KR20200076485A - 튜너블 안테나장치 및 튜너블 안테나장치의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기존의 캐패시터 및 인덕터 소자를 실장/사용하지 않고, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 최적으로 동작할 수 있는 새로운 구조의 튜너블 안테나를 구현 및 이를 동작하는 기술에 관한 것이다.

Description

튜너블 안테나장치 및 튜너블 안테나장치의 동작 방법{TUNABLE ANTENNA AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 동작 가능한 튜너블 안테나를 구현하는 기술에 관한 것이다.

무선통신을 위한 송수신 장치는 안테나를 구비하고 있으며, 안테나와 송신회로 간 부정합(mismatching)은 송수신 장치의 성능 저하를 유발한다.

이에 기존에는 고정된 LC 회로를 이용하여 안테나 및 송신회로 간 부정합을 해결하는 방식을 사용했으며, 이러한 기존 방식은 고정된 LC 회로에 적용할 최적의 정합 값을 찾기 위해 많은 시간이 소요 되었다.

더욱이, 전술한 기존의 방식은, 전계 상황에 따라 LC 회로의 값을 변경할 수 없기 때문에, RF(Radio Frequency) 성능 문제, 특히 약전계의 경우 호 중단 (call drop), 하이 토크 전류(high talk current) 등의 성능 문제가 빈번하게 발생 하였다.

이에, 고정된 LC 회로를 이용하는 기존 방식의 단점을 보완하기 위해, 가변적 LC 회로를 이용하는 튜너블 안테나 기술이 등장하였다.

튜너블 안테나 기술은, 고정된 LC 회로가 아닌 가변 소자(예: 캐패시터, 인덕터, 스위치)들을 이용하여 전계 상황 및 사용자 환경에 따라 각각 최적의 값으로 조정함으로써, 안테나 및 송신회로 간 임피던스 부정합을 보정하여 정합시키는 방식이다.

헌데, 이러한 기존의 튜너블 안테나 기술은, 6 GHz 이하의 4G LTE 대역에는 적합한 기술이나, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)의 5G 대역에서는 mmWave 대역의 전파 및 시스템 특성 등을 고려할 때 안테나 및 송신회로 간 임피던스 정합 기능을 제대로 실현(동작)할 수 없는 문제가 있다.

이에, 본 발명에서는, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 최적으로 동작할 수 있는 새로운 구조의 튜너블 안테나를 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 최적으로 동작할 수 있는 새로운 구조의 튜너블 안테나를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 회로장치는, 적층 구조를 갖는 다수의 기판; 상기 다수의 기판 각각에 포함되어, 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조를 가지는 적어도 하나의 임피던스발생부; 상기 다수의 기판 사이에서 신호 전송경로를 연결하는 연결선; 및 상기 다수의 기판 및 상기 연결선 중 적어도 하나에 포함되고, 상기 다수의 기판 별 임피던스발생부를 선택적으로 연결하여 직렬 및 병렬 중 적어도 하나의 구조로 신호 전송경로를 형성하는 스위칭부를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나장치는, 안테나 및 상기 안테나로 신호를 전송하는 송신회로 간 부정합 여부를 확인하는 부정합확인부; 및 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 부정합이 확인되는 경우, 상기 안테나 및 송신회로 사이에 위치하는 튜너블 회로장치를 제어하여 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 정합시키는 제어부를 포함하며; 상기 튜너블 회로장치는, 적층 구조를 갖는 다수의 기판 각각에 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조를 가지는 적어도 하나의 임피던스발생부가 포함되며, 상기 정합제어부의 스위칭 제어에 따라 상기 다수의 기판 별 임피던스발생부를 선택적으로 연결하여 직렬 및 병렬 중 적어도 하나의 구조로 신호 전송경로를 형성한다.

구체적으로, 상기 임피던스발생부는, 기판 상에 상기 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조가 패턴으로 형성되어, 상기 기판에 포함될 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부는, 상기 안테나 단에서 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 부정합에 기인하여 발생되는 반사 신호의 크기에 따라, 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여, 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 정합시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부는, 기 정의된 정합테이블에 근거하여 상기 튜너블 회로장치의 스위칭 상태(State)를 상기 반사 신호의 크기에 따라 제어하거나, 또는 상기 반사 신호의 크기에 따라 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 조정한 후 재 피드백 수신되는 반사 신호의 크기가 정합범위 내에 속하는지 여부를 확인하는 과정을 반복할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부는, 상기 안테나에서 사용하는 주파수 채널 변경이 요구되는 경우, 변경되는 채널 주파수에 따라 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여 동작 주파수를 변경할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부는, 기 정의된 주파수테이블에 근거로 상기 튜너블 회로장치의 스위칭 상태(State)를 제어하여, 상기 동작 주파수를 변경할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부는, 상기 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우, 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여 위상 지연을 보상할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부는, 상기 이상이 감지된 수신 신호의 크기에 따라, 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스 정합을 유지하되 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나장치의 동작 방법은, 안테나 및 상기 안테나로 신호를 전송하는 송신회로 간 부정합 여부를 확인하는 부정합확인단계; 및 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 부정합이 확인되는 경우, 상기 안테나 및 송신회로 사이에 위치하는 튜너블 회로장치를 제어하여 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 정합시키는 정합제어단계를 포함하며; 상기 튜너블 회로장치는, 적층 구조를 갖는 다수의 기판 각각에 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조를 가지는 적어도 하나의 임피던스발생부가 포함되며, 상기 정합제어부의 스위칭 제어에 따라 상기 다수의 기판 별 임피던스발생부를 선택적으로 연결하여 직렬 및 병렬 중 적어도 하나의 구조로 신호 전송경로를 형성한다.

구체적으로, 상기 부정합제어단계는, 상기 안테나 단에서 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 부정합에 기인하여 발생되는 반사 신호의 크기에 따라, 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여, 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 정합시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 안테나에서 사용하는 주파수 채널 변경이 요구되는 경우, 변경되는 채널 주파수에 따라 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여 동작 주파수를 변경하는 주파수변경단계를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 주파수변경단계는, 기 정의된 주파수테이블에 근거로 상기 튜너블 회로장치의 스위칭 상태(State)를 제어하여, 상기 동작 주파수를 변경할 수 있다.

구체적으로, 상기 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우, 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여 위상 지연을 보상하는 위상지연보상단계를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 위상지연보상단계는, 상기 이상이 감지된 수신 신호의 크기에 따라, 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스 정합을 유지하되 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어할 수 있다.

이에, 본 발명의 실시예들에 따르면, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 요구되는 임피던스 값을 제공할 수 없는 기존의 캐패시터 및 인덕터 소자를 실장/사용하지 않고, 구조적으로 인덕턴스 및 캐패시턴스를 발생하도록 설계한 PCB를 적층하여 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 요구되는 최적의 임피던스 값으로 가변/조정 가능한 튜너블 회로장치(모듈)를 구현하고, 이를 활용하여 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 최적으로 동작할 수 있는 새로운 구조의 튜너블 안테나를 실현하고 있다.

이에, 본 발명에 따르면, mmWave 대역의 전파 및 시스템 특성 등을 고려하여, 안테나 및 송신회로 간 임피던스 정합 기능을 실현(동작)할 수 있으며, 더 나아가 튜너블 회로장치(모듈)을 활용함에 따라, 주파수 채널 변경 시 유동적으로 동작 주파수를 변경할 수 있고, 위상 지연까지 보상할 수 있는 효과를 도출한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나를 기존과 비교하여 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 회로장치(모듈)의 3차원 구조를 간략화하여 보여주는 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 회로장치(모듈)의 구조 및 스위칭 제어 예를 보여주고 있는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 회로장치(모듈)의 배치 구조를 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나장치의 구성을 보여주는 예시도이다.
도 7을 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나장치의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 동작 가능한 새로운 구조의 튜너블 안테나 기술에 관한 것이다.

무선통신을 위한 송수신 장치는 안테나를 구비하고 있으며, 안테나와 송신회로 간 부정합(mismatching)은 송수신 장치의 성능 저하를 유발한다.

이에 기존에는 고정된 LC 회로를 이용하여 안테나 및 송신회로 간 부정합을 해결하는 방식을 사용했으며, 이러한 기존 방식은 고정된 LC 회로에 적용할 최적의 정합 값을 찾기 위해 많은 시간이 소요 되었다.

더욱이, 전술한 기존의 방식은, 전계 상황에 따라 LC 회로의 값을 변경할 수 없기 때문에, RF(Radio Frequency) 성능 문제, 특히 약전계의 경우 호 중단 (call drop), 하이 토크 전류(high talk current) 등의 성능 문제가 빈번하게 발생 하였다.

이에, 고정된 LC 회로를 이용하는 기존 방식의 단점을 보완하기 위해, 가변적 LC 회로를 이용하는 튜너블 안테나 기술이 등장하였다.

튜너블 안테나 기술은, 고정된 LC 회로가 아닌 가변 소자(예: 캐패시터, 인덕터, 스위치)들을 이용하여 전계 상황 및 사용자 환경에 따라 각각 최적의 값으로 조정함으로써, 안테나 및 송신회로 간 임피던스 부정합을 보정하여 정합시키는 방식이다.

헌데, 기존의 튜너블 안테나 기술은, 6 GHz 이하의 4G LTE 대역에는 적합한 기술이나, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)의 5G 대역에서는 mmWave 대역의 전파 및 시스템 특성 등을 고려할 때 안테나 및 송신회로 간 임피던스 정합 기능을 제대로 실현(동작)할 수 없는 문제가 있다.

간단히 설명하면, 아래의 수학식 1과 같이 임피던스는 주파수에 의존적인 파라미터이다.

수학식 1에서, Z은 임피던스 값이며, R은 저항 값, L은 인덕턴스, C는 캐패시턴스, X는 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)에 따른 값을 의미한다.

이에, 아래의 표1과 같이, 인덕턴스와 캐패시턴스는 주파수에 따라 상이한 임피던스 값을 갖는다.

기존에 인덕턴스 및 캐패시턴스를 발생을 위해 사용되는 캐패시터 및 인덕터 소자는, nH(나노헨리) 및 pF(피코페더르) 단위의 소자이다.

그리고 표 1에서 알 수 있듯이, 6 GHz 이하의 4G LTE 대역 예컨대 1 GHz 주파수에서 1 nH에 따른 임피던스 값 6.28을, mmWave 5G 대역 예컨대 28 GHz 주파수에서 동일하게 얻기 위해서는 0.04nH 즉 pH(피코헨리) 단위의 캐패시터 소자가 필요하다.

그리도 표 1에서 알 수 있듯이, 캐패시턴스와 동일한 이유로, mmWave 5G 대역에서는 fF(펨토페러드) 단위의 인덕터 소자가 필요하다.

하지만, 현재 pH(피코헨리) 및 fF(펨토페러드) 단위 캐패시터 및 인덕터 소자는 전무한 상황이다.

또한, mmWave 5G 대역에서는, 기존 4G LTE 대역에서 고려되지 않던 Self Resonance Frequency(SRF)가 존재하며, 높은 자유공간 손실 및 회절 손실 등 기존 4G LTE 대역과는 다른 전파 및 시스템 특성으로 인해 다수의 안테나로 구성되는 어레이 안테나(Phased array system)을 가지기 때문에, 각 안테나에 주파수 가변성을 줄 수 있는 튜너블 안테나 기술이 필요하다.

결국, 기존의 nH(나노헨리) 및 pF(피코페더르) 단위 캐패시터 및 인덕터 소자를 실장하여 구현된 기존의 튜너블 안테나 기술로는, mmWave 5G 대역에서 요구하는 주파수 가변성을 얻을 수 없고 따라서 임피던스 정합 즉 기능을 제대로 실현(동작)할 수 없는 것이다.

이에, 본 발명에서는, 초 고주파 광대역의 mmWave 5G 대역에서 최적으로 동작할 수 있는 새로운 구조의 튜너블 안테나를 제안하고자 한다.

이하에서는, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나를 기존과 비교하여 설명하겠다.

mmWave 5G 대역에서 사용되는 Phased array system을 고려할 때, 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이 기존에는 각 안테나가 증폭기(LNA)/위상천이기(PA) 및 위상 지연기(PS)로 구성된 송신회로(Transceiver, 10)에 직접 연결되는 구조로 이루어진다.

반면, 도 1의 우측에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, Phased array system에 본 발명의 튜너블 회로장치(Tunable Module, 100)가 각 안테나 및 각 안테나로 신호를 전송하는 송신회로(Transceiver, 10) 사이에 추가되어, 각 안테나가 TM(100)을 통해서 간접적으로 송신회로(Transceiver, 10)에 연결되는 구조로 이루어진다.

이와 같은 구조를 기반으로, 본 발명의 튜너블 안테나(장치)는, 초 고주파 광대역의 mmWave 5G 대역에서, 안테나 및 송신회로 즉 Transceiver(10) 간의 부정합을 해결하는 기능, 주파수 채널 변경을 지원하는 기능, 및 위상천이기(PA) 및 송신회로 즉 Transceiver(10) 간 위상 지연을 보상하는 기능을 실현할 수 있다.

이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 회로장치(Tunable Module)의 구조 및 스위칭 제어 예시들을 설명하겠다.

먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 회로장치(Tunable Module)의 3 차원 구조를 간략화하여 설명하겠다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 튜너블 회로장치(Tunable Module, 이한 TM(100))는, 적층 구조를 갖는 다수의 기판으로 이루어지며, 각 기판에는 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조를 가지는 적어도 하나의 임피던스발생부가 포함된다.

이에, 본 발명의 TM(100)은, 후술의 정합제어부의 스위칭 제어에 따라, 적층 구성된 3 차원(3D)의 다수 기판 별 임피던스발생부를 선택적으로 연결하여 직렬 및 병렬 중 적어도 하나의 구조로 신호 전송경로를 형성함으로써, 안테나 및 Transceiver(10) 간에 가변 형성되는 신호 전송경로로 인해 임피던스가 조정될 수 있도록 한다.

도 2에서는 설명의 편의 상, 서로 다른 임피던스 값을 발생할 수 있는 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조의 임피던스발생부가 각기 하나씩 포함된 3개의 기판(예: PCB)이 적층되는 3D 구조를 도시하고 있으며, 간략화를 위해 좌측에는 캐패시턴스 관점으로만 임피던스발생부를 도시하고 우측에는 인덕턴스 관점으로만 임피던스발생부를 도시하였다.

도 2의 좌측에 도시된 바와 같이, 본 발명의 TM(100)은, 서로 다른 캐패시턴스 값을 발생할 수 있는 캐패시턴스 발생 구조의 임피던스발생부 A1,A2,A3이 기판(예: PCB)에 포함되고, 이러한 각 기판은 3D 구조로 적층되는 구조를 갖는다.

이때, 캐패시턴스 발생 구조란, 단절된 신호 전송선이 수직 방향으로 일정 면적 겹치도록 설계되는 구조로서, 이때의 면적 및 면적 간 거리 설계를 통해 발생 캐패시턴스 값을 정할 수 있다.

물론, 본 발명에서는, 이 외에도 캐패시터의 축전 원리를 이용한 다양한 구조를 캐패시턴스 발생 구조로서 채택하여, 각 기판에 설계/포함시킬 수 있다.

한편, 도 2의 우측에 도시된 바와 같이, 본 발명의 TM(100)은, 서로 다른 인덕턴스 값을 발생할 수 있는 인덕턴스 발생 구조의 임피던스발생부 A4,A5,A6이 기판(예: PCB)에 포함되고, 이러한 각 기판은 3D 구조로 적층되는 구조를 갖는다.

이때, 인덕턴스 발생 구조란, 연결된 신호 전송선에서 저항성분이 발생되도록 설계되는 구조로서, 이때의 설계 구조에 따라 발생 인덕턴스 값을 정할 수 있다.

물론, 본 발명에서는, 이 외에도 인덕터의 원리를 이용한 다양한 구조를 인덕턴스 발생 구조로서 채택하여, 각 기판에 설계/포함시킬 수 있다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 TM(100)은, 안테나 및 Transceiver(10) 사이에서 안테나 및 Transceiver(10) 간 신호 전송경로를 가변 형성하기 위해, 각 기판(예: PCB)에 적어도 하나의 스위칭부(S/W)를 포함한다.

이러한 스위칭부(S/W)는, Pin diode 등 다양한 소자를 이용하여 구현될 수 있다.

도 2에서는 설명의 간략화를 위해 3개의 기판(예: PCB) 및 각 기판에 설계/포함된 임피던스발생부를 도시하였지만, 본 발명의 TM(100)은, 기판 개수, 스위칭부의 개수 및 설계 구조, 임피던스발생부의 개수 및 설계 구조 등을 통해 N개의 신호 전송경로를 형성할 수 있고, 이는 가변 형성 가능한 N개의 신호 전송경로에 따른 2^N개의 서로 다른 임피던스(L,C값) 구현이 가능함을 의미한다.

다음, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 TM(100)에 대한 구조를 보다 구체적으로 설명하고, 스위칭 제어에 따른 스위칭 상태(state) 예시를 설명하겠다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 TM(100)은, 수직으로 적층되는 구조를 갖는 다수의 기판(P1,P2,P3), 다수의 기판(P1,P2,P3) 각각에 포함되어, 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조를 가지는 적어도 하나의 임피던스발생부(A,B,C), 다수의 기판(P1,P2,P3) 사이에서 신호 전송경로를 연결하는 연결선(L), 다수의 기판(P1,P2,P3) 및 연결선(L) 중 적어도 하나에 포함되고, 다수의 기판(P1,P2,P3) 별 임피던스발생부(A,B,C)를 선택적으로 연결하여 직렬 및 병렬 중 적어도 하나의 구조로 신호 전송경로를 형성하는 스위칭부(SW)를 포함한다.

이때, 임피던스발생부(A,B,C)는, 기판(예: PCB) 상에 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조가 패턴으로 형성되어, 기판(예: PCB)에 포함되도록 설계될 수 있다.

도 3에서는, 설명의 편의 상, 앞서 설명한 도 2와 일치되도록 임피던스발생부(A,B,C)가 각기 하나씩 포함된 3개의 기판(예: PCB, P1,P2,P3)이 적층되는 3D 구조를 도시하고 있다.

따라서, 임피던스발생부A,B,C는 도 2의 A1,A2,A3,A4,A5,A6 중 하나에 매핑될 수 있다.

그리고, 도 3에서는, 설명의 편의 상, 스위칭부(SW #2,#3,#4,#5)가 다수의 기판(P1,P2,P3)에 각기 포함되고, 스위칭부(SW #1)가 임피던스발생부를 통하지 않는 별도 연결선(L)에 포함되는 설계 구조를 일 예로서 도시하고 있다.

전술한 바와 같은 적층 및 스위칭 설계 구조에 따른 3D 구조의 TM(100)에서는, 스위칭부 조합에 따라 직렬/병렬 구조의 신호 전송경로를 가변적으로 형성할 수 있다.

예를 들면, 스위칭부 SW #1,#2,#5를 오프시키고 스위칭부 SW #3,#4를 온시키는 Case 1을 가정할 수 있다.

Case 1의 경우, 도 4의 좌측에 도시된 바와 같이, 3D 구조의 TM(100)에서는 임피던스발생부(B)를 통하는 직렬 회로 구조로 신호 전송경로를 형성할 수 있다.

한편, 스위칭부 SW #1,#3,#4를 오프시키고 스위칭부 SW #2,#5를 온시키는 Case 2를 가정할 수 있다.

Case 2의 경우, 도 4의 우측에 도시된 바와 같이, 3D 구조의 TM(100)에서는 임피던스발생부 A,B,C를 통하는 병렬 회로 구조로 신호 전송경로를 형성할 수 있다.

더 나아가, 본 발명에서는, 안테나 및 송신회로 즉 Transceiver(10) 사이에 본 발명의 TM(100)을 배치함에 있어서, 단일 TM(100)을 배치할 수도 있고, 다수의 TM(100)을 다양한 구조로 배치할 수 있다.

예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 안테나 및 Transceiver(10) 사이에 다수 TM(100)을 T형 구조로 배치하거나 Pi형 구조로 배치할 수 있다.

이렇게 되면, 안테나 및 Transceiver(10) 사이에 가변 형성할 수 있는 신호 전송경로의 범위가 확장되고 이는 곧 임피던스(L,C값) 구현 범위가 확장될 수 있음을 의미한다.

이하에서는, 전술에서 언급한 본 발명의 TM(100)을 활용하는 튜너블 안테나(장치)에 대하여 설명하겠다.

도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나(장치)의 구성을 보여주는 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 튜너블 안테나(200)는, 부정합확인부(120), 제어부(130)을 포함할 수 있다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, Phased array system에서 각 RF 채널은, Transceiver(10), In/Out Amp, Switch, Diplexer, Sensor(coupler), 안테나(Ant)로 이루어 진다.

이러한 Phased array system에서는, 빔포밍(Beamforming) 기술을 통해 신호를 송수신하게 되며, 가중치 벡터(Weighting Vector) 기반의 빔포밍 제어를 수행하는 방식은 3가지로 구분할 수 있다.

1) Digital beamforming: modem(baseband) 내 precoder에 의한 beamforming

2) Analog beamforming: Transceiver 내 variable gain amplifier에 의한 gain control 및 phase shifter에 의한 phase control

3) Hybrid beamforming: Modem과 Transceiver에서 1과 2의 beamforming을 모두 사용

도 6에 도시된 실시예에서는, 본 발명의 TM(100)을 안테나 및 Transceiver(10) 사이 중에서도 Diplexer와 Sensor 모듈 사이에 추가하는 실시예를 도시하고 있다.

도 6에서는, TM(100)을 단일 블록으로 도시하고 있으나, 내부 적으로는 다수의 TM(100)이 T형 구조 또는 Pi형 구조로 배치될 수 있다.

또한, 도 6에서는, 각 RF 채널에 단일 안테나가 연결되는 것으로 도시하고 있으나, 각 RF 채널에 2 이상의 안테나가 연결될 수 있고 이 경우에도 본 발명의 TM(100)을 각 안테나 별로 배치하여 본 발명을 실현 가능할 것이다.

다시, 본 발명의 튜너블 안테나를 구현하는 각 구성부에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

부정합확인부(120)는, 안테나 및 안테나로 신호를 전송하는 송신회로 즉 Transceiver(10) 간 부정합 여부를 확인하는 기능을 수행한다.

구체적으로 설명하면, 모뎀(Base Band, 이하 BB(150))에서 전송되는 각 RF 채널의 신호가 각 안테나 단으로 전송되면, Sensor 모듈(110)은 coupling 출력을 측정(Detecting)한다.

안테나 및 Transceiver(10) 간 부정합이 발생하면 부정합 크기에 비례하여 증가하는 coupling 출력 즉 반사 신호가 발생하게 되는데, Sensor 모듈(110)은 이 반사 신호의 크기를 측정하는 것이다.

그리고, Sensor 모듈(110)은 측정한 반사 신호의 크기를 BB(150)로 전송할 수 있다.

예컨대, Sensor 모듈(110)은 피드백 루프를 통해 반사 신호의 크기를 BB(150)로 전송할 수 있다.

이에, 부정합확인부(120)는, 피드백 수신되는 반사 신호의 크기를 근거로, 안테나 및 Transceiver(10) 간 부정합 여부를 확인할 수 있다.

예를 들면, 부정합확인부(120)는, 반사 신호의 크기가 기 정의된 정합범위를 벗어나는 경우, 부정합이 발생한 것으로 확인할 수 있다.

제어부(130)는, 안테나 및 Transceiver(10) 간 부정합이 확인되는 경우, 안테나 및 Transceiver(10) 사이에 위치하는 튜너블 회로장치 즉 TM(100)을 스위칭 제어하여 임피던스발생부 A,B,C를 최적으로 조합한 조정된 최적 임피던스의 신호 전송경로를 형성함으로써, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스를 정합시키는 기능을 수행한다.

구체적으로 설명하면, 제어부(130)는, 전술의 피드백 수신한 반사 신호의 크기에 따라 TM(100)을 스위칭 제어하여, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스를 정합시킬 수 있다.

예를 들면, 제어부(130)는, 기 정의된 정합테이블에 근거하여, 금번 피드백 수신한 반사 신호의 크기와 매핑된 스위칭 상태(State)를 확인한 후 TM(100)의 스위칭 상태(State)를 금번 확인한 스위칭 상태(State)로 제어하는 방식으로, TM(100)을 스위칭 제어하여 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스를 정합시킬 수 있다.

여기서, 스위칭 상태(State)란, TM(100) 내 각 스위칭부(SW #1,#2,#3, ...,#N) 각각에 대한 온/오프 상태를 의미한다.

또 다른 예를 들면, 제어부(130)는, 금번 피드백 수신한 반사 신호의 크기에 따라 TM(100)의 스위칭 상태(State)를 변경/제어하여 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스를 조정한 후, 재 피드백 수신되는 반사 신호의 크기가 기 정의된 정합범위 내에 속하는지 여부를 확인하는 과정을 반복하는 방식으로, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스를 정합시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 기존의 캐패시터 및 인덕터 소자를 실장/사용하지 않고, 구조적으로 인덕턴스 및 캐패시턴스를 발생하도록 설계(패턴 형상)한 PCB를 적층하여 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 요구되는 최적의 임피던스 값으로 가변/조정 가능한 튜너블 회로장치(Tunable Module)를 구현하고, 이러한 TM을 활용하여 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 안테나 및 Transceiver 간 임피던스 부정합을 최적으로 해결할 수 있는 새로운 구조의 튜너블 안테나를 실현할 수 있다.

특히, 본 발명에서 구현하는 TM의 3D 구조로 인해, 튜너블 안테나가 실장될 휴대형의 이동기기(예: 스마트폰)에서 배치 면적을 최소화하면서도 가변 형성할 수 있는 임피던스(L,C값) 구현 범위를 크게 가질 수 있기 때문에, 배치 및 공간 효율 측면에서도 효과적이다.

더 나아가, 제어부(130)는, 안테나에서 사용하는 주파수 채널 변경이 요구되는 경우, 변경되는 채널 주파수에 따라 TM(100)을 스위칭 제어하여 동작 주파수를 변경할 수 있다.

구체적으로, 안테나에서 사용하는 주파수 채널 즉 본 발명의 튜너블 안테나가 실장된 아동기기(예: 스마트폰)에서 사용하고 있는 주파수 채널의 신호 상태 불량, 트래픽 증가, 채널 변경 입력 등의 이유로 주파수 채널 변경(예: 28 GHz, 37 GHz, 39 GHz 등)이 요구될 수 있다.

이러한 경우, 안테나 시스템(Phased array system)의 동작 주파수도 함께 변경하여, 송수신 신호의 전력 크기를 일정하게 유지해야 할 것이다.

이를 위해, 제어부(130)는, 안테나에서 사용하는 주파수 채널 변경이 요구되는 경우, 기 정의된 주파수테이블에 근거로 변경되는 채널 주파수에 매핑된 스위칭 상태(State)를 확인한 후 TM(100)의 스위칭 상태(State)를 금번 확인한 스위칭 상태(State)로 제어하는 방식으로, TM(100)을 스위칭 제어하여 동작 주파수를 변경할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 3D 구조 TM을 활용하여 구현한 새로운 구조의 튜너블 안테나를 기반으로, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 주파수 채널 변경을 지원하는 기능을 실현할 수 있다.

더 나아가, 제어부(130)는, 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우, TM(100)을 스위칭 제어하여 위상 지연(Phase Delay)을 보상할 수 있다.

구체적으로, 제어부(130)는, 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 크기를 지속적으로 모니터링할 수 있다.

이에, 제어부(130)는, 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 확인하며, 예를 들면 수신 신호의 크기가 정상범위를 벗어나는 경우 이상이 감지되는 것으로 확인할 수 있다.

제어부(130)는, 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우 예컨대 수신 신호의 크기가 약해져 정상범위 미만으로 벗어나는 경우, 금번 이상이 감지된 수신 신호의 크기에 따라 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스 정합을 유지하되 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 TM(100)을 스위칭 제어할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 제어부(130)는, 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우, Sensor 모듈(110)에서 측정한 각 RF 채널의 위상(Phase)/크기(Magnitude)와 BB(150)의 I/Q data(In-phase and Quadrature data)를 바탕으로 위상 지연 보상을 위해 요구되는 가중치 벡터(Weighting Vector) 즉 위상/크기의 보상값을 결정한다.

이에, 제어부(130)는, 결정한 가중치 벡터 즉 위상/크기의 보상값에 상응하여 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 TM(100)을 스위칭 제어함으로써, TM(100)을 통해 위상 지연(Phase Delay)을 보상할 수 있다.

예를 들면, Sensor 모듈(110)에서 측정한 위상/크기와 BB(150)의 I/Q data를 바탕으로 확인되는 위상 지연이 큰 경우(High Delay), 그리고 위상 지연이 High Delay의 경우 보다 작은 경우(Low Delay)로 구분하여 설명할 수 있다.

이와 같이 구분하여 설명하면, 제어부(130)는, 위상 지연 Low Delay의 경우 위상 지연 보상을 위해 TM(100)을 스위칭 제어하여 신호 전송경로를 길어지도록 한 길이(Length 1) 보다, 위상 지연 High Delay의 경우 위상 지연 보상을 위해 TM(100)을 스위칭 제어하여 신호 전송경로를 길어지도록 한 길이(Length 2)가 더 길 것이다(Length 2 > Length 1).

이때, 제어부(130)는, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스 정합을 유지시키면서, 결정한 가중치 벡터 즉 위상/크기의 보상값에 상응하여 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 TM(100)을 스위칭 제어하는 것이 중요하다.

위상 지연은, 다음의 수학식2로 표현할 수 있다.

한편, 임피던스(Z)는 다음의 수학식3과 같은 반비례 관계를 갖는다.

따라서, 제어부(130)는, 인덕턴스 및 캐패시턴스를 같은 비율로 증가 또는 감소시켜 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스 정합을 유지시키면서, 결정한 가중치 벡터 즉 위상/크기의 보상값에 상응하여 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 TM(100)을 스위칭 제어하여, 위상 지연(Phase Delay)을 보상할 수 있다.

예를 들어, TM(100)에서 높은 인덕턴스 및 높은 캐패시턴스의 신호 전송경로를 형성한 모드와, 낮은 인덕턴스 및 낮은 캐패시턴스의 신호 전송경로를 형성한 모드는, 동일한 임피던스(Z)를 갖지만 서로 다른 위상 지연을 갖게 된다.

이에, 제어부(130)는, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스 정합을 유지시키도록 인덕턴스 및 캐패시턴스의 증/감 비율을 동일하게 하면서, 결정한 가중치 벡터 즉 위상/크기의 보상값에 상응하는 임피던스를 발생시킬 수 있도록 임피던스발생부 A,B,C를 최적으로 조합한 신호 전송경로의 길이를 형성하도록, TM(100)을 스위칭 제어할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 3D 구조 TM을 활용하여 구현한 새로운 구조의 튜너블 안테나를 기반으로, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 위상천이기(PA) 및 Transceiver(10) 간 위상 지연을 보상하는 기능을 실현할 수 있다.

이렇게 되면, Transceiver(10) 내에서 위상 제어 기능을 수행하는 위상 지연기(PS: Phase Sifter)를 제거하더라도 위상 지연 보상 기능을 실현할 수 있는 효과까지 기대할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 요구되는 임피던스 값을 제공할 수 없는 기존의 캐패시터 및 인덕터 소자를 실장/사용하지 않고, 구조적으로 인덕턴스 및 캐패시턴스를 발생하도록 설계한 PCB를 적층하여 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 요구되는 최적의 임피던스 값으로 가변/조정 가능한 3D 구조의 튜너블 회로장치(모듈)를 구현하고, 이를 활용하여 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 최적으로 동작할 수 있는 새로운 구조의 튜너블 안테나를 실현하고 있다.

이에, 본 발명에 따르면, mmWave 대역의 전파 및 시스템 특성 등을 고려하여, 안테나 및 송신회로 간 임피던스 정합 기능을 실현(동작)할 수 있으며, 더 나아가 튜너블 회로장치(모듈)을 활용함에 따라, 주파수 채널 변경 시 유동적으로 동작 주파수를 변경할 수 있고, 위상 지연까지 보상할 수 있는 효과를 도출한다.

이하에서는, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나장치의 동작 방법을 설명하겠다. 설명의 편의를 위해, 도 6의 참조번호를 언급하여 설명하도록 하겠다.

본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)가 실장된 아동기기(예: 스마트폰)의 동작이 개시되면, 모뎀(Base Band, 이하 BB(150))에서 전송되는 각 RF 채널의 신호가 각 안테나 단으로 전송된다(S10).

본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 각 RF 채널의 Sensor 모듈(110)은 coupling 출력을 측정하여 BB(150)로 전송할 수 있다(S20).

안테나 및 Transceiver(10) 간 부정합이 발생하면 부정합 크기에 비례하여 증가하는 coupling 출력 즉 반사 신호가 발생하게 되는데, Sensor 모듈(110)은 이 반사 신호의 크기를 측정하는 것이다.

예컨대, Sensor 모듈(110)은 피드백 루프를 통해 반사 신호의 크기를 BB(150)로 전송할 수 있다.

본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)는, 피드백 수신되는 반사 신호의 크기를 근거로, 안테나 및 Transceiver(10) 간 부정합 여부를 확인할 수 있다(S30).

예를 들면, 튜너블 안테나(200)는, 반사 신호의 크기가 기 정의된 정합범위를 벗어나는 경우, 부정합이 발생한 것으로 확인할 수 있다.

본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)는, 안테나 및 Transceiver(10) 간 부정합이 확인되는 경우(S30 부정합), 안테나 및 Transceiver(10) 사이에 위치하는 튜너블 회로장치 즉 TM(100)을 스위칭 제어하여 임피던스발생부 A,B,C를 최적으로 조합한 조정된 최적 임피던스의 신호 전송경로를 형성함으로써, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스를 정합시키는 기능을 수행한다(S40).

구체적으로 설명하면, 튜너블 안테나(200)는, 전술의 피드백 수신한 반사 신호의 크기에 따라 TM(100)을 스위칭 제어하여, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스를 정합시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)는, 안테나에서 사용하는 주파수 채널 변경이 요구되는지 판단할 수 있다(S50).

구체적으로, 안테나에서 사용하는 주파수 채널 즉 본 발명의 튜너블 안테나가 실장된 아동기기(예: 스마트폰)에서 사용하고 있는 주파수 채널의 신호 상태 불량, 트래픽 증가, 채널 변경 입력 등의 이유로 주파수 채널 변경(예: 28 GHz, 37 GHz, 39 GHz 등)이 요구될 수 있다.

이러한 경우, 안테나 시스템(Phased array system)의 동작 주파수도 함께 변경하여, 송수신 신호의 전력 크기를 일정하게 유지해야 할 것이다.

이에, 본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)는, 전술과 같이 주파수 채널 변경이 요구되는 것으로 판단되면(S50 Yes), 변경되는 채널 주파수에 따라 TM(100)을 스위칭 제어하여 동작 주파수를 변경할 수 있다(S60).

구체적으로, 튜너블 안테나(200)는, 기 정의된 주파수테이블에 근거로, 변경되는 채널 주파수에 매핑된 스위칭 상태(State)를 확인한 후 TM(100)의 스위칭 상태(State)를 금번 확인한 스위칭 상태(State)로 제어하는 방식으로, TM(100)을 스위칭 제어하여 동작 주파수를 변경할 수 있다(S60).

더 나아가, 본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)는, 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 크기를 지속적으로 모니터링할 수 있다(S70).

이에, 튜너블 안테나(200)는, 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 확인하며, 예를 들면 수신 신호의 크기가 정상범위를 벗어나는 경우 이상이 감지되는 것으로 확인할 수 있다(S80 Yes).

본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)는, 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우 예컨대 수신 신호의 크기가 약해져 정상범위 미만으로 벗어나는 경우(S80 Yes), 금번 이상이 감지된 수신 신호의 크기에 따라 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스 정합을 유지하되 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 TM(100)을 스위칭 제어할 수 있다(S90).

보다 구체적으로 설명하면, 튜너블 안테나(200)는, 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우, Sensor 모듈(110)에서 측정한 각 RF 채널의 위상(Phase)/크기(Magnitude)와 BB(150)의 I/Q data(In-phase and Quadrature data)를 바탕으로 위상 지연 보상을 위해 요구되는 가중치 벡터(Weighting Vector) 즉 위상/크기의 보상값을 결정한다.

이에, 튜너블 안테나(200)는, 결정한 가중치 벡터 즉 위상/크기의 보상값에 상응하여 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 TM(100)을 스위칭 제어함으로써, TM(100)을 통해 위상 지연(Phase Delay)을 보상할 수 있다.

이때, 튜너블 안테나(200)는, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스 정합을 유지시키면서, 결정한 가중치 벡터 즉 위상/크기의 보상값에 상응하여 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 TM(100)을 스위칭 제어하는 것이 중요하다.

이에, 본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)는, 안테나 및 Transceiver(10) 간 임피던스 정합을 유지시키도록 인덕턴스 및 캐패시턴스의 증/감 비율을 동일하게 하면서, 결정한 가중치 벡터 즉 위상/크기의 보상값에 상응하는 임피던스를 발생시킬 수 있도록 임피던스발생부 A,B,C를 최적으로 조합한 신호 전송경로의 길이를 형성하도록, TM(100)을 스위칭 제어할 수 있다(S90).

본 발명의 튜너블 안테나장치의 동작 방법에 따르면, 튜너블 안테나(200)가 실장된 아동기기(예: 스마트폰)의 동작이 오프되지 않는 한(S100 No), 전술의 단계들을 반복할 수 있다.

이상에서 알 수 있듯이, 본 발명에서는, mmWave 대역의 전파 및 시스템 특성 등을 고려하여, 안테나 및 송신회로 간 임피던스 정합 기능을 실현(동작)할 수 있으며, 더 나아가 튜너블 회로장치(모듈)을 활용함에 따라, 주파수 채널 변경 시 유동적으로 동작 주파수를 변경할 수 있고, 위상 지연까지 보상할 수 있는 효과를 도출한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 튜너블 안테나장치의 동작 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명에 따르면, 기존의 캐패시터 및 인덕터 소자를 실장/사용하지 않고, 초 고주파 광대역(mmWave 대역)에서 최적으로 동작할 수 있는 새로운 구조의 튜너블 안테나를 구현해냈다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

10 : 송신회로
100 : 튜너블 회로장치(TM)
A,B,C : 임피던스발생부
S/W : 스위칭부
200 : 튜너블 안테나장치
110 : 센서 모듈 120 : 부정합확인부
130 : 제어부

Claims (17)

1. 적층 구조를 갖는 다수의 기판;
   상기 다수의 기판 각각에 포함되는 적어도 하나의 임피던스발생부;
   상기 다수의 기판 사이에서 신호 전송경로를 연결하는 연결선; 및
   상기 다수의 기판 및 상기 연결선 중 적어도 하나에 포함되고, 상기 다수의 기판 별 임피던스발생부를 선택적으로 연결하여 직렬 및 병렬 중 적어도 하나의 구조로 신호 전송경로를 형성하는 스위칭부를 포함하는 것을 튜너블 회로장치.
2. 안테나 및 상기 안테나로 신호를 전송하는 송신회로 간 부정합 여부를 확인하는 부정합확인부; 및
   상기 안테나 및 상기 송신회로 간 부정합이 확인되는 경우, 상기 안테나 및 송신회로 사이에 위치하는 튜너블 회로장치를 제어하여 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 정합시키는 제어부를 포함하며;
   상기 튜너블 회로장치는,
   적층 구조를 갖는 다수의 기판 각각에 적어도 하나의 임피던스발생부가 포함되며, 상기 정합제어부의 스위칭 제어에 따라 상기 다수의 기판 별 임피던스발생부를 선택적으로 연결하여 직렬 및 병렬 중 적어도 하나의 구조로 신호 전송경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 임피던스발생부는,
   인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 임피던스발생부는,
   기판 상에 상기 인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조가 패턴으로 형성되어, 상기 기판에 포함되는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 안테나 단에서 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 부정합에 기인하여 발생되는 반사 신호의 크기에 따라, 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여, 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 정합시키는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   기 정의된 정합테이블에 근거하여 상기 튜너블 회로장치의 스위칭 상태(State)를 상기 반사 신호의 크기에 따라 제어하거나, 또는
   상기 반사 신호의 크기에 따라 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 조정한 후 재 피드백 수신되는 반사 신호의 크기가 정합범위 내에 속하는지 여부를 확인하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 안테나에서 사용하는 주파수 채널 변경이 요구되는 경우, 변경되는 채널 주파수에 따라 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여 동작 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   기 정의된 주파수테이블에 근거로 상기 튜너블 회로장치의 스위칭 상태(State)를 제어하여, 상기 동작 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우, 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여 위상 지연을 보상하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이상이 감지된 수신 신호의 크기에 따라, 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스 정합을 유지하되 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치.
11. 안테나 및 상기 안테나로 신호를 전송하는 송신회로 간 부정합 여부를 확인하는 부정합확인단계; 및
    상기 안테나 및 상기 송신회로 간 부정합이 확인되는 경우, 상기 안테나 및 송신회로 사이에 위치하는 튜너블 회로장치를 제어하여 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 정합시키는 정합제어단계를 포함하며;
    상기 튜너블 회로장치는,
    적층 구조를 갖는 다수의 기판 각각에 적어도 하나의 임피던스발생부가 포함되며, 상기 정합제어부의 스위칭 제어에 따라 상기 다수의 기판 별 임피던스발생부를 선택적으로 연결하여 직렬 및 병렬 중 적어도 하나의 구조로 신호 전송경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치의 동작 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 임피던스발생부는,
    인덕턴스 발생 구조 및 캐패시턴스 발생 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치의 동작 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 정합제어단계는,
    상기 안테나 단에서 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 부정합에 기인하여 발생되는 반사 신호의 크기에 따라, 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여, 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스를 정합시키는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치의 동작 방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 안테나에서 사용하는 주파수 채널 변경이 요구되는 경우, 변경되는 채널 주파수에 따라 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여 동작 주파수를 변경하는 주파수변경단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치의 동작 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 주파수변경단계는,
    기 정의된 주파수테이블에 근거로 상기 튜너블 회로장치의 스위칭 상태(State)를 제어하여, 상기 동작 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치의 동작 방법.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 안테나를 통해 수신되는 수신 신호의 크기에서 이상이 감지되는 경우, 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하여 위상 지연을 보상하는 위상지연보상단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치의 동작 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 위상지연보상단계는,
    상기 이상이 감지된 수신 신호의 크기에 따라, 상기 안테나 및 상기 송신회로 간 임피던스 정합을 유지하되 신호 전송경로의 길이가 변경되도록 상기 튜너블 회로장치를 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 튜너블 안테나장치의 동작 방법.

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