KR20230024634A - 안테나 임피던스를 매칭하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

안테나 임피던스를 매칭하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법 Download PDF

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KR20230024634A
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윤용빈
김중권
박종호
허원형
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삼성전자주식회사
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Abstract

다양한 실시예들에 따르면 전자 장치는, 안테나, 안테나 튜너, 송수신기, 상기 안테나 튜너와 전기적으로 연결되어 임피던스 매칭을 수행에 따른 전력 증폭을 수행하는 전력 증폭기 및 상기 송수신기, 상기 안테나 튜너 및 상기 전력 증폭기와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 송수신기의 신호 경로에 상기 안테나와 연결된 상기 안테나 튜너에 대해 기준 튜너 코드를 설정하여 안테나 반사 계수를 확인하고, 상기 확인된 안테나 반사 계수의 변화 여부 및 상기 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하고 상기 안테나의 임피던스 매칭을 수행하도록 설정될 수 있다.

Description

안테나 임피던스를 매칭하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR MATCHING ANTENNA IMPEDANCE AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치에서 안테나 임피던스를 매칭하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 기술의 발달로, 스마트폰(smartphone) 또는 웨어러블 기기와 같이 통신 기능을 구비한 다양한 전자 장치가 널리 보급되고 있다. 이러한 전자 장치는 적어도 하나의 안테나를 이용하여 외부 전자 장치와 무선 통신을 수행할 수 있다. 안테나의 임피던스(impedance)는 무선 통신을 위한 안테나의 송신 효율에 영향을 미칠 수 있다.
전자 장치는 안테나의 송신 효율을 높이기 위해 안테나의 임피던스를 매칭할 수 있다. 안테나의 임피던스 매칭은 다양한 전파 환경 또는 전자 장치의 사용 환경에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라 안테나의 임피던스를 최적의 임피던스로 매칭시켜 안테나로 최대 전력 전달 송신이 가능하도록 할 필요가 있다.
전자 장치는 안테나의 임피던스에 대응하는 튜너블 코드를 적용하여 안테나 임피던스의 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, 안테나의 임피던스에 대응하는 튜너블 코드는 다수 개(예: 65개) 이며, 각 튜너블 코드는 반사계수 룩업 테이블의 각 인덱스에 저장되며, 안테나의 현재 반사계수와 가장 인접하는 인덱스에 대응하는 튜너 코드를 룩업 테이블을 참조하여 산출할 수 있다.
그러나 전자 장치는 다양한 사용 상황에 따라 룩업 테이블의 인덱스를 참조하여 선택되는 튜너 코드만으로는 최적의 안테나의 임피던스 매칭이 어려운 문제가 발생할 수 있다. 또한, 안테나의 길이를 제어하는 접지(ground)의 특성을 고려한 접지 코드 설정까지 고려하여야 안테나 임피던스 매칭을 위한 최적의 튜너블 코드 선정이 가능해진다.
본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치에서 안테나 임피던스의 매칭을 위한 최적의 튜너블 코드를 적용하기 위한 장치 및 방법에 대해 개시한다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 안테나, 안테나 튜너, 송수신기, 상기 안테나 튜너와 전기적으로 연결되어 임피던스 매칭을 수행에 따른 전력 증폭을 수행하는 전력 증폭기 및 상기 송수신기, 상기 안테나 튜너 및 상기 전력 증폭기와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 송수신기의 신호 경로에 상기 안테나와 연결된 상기 안테나 튜너에 대해 기준 튜너 코드를 설정하여 안테나 반사 계수를 확인하고, 상기 확인된 안테나 반사 계수의 변화 여부 및 상기 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하고 상기 안테나의 임피던스 매칭을 수행하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 동작 방법은, 안테나의 신호 경로에 연결된 안테나 튜너에 대해 기준 튜너 코드를 적용하고 안테나 반사 계수를 확인하는 동작 및 상기 확인된 안테나 반사 계수의 변화 여부 및 상기 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하고 상기 안테나의 임피던스 매칭을 수행하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 다양한 사용 상황에 따라 안테나 반사계수를 기초로 계산에 의해 튜너 코드를 산출하고 이를 사용하여 임피던스 매칭을 수행함으로써 최적의 안테나 효율을 얻을 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면 전자 장치는 튜너 코드 계산에 있어서 반사계수를 크게 두 가지 영역으로 구분하고 이에 기초하여 튜너 코드를 산출함으로써 계산을 위한 리소스를 줄이고 효율적인 계산이 가능하다.
다양한 실시예들에 따르면 전자 장치는 튜너 코드 계산에 있어서 튜너 내부 스위치들과 가변 캐패시터들의 조합의 경우 수를 최소화하여 반사계수의 변화에 따른 안테나 임피던스를 최적화하여 실시간으로 반영할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면 다양한 사용 상황에 따라 접지 코드 선정시 저장되는 인덱스들을 최소로 선정하여 최소한의 메모리로 최적의 접지 코드 선정이 가능하다.
다양한 실시예들에 따르면 접지 코드 설정을 위한 에스 파라미터를 도출하고 이에 기초하여 최적의 접지 코드를 선정할 수 있으며, 이에 따라 최적의 튜너 코드 및 최적의 접지 코드를 포함하는 튜너블 코드를 적용하여 임피던스 매칭을 수행함으로써 최적의 안테나 임피던스 매칭이 가능하다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 안테나 임피던스를 매칭하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 튜너의 구성 요소를 나타내는 도면이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 안테나 임피던스에 대응하는 튜너 코드를 선정하기 위한 좌표 값을 나타내는 그래프이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 안테나 임피던스를 측정하는 주기를 나타내는 도면이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블럭도이다.
도 7a 및 도 7b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 사용 상황에 따라 접지 코드를 선택하기 위한 그래프이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 안테나 임피던스 매칭 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 임피던스 매칭을 위한 접지 코드 산출 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 안테나 임피던스 매칭 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101))에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 안테나 임피던스를 매칭하기 위한 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(200)는 통신 모듈(210) (예: 도 1의 통신 모듈(190)) 및 안테나 모듈(220) (예: 도 1의 안테나 모듈(197))을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 통신 모듈(210)은 프로세서(211), 메모리(212), 전력 증폭기(213), 커플러(215) 및 송수신기(217)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 안테나 모듈(220)은 안테나 튜너(221), 접지 제어기(223) 및 안테나(225)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(211)는 다른 구성 요소들(예: 전력 증폭기(213), 커플러(215), 송수신기(217), 안테나 튜너(221) 및 접지 제어기(223))과 전기적으로 연결되어 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있으며 그 동작을 제어하거나 각종 데이터의 처리 및/또는 연산을 수행할 수 있다. 일 예로, 프로세서(211)는 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor) 또는 어플리케이션 프로세서(AP: application processor)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 송수신기(217)는 프로세서(211)로부터 제공받은 데이터를 RF 신호(예: 송신(Tx) 신호)로 변환하여 전력 증폭기(213)로 출력할 수 있다. 또한, 송수신기(217)는 전력 증폭기(213)로부터 수신된 RF 신호(예: 수신(Rx) 신호)를 프로세서(211)에서 해독 가능한 디지털 데이터로 변환하여 프로세서(211)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 증폭기(213)는 전력 증폭기(power amplifier)와 저 잡음 증폭기(low noise amplifier)를 포함할 수 있다. 전력 증폭기는 송수신기(217)로부터 제공받은 RF 신호(예: Tx 신호)의 전력을 증폭하여 안테나 튜너(221)로 전송할 수 있다. 저 잡음 증폭기는 안테나 튜너(221)로부터 제공받은 RF 신호(예: Rx 신호)를 잡음을 최소화하면서 전력을 증폭하여 트랜시버로 전송할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 안테나 튜너(221)은 프로세서(211)에 의해 선택 또는 계산된 튜너 코드에 기반하여 안테나(225)의 임피던스를 적어도 하나의 기준 임피던스에 근접하게 조정할 수 있다. 일예로, 안테나 튜너(221)은 스위치(Switch), 저항(register), 인덕터(inductor), 또는 커패시터(capacitor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 튜너(221)는 튜너 코드에 기반하여 안테나(225)와 통신 모듈(210) 사이의 전기적인 길이(electrical length)(예: 커패시터, 인덕터, 또는 저항)를 조절하여 안테나(225)와 통신 모듈(210) 사이의 임피던스 차로 인한 반사를 줄일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 접지 제어기(223)은 프로세서(211)에 의해 선택된 접지 코드에 기반하여 안테나(225)와 접지(ground) 간의 전기적인 길이를 조절하여 공진 주파수를 변경시킬 수 있다. 접지 제어기(223)는 공진 주파수의 변경을 통해 안테나(225)와 통신 모듈(210) 사이의 임피던스 차로 인해 발생되는 반사를 줄일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(211)는 통신 주파수에 따라 접지 제어기(223)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(211)는 접지 제어기(Xgnd)(223)를 제어하여 안테나(225)의 길이를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(211)는 통신 주파수에 따라 안테나(225)의 임피던스를 매칭하기 위해 안테나 튜너(221)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(211)는 커플러(215)로부터 피드백 신호(예: forward 커플링 신호 또는 reverse 커플링 신호)를 수신하여 현재 안테나 로드(또는 안테나 임피던스)를 계산할 수 있다. 커플러(215)는 전력 증폭기(213)와 안테나 튜너(221) 사이의 신호 선로에 커플링되어 통신 신호에 대응하는 피드백 신호를 출력하여 프로세서(211)로 전달할 수 있다. 프로세서(211)는 피드백 신호의 리버스 및 포워드 전압 비를 통해 안테나 튜너(221) 입력에서 안테나(225)를 바라보는 반사 계수(Γi)(이하, 입력 반사 계수로 칭함)를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면 안테나 튜너(221) 출력에서 안테나(225)를 바라보는 반사 계수(ΓL) (안테나 임피던스) (이하, 출력 반사 계수로 칭함)를 계산하기 위해, 출력 반사 계수가 최적의 임피던스(예: 약 50 Ω)로 매칭되는 값을 기준 반사 계수(예: 약 50 Ω )로 정의하고, 기준 반사 계수에 대응하는 안테나 접지 코드를 기준 접지 코드로 설정하고, 튜너(221)의 입력 반사 계수(Γi)가 가장 작아지도록 설정되는 안테나 튜너(221)의 튜너 코드를 기준 튜너 코드로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면 입력 반사 계수(Γi)의 I, Q 정보를 예를 들면 65개의 인덱스들 (index[0], index[1],…에 대응하여 저장할 수 있으며, 각 인덱스에 대해 저장된 입력 반사 계수와 안테나 튜너(221)의 에스 파라미터(ΓL)를 적용하여 출력 반사 계수를 도출하고 이득이 가장 높은 값을 각각 최적의 튜너 코드로 산출하고 이들 값을 룩업 테이블로서 메모리(212)에 저장할 수 있다.
이 경우 입력 반사 계수(Γi), 에스 파라미터 및 출력 반사 계수(ΓL) 각각은 다음의 수학식 1에 기초하여 산출될 수 있다.
Figure pat00001
일 실시예에 따르면, 프로세서(211)는 메모리(212)에 저장된 에스 파라미터(S11, S12, S21, S22 값)를 참고하여 튜너 코드를 선정하고 안테나 튜너(221)에 적용할 수 있으며, 기준 튜너 코드로 대응하는 안테나 의 임피던스를 확인하여 튜너 코드를 변경하는 동작을 수행할 수 있다. 특정 튜너 코드가 안테나 튜너(221)에 입력되는 경우, 특정 튜너 코드에 대응하는 임피던스는 통신을 위한 최적의 임피던스(예: 약 50Ω)로 변경될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(211)는 현재 커플러(215)를 통해 측정된 입력 반사 계수(Γi)로부터 도출된 출력 반사 계수(ΓL)와 가장 인접한 인덱스를 룩업 테이블로부터 선택하고 선택된 인덱스의 접지 코드를 적용하여 출력 반사 계수(ΓL)가 S11이 작은 임피던스(예: 약 50 Ω)와 유사한 크기로 변경될 수 있으며, 이후에 특정 튜너 코드를 적용해줌으로써 S21이 높은 안테나 임피던스로 최적화 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(211)는 통신 주파수에 따라 접지 제어기(223)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(211)는 접지 제어기(223)를 제어하여 안테나(225)의 길이를 조절할 수 있다. 이경우 프로세서(211)는 튜너 코드를 기준 튜너 코드로 설정하고 접지 제어기(223)에 의한 입력 반사 계수(Γi)를 측정하여 측정되는 입력 반사 계수(Γi)가 기준 인덱스(예: 인덱스[0]) 또는 최적의 임피던스(예: 약 50Ω)에 가까운 값을 기준 접지 코드로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(211)는 기준 접지 코드에 대해 특정 사용 상황(예: 이어잭 삽입, 손에 파지, 케이스 장착)에서 기준 튜너 코드를 적용하고, 측정되는 입력 반사 계수(Γi)가 가장 가까운 인덱스를 정하여 각 특정 사용 상황에 대한 최적의 접지 코드를 산출하고 해당 인덱스에 대응하여 룩업 테이블에 저장할 수 있다. 예를 들면 특정 사용 상황에서 튜너 코드를 기준 튜너 코드로 적용하고 접지 코드를 변화시키며 입력 반사 계수(Γi)를 측정하여, 입력 반사 계수(Γi)가 기준 인덱스 또는 최적의 임피던스에 가까운 값을 최적의 접지 코드로 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(211)는 인덱스들을 임피던스 그래프(예: 스미스 차트)로 표현할 수 있다. 임피던스 그래프는 룩업 테이블 형태로 저장될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(211)는 임피던스 그래프 상에서 인덱스들 중 현재 출력 반사 계수와 인접한 인덱스를 결정하고, 결정된 인덱스에 따라 룩업 테이블을 참조하여 현재 출력 반사 계수를 최적의 임피던스로 변경하도록 인덱스에 저장된 접지 코드를 선택하여 현재 출력 반사 계수를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 증폭기(213)는 프로세서(211)의 제어에 따라 송수신기(217)로부터 수신한 신호를 증폭하여 안테나 튜너(221)에 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 튜너(221)는 전력 증폭기(213)로부터 수신한 신호를 안테나(225)를 통해 송신하거나 안테나(225)를 통해 수신한 신호를 전력 증폭기(213)를 통해 송수신기(217)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 접지 제어기(223)는 안테나(225)의 길이를 조절할 수 있다. 예를 들면, 접지 제어기(223)는 적어도 하나의 스위치(미도시)를 포함하며 프로세서(221)로부터 입력되는 접지 코드에 기초하여 적어도 하나의 스위치의 동작을 제어하고, 적어도 하나의 스위치의 연결 상태에 따라 안테나(225)의 길이가 변경될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))의 튜너 (예: 도 2의 안테나 튜너(221))의 구성 요소를 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따르면, 튜너(221)는 도 3에 도시한 바와 같은 임피던스 제어 회로(301)를 포함할 수 있다. 임피던스 제어 회로(301)는 적어도 하나의 스위치(예: S1, S2, S3, S4, S5) 및 적어도 하나의 수동 소자(예: 가변 커패시터, 인덕터)(P1, P2)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 튜너(221)는 프로세서(예: 도 2의 프로세서(221))로부터 입력되는 튜너 코드에 대응하여 스위치들을 각각 동작(예: 턴 온 또는 턴 오프)시킬 수 있다. 통신 프로세서(211)로부터 튜너 코드가 수신되면, 적어도 하나의 스위치는 동작되고, 적어도 하나의 수동 소자의 연결 상태에 따라 안테나(예: 도 2의 안테나(225)의 임피던스가 결정될 수 있다. 도 3의 스위치의 개수, 수동 소자의 개수 및 연결 구조는 일 예로서 다양한 변형이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 튜너(221)의 임피던스 제어 회로(301)는 프로세서(211)의 제어 하에 튜너블 코드로서 기본 접지 코드 및 기본 튜너 코드를 각각 적용하고 커플러(예: 도 2의 커플러(215))를 통해 입력 반사 계수(Γi)를 측정하고 튜너(211)의 기본 에스 파라미터를 이용하여 출력 반사 계수(ΓL)를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면 튜너(221)의 전기적 특성에 따른 에스 파라미터는 전 범위 측정시 1차로 예를 들면 16384개의 리스트가 생성될 수 있으며, 이 중 2차로 선별된 일부 예를 들면 1536개의 리스트가 메모리(예: 도 2의 메모리(212))에 저장될 수 있다.
일 실시예에 따르면 튜너(221)의 전기적 특성에 따른 에스 파라미터는 튜너(221) 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 3차로 예를 들면 96개(64개+32개) 이하로 선정할 수 있다.
일 실시예에 따르면 튜너(221)의 임피던스 제어 회로(301)의 구성 요소의 구조를 살펴보면, 직렬 스위치인 제1 스위치(S1)의 턴 온 또는 턴 오프 동작시, 그와 병렬 연결된 스위치(S2, S3, S4) 및 제2 가변 커패시터(P2)의 변동에 따른 입력 반사 계수(Γi)의 값, 예를 들어 위상의 변화 유무가 달라질 수 있다. 예를 들어 제1 스위치(S1)가 턴 온 동작시, 그와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터(P1)의 값에 변동이 있더라도 입력 반사 계수(Γi)는 변화하지 않을 수 있다. 이와 달리 제1 스위치(S1)가 턴 오프시에는 그와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터(P1) 및 병렬 연결된 스위치(S2, S3, S4) 및 제2 가변 커패시터(P1)의 값에 각각 변동이 있으면 입력 반사 계수(Γi)의 위상이 변화할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 안테나 임피던스에 대응하는 튜너 코드를 선정하기 위한 좌표 값을 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 2차로 선정된 예를 들면 1536개의 에스 파라미터에 기초하여 임의의 출력 반사 계수(ΓL)로부터 그래프 상의 좌표 값을 이용하여 최적의 튜너 코드를 산출하기 위해, 각 출력 반사 계수 값에 대해 제1 스위치(S1)를 턴 온 시켜야 하는 영역과 턴 오프 시켜야 하는 영역은 서로 구분될 수 있다. 예를 들면 그래프 상의 제1 영역(401)에서는 제1 스위치(S1)를 턴 온 시켜야 할 수 있다. 예를 들면 그래프 상의 제2 영역(402)에서는 제1 스위치(S1)를 턴 오프 시켜야 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(211)는 튜너(221)의 제1 스위치(S1)의 턴 온 동작 영역(401)에서, 제2 가변 커패시터(P2)의 값의 변동 값을 예를 들면 8개로 추출하고, 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3), 및 제4 스위치(S4)를 각각 온 또는 오프한 값을 각각 적용한 총 64 경우에 대응하는 에스 파라미터를 이용하여 각각 최적의 튜너 코드를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(211)는 튜너(221)의 제1 스위치(S1)의 턴 오프 동작 영역(402)에서, 제1 가변 커패시터(P1)의 값을 고정 값, 예를 들면 최대값(Max)로 설정하고, 제2 가변 커패시터(P2)의 값의 변동 값을 예를 들면 8개로 추출하고, 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3), 및 제4 스위치(S4)를 각각 온 또는 오프한 값을 각각 적용한 총 64 경우에 대응하는 에스 파라미터를 이용하여 각각 최적의 튜너 코드를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서(211)는 튜너(221)의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 대응하는 에스 파라미터, 기준 튜너 코드 및 최적의 접지 코드를 적용하여 측정되는 입력 반사 계수(Γi)를 획득하고 다음의 수학식 2에 기초하여 이득이 가장 높아지는 값을 튜너 코드로 계산할 수 있다.
Figure pat00002
여기서, GT 는 이득이고, Γi 는 입력 반사 계수, ΓS 는 기준 반사 계수(예: 50옴)일 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))의 안테나 임피던스를 측정하는 주기를 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따르면 전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(211))는, 지정된 시간 주기로 튜너블 코드를 업데이트할 수 있다. 튜너블 코드는 접지 코드와 튜너 코드를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서(211)는 하나의 주기 내(예: 1초 이내)에서 1차로 입력 반사 계수(Γi)를 측정하여 접지 코드를 업데이트하고, 업데이트된 접지 코드에 기반하여 2차로 입력 반사 계수(Γi)를 측정하고 튜너 코드를 계산하여 튜너블 코드를 업데이트 할 수 있다. 주기 내에서 1차 측정 및 2차 측정은 지정된 시간 간격으로 수행될 수 있다.
프로세서(211)는, 예를 들면 1초와 같이 지정된 주기로, 튜너 코드와 접지 코드를 업데이트할 수 있다. 프로세서(211)는 초기 제1 주기가 시작되면, 1차 시점(501)에 기준 튜너 코드 및 기준 접지 코드로 설정하고 입력 반사 계수(Γi)를 측정할 수 있다. 프로세서(211)는 이에 따라 출력 반사 계수(ΓL)를 산출하고 룩업 테이블의 인덱스 중 인접한 인덱스[n]에 대응하는 접지 코드로 접지 코드를 업데이트 할 수 있다. 이후 제1 주기에서, 2차 시점(502)에, 업데이트된 접지 코드와 기준 튜너 코드를 적용하여 입력 반사 계수(Γi)를 측정할 수 있다. 프로세서(211)는 이에 따라 출력 반사 계수(ΓL)를 산출하고 해당 출력 반사 계수와 튜너 코드의 에스 파라미터를 수학식 2에 적용하여 튜너 코드를 계산(503)하여 제1 주기에서 최종 튜너블 코드를 업데이트(504) 할 수 있다. 제 1주기에서는 안테나 튜너의 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3), 제4 스위치(S4), 제2 가변 커패시터(P2)와 제1 스위치(S1) 또는 제1 가변 커패시터(P1)(Max)의 조합 64가지의 에스 파라미터를 사용할 수 있다.
프로세서(211)는 제2 주기에서, 1차 시점(511)에 기준 튜너 코드 및 기준 접지 코드로 설정하고 입력 반사 계수(Γi)를 측정할 수 있다. 프로세서(211)는 이에 따라 출력 반사 계수(ΓL)를 산출하고 룩업 테이블의 인덱스 중 인접한 인덱스[n]에 대응하는 접지 코드로 접지 코드를 업데이트 할 수 있다. 이후 제2 주기에서, 2차 시점(512)에, 업데이트된 접지 코드와 기준 튜너 코드를 적용하여 입력 반사 계수(Γi)를 측정할 수 있다. 프로세서(211)는 이에 따라 출력 반사 계수(Γ'L)를 산출하고 제 1주기의 출력 반사 계수(ΓL)와 비교하여 차이가 없을 경우에는 제 1주기의 튜너 코드에서 제1 커패시터(P1)에 대해서 16 또는 32가지의 에스 파라미터를 적용하여 튜너 코드를 계산(513)하고, 제2 주기의 최종 튜너블 코드를 업데이트(514) 할 수 있다. 제 1주기의 출력 반사 계수(ΓL)와 비교하여 차이가 있을 경우에는 다시 제 1주기의 과정을 다시 수행한다.
프로세서(211)는 유사하게 제3 주기에서 튜너블 코드 업데이트 과정(521, 522, 523, 524)을 수행할 수 있으며 이에 따라 각 주기에서 2 단계를 통해 측정되는 입력 반사 계수(Γi)에 기반하여 튜너 코드 및/또는 접지 코드가 업데이트될 수 있어, 다양한 사용 상황에 대해 최적의 튜너블 코드가 산출되어 적용될 수 있다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(200)는 통신 모듈(610) (예: 도 1의 통신 모듈(190)) 및 안테나 모듈(620) (예: 도 1의 안테나 모듈(197))을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 통신 모듈(610)은 위상변조기(612), 전력 증폭기(613), 스위치 모듈(614), 커플러(615) 및 송수신기(617)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 안테나 모듈(620)은 안테나 튜너(621), 적어도 하나의 접지 제어기(623_1, 623-2) 및 안테나(625)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(미도시)(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 프로세서(211))는 다른 구성 요소들(예: 위상변조기(612), 전력 증폭기(613), 스위치 모듈(614), 커플러(615) 및 송수신기(617))과 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있으며 그 동작을 제어하거나 각종 데이터의 처리 및/또는 연산을 수행할 수 있다. 일 예로, 프로세서는 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor) 또는 어플리케이션 프로세서(AP: application processor)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전력 증폭기(613)를 통해 증폭된 송신 신호는 송수신기 위상 변조기(614)를 통해 안테나 튜너(621)로 전달되어 안테나(625)를 통해 송신될 수 있다.
일 실시예에 따르면 안테나(625)를 통해 수신한 수신 신호는 안테나 튜너(621)를 통해 위상 변조기(614)에서 위상 변조된 후 전력 증폭기(613)에서 증폭되어 송수신기(617)로 전달될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 접지 제어기(623)는 안테나(625)의 길이를 조절할 수 있다. 예를 들면, 접지 제어기(623)는 적어도 하나의 스위치를 포함하며 프로세서로부터 입력되는 접지 코드에 기초하여 적어도 하나의 스위치의 동작을 제어하고, 적어도 하나의 스위치의 연결 상태에 따라 안테나(625)의 길이가 변경될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 통신 주파수에 따라 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(211)는 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)를 제어하여 안테나(625)의 길이를 조절할 수 있다. 여기서는 2개의 접지 제어기(623-1, 623-2)가 채용되었으며 이는 일 예로서, 하나 또는 그 이상 복수개의 접지 제어기가 채용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 통신 주파수에 따라 안테나(625)의 임피던스를 매칭하기 위해 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서는 튜너(621)의 튜너 코드를 기본 튜너 코드로 고정하고, 적어도 하나의 접지 제어기(523-1, 623-2)의 접지 코드를 변경하면서 커플러(615)로부터 피드백 신호(예: forward 커플링 신호 또는 reverse 커플링 신호)를 수신하여 현재 안테나 로드(또는 안테나 임피던스)를 계산할 수 있다. 커플러(615)는 전력 증폭기(613)와 안테나 튜너(621) 사이의 신호 선로에 커플링되어 통신 신호에 대응하는 피드백 신호를 출력하여 프로세서로 전달할 수 있다. 프로세서는 피드백 신호의 리버스 및 포워드 전압 비를 통해 튜너(621) 입력에서 안테나(625)를 바라보는 입력 반사 계수(Γi)를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면 튜너(621)의 튜너 코드를 기준 튜너 코드로 고정하고, 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)의 접지 코드를 변경하면서 커플러(615)로부터 피드백 신호를 수신하여 입력 반사 계수(Γi)가 가장 작은 접지 코드 값을 기준 접지 코드로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면 기준 접지 코드에 기초하여 다양한 사용 상황에 따라 최적의 접지 코드를 선정할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 사용 상황에 따라 접지 코드를 선택하기 위한 인덱스 그래프이다.
도 7a를 참조하면 기준 접지 코드를 적용하고 전자 장치(200)에 대한 다양한 사용 상황에 따라 입력 반사 계수를 측정하여 출력 반사 계수를 인덱스 그래프에 표시하면, 전자 장치(200)에 대한 사용이 없는 경우(free)의 출력 반사 계수는 영역 (701)에 표시될 수 있음을 알 수 있다. 또한 전자 장치(200)에 케이스를 장착하는 경우의 출력 반사 계수는 영역 (702)에, USB를 삽입한 경우 영역 (703)에, 무선 충전하는 경우는 영역 (704)에, 손으로 잡는 경우 영역 (705)에, 손가락 터치의 경우 영역 (706)에 출력 반사 계수가 각각 표시됨을 알 수 있다. 이에 따르면 다양한 사용 상황에 대해 한정된 영역에 집중됨에 따라 65개의 인덱스 중 일부(예: 10개)만 활용하여 메모리를 줄이거나 65개 인덱스를 모두 한정된 영역안으로 룩업 테이블을 구성하여 인덱스 활용도를 높일 수 있다.
도 7b를 참조하면, 다양한 사용 상황에 대해 인덱스 65개가 다양하게 활용될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 예를 들면 가장 먼 거리에 위치한 세 개의 사용 상황(예: 사용이 없는 경우(711), USB 삽입의 경우(712) 및 손으로 잡은 경우 (713)를 포함하는 삼각형 범위 (710) 내에 65개의 인덱스가 위치하도록 다양한 사용 상황에 대응하는 접지 코드를 변경함으로써, 각 사용 상황에 대응하는 접지 코드의 반사계수를 구하고 접지 코드의 에스 파라미터를 구할 수 있는 정보로 사용된다.
일 실시예에 따르면 튜너(621)에 대한 튜너 코드를 기준 튜너 코드로 설정하고, 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)에 대한 접지 코드를 변경하면서 측정되는 입력 반사 계수(Γi)가 가장 작은 접지 코드 값을 기준 접지 코드로 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 기준 튜너 코드와 기준 접지 코드를 적용하고, 다양한 사용 상황에 대한 입력 반사 계수를 측정하고 인덱스 그래프에 대응시켜 인덱스[0]에 대응하는 사용이 없는 경우로부터 거리가 가장 멀고 상호간 각각의 거리가 가장 큰 2개 또는 그 이상의 사용 상황을 선택할 수 있다. 예를 들어 도 7a에서 사용이 없는 상황(701)에 대해 거리가 가장 큰 USB 삽입 상황 (703) 및 손으로 잡은 상황 (705)가 선택될 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 사용이 없는 상황(701)에 추가로 USB 삽입 상황 (703) 및 손으로 잡은 상황 (705)을 포함하는 3개의 사용 상황에 대한 각각의 입력 반사 계수와 기준 튜너 코드의 에스 파라미터를 이용하여 3개의 사용 상황에 대한 출력 반사 계수를 다음의 수학식 3을 사용하여 각각 획득할 수 있다.
Figure pat00003
여기서 S11, S12, S21, S22는 튜너(621)의 에스 파라미터 값이며 입력 반사 계수(Γi)로서 각각 3개의 사용 상황에 대한 입력 반사 계수를 적용함으로써 3개의 사용 상황에 대한 출력 반사 계수(ΓL)를 산출할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 튜너(621)에 대해 기준 튜너 코드를 적용하고, 3개의 사용 상황에 대한 입력 반사 계수 및 상기 산출된 출력 반사 계수를 이용하여 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)의 접지 코드를 변경하면서 다음의 수학식 4에 기초하여 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)에 대한 에스 파라미터를 계산할 수 있다. 에스 파라미터의 S'11, S'12, S'21*S'22 총 3가지의 변수를 접지 코드별로 구하기 위해서는 3가지 조건의 입력 반사 계수(Γi), 출력 반사 계수(ΓL)가 필요할 수 있다.
Figure pat00004
여기서, S'11, S'12, S'21, S'22는 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)의 에스 파라미터 값으로서, 3개의 사용 상황에 대한 입력 반사 계수(Γi)와 출력 반사 계수(ΓL)를 적용함으로써 산출할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 도 7b의 인덱스 그래프에서 특정 반사계수에 대응하는 각각의 인덱스에 대해, 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)의 에스 파라미터를 변경하면서 각각 산출되는 입력 반사 계수가 가장 작은 접지 코드 값을 다음의 수학식 5에 기초하여 최적의 접지 코드로 선정하여 각각의 인덱스에 저장할 수 있다.
Figure pat00005
여기서, S'11, S'12, S'21, S'22는 적어도 하나의 접지 제어기(623-1, 623-2)의 에스 파라미터 값으로서, 지정된 출력 반사 계수(ΓL) 각각에 대해 입력 반사 계수(Γi)가 가장 작게 계산되는 접지 코드 값을 최적의 접지 코드로서 각각 산출할 수 있다.
상술한 실시예에서 전자 장치(200)의 사용이 없는 상황을 포함한 3개의 사용 상황을 선택하는 것은 일 예로서 선택되는 상황과 그 개수는 특정 반사계수에 대응하는 인덱스의 개수만큼이며 그 수는 한정되지 않는다. 예를 들면 4개 또는 그 이상의 사용 상황이 선택될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(200))는 안테나(예: 도 2의 안테나(225)), 안테나 튜너(예: 도 2의 안테나 튜너(221)), 송수신기(예: 도 2의 송수신기(217)), 상기 안테나 튜너와 전기적으로 연결되어 임피던스 매칭을 수행에 따른 전력 증폭을 수행하는 전력 증폭기(예: 도 2의 전력 증폭기(213)) 및 상기 송수신기, 상기 안테나 튜너 및 상기 전력 증폭기와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(211))를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 송수신기의 신호 경로에 상기 안테나와 연결된 상기 안테나 튜너에 대해 기준 튜너 코드를 설정하여 안테나 반사 계수를 확인하고, 상기 확인된 안테나 반사 계수의 변화 여부 및 상기 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하고 상기 안테나의 임피던스 매칭을 수행하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 안테나 반사 계수를 종전 안테나 반사 계수와 비교하고, 상기 비교 결과 차이가 있는 경우, 상기 안테나 튜너의 제1 스위치의 온 또는 오프 여부에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하도록 설정 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 스위치가 온인 경우, 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터를 기존 값으로 유지하고, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치의 온 또는 오프, 및 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 가변 커패시터 중 적어도 하나의 전압 변동에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하도록 설정 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 스위치가 오프인 경우, 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터를 최대 전압으로 유지하고, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치의 온 또는 오프, 및 제2 가변 커패시터의 전압 변동 중 적어도 하나에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하도록 설정 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 비교 결과 차이가 없는 경우, 상기 안테나 튜너의 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터의 전압 변동에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 업데이트 하도록 설정 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 비교 결과에 따라 차이가 있는 경우 및 차이가 없는 경우의 상기 튜너 코드 업데이트 동작은 각각 서로 다른 주기에 확인된 상기 안테나 반사 계수에 기초하여 수행하도록 설정 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 안테나 튜너에 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 안테나의 신호 경로에 연결된 적어도 하나의 접지제어기의 접지 코드를 선정하도록 설정 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 적어도 하나의 반사 계수를 측정하여 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 기준 접지 코드를 결정하고, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 상기 기준 접지 코드를 적용하고, 복수의 사용 상황에 대한 반사 계수를 각각 측정하고, 상기 복수의 사용 상황에 대한 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 에스 파라미터를 산출하고, 상기 접지제어기의 상기 에스 파라미터 및 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 상기 접지 제어기의 상기 접지 코드를 결정하도록 설정 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 접지 제어기의 상기 에스 파라미터 및 상기 접지 코드를 각각 저장하도록 설정 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 선정된 접지 코드를 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 적용하고, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하여 상기 반사 계수를 확인하고, 상기 확인된 반사 계수의 변화 여부에 따라 상기 안테나 튜너의 상기 적어도 하나의 구성 요소의 동작 여부에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 업데이트하도록 설정될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 안테나 임피던스 매칭 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 안테나 임피던스를 매칭하기 위한 흐름도이다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(200) 일 수 있다. 이하에서 도 8의 적어도 일부 동작에 대한 설명에서, 이상에서 상술한 도면들을 참조하여 설명한 부분은 생략될 수 있다.
일 실시예에 따르면 전자 장치(200)에서 프로세서(예: 도 2의 프로세서(211))는 동작 801에서 안테나(예: 도 2의 안테나(225))의 신호 경로에 연결된 안테나 튜너(예: 도 2의 안테나 튜너(221))를 기준 튜너 코드로 설정하고 안테나 반사 계수(예: 안테나 임피던스)를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 동작 803에서 확인된 안테나 반사 계수의 변화 여부 및 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작 여부에 기초하여 설정된 방식으로 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하여 업데이트하여 안테나의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 예를 들면 프로세서는 확인된 안테나 반사 계수를 종전 안테나 반사 계수와 비교할 수 있으며, 비교 결과 차이가 있는 경우에는, 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소(예: 제1 스위치(S1))의 동작(예: 온 또는 오프) 여부에 기초하여 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산할 수 있다. 예를 들어 제1 스위치(S1)는 송수신 신호의 전송 선로에 직렬 연결된 스위치일 수 있다.
프로세서는 제1 스위치(S1)가 온인 경우, 상기 제1 스위치(S1)와 병렬 연결된 제1 가변 커패시터(P1)를 기존 값으로 유지하고, 제1 스위치(S1)와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치(S2, S3 및 S4)의 온 오프 동작 및 상기 적어도 하나의 다른 스위치(S2, S3, S4 또는 S5)를 통해 연결되는 제2 가변 커패시터(P2)의 값 들의 조합에 대응하는 에스 파라미터에 기초하여 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산할 수 있다.
프로세서는 제1 스위치(S1)가 오프인 경우, 상기 제1 스위치(S1)와 병렬 연결된 제1 가변 커패시터(P1)를 최대 큰 값으로 유지하고, 제1 가변 커패시터(P1)와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치(S2, S3 및 S4)의 온 오프 동작 및 상기 적어도 하나의 다른 스위치(S2, S3, S4 또는 S5)를 통해 연결되는 제2 가변 커패시터(P2)의 값 들의 조합에 대응하는 에스 파라미터를 기초하여 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 확인된 안테나 반사 계수를 종전 안테나 반사 계수와 비교하여 비교 결과 차이가 없는 경우에는, 기존 튜너 코드에서 제 1가변 캐패시터(P1)의 값들의 조합에 대응하는 에스 파라미터에 기초하여 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산할 수 있다.
상술한 바와 같은 안테나 반사 계수의 확인과 종전 안테나 반사 계수와의 비교 및 이에 따른 튜너 코드 업데이트 동작들은 각각 서로 다른 하나의 주기(예: 1초 주기) 내에서 수행될 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 임피던스 매칭을 위한 접지 코드 산출 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 안테나 임피던스를 매칭하기 위한 흐름도이다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 또한 도 9의 동작들은 도 8의 동작들에 대해 추가적으로 또는 대체적으로 수행될 수 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(200) 일 수 있다. 이하에서 도 9의 적어도 일부 동작에 대한 설명에서, 이상에서 상술한 도면들을 참조하여 설명한 부분은 생략될 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서(예: 도 2의 프로세서(211))는 안테나 튜너(예: 도 2의 안테나 튜너(221) 또는 도 6의 안테나 튜너(621))에 기준 튜너 코드를 적용하고, 안테나(예: 도 2의 안테나(225) 또는 도 6의 안테나(625))의 신호 경로에 연결된 적어도 하나의 접지 제어기(예: 도 2의 접지 제어기(213) 또는 도 6의 접지 제어기(623-1, 623-2))의 접지 코드를 선정할 수 있다.
일 실시예에 따르면 동작 901에서 프로세서는 접지 코드 선정을 위해, 안테나 튜너에 기준 튜너 코드를 적용하고, 반사 계수를 측정하여, 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 기준 접지 코드를 결정할 수 있다. 예를 들면 튜너의 튜너 코드를 기준 튜너 코드로 고정하고, 적어도 하나의 접지 제어기(523-1, 623-2)의 접지 코드를 변경하면서 입력 반사 계수(Γi)를 측정하여, 입력 반사 계수(Γi)가 가장 작은 접지 코드 값을 기준 접지 코드로 결정할 수 있다.
또한 프로세서는 동작 903에서 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 기준 접지 코드를 적용하고, 복수의 사용 상황에 대한 반사 계수를 각각 측정할 수 있다. 다양한 사용 상황은 예를 들어 전자 장치에 대한 사용이 없는 경우(free), 전자 장치에 케이스를 장착하는 경우, 전자 장치에 USB를 삽입한 경우, 전자 장치를 무선 충전하는 경우, 전자 장치를 손으로 잡는 경우, 전자 장치를 손가락으로 터치 입력하는 경우를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 동작 905에서 상기 복수의 사용 상황에 대한 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 적어도 하나의 접지 제어기의 에스 파라미터를 산출할 수 있다. 예를 들면 복수의 사용 상황 각각에 대한 입력 반사 계수를 측정하고 해당 상황의 기준 튜너 코드와 튜너의 에스 파라미터를 사용하여 출력 반사 계수를 산출할 수 있다. 예를 들면 복수의 사용 상황 각각에 대한 기준 튜너 코드 및 튜너의 에스 파라미터 적용에 따라 측정된 상기 입력 반사 계수와 산출된 상기 출력 반사 계수를 사용하여, 적어도 하나의 접지 제어기의 에스 파라미터를 산출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 동작 907에서 적어도 하나의 접지 제어기의 산출된 에스 파라미터 및 측정된 반사 계수에 기초하여 복수의 사용 상황 각각에 대한 적어도 하나의 접지 제어기의 접지 코드를 결정할 수 있다. 예를 들면 프로세서는 지정된 출력 반사 계수에 대해 적어도 하나의 접지 제어기의 에스 파라미터를 변경하면서 각각 산출되는 입력 반사 계수가 가장 작게 되는 접지 코드 값을 최적의 접지 코드로 각각 선정할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 적어도 하나의 접지 제어기의 복수의 사용 상황에 대한 산출된 에스 파라미터 및 산출된 접지 코드를 각각 메모리(예: 도 2의 메모리(212))에 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 상기 선정된 접지 코드를 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 적용하고, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하여 안테나의 반사 계수를 확인하고, 확인된 반사 계수가 종전 반사 계수와의 일치 여부에 따라 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소(예: 제1 스위치(S1) 또는 제1 커패시터(P1))의 동작에 기초하여 설정된 방식으로 안테나 튜너의 튜너 코드를 업데이트할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 안테나 임피던스 매칭 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 안테나 임피던스를 매칭하기 위한 흐름도이다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(200) 일 수 있다. 이하에서 도 10의 적어도 일부 동작에 대한 설명에서, 이상에서 상술한 도면들을 참조하여 설명한 부분은 생략될 수 있다.
일 실시예에 따르면 전자 장치(200)의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(211))는, 지정된 시간 주기(예: 1초) 간격으로 튜너블 코드를 업데이트할 수 있다. 튜너블 코드는 접지 코드와 튜너 코드를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서(211)는 하나의 주기 내에서 1차로 입력 반사 계수(Γi)를 측정하고 출력 반사 계수(ΓL)를 계산하여 접지 코드를 업데이트하고, 업데이트된 접지 코드에 기반하여 2차로 입력 반사 계수(Γi ')를 측정하고 출력 반사 계수(ΓL ')를 계산하여 튜너 코드를 업데이트함으로써 하나의 주기 내에서 튜너블 코드를 업데이트 할 수 있다. 하나의 주기 내에서 1차 측정 및 2차 측정은 지정된 시간 간격으로 수행될 수 있다.
프로세서는 초기 제1 주기가 시작되면, 동작 1001에서, 1차로 튜너에 대해 기준 튜너 코드를 설정하고 접지 제어기에 대해 기준 접지 코드를 설정하여, 입력 반사 계수(Γi)를 측정하고 이로부터 출력 반사 계수(ΓL)를 계산할 수 있다.
프로세서는 동작 1003에서 계산된 출력 반사 계수(ΓL)에 대한 인덱스 그래프 상의 거리를 산출하고 가장 근접한 인덱스를 선택할 수 있으며, 동작 1005에서 선택된 인덱스에 대해 룩업 테이블을 참조하여 대응하는 접지 코드를 최적의 접지 코드로서 업데이트 할 수 있다.
프로세서는, 동작 1007에서, 2차로 튜너에 대해 기준 튜너 코드를 적용하고 업데이트된 접지 코드를 적용하여 입력 반사 계수(Γi ')를 측정하고 출력 반사 계수(ΓL ')를 계산할 수 있다. 2차 측정은, 제1 주기 내(예: 1초)에서 1차 측정 시점으로부터 예를 들어 100ms 경과 시점에 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 튜너 코드를 업데이트할 수 있다.
프로세서는, 동작 1009에서, 1차 시점에 계산된 출력 반사 계수(ΓL)와 2차 시점에 계산된 출력 반사 계수(ΓL ')가 변화하였는지 여부를 판단할 수 있다.
프로세서는, 제 1주기의 1차 시점에 계산된 출력 반사 계수(ΓL ')와 제 2주기의 1차 시점에 계산된 출력 반사 계수(ΓL)가 서로 다른 경우, 동작 1011에서 튜너의 제1 스위치가 온 또는 오프가 필요한 반사 계수의 좌표인지 확인할 수 있다. 튜너의 제1 스위치는 튜너의 송수신 신호 라인에 직렬 연결된 스위치일 수 있다.
프로세서는 동작 1011에서 제1 스위치(S1)가 온인 것으로 확인된 경우, 동작 1013으로 진행하여, 제1 스위치(S1)와 병렬 연결된 제1 가변 커패시터(P1)를 기존 값으로 유지하고, 제1 스위치(S1)와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치(S2, S3 및 S4)의 온 오프 동작 및 상기 적어도 하나의 다른 스위치(S2, S3, S4 또는 S5)를 통해 연결되는 제2 가변 커패시터(P2)의 값 변동 중 적어도 하나에 기초하여 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산할 수 있다.
프로세서는 동작 1011에서 제1 스위치(S1)가 오프인 것으로 확인된 경우, 동작 1015로 진행하여, 상기 제1 스위치(S1)와 병렬 연결된 제1 가변 커패시터(P1)를 최대 값으로 유지하고, 제1 스위치(S1)와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치(S2, S3 및 S4)의 온 오프 동작 및 상기 적어도 하나의 다른 스위치(S2, S3, S4 또는 S5)를 통해 연결되는 제2 가변 커패시터(P2)의 전압 변동 중 적어도 하나에 기초하여 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면 프로세서는 동작 1009에서 1차 시점에 계산된 출력 반사 계수(ΓL)와 2차 시점에 계산된 출력 반사 계수(ΓL ')가 비교 결과 차이가 없는 경우에는, 동작 1017에서 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소(예: 제1 커패시터(P1))의 동작(예: 전압 변동)에 기초하여 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하여 업데이트할 수 있다.
상술한 바와 같은 동작 1009에서의 1차 시점에 계산된 출력 반사 계수(ΓL)와 2차 시점에 계산된 출력 반사 계수(ΓL ')가 비교 결과에 따라 분기되어 수행되는 동작 1011 및 동작 1017은 각각 서로 다른 주기에 수행될 수 있다.
상술한 바와 같은 동작들이 수행됨에 따라 튜너 코드 및/또는 접지 코드가 업데이트된 이후 다음 주기가 시작되면, 업데이트된 튜너 코드 및 접지 코드 값을 유지하고, 반사 계수 측정 시점(1ms) 중 1차 시점에서는 기준 접지 코드와 기준 튜너 코드가, 2차 시점에서는 수정 접지 코드와 기준 튜너 코드가 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(200))의 동작 방법은 안테나(예: 도 2의 안테나(225))의 신호 경로에 연결된 안테나 튜너(예: 도 2의 안테나 튜너(221))에 대해 기준 튜너 코드를 적용하고 안테나 반사 계수를 확인하는 동작 및 상기 확인된 안테나 반사 계수의 변화 여부 및 상기 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하고 상기 안테나의 임피던스 매칭을 수행하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 안테나 반사 계수를 종전 안테나 반사 계수와 비교하는 동작 및 상기 비교 결과 차이가 있는 경우, 상기 안테나 튜너의 제1 스위치의 온 또는 오프 여부에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하는 동작을 더 포함 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 스위치가 온인 경우, 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터를 기존 값으로 유지하고, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치의 온 또는 오프, 및 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 가변 커패시터의 전압 변동 중 적어도 하나에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하는 동작을 더 포함 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 스위치가 오프인 경우, 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터를 최대 전압으로 유지하고, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치의 온 또는 오프, 및 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 가변 커패시터의 전압 변동 중 적어도 하나에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하는 동작을 더 포함 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 비교 결과 차이가 없는 경우, 상기 안테나 튜너의 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터의 전압 변동에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 업데이트 하는 동작을 더 포함 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 비교 결과에 따라 차이가 있는 경우 및 차이가 없는 경우의 상기 튜너 코드 업데이트 동작은 각각 서로 다른 주기에 확인된 상기 안테나 반사 계수에 기초하여 수행될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 안테나 튜너에 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 안테나의 신호 경로에 연결된 적어도 하나의 접지제어기의 접지 코드를 선정하는 동작을 더 포함 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 접지 코드 선정 동작은, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 적어도 하나의 반사 계수를 측정하여 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 기준 접지 코드를 결정하는 동작, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 상기 기준 접지 코드를 적용하고, 복수의 사용 상황에 대한 반사 계수를 각각 측정하는 동작, 상기 복수의 사용 상황에 대한 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 에스 파라미터를 산출하는 동작 및 상기 접지제어기의 상기 에스 파라미터 및 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 상기 접지 제어기의 상기 접지 코드를 결정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 접지 제어기의 상기 에스 파라미터 및 상기 접지 코드를 각각 저장하는 동작을 더 포함 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 선정된 접지 코드를 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 적용하고, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하여 상기 반사 계수를 확인하는 동작 및 상기 확인된 반사 계수의 변화 여부에 따라 상기 안테나 튜너의 상기 적어도 하나의 구성 요소의 동작 여부에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 업데이트하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    안테나;
    안테나 튜너;
    송수신기;
    상기 안테나 튜너와 전기적으로 연결되어 임피던스 매칭을 수행에 따른 전력 증폭을 수행하는 전력 증폭기; 및
    상기 송수신기, 상기 안테나 튜너 및 상기 전력 증폭기와 작동적으로 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 송수신기의 신호 경로에 상기 안테나와 연결된 상기 안테나 튜너에 대해 기준 튜너 코드를 설정하여 안테나 반사 계수를 확인하고,
    상기 확인된 안테나 반사 계수의 변화 여부 및 상기 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하고 상기 안테나의 임피던스 매칭을 수행하도록 설정된 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 안테나 반사 계수를 종전 안테나 반사 계수와 비교하고,
    상기 비교 결과 차이가 있는 경우, 상기 안테나 튜너의 제1 스위치의 온 또는 오프 여부에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하도록 설정된 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 스위치가 온인 경우, 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터를 기존 값으로 유지하고, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치의 온 또는 오프, 및 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 가변 커패시터 중 적어도 하나의 전압 변동에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하도록 설정된 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 스위치가 오프인 경우, 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터를 최대 전압으로 유지하고, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치의 온 또는 오프, 및 제2 가변 커패시터의 전압 변동 중 적어도 하나에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하도록 설정된 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 비교 결과 차이가 없는 경우, 상기 안테나 튜너의 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터의 전압 변동에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 업데이트 하도록 설정된 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 비교 결과에 따라 차이가 있는 경우 및 차이가 없는 경우의 상기 튜너 코드 업데이트 동작은 각각 서로 다른 주기에 확인된 상기 안테나 반사 계수에 기초하여 수행하도록 설정된 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 안테나 튜너에 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 안테나의 신호 경로에 연결된 적어도 하나의 접지제어기의 접지 코드를 선정하도록 설정된 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 적어도 하나의 반사 계수를 측정하여 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 기준 접지 코드를 결정하고,
    상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 상기 기준 접지 코드를 적용하고, 복수의 사용 상황에 대한 반사 계수를 각각 측정하고,
    상기 복수의 사용 상황에 대한 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 에스 파라미터를 산출하고,
    상기 접지제어기의 상기 에스 파라미터 및 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 상기 접지 제어기의 상기 접지 코드를 결정하도록 설정된 장치.
  9. 제8항에 있어서
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 접지 제어기의 상기 에스 파라미터 및 상기 접지 코드를 각각 저장하도록 설정된 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 선정된 접지 코드를 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 적용하고, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하여 상기 반사 계수를 확인하고,
    상기 확인된 반사 계수의 변화 여부에 따라 상기 안테나 튜너의 상기 적어도 하나의 구성 요소의 동작 여부에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 업데이트하도록 설정된 장치.
  11. 안테나를 구비하는 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 안테나의 신호 경로에 연결된 안테나 튜너에 대해 기준 튜너 코드를 적용하고 안테나 반사 계수를 확인하는 동작; 및
    상기 확인된 안테나 반사 계수의 변화 여부 및 상기 안테나 튜너의 적어도 하나의 구성 요소의 동작에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 튜너 코드를 계산하고 상기 안테나의 임피던스 매칭을 수행하는 동작;을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안테나 반사 계수를 종전 안테나 반사 계수와 비교하는 동작; 및
    상기 비교 결과 차이가 있는 경우, 상기 안테나 튜너의 제1 스위치의 온 또는 오프 여부에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하는 동작;을 더 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 스위치가 온인 경우, 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터를 기존 값으로 유지하고, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치의 온 또는 오프, 및 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 가변 커패시터의 전압 변동 중 적어도 하나에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하는 동작;을 더 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 스위치가 오프인 경우, 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터를 최대 전압으로 유지하고, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 적어도 하나의 다른 스위치의 온 또는 오프, 및 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 가변 커패시터의 전압 변동 중 적어도 하나에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 계산하는 동작을 더 포함하는 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 비교 결과 차이가 없는 경우, 상기 안테나 튜너의 상기 제1 스위치와 직렬 연결된 제1 가변 커패시터의 전압 변동에 기초하여 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 업데이트 하는 동작을 더 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 비교 결과에 따라 차이가 있는 경우 및 차이가 없는 경우의 상기 튜너 코드 업데이트 동작은 각각 서로 다른 주기에 확인된 상기 안테나 반사 계수에 기초하여 수행되는 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 안테나 튜너에 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 안테나의 신호 경로에 연결된 적어도 하나의 접지제어기의 접지 코드를 선정하는 동작을 더 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 접지 코드 선정 동작은,
    상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 적어도 하나의 반사 계수를 측정하여 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 기준 접지 코드를 결정하는 동작;
    상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하고 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 상기 기준 접지 코드를 적용하고, 복수의 사용 상황에 대한 반사 계수를 각각 측정하는 동작;
    상기 복수의 사용 상황에 대한 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 상기 적어도 하나의 접지 제어기의 에스 파라미터를 산출하는 동작; 및
    상기 접지제어기의 상기 에스 파라미터 및 상기 측정된 반사 계수에 기초하여 상기 접지 제어기의 상기 접지 코드를 결정하는 동작;을 더 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서
    상기 접지 제어기의 상기 에스 파라미터 및 상기 접지 코드를 각각 저장하는 동작을 더 포함하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 선정된 접지 코드를 상기 적어도 하나의 접지 제어기에 적용하고, 상기 안테나 튜너에 상기 기준 튜너 코드를 적용하여 상기 반사 계수를 확인하는 동작; 및
    상기 확인된 반사 계수의 변화 여부에 따라 상기 안테나 튜너의 상기 적어도 하나의 구성 요소의 동작 여부에 기초하여 설정된 방식으로 상기 안테나 튜너의 상기 튜너 코드를 업데이트하는 동작을 더 포함하는 방법.
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