WO2023017991A1 - 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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WO2023017991A1
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tuner
antenna
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switch
reflection coefficient
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PCT/KR2022/008459
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윤용빈
김중권
박종호
허원형
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삼성전자 주식회사
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    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/18—Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line

Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to an apparatus and method for matching antenna impedance in an electronic device.
  • Such an electronic device may perform wireless communication with an external electronic device using at least one antenna.
  • the impedance of an antenna may affect transmission efficiency of an antenna for wireless communication.
  • the electronic device may match the impedance of the antenna to increase the transmission efficiency of the antenna.
  • Impedance matching of an antenna may vary according to various propagation environments or use environments of electronic devices. Accordingly, it is necessary to match the impedance of the antenna to the optimum impedance so that maximum power transmission can be performed through the antenna.
  • the electronic device may perform antenna impedance matching by applying a tunable code corresponding to the antenna impedance.
  • a tunable code corresponding to the antenna impedance.
  • the tuner code corresponding to can be calculated by referring to the lookup table.
  • an electronic device may optimally match the impedance of an antenna using only a tuner code selected by referring to an index of a lookup table according to various usage situations.
  • Various embodiments of the present disclosure disclose an apparatus and method for applying an optimal tunable code for antenna impedance matching in an electronic device.
  • an electronic device includes an antenna, an antenna tuner, a transceiver, a power amplifier electrically connected to the antenna tuner and performing power amplification according to impedance matching, and the transceiver, the antenna tuner, and the power amplifier. and at least one processor operably connected thereto, wherein the at least one processor determines an antenna reflection coefficient by setting a reference tuner code for the antenna tuner connected to the antenna in a signal path of the transceiver, and checking the antenna reflection coefficient. It may be configured to calculate a tuner code of the antenna tuner and perform impedance matching of the antenna according to a set method based on whether the reflected antenna reflection coefficient is changed and the operation of at least one component of the antenna tuner.
  • a method of operating an electronic device includes an operation of applying a reference tuner code to an antenna tuner connected to a signal path of an antenna and checking an antenna reflection coefficient, whether the checked antenna reflection coefficient is changed, and the antenna tuner and calculating a tuner code of the antenna tuner in a manner set based on the operation of at least one component of the antenna and performing impedance matching of the antenna.
  • an electronic device may obtain optimal antenna efficiency by calculating a tuner code based on an antenna reflection coefficient according to various usage situations and performing impedance matching using the calculated tuner code.
  • the electronic device divides the reflection coefficient into two areas in calculating the tuner code and calculates the tuner code based on the reflection coefficient, thereby reducing computational resources and enabling efficient computation.
  • the electronic device may minimize the number of combinations of switches inside the tuner and variable capacitors in calculating the tuner code, optimize antenna impedance according to a change in reflection coefficient, and reflect the result in real time.
  • an S-parameter for setting a grounding code and select an optimal grounding code based on the S-parameter, and accordingly, by applying an optimal tuner code and a tunable code including the optimal grounding code, the impedance Optimum antenna impedance matching is possible by performing matching.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device for matching antenna impedance according to various embodiments.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating components of a tuner of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 4 is a graph showing coordinate values for selecting a tuner code corresponding to antenna impedance according to various embodiments.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a period of measuring antenna impedance according to various embodiments.
  • FIG. 6 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments.
  • 7A and 7B are graphs for selecting a ground code according to usage conditions of an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for matching antenna impedance of an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of calculating a ground code for impedance matching of an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of matching antenna impedance in an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 within a network environment 100, according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or through a second network 199. It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • the server 108 e.g, a long-distance wireless communication network
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, a sensor module ( 176), interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ) may be included.
  • at least one of these components eg, the display device 160 or the camera module 180
  • the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illumination sensor
  • the display device 160 eg, a display.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, the program 140) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and a secondary processor 123 (eg, a graphics processing unit, an image signal processor) that may operate independently or together therewith. , sensor hub processor, or communication processor). Additionally or alternatively, the secondary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphics processing unit, an image signal processor
  • the secondary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function.
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • the secondary processor 123 may, for example, take the place of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, running an application). ) state, together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the auxiliary processor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, program 140) and commands related thereto.
  • the memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input device 150 may receive a command or data to be used for a component (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from an outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, or digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output device 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101 .
  • the audio output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes, such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry set to sense a touch or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) set to measure the intensity of force generated by the touch. there is.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150, the audio output device 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 170 acquires sound through the input device 150, the audio output device 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared (IR) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 101 to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 may be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to one embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 388 may be implemented as at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 may be a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, a : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • the corresponding communication module is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or IrDA (infrared data association)) or a second network 199 (eg, a cellular network, the Internet, or It may communicate with an external electronic device via a computer network (eg, a telecommunications network such as a LAN or WAN).
  • a computer network eg, a telecommunications network such as a LAN or WAN.
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include one antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is selected from the plurality of antennas by the communication module 190, for example. can be chosen A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, RFIC
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 and 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices among the external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 when the electronic device 101 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 instead of executing the function or service by itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service or an additional function or service related to the request, and deliver the execution result to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may provide the result as at least part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • cloud computing distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • Electronic devices may be devices of various types.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • first, second, or first or secondary may simply be used to distinguish a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited.
  • a (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • the certain component may be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • a storage medium eg, internal memory 136 or external memory 138
  • a machine eg, electronic device 101
  • a processor eg, the processor 120
  • a device eg, the electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-temporary' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g., electromagnetic waves), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.
  • signals e.g., electromagnetic waves
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • a device-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play StoreTM
  • two user devices e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a device-readable storage medium such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
  • each component eg, module or program of the components described above may include a singular entity or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, or omitted. or one or more other actions may be added.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device 200 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) for matching antenna impedance according to various embodiments.
  • the electronic device 200 may include a communication module 210 (eg, the communication module 190 of FIG. 1 ) and an antenna module 220 (eg, the antenna module 197 of FIG. 1 ).
  • a communication module 210 eg, the communication module 190 of FIG. 1
  • an antenna module 220 eg, the antenna module 197 of FIG. 1 .
  • the communication module 210 may include a processor 211, a memory 212, a power amplifier 213, a coupler 215, and a transceiver 217.
  • the antenna module 220 may include an antenna tuner 221 , a ground controller 223 and an antenna 225 .
  • the processor 211 is electrically connected to other components (eg, power amplifier 213, coupler 215, transceiver 217, antenna tuner 221 and ground controller 223). It can transmit and/or receive signals, control its operation, or perform various data processing and/or calculations.
  • the processor 211 may include a communication processor (CP) or an application processor (AP).
  • CP communication processor
  • AP application processor
  • the transceiver 217 may convert data received from the processor 211 into an RF signal (eg, a transmit (Tx) signal) and output the converted data to the power amplifier 213 .
  • the transceiver 217 may convert an RF signal (eg, a reception (Rx) signal) received from the power amplifier 213 into digital data readable by the processor 211 and transmit the converted digital data to the processor 211 .
  • the amplifier 213 may include a power amplifier and a low noise amplifier.
  • the power amplifier may amplify power of an RF signal (eg, a Tx signal) received from the transceiver 217 and transmit the amplified power to the antenna tuner 221 .
  • the low-noise amplifier may amplify power of an RF signal (eg, an Rx signal) received from the antenna tuner 221 while minimizing noise and transmit the amplified power to the transceiver.
  • the antenna tuner 221 may adjust the impedance of the antenna 225 to be close to at least one reference impedance based on the tuner code selected or calculated by the processor 211 .
  • the antenna tuner 221 may include at least one of a switch, a resistor, an inductor, and a capacitor.
  • the antenna tuner 221 adjusts an electrical length (eg, a capacitor, inductor, or resistor) between the antenna 225 and the communication module 210 based on the tuner code to control the antenna 225 ) and the communication module 210 may reduce reflection due to an impedance difference.
  • the ground controller 223 may change the resonance frequency by adjusting an electrical length between the antenna 225 and the ground based on the ground code selected by the processor 211 .
  • the ground controller 223 may reduce reflection caused by an impedance difference between the antenna 225 and the communication module 210 by changing the resonant frequency.
  • the processor 211 may control the ground controller 223 according to the communication frequency.
  • the processor 211 may control the ground controller (Xgnd) 223 to adjust the length of the antenna 225 .
  • the processor 211 may control the antenna tuner 221 to match the impedance of the antenna 225 according to the communication frequency. For example, the processor 211 may calculate a current antenna load (or antenna impedance) by receiving a feedback signal (eg, a forward coupling signal or a reverse coupling signal) from the coupler 215 .
  • the coupler 215 may be coupled to a signal line between the power amplifier 213 and the antenna tuner 221 to output a feedback signal corresponding to a communication signal and transmit it to the processor 211 .
  • the processor 211 may check a reflection coefficient ( ⁇ i ) (hereinafter referred to as an input reflection coefficient) of the antenna tuner 221 looking at the antenna 225 through a reverse and forward voltage ratio of the feedback signal.
  • ⁇ i reflection coefficient
  • the output reflection coefficient is the optimal impedance (eg, about 50 ⁇ ) is defined as the reference reflection coefficient (eg, about 50 ⁇ )
  • the antenna ground code corresponding to the reference reflection coefficient is set as the reference ground code
  • the input reflection of the tuner 221 A tuner code of the antenna tuner 221 set to have the smallest coefficient ⁇ i may be set as a reference tuner code.
  • the I and Q information of the input reflection coefficient ( ⁇ i ) may be stored in correspondence with, for example, 65 indices (index[0], index[1], ..., and the input stored for each index
  • the output reflection coefficient is derived by applying the reflection coefficient and the S parameter ( ⁇ L ) of the antenna tuner 221, and the value with the highest gain is calculated as an optimal tuner code, respectively, and these values are stored in the memory 212 as a look-up table.
  • each of the input reflection coefficient ( ⁇ i ), the S parameter, and the output reflection coefficient ( ⁇ L ) may be calculated based on Equation 1 below.
  • the processor 211 may select a tuner code by referring to the S parameters (S 11 , S 12 , S 21 , and S 22 values) stored in the memory 212 and apply the tuner code to the antenna tuner 221.
  • the operation of changing the tuner code can be performed by checking the impedance of the corresponding antenna with the reference tuner code.
  • an impedance corresponding to the specific tuner code may be changed to an optimal impedance for communication (eg, about 50 ⁇ ).
  • the processor 211 selects an index closest to the output reflection coefficient ( ⁇ L ) derived from the input reflection coefficient ( ⁇ i ) measured through the current coupler 215 from the look-up table, and selects the index of the selected index.
  • the output reflection coefficient ( ⁇ L ) can be changed by a similar magnitude to the small impedance of S11 (e.g., about 50 ⁇ ), and then by applying a specific tuner code, S 21 is optimized for high antenna impedance. can do.
  • the processor 211 may control the ground controller 223 according to the communication frequency. For example, the processor 211 may control the ground controller 223 to adjust the length of the antenna 225 .
  • the processor 211 sets the tuner code as the reference tuner code and measures the input reflection coefficient ( ⁇ i ) by the ground controller 223 so that the measured input reflection coefficient ( ⁇ i ) is the reference index (eg, index [0 ]) or a value close to the optimum impedance (e.g., about 50 ⁇ ) can be set as the reference ground cord.
  • the reference index eg, index [0 ]
  • a value close to the optimum impedance e.g., about 50 ⁇
  • the processor 211 applies a reference tuner cord in a specific usage situation (eg, ear jack insertion, hand holding, case mounting) to the reference ground cord, and measures the input reflection coefficient ( ⁇ i ) Determines the closest index to calculate the optimal grounding code for each specific use situation and stores it in a lookup table corresponding to the index. For example, in a specific usage situation, apply the tuner cord as the reference tuner cord, change the grounding cord and measure the input reflection coefficient ( ⁇ i ) so that the input reflection coefficient ( ⁇ i ) has a value close to the reference index or optimum impedance. It can be calculated with the optimal grounding code.
  • a specific usage situation eg, ear jack insertion, hand holding, case mounting
  • the processor 211 may express indices as an impedance graph (eg, a Smith chart).
  • the impedance graph may be stored in the form of a lookup table.
  • the processor 211 determines an index adjacent to the current output reflection coefficient among indexes on the impedance graph, and refers to a lookup table according to the determined index to change the current output reflection coefficient to an optimal impedance. You can change the current output reflection coefficient by selecting a code.
  • the power amplifier 213 may amplify a signal received from the transceiver 217 under the control of the processor 211 and transmit the amplified signal to the antenna tuner 221 .
  • the antenna tuner 221 transmits the signal received from the power amplifier 213 through the antenna 225 or transmits the signal received through the antenna 225 through the power amplifier 213 to the transceiver 217 ) can be transmitted.
  • ground controller 223 may adjust the length of antenna 225 .
  • the ground controller 223 includes at least one switch (not shown), controls the operation of the at least one switch based on a ground code input from the processor 221, and connects the at least one switch.
  • the length of the antenna 225 can be changed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating components of a tuner (eg, the antenna tuner 221 of FIG. 2 ) of an electronic device (eg, the electronic device 200 of FIG. 2 ) according to various embodiments.
  • a tuner eg, the antenna tuner 221 of FIG. 2
  • an electronic device eg, the electronic device 200 of FIG. 2
  • the tuner 221 may include an impedance control circuit 301 as shown in FIG. 3 .
  • the impedance control circuit 301 may include at least one switch (eg, S1, S2, S3, S4, and S5) and at least one passive element (eg, a variable capacitor or an inductor) (P1, P2).
  • the tuner 221 may operate (eg, turn on or turn off) switches in response to tuner codes input from a processor (eg, the processor 221 of FIG. 2 ).
  • a processor eg, the processor 221 of FIG. 2
  • the impedance of the antenna eg, the antenna 225 of FIG. 2
  • FIG. 3 The number of switches, the number of passive elements, and a connection structure may be variously modified as an example.
  • the impedance control circuit 301 of the tuner 221 applies a basic grounding code and a basic tuner code respectively as tunable codes under the control of the processor 211 and coupler (e.g., the coupler 215 of FIG. 2). )), the input reflection coefficient ( ⁇ i ) may be measured, and the output reflection coefficient ( ⁇ L ) may be checked using the basic S parameter of the tuner 211 .
  • 16384 lists may be initially generated when measuring the entire range, and among these, for example, 1536 lists may be secondarily selected. (eg, the memory 212 of FIG. 2).
  • the S-parameter according to the electrical characteristics of the tuner 221 may be three-dimensionally selected, for example, 96 (64 + 32) or less, based on the operation of at least one component of the tuner 221. there is.
  • the switch S2 looking at the structure of the components of the impedance control circuit 301 of the tuner 221, when the first switch S1, which is a series switch, is turned on or turned off, the switch S2,
  • the value of the input reflection coefficient ⁇ i for example, the presence or absence of a change in phase may vary according to variations in S3 and S4 and the second variable capacitor P2 .
  • the input reflection coefficient ⁇ i may not change even if the value of the first variable capacitor P1 serially connected thereto fluctuates.
  • FIG. 4 is a graph showing coordinate values for selecting a tuner code corresponding to antenna impedance according to various embodiments.
  • each output reflection coefficient Regarding the value an area where the first switch S1 needs to be turned on and an area where the first switch S1 needs to be turned off can be distinguished from each other.
  • the first switch S1 may need to be turned on.
  • the first switch S1 may need to be turned off.
  • the processor 211 in the turn-on operation region 401 of the first switch S1 of the tuner 221, changes the value of the second variable capacitor P2 to 8, for example.
  • Optimum tuner codes using S-parameters corresponding to a total of 64 cases in which values obtained by extracting and turning on or off the second switch S2, the third switch S3, and the fourth switch S4 are respectively applied can be calculated.
  • the processor 211 sets the value of the first variable capacitor P1 to a fixed value, for example, a maximum value, in the turn-off operation region 402 of the first switch S1 of the tuner 221. (Max), extract the variation value of the value of the second variable capacitor P2, for example, to 8, and the second switch S2, the third switch S3, and the fourth switch S4
  • a fixed value for example, a maximum value
  • the processor 211 sets the value of the first variable capacitor P1 to a fixed value, for example, a maximum value, in the turn-off operation region 402 of the first switch S1 of the tuner 221. (Max), extract the variation value of the value of the second variable capacitor P2, for example, to 8, and the second switch S2, the third switch S3, and the fourth switch S4
  • Each optimal tuner code can be calculated using S-parameters corresponding to a total of 64 cases in which each on or off value is applied.
  • the processor 211 obtains an input reflection coefficient ( ⁇ i ) measured by applying an S parameter corresponding to an operation of at least one component of the tuner 221, a reference tuner code, and an optimal ground code. And based on Equation 2 below, a value with the highest gain can be calculated using the tuner code.
  • G T is a gain
  • ⁇ i is an input reflection coefficient
  • ⁇ S is a reference reflection coefficient (eg, 50 ohms).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a period of measuring an antenna impedance of an electronic device (eg, the electronic device 200 of FIG. 2 ) according to various embodiments.
  • the processor eg, the processor 211 of FIG. 2
  • the tunable cord may include a grounding cord and a tuner cord.
  • the processor 211 updates the ground code by first measuring the input reflection coefficient ( ⁇ i ) within one period (eg, within 1 second), and secondly inputs the ground code based on the updated ground code.
  • the tunable code can be updated by measuring the reflection coefficient ( ⁇ i ) and calculating the tuner code.
  • the primary measurement and the secondary measurement may be performed at designated time intervals.
  • the processor 211 may update the tuner code and the ground code at a designated period, such as 1 second.
  • the processor 211 may set the reference tuner code and the reference ground code at the first time point 501 and measure the input reflection coefficient ⁇ i . Accordingly, the processor 211 may calculate the output reflection coefficient ( ⁇ L ) and update the ground code with a ground code corresponding to an adjacent index [n] among indexes of the lookup table.
  • the input reflection coefficient ⁇ i may be measured by applying the updated ground code and the reference tuner code.
  • the processor 211 calculates the output reflection coefficient ( ⁇ L ) accordingly and calculates the tuner code by applying the corresponding output reflection coefficient and the S parameter of the tuner code to Equation 2 (503) to obtain a final tunable code in the first cycle. can be updated (504).
  • the second switch (S2), the third switch (S3), the fourth switch (S4), the second variable capacitor (P2) and the first switch (S1) or the first variable capacitor (P1) of the antenna tuner Combinations of (Max) 64 S-parameters can be used.
  • the processor 211 may set the reference tuner code and the reference ground code at the first time point 511 in the second cycle and measure the input reflection coefficient ( ⁇ i ). Accordingly, the processor 211 may calculate the output reflection coefficient ( ⁇ L ) and update the ground code with a ground code corresponding to an adjacent index [n] among indexes of the lookup table. In the second period thereafter, at the second time point 512 , the input reflection coefficient ⁇ i may be measured by applying the updated ground code and the reference tuner code. The processor 211 calculates the output reflection coefficient ( ⁇ ' L ) accordingly and compares it with the output reflection coefficient ( ⁇ L ) of the first period.
  • the first capacitor (P1) in the tuner code of the first period A tuner code may be calculated (513) by applying 16 or 32 S-parameters to , and the final tunable code of the second cycle may be updated (514).
  • the process of the first cycle is performed again.
  • Processor 211 may similarly perform tunable code update processes 521, 522, 523, and 524 in the third cycle, and accordingly, based on the input reflection coefficient ( ⁇ i ) measured through two steps in each cycle
  • the tuner code and/or the ground code can be updated, so that an optimal tunable code can be calculated and applied for various usage situations.
  • FIG. 6 is a block diagram of an electronic device according to various embodiments.
  • the electronic device 200 may include a communication module 610 (eg, the communication module 190 of FIG. 1 ) and an antenna module 620 (eg, the antenna module 197 of FIG. 1 ).
  • a communication module 610 eg, the communication module 190 of FIG. 1
  • an antenna module 620 eg, the antenna module 197 of FIG. 1 .
  • the communication module 610 may include a phase modulator 612, a power amplifier 613, a switch module 614, a coupler 615, and a transceiver 617.
  • the antenna module 620 may include an antenna tuner 621, at least one ground controller 623_1 and 623-2, and an antenna 625.
  • a processor may include other components (eg, a phase modulator 612, a power amplifier 613, The switch module 614, the coupler 615, and the transceiver 617 can transmit and/or receive signals and control its operation or perform various data processing and/or calculations.
  • the processor may include a communication processor (CP) or an application processor (AP).
  • the transmission signal amplified by the power amplifier 613 may be transferred to the antenna tuner 621 through the transceiver phase modulator 614 and transmitted through the antenna 625.
  • the received signal received through the antenna 625 is phase-modulated by the phase modulator 614 through the antenna tuner 621, and then amplified by the power amplifier 613 and transmitted to the transceiver 617. .
  • ground controller 623 may adjust the length of antenna 625 .
  • the ground controller 623 includes at least one switch, controls the operation of the at least one switch based on a ground code input from a processor, and controls the antenna 625 according to the connection state of the at least one switch. Length can be changed.
  • the processor may control at least one ground controller 623-1 or 623-2 according to a communication frequency.
  • the processor 211 may control the length of the antenna 625 by controlling at least one of the ground controllers 623-1 and 623-2.
  • two ground controllers 623-1 and 623-2 are employed, and this is an example, and one or more ground controllers may be employed.
  • the processor may control at least one ground controller 623-1 or 623-2 to match the impedance of the antenna 625 according to the communication frequency.
  • the processor fixes the tuner code of the tuner 621 as a basic tuner code and changes the ground code of at least one of the ground controllers 523-1 and 623-2 while receiving a feedback signal (eg, from the coupler 615).
  • the current antenna load (or antenna impedance) can be calculated by receiving the forward coupling signal or reverse coupling signal.
  • the coupler 615 may be coupled to a signal line between the power amplifier 613 and the antenna tuner 621 to output a feedback signal corresponding to a communication signal and transmit it to the processor.
  • the processor may check an input reflection coefficient ( ⁇ i ) looking at the antenna 625 from the input of the tuner 621 through the ratio of reverse and forward voltages of the feedback signal.
  • the tuner code of the tuner 621 is fixed as a reference tuner code, and a feedback signal is received from the coupler 615 while changing the ground code of at least one of the ground controllers 623-1 and 623-2.
  • a ground code value having the smallest input reflection coefficient ( ⁇ i ) may be set as a reference ground code.
  • an optimal grounding cord may be selected based on a reference grounding code according to various usage situations.
  • FIGS. 7A and 7B are index graphs for selecting a ground code according to usage conditions of an electronic device according to various embodiments.
  • the output reflection coefficient of (free) can be displayed in area 701.
  • the output reflection coefficient when the case is mounted on the electronic device 200 is in area 702, when USB is inserted in area 703, in case of wireless charging, in area 704, and in case of holding by hand.
  • the output reflection coefficients are respectively displayed in the region 706 in the case of a finger touch.
  • the reflection coefficient of the grounding code corresponding to each use situation It is used as information to obtain and obtain the S parameter of the grounding code.
  • the tuner code for the tuner 621 is set as a reference tuner code, and the input reflection coefficient ( ⁇ i measured while changing the ground code for at least one ground controller 623-1, 623-2) ) can be set as the reference grounding code.
  • the processor applies the reference tuner code and the reference ground code, measures the input reflection coefficient for various use situations, and corresponds to the index graph, so that the distance from the case where there is no use corresponding to index [0] is the farthest and Two or more usage situations with the largest respective distances from each other can be selected. For example, in FIG. 7A , for the non-use situation 701 , a USB insertion situation 703 with the largest distance and a hand-held situation 705 may be selected.
  • the processor determines the input reflection coefficient and the reference tuner code for each of three use situations including a USB insertion situation (703) and a hand held situation (705) in addition to the non-use situation (701).
  • Output reflection coefficients for three usage situations can be obtained using Equation 3 below, respectively, using the S-parameter.
  • S 11 , S 12 , S 21 , S 22 are the S parameter values of the tuner 621 and are input reflection coefficients ( ⁇ i ).
  • the reflection coefficient ( ⁇ L ) can be calculated.
  • the processor applies a reference tuner code to the tuner 621, and at least one of the ground controllers 623-1 and 623 uses input reflection coefficients and the calculated output reflection coefficients for three usage situations.
  • the S parameter for at least one of the ground controllers 623-1 and 623-2 may be calculated based on Equation 4 below.
  • S' 11 , S' 12 , S' 21 *S' 22 In order to obtain a total of three variables for each grounding code, three conditions of input reflection coefficient ( ⁇ i ) and output reflection coefficient ( ⁇ L ) are required. can
  • S' 11 , S' 12 , S' 21 , and S' 22 are S parameter values of at least one ground controller 623-1 and 623-2, and the input reflection coefficients ( ⁇ i ) and the output reflection coefficient ( ⁇ L ).
  • the processor changes the S-parameter of at least one ground controller 623-1 and 623-2 for each index corresponding to a specific reflection coefficient in the index graph of FIG.
  • a ground code value having the smallest coefficient may be selected as an optimal ground code based on Equation 5 below and stored in each index.
  • S' 11 , S' 12 , S' 21 , and S' 22 are S parameter values of at least one grounding controller 623-1 and 623-2, and are input for each designated output reflection coefficient ( ⁇ L ).
  • the ground code value for which the reflection coefficient ( ⁇ i ) is calculated to be the smallest can be calculated as an optimal ground code.
  • selecting three usage situations including a situation in which there is no use of the electronic device 200 is an example, and the selected situation and the number thereof are as many as the number of indices corresponding to a specific reflection coefficient, and the number is limited. It doesn't work. For example, four or more usage situations may be selected.
  • an electronic device eg, the electronic device 101 of FIG. 1 or the electronic device 200 of FIG. 2
  • an antenna eg, the antenna 225 of FIG. 2
  • antenna tuner eg, the electronic device 200 of FIG. 2
  • antenna tuner 221 e.g, the electronic device 200 of FIG. 2
  • transceiver e.g, the transceiver 217 of FIG. 2
  • power amplifier electrically connected to the antenna tuner to perform power amplification according to impedance matching (eg, the power amplifier of FIG. 2 ( 213)) and at least one processor (e.g., the processor 211 of FIG.
  • the at least one processor compares the antenna reflection coefficient with a previous antenna reflection coefficient, and if there is a difference as a result of the comparison, based on whether the first switch of the antenna tuner is turned on or off,
  • An antenna tuner can be configured to calculate the tuner code.
  • the at least one processor when the first switch is turned on, maintains a first variable capacitor connected in series with the first switch at an existing value, and at least one other capacitor connected in parallel with the first switch.
  • the tuner code of the antenna tuner may be calculated based on on/off of the switch and a voltage change of at least one of a second variable capacitor connected in parallel with the first switch.
  • the at least one processor when the first switch is off, maintains a first variable capacitor connected in series with the first switch at a maximum voltage, and at least one capacitor connected in parallel with the first switch.
  • the tuner code of the antenna tuner may be calculated based on at least one of turning on or off of another switch and voltage variation of the second variable capacitor.
  • the at least one processor determines the tuner code of the antenna tuner based on a voltage variation of a first variable capacitor connected in series with the first switch of the antenna tuner. Can be set to update.
  • the at least one processor is configured to perform the tuner code update operation when there is a difference and when there is no difference according to the comparison result based on the checked antenna reflection coefficient at different periods, respectively. can be set
  • the at least one processor may be configured to apply a reference tuner code to the antenna tuner and select a ground code of at least one ground controller connected to a signal path of the antenna.
  • the at least one processor determines a reference ground code of the at least one ground controller by applying the reference tuner code to the antenna tuner and measuring the at least one reflection coefficient, and Applying the reference tuner cord to a tuner and applying the reference ground cord to the at least one grounding controller, measuring reflection coefficients for a plurality of usage situations, respectively, and determining the measured reflection coefficients for the plurality of usage situations. calculates the S-parameter of the at least one grounding controller based on the grounding controller, and determines the grounding code of the grounding controller based on the S-parameter of the grounding controller and the measured reflection coefficient.
  • the at least one processor may be configured to store the S parameter and the ground code of the ground controller, respectively.
  • the at least one processor applies the selected ground code to the at least one ground controller, applies the reference tuner code to the antenna tuner to determine the reflection coefficient, and determines the reflection coefficient.
  • the tuner code of the antenna tuner may be updated in a manner set based on whether the at least one element of the antenna tuner operates according to whether a reflection coefficient is changed or not.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for matching antenna impedance of an electronic device according to various embodiments.
  • each operation may be performed sequentially, but not necessarily sequentially.
  • the order of each operation may be changed, or at least two operations may be performed in parallel.
  • the electronic device may be the electronic device 101 of FIG. 1 or the electronic device 200 of FIG. 2 .
  • parts described with reference to the above-described drawings may be omitted.
  • a processor in operation 801, sets an antenna tuner (eg, the antenna 225 of FIG. 2 ) connected to a signal path of an antenna.
  • antenna tuner 221) can be set as a reference tuner code and the antenna reflection coefficient (eg, antenna impedance) can be checked.
  • the processor calculates and updates the tuner code of the antenna tuner in a set method based on whether the antenna reflection coefficient is changed and whether at least one component of the antenna tuner is operating, which is checked in operation 803, to match the impedance of the antenna. can be performed.
  • the processor may compare the checked antenna reflection coefficient with a previous antenna reflection coefficient, and if there is a difference as a result of the comparison, the operation of at least one element (eg, the first switch S1) of the antenna tuner (eg, the first switch S1) : on or off), it is possible to calculate the tuner code of the antenna tuner.
  • the first switch S1 may be a switch serially connected to a transmission line of a transmission/reception signal.
  • the processor When the first switch S1 is on, the processor maintains the first variable capacitor P1 connected in parallel with the first switch S1 at an existing value, and at least one other switch connected in parallel with the first switch S1 Based on the S parameter corresponding to the on-off operation of (S2, S3 and S4) and the combination of the values of the second variable capacitor (P2) connected through the at least one other switch (S2, S3, S4 or S5)
  • the tuner code of the antenna tuner can be calculated.
  • the processor When the first switch S1 is off, the processor maintains the first variable capacitor P1 connected in parallel with the first switch S1 at a maximum value and at least one variable capacitor P1 connected in parallel with the first switch S1.
  • S-parameter corresponding to the on-off operation of the other switches S2, S3, and S4 of and a combination of values of the second variable capacitor P2 connected through the at least one other switch S2, S3, S4, or S5 A tuner code of the antenna tuner can be calculated based on .
  • the processor compares the checked antenna reflection coefficient with the previous antenna reflection coefficient, and if there is no difference as a result of the comparison, based on the S-parameter corresponding to the combination of values of the first variable capacitor P1 in the existing tuner code
  • the tuner code of the antenna tuner can be calculated.
  • the checking of the antenna reflection coefficient, the comparison with the previous antenna reflection coefficient, and the corresponding tuner code updating operations may be performed within one different period (eg, one second period).
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of calculating a ground code for impedance matching of an electronic device according to various embodiments.
  • each operation may be performed sequentially, but not necessarily sequentially. For example, the order of each operation may be changed, or at least two operations may be performed in parallel. Also, the operations of FIG. 9 may be additionally or alternatively performed with respect to the operations of FIG. 8 .
  • the electronic device may be the electronic device 101 of FIG. 1 or the electronic device 200 of FIG. 2 . In the following description of at least some operations of FIG. 9 , parts described with reference to the above-described drawings may be omitted.
  • a processor applies a reference tuner code to an antenna tuner (eg, the antenna tuner 221 of FIG. 2 or the antenna tuner 621 of FIG. 6 ), and (eg, antenna 225 of FIG. 2 or antenna 625 of FIG. 6) connected to a signal path of at least one ground controller (eg, ground controller 213 of FIG. 2 or ground controller 623-1 of FIG. 6) , the grounding code of 623-2)) can be selected.
  • the processor may determine a reference ground code of the at least one ground controller by applying a reference tuner code to an antenna tuner and measuring a reflection coefficient in order to select a ground code. For example, fixing the tuner code of the tuner as a reference tuner code and measuring the input reflection coefficient ( ⁇ i ) while changing the ground code of at least one ground controller (523-1, 623-2), the input reflection coefficient ( A ground code value having the smallest ⁇ i ) may be determined as a reference ground code.
  • the processor may apply the reference tuner code to the antenna tuner and the reference ground code to the at least one ground controller, and measure reflection coefficients for a plurality of usage situations, respectively.
  • Various use situations include, for example, when the electronic device is free of use, when the electronic device is equipped with a case, when the electronic device is inserted into a USB device, when the electronic device is wirelessly charged, and when the electronic device is hand-held.
  • the case of holding the electronic device may include a case of touching the electronic device with a finger.
  • the processor may calculate the S-parameter of at least one grounding controller based on the measured reflection coefficient for the plurality of use situations in operation 905 .
  • an input reflection coefficient for each of a plurality of usage situations may be measured, and an output reflection coefficient may be calculated using a reference tuner code of the corresponding situation and an S-parameter of the tuner.
  • the S-parameter of at least one grounding controller may be calculated using the input reflection coefficient measured according to the application of the S-parameter of the tuner and the reference tuner code for each of a plurality of usage situations and the calculated output reflection coefficient. there is.
  • the processor may determine a ground code of the at least one grounding controller for each of a plurality of use situations based on the calculated S-parameter and the measured reflection coefficient of the at least one grounding controller. For example, the processor may select a ground code value having a smallest input reflection coefficient as an optimal ground code while changing the S-parameter of at least one grounding controller for a designated output reflection coefficient.
  • the processor may store the calculated S-parameter and the calculated ground code for a plurality of use situations of at least one ground controller in a memory (eg, the memory 212 of FIG. 2 ).
  • the processor applies the selected ground code to the at least one ground controller, applies the reference tuner code to the antenna tuner, checks a reflection coefficient of an antenna, and determines a reflection coefficient of an antenna.
  • the tuner code of the antenna tuner may be updated in a manner set based on the operation of at least one component (eg, the first switch S1 or the first capacitor P1) of the antenna tuner according to whether it coincides with .
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of matching antenna impedance in an electronic device according to various embodiments.
  • each operation may be performed sequentially, but not necessarily sequentially.
  • the order of each operation may be changed, or at least two operations may be performed in parallel.
  • the electronic device may be the electronic device 101 of FIG. 1 or the electronic device 200 of FIG. 2 .
  • parts described with reference to the above-described drawings may be omitted.
  • the processor (eg, the processor 211 of FIG. 2 ) of the electronic device 200 may update the tunable code at intervals of a designated time period (eg, 1 second).
  • the tunable cord may include a grounding cord and a tuner cord.
  • the processor 211 first measures the input reflection coefficient ( ⁇ i ) within one period, calculates the output reflection coefficient ( ⁇ L ), updates the ground code, and based on the updated ground code
  • the tunable code can be updated within one cycle by secondarily measuring the input reflection coefficient ( ⁇ i ' ) and calculating the output reflection coefficient ( ⁇ L ' ) to update the tuner code.
  • the first measurement and the second measurement may be performed at designated time intervals.
  • the processor in operation 1001, first sets a reference tuner code for the tuner and a reference ground code for the ground controller, measures an input reflection coefficient ( ⁇ i ) and output reflection therefrom.
  • the coefficient ⁇ L can be calculated.
  • the processor may calculate the distance on the index graph for the output reflection coefficient ( ⁇ L ) calculated in operation 1003 and select the closest index, and refer to the lookup table for the selected index in operation 1005 to obtain an optimal grounding code corresponding to the index. It can be updated as a grounding code.
  • the processor may measure the input reflection coefficient ( ⁇ i ' ) and calculate the output reflection coefficient ( ⁇ L ' ) at operation 1007 by applying the reference tuner code and the updated ground code to the tuner secondarily.
  • the secondary measurement may be performed at, for example, 100 ms elapsed time from the primary measurement time within the first period (eg, 1 second).
  • the processor may update the tuner code based on the operation of at least one component of the tuner.
  • the processor may determine whether the output reflection coefficient ( ⁇ L ) calculated at the first time point and the output reflection coefficient ( ⁇ L ' ) calculated at the second time point have changed.
  • the processor When the output reflection coefficient ( ⁇ L ' ) calculated at the first time point in the first period is different from the output reflection coefficient ( ⁇ L ) calculated at the first time point in the second period, in operation 1011, the processor outputs the second signal of the tuner. 1 You can check whether the switch is the coordinate of the reflection coefficient that needs to be turned on or off.
  • the first switch of the tuner may be a switch serially connected to the transmit/receive signal line of the tuner.
  • the processor proceeds to operation 1013 to maintain the first variable capacitor P1 connected in parallel with the first switch S1 at an existing value, and
  • a tuner code of the antenna tuner may be calculated based on at least one of the value variations.
  • the processor proceeds to operation 1015 to maintain the first variable capacitor P1 connected in parallel with the first switch S1 at a maximum value, and 1 On-off operation of at least one other switch (S2, S3, and S4) connected in parallel with switch S1 and a second variable capacitor (P2) connected through the at least one other switch (S2, S3, S4, or S5) ), the tuner code of the antenna tuner may be calculated based on at least one of the voltage variations of .
  • the tuner code of the antenna tuner may be calculated and updated based on an operation (eg, voltage change) of at least one component (eg, the first capacitor P1) of the antenna tuner.
  • Operations 1011 and 1017 in which the output reflection coefficient ( ⁇ L ) calculated at the first time point in operation 1009 and the output reflection coefficient ( ⁇ L ' ) calculated at the second time point are divided and performed according to the comparison result in operation 1009 as described above. may be performed at different cycles.
  • a reference ground code and a reference tuner code may be set, and a modified ground code and a reference tuner code may be set at a secondary point of view.
  • an operating method of an electronic device is connected to a signal path of an antenna (eg, the antenna 225 of FIG. 2 ).
  • An operation of applying a reference tuner code to an antenna tuner eg, the antenna tuner 221 of FIG. 2) and checking an antenna reflection coefficient, whether the checked antenna reflection coefficient is changed, and of at least one component of the antenna tuner
  • An operation of calculating a tuner code of the antenna tuner and performing impedance matching of the antenna in a manner set based on the operation may be included.
  • An operation of calculating may be further included.
  • the method may further include calculating the tuner code of the antenna tuner based on at least one of voltage variations of a second variable capacitor connected in parallel with the first switch.
  • a first variable capacitor connected in series with the first switch is maintained at a maximum voltage, and at least one other switch connected in parallel with the first switch is turned on or off; and calculating the tuner code of the antenna tuner based on at least one of voltage variations of a second variable capacitor connected in parallel with the first switch.
  • the method may further include updating the tuner code of the antenna tuner based on a voltage variation of a first variable capacitor connected in series with the first switch of the antenna tuner.
  • the tuner code update operation when there is a difference and when there is no difference according to the comparison result may be performed based on the checked antenna reflection coefficient at different periods.
  • an operation of applying a reference tuner code to the antenna tuner and selecting a ground code of at least one ground controller connected to a signal path of the antenna may be further included.
  • the ground code selection may include determining a reference ground code of the at least one ground controller by applying the reference tuner code to the antenna tuner and measuring the at least one reflection coefficient; applying the reference tuner code to an antenna tuner and applying the reference ground code to the at least one ground controller, and measuring reflection coefficients for a plurality of use situations, respectively, the measured reflection for the plurality of use situations;
  • the method may further include calculating the S-parameter of the at least one grounding controller based on a coefficient and determining the grounding code of the grounding controller based on the S-parameter of the grounding controller and the measured reflection coefficient.
  • an operation of respectively storing the S-parameter and the ground code of the ground controller may be further included.
  • an operation of checking the reflection coefficient by applying the selected ground code to the at least one ground controller and applying the reference tuner code to the antenna tuner, and determining whether the checked reflection coefficient is changed may further include updating the tuner code of the antenna tuner in a manner set based on whether the at least one component of the antenna tuner operates.

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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
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 PCTKR2022008459-appb-img-000001
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 PCTKR2022008459-appb-img-000002
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 PCTKR2022008459-appb-img-000003
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 PCTKR2022008459-appb-img-000004
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 PCTKR2022008459-appb-img-000005
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 (15)

  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 커패시터의 전압 변동 중 적어도 하나에 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; 및 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 동작;을 더 포함하는 방법.
  14. 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 포함하고,
    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.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 안테나 튜너에 기준 튜너 코드를 적용하고, 상기 안테나의 신호 경로에 연결된 적어도 하나의 접지제어기의 접지 코드를 선정하는 동작을 더 포함하고, 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.
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