KR950007969B1

KR950007969B1 - 무선통신 장치의 안테나 정합회로 및 방법

Info

Publication number: KR950007969B1
Application number: KR1019920022205A
Authority: KR
Inventors: 홍충식
Original assignee: 삼성전자주식회사; 정용문
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1995-07-21
Also published as: KR940012880A

Abstract

내용 없음.

Description

무선통신 장치의 안테나 정합회로 및 방법

제1도는 종래의 안테나 정합회로도.

제2도는 본 발명에 따른 안테나 정합회로도.

제3도는 본 발명에 따른 안테나 정합을 조정하는 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101, 102 : 제1-제2결합소자 103 : 다이오드

104 : 증폭기 105 : 정류기

106 : A/D변환기 107 : CPU

108 : 인덕터 109, 112 : 저항

110 : 바랙터 다이오드 111 : 캐패시터

113 : 안테나 114 : 송수신 정합회로

115 : 메모리

본 발명은 무선통신 장치의 안테나 정합회로 및 방법에 관한 것으로, 특히 안테나의 특성 변화를 감지하여 자동으로 안테나 정합을 자동으로 조정하는 안테나 정합회로 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무선전화기나, 코드리스폰과 같은 휴대장치의 안테나는 사용하는 인체와의 거리, 인체의 크기 또는 사용중인 위치에 따라 특성이 변화하므로 안테나 정합을 이루어야 한다.

제1도는 종래의 안테나 정합회로도로러, 송수신 정합장치로부터 출력된 무선통신 신호와 안테나(203)를 통하여 수신된 무선수신 신호는 인덕터(201) 및 캐패시터(202)에 의해 정해진 임피던스 매칭이 되어 고정된 안테나 정합이 이루어진다.

상기와 같은 종래의 안테나 정합회로는 상기 인덕터(201) 및 캐패시터(202)가 고정된 값을 갖게 되므로 항상 일정한 값으로 안테나 정합이 이루어지게 된다. 그러므로 안테나의 특성이 변화됨에 따라 최적의 정합상태를 이루지 못하게 되어 통달거리가 떨어지고 통화감도가 현저하게 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 안테나의 특성 변화에 따라 최적의 정합상태를 유지하도록 안테나 정합상태를 조정하는 안테나 정합회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 안테나의 특성 변화를 감지하여 자동으로 정합상태를 조정하는 안테나 정합회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 안테나 특성변화에 따라 정합상태를 조정하여 통화감도를 향상시키는 안테나 정합회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 첨부하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 안테나 정합회로도로서, 송수신 정합회로(114)로부터 출력된 송신전력 신호나 안테나(312)로부터 수신된 수신전력 신호를 공간적 결합에 의해 유기시키는 제1-제2결합소자(101, 102)와, 상기 제1-제2결합소자(101, 102)로 유기된 전력으로부터 반사파 전력을 검출하는 다이오드(103)와, 상기 다이오드(103)에서 검출된 반사파를 소정증폭 출력하는 증폭기(104)와, 상기 증폭기(104)에서 증폭된 반사파 신호를 정류하여 출력하는 정류기(105)와, 상기 정류기(105)에서 정류한 반사파 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환기(106)와, 상기 A/D변환기(106)에서 디지탈 신호로 변환한 반사파 신호를 입력하여 반사파의 양에 다라 안테나(113)의 정합상태를 조정하기 위한 PWM신호를 발생하는 CPU(107)와, 초기 PWM 신호를 저장하고 있으며 상기 CPU(107)의 제어하에 세트된 PWM 신호값을 수신하여 일시적으로 저장하며, 상기 CPU(107)의 제어에 의해 상기 저장된 신호를 억세스하는 메모리(115)와, 상기 CPU(107)로부터 정합상태를 조정하기 위한 PWM 신호를 입력하여 노이즈를 제거하고 DC전압으로 변환하는 저항(112) 및 캐패시터(111)로 구성된 필터와, 상기 필터에서 노이즈가 제거된 PWM 신호를 받아 캐패시턴스값을 변화시켜 상기 안테나(113)로부터 수신한 수신신호와 상기 송수신 정합회로(114)로부터 출력된 송신신호에 대하여 상기 안테나(113)의 특성변화에 따라 정합상태를 조정하는 인덕터(108) 및 바랙터 다이오드(110)로 이루어진 정합 조정부로 구성된다.

제2도는 본 발명에 따른 안테나 정합을 조정하는 흐름도로서, 무선신장치의 송수신 신호로부터 반사파를 검출하는 반사파 검출과정과, 상기 반사파 검출과정에서 검출한 반사파 신호를 측정하여 상기 반사파 신호에 대응하는 PWM 신호를 발생하여 최적의 안테나 정합상태로 조정하는 안테나 정합 조정 과정으로 이루어진다.

상술한 구성에 의거 본 발명의 바람직한 일실시예를 제2도 및 제3도를 참조하여 상세히 설명한다.

반사파 검출수단(116)은 일반적인 SWR(Standing Wave Ratio) 지시계에서 사용하는 방법으로써, 송수신 정합회로(114)로부터 출력된 무선송신 신호가 반사파 검출부(115)과 안테나 정합부(116)을 통하여 안테나(113)에 인가된다. 이때 안테나 정합이 이상적으로 되어 있는 경우는 상기 안테나(113)에 전달된 전력이 모두 공기중으로 방사되나 현실적으로이상적인 정합상태가 이루어지지 않기 때문에 상기 안테나(113)에 전달된 전력의 일부가 회로로 다시 반사되는데 이를 반사파라 한다. 상기 반사파는 PCB(Printed Circuit Board)상의 패턴으로 구성도어 있는 제1결합소자(101)를 통과하게 된다. 상기 제1결합소자(101)를 통해 유기된 전력은 공간적 결합에 의해 제2결합소자(102)로 유기된다. 상기 제2결합소자(102)로 유기된 전력은 안테나(113)로 공급되는 정상적인 진행파와 반사된 반사파 모두를 포함하고 있는데 다이오드(103)을 이용하여 반사된 반사파 전력만을 검출하게 되다.

이때 상기 다이오드(103)으로부터 검출된 신호는 미약하기 때문에 증폭기(104)를 이용하여 전력증폭을 한 다음 정류기(105)로 정류하여 DC전압으로 변환시키게 된다. 따라서 반사파가 많을때 즉, 안테나 정합상태가 좋지않을때는 높은 전압의 DC가 생성되며, 반사파가 적을때 즉, 안테나 정합상태가 좋을때는 낮은 전압의 DC가 생성된다.

상기 정류기(105)에서 정류된 DC전압의 변화는 CPU(107)가 바로 인식할 수 없기 때문에 이를 A/D변환기(106)을 이용하여 디지탈(Digital) 데이타값으로 변환시키게 된다.

상기 A/D변환기(106)에서 디지탈 변환된 데이타값을 입력단자(P1)로 입력하는 CPU(107)는 상기 입력한 반사파양을 분석하여 현재의 정합상태를 판단한다.

그리고 상기 CPU(107)에서는 출력단자(P2)를 통해 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 출력하게 되는데 상기 PWM 신호는 무선전화기에서 범용으로 사용되는 CPU를 사용하여 제공하게 된다. 상기 CPU(107)로부터 출력된 PWM 신호는 안테나 정합수단(117)으로 인가된다.

상기 안테나 정합 조정수단(117)은 고정 인덕터(108), 바랙터 다이오드(110) 및 저항(109, 112), 캐패시터(111)로 구성되어 있다.

상기 CPU(107)의 출력단자(P2)로부터 출력된 PWM 신호는 저항(112)와 캐패시터(111)에 의하여 DC전압으로 변환된다. 이때 노드(1)로 인가된 DC전압은 상기 CPU(107)에서 추력된 PWM 신호의 펄스폭에 의하여 변화된다. 상기 펄스폭은 CPU(107)의 데이타값에 의하여 결정된다.

상기 노드(1)로 인가된 DC전압은 저항(109)을 통하여 바랙터 다이오드(110)에 인가되어 상기 바랙터 다이오드(110)의 역전압을 결정하게 된다.

이때 상기 저항(109)은 무선 신호의 손실을 막기위해 대단히 큰값(예 : 수백 kΩ)을 사용하게 된다. 상기 바랙터 다이오드(110)는 상기 인가된 역전압에 따라 캐패시턴스 값을 변화시키게 된다.

즉, 고정 인덕터(108)와 바랙터 다이오드(110)에 의해 상기 노드(1)로 인가되는 전압에 따라 정합상태가 조정이 되는 것이다.

상기와 같이 상기 CPU(107)가 반사파 검출신호를 받아 정합상태를 조정하기 위한 PWM 데이타를 발생하는 동작을 제3도에서 살펴보면 조정프로그램을 시작하면 상기 CPU(107)는 (31)단계에서 메모리(115)로부터 저장되어 있는 초기데이타 값을 읽어들이고 (32)단계에서 상기 CPU(107)의 출력단자(P2)로 해당하는 PWM 신호를 출력한다. 상기 PCU(107)에서 상기 출력단자(P2)를 통해 초기 PWM 신호를 출력하면 상기 PWM 신호는 전술한 안테나 정합조정수단(117)로 인가되어 정합이 이루어진다. 이때 전술한 상기 반사파검출수단(116)에서는 반사파신호를 검출하여 출력하게 된다.

그러면 33단계에서 CPU(107)는 상기 검출한 반사파 신호를 입력단자(P1)을 통해 입력하여 메모리(115)에 저장한다.

이후 상기 CPU(107)는 (34)단계에서 출력단자(P2)를 통해 출력시키는 PWM 신호를 기존보다 10% 증가시켜 출력한다.

그리고 CPU(107)는 (35)단계에서 입력단자(P1)을 통해 입력된 반사파 신호가 기존값보다 작은가 검사하여 작으면 다시 상기 (34)단계로 돌아간다. 그러나 상기 (35)단계에서 상기 입력단자(P1)를 통해 입력되는 반사파 신호가 기존값보다 같게 되면 (36)단계에서 출력단자(P2)를 통해 출력되는 PWM 신호를 기존보다 5% 감소시켜 출력하고 상기 (35)단계로 되돌아간다. 이렇게하여 통신이 종료될 때까지 루프를 계속돌게 되어 안테나 정합을 최적상태를 조정한다.

상술한 바와같이 무선통신 장치에서 안테나 특성 변화에 따라 정합상태를 자동으로 조정하여 최적의 정합상태를 유지토록 함으로, 통달거리를 증대시킬 수 있으며, 또한 통화감도를 향상시켜 무선통신 장치의 통화품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

무선 통신 장치의 안테나 정합회로에 있어서, 송신전력 신호나 수신전력 신호로부터 반사파 신호를 검출하는 반사파 검출수단과, 상기 반사파 검출수단에서 검출한 반사파 신호를 입력하여 상기 입력한 반사파의 양에 따라 안테나 정합상태를 조정하기위한 PWM 신호를 발생하는 정합 조정 제어수단과, 상기 정합 조정 제어수단에서 발생한 PWM 신호를 입력하여 캐패시턴스 값을 변화시켜 정합 상태를 조정하는 안테나 정합 조정수단으로 구성함을 특징으로 하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 반사파 검출수단은, 송신전력 신호나 수신전력 신호로부터 수신되는 수신신호 전력을 공간적 결합에 의해 유기시키는 제1-제2결합소자(101, 102)와, 상기 결합소자(101, 102)로 유기된 전력에서 반사파 전력을 검출하는 다이오드(103)와, 상기 다이오드(103)에서 검출된 반사파 신호를 정류하여 출력하는 정류기(105)와, 상기 정류기(105)에서 정류한 반사파 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환기(106)로 구성함을 특징으로 하는 회로.
제1항에 있어서, 상기 안테나 정합 조정수단은, 상기 CPU(107)에서 정합상태 조정 PWM 신호를 입력하여 노이즈를 제거하고 DC전압으로 변환하는 필터와, 상기 필터에서 노이즈가 제거된 DC전압을 받아 캐패시턴스 값을 변화시켜 수신신호나 송신신호에 대하여 정합조정부로 구성함을 특징으로 하는 회로.
제3항에 있어서, 상기 정합 조정부는 바랙터 다이오드(110)와 인덕터(108)로 구성함을 특징으로 하는 회로.
무선통신 장치의 안테나 정합 방법에 있어서, 상기 무선통신 장치의 송신신호나 수신신호로부터 반사파를 검출하는 반사파 검출과정과, 상기 반사파 검출과정에서 검출한 반사파 신호를 측정하여 상기 반사파 신호에 대응하는 PWM 신호를 발생하여 최적의 안테나 정합상태로 조정하는 안테나 정합 조정과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.