KR970000654B1 - Antenna impedance control device of cellular phone - Google Patents

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엘지전자 주식회사
구자홍
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Abstract

The impedance adjusting apparatus is composed of a low noise filtering part(400) eliminating an unnecessary signal from a high frequency signal transmitted from the base station and received through antenna of a communication terminal; a first and a second impedance matching parts(403,404) coupling an impedance of the antenna of a transceiver and an input impedance of a transmit-receive terminal part of an inside of a communication terminal; a matching selection parts(401,402) being connected to both ends of the first and the second impedance matching parts, respectively, to select a suitable first or second impedances matching parts according to the result value of a power comparing part(407), transmitting the signal of the transmitting terminal to the base station through the first and the second impedance matching parts, the low noise filtering part(400) and the antenna, and transmitting radio wave of the base station to the receiving means through a reverse direction path; a circulator(405) transmitting selectively the radio wave of the transmitting terminal or the radio wave which is impedance-matched to be provided to the receiving terminal, to a power measuring part(406) or the first matching selection part(402).

Description

셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절장치Impedance regulator of cell phone antenna

제1도는 일반적인 셀룰라폰의 주위 환경에 따른 안테나 저항값의 변화를 설명하기 위한 도로서,1 is a view for explaining the change in the antenna resistance value according to the ambient environment of a typical cellular phone,

(a)는 안테나 주변에 물체가 없을때의 변화상태를 보인 것이고,(a) shows the state of change when there is no object around the antenna,

(b)는 안테나 주변에 물체가 있을때의 변화상태를 보인 것이다.(b) shows the state of change when there is an object around the antenna.

제2도는 제1도를 보다 구체적으로 설명하기 위한 안테나 송수신 회로도.FIG. 2 is an antenna transmission / reception circuit for explaining FIG. 1 in more detail. FIG.

제3도는 종래 셀룰라폰 안테나의 임피던스 매칭회로도.3 is an impedance matching circuit diagram of a conventional cell phone antenna.

제4도는 본 발명 셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절장치의 구성도.4 is a block diagram of an impedance control device of a cellular phone antenna of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

400 : 저잡음필터부 401 : 제1매칭선택부400: low noise filter 401: first matching selector

402 : 제2매칭선택부 403 : 제1임피던스 매칭부402: second matching selector 403: first impedance matching part

404 : 제2임피던스 매칭부 405 : 서큘레이터404: second impedance matching unit 405: circulator

406 : 전력측정부 407 : 전력비교부406: power measurement unit 407: power comparison unit

본 발명은 셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 주변환경에 따라 변화되는 셀룰라폰 안테나의 저항값 변화를 주변환경에 관계없이 임피던스를 최적으로 조절하여 기지국과 단말기간의 통화율을 최적화 하도록 하는 셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to impedance control of a cellular phone antenna, and more particularly, to optimize a call rate between a base station and a terminal by optimally adjusting the impedance of a resistance value change of a cellular phone antenna that varies according to the surrounding environment regardless of the surrounding environment. It relates to an impedance control device of a cellular phone antenna to be.

일반적으로, 이동통신 시스템에서는 이동국마다 고유번호, 예를들어 이동국의 지역번호에 해당하는 이동인식번호(Mobile Identfication Number ; MINI), 이동국을 셀룰라 시스템에 확인시키는 일련번호(Serial Number ; SN, 이것은 생산자코드(Manufacture's Code ; MFR Code)를 포함한다)를 할당하여 이 고유번호를 근거로 다른 이동국들과 무선통신을 하게 된다.In general, in a mobile communication system, a mobile identification number (MINI) corresponding to a unique number for each mobile station, for example, the area code of the mobile station, and a serial number (SN) for identifying a mobile station to a cellular system, which is a producer A code (including a Manufacturer's Code) is assigned to communicate with other mobile stations based on this unique number.

그러나 이와같은 이동통신 시스템은 전자산업협회(EIA ; Electronic Industries Association)의 호출처리에 규정된 셀룰라 무선통신 단말기의 프로토콜에 의하면 셀룰라 무선통신 단말기가 기지국이 송출하는 호출메세지를 특수한 상황에서 놓칠 수 있어 이 경우가 발생하면 셀룰라 무선통신 단말기를 호출하는데 실패하도록 되어 있다.However, such a mobile communication system, according to the protocol of the cellular radio communication terminal specified in the call processing of the Electronic Industries Association (EIA), may cause the cellular radio communication terminal to miss the call message sent by the base station under special circumstances. When the case occurs, the cellular radio communication terminal is called to fail.

그리고, 셀룰라 무선통신 단말기에서 또다른 큰 문제로 제기되는 것은 송수신 안테나가 주변환경의 영향을 많이 받아 사용자가 쇠나 콘크리트, 물이나 땅으로 둘러쌓인 곳(Shieled Area)에서는 송수신이 거의 불가능하다는 것이다.Another big problem in cellular wireless communication terminals is that the transmit / receive antenna is influenced by the surrounding environment so that it is almost impossible for the user to transmit / receive in a sealed area surrounded by iron, concrete, water or land.

이런 경우는 통화중이 아닌 비통화모드 상태에서 안테나를 닫아 놓거나 집어넣을때 더욱 심하며(Call Waiting 상태), 아예 통화가 시작되지 않은 경우가 흔하다.This is more severe when the antenna is closed or retracted in a non-call mode, not in a call (call waiting state), and the call is not started at all.

상기의 셀룰라폰에 사용되는 안테나는 여러종류가 있는데, 그중 가장 흔한 것은 다이폴(dipole) 안테나의 변형꼴인 모노폴(monopole)안테나이다.There are many kinds of antennas used in the cell phone, the most common of which is a monopole antenna, which is a variation of a dipole antenna.

상기 모노폴 안테나는 보통 접지면(ground plane) 위에서 작동하게 되는데, 셀룰라폰에서는 전화기의 몸체가 접지면의 역할을 하게 된다.The monopole antenna usually operates on a ground plane, in which the body of the phone acts as a ground plane.

상기 셀룰라폰 안테나는 그 안테나의 자체길이, 안테나를 둘러싼 피복의 재질, 셀룰라 전화기 자체의 접지면 역할등에 의해 어느정도 고정적인 안테나 저항값이 결정되지만 셀룰라 전화기(단말기)를 만지는 사람의 손등 인체와 주변 건물등의 영향으로 심한 변화를 일으킬 수 있으며, 이것은 효율적 전파 송수신에 큰 영향을 미치게 된다.The cell phone antenna has a fixed antenna resistance value determined by the length of the antenna itself, the material of the covering surrounding the antenna, and the role of the ground plane of the cellular phone itself, but the human body and surrounding buildings such as the hand of the person touching the cellular phone (terminal) It can cause a severe change under the influence of, etc. This will have a big impact on efficient radio transmission and reception.

제1도는 셀룰라폰 안테나의 주변환경에 의해 그 안테나 저항이 어떻게 변화되는지를 보여주는 것으로서, 제1도의 (a)에서와 같이, 모노폴 안테나(100)의 주변에 아무 물체도 존재하지 않을때에는 그 모노폴 안테나(100)의 입구쪽에서 측정한 임피던스(ZA)는 순수한 저항(R)과 리액턴스(X)로 나타낼 수 있는데, 설계자는 안테나 사이즈등을 변화시켜 임피던스(ZA) 값을 최적화시킬 수 있다.FIG. 1 shows how the antenna resistance is changed by the surrounding environment of the cellular phone antenna. As shown in (a) of FIG. 1, when there is no object around the monopole antenna 100, the monopole antenna Impedance (ZA) measured at the inlet of (100) can be expressed as pure resistance (R) and reactance (X). The designer can optimize the impedance (ZA) value by changing the antenna size.

일예를 들면, 심한 공진(resonance)를 피하고 광대역(broad-band)에서 작동시키기 위하여 리액턴스를 최소화할 수 있다.For example, reactance can be minimized to avoid severe resonances and to operate at broadband.

쉬운 예로써, 상기 모노폴 안테나(100)의 구조가 저항(R)이 50(Ω)이고, 리액턴스(X)가 0(Ω)이 되도록 설계되었다고 하자, 이때 만약 제1도의 (나)에서와 같이, 모노폴 안테나(100)의 방향으로 물체, 즉 금속(101)이 근접해 있다면 모노폴 안테나(100)에 결합될 E 필드(E-field)에 대한 쇼팅 이펙트(shorting effect)로 저항값이 크게 줄게 되어 저항(R)은 5(Ω), 리액턴스(X)는 0(Ω)정도까지 극심하게 변화하게 된다.As an easy example, assume that the structure of the monopole antenna 100 is designed such that the resistance R is 50 (Ω) and the reactance (X) is 0 (Ω), as shown in (B) of FIG. When the object, that is, the metal 101 is in the direction of the monopole antenna 100, the resistance value is greatly reduced due to a shorting effect on the E-field to be coupled to the monopole antenna 100. (R) changes to 5 (Ω) and reactance (X) changes to about 0 (Ω).

이것의 좋은 예로써, 모노폴 안테나(100)를 쇠로 된 책상위에 놓은 경우가 되겠다.A good example of this would be the case where the monopole antenna 100 is placed on a metal desk.

제2도는 제1도를 보다 구체적으로 설명하기 위한 안테나 송수신 회로도이다.FIG. 2 is an antenna transmission / reception circuit diagram for describing FIG. 1 in more detail.

즉, 수신의 경우 단순히 신호소오스(source)를 제너레이터(200)에서 안테나쪽으로 옮기면 된다.That is, in the case of reception, the signal source may be simply moved from the generator 200 toward the antenna.

보통 회로이론에서와 같이, 제너레이터(200)의 임피던스를 안테나의 저항(201) 값과 비교하여 저항(R)은 길고, 리액턴스(X)는 부호가 바뀐채로 같도록 하면 최대의 출력효과를 얻을 수 있는데, 이 조건을 만족시키기 위해 제너레이터(200)와 안테나 저항(201)사이에 매칭통신망 회로부(202)를 접속하여 사용하고 있다.As in the general circuit theory, the impedance of the generator 200 is compared with the value of the resistance of the antenna 201 so that the resistance R is long and the reactance X is the same with the sign changed. In order to satisfy this condition, a matching communication network circuit portion 202 is connected between the generator 200 and the antenna resistor 201.

간단한 예로, 안테나 저항(201)이 R=50, 리액턴스(X)가 -20이고 제너레이터(200)의 저항(203)이 R=50, 리책턴스(X)가 0일 경우 매칭통신망 회로부(202)는 R=0, X=20의 값을 같도록 설계하면 된다.As a simple example, when the antenna resistance 201 is R = 50, the reactance X is -20, and the resistance 203 of the generator 200 is R = 50 and the reactance X is 0, the matching communication network unit 202 It is good to design so that the value of R = 0 and X = 20 may be the same.

보통 고주파회로에서는 전파가 효율적으로 전달되는지 알기 위한 척도로 반사계수를 사용하는데, 안테나와 매칭통신망 회로부(202)를 포함한 회로를 제너레이터(200)에서 보았을 때, 반사계수가 적도록 설계되어야 한다.In general, a high frequency circuit uses a reflection coefficient as a measure to determine whether radio waves are efficiently transmitted. When a circuit including an antenna and a matching communication circuit unit 202 is viewed from the generator 200, the reflection coefficient should be designed to be small.

보통 10dB 미만, 즉 10퍼센트 미만의 전파가 반사되도록 해야하는 것이 기준으로 되어 있다.The standard is to ensure that less than 10 dB, or less than 10 percent, of the radio waves are reflected.

만약 제너레이터(200)로부터의 전파가 매칭통신망 회로부(202)와 안테나를 통과하지 못하고 반사되었을때, 이 손실을 부정합 손실이라고 부르는데, 이 손실을 제거할 수 있다면 그만큼 많은 양의 전파가 단말기(셀 전화기)에서 기지국으로 송출될 수 있으며, 보다 원할한 통화를 가능케 할 것이다.If the radio wave from the generator 200 is reflected without passing through the matching network unit 202 and the antenna, this loss is called a mismatch loss. If the loss can be eliminated, a large amount of radio wave is generated from the terminal (cell phone). ) Can be sent to the base station, allowing for a smoother call.

이 반사된 전파의 양으로부터 현재의 정합상태를 감시할 수 있다.The current matched state can be monitored from the amount of reflected radio waves.

현재, 셀룰라폰의 안테나 정합회로는 고정값을 갖는 수동소자, 즉 집중 인덕터(lumped inductor)와 커패시터로 이루어져 있다.Currently, the antenna matching circuit of a cellular phone consists of a passive element having a fixed value, that is, a lumped inductor and a capacitor.

정합문제를 좀더 능동적으로 대처하기 위한 방법으로는 정합회로내에 트랜지스터와 다이오드 같은 능동소자를 삽입하여 이 소자 또는 소자들에 걸리는 직류 바이어스를 변화시킴으로서, 정합회로의 특성을 원하는 값으로 조절할 수 있다.As a way of more actively coping with the matching problem, the characteristics of the matching circuit can be adjusted to a desired value by inserting active devices such as transistors and diodes into the matching circuit to change the DC bias applied to the device or devices.

그러나, 이런 종류의 액티브 매칭통신망 회로부가 전환시킬 수 있는 저항값은 많은 경우에 극히 국한되어 있으며 안테나 저항이 심하게 변할때에는 적합한 정합을 제공하지 못할 수 있다.However, the resistance values that can be switched by this type of active matching network circuitry are extremely limited in many cases and may not provide adequate matching when the antenna resistance is severely changed.

또한 정합회로의 값이 바이어스에 따라 연속적으로 변할 수 있다는 장점이 있음에도 불구하고 복잡한 바이어스회로와 능동소자의 동작실패 가능성이 응용시 문제의 소지가 있다.In addition, although there is an advantage that the value of the matching circuit can be continuously changed according to the bias, the possibility of operation failure of the complicated bias circuit and the active element has a problem in the application.

이와같이, 현재의 접합회로는 대부분 저렴하고 간단한 구조를 가지고 있으나, 그 값이 고정되어 있어서, 안테나가 가질 수 있는 여러 저항값중에 한 경우만을 충족시켜 좋은 매칭을 공급한다.As such, current junction circuits are mostly inexpensive and simple in structure, but their values are fixed, providing a good match by satisfying only one of the resistance values that an antenna can have.

근래에는 안테니마저도 한개 이상을 사용하는 것이 표준화되어 있으므로 더욱더 매칭문제가 어려워졌으며, 단 한개의 고정값을 갖는 정합회로로서는 환경에 따라 변화하는 안테나 저항을 다루기가 부적합하다.In recent years, even when one or more antennas are standardized, matching problems become more difficult, and matching circuits with only one fixed value are inadequate to deal with antenna resistance that varies with the environment.

이 문제를 접근하는 한 방법으로 제3도에서와 같은 액티브 매칭 통신망을 도입하여 회로의 특성을 어느정도 변화시킬 수 있다.One way to approach this problem is to introduce an active matching network, as in Figure 3, to vary the characteristics of the circuit to some extent.

즉, 제3도는 종래 셀룰라폰의 임피던스 매칭회로도로서, 기지국으로 송출되어 단말기의 안테나(ANT)를 통해 수신된 고주파신호에서 불필요한 신호를 제거하는 저잡음필터부(300)와, 상기 안테나(ANT)의 저항을 송,수신단의 입력저항과 같도록 임피던스 매칭시켜 수신된 전파가 반사되지 않도록 하는 매칭통신망 회로부(301)와, 상기 매칭통신망 회로부(301)에서 임피던스 매칭되어 입력되는 고주파신호를 한방향 즉, 수신단으로 전송함과 아울러 송신단으로부터 입력된 기지국으로의 전송메세지를 매칭통신망 회로부(301), 저잡음필터부(300) 및 안테나(ANT)를 통해 기지국으로 송출하는 아이솔레이터(302)로 구성되어 있다.That is, FIG. 3 is an impedance matching circuit diagram of a conventional cellular phone. The low noise filter unit 300 removes an unnecessary signal from a high frequency signal transmitted to a base station and received through an antenna ANT of the terminal, and the antenna ANT. Matching network circuit unit 301 to match the resistance to the input resistance of the transmitting and receiving end so that the received radio wave is not reflected, and a high frequency signal input by impedance matching from the matching communication network circuit unit 301 in one direction, that is, the receiving end In addition, the transmission message is transmitted to the base station input from the transmitter, and is composed of an isolator 302 for transmitting to the base station through the matching communication network circuit unit 301, the low noise filter unit 300 and the antenna (ANT).

이와같이, 구성된 종래 셀룰라폰 안테나의 임피던스 매칭회로는 먼저, 기지국으로 송출되어 단말기(셀 전화기)의 안테나(ANT)를 통해 저잡음필터부(300)에 고주파신호가 수신되면, 상기한 저잡음필터부(300)는 수신된 고주파신호에서의 불필요한 신호를 제거하여 매칭통신망 회로부(301)에 입력하게 된다.In this way, the impedance matching circuit of the conventional cellular phone antenna configured is first transmitted to the base station, when a high frequency signal is received by the low noise filter unit 300 through the antenna ANT of the terminal (cell phone), the low noise filter unit 300 described above. ) Removes unnecessary signals from the received high frequency signals and inputs them to the matching communication network circuit 301.

상기 매칭통신망 회로부(301)는 안테나(ANT)의 저항을 송, 수신단의 입력저항과 같도록 임피던스를 매칭시켜 아이솔레이터(302)에 입력하게 된다.The matching communication network unit 301 matches the impedance of the antenna ANT with the input resistance of the transmitting and receiving terminals and inputs the impedance to the isolator 302.

상기 아이솔레이터(302)는 매칭통신망 회로부(301)에서 임피던스 매칭되어 입력된 고주파신호를 한방향에 대해서만 전송하고 역방향에 대해서는 전송을 하지 않게 된다.The isolator 302 transmits a high frequency signal input by impedance matching in the matching communication network unit 301 in only one direction and does not transmit in the reverse direction.

즉, 매칭통신망 회로부(301)를 통해 임피던스 매칭되어 수신된 고주파신호를 수신단으로 공급하고 또한 송신시에는 송신단에서 공급된 송출 메시지를 매칭통신망 회로부(301), 저잡음필터부(300) 및 안테나(ANT)를 통해 기지국으로 송출하게 된다.That is, the high frequency signal received through impedance matching through the matching network circuit unit 301 is supplied to the receiving end, and during transmission, the transmission message supplied from the transmitting end is matched with the matching network circuit unit 301, the low noise filter unit 300, and the antenna ANT. ) Is transmitted to the base station.

그러나, 이와같은 종래 셀룰라폰 안테나의 임피던스 매칭회로는 전술한 바와같이, 임피던스의 특성을 어느정도 변화시킬 수는 있으나, 회로의 복잡성 등이 대두되는 문제점이 있었다.However, the impedance matching circuit of the conventional cellular phone antenna, as described above, can change the characteristics of the impedance to some extent, but there is a problem in that the complexity of the circuit arises.

따라서, 본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 셀룰라폰 안테나의 저항값 변화를 주변환경에 관계없이 최적으로 조절하여 기지국과 단말기간의 통화율을 최적화 하도록 하는 셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an impedance adjusting apparatus for a cellular phone antenna that optimizes a call rate between a base station and a terminal by optimally adjusting a change in resistance value of a cellular phone antenna regardless of the surrounding environment in view of such a conventional problem. In providing.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로는 안테나측의 임피던스와 통신 단말기의 내부 송수신단측과의 임피던스를 매칭시켜 주는 적어도 하나 이상의 임피던스 매칭수단과, 상기 송수신단측으로부터 반사되는 전파의 양을 측정하는 전력측정수단과, 상기 전력측정수단에서 측정된 전파량과 설정된 기준치와를 비교하여 그 결과값을 출력하는 전력비교수단과, 상기 전력비교수단의 결과치에 따라 적합한 상기 임피던스 매칭수단을 선택하여 송신단의 전파를 임피던스 매칭수단을 통해 기지국으로 송출하고 기지국의 전파를 수신수단으로 전송하는 적어도 하나 이상의 매칭선택수단과, 상기 송신단의 전파 또는 임피던스 매칭되어 수신단으로 제공되는 전파를 상기 전력측정수단 또는 매칭선택수단으로 선택적으로 전송하는 서큘레이터로 이루어짐으로서 달성되는 것으로, 이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Means for achieving the object of the present invention includes at least one impedance matching means for matching the impedance of the antenna side and the impedance of the internal transceiver end of the communication terminal and the amount of radio waves reflected from the transceiver end side A power comparing means for comparing the electric wave amount measured by the power measuring means with a set reference value and outputting a result value, and selecting an appropriate impedance matching means according to the result value of the power comparing means. At least one or more matching selection means for transmitting the radio wave of the base station through an impedance matching means and transmitting the radio wave of the base station to the receiving means, and the power measurement means or the matching selection of the radio wave of the transmitting end or the impedance-matched electric wave provided to the receiving end. Circulators selectively transmitting by means To be achieved as yirueojim, hereinafter will be described in detail based on the accompanying drawings, the present invention.

제4도는 본 발명 셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 기지국으로부터 송출되어 통신 단말기(셀 전화기)의 안테나(ANT)를 통해 수신된 고주파신호에서의 불필요한 신호를 제거하는 저잡음필터부(400)와, 송,수신기 상기 안테나(ANT)의 임피던스와 통신단말기 내부의 송,수신단축의 입력 임피던스와를 매칭시켜 주는 제1, 제2임피던스 매칭부(403)(404)와, 상기 통신 단말기의 송,수신단축으로부터 반사되는 전파의 양을 측정하는 전력측정부(406)와, 상기 전력측정부(406)에서 측정된 전파량과 설정된 기준치와를 비교하여 그 결과값을 출력하는 전력측정부(406)와, 상기 전력측정부(406)에서 측정된 전파량과 설정된 기준치와를 비교하여 그 결과값을 출력하는 전력비교부(407)와, 상기 제1, 제2임피던스 매칭부(403)(404)의 양단에 각각 접속되어 상기 전력비교부(407)의 결과치에 따라 상기 적합한 제1, 제2임피던스 매칭부(403)(404)를 선택하여 송신단의 전파를 제1, 제2임피던스 매칭부(403)(404), 저잡음필터부(400), 안테나(ANT)를 통해 기지국으로 송출하고 기지국의 전파를 상기의 역방향 경로를 통해 수신수단으로 전송하는 제1, 제2매칭선택부(401)(402)와, 상기 송신단의 전파 또는 임피던스 매칭되어 수신단으로 제공되는 전파를 상기 전력측정부(406) 또는 제1매칭선택부(402)로 선택적으로 전송하는 서큘레이터(405)로 구성한다.4 is a block diagram of an impedance adjusting device of a cellular phone antenna according to the present invention. As shown in FIG. The first and second impedance matching units 403 and 404 for matching the low noise filter unit 400 and the impedance of the antenna ANT to the input impedance of the transmission and reception terminals inside the communication terminal. And a power measurement unit 406 for measuring the amount of radio waves reflected from the transmission and reception short-circuit of the communication terminal, and comparing the radio wave amount measured by the power measurement unit 406 with a set reference value. A power comparison unit 406 for outputting, a power comparison unit 407 for comparing the radio wave amount measured by the power measurement unit 406 with a set reference value, and outputting a result value, and matching the first and second impedances Both ends of part 403, 404 The respective first and second impedance matching units 403 and 404 are connected to select the appropriate first and second impedance matching units 403 and 404 according to the result of the power comparing unit 407, respectively. The first and second matching selectors 401 and 402 for transmitting the low noise filter 400 to the base station through the antenna ANT and transmitting the radio waves of the base station to the receiving means through the reverse path. The circulator 405 selectively transmits the radio wave of the transmitter or the impedance matched signal to the receiver to the power measurement unit 406 or the first matching selector 402.

상기에서, 셀룰라폰의 임피던스는 폰에 부착된 여러종류의 안테나 구조 및 주변환경에 의해 설정되므로, 상기 제1, 제2임피던스 매칭부(403)(404)를 가장 흔히 일어날 수 있는 상황을 샘플링하여 그 상황에서의 안테나(ANT)의 임피던스를 측정하는 것이다.In the above, since the impedance of the cellular phone is set by various kinds of antenna structures and surroundings attached to the phone, the first and second impedance matching units 403 and 404 are sampled in the most common situations. In this situation, the impedance of the antenna ANT is measured.

일예로써, 정상적인 통화시 주변에 물체가 없을때(R=50, X=0Ω)와 셀 전화기가 책상위에 놓여 있을때 (R=20, X=10Ω), 셀 전화기 주변에 인체가 있을 경우(R=30, X=-20Ω)등 통계학적으로 가장 흔히 일어날 수 있는 경우를 설정하여 그에 상응하는 안테나(ANT)의 저항을 측정 테이블로 만든다.For example, when there is no object around during normal communication (R = 50, X = 0Ω), when the cell phone is placed on the desk (R = 20, X = 10Ω), when there is a human body around the cell phone (R = 30, X = -20 Ω) such as the most commonly occur case is to set the resistance of the antenna (ANT) corresponding to the measurement table.

만약 설정된 경우가 둘이나 셋일 경우, 각각 그에 해당하는 임피던스 매칭부를 더 추가로 설정하여 구성한다.If two or three cases are set, the impedance matching unit corresponding thereto is further configured to be configured.

이와같이, 구성된 본 발명의 작용효과를 제4도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Thus, the operation and effect of the present invention configured in detail with reference to Figure 4 as follows.

먼저, 통신 단말기(셀 전화기)가 기지국으로 메시지를 송출하기 위해 변조된 고주파신호를 서큘레이터(405)로 전송하게 되면, 상기 서큘레이터(405)는 송신단측으로부터 입력되는 고주파수의 전파를 제2매칭선택부(402)에 입력하게 된다.First, when the communication terminal (cell phone) transmits a modulated high frequency signal to the circulator 405 to send a message to the base station, the circulator 405 secondly matches the radio wave of the high frequency input from the transmitting end. It is input to the selection unit 402.

이때, 상기 제2매칭부(402)의 가동단자(a')와 제1매칭선택부(401)의가동단자(a)가 각각 그의 고정단자(b)(b')에 접속되어 있다면, 상기 서큘레이터(405)로부터 제공된 송신단축의 전파는 제2매칭선택부(402)를 통해 제1임피던스 매칭부(403)에 입력된다At this time, if the movable terminal a 'of the second matching unit 402 and the movable terminal a of the first matching selecting unit 401 are connected to their fixed terminals b) and b', respectively, The radio wave of the transmission short circuit provided from the circulator 405 is input to the first impedance matching unit 403 through the second matching selection unit 402.

상기 제1임피던스 매칭부(403)는 송신단측의 입력저항과 안테나(ANT)의 저항과 같도록 임피던스를 매칭시켜 제1매칭선택부(401)의 고정단자(b) 및 가동단자(a)를 통해 저잡음필터부(400)에 입력하게 된다.The first impedance matching unit 403 matches the impedance so that the input resistance of the transmitting end is equal to the resistance of the antenna ANT to match the fixed terminal b and the movable terminal a of the first matching selector 401. Input to the low noise filter 400 through.

상기 저잡음필터부(400)는 입력된 고주파신호에서 불필요한 잡음신호를 제거하여 안테나(ANT)를 통해 기지국으로 송출하게 된다.The low noise filter 400 removes unnecessary noise signals from the input high frequency signals and transmits them to the base station through the antenna ANT.

이때, 상기 제1임피던스 매칭부(403)에 의해 안테나(ANT)의 저항값과 송신단측의 임피던스가 제대로 매칭되지 않아 송출된 전파가 다시 상기 역과정을 통해 서큘레이터(405)로 반사되어 입력되면 서큘레이터(405)는 그 반사되어 입력되는 전파의 전부를 전력측정부(406)에 공급하게 된다.At this time, when the resistance value of the antenna ANT and the impedance of the transmitting end are not properly matched by the first impedance matching unit 403, the transmitted radio wave is reflected back to the circulator 405 through the reverse process and inputted. The circulator 405 supplies all of the reflected and input radio waves to the power measuring unit 406.

상기 전력측정부(406)는 상기 서큘레이터(405)로부터 반사되어 입력되는 전파를 직류전압으로 변화하여 전력비교부(407)에 입력하게 된다.The power measuring unit 406 converts a radio wave reflected from the circulator 405 into a direct current voltage and inputs it to the power comparing unit 407.

상기 전력비교부(407)는 전력측정부(406)에서 검출되어 입력되는 전파의 양과 원래 송신하려 했던 전파의 양과를 비교하여 반사된 전파의 양이 클 경우에 제1, 제2매칭선택부(401)(402)의 가동단자(a)(a')를 그의 고정단자(c)(c')측으로 절환 접속시키게 된다.The power comparison unit 407 compares the amount of radio waves detected and input by the power measurement unit 406 with the amount of radio waves originally intended to be transmitted, and the first and second matching selectors 401 when the amount of reflected radio waves is large. (A) and (a ') are connected to the fixed terminal (c) and (c') side.

이에따라 상기 송신단측으로부터 송출된 고주파신호는 다시 서큘레이터(405) 및 제2매칭선택부(402)를 통하고 제2임피던스 매칭부(404)에서 다시 임피던스 조절되어 제1매칭선택부(401), 저잡음증폭부(400) 및 안테나(ANT)를 통해 기지국으로 송출된다.Accordingly, the high frequency signal transmitted from the transmitting end is again impedance-adjusted by the second impedance matching unit 404 through the circulator 405 and the second matching selecting unit 402, and thus, the first matching selecting unit 401, The low noise amplifier 400 and the antenna ANT are transmitted to the base station.

그리고, 상기 전력비교부(407)에서 비교한 결과 반사파가 적을 경우에는 전술한 바와같이, 제1, 제2매칭선택부(401)(402)의 가동단자(a)(a')를 그의 고정단자(b)(b')측으로 절환 접속시켜 제1임피던스 매칭부(403)를 선택하게 된다.When the reflected wave is less as a result of the comparison by the power comparing unit 407, as described above, the movable terminals (a) and (a ') of the first and second matching selection units 401 and 402 are fixed terminals thereof. The first impedance matching unit 403 is selected by switching to (b) and (b ').

또한, 기지국으로부터 고주파수의 전파가 송출되어 송수신 경로를 거쳐 통신 단말기의 안테나(ANT), 저잡음필터부(400)를 통해 제1매칭선택부(401)에 입력된 상태에서 상기한 제1, 제2매칭선택부(401)(402)의 가동단자(a)(a')가 그의 고정단자(c)(c')에 절환 접속되어 있다면, 상기 저잡음필터부(400)에서 입력된 전파는 전술한 바와같이, 제2임피던스 매칭부(404)를 통해 임피던스 매칭되어 제2매칭선택부(402)를 통해 서큘레이터(405)에 입력된다.In addition, the first and second in the state in which the high frequency radio waves are transmitted from the base station and input to the first matching selector 401 through the antenna ANT and the low noise filter 400 of the communication terminal through a transmission and reception path. If the movable terminals (a) and (a ') of the matching selector (401) and (402) are switched to their fixed terminals (c) and (c'), the radio waves input from the low noise filter unit 400 are described above. As described above, impedance matching is performed through the second impedance matching unit 404 and input to the circulator 405 through the second matching selecting unit 402.

상기 서큘레이터(405)는 제2매칭선택부(402)를 통해 수신한 기지국의 전파를 통신 단말기의 수신단측으로 제공하게 된다.The circulator 405 provides the radio wave of the base station received through the second matching selector 402 to the receiving end of the communication terminal.

이때, 상기 제2임피던스 매칭부(404)의 임피던스 매칭에 의해 안테나(ANT)의 저항값과 수신단측의 입력 임피던스가 제대로 매칭되지 않아 그 수신단측으로부터 전파가 반사되어 서큘레이터(405)를 통해 전력측정부(406)에 입력되면, 전술한 바와같이, 전력측정부(406)는 반사전파를 직류전압으로 변환하여 전력비교부(407)에 입력하게 된다.At this time, the resistance value of the antenna ANT and the input impedance of the receiving end are not properly matched by the impedance matching of the second impedance matching unit 404, so that radio waves are reflected from the receiving end and the power is supplied through the circulator 405. When input to the measuring unit 406, as described above, the power measuring unit 406 converts the reflected electric wave into a DC voltage and inputs it to the power comparing unit 407.

상기 전력비교부(407)는 전력측정부(406)에서 검출한 반사파의 양과 수신하고자 하는 전파의 양과를 비교하여 반사파의 양이 크면 제1, 제2매칭선택부(401)(402)의 가동단자(a)(a')를 그의 고정단자(b)(b')측으로 절환 접속하여 제1임피던스 매칭부(403)를 통해 정상적으로 임피던스 매칭시켜 수신을 하게 된다.The power comparing unit 407 compares the amount of reflected waves detected by the power measuring unit 406 with the amount of radio waves to be received, and if the amount of reflected waves is large, the movable terminals of the first and second matching selectors 401 and 402. (a) (a ') is switched to its fixed terminals (b) and (b') side, and impedance matching is normally performed through the first impedance matching unit 403 for reception.

그리고, 상기에서 제1, 제2매칭선택부(401)(402)는 각각의 다이오드와 직류전원 공급으로 쉽게 형성할 수 있다.In addition, the first and second matching selector 401, 402 can be easily formed by the respective diode and DC power supply.

즉, 두개의 다이오드의 캐소우드를 접속하여 그 접속점을 서큘레이터(405)의 입력단에 공통접속하고 각각의 애노우드는 상기한 제1, 제2임피던스 매칭부(403)(404)에 접속한 후 상기 각각의 다이오드의 애노우드에 전력비교부(407)의 결과값을 초크코일을 통해 인가하게 되면 그 각각의 다이오드의 도통에 따라 이에 접속된 제1, 제2임피던스 매칭부(403)(404)가 동작을 하여 임피던스를 매칭시켜 주게 된다.That is, the cathodes of the two diodes are connected and their connection points are commonly connected to the input terminal of the circulator 405, and the respective anodes are connected to the first and second impedance matching units 403 and 404 described above. When the result value of the power comparing unit 407 is applied to the anode of each diode through the choke coil, the first and second impedance matching units 403 and 404 connected thereto according to the conduction of the respective diodes are applied. It operates to match impedance.

이상에서 상세히 설명한 바와같이, 본 발명에 따르면, 안테나의 종류, 안테나의 길이, 안테나를 둘러싼 피복의 재질 및 셀룰라폰의 주변환경에 관계없이 안테나의 셀룰라폰의 송수신단측의 임피던스를 선택적으로 조절하여 줌으로서, 기지국과 단말기간의 통화실패율이 감소되고 통신효율이 향상되는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, regardless of the type of antenna, the length of the antenna, the material of the covering surrounding the antenna and the surrounding environment of the cellular phone, the impedance of the transmitting and receiving end of the cellular phone of the antenna is selectively adjusted. As a result, the communication failure rate between the base station and the terminal is reduced and communication efficiency is improved.

Claims (3)

안테나측의 임피던스와 통신 단말기의 내부송수신단측과의 임피던스를 선택적으로 매칭시켜 주는 적어도 두개 이상의 임피던스 매칭수단과, 상기 송수신단으로부터 반사되는 전파의 양을 측정하는 전력측정수단과, 상기 전력측정수단에서 얻어진 전파량에 따라 상기 임피던스 매칭수단을 선택하여 송신단의 전파를 임피던스 매칭수단을 통해 기지국으로 송출하고 기지국의 전파를 수신수단으로 전송하는 적어도 두개 이상의 매칭선택수단과, 상기 송신단의 전파 또는 임피던스 매칭되어 수신단으로 제공되는 전파를 상기 전력측정수단 또는 매칭선택수단으로 선택적으로 전송하는 서큘레이터를 포함하여 된 셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절장치.At least two impedance matching means for selectively matching the impedance of the antenna side with the internal transmitting and receiving end of the communication terminal, power measuring means for measuring the amount of radio waves reflected from the transmitting and receiving end, and in the power measuring means At least two matching selection means for selecting the impedance matching means according to the obtained radio wave amount and transmitting the radio wave of the transmitting end to the base station through the impedance matching means and transmitting the radio wave of the base station to the receiving means, and the radio wave or impedance matching of the transmitting end And a circulator for selectively transmitting a radio wave provided to a receiving end to the power measuring means or a matching selecting means. 제1항에 있어서, 상기 임피던스 매칭수단은 대표적인 안테나 저항에 상응하여 독립적으로 설계된 매칭회로들로 구성된 것을 특징으로 하는 셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절장치.The impedance adjusting device of claim 1, wherein the impedance matching means is composed of matching circuits designed independently to correspond to representative antenna resistances. 제1항에 있어서, 전력측정수단에서 얻어진 전파량과 설정된 기준치와를 비교하여 그 결과값으로 제1, 제2매칭선택수단을 제어하는 전력비교수단을 더 포함하여 된 셀룰라폰 안테나의 임피던스 조절장치.The impedance adjusting device of a cellular phone antenna according to claim 1, further comprising a power comparing means for comparing the amount of radio waves obtained from the power measuring means with a set reference value and controlling the first and second matching selecting means with the resultant values. .
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