출력단(Out1. Out2, Out3, Out4)에 각각 다른 추가 캐패시터들을 연결하여 캐패시턴스의 값의 변화를 추가 가변 캐패시터 솔루션으로 할 수 있는 구조이다.44, when the selection of the switch 1 (S / W1) and the switch 2 (S / W2) is the output stage 1 Out1 and the output stage 2 Out2, the output stage 1 ) Can use the output desired by the user, and output 2 (Out2) of switch 2 (S / W2) is connected to the additional tunable solution. 44, different additional capacitors are connected to the respective switch output terminals Out1, Out2, Out3, and Out4 of FIG. 36 to change the value of the capacitance to an additional variable capacitor solution.

이와 같은 구조를 이용하여 안테나를 설계하면, 하나의 안테나를 이용하여 로우 밴드(Low Band) 다중 주파수를 전부 이용 가능하다는 장점이 있다.When an antenna is designed using such a structure, it is advantageous that all low band multiple frequencies can be used by using one antenna.

도 45는 본 발명의 일실시예에 따른 DTnT와 추가 튜너블 솔루션을 가진 안테나 및 RX일 때의 동작 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 45 is a view showing an antenna having a DTnT and an additional tunable solution according to an embodiment of the present invention and an operation method when the RX is operated. FIG.

도 45를 참조하면, ⓛ 입력 신호가 안테나로 수신되면 수신된 입력 수신 레벨(RSSI/CQR)이 칩셋으로 인가된다.Referring to FIG. 45, when the input signal is received by the antenna, the received input reception level (RSSI / CQR) is applied to the chipset.

② 칩셋에서는 인가된 입력 신호 레벨과 저장된 기준 안테나의 수신레벨을 비교하여 그 차이 값을 연산한다.② The chipset compares the input signal level applied and the reception level of the stored reference antenna to calculate the difference value.

③ 칩셋에서는 연산된 값에 의하여 스위치 어블 솔루션에 n개의 GND 중 하나를 선택하는 명령을 내리고, 튜너블 솔루션 및 추가 튜너블 솔루션에 캐패시터들의 값이 인가되도록 한다.③ In the chipset, a command to select one of n GND is given to the switchable solution according to the calculated value, and the values of the capacitors are applied to the tunable solution and the additional tunable solution.

따라서, 이러한 방법을 수신(RX)용일 때 사용하면, 실시간 최대 입력 신호를 수신할 수 있다.Therefore, when this method is used for reception (RX), it is possible to receive the real time maximum input signal.

도 46는 본 발명의 일실시예에 따른 DTnT와 추가 튜너블 솔루션을 가진 안테나 및 TX일 때의 동작 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 46 is a diagram illustrating an operation method of an antenna and TX having a DTnT and an additional tunable solution according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 46을 참조하면, ⓛ 출력 신호가 신호 소스(Feeding)에 도달하여 안테나를 통해 방사되며, 반사되는 양의 레벨을 신호 소스에서 칩셋으로 인가한다. 이때, 다른 조건이나 상황에 따라 방사되는 전파의 양이 달라진다. Referring to FIG. 46, an output signal reaches a signal source and is radiated through an antenna, and a reflected positive level is applied from the signal source to the chipset. At this time, the amount of radio waves radiated varies depending on other conditions or conditions.

② 칩셋에서는 신호 소스(Feeding) 단에서 수신한 방사 레벨과 저장된 기준 안테나의 방사 레벨을 비교하여 그 차이 값을 연산한다.② In the chipset, the difference between the radiation level received from the signal source and the radiation level of the stored reference antenna is calculated.

③ 칩셋에서는 차이 값에 근거하여 스위치 어블 솔루션에는 여러 개의 그라운드 중에서 한 가지의 그라운드를 선택할 수 있는 명령을 내리고, 신호 소스에 튜너블 솔루션 및 스위치 어블 솔루션에 연결된 추가 튜너블 솔루션에 각각 용량 값을 가변하는 명령을 내려 기준 안테나의 상태와 가장 유사하게 만든다.③ Based on the difference value in the chipset, the switchable solution gives a command to select one ground from among several grounds, and adjusts the capacitance value to the additional tunable solution connected to the signal source to the tunable solution and the switchable solution To make it most similar to the state of the reference antenna.

따라서, 이러한 방법을 TX일 때 사용하면, 실시간으로 최대 출력 신호를 방사할 수 있다.Therefore, when this method is used in TX, the maximum output signal can be emitted in real time.

본 발명에 따르면, 스위치 어블 솔루션이 갖는 주파수 이동 특성 및 튜너블 솔루션이 갖는 안테나 메칭(matching)이 가능하다.According to the present invention, the frequency movement characteristics of the switchable solution and the antenna matching of the tunable solution are possible.

현재 이동통신 분야에서는 너무도 많은 주파수 통신 대역이 존재하며, 이들 통신 대역을 하나의 시스템으로 묶기 위한 여러 가지 방법이 모색되고 있지만, 현재 핸드폰 시스템에서는 900MHz 이하의 주파수 대역을 하나의 안테나로 구현하는 것이 불가능하다. 특히 LTE 시스템 즉, 4G 시스템의 구현으로 800MHz 이하의 낮은 주파수 대역을 하나의 안테나로 구현하는 것은 물리적으로 힘들 것으로 판단하고 있다. 본 발명은 900MHz 및 현재 문제화되는 700MHz의 핸드폰 시스템의 안테나를 하나의 안테나 칩으로 구현이 가능하다. 나아가, 핸드폰 양산 이후에 소비자의 손이나 얼굴 등의 인체에 의한 영향을 받아 물리적 특성이 열화된 안테나의 특성을 자동으로 핸드폰이 폐쇄 루프 시스템(Closed-Loop System)으로 찾아줘서 열화된 안테나의 특성 및 개선을 보상해 줄 수 있다.Currently, there are so many frequency communication bands in the mobile communication field, and various methods for binding these communication bands into one system have been searched. However, in the current cellular phone system, it is not possible to implement a frequency band of 900 MHz or less with one antenna Do. Especially, it is considered that it is physically difficult to implement a low frequency band of 800MHz or less with one antenna by implementing the LTE system, that is, the 4G system. The present invention can implement an antenna of 900 MHz and a current 700 MHz mobile phone system as a single antenna chip. In addition, after the mass production of the mobile phone, the characteristics of the antenna in which the physical characteristics are deteriorated due to the influence of the human body such as the hand or face of the user are automatically detected as a closed-loop system, You can compensate for the improvement.

10: 안테나 20: 스위치 어블 솔루션
30: 튜너블 솔루션 40: 메인 칩
50: 컨트롤러
10: Antenna 20: Switchable solution
30: tunable solution 40: main chip
50: Controller

Claims (7)

신호를 송수신하는 안테나와 연결되는 핸드폰 안테나 칩으로서,
상기 안테나와 연결되어 복수 개의 주파수 대역을 선택하여 송수신하는 SPnT(Single-Pole-n-Throw) 또는 DPnT(Double-Pole-n-Throw) 형식의 스위치 어블 솔루션과, 상기 안테나와 스위치 어블 솔루션칩에서 분기 연결되는 튜너블 솔루션이 하나의 안테나 칩으로 형성되며,
상기 안테나 칩은 상기 안테나가 실시간으로 송신 또는 수신하는 신호를 기준 안테나의 방사 레벨 또는 수신 레벨과 비교하여 그 차이만큼 보상하기 위하여 상기 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션의 안테나 칩에 제어 신호를 전송하는 메인 칩과 컨트롤러에 연결되는 것을 특징으로 하는 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩.
A mobile phone antenna chip connected to an antenna for transmitting and receiving signals,
A single-pole-n-throw (SPnT) or double-pole-n-throw (DPnT) type switchable solution connected to the antenna for selecting and transmitting a plurality of frequency bands, The tunable solution to be branched is formed as one antenna chip,
The antenna chip transmits a control signal to the antenna chip of the switchable solution and the tunable solution in order to compare the signal transmitted or received in real time with the radiation level or the reception level of the reference antenna and compensate for the difference by the difference. And a switchable and tunable mobile phone antenna chip connected to the chip and the controller.
제1항에 있어서,
상기 스위치 어블 솔루션이 SPnT(Single-Pole-n-Throw)인 경우에,
n개의 출력단(out)에 추가 가변 캐패시터들을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩.
The method according to claim 1,
When the switchable solution is SPnT (Single-Pole-n-Throw)
and further includes additional variable capacitors at n output terminals (out) of the mobile phone antenna chip.
제1항에 있어서,
상기 스위치 어블 솔루션 칩이 DPnT(Double-Pole-n-Throw)인 경우에,
더블 폴(Double-Pole) 중의 하나는 추가 가변 캐패시터와 연결되며,
상기 추가 가변 캐패시터는 상기 메인 칩과 컨트롤러에 의하여 제어신호를 수신하여 가변되는 것을 특징으로 하는 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩.
The method according to claim 1,
When the switchable solution chip is DPnT (Double-Pole-n-Throw)
One of the double-poles is connected to the additional variable capacitor,
Wherein the additional variable capacitor is variable by receiving a control signal by the main chip and the controller.
제1항에 있어서,
상기 튜너블 솔루션 칩은,
캐패시터만으로 구성된 회로, 인덕터만으로 구성된 회로, 또는 캐패시터와 인덕터로 구성된 회로인 것을 특징으로 하는 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩.
The method according to claim 1,
The tunable solution chip includes:
Wherein the circuit is composed of a circuit composed of only a capacitor, a circuit composed only of an inductor, or a circuit composed of a capacitor and an inductor.
제1항에 있어서,
상기 메인 칩과 컨트롤러는,
메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 컨트롤러인 FPGA 칩으로 전송하는 구조, 메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 컨트롤러인 컨트롤러 칩으로 전송하는 구조, 또는 메인 칩에 컨트롤러를 포함하여 메인 칩에서 안테나로부터 수신되는 RSSI/CQR 신호를 비교 연산한 데이터를 메인 칩에서 바로 명령을 하는 구조 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩.
The method according to claim 1,
The main chip and the controller,
A structure in which main chip compares data of RSSI / CQR signals received from an antenna to a FPGA chip, which is a controller, and a main chip, which transmits data obtained by comparing and comparing RSSI / CQR signals received from an antenna to a controller chip Or a structure in which a main chip is provided with a controller, and a main chip is provided with a structure in which the main chip directly commands data obtained by comparing and calculating RSSI / CQR signals received from an antenna. Cell phone antenna chip.
신호를 송수신하는 안테나와 연결되는 핸드폰 안테나 칩으로서,
상기 안테나와 연결되어 복수 개의 주파수 대역을 선택하여 송수신하는 SPnT(Single-Pole-n-Throw) 또는 DPnT(Double-Pole-n-Throw) 형식의 스위치 어블 솔루션, 및 상기 스위치 어블 솔루션칩에서 분기 연결되는 튜너블 솔루션이 하나의 칩으로 형성되며,
상기 안테나 칩에는 저항 소자, F-PGA(Field Programmable Gate Array), 중앙 연산 장치(MCU, Micro Controller Unit), 디텍터(detecter), 및 알고리즘(algorithm) 중에서 적어도 하나를 더 포함하며,
상기 안테나 칩은 상기 안테나가 실시간으로 송신 또는 수신하는 신호를 기준 안테나의 방사 레벨 또는 수신 레벨과 비교하여 그 차이만큼 보상하는 것을 특징으로 하는 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩.
A mobile phone antenna chip connected to an antenna for transmitting and receiving signals,
A single-pole-n-throw (SPnT) or double-pole-n-throw (DPnT) type switchable solution connected to the antenna for selecting and transmitting a plurality of frequency bands, The tunable solution is formed into one chip,
The antenna chip may further include at least one of a resistance element, a field programmable gate array (F-PGA), a microcontroller unit (MCU), a detector, and an algorithm,
Wherein the antenna chip compares a signal transmitted or received by the antenna in real time with a radiation level or a reception level of a reference antenna and compensates the difference by a difference therebetween.
제6항에 있어서,
상기 스위치 어블 솔루션 및 튜너블 솔루션은 다수 개로 병렬 형성되어, 하나의 칩에서 멀티 대역의 주파수에 대하여 스위치 어블 및 튜너블이 가능한 핸드폰 안테나 칩.
The method according to claim 6,
The switchable solution and the tunable solution are formed in parallel in a plurality of units, and the switchable and tunable solutions are switchable and tunable with respect to multi-band frequencies in one chip.
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