KR20180118215A - 임피던스 측정 및 적응성 안테나 동조를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

임피던스 측정 및 적응성 안테나 동조를 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

위상을 직접적으로 측정함이 없이 안테나의 임피던스를 정합하는 것이 가능하다. 이것은 무선 송수신기의 비용 및 복잡도를 줄일 수 있어 이롭다. 특히, 안테나의 반사 계수의 위상 성분은 반사 손실 측정에 기초해서 추정될 수 있다. 예를 들어, 송수신기는 안테나의 초기 반사 손실을 측정하고, 적어도 하나의 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하며, 그런 다음 안테나의 하나 이상의 조정된 반사 손실을 측정할 수 있다. 반사 계수의 위상은 초기 반사 손실과 하나 이상의 조정된 반사 손실 간의 차이에 기초해서 추정될 수 있다.

Description

임피던스 측정 및 적응성 안테나 동조를 위한 장치 및 방법
본 출원은 2016년 3월 9일에 출원되고 발명의 명칭이 "임피던스 측정 및 적응성 안테나 동조를 위한 장치 및 방법"인 미국 가출원 제15/065,313호에 대한 우선권을 주장하는 바이며, 상기 문헌은 본 명세서에 원용되어 포함된다.
본 발명은 무선 통신을 위한 안테나 설계에 관한 것이며, 특히 임피던스 측정 및 적응성 안테나 동조를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
임피던스 동조는 일반적으로 안테나 회로의 반사 계수에 기초하여 안테나의 피드 라인에 결합된 임피던스 정합 소자를 조정함으로써 안테나 성능을 향상시킨다. 반사 계수는 예를 들어 안테나에 근접한 인간 조직 및/또는 전도성 (예를 들어, 금속성) 물체의 존재에 기초하여 시간에 따라 변할 수 있다. 따라서, 많은 현대의 무선 장치는 무선 전송 중에 안테나의 반사 계수를 모니터링하고 이에 따라 임피던스 정합 소자를 조정함으로써 적응형 임피던스 동조를 수행한다. 안테나의 반사 계수를 모니터링하기 위한 종래의 접근법은 전형적으로 입사 신호 및 반사 신호의 크기 및 위상 성분을 측정하는 것을 포함하며, 그런 다음 이러한 성분은 반사 계수의 크기 및 위상 성분을 계산하는 데 사용될 수 있다.
임피던스 측정 및 적응형 안테나 동조를 위한 장치 및 방법을 설명하는 본 개시의 실시예에 의해 기술적 이점이 대체적으로 달성된다.
실시예에 따라, 안테나의 임피던스 정합 방법이 제공된다. 이 예에서, 상기 방법은 안테나의 초기 반사 손실(return loss)을 측정하는 단계, 상기 안테나에 결합된 제1 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하는 단계, 상기 안테나에 결합된 제1 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한 후 안테나의 제1 조정된 반사 손실을 측정하는 단계, 적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하는 단계, 및 상기 반사 계수의 크기 및 위상에 기초해서 안테나에 결합된 임피던스 정합 소자를 조정하는 단계를 포함한다. 이 방법을 수행하기 위한 장치 역시 제공된다.
다른 실시예에 따라, 임피던스 정합 시스템은 안테나의 임피던스를 정합하는 데 사용된다. 임피던스 매칭 시스템은 안테나의 초기 반사 손실을 측정하는 측정 소자 - 상기 초기 반사 손실은 반사 계수의 크기에 대응함 - ; 상기 안테나에 결합된 제1 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하는 조정 소자 - 안테나의 제1 조정된 반사 손실은 안테나에 결합된 제1 동조 가능한 소자의 임피던스의 조정 후에 측정됨 - ; 및 적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하는 추정 소자를 포함하며, 안테나에 결합된 임피던스 정합 소자는 반사 계수의 크기 및 위상에 기초해서 조정된다.
다른 실시예에 따라, 무선 송수신기가 제공된다. 이 예에서, 무선 송수신기는 무선 신호를 방출하도록 구성되어 있는 안테나, 상기 안테나의 안테나 경로에 결합되어 있고, 상기 안테나 경로를 통해 전파하는 입사 신호 및 반사 신호의 전력 레벨을 검출하도록 구성되어 있는 전력 검출 회로; 상기 안테나의 안테나 경로에 결합된 하나 이상의 동조 가능한 소자; 및 상기 전력 검출 회로 및 상기 하나 이상의 동족 가능한 소자에 결합되어 있는 제어기를 포함한다. 상기 전력 검출 회로는 안테나 경로를 통해 전파하는 입사 신호 및 반사 신호의 전력 레벨을 검출하도록 구성되어 있다. 상기 제어기는 상기 전력 검출 회로로부터의 초기 전력 레벨 측정치에 기초해서 안테나의 초기 반사 손실을 결정하고, 상기 하나 이상의 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하고, 상기 전력 검출 회로로부터의 조정된 전력 레벨 측정치에 기초해서 안테나의 하나 이상의 조정된 반사 손실을 결정하고, 상기 초기 반사 손실 및 상기 하나 이상의 조정된 반사 손실에 기초해서 반사 계수의 위상을 추정하며, 상기 반사 계수에 기초해서 안테나에 결합된 임피던스 정합을 조정하도록 구성되어 있다.
여기서 제공하는 실시예 및 그 이점을 더 완전하게 이해하기 위해, 첨부된 도면을 결합하여 취해진 이하의 설명을 참조한다:
도 1은 무선 통신 네트워크의 실시예에 대한 도면이다.
도 2는 반사 손실 측정에 기초하여 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 안테나 회로의 실시예에 대한 도면이다.
도 3은 반사 손실 측정에 기초하여 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 안테나 회로의 다른 실시예에 대한 도면이다.
도 4는 반사 손실 측정에 기초하여 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 안테나 회로의 또 다른 실시예에 대한 도면이다.
도 5는 반사 계수의 위상 성분이 반사 손실 측정에 기초하여 어떻게 추정될 수 있는지를 설명하는 차트이다.
도 6은 반사 손실 측정에 기초하여 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 방법 실시예에 대한 흐름도이다.
도 7은 반사 손실 측정에 기초하여 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 안테나 회로의 또 다른 실시예에 대한 도면이다.
도 8은 반사 계수의 위상 성분이 반사 손실 측정에 기초하여 어떻게 추정될 수 있는지를 설명하는 차트이다.
도 9는 반사 손실 측정에 기초하여 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 다른 방법 실시예에 대한 흐름도이다.
도 10은 동조 가능한 정합 회로의 실시예에 대한 도면이다.
도 11은 동조 가능한 정합 회로의 추가의 실시예에 대한 도면이다.
도 12는 전력 검출 회로의 실시예에 대한 도면이다.
도 13은 전력 검출 회로의 추가의 실시예에 대한 도면이다.
도 14는 프로세싱 시스템의 실시예에 대한 도면이다.
도 15는 송수신기의 실시예에 대한 도면이다.
서로 다른 도면에서 대응하는 도면부호 및 기호는 일반적으로 달리 언급되지 않는 한 대응하는 부분을 나타낸다. 도면은 실시예의 관련 관점을 명확하게 도해하도록 도시되어 있으나 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다.
본 개시의 실시예를 만들고 사용하는 것에 대해 이하에 상세히 설명한다. 그렇지만, 본 발명이 다양한 특정의 맥락에서 구현될 수 있는 많은 적용 가능한 창조적 개념을 제공한다는 것을 이해해야 한다. 설명되는 특정한 실시예는 본 발명을 만들조 사용하는 특정한 방식에 지나지 않으며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
전술한 바와 같이, 안테나의 반사 계수를 모니터링하기 위한 종래의 접근은 통상적으로 입사 신호 및 반사 신호의 크기 및 위상 성분 모두를 측정한다. 이것은 일반적으로 종래의 송수신기가 송수신기의 안테나에 결합된 전력 검출 회로 및 위상 검출 회로를 모두 포함하도록 요구할 수 있다. 연방통신위원회(Federal Communications Commission, FCC) 규정뿐만 아니라 간섭 완화 및 관리를 준수하기 위해 일반적으로 전송 전력 제어 기능이 요구되기 때문에 현대의 무선 장치는 일반적으로 임피던스 정합을 수행하는지에 관계없이 전력 검출 회로를 구비한다. 그렇지만, 많은 현대의 무선 장치는 임피던스 정합보다는 다른 이유로 인해 안테나 회로를 통해 전파하는 신호의 위상을 직접적으로 모니터링하지 않는다.
본 개시의 관점은 반사 계수의 위상 성분을 직접적으로 측정함이 없이 반사 손실 측정에 기초해서 반사 계수의 위상 성분을 추정하는 임피던스 정합 기술을 제공한다. 이것은 무선 송수신기가 안테나에 결합된 위상 검출 회로에 의존함이 없이 적응형 임피던스 정합을 달성할 수 있게 하며, 이에 의해 무선 송수신기의 비용 및 복잡도를 감소시킨다. 특히, 송수신기는 하나 이상의 동조 가능한 소자를 포함하는 동조 가능한 정합 회로 및 방향성 커플러를 통해 안테나에 결합된 전력 검출기를 포함한다. 일 실시예에서, 송수신기는 안테나의 초기 반사 손실을 측정하고, 적어도 하나의 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하며, 그런 다음 안테나의 하나 이상의 조정된 반사 손실을 측정한다. 반사 계수의 위상은 초기 반사 손실과 하나 이상의 조정된 반사 손실 간의 차이에 기초해서 추정될 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 반사 계수의 위상을 직접적으로 측정함이 없이 반사 계수의 위상을 추정하는 단락은 반사 계수의 위상이 안테나 회로를 통해 전파하는 입사 신호 및 반사 신호의 측정된 위상 성분을 사용함이 없이 획득되는 것을 전달한다. 수신된 또는 전송된 신호의 위상은 다른 목적을 위해 송수신기에 의해 측정될 수 있다. 이러한 관점 및 다른 관점에 대해 이하에 상세히 논의한다.
도 1은 데이터를 통신하기 위한 네트워크(100)를 도시한다. 네트워크(100)는 커버리지 영역(101)을 가지는 기지국(110), 복수의 모바일 장치(120) 및 백홀 네트워크(130)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 기지국(110)은 모바일 장치(120)와 업링크(파선) 연결 및/또는 다운링크(점선) 연결을 구축하며, 모바일 장치(120)로부터 기지국(110)으로 또는 그 역으로 데이터를 전달하는 역할을 한다. 업링크 연결/다운링크 연결을 통해 전달되는 데이터뿐만 아니라 백홀 네트워크(130)에 의해 원격단과 통신되는 데이터를 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "기지국"은 네트워크에 무선 액세스를 제공하도록 구성되어 있는 임의의 컴포넌트(또는 컴포넌트의 컬렉션), 예를 들어, 진화된 기지국(eNB), 매크로-셀, 펨토셀, Wi-Fi 액세스 포인트(AP), 또는 다른 무선 방식으로 작동하는 장치를 지칭한다. 기지국은 하나 이상의 무선 통신 프로토콜, 롱텀에볼루션(LTE), LTE 어드밴스트(LTE-A), 고속 패킷 액세스(High Speed Packet Access, HSPA), Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac에 따라 무선 액세스를 제공할 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 용어 "모바일 장치"는 기지국과 무선 연결을 구축할 수 있는 임의의 컴포넌트(또는 컴포넌트의 컬렉션), 예를 들어, 사용자 기기(UE), 이동국(STA) 및 또는 다른 무선 방식으로 작동하는 장치를 지칭한다. 일부의 실시예에서, 네트워크(100)는 다양한 다른 무선 장치, 예를 들어, 릴레이, 저 전력 노드 등을 포함할 수 있다.
본 개시의 관점은 반사 계수의 위상 성분을 직접적으로 측정함이 없이 반사 손실 측정에 기초해서 반사 계수의 위상 성분을 추정하는 임피던스 정합 기술을 제공한다. 도 2는 안테나 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 실시예 안테나 회로(200)의 도면이다. 도시된 바와 같이, 실시예 안테나 회로(200)는 안테나(201), 소스(209), 동조 가능한 정합 회로(210), 전력 검출 회로(260) 및 제어기(290)를 포함한다. 안테나(201)는 무선 신호를 방출 또는 수신하도록 구성되어 있는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트의 컬렉션을 포함할 수 있다. 소스(209)는 안테나 회로(200)에 결합된 송수신기 회로(예를 들어, 듀플렉서, 전력 증폭기, 저 잡음 증폭기, 기저대역 프로세스 등)의 임피던스에 대응할 수 있다. 동조 가능한 정합 회로(210)는 하나 이상의 동조 가능한 소자를 포함할 수 있다. 동조 가능한 정합 회로(210) 내의 하나 이상의 동조 가능한 소자는 동조 가능한 커패시터 및/또는 동조 가능한 인덕터와 같이, 임피던스가 조정될 수 있는 임의의 회로 소자를 포함할 수 있다. 동조 가능한 정합 회로(210) 내의 하나 이상의 동조 가능한 소자는 안테나(201)와 관련해서 션트 및/또는 직렬 방위를 포함한 다양한 방향으로 배열될 수 있다. 동조 가능한 정합 회로(210)를 위한 실시예 구성에 대해 이하에 상세히 설명한다.
실시예 전력 검출 회로(260)는 전압 또는 전류 검출기와 같이, 안테나 회로(200)를 통해 전파하는 신호의 전력을 측정하도록 구성되어 있는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트의 컬렉션을 포함할 수 있다. 일부의 실시예에서, 전력 검출 회로(260)는 소스(209)로부터 안테나(201)로 전달되는 입사 신호 및 안테나(200)로부터 소스(209)로 전달되는 입사 신호의 전압 또는 전력을 측정함으로써 안테나 회로(200)의 반사 손실을 측정하도록 구성되어 있다.
제어기(290)는 동조 가능한 정합 회로(210)를 제어하고 전력 검출 회로(260)로부터의 측정 데이터를 제어 및 수신하도록 구성되어 있는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트의 컬렉션일 수 있다. 예를 들어, 제어기(290)는 프로세서, 디지털/아날로그 컨버터(DAC), 게이트 드라이버 및/또는 동조 가능한 정합 회로(210) 내의 하나 이상의 동조 가능한 소자의 임피던스를 변경하고 및/또는 전력 측정을 수행하도록 전력 검출 회로(260)를 트리거링하도록 구성된 그 외 컴포넌트를 포함할 수 있다. 제어기(290)는 전력 검출 회로(260)의 전력 측정에 기초해서 안테나(201)의 반사 계수의 위상 성분을 추정하도록 구성될 수도 있다. 일부의 실시예에서, 위상 성분 계산은 오프라인으로 수행되고, 룩업 테이블(look up)에 저장된다. 그러한 실시예에서, 제어기(290)는 룩업 테이블을 검색하여 전력 측정에 기초해서 위상 성분 값을 결정한다. 예를 들어, 제어기(290)는 초기 반사 계수 및 하나 이상의 조정된 반사 계수와 관련된 위상 성분 값을 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 위상 성분 계산은 제어기(290)에 의해 온라인으로 수행된다. 위상 성분 계산을 수행하는 자세한 내용은 이하에 상세히 논의된다. 제어기(290)는 반사 계수의 크기 및 위상에 기초해서 안테나의 임피던스 정합 소자를 조정하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부의 실시예에서, 동조 가능한 정합 회로는 시리즈 동조 가능한 소자를 포함한다. 도 3은 안테나 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 실시예 안테나 회로(300)의 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 실시예 안테나 회로(300)는 안테나(301), 소스(309), 시리얼 동조 가능한 컴포넌트로 이루어진 동조 가능한 정합 회로(310), 정합 회로(320, 전력 검출 회로(360) 및 제어기(390)를 포함하며, 각각은 실시예 안테나 회로(200의 구성요소와 유사하게 구성될 수 있다. 이 예에서, 동조 가능한 정합 회로(310)는 안테나에 결합된 시리즈 동조 가능한 소자(312) 및 그 외 정합 회로를 포함한다. 시리즈 동조 가능한 소자(312)는 동조 가능한 커패시터, 동조 가능한 인덕터, 또는 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 제어기(390)는 전력 검출 회로(360)가 초기 반사 손실을 측정하고 시리즈 동조 가능한 소자(312)의 임피던스를 조정하도록 트리거링하며 그런 다음 전력 검출 회로(360)가 조정된 반사 손실을 측정하도록 트리거링하도록 구성될 수 있다. 제어기(390)는 그런 다음 초기 반사 손실, 조정된 반사 손실 및 안테나 회로(300)와 관련된 위상 성분의 범위에 기초해서 안테나(301)에 대한 반사 계수의 위상 성분을 추정할 수 있고, 이것은 안테나 특성 및 정합 회로 구성에 기초해서 결정될 수 있다.
일부의 실시예에서, 동조 가능한 정합 회로는 션트 동조 가능한 소자를 포함한다. 도 4는 안테나 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 실시예 안테나 회로(400)의 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 실시예 안테나 회로(400)는 안테나(401), 소스(409), 동조 가능한 정합 회로(410), 정합 회로(420), 전력 검출 회로(460) 및 제어기(490)를 포함하며, 각각은 실시예 안테나 회로(200의 구성요소와 유사하게 구성될 수 있다. 이 예에서, 동조 가능한 정합 회로(410)는 안테나(401)에 결합된 션트 동조 가능한 소자(414)를 포함한다. 션트 동조 가능한 소자(414)는 동조 가능한 커패시터, 동조 가능한 인덕터 또는 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 제어기(490)는 전력 검출 회로(460)가 초기 반사 손실을 측정하고 션트 동조 가능한 소자(414)의 임피던스를 조정하도록 트리거링하며 전력 검출 회로(460)가 조정된 반사 손실을 측정하도록 트리거링할 수 있다. 제어기(490)는 그런 다음 초기 반사 손실, 조정된 반사 손실 및 안테나(400)의 반사 계수와 관련된 위상 성분의 범위에 기초해서 안테나(401)에 대한 반사 계수의 위상 성분을 추정할 수 있다.
여기서 제공된 실시예는 안테나의 반사 계수의 위상 성분의 범위가 공지되어 있으면 초기 반사 손실 및 조정된 반사 손실 측정에 기초해서 반사 계수의 위상 성분을 추정하는 데 사용될 수 있다. 도 5는 스미스 차트(smith chart)(501) 및 그래프(502)를 도시하며 반사 계수의 위상 성분이 반사 손실 측정에 기초해서 어떻게 추정될 수 있는지를 설명한다. 스미스 차트(501)는 정합 네트워크와 함께 안테나의 초기 반사 계수(Γ0)의 모든 가능한 위상에 대한 복소 반사 계수를 나타내는 제1 원(Γ = |Γ0|) 및 동조 가능한 임피던스를 조정한 후 반사 계수의 모든 위상에 대한 복소 반사 계수(Γ)를 나타내는 제2 원(Γ = f(Γ0))을 묘사한다. 제1 원(Γ = |Γ0|)은 |Γ0|에 대응하는 값과의 제1 반사 손실 측정 후에 결정된다. |Γ1|에 대응하는 제2 반사 손실 측정 후에 제3 원(Γ = |Γ1|)이 결정된다. 제3 원은 2개의 지점에서 제2 원을 가로막을 것이다. 그래프(502)는 초기 반사 손실 측정치(|Γ0|)와 조정된 반사 손실(|Γ|) 간의 차이를 안테나 초기 반사 계수의 위상의 함수로서 도시한다. 단일의 조정된 반사 손실 측정만을 (Γ = |Γ1|로서) 취하면, 반사 계수의 위상 성분에 대한 2개의 잠재 값, 즉 Θ1 및 Θ2가 존재하며, 이것들은 곡선과 직선 y = |Γ1|-|Γ0|의 가로막기 지점에 대응한다. 이 경우, 반사 계수의 위상 성분은 100도 내지 250도의 범위를 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, Θ1은 안테나 회로의 반사 계수에 대한 추정된 위상 계수이다.
도 6은 제어기에 의해 수행될 수 있을 때, 반사 손실 측정에 기초해서 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 실시예 방법(600)의 흐름도를 도시한다. 단계 610에서, 제어기는 정합 네트워크와 함께 안테나의 반사 손실을 측정한다. 이것은 방향성 커플러에서 반사 손실을 측정함으로써 획득될 수 있다. 이것은 입사 신호 및 반사 신호의 크기(예를 들어, 전압 또는 전력)를 측정하고 그런 다음 입사 신호의 크기와 반사 신호의 크기의 비율로서 반사 손실을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 단계 620에서, 제어기는 안테나에 결합된 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한다. 일 실시예에서, 이것은 안테나에 결합된 동조 가능한 커패시터의 커패시턴스를 조정하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 이것은 안테나에 결합된 동조 가능한 인덕터의 인덕턴스를 조정하는 단계를 포함한다. 일부의 실시예에서, 복수의 동조 가능한 소자가 단계 620 동안 조정된다.
단계 630에서, 제어기는 정합 네트워크와 함께 안테나의 조정된 반사 손실을 측정한다. 조정된 반사 손실 측정은 동조 가능한 소자의 임피던스가 단계 620에서 조정된 후 취해진다. 단계 640에서, 제어기는 초기 반사 손실 및 조정된 반사 손실에 기초해서 반사 계수의 위상 성분을 추정한다. 이것은 실시간 계산을 수행함으로써 또는 초기화에서 계산되었거나 메모리로부터 검색된 위상 값과 반사 손실 측정치를 연관시키는 룩업 테이블을 참조함으로써 달성될 수 있다. 복소 반사 계수가 방향성 커플러에서 측정되면, 안테나 임피던스(또는 안테나 피드 플레인에서의 반사 계수)는 안테나로부터 정합 네트워크를 디임베딩함으로써 획득될 수 있다. 이것은 안테나와 전력 검출기 간의 정합 네트워크의 지식을 보조할 수 있다. 단계 650에서, 제어기는 반사 계수에 기초해서 안테나에 결합된 임피던스 정합 소자를 조정한다. 임피던스 정합 소자 및 동조 가능한 소자는 동일한 구성요소 또는 서로 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
여기서 제공된 실시예는 초기 반사 손실 측정치 및 복수의 조정된 반사 손실 측정치를 사용해서 반사 계수의 위상 성분을 추정할 수 있다. 이것은 안테나 회로에 대한 위상 성분의 범위가 알려져 있을 때 유용할 수 있다. 도 7은 안테나 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 실시예 안테나 회로(700)의 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 실시예 안테나 회로(700)는 안테나(701), 소스(709), 동조 가능한 정합 회로(710), 전력 검출 회로(760) 및 제어기(790)를 포함하고, 각각은 실시예 안테나 회로(200)의 구성요소와 유사하게 구성될 수 있다. 실시예 안테나 회로(700)는 동조 가능한 정합 회로(710)와 안테나(701) 사이에 추가의 정합 회로를 선택적으로 포함할 수 있다. 이 예에서, 제어기(790)는 전력 검출 회로(760)의 전력 측정치에 기초해서 안테나(701)의 반사 계수의 위상 성분을 추정하도록 구성될 수 있다. 특히, 제어기(790)는 전력 검출 회로(760)가 초기 반사 손실을 측정하도록 트리거링할 수 있다. 제어기(790)는 그런 다음 동조 가능한 정합 회로(710) 내의 시리즈 동조 가능한 소자(712) 및 션트 동조 가능한 소자(712) 중 하나 또는 모두의 임피던스를 조정할 수 있고, 전력 검출 회로(760)가 제1 조정된 반사 손실을 측정하도록 트리거링할 수 있다. 그 후, 제어기(790)는 시리즈 동조 가능한 소자(712) 및 션트 동조 가능한 소자(712) 중 하나 또는 모두의 임피던스를 재조정할 수 있고, 전력 검출 회로(760)가 제2 조정된 반사 손실을 측정하도록 트리거링할 수 있다. 마지막으로, 제어기(790)는 초기 반사 손실, 제1 조정된 반사 손실 및 제2 조정된 반사 손실에 기초해서 안테나(701)에 대한 반사 계수의 위상 성분을 추정할 수 있다. 제어기(790)는 안테나 회로(700)와 관련된 위상 성분의 범위를 알지 않고서도 3개의 반사 손실 측정치에 기초해서 위상 성분을 추정할 수 있다.
도 8은 반사 계수의 위상 성분이 반사 손실 측정치에 기초해서 어떻게 추정될 수 있는지를 설명하는 스미스 차트(801) 및 그래프(802)를 도시하고 있다. 스미스 차트(801)는 정합 네트워크와 함께 안테나의 초기 반사 계수(Γ0)의 모든 가능한 위상에 대한 복소 반사 계수(Γ)를 나타내는 제1 원(Γ = |Γ0|)을 묘사하고 있다. 스미스 차트(801)는 제1 조정된 반사 계수의 모든 위상에 대한 복소 반사 계수(Γ)를 나타내는 제2 원(Γ = f1(Γ0)) 및 제2 조정된 반사 계수의 모든 위상에 대한 복소 반사 계수(Γ)를 나타내는 제3 원(Γ = f2(Γ0))을 추가로 도시하고 있다. 제1 원(Γ = |Γ0|)은 반사 계수(Γ)에 대한 복소 값을 초기 반사 손실 측정치(|Γ0|)의 함수로서 나타낼 수 있다. 제2 원(Γ = f1(Γ0))은 제1 임피던스 조정 후 제1 조정된 반사 계수(Γ1)의 복소 값을 나타낼 수 있으며, 제3 원(Γ = f2(Γ0))은 제2 임피던스 조정 후 제2 조정된 반사 계수(Γ2)의 복소 값을 나타낼 수 있다. 그래프(802)는 초기 반사 손실 측정치(|Γ0|)와 제1 조정된 반사 손실(|Γ1|) 간의 차이 및 초기 반사 손실 측정치(|Γ0|)와 제2 조정된 반사 손실(|Γ2|) 간의 차이를 안테나의 초기 반사 계수의 위상의 함수로서 도시한다. 초기 반사 계수의 2개의 가능한 위상(Θ1A 및 Θ1B)은 제1 조정된 반사 손실 측정치로부터 유도될 수 있다. 초기 반사 계수의 2개의 가능한 위상(Θ2A 및 Θ2B) 역시 제2 조정된 반사 손실 측정치로부터 유도될 수 있다. 초기 반사 계수(Γ0)의 정확한 위상 성분은 이 경우에서와 같이 2개의 측정치로부터 유도된 공통 값 Θ1B일 수 있다.
도 9는 제어기에 의해 수행될 수 있을 때, 반사 손실 측정에 기초해서 반사 계수의 위상 성분을 추정하기 위한 실시예 방법(900)의 흐름도를 도시한다. 단계 910에서, 제어기는 방향성 커플러에서 반사 손실을 측정함으로써 달성될 수 있는 바와 같이, 정합 네트워크와 함께 안테나의 반사 손실을 측정한다. 이것은 또한 입사 신호의 크기와 반사 신호의 크기의 비율을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 단계 920에서, 제어기는 안테나에 결합된 하나 이상의 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한다. 동조 가능한 소자는 동조 가능한 커패시터 및/또는 동조 가능한 인덕터를 포함할 수 있다. 단계 925에서, 제어기는 안테나의 제1 조정된 반사 손실을 측정한다. 제1 조정된 반사 손실 측정치는 동조 가능한 소자의 임피던스가 단계 920에서 조정된 후 취해진다. 단계 930에서, 제어기는 안테나에 결합된 하나 이상의 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한다. 단계 930 동안 조정된 동조 가능한 소자는 단계 920 동안 조정된 하나 이상의 동조 가능한 소자를 포함할 수 있다. 대안으로, 단계 930 동안 조정된 동조 가능한 소자는 단계 920 동안 조정된 동조 가능한 소자가 아닌 다른 동조 가능한 소자를 포함할 수 있다. 단계 935에서, 제어기는 안테나의 제2 조정된 반사 손실을 측정한다. 제2 조정된 반사 손실은 동조 가능한 소자의 임피던스가 단계 930에서 조정된 후 취해진다. 단계 940에서, 제어기는 초기 반사 손실, 제1 조정된 반사 손실 및 제2 조정된 반사 손실에 기초해서 반사 계수의 위상 성분을 추정한다. 이것은 온라인 계산을 수행함으로써 또는 온라인으로 계산된 위상 값과 반사 손실 측정치를 연관시키는 룩업 테이블을 참조함으로써 달성될 수 있다. 이것은 방향성 커플러에서 복소 반사 계수를 결정할 것이다. 복소 반사 계수가 방향성 커플러에서 측정되면, 안테나 임피던스(또는 안테나 피드에서의 반사 계수)는 전력 검출기와 안테나 간의 정합 네트워크를 디임베딩함으로써 획득될 수 있다. 정합 회로를 디임베딩하는 것은 정합된 안테나 임피던스로부터 원시 안테나 임피던스를 획득하는 것을 포함한다. 실시예에서, 정합 회로 내의 각각의 구성요소는 행렬(예를 들어, ABCD-행렬)로 표현되는 2-포트 네트워크 소자로 취급될 수 있고, 전체 정합 회로는 다른 행렬로 표현되는데, 이것은 직렬-직렬, 병렬-병렬, 직렬-병렬, 병렬-직렬 또는 캐스케이드 연결을 사용해서 각각의 소자와 연관된 행렬(matric)을 2-포트 네트워크와 결합함으로써 획득된다. 그러한 실시예에서, 정합 회로를 디임베딩하는 것은 반사 계수와 관련되어 있는 원시 안테나 스캐터링 파라미터(예를 들어, S-파라미터)를 정합된 안테나 스캐터링 파라미터 및 정합 네트워크의 ABCD-행렬로부터 추출하는 것을 포함한다. 이것은 안테나와 전력 검출기 간의 정합 네트워크의 지식을 보조할 수 있다. 단계 950에서, 제어기는 반사 계수에 기초해서 안테나에 결합된 하나 이상의 임피던스 정합 소자를 조정한다. 단계 950 동안 조정된 임피던스 정합 소자는 단계 920, 단계 930 동안 조정된 하나 이상의 동조 가능한 소자를 포함할 수 있다. 대안으로, 단계 950 동안 조정된 임피던스 정합 소자는 단계 920, 단계 930 동안 조정된 동조 가능한 소자와는 다를 수 있다.
도 10은 실시예 동조 가능한 정합 회로(1001, 1002, 1003 및 1004)의 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 실시예 동조 가능한 정합 회로(1001, 1004)는 인덕터와 안테나에 직렬로 결합된 동조 가능한 커패시터(Cs) 및 인덕터와 안테나에 병렬로 결합된 동조 가능한 커패시터(Cp)를 포함한다. 실시예 동조 가능한 정합 회로(1002, 1003)는 안테나와 직렬로 결합된 동조 가능한 커패시터 및 안테나와 병렬로 결합된 동조 가능한 커패시터를 포함한다.
이하에서는 동조 가능한 정합 회로(1001)를 사용하는 개방 루프 임피던스 동조를 위한 실시예 방식을 제공한다: 1. 현재의 반사 손실 |Γ0|를 측정하고; 2. 동조 가능한 션트 커패시터 Cs 값을 ΔCs로 변경하고; 3. 반사 손실 |Γ1s|를 측정하고, 원래의 Cs를 복원하고; 4. |Γ1s| - |Γ0|를 계산하고; 5. 동조 가능한 직렬 커패시터 Cs를 ΔCs로 변경하고; 6. 반사 손실 |Γ1p|를 측정하고, 원래의 Cp를 복원하고. 7. |Γ1p| - |Γ0|를 계산하고; 8. 테이블은 반사 계수의 서로 다른 위상 각을 사용하고 직렬 및 션트 커패시턴스의 변경을 시뮬레이트함으로써 생성되고; 9. 테이블을 검색하여 정합된 반사 계수 각 Ψ를 찾아내며; 10. ΓM = |Γ0|*exp( j*Ψ);
표 1은 폐쇄 루프 임피던스 동조에 사용될 실시예 룩업 테이블의 테이블이다. 이하에서는 동조 가능한 정합 회로(1001)를 사용하는 폐쇄 루프 임피던스 동조를 위한 실시예 방식을 제공한다: 1. 반사 계수 ΓM을 측정하고; 2. 동조 가능한 정합 네트워크의 구성의 지식으로 안테나 임피던스를 계산하고; 3. 테이블을 통해 측정된 안테나 임피던스를 검색함으로써 사용 케이스를 찾아내고; 4. 룩업 테이블로부터 동조 가능한 정합 네트워크 구성을 획득하고 동조 가능한 정합 네트워크를 설정하고; 5. 한 단계에서 Cp와 Cs를 교환함으로써 측정된 반사 계수를 모니터링하고, 목표 반사 계수와 비교하며; 6. Cs 및 Cp를 가변함으로써 최적의 반사 계수 설정을 검색한다.
상태 번호 안테나 임피던스 동조 가능한 커패시터 구성 목표 반사 계수
1 Z1 구성-1 Γ1
2 Z2 구성-2 Γ2
3 Z3 구성-3 Γ3
... ... ...
N-1 Z(N-1) 구성-(N-1) ΓN-1
N ZN 구성-N ΓN
이하에서는 동조 가능한 정합 회로(1002)를 사용하는 폐쇄 루프 임피던스 동조를 위한 실시예 방식을 제공한다: 1. 현재의 반사 손실 |Γ0|를 측정하고; 2. 동조 가능한 션트 커패시터 Cp 값을 ΔCp로 변경하고; 3. 반사 손실 |Γ1p|를 측정하고, 원래의 Cp를 복원하고; 4. |Γ1p| - |Γ0|를 계산하고; 5. 동조 가능한 직렬 커패시터 Cs를 ΔCs로 변경하고; 6. 반사 손실 |Γ1s|를 측정하고, 원래의 Cs를 복원하고. 7. |Γ1s| - |Γ0|를 계산하고; 8. 테이블은 반사 계수의 서로 다른 위상 각을 사용하고 직렬 및 션트 커패시턴스의 변경을 시뮬레이트함으로써 생성되고; 9. 테이블을 검색하여 정합된 반사 계수 각을 찾아내며; 10. ΓM = |Γ0|*exp( j*Ψ).
표 2는 폐쇄 루프 임피던스 동조에 사용될 실시예 룩업 테이블의 테이블이다. 이하에서는 동조 가능한 정합 회로(1001)를 사용하는 폐쇄 루프 임피던스 동조를 위한 실시예 방식을 제공한다: 1. 반사 계수 ΓM을 측정하고; 2. 동조 가능한 정합 네트워크의 구성의 지식으로 안테나 임피던스를 계산하고; 3. 테이블을 통해 측정된 안테나 임피던스를 검색함으로써 사용 케이스를 찾아내고; 4. 룩업 테이블로부터 동조 가능한 정합 네트워크 구성을 획득하고 동조 가능한 정합 네트워크를 설정하고; 5. 한 단계에서 Cp와 Cs를 교환함으로써 측정된 반사 계수를 모니터링하고, 목표 반사 계수와 비교하며; 6. Cs 및 Cp를 가변함으로써 최적의 반사 계수 설정을 검색한다.
상태 번호 안테나 임피던스 동조 가능한 커패시터 구성
1 Z1 구성-1
2 Z2 구성-2
3 Z3 구성-3
... ... ...
N-1 Z(N-1) 구성-(N-1)
N ZN 구성-N
도 11은 추가의 실시예 동조 가능한 정합 회로(1101, 1102, 1103, 1104, 1105 및 1106)의 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 실시예 동조 가능한 정합 회로(1101, 1102)는 안테나와 직렬로 결합된 동조 가능한 소자 및 안테나와 병렬로 결합된 동조 가능한 소자를 포함한다. 실시예 동조 가능한 정합 회로(1103, 1104)는 안테나와 직렬로 결합된 동조 가능한 소자 및 안테나와 병렬로 결합된 2개의 동조 가능한 소자를 포함한다. 실시예 동조 가능한 정합 회로(1105)는 안테나와 병렬로 결합된 동조 가능한 커패시터를 포함한다. 실시예 동조 가능한 정합 회로(1106)는 안테나와 직렬로 결합된 동조 가능한 커패시터를 포함한다.
도 12는 실시예 전력 검출 회로(1201, 1202)의 도면을 도시한다. 도시된 바와 같이, 전력 검출 회로(1201)는 방향성 커플러(1261), 스위치(1264) 및 전력 검출기(1265)를 포함한다. 방향성 커플러(1261)는 안테나와 직렬로 결합되어 있다. 방향성 커플러(1261)는 안테나 및 소스(RS)에 결합된 입력 포트 및 전송 포트를 가지며, 스위치(1262, 1264)에 연결된 결합 포트를 가진다. 스위치(1262, 1264)의 구성에 따라, 전력 검출기(1265)는 입사 신호 및 반사 신호의 전력(예를 들어, 전압)을 측정하도록 구성되어 있다. 전력 검출 회로(1202)는 입사 신호 및 반사 신호를 측정하는 데 별도의 전력 검출기(1266, 1267)를 (각각) 사용한다는 점을 제외하곤 전력 검출 회로(1201)와 유사하다. 도 13은 실시예 전력 검출 회로(1204, 1205)의 도면을 도시한다. 실시예 전력 검출 회로(1204, 1205)는 서로 다른 구성으로 배열되어 있는 전력 검출 회로(1201, 1202)와 유사한 구성요소를 포함한다. 1201 및 1202 내의 하나의 커플링 경로 대신, 여기서는 2개의 커플링 경로를 사용한다. 일부의 예에서, 스위치(1262, 1264)는 50 ohm 부하에 결합된다. 반사 손실은 역 전력에 의해 분할된 순방향 전력으로 계산될 수 있다. 스위치(1262, 1264)가 단극 이중 스로우(single pole double throw, SPDT) 스위칭 구성을 가지는 것으로 묘사되어 있어도, 당업자는 다른 스위치 구성 역시 가능하다는 것을 이해할 것이다.
본 개시의 실시예는 동조 가능한 커패시터를 조정하고 반사 손실 변화를 사용함으로써 역방향 및 순방향 전력 비를 가지는 임피던스(예를 들어, 반사 계수)를 결정하는 방법을 제공한다. 실시예 시스템은 동조 가능한 정합 네트워크를 목표 임피던스 목표에 조정하도록 제공된다. 그러한 시스템은 방향성 커플러, 역방향 및 순방향 경로에 대한 전력 검출기, 및 적어도 하나의 동조 가능한 구성요소를 포함하는 동조 가능한 정합 네트워크를 포함할 수 있다. 동조 가능한 정합 네트워크는 개방 루프 또는 폐쇄 루프 방식에 따라 조정될 수 있다. 개방 루프 방식이 사용되면, 검출된 반사 계수를 사용해서 개방 루프 룩업 테이블 내의 엔트리와 관련된 인덱스를 결정한다. 이 인덱스는 안테나에 결합된 임피던스 정합 소자를 조정하기 위한 정보를 제공하는 데 사용된다. 폐쇄 루프 방식이 사용되면, 측정된 검출 반사 계수를 사용해서 초기의 동조 가능한 정합 네트워크 구성 및 목표 복소 반사 계수에 대해 룩업 테이블 내의 엔트리와 관련된 인덱스를 결정한다. 제어기는 반사 계수를 모니터링할 수 있고 그것을 검색 알고리즘에 대한 목표로 사용하여 목표로 정해진 복소 반사 계수를 달성할 수 있다.
동조 가능한 소자를 변경할 때의 효과에 관하여. 측정된 반사 계수가 주어지면, 동조 가능한 소자를 조정하여 다른 반사 계수를 획득할 수 있다. 그런 다음 반사 손실의 델타(예를 들어, 반사 계수의 절댓값)와 비교해서 위상 각을 획득할 수 있다.
본 개시의 실시예는 폐쇄 루프 안테나 동조를 실시하는 데 비용 효과적인 방법을 제공하고, 재료 청구(Bill of Material, BOM) 비용을 낮추고 애플리케이션 프로세서/모뎀 프로세서를 폐쇄 루프 제어기로 재사용되도록 할 수 있고, 전력 검출 회로를 재사용하며, 강화된 사용 경험, 개방 루프 룩업 테이블을 갖는 고속의 컨버전스, 폐쇄 루프 동조는 TX와 RX 사이의 전송 또는 수신 또는 임의의 트레이드오프에 최적화될 수 있다.
도 14는 여기서 설명된 방법을 수행하기 위한 실시예 프로세싱 시스템(1400)의 블록도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 프로세싱 시스템(1400)은 프로세서(1404), 메모리(1406) 및 인터페이스(1410-1414)를 포함하는데, 이것들은 도 14에 도시된 바와 같이 배열될 수 있다(배열되지 않을 수도 있다). 프로세서(1404)는 계산 및/또는 다른 프로세싱 관련 작업을 수행하도록 채용되는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션일 수 있으며, 메모리(1406)는 프로세서(1404)에 의한 실행을 위한 프로그래밍 및/또는 명령을 저장하도록 채용되는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션일 수 있다. 실시예에서, 메모리(1406)는 비 일시적 컴퓨터 판독 가능형 매체를 포함한다. 인터페이스(1410, 1412, 1414)는 프로세싱 시스템(1400)이 다른 장치/컴포넌트 및/또는 사용자와 통신할 수 있게 하는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션일 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(1410, 1412, 1414) 중 하나 이상은 프로세서(1404)로부터 호스트 장치 및/또는 원격 장치 상에 설치된 애플리케이션으로 데이터, 제어 또는 관리 메시지를 통신하는 데 채용될 수 있다. 다른 예로서, 인터페이스(1410, 1412, 1414) 중 하나 이상은 사용자 또는 사용자 장치(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터(PC))가 프로세싱 시스템(1400)과 인터페이스/통신할 수 있게 하는 데 채용될 수 있다. 프로세싱 시스템(1400)은 도 14에 도시되지 않은 추가의 컴포넌트, 예를 들어, 롱 텀 스토리지(예를 들어, 비 휘발성 메모리 등)를 포함할 수 있다.
일부의 실시예에서, 프로세싱 시스템(1400)은 통신 네트워크에 액세스하거나 그렇지 않으면 그 일부에 액세스하는 네트워크 장치에 포함된다. 일례에서, 프로세싱 시스템(1400)은 무선 또는 유선의 통신 네트워크 내의 네트워크 측 장치에 있으며, 예를 들어, 기지국, 릴레이 스테이션, 스케줄러, 제어기, 게이트웨이, 라우터, 애플리케이션 서버, 또는 통신 네트워크 내의 임의의 다른 장치에 있다. 다른 실시예에서, 프로세싱 시스템(1400)은 무선 또는 유선의 통신 네트워크 내의 네트워크 측 장치에 있으며, 예를 들어, 이동국, 사용자 기기(UE), 퍼스널 컴퓨터(PC), 태블릿, 웨어러블 통신 장치(예를 들어, 스마트워치 등), 또는 통신 네트워크에 액세스하는 데 채용되는 임의의 다른 장치 내에 있다.
일부의 실시예에서, 인터페이스(1410, 1412, 1414) 중 하나 이상은 프로세싱 시스템(1400)을 통신 네트워크를 통해 시그널링을 송수신하도록 채용된 송수신기에 연결한다. 도 15는 통신 네트워크를 통해 시그널링을 송수신하도록 채용되는 송수신기(1500)의 블록도를 도시하고 있다. 송수신기(1500)는 호스트 장치에 설치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 송수신기(1500)는 네트워크 측 인터페이스(1502), 커플러(1504), 전송기(1506), 수신기(1508), 신호 프로세서(1510) 및 장치 측 인터페이스(1512)를 포함한다. 네트워크 측 인터페이스(1502)는 무선 또는 유선 통신 네트워크를 통해 시그널링을 송수신하도록 채용된 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션을 포함할 수 있다. 커플러(1504)는 네트워크 측 인터페이스(1502)를 통해 양방향 통신을 용이하게 하도록 채용되는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션을 포함할 수 있다. 전송기(1506)는 기저대역 신호를 네트워크 측 인터페이스(1502)를 통한 전송에 적절한 변조된 반송파 신호로 변환하는 데 채용되는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션(예를 들어, 업-컨버터, 전력 증폭기 등)을 포함할 수 있다. 수신기(1508)는 네트워크 측 인터페이스(1502)를 통해 수신된 반송파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 데 채용되는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션(예를 들어, 다운-컨버터, 저 잡음 증폭기 등)을 포함할 수 있다. 신호 프로세서(1510)는 기저대역 신호를 장치 측 인터페이스(들)(1512)를 통한 통신에 적절한 데이터 신호로 변환하거나 그 반대로 변환하는 데 채용되는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션을 포함할 수 있다. 장치 측 인터페이스(들)(1512)는 신호 프로세서(1510)와 호스트 장치(예를 들어, 프로세싱 시스템(1400), 근거리 통신망(LAN) 포트 등) 내의 컴포넌트 간의 데이터 신호를 통신하는 데 채용되는 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트 컬렉션을 포함할 수 있다.
송수신기(1500)는 임의의 유형의 통신 매체를 통해 시그널링을 송수신할 수 있다. 일부의 실시예에서, 송수신기(1500)는 무선 매체를 통해 시그널링을 송수신한다. 예를 들어, 송수신기(1500)는 무선 통신 프로토콜, 예를 들어, 셀룰러 프로토콜(롱텀에볼루션(LTE) 등), 무선 근거리 통신망(WLAN) 프로토콜(예를 들어, Wi-Fi 등), 또는 임의의 다른 유형의 무선 프로토콜(예를 들어, 블루투스, 니어 필드 통신(NFC) 등)에 따라 통신하는 데 채용되는 무선 송수신기일 수 있다. 그러한 실시예에서, 네트워크 측 인터페이스(1502)는 하나 이상의 안테나/방사 소자를 포함한다. 예를 들어, 네트워크 측 인터페이스(1502)는 단일 안테나, 복수의 별도의 안테나, 또는 다중-계층 통신을 위해 구성된 멀티-안테나 어레이, 예를 들어, 단일입력다중출력(single input multiple output, SIMO), 다중입력단일출력(multiple input single output, MISO), 다중입력다중출력(multiple input multiple output (MIMO) 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 송수신기(1500)는 유선 매체, 예를 들어, 트위스티드-페어 케이블(twisted-pair cable), 동축 케이블, 광섬유 등을 통해 시그널링을 송수신한다. 특정한 프로세싱 시스템 및/또는 송수신기는 도시된 컴포넌트 모두를 사용할 수도 있고 컴포넌트 중 부분집합만을 사용할 수도 있으며 통합 수준은 장치마다 다를 수 있다.
이상으로 상세히 설명하였으나, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 개시의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경, 대체 및 대안이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 개시의 범위는 당업자가 본 명세서의 개시 내용으로부터 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성물, 수단, 방법, 또는 방법이 당업자에게 용이하게 이해될 것이므로 여기에 개시된 특정한 실시예에 제한되도록 의도되지 않는다. 현재 존재하거나 나중에 개발될 단계들은 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 여기에 기술된 대응하는 실시예들과 실질적으로 동일한 결과를 달성할 수 있다. 따라서, 첨부된 청구 범위는 그러한 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성물, 수단, 방법 또는 단계를 그 범위 내에 포함하고자 한다.

Claims (20)

  1. 안테나의 임피던스 정합 방법으로서,
    안테나의 초기 반사 손실(return loss)을 측정하는 단계 - 상기 초기 반사 손실은 반사 계수의 크기에 대응함 - ;
    상기 안테나에 결합된 제1 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하는 단계;
    상기 안테나에 결합된 제1 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한 후 안테나의 제1 조정된 반사 손실을 측정하는 단계;
    적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하는 단계; 및
    상기 반사 계수의 크기 및 위상에 기초해서 안테나에 결합된 임피던스 정합 소자를 조정하는 단계
    를 포함하는 안테나의 임피던스 정합 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 계수의 위상은 상기 반사 계수의 위상을 직접적으로 측정함이 없이 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 추정되는, 안테나의 임피던스 정합 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하는 단계는,
    상기 초기 반사 손실과 상기 제1 조정된 반사 손실 사이의 차이에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하는 단계
    를 포함하는, 안테나의 임피던스 정합 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하는 단계는,
    상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실과 관련된 엔트리에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 룩업 테이블(lookup table)에서 찾아내는 단계
    를 포함하는, 안테나의 임피던스 정합 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 동조 가능한 소자는 동조 가능한 커패시터를 포함하는, 안테나의 임피던스 정합 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 동조 가능한 소자는 동조 가능한 인덕터를 포함하는, 안테나의 임피던스 정합 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안테나에 결합된 적어도 제2 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하는 단계; 및
    상기 안테나에 결합된 제2 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한 후 상기 안테나의 제2 조정된 반사 손실을 측정하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 반사 계수의 위상은 상기 초기 반사 손실, 상기 제1 조정된 반사 손실 및 상기 제2 조정된 반사 손실에 기초해서 추정되는, 안테나의 임피던스 정합 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사 계수의 위상을 추정하는 단계는,
    상기 초기 반사 손실과 상기 제1 조정된 반사 손실 간의 차이를 잠재 위상의 범위에 걸쳐 결정하는 단계;
    상기 초기 반사 손실과 상기 제2 조정된 반사 손실 간의 차이를 잠재 위상의 범위에 걸쳐 결정하는 단계; 및
    상기 반사 계수의 위상을, 잠재 위상의 범위에서, 상기 초기 반사 손실과 상기 제1 조정된 반사 손실 간의 차이가 상기 초기 반사 손실과 상기 제2 조정된 반사 손실 간의 차이와 동일하거나 임계값 내에 있는 위상으로 식별하는 단계
    를 포함하는, 안테나의 임피던스 정합 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하는 단계는,
    상기 초기 반사 손실, 상기 제1 조정된 반사 손실 및 상기 제2 조정된 반사 손실과 관련된 엔트리에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 룩업 테이블에서 찾아내는 단계
    를 포함하는, 안테나의 임피던스 정합 방법.
  10. 송수신기로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의한 실행을 위해 프로그래밍을 저장하는 컴퓨터 판독 가능형 저장 매체
    를 포함하며,
    상기 프로그래밍은,
    안테나의 초기 반사 손실(return loss)을 측정하고 - 상기 초기 반사 손실은 반사 계수의 크기에 대응함 - ;
    상기 안테나에 결합된 제1 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하고;
    상기 안테나에 결합된 제1 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한 후 안테나의 제1 조정된 반사 손실을 측정하고;
    적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하며; 그리고
    상기 반사 계수의 크기 및 위상에 기초해서 안테나에 결합된 임피던스 정합 소자를 조정하기 위한
    명령을 포함하는 송수신기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반사 계수의 위상은 상기 반사 계수의 위상을 직접적으로 측정함이 없이 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 추정되는, 송수신기.
  12. 제11항에 있어서,
    적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하기 위한 명령은,
    상기 초기 반사 손실과 상기 제1 조정된 반사 손실 사이의 차이에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하기 위한 명령
    을 포함하는, 송수신기.
  13. 제11항에 있어서,
    적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하기 위한 명령은,
    상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실과 관련된 엔트리에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 룩업 테이블에서 찾아내기 위한 명령
    을 포함하는, 송수신기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 동조 가능한 소자는 동조 가능한 인덕터를 포함하는, 상기 제1 동조 가능한 소자는 동조 가능한 커패시터를 포함하는, 송수신기.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 프로그래밍은,
    상기 안테나에 결합된 적어도 제2 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하고; 그리고
    상기 안테나에 결합된 제2 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한 후 상기 안테나의 제2 조정된 반사 손실을 측정하기 위한
    명령을 더 포함하며,
    상기 반사 계수의 위상은 상기 초기 반사 손실, 상기 제1 조정된 반사 손실 및 상기 제2 조정된 반사 손실에 기초해서 추정되는, 송수신기.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 프로그래밍은,
    상기 안테나에 결합된 적어도 제2 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하며; 그리고
    상기 안테나에 결합된 제2 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정한 후 상기 안테나의 제2 조정된 반사 손실을 측정하기 위한
    명령을 더 포함하며,
    상기 반사 계수의 위상은 상기 초기 반사 손실, 상기 제1 조정된 반사 손실 및 상기 제2 조정된 반사 손실에 기초해서 추정되는, 송수신기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 반사 계수의 위상을 추정하기 위한 명령은,
    상기 초기 반사 손실과 상기 제1 조정된 반사 손실 간의 차이를 잠재 위상의 범위에 걸쳐 결정하고;
    상기 초기 반사 손실과 상기 제2 조정된 반사 손실 간의 차이를 잠재 위상의 범위에 걸쳐 결정하며; 그리고
    상기 반사 계수의 위상을, 잠재 위상의 범위에서, 상기 초기 반사 손실과 상기 제1 조정된 반사 손실 간의 차이가 상기 초기 반사 손실과 상기 제2 조정된 반사 손실 간의 차이와 동일하거나 임계값 내에 있는 위상으로 식별하기 위한
    명령을 포함하는, 송수신기.
  18. 제17항에 있어서,
    적어도 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하기 위한 명령은,
    상기 초기 반사 손실, 상기 제1 조정된 반사 손실 및 상기 제2 조정된 반사 손실과 관련된 엔트리에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 룩업 테이블에서 찾아내기 위한
    명령을 포함하는, 송수신기.
  19. 무선 송수신기로서,
    무선 신호를 방출하도록 구성되어 있는 안테나;
    상기 안테나의 안테나 경로에 결합되어 있고, 상기 안테나 경로를 통해 전파하는 입사 신호 및 반사 신호의 전력 레벨을 검출하도록 구성되어 있는 전력 검출 회로;
    상기 안테나의 안테나 경로에 결합된 하나 이상의 동조 가능한 소자; 및
    상기 전력 검출 회로 및 상기 하나 이상의 동족 가능한 소자에 결합되어 있는 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 전력 검출 회로로부터의 초기 전력 레벨 측정치에 기초해서 안테나의 초기 반사 손실을 결정하고, 상기 하나 이상의 동조 가능한 소자의 임피던스를 조정하고, 상기 전력 검출 회로로부터의 조정된 전력 레벨 측정치에 기초해서 안테나의 하나 이상의 조정된 반사 손실을 결정하고, 상기 초기 반사 손실 및 상기 하나 이상의 조정된 반사 손실에 기초해서 반사 계수의 위상을 추정하며, 상기 반사 계수에 기초해서 안테나에 결합된 임피던스 정합을 조정하도록 구성되어 있는, 무선 송수신기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 반사 계수의 위상을 직접적으로 측정함이 없이 또는 직접 측정을 트리거링함이 없이 상기 초기 반사 손실 및 상기 제1 조정된 반사 손실에 기초해서 상기 반사 계수의 위상을 추정하도록 구성되어 있는, 무선 송수신기.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020162707A1 (ko) * 2019-02-08 2020-08-13 삼성전자 주식회사 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치 및 그것의 안테나 임피던스 정합 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10107844B2 (en) * 2013-02-11 2018-10-23 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Antennas with unique electronic signature
KR102468231B1 (ko) 2016-07-22 2022-11-18 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 안테나 임피던스 매칭 장치 및 방법
US10390515B2 (en) * 2017-04-28 2019-08-27 Herdstrong Llc Bolus antenna system
KR102324384B1 (ko) * 2017-05-30 2021-11-10 삼성전자 주식회사 임피던스 튜닝을 이용한 안테나의 방사 성능을 개선하기 위한 장치 및 방법
CN111049537B (zh) * 2019-12-26 2022-04-29 北京中科晶上科技股份有限公司 一种卫星通信终端天线阻抗匹配方法及装置
US11569858B2 (en) * 2020-01-13 2023-01-31 Apple Inc. Adaptive antenna tuning system
KR20230024634A (ko) * 2021-08-12 2023-02-21 삼성전자주식회사 안테나 임피던스를 매칭하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110017107A (ko) * 2009-08-13 2011-02-21 엘지이노텍 주식회사 적응형 튜닝 안테나 회로의 임피던스 조절장치
US20110285603A1 (en) * 2010-05-18 2011-11-24 Skarp Filip Antenna interface circuits including tunable impedance matching networks, electronic devices incorporating the same, and methods of tuning antenna interface circuits
KR20120021461A (ko) * 2010-08-02 2012-03-09 엘지이노텍 주식회사 Ｓｗｒ 정보를 이용한 임피던스 매칭장치 및 방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3931163B2 (ja) * 2003-08-14 2007-06-13 松下電器産業株式会社 アンテナ整合装置
US7586384B2 (en) 2005-08-15 2009-09-08 Nokia Corporation Integrated load impedance sensing for tunable matching networks
US7711337B2 (en) * 2006-01-14 2010-05-04 Paratek Microwave, Inc. Adaptive impedance matching module (AIMM) control architectures
US8095085B2 (en) * 2007-06-08 2012-01-10 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Automatic antenna tuning unit for software-defined and cognitive radio
US8774743B2 (en) * 2009-10-14 2014-07-08 Blackberry Limited Dynamic real-time calibration for antenna matching in a radio frequency receiver system
US8725441B2 (en) * 2010-08-12 2014-05-13 Texas Instruments Incorporated Antenna matching network tuning method
KR101305597B1 (ko) * 2011-08-08 2013-09-09 엘지이노텍 주식회사 임피던스 정합장치 및 방법
US8897734B2 (en) * 2012-10-30 2014-11-25 Ericsson Modems Sa Standing wave ratio meter for integrated antenna tuner
US9287624B2 (en) * 2013-10-21 2016-03-15 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Antenna circuit and a method of optimisation thereof
RU2568375C1 (ru) * 2014-10-21 2015-11-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ генерации и частотной модуляции высокочастотных сигналов и устройство его реализации
CN104320101A (zh) * 2014-11-07 2015-01-28 王少夫 一种天线的自适应控制匹配电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110017107A (ko) * 2009-08-13 2011-02-21 엘지이노텍 주식회사 적응형 튜닝 안테나 회로의 임피던스 조절장치
US20110285603A1 (en) * 2010-05-18 2011-11-24 Skarp Filip Antenna interface circuits including tunable impedance matching networks, electronic devices incorporating the same, and methods of tuning antenna interface circuits
KR20120021461A (ko) * 2010-08-02 2012-03-09 엘지이노텍 주식회사 Ｓｗｒ 정보를 이용한 임피던스 매칭장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020162707A1 (ko) * 2019-02-08 2020-08-13 삼성전자 주식회사 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치 및 그것의 안테나 임피던스 정합 방법

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