WO2023003400A1 - 이종 복합 무선 통신 장치 - Google Patents

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WO2023003400A1
WO2023003400A1 PCT/KR2022/010719 KR2022010719W WO2023003400A1 WO 2023003400 A1 WO2023003400 A1 WO 2023003400A1 KR 2022010719 W KR2022010719 W KR 2022010719W WO 2023003400 A1 WO2023003400 A1 WO 2023003400A1
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signal
antenna
protocol
processing device
degrees
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PCT/KR2022/010719
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김유선
배석
박일희
정연웅
최석동
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엘지이노텍(주)
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems

Definitions

  • the present invention relates to a heterogeneous hybrid wireless communication device capable of mitigating mutual interference in supporting heterogeneous wireless communication protocols having similar frequency bands.
  • the present invention has been conceived to solve the above-described problems of the prior art, and is intended to provide a heterogeneous hybrid wireless communication device capable of effectively reducing interference between heterogeneous protocol signals having overlapping operating frequencies.
  • a wireless communication module includes a signal processing device; a 1-1 antenna connected to the signal processing device and transmitting and receiving a 1-1 signal; a 1-2 antenna connected to the signal processing device and transmitting and receiving a 1-2 signal; a second antenna connected to the signal processing device and transmitting and receiving a second signal; a first phase control element disposed between the 1-1 antenna and the signal processing device; a 1-2 phase control element disposed between the 1-2 antenna and the signal processing device; and a second phase control element disposed between the second antenna and the signal processing device, wherein the 1-1 signal output from the 1-1 phase control element and the 1-2 phase control element
  • the output signal 1-2 has a phase difference of 180 degrees
  • the second signal output from the second phase control element has a phase difference of 90 degrees with each of the 1-1 signal and the 1-2 signal.
  • the 1-1 signal and the 1-2 signal may be signals according to a first protocol
  • the second signal may be a signal according to a second protocol different from the first protocol
  • the first protocol and the second protocol may overlap at least a portion of operating frequencies, and the phase difference of 180 degrees and the phase difference of 90 degrees may be phase differences at the overlapping operating frequencies.
  • the first protocol may include a Wi-Fi protocol
  • the second protocol may include a Bluetooth protocol
  • the wireless communication module according to another embodiment of the present invention, a signal processing device; a 1-1 antenna connected to the signal processing device and transmitting and receiving a 1-1 signal; a 1-2 antenna connected to the signal processing device and transmitting and receiving a 1-2 signal; a second antenna connected to the signal processing device and transmitting and receiving a second signal; a first phase control element disposed between the 1-1 antenna and the signal processing device or between the 1-2 antenna and the signal processing device; a second phase control element disposed between the second antenna and the signal processing device; and a third phase control element disposed between a first ground connected to the 1-1 antenna and the 1-2 antenna and a second ground connected to the second antenna, wherein in the 1-1 antenna
  • the 1-1 signal output and the 1-2 signal output from the 1-2 antenna have a phase difference of 175 degrees to 185 degrees, and the second signal output from the second antenna, It may have a phase difference of 85 degrees to 95 degrees with each of the -1 signal and the 1-2 signal.
  • the 1-1 signal and the 1-2 signal may be signals according to a first protocol
  • the second signal may be a signal according to a second protocol different from the first protocol
  • At least a portion of operating frequencies of the first protocol and the second protocol may overlap each other, and the respective phase differences may be phase differences at the overlapping operating frequencies.
  • the first protocol may include a Wi-Fi protocol
  • the second protocol may include a Bluetooth protocol
  • the third phase control element may generate a phase difference of 85 degrees to 95 degrees between both ends.
  • the 1-1 antenna and the 1-2 antenna may constitute multiple antennas (MIMO) according to the first protocol.
  • MIMO multiple antennas
  • mutual signal interference can be effectively reduced by having a specific phase difference between antennas in a region where operating frequencies of heterogeneous protocols overlap.
  • transmission speed and coverage of a wireless communication device can be increased due to the reduction of signal interference.
  • FIG. 1 shows an example of a configuration of a wireless communication module supporting general heterogeneous protocols.
  • FIG. 2 is a graph for explaining a phase difference principle for reducing signal interference between heterogeneous protocols applied to embodiments.
  • FIG 3 shows an example of a configuration of a heterogeneous hybrid wireless communication module according to an embodiment.
  • FIG. 4 shows an example of a configuration of a heterogeneous hybrid wireless communication module according to another embodiment.
  • FIG. 5 shows an example of a configuration of a heterogeneous hybrid wireless communication module according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a phase difference between signals of the heterogeneous hybrid wireless communication module shown in FIG. 4 .
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a phase difference between signals of the heterogeneous hybrid wireless communication module shown in FIG. 5 .
  • 8A to 8C show voltage standing wave ratios for each signal of the heterogeneous hybrid wireless communication module shown in FIG. 4 .
  • 9A to 9C show signal separation diagrams of the heterogeneous hybrid wireless communication module shown in FIG. 4 .
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.
  • an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element is or may be directly connected to the other element, but there is another element between the elements. It will be understood that elements may be “connected”, “coupled” or “connected”.
  • FIG. 1 shows an example of a configuration of a wireless communication module supporting general heterogeneous protocols.
  • a wireless communication module 10 may include three antennas 1, 2, and 3 and one signal processing device 4.
  • the signal processing device 4 can transmit and receive radio signals according to two or more different radio communication protocols, that is, heterogeneous protocols.
  • heterogeneous protocols may include Bluetooth (BT) and Wi-Fi, and in the wireless communication module 10, two antennas 1 and 2 transmit and receive Wi-Fi signals, and the other antenna 3 ) may be configured to transmit and receive Bluetooth signals.
  • BT Bluetooth
  • Wi-Fi Wi-Fi
  • Bluetooth has a 2.4GHz band as an operating frequency
  • Wi-Fi can have a 2.4GHz and 5GHz band as an operating frequency
  • the Wi-Fi 6E version supports the 6GHz band as well. Since Bluetooth and Wi-Fi have overlapping operating frequencies in the 2.4 GHz band, mutual interference may occur in the 2.4 GHz band when communication according to the two protocols is simultaneously performed in a single wireless communication module 10.
  • the general wireless communication module 10 in order to cope with signal interference between heterogeneous protocols in this specific band, a channel with relatively little interference (ie, signal quality is excellent) is found and used within an operating frequency, and a signal according to each protocol is used. Although the time-division method of different transmission/reception intervals or periods of .
  • Embodiments of the present invention propose to mitigate inter-signal interference by having a preset phase difference between antennas in a heterogeneous hybrid wireless communication module.
  • FIG. 2 is a graph for explaining a phase difference principle for reducing signal interference between heterogeneous protocols applied to embodiments.
  • the Wi-Fi signal is transmitted and received in a multi-antenna (eg, MIMO: Multi-Input Multi-Output) method using two antennas (antenna 1-1 and antenna 1-2), and the Bluetooth signal is transmitted and received through a single antenna ( Assume a situation using the second antenna).
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • a first Wi-Fi signal (Wi-Fi 1) has a phase of 90 degrees from a 1-1 antenna in a 2.4 GHz band
  • a second Wi-Fi signal (Wi-Fi 2 ) may have a phase of 270 degrees in the first-second antenna.
  • the Bluetooth signal BT may have a phase of 180 degrees at a corresponding time point from the second antenna.
  • the two signals (Wi-Fi 1, Wi-Fi 2) corresponding to the same protocol have a phase difference of 180 degrees from each other at the corresponding antenna, and between the signals corresponding to the different protocols (ie, Wi-Fi 1 ⁇ BT and Wi-Fi 2 ⁇ BT) have a phase difference of 90 degrees from each other.
  • two signals (Wi-Fi 1 and Wi-Fi 2) corresponding to the same protocol in a frequency band with overlapping operating frequencies have a phase difference of 175 to 185 degrees from each other at the corresponding antenna
  • Signals corresponding to protocols ie, Wi-Fi 1 ⁇ BT and Wi-Fi 2 ⁇ BT each have a phase difference of 85 to 95 degrees.
  • FIG 3 shows an example of a configuration of a heterogeneous hybrid wireless communication module according to an embodiment.
  • a wireless communication module 100A transmits and receives signals through a 1-1 antenna 111, a 1-2 antenna 121, a second antenna 131, and each of the antennas. It may include a signal processing device 140 that processes signals.
  • the 1-1 signal according to the Wi-Fi protocol is transmitted and received through the 1-1 antenna 111, and the 1-1 antenna 111 is connected to the 1-1 transmission line 112 and the 1-1 transmission It may be connected to the signal processing device 140 through the 1-1 phase control element 113A disposed on the line 112 .
  • the 1-2 signal according to the Wi-Fi protocol is transmitted and received through the 1-2 antenna 121, and the 1-2 antenna 121 includes the 1-2 transmission line 122 and the 1-2 transmission line It may be connected to the signal processing device 140 through the 1-2 phase control elements 123A disposed on the 122 .
  • the second signal according to the Bluetooth protocol is transmitted and received through the second antenna 131, and the second antenna 131 has a second transmission line 132 and a second phase disposed on the second transmission line 132. It may be connected to the signal processing device 140 through the control element 133A.
  • Each antenna (111, 121, 131) is not only connected to the corresponding transmission line (112, 122, 132) as described above, but also connected to the ground, but in FIG. 3, for convenience of description, ground connection is shown has been omitted.
  • each of the phase control elements 113A, 123A, and 133A together with the corresponding transmission line 112, 122, and 132, a predetermined phase change between the signal processing device 140 and each of the antennas 111, 121, and 131 It is possible to implement the phase difference of the signal between the antennas described above by adding .
  • each phase control element (113A, 123A, 133A) is designed between both ends of the element through control of electrical length change, such as a method of stacking a plurality of conductors in a dielectric or a method of arranging at least one capacitor and an inductor in alternating order. It is not limited to any method as long as it can bring about a phase change corresponding to the target.
  • the 1-1 signal output from the 1-1 antenna 111 and the 1-2 signal output from the 1-2 antenna 121 have a phase difference of 180 degrees.
  • the second signal output from the second antenna 131 is the 1-1 signal output from the 1-1 antenna 111 and the 1-2 signal output from the 1-2 antenna 121, respectively. It has a phase difference of 90 degrees.
  • each phase control element 113A, 123A, and 133A and each corresponding antenna 111, 121, and 131 is the same, or causes only a negligible phase difference (eg, within 1 degree).
  • the 1-1 signal output from the 1-1 phase control element 113A and the 1-2 signal output from the 1-2 phase control element 123A have a phase difference of 180 degrees.
  • the second signal output from the second phase control element 133A is the 1-1 signal output from the 1-1 phase control element 113A and the second signal output from the 1-2 phase control element 123A. It may have a phase difference of 90 degrees with each of the 1-2 signals.
  • the 1-1 signal is connected to the 1-1 transmission line 112.
  • the 1-2 signal is transmitted through the 1-2 transmission line 122 and the 1-2
  • the 1-2 phase control element 123A and the 1-2 transmission line 122 generate a phase difference of -90 degrees or 270 degrees compared to the output from the signal processing device 140 while passing through the phase control element 123A.
  • each of the 1-1 phase control element 113A and the 1-2 phase control element 123A is selected so that the phase change difference between both ends is different by 180 degrees, and after mounting the wireless communication module 100A For the error, a method of fine-tuning the phase difference while changing the length of the transmission line 112 or 122 may be applied, but is not necessarily limited thereto.
  • the second signal output from the second phase control element 133A is 0 degree when the phase of the 1-2 signal output from the 1-2 phase control element 123A is -90 degrees
  • the second phase control element 133A and the second transmission line 132 be designed so that the phase of the signal is 180 degrees when the phase is 270 degrees.
  • phase difference between signals is implemented by arranging a phase control element for each transmission line.
  • at least some phase control elements on the transmission line may be omitted, and signal separation performance may be further improved by using phase control elements between grounds for each signal. This will be described with reference to FIG. 4 .
  • FIG. 4 shows an example of a configuration of a heterogeneous hybrid wireless communication module according to another embodiment.
  • the wireless communication module 100B is transmitted and received through a 1-1 antenna 111, a 1-2 antenna 121, a second antenna 131, and each of the antennas. Similar to FIG. 3 including a signal processing device 140 to process the signal.
  • the 1-1 signal according to the Wi-Fi protocol is transmitted and received through the 1-1 antenna 111, and the 1-1 antenna 111 is connected to the 1-1 transmission line 112 and the 1-1 transmission It may be connected to the signal processing device 140 through the 1-1 phase control element 113B disposed on the line 112 .
  • the 1-2 signal according to the Wi-Fi protocol is transmitted and received through the 1-2 antenna 121, and the 1-2 antenna 121 passes through the 1-2 transmission line 122 without a phase conversion element. It may be connected to the processing device 140 .
  • the second signal according to the Bluetooth protocol is transmitted and received through the second antenna 131, and the second antenna 131 has a second transmission line 132 and a second phase disposed on the second transmission line 132. It may be connected to the signal processing device 140 through the control element 133B.
  • each of the antennas 111, 121, and 131 is not only connected to the corresponding transmission line 112, 122, and 132 as described above, but also each is connected to the ground.
  • the 1-1st antenna 111 and the 1-2nd antenna 121 are connected to the first ground G1
  • the second antenna 131 is connected to the second ground G2.
  • the first ground G1 and the second ground G2 may be electrically connected through the ground phase control device GPS.
  • the 1-1 phase control element 113B is An element having a phase difference of 180 degrees is preferably applied, and an element having a phase difference of 90 degrees between both ends is preferably applied as the second phase control element 133B, but is not necessarily limited thereto.
  • phase of the transmission signal at the 1-1 antenna 111 is -90 degrees
  • the phase of the transmission signal at the 1-2 antenna is 90 degrees
  • the phase of the transmission signal at the second antenna may be 0 degrees.
  • the ground phase control device generates a phase difference of 85 degrees to 95 degrees, preferably 90 degrees, between both ends. This is to make a phase difference of about 90 degrees between the Wi-Fi signal and the Bluetooth signal occur even on the ground to block signals that are offset or interfered with.
  • the two phase control elements may be composed of the same element, but are composed of different elements It could be.
  • FIG. 5 shows an example of a configuration of a heterogeneous hybrid wireless communication module according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a phase difference between signals of the heterogeneous hybrid wireless communication module shown in FIG. 4 .
  • the horizontal axis of each of the upper and lower graphs represents frequency, and the vertical axis represents phase.
  • the upper graph of FIG. 6 shows the phase difference for each frequency band between the second signal and the 1-1 signal. Measurements were made at 2.41, 2,45, and 2.48 GHz for the 2.4 GHz band, respectively, and it can be seen that the phase difference of 87.5 degrees, which is close to the target phase difference of 90 degrees, is shown in the 2.45 GHz band corresponding to the center frequency.
  • the lower graph of FIG. 6 shows the phase difference for each frequency band between the second signal and the 1-2 signal. Measurements were made at 2.41, 2,45, and 2.48 GHz for the 2.4 GHz band, respectively, and it can be seen that the phase difference of -93.8 degrees, close to the target phase difference of -90 degrees, is shown in the 2.45 GHz band corresponding to the center frequency.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a phase difference between signals of the heterogeneous hybrid wireless communication module shown in FIG. 5 .
  • the upper graph of FIG. 7 shows the phase difference for each frequency band between the second signal and the 1-1 signal. Measurements were made at 2.41, 2,45, and 2.48 GHz for the 2.4 GHz band, respectively, and it can be seen that the phase difference of 88.3 degrees, close to the target phase difference of 90 degrees, is shown in the 2.45 GHz band corresponding to the center frequency.
  • the lower graph of FIG. 7 shows the phase difference for each frequency band between the second signal and the 1-2 signal. Measurements were made at 2.41, 2,45, and 2.48 GHz for the 2.4 GHz band, and it can be seen that the phase difference of -94.4 degrees close to the target phase difference of -90 degrees in the 2.45 GHz band corresponding to the center frequency.
  • 8A to 8C show voltage standing wave ratios for each signal of the heterogeneous hybrid wireless communication module shown in FIG. 4 .
  • Voltage Standing Wave Ratio is 1:1 in an ideal case, that is, 1, and considering a heterogeneous complex environment, a value of 3 or less can be regarded as good.
  • FIG. 8A shows VSWRs for each frequency band of the 1-1 signal
  • FIG. 8B shows the 1-2 signal
  • FIG. 8C shows the second signal.
  • the 1-1 signal is a Wi-Fi signal
  • the VSWR is maintained at 3 or less even in the 2.4GHz band where the second signal, which is a BT signal, overlaps with the used band, and the second signal and the used band do not overlap.
  • the 5GHz to 6GHz band which is close to or less than 2, it can be seen that the antenna performance is good.
  • the VSWR value is maintained around 2 in the 2.4GHz band where the 1-1 signal and the 1-2 signal and the used band overlap. Although the VSWR exceeds 3 in the 5 GHz to 6 GHz band, this is not a problem because this band is not a Bluetooth band.
  • the wireless communication module 100C according to another embodiment shown in FIG. 5 also shows the same performance as that of FIGS. 8A to 8C, a detailed description thereof will be omitted.
  • 9A to 9C show signal separation diagrams of the heterogeneous hybrid wireless communication module shown in FIG. 4 .
  • a smaller Isolation (dB) means less signal interference, and when considering a heterogeneous complex environment, -15dB or less can be regarded as good.
  • FIGS. 9A to 9C the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents separation (dB), respectively.
  • FIG. 9A shows separation between the 1-1 signal and the 1-2 signal
  • FIG. 9B shows the separation between the 1-1 signal and the second signal
  • FIG. 9C shows the separation between the 1-2 signal and the second signal.
  • the 1-1 signal and the 1-2 signal show a separation of -15 dB due to the influence of the second signal in the 2.4 GHz band, but show excellent separation around -30 dB in the remaining used band.
  • the wireless communication module 100C according to another embodiment shown in FIG. 5 also shows the same performance as FIGS. 9a to 9c, a detailed description thereof will be omitted.
  • the wireless communication modules 100A, 100B, and 100C have been described as having three antennas 111, 121, and 131, respectively.
  • embodiments of the present invention may also be applied to wireless communication modules having more than three antennas.
  • the antennas transmitting and receiving signals according to the same protocol have a phase difference of 180 degrees and transmit and receive signals according to different protocols. It is possible to have a phase difference of 90 degrees between the antennas. For example, when the phase of the 1-1 Wi-Fi signal is 90 degrees in the 1-1 antenna, the phase of the 2-1 Bluetooth signal is 180 degrees in the 2-1 antenna, and the 1-2 in the 1-2 antenna. The phase of the Wi-Fi signal is 270 degrees, and the phase of the 2-2 Bluetooth signal at the 2-2 antenna may be 0 degrees (360 degrees).
  • the heterogeneous hybrid wireless communication device may be used for a display device such as a TV.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명은 유사 주파수 대역을 갖는 이종의 무선 통신 프로토콜을 함께 지원함에 있어 상호간 간섭을 완화할 수 있는 이종 복합 무선 통신 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈은, 신호 처리 장치; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-1 신호를 송수신하는 제1-1 안테나; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-2 신호를 송수신하는 제1-2 안테나; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제2 신호를 송수신하는 제2 안테나; 상기 제1-1 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제1 위상 제어 소자; 상기 제1-2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제1-2 위상 제어 소자; 및 상기 제2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제2 위상 제어 소자를 포함하고, 상기 제1-1 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제1-2 신호는 180도의 위상차를 갖고, 상기 제2 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제2 신호는, 상기 제1-1 신호 및 상기 제1-2 신호 각각과 90도의 위상차를 가질 수 있다.

Description

이종 복합 무선 통신 장치
본 발명은 유사 주파수 대역을 갖는 이종의 무선 통신 프로토콜을 함께 지원함에 있어 상호간 간섭을 완화할 수 있는 이종 복합 무선 통신 장치에 관한 것이다.
최근, 노트북 컴퓨터는 물론 대형 TV와 같은 디스플레이 장치에도 모바일 기기와 같이 소스 컨텐츠를 제공하는 외부 기기와 편리한 무선 연결을 위해 와이파이(Wi-Fi)와 블루투스(BT) 등 다양한 무선 통신 프로토콜을 함께 지원하는 무선 통신 모듈이 내장되는 추세이다.
그런데, 와이파이(Wi-Fi) 프로토콜에 대응되는 안테나와 블루투스 프로토콜에 대응되는 안테나가 단일 무선 통신 모듈에 구비되며 동시에 동작할 경우, 동작 주파수가 겹치는 특정 대역, 예컨대, 2.4GHz 대역에서 일측 신호가 타측에는 노이즈로 작용하는 상호간 간섭을 일으키게 된다.
이러한 이종 무선 프로토콜 간의 상호간 신호 간섭이 일어나는 경우 데이터 전송 속도가 저하되고, 커버리지가 작아지는 문제점이 있다. 특히, 최근의 무선 통신 모듈은 통신 성능 강화를 위해 적어도 일측 프로토콜에 다이폴(Dipole) 안테나와 같이 둘 이상의 안테나를 적용하는 경우도 많아 더욱 문제된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 동작 주파수가 중첩되는 이종 프로토콜 신호 간의 간섭을 효과적으로 저감할 수 있는 이종 복합 무선 통신 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈은, 신호 처리 장치; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-1 신호를 송수신하는 제1-1 안테나; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-2 신호를 송수신하는 제1-2 안테나; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제2 신호를 송수신하는 제2 안테나; 상기 제1-1 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제1 위상 제어 소자; 상기 제1-2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제1-2 위상 제어 소자; 및 상기 제2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제2 위상 제어 소자를 포함하고, 상기 제1-1 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제1-2 신호는 180도의 위상차를 갖고, 상기 제2 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제2 신호는, 상기 제1-1 신호 및 상기 제1-2 신호 각각과 90도의 위상차를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 신호는 제1 프로토콜에 따른 신호이고, 상기 제2 신호는 상기 제1 프로토콜과 상이한 제2 프로토콜에 따른 신호일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 프로토콜과 상기 제2 프로토콜은 동작 주파수의 적어도 일부가 서로 중첩되고, 상기 180도의 위상차 및 상기 90도의 위상차는, 상기 중첩되는 동작 주파수에서의 위상차일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 프로토콜은 와이파이 프로토콜을 포함하고, 상기 제2 프로토콜은 블루투스 프로토콜을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 모듈은, 신호 처리 장치; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-1 신호를 송수신하는 제1-1 안테나; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-2 신호를 송수신하는 제1-2 안테나; 상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제2 신호를 송수신하는 제2 안테나; 상기 제1-1 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이 또는 상기 제1-2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제1 위상 제어 소자; 상기 제2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제2 위상 제어 소자; 및 상기 제1-1 안테나 및 상기 제1-2 안테나와 연결된 제1 그라운드와, 상기 제2 안테나와 연결된 제2 그라운드 사이에 배치된 제3 위상 제어 소자를 포함하되, 상기 제1-1 안테나에서 출력된 상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 안테나에서 출력된 상기 제1-2 신호는 175도 내지 185도의 위상차를 갖고, 상기 제2 안테나에서 출력된 상기 제2 신호는, 상기 제1-1 신호 및 상기 제1-2 신호 각각과 85도 내지 95도의 위상차를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 신호는 제1 프로토콜에 따른 신호이고, 상기 제2 신호는 상기 제1 프로토콜과 상이한 제2 프로토콜에 따른 신호일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 프로토콜과 상기 제2 프로토콜은 동작 주파수의 적어도 일부가 서로 중첩되고, 상기 각 위상차는, 상기 중첩되는 동작 주파수에서의 위상차일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 프로토콜은 와이파이 프로토콜을 포함하고, 상기 제2 프로토콜은 블루투스 프로토콜을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 위상 제어 소자는, 양단 간에 85도 내지 95의 위상차를 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1-1 안테나 및 상기 제1-2 안테나는 상기 제1 프로토콜에 따른 다중 안테나(MIMO)를 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 이종 복합 무선 통신 장치에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 이종 프로토콜 간의 동작 주파수가 중첩되는 영역에서 안테나간 특정 위상차를 갖도록 하여 상호 간 신호 간섭이 효과적으로 저감될 수 있다.
둘째, 신호 간섭의 저감으로 인해 무선 통신 장치의 전송 속도와 커버리지가 증대될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 일반적인 이종 프로토콜을 지원하는 무선 통신 모듈 구성의 일례를 나타낸다.
도 2는 실시예들에 적용되는 이종 프토코콜간 신호 간섭 저감을 위한 위상차 원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 일 실시예에 따른 이종 복합 무선 통신 모듈 구성의 일례를 나타낸다.
도 4는 다른 실시예에 따른 이종 복합 무선 통신 모듈 구성의 일례를 나타낸다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 이종 복합 무선 통신 모듈 구성의 일례를 나타낸다.
도 6은 도 4에 도시된 이종 복합 무선 통신 모듈의 신호간 위상차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 이종 복합 무선 통신 모듈의 신호간 위상차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 4에 도시된 이종 복합 무선 통신 모듈의 신호별 전압 정재파 비를 나타낸다.
도 9a 내지 도 9c는 도 4에 도시된 이종 복합 무선 통신 모듈의 신호간 분리도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 일반적인 이종 프로토콜을 지원하는 무선 통신 모듈 구성의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 모듈(10)은 세 개의 안테나(1, 2, 3)와 하나의 신호 처리 장치(4)를 포함할 수 있다. 신호 처리 장치(4)는 둘 이상의 서로 다른 무선 통신 프로토콜, 즉, 이종 프로토콜에 따른 무선 신호의 송수신 처리가 가능하다. 예컨대, 이종 프로토콜은 블루투스(BT)와 와이파이(Wi-Fi)를 포함할 수 있으며, 무선 통신 모듈(10)에서 두 개의 안테나(1, 2)는 와이파이 신호를 송수신하며, 나머지 하나의 안테나(3)는 블루투스 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.
일반적으로 블루투스는 2.4GHz 대역을 동작 주파수로 갖고, 와이파이는 2.4GHz 및 5GHz 대역을 동작 주파수로 가질 수 있으며, 와이파이6E 버전에서는 6GHz 대역도 지원한다. 블루투스와 와이파이는 2.4GHz 대역에서 동작 주파수가 겹치기 때문에 단일 무선 통신 모듈(10)에서 두 프로토콜에 따른 통신이 동시에 수행될 경우, 2.4GHz 대역에서 상호간에 간섭이 발생할 수 있다.
일반적인 무선 통신 모듈(10)에서는 이러한 특정 대역에서 이종 프로토콜 간의 신호 간섭에 대응하기 위하여 동작 주파수 내에서 상대적으로 간섭이 적은(즉, 신호 품질이 우수한) 채널을 찾아 이용하기도 하고, 각 프로토콜에 따른 신호의 송수신 구간이나 주기를 달리하는 시분할 방식으로 간섭에 대응하기도 하나, 각 안테나(1, 2, 3)를 기준으로 한 위상 차이는 간섭에 대한 설계 고려 요소가 아니었다.
본 발명의 실시예들에서는 이종 복합 무선 통신 모듈에서 각 안테나간 미리 설정된 위상 차이를 갖도록 하여 신호간 간섭을 완화할 것을 제안한다.
예를 들어, 제1 프로토콜에 따른 신호를 송수신하는 안테나가 2개이고, 제1 프로토콜과 상이한 제2 프로토콜에 따른 신호를 송수신하는 안테나가 1개인 경우, 제1 프로토콜에 따른 신호를 송수신하는 안테나들 간에는 약 180도의 위상 차를 갖도록 하고, 제2 프로토콜에 따른 신호를 송수신하는 안테나는 다른 두 안테나 각각과 약 90도의 위상차를 갖도록 하여, 상호간 간섭을 효과적으로 완화할 수 있다. 이를 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 실시예들에 적용되는 이종 프토코콜간 신호 간섭 저감을 위한 위상차 원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 2에서 와이파이 신호는 두 개의 안테나(제1-1 안테나 및 제1-2 안테나)를 사용하는 다중 안테나(예컨대, MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식으로 송수신되고, 블루투스 신호는 단일 안테나(제2 안테나)를 이용하는 상황을 가정한다.
도 2를 참조하면, 이종 프로토콜간 간섭 저감을 위해, 2.4GHz 대역에서 제1 와이파이 신호(Wi-Fi 1)는 제1-1 안테나에서 90도의 위상을 가질 때 제2 와이파이 신호(Wi-Fi 2)는 제1-2 안테나에서 270도의 위상을 가질 수 있다. 또한, 블루투스 신호(BT)는 제2 안테나에서 해당 시점에 180도의 위상을 가질 수 있다. 이러한 경우, 동일 프로토콜에 대응되는 두 신호(Wi-Fi 1, Wi-Fi 2)는 해당하는 안테나에서 서로 180도의 위상차를 갖게 되며, 이종 프로토콜에 해당하는 신호 간(즉, Wi-Fi 1 ↔ BT 및 Wi-Fi 2 ↔ BT)에는 각각 서로 90도의 위상차를 갖게 된다.
이러한 구성을 통해 동일 프로토콜에 따른 신호는 다이폴 안테나 구조로 동작하여 전송 효율이 상승함과 함께, 이종 프로토콜에 따른 신호는 직교(orthogonal)하므로 동작 주파수가 서로 겹치는 대역에서 상호간 간섭이 최소화되는 효과가 달성될 수 있다. 다만, 이하의 기재에서 상술한 위상 차이는 이론적으로 이상적인 값으로, 실제 구현에 있어서는 ±약 5도의 오차 내에서는 충분한 간섭 완화 효과가 달성될 수 있음을 유념해야 한다. 다시 말해, 이하의 실시예들에서 동작 주파수가 겹치는 주파수 대역에서 동일 프로토콜에 대응되는 두 신호(Wi-Fi 1, Wi-Fi 2)는 해당하는 안테나에서 서로 175 내지 185도의 위상차를 갖게 되며, 이종 프로토콜에 해당하는 신호 간(즉, Wi-Fi 1 ↔ BT 및 Wi-Fi 2 ↔ BT)에는 각각 서로 85 내지 95도의 위상차를 갖게 된다.
상술한 안테나간 위상차를 갖는 무선 통신 모듈의 구성을 도 3 내지 도 5를 참조하여 이하 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 이종 복합 무선 통신 모듈 구성의 일례를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈(100A)은 제1-1 안테나(111), 제1-2 안테나(121), 제2 안테나(131) 및 상기 각 안테나를 통해 송수신되는 신호를 처리하는 신호 처리 장치(140)를 포함할 수 있다.
보다 상세히, 와이파이 프로토콜에 따른 제1-1 신호는 제1-1 안테나(111)를 통해 송수신되며, 제1-1 안테나(111)는 제1-1 전송 선로(112) 및 제1-1 전송 선로(112) 상에 배치된 제1-1 위상 제어 소자(113A)를 거쳐 신호 처리 장치(140)와 연결될 수 있다.
또한, 와이파이 프로토콜에 따른 제1-2 신호는 제1-2 안테나(121)를 통해 송수신되며, 제1-2 안테나(121)는 제1-2 전송 선로(122) 및 제1-2 전송 선로(122) 상에 배치된 제1-2 위상 제어 소자(123A)를 거쳐 신호 처리 장치(140)와 연결될 수 있다.
아울러, 블루투스 프로토콜에 따른 제2 신호는 제2 안테나(131)를 통해 송수신되며, 제2 안테나(131)는 제2 전송 선로(132) 및 제2 전송 선로(132) 상에 배치된 제2 위상 제어 소자(133A)를 거쳐 신호 처리 장치(140)와 연결될 수 있다.
각 안테나(111, 121, 131)는 전술한 바와 같이 해당하는 전송 선로(112, 122, 132)와 연결될뿐만 아니라, 각각이 그라운드와도 연결되나, 도 3에서는 설명의 편의를 위해 그라운드 연결의 도시는 생략되었다.
여기서, 각 위상 제어 소자(113A, 123A, 133A)는 그에 대응되는 전송 선로(112, 122, 132)와 함께, 신호 처리 장치(140)와 각 안테나(111, 121, 131) 사이에 소정 위상 변화를 부여하여 전술한 안테나간 신호의 위상차를 구현할 수 있다.
여기서, 각 위상 제어 소자(113A, 123A, 133A)는 유전체 내에 복수의 도선을 적층하는 방식, 적어도 하나의 캐패시터와 인덕터를 교번순으로 배치하는 방식 등 전기적 길이 변화의 제어를 통해 소자 양단 사이에 설계 타겟에 대응되는 위상변화를 가져올 수 있다면 어떠한 방식에도 한정되지 아니한다.
송신 신호를 기준으로 할 때, 전술한 바와 같이 제1-1 안테나(111)에서 출력되는 제1-1 신호와 제1-2 안테나(121)에서 출력되는 제1-2 신호는 180도의 위상차를 갖는다. 또한, 제2 안테나(131)에서 출력되는 제2 신호는 제1-1 안테나(111)에서 출력되는 제1-1 신호 및 제1-2 안테나(121)에서 출력되는 제1-2 신호 각각과 90도의 위상차를 갖는다.
각 위상 제어 소자(113A, 123A, 133A)와 그에 해당하는 각 안테나(111, 121, 131) 사이의 전송 선로 구성 및 길이가 동일하거나, 무시 가능한 위상차(예컨대, 1도 이내)만 유발한다고 가정할 경우, 송신 신호를 기준으로 제1-1 위상 제어 소자(113A)에서 출력된 제1-1 신호와 제1-2 위상 제어 소자(123A)에서 출력된 제1-2 신호는 180도의 위상 차이를 가질 수 있다. 또한, 제2 위상 제어 소자(133A)에서 출력된 제2 신호는 제1-1 위상 제어 소자(113A)에서 출력된 제1-1 신호와 제1-2 위상 제어 소자(123A)에서 출력된 제1-2 신호 각각과 90도의 위상 차이를 가질 수 있다.
예를 들어, 신호 처리 장치(140)에서 출력된 제1-1 신호와 제1-2 신호가 동일 위상을 갖는 것으로 가정할 때, 제1-1 신호가 제1-1 전송 선로(112)와 제1-1 위상 제어 소자(113A)를 거치면서 신호 처리 장치(140)에서 출력시 대비 90도의 위상차가 발생한 경우, 제1-2 신호는 제1-2 전송 선로(122)와 제1-2 위상 제어 소자(123A)를 거치면서 신호 처리 장치(140)에서 출력시 대비 -90도 또는 270도의 위상차가 발생하도록 제1-2 위상 제어 소자(123A)와 제1-2 전송 선로(122)가 디자인되어야 한다. 따라서, 실제 구현에 있어서는 제1-1 위상 제어 소자(113A)와 제1-2 위상 제어 소자(123A) 각각이 양단간 위상 변화 차이가 180도만큼 차이나도록 선택하고, 무선 통신 모듈(100A) 실장 후 오차는 전송 선로(112 또는 122)의 길이를 변화시키면서 위상차를 세부 튜닝하는 방식이 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 유사한 방식으로 제2 위상 제어 소자(133A)에서 출력되는 제2 신호는 제1-2 위상 제어 소자(123A)에서 출력된 제1-2 신호의 위상이 -90도인 경우 0도, 제1-2 신호의 위상이 270도인 경우 180도가 되도록 제2 위상 제어 소자(133A) 및 제2 전송 선로(132)가 설계되는 것이 바람직하다.
도 3에서는 각 전송 선로마다 위상 제어 소자를 배치하는 방식으로 신호간 위상차를 구현하였다. 이와 달리, 다른 실시예에 의하면 전송 선로 상의 적어도 일부 위상 제어 소자가 생략될 수도 있으며, 신호별 그라운드 간에도 위상 제어 소자를 이용하여 더욱 신호 분리 성능을 향상시킬 수 있다. 이를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 다른 실시예에 따른 이종 복합 무선 통신 모듈 구성의 일례를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 무선 통신 모듈(100B)은 제1-1 안테나(111), 제1-2 안테나(121), 제2 안테나(131) 및 상기 각 안테나를 통해 송수신되는 신호를 처리하는 신호 처리 장치(140)를 포함함은 도 3과 유사하다.
보다 상세히, 와이파이 프로토콜에 따른 제1-1 신호는 제1-1 안테나(111)를 통해 송수신되며, 제1-1 안테나(111)는 제1-1 전송 선로(112) 및 제1-1 전송 선로(112) 상에 배치된 제1-1 위상 제어 소자(113B)를 거쳐 신호 처리 장치(140)와 연결될 수 있다.
또한, 와이파이 프로토콜에 따른 제1-2 신호는 제1-2 안테나(121)를 통해 송수신되며, 제1-2 안테나(121)는 위상 변환 소자 없이 제1-2 전송 선로(122)를 거쳐 신호 처리 장치(140)와 연결될 수 있다.
아울러, 블루투스 프로토콜에 따른 제2 신호는 제2 안테나(131)를 통해 송수신되며, 제2 안테나(131)는 제2 전송 선로(132) 및 제2 전송 선로(132) 상에 배치된 제2 위상 제어 소자(133B)를 거쳐 신호 처리 장치(140)와 연결될 수 있다.
한편, 각 안테나(111, 121, 131)는 전술한 바와 같이 해당하는 전송 선로(112, 122, 132)와 연결될뿐만 아니라, 각각이 그라운드와도 연결된다. 구체적으로, 제1-1 안테나(111)와 제1-2 안테나(121)는 제1 그라운드(G1)와 연결되고, 제2 안테나(131)는 제2 그라운드(G2)와 연결된다. 여기서, 제1 그라운드(G1)와 제2 그라운드(G2)는 그라운드 위상 제어 소자(GPS)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 각 전송 선로(112, 122, 132) 각각의 자체 전기적 길이가 동일하거나, 무시 가능한 위상차(예컨대, 1도 이내)만 유발한다고 가정할 경우, 제1-1 위상 제어 소자(113B)는 양단간 180도의 위상차를 갖는 소자가 적용되는 것이 바람직하고, 제2 위상 제어 소자(133B)는 양단간 90도의 위상차를 갖는 소자가 적용되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 제1-1 안테나(111)에서의 송신 신호 위상이 -90도인 경우, 제1-2 안테나에서의 송신 신호 위상은 90도이고, 제2 안테나에서의 송신 신호 위상은 0도일 수 있다.
다만, 그라운드 위상 제어 소자(GPS)는 자체로 양단간 85도 내지 95도, 바람직하게는 90도의 위상차를 발생시키는 소자가 사용되는 것이 특히 바람직하다. 이는 그라운드에도 와이파이 신호와 블루투스 신호간 약 90도의 위상차가 발생하도록 하여 상쇄되거나 간섭되는 신호까지 차단하기 위함이다. 그라운드 위상 제어 소자(GPS)와 제2 위상 제어 소자(133B) 모두 자체로 양단간 약 90도 위상차를 가질 경우, 두 위상 제어 소자(GPS, 133B)는 동일한 소자로 구성될 수도 있으나, 상이한 소자로 구성될 수도 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 이종 복합 무선 통신 모듈 구성의 일례를 나타낸다.
도 5에 도시된 무선 통신 모듈(100C)은 도 4에 도시된 무선 통신 모듈(100B) 대비 제1-1 위상 변환 소자(113B)가 삭제되고, 제1-2 위상 변환 소자(123C)가 적용된 점을 제외하면 나머지 구성은 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 6 내지 도 9c를 참조하여 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 효과를 설명한다.
도 6은 도 4에 도시된 이종 복합 무선 통신 모듈의 신호간 위상차를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 상단 그래프와 하단 그래프 각각의 가로축은 주파수를, 세로축은 위상을 나타낸다.
먼저, 도 6의 상단 그래프에는 제2 신호와 제1-1 신호간의 주파수 대역별 위상 차이가 도시된다. 측정은 2.4GHz 대역에 대하여 2.41, 2,45 및 2.48GHz에서 각각 측정되었으며, 센터 프리퀀시에 해당하는 2.45GHz 대역에서 목표 위상차인 90도에 근접한 87.5도의 위상차를 보임을 알 수 있다.
또한, 도 6의 하단 그래프에는 제2 신호와 제1-2 신호간의 주파수 대역별 위상 차이가 도시된다. 측정은 2.4GHz 대역에 대하여 2.41, 2,45 및 2.48GHz에서 각각 측정되었으며, 센터 프리퀀시에 해당하는 2.45GHz 대역에서 목표 위상차인 -90도에 근접한 -93.8도의 위상차를 보임을 알 수 있다.
아울러, 도 6의 상단 및 하단 그래프를 조합하면, 제1-1 신호 및 제1-2 신호간의 위상차는 목표 위상차인 180도에 근접한 181.3도임을 알 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 이종 복합 무선 통신 모듈의 신호간 위상차를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 7의 상단 그래프에는 제2 신호와 제1-1 신호간의 주파수 대역별 위상 차이가 도시된다. 측정은 2.4GHz 대역에 대하여 2.41, 2,45 및 2.48GHz에서 각각 측정되었으며, 센터 프리퀀시에 해당하는 2.45GHz 대역에서 목표 위상차인 90도에 근접한 88.3도의 위상차를 보임을 알 수 있다.
또한, 도 7의 하단 그래프에는 제2 신호와 제1-2 신호간의 주파수 대역별 위상 차이가 도시된다. 측정은 2.4GHz 대역에 대하여 2.41, 2,45 및 2.48GHz에서 각각 측정되었으며, 센터 프리퀀시에 해당하는 2.45GHz 대역에서 목표 위상차인 -90도에 근접한 -94.4도의 위상차를 보임을 알 수 있다.
아울러, 도 7의 상단 및 하단 그래프를 조합하면, 제1-1 신호 및 제1-2 신호간의 위상차는 목표 위상차인 180도에 근접한 182.7도임을 알 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 도 4에 도시된 이종 복합 무선 통신 모듈의 신호별 전압 정재파 비를 나타낸다.
전압정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio)는 이상적인 경우 1:1, 즉, 1이 되며, 이종 복합 환경을 고려할 때 3 이하이면 양호한 것으로 볼 수 있다.
도 8a 내지 도 8c의 각 그래프에서 가로축은 주파수를, 세로축은 VSWR을 각각 나타낸다. 또한, 도 8a는 제1-1 신호, 도 8b는 제1-2 신호, 도 8c는 제2 신호의 주파수 대역별 VSWR을 각각 나타낸다.
먼저 도 8a를 참조하면, 제1-1 신호는 Wi-Fi 신호로, BT 신호인 제2 신호와 사용 대역이 겹치는 2.4GHz 대역에서도 VSWR이 3 이하로 유지되며, 제2 신호와 사용 대역이 겹치지 않는 5GHz 내지 6GHz 대역에서는 2에 근접하거나 그 이하로 유지되어 안테나 성능이 양호한 것을 알 수 있다.
또한, 도 8b의 경우도 도 8a와 유사하게 주 사용 대역에서 VSWR이 3 이하로 유지됨을 알 수 있다.
아울러, 도 8c의 경우 제1-1 신호 및 제1-2 신호와 사용 대역이 겹치는 2.4GHz 대역에서 VSWR값은 2 내외로 유지됨을 알 수 있다. 비록 5GHz 내지 6GHz 대역에서는 VSWR이 3을 넘으나, 본 대역은 블루투스 사용 대역이 아니므로 문제되지 않는다.
도 5에 도시된 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 모듈(100C)의 경우도 도 8a 내지 도 8c와 대동소이한 성능을 보이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9a 내지 도 9c는 도 4에 도시된 이종 복합 무선 통신 모듈의 신호간 분리도를 나타낸다.
분리도(Isolation (dB))는 작을수록 신호 간섭이 적음을 의미하며, 이종 복합 환경을 고려할 때 -15dB 이하이면 양호한 것으로 볼 수 있다.
도 9a 내지 도 9c의 각 그래프에서 가로축은 주파수를, 세로축은 분리도(dB)를 각각 나타낸다. 또한, 도 9a는 제1-1 신호와 제1-2 신호간, 도 9b는 제1-1 신호와 제2 신호간, 도 9c는 제1-2 신호와 제2 신호간 분리도를 각각 나타낸다.
먼저 도 9a를 참조하면, 제1-1 신호와 제1-2 신호는 2.4GHz 대역에서는 제2 신호의 영향으로 -15dB의 분리도를 보이나, 나머지 사용 대역에서는 -30dB 내외의 우수한 분리도를 보임을 알 수 있다.
또한, 도 8b의 경우와 도 8c의 경우 주파수가 겹치는 2.4GHz 대역에서도 -25dB 이하의 우수한 분리도를 보임을 알 수 있다.
도 5에 도시된 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 모듈(100C)의 경우도 도 9a 내지 도 9c와 대동소이한 성능을 보이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 지금까지 설명한 실시예에서는 무선 통신 모듈(100A, 100B, 100C)이 세 개의 안테나(111, 121, 131)를 각각 갖는 것으로 설명하였다. 이와 달리, 본 발명의 실시예들은 셋보다 많은 안테나를 갖는 무선 통신 모듈에도 적용될 수 있다.
예컨대, Wi-Fi 신호를 송수신하기 위한 안테나가 2개이고, 블루투스 신호를 송수신하기 위한 안테나도 2개인 경우, 동일 프로토콜에 따른 신호를 송수신하는 안테나 간에는 180도의 위상차를 갖고, 이종 프로토콜에 따른 신호를 송수신하는 안테나 간에는 90도의 위상차를 갖도록 할 수 있다. 예컨대, 제1-1 안테나에서 제1-1 와이파이 신호의 위상이 90도인 경우, 제2-1 안테나에서 제2-1 블루투스 신호의 위상은 180도이고, 제1-2 안테나에서 제1-2 와이파이 신호의 위상은 270도이며, 제2-2 안테나에서 제2-2 블루투스 신호의 위상은 0도(360도)일 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.
실시 예에 의한 이종 복합 무선 통신 장치는 TV 같은 디스플레이 장치 등에 이용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 신호 처리 장치;
    상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-1 신호를 송수신하는 제1-1 안테나;
    상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-2 신호를 송수신하는 제1-2 안테나;
    상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제2 신호를 송수신하는 제2 안테나;
    상기 제1-1 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제1 위상 제어 소자;
    상기 제1-2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제1-2 위상 제어 소자; 및
    상기 제2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제2 위상 제어 소자를 포함하고,
    상기 제1-1 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제1-2 신호는 180도의 위상차를 갖고,
    상기 제2 위상 제어 소자에서 출력된 상기 제2 신호는, 상기 제1-1 신호 및 상기 제1-2 신호 각각과 90도의 위상차를 갖는, 무선 통신 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 신호는 제1 프로토콜에 따른 신호이고,
    상기 제2 신호는 상기 제1 프로토콜과 상이한 제2 프로토콜에 따른 신호인, 무선 통신 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 프로토콜과 상기 제2 프로토콜은 동작 주파수의 적어도 일부가 서로 중첩되고,
    상기 180도의 위상차 및 상기 90도의 위상차는, 상기 중첩되는 동작 주파수에서의 위상차인, 무선 통신 모듈.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 프로토콜은 와이파이 프로토콜을 포함하고,
    상기 제2 프로토콜은 블루투스 프로토콜을 포함하는, 무선 통신 모듈.
  5. 신호 처리 장치;
    상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-1 신호를 송수신하는 제1-1 안테나;
    상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제1-2 신호를 송수신하는 제1-2 안테나;
    상기 신호 처리 장치와 연결되고, 제2 신호를 송수신하는 제2 안테나;
    상기 제1-1 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이 또는 상기 제1-2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제1 위상 제어 소자;
    상기 제2 안테나와 상기 신호 처리 장치 사이에 배치된 제2 위상 제어 소자; 및
    상기 제1-1 안테나 및 상기 제1-2 안테나와 연결된 제1 그라운드와, 상기 제2 안테나와 연결된 제2 그라운드 사이에 배치된 제3 위상 제어 소자를 포함하되,
    상기 제1-1 안테나에서 출력된 상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 안테나에서 출력된 상기 제1-2 신호는 175도 내지 185도의 위상차를 갖고,
    상기 제2 안테나에서 출력된 상기 제2 신호는, 상기 제1-1 신호 및 상기 제1-2 신호 각각과 85도 내지 95도의 위상차를 갖는, 무선 통신 모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1-1 신호와 상기 제1-2 신호는 제1 프로토콜에 따른 신호이고,
    상기 제2 신호는 상기 제1 프로토콜과 상이한 제2 프로토콜에 따른 신호인, 무선 통신 모듈.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 프로토콜과 상기 제2 프로토콜은 동작 주파수의 적어도 일부가 서로 중첩되고,
    상기 각 위상차는, 상기 중첩되는 동작 주파수에서의 위상차인, 무선 통신 모듈.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 프로토콜은 와이파이 프로토콜을 포함하고,
    상기 제2 프로토콜은 블루투스 프로토콜을 포함하는, 무선 통신 모듈.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 위상 제어 소자는,
    양단 간에 85도 내지 95의 위상차를 발생시키는, 무선 통신 모듈.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제1-1 안테나 및 상기 제1-2 안테나는 상기 제1 프로토콜에 따른 다중 안테나(MIMO)를 구성하는, 무선 통신 모듈.
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