KR20030065121A

KR20030065121A - A diversity antenna system of the portable phone

Info

Publication number: KR20030065121A
Application number: KR1020020005585A
Authority: KR
Inventors: 허요샙; 이환승
Original assignee: 주식회사 어필텔레콤
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-06
Also published as: KR100459615B1

Abstract

PURPOSE: An antenna system for a mobile phone is provided to improve the receiving sensibility of an antenna by connecting an antenna with a good receiving sensibility between the first and second antennas to a receiving unit by the on/off of a switching element. CONSTITUTION: A switching element(16) is composed between a duplexer(2) and a receiving unit(3), for connecting one antenna between the first and second antennas(1a,1b) to the receiving unit(3) in a state in which one antenna is disconnected with the duplexer(2). The first antenna(1a) connects to the duplexer(2), and transmits an RF(Radio Frequency) outputted from a transmitting unit(4). The first antenna(1a) selectively connects to the receiving unit(3) according to the switching of the switching element(16), and transmits the RF to the receiving unit(3). The second antenna(1b) selectively connects to the receiving unit(3) according to the switching of the switching element(16) without passing the duplexer(2).

Description

A diversity antenna system of the portable phone

본 발명은 휴대폰의 다이버시티(diversity) 안테나 시스템에 관련된 것으로써, 더 상세히는 휴대폰에 복수개의 안테나를 구성하여 그 중 수신감도가 가장 좋은 안테나를 연결할 수 있는 안테나 시스템을 구성하는 것에 관련된 것이다.The present invention relates to a diversity antenna system of a mobile phone, and more particularly to configuring an antenna system capable of connecting a plurality of antennas to a mobile phone to connect an antenna having the best reception sensitivity.

일반적으로 휴대폰에는 도 1과 같이 저잡음증폭기(LNA), 믹서, 중간주파수처리부(IF) 등으로 구성되는 수신부(3)와, 고주파증폭기(PA), 구동증폭기(DA), 전압제어발진기(VCO) 등으로 구성되는 송신부(4)는 듀플랙서(2)를 사이에 두고 안테나(1)와 연결되도록 구성된다. 또, 상기 수신부(3)와 송신부(4)는 신호처리부(5)와 연결되도록 구성된다.In general, a mobile phone includes a receiver 3 including a low noise amplifier (LNA), a mixer, an intermediate frequency processor (IF), a high frequency amplifier (PA), a driving amplifier (DA), and a voltage controlled oscillator (VCO) as shown in FIG. The transmitter 4 composed of the back and the like is configured to be connected to the antenna 1 with the duplexer 2 interposed therebetween. In addition, the receiver 3 and the transmitter 4 are configured to be connected to the signal processor 5.

상기 안테나와 송,수신부 사이에 구성되는 듀플랙서(duplxer)는 송신 RF주파수와 수신RF주파수가 서로 다르기 때문에 상기 송수신 RF주파수를 분리하여 송수신할 수 있도록 필터링하고 노이즈 신호를 제거하여 주는 역할을 한다.The duplexer configured between the antenna and the transmitter / receiver has a function of filtering and removing the noise signal by separating and transmitting and receiving the RF frequency because the transmission RF frequency and the reception RF frequency are different from each other. .

근래에는 800MHz대의 셀룰러(cellular)와 1.8GHz대의 PCS(personal communication service)밴드가 동시에 서비스되면서 2종류의 주파수 대역에서 송수신이 가능하도록 휴대폰이 구성되고 있다.In recent years, cellular phones and 800MHz cellular and 1.8GHz personal communication service (PCS) bands are being serviced simultaneously, and cellular phones are being configured to transmit and receive in two frequency bands.

그러나, 도 1과 같이 송수신부가 안테나(1)를 공유하는 경우에는 안테나가 충분한 성능을 발휘하기 위하여 모든 주파수 대역을 커버할 수 있어야 하나 휴대폰의 특성상 안테나의 크기 및 형태에 한계가 있을 뿐만 아니라 셀룰러밴드와 PCS밴드를 송수신하는 안테나의 구조가 달라 휴대폰의 송수신감도를 저해하는 문제점이 있다.However, when the transmitter and receiver share the antenna 1 as shown in FIG. 1, the antenna must cover all frequency bands in order to exhibit sufficient performance. However, the size and shape of the antenna are not only limited by the characteristics of the cellular phone, but also the cellular band. The structure of the antenna for transmitting and receiving the PCS band is different, there is a problem that inhibits the transmission and reception sensitivity of the mobile phone.

상기와 같은 문제점을 커버하는 대안으로써, 도 2와 같이 복수개의 안테나 즉 , 다이버시티 안테나 시스템을 구성하여 감도가 좋은 안테나를 스위칭하여 연결하는 기술이 공지되어 있다.As an alternative to cover the above problems, a technique is known in which a plurality of antennas, that is, a diversity antenna system, are switched and connected as shown in FIG.

안테나(1a),(1b)와 듀플랙서(2) 사이에 스위치(6)를 구성하고, 신호처리부(5)에서 감도가 좋은 안테나를 연결할 수 있도록 스위치(6)를 컨트롤한다.A switch 6 is configured between the antennas 1a, 1b and the duplexer 2, and the switch 6 is controlled so that the signal processor 5 can connect an antenna having high sensitivity.

그러나, 상기 도 1 및 도 2 구조의 휴대폰에서는 스위치(6)가 듀플랙서(2)와 안테나 사이에 구성되기 때문에 송수신되는 RF주파수가 반드시 듀플랙서(2)를 거처야 한다. 즉, 기지국이 가깝고 신호간섭이 없는 지역이나, 송수신의 RF주파수 분리가 크게 중용하지 않은 경우에는 듀플랙서를 거치지 않고 RF주파수를 송수신하는 것이 휴대폰의 감도면에서 유리할 수 있으나, 이 경우에도 반드시 듀플랙서(2)를 거쳐 RF주파수가 송수신되기 때문에 감도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.However, since the switch 6 is configured between the duplexer 2 and the antenna in the cellular phone of FIGS. 1 and 2, the RF frequency transmitted and received must pass through the duplexer 2. In other words, if the base station is near and there is no signal interference, or the RF frequency separation of the transmission and reception is not important, it may be advantageous in terms of the sensitivity of the mobile phone to transmit and receive the RF frequency without going through the duplexer. Since the RF frequency is transmitted and received through the second (2), there is a problem in reducing the sensitivity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 복수개의 안테나를 휴대폰에 구성하되, 상기 안테나 중 선택되는 적어도 1개 이상의 안테나는 듀플랙서와 안테나 사이에 설치되는 스위칭소자에 의하여 그 듀플랙서를 거치지 않고 바로 수신부와 연결될 수 있도록 구성한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, but a plurality of antennas are configured in the mobile phone, at least one or more antennas selected from the antennas are duplexed by a switching element installed between the duplexer and the antenna. It is configured to be directly connected to the receiver without going through a book.

상기 스위칭소자는 신호처리부(5)에 의하여 컨트롤되도록 구성한다.The switching element is configured to be controlled by the signal processor 5.

특히, 본 발명은 송신부 및 수신부와 연결된 듀플랙서에 제1안테나가 연결되도록 구성하고, 듀플랙서와 수신부 사이에 스위칭소자를 구성한 후 그 스위칭 수단에 제2안테나를 연결한다. 상기 스위칭소자가 듀플랙서에 연결된 제1안테나와 듀플랙서에 연결되지 않은 제2안테나 중 수신 감도가 좋은 안테나를 선택하여 수신부(3)에 연결할 수 있도록 스위칭소자를 구성한다.In particular, the present invention is configured such that the first antenna is connected to the duplexer connected to the transmitter and the receiver, and the switching element is configured between the duplexer and the receiver, and then the second antenna is connected to the switching means. The switching device is configured to select an antenna having a good reception sensitivity among the first antenna connected to the duplexer and the second antenna not connected to the duplexer to connect to the receiver 3.

따라서, 본 발명의 목적은 다이버시티 안테나 시스템을 구성하여 통신 중 수신감도가 가장 양호한 안테나를 선택하여 휴대폰의 수신부에 연결할 수 있도록 하는 안테나 스위칭 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an antenna switching system that configures a diversity antenna system so that an antenna having the best reception sensitivity can be selected during communication and connected to a receiver of a mobile phone.

도 1은 종래의 휴대폰의 한 예를 나타내는 블록도이고,1 is a block diagram showing an example of a conventional mobile phone,

도 2는 종래의 휴대폰의 다른 예를 나타내는 블록도이고,2 is a block diagram showing another example of a conventional mobile phone,

도 3은 본 발명의 휴대폰의 한 예를 나타내는 블록도이고,3 is a block diagram showing an example of a mobile phone of the present invention;

도 4는 본 발명의 휴대폰의 안테나 시스템에 있어서 스위칭부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the structure of the switching unit in the antenna system of the mobile phone of the present invention.

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

1a - 제1안테나 1b - 제2안테나1a-1st antenna 1b-2nd antenna

2 - 듀플랙서 3 - 수신부2-duplexer 3-receiver

4 - 송신부 5 - 신호처리부4-transmitter 5-signal processor

6, 16 - 스위칭소자 7 - 다이버시티컨트롤러6, 16-switching element 7-diversity controller

8, 9 - 다이오드 10 - 임피던스소자8, 9-diode 10-impedance element

본 발명은 상기 목적 달성을 위하여 안테나(1a)(1b)와, 상기 안테나를 통하여 송수신되는 RF주파수를 필터링하는 듀플랙서(2)와, 상기 듀플랙서와 연결되어 RF주파수를 수신하는 수신부(3) 및 RF주파수를 송신하는 송신부(4)와, 상기 송신부 및 수신부의 신호를 처리하는 신호처리부(5)를 구비하고, 상기 신호처리부의 신호에 따라 상기 안테나를 선택적으로 연결하는 스위칭소자를 포함하여 구비하는 휴대폰의 안테나 시스템에 있어서,The present invention provides an antenna (1a) (1b), a duplexer (2) for filtering the RF frequency transmitted and received through the antenna, and a receiver connected to the duplexer for receiving the RF frequency to achieve the object ( 3) and a transmitting unit 4 for transmitting an RF frequency, and a signal processing unit 5 for processing signals of the transmitting unit and the receiving unit, and a switching element for selectively connecting the antenna according to the signal of the signal processing unit. In the antenna system of the mobile phone provided by,

상기 스위칭소자는 상기 듀플랙서(2)와 상기 수신부(3) 사이에 구성되고, 상기 복수개의 안테나 중 선택되는 하나의 안테나를 상기 듀플랙서와 연결이 오프된 상태에서 상기 수신부(3)에 연결되도록 스위칭하는 것을 특징으로 한다.The switching element is configured between the duplexer 2 and the receiver 3, and an antenna selected from the plurality of antennas is connected to the receiver 3 in a state in which the duplexer is turned off. And switch to be connected.

상기 안테나는 상기 듀플랙서에 연결되어 송신부로부터 출력되는 RF주파수를 발산하고, 상기 스위칭소자의 스위칭에 따라 상기 수신부와 선택적으로 연결되어 상기 수신부로 RT주파수를 전송하는 제1안테나와,The antenna is connected to the duplexer and emits an RF frequency output from a transmitter, and a first antenna selectively connected to the receiver according to switching of the switching element to transmit an RT frequency to the receiver;

상기 스위칭소자의 스위칭에 따라 상기 듀플랙서를 거치지 않고 상기 수신부와 선택적으로 연결되는 제2안테나로 이루어진다.A second antenna is selectively connected to the receiver without passing through the duplexer according to the switching of the switching device.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 휴대폰의 안테나 시스템의 기술적 구성 및 작용은 도 3내지 도 4를 참고하여 구체적으로 설명한다.Technical configuration and operation of the antenna system of the mobile phone of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS.

먼저, 도 3을 참고하여 본 발명의 안테나 시스템에 대하여 설명한다.First, the antenna system of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

휴대폰의 다이버시티 안테나의 스위칭소자를 컨트롤하는 신호를 발생시키는 신호처리부의 구성 및 시스템은 공지된 기술로써 본 발명에도 당연히 적용할 수 있으므로 반복설명을 생략하고 본 발명이 특징으로 하는 안테나 스위칭수단의 기술 구성에 한하여 구체적으로 설명한다.The configuration and system of the signal processing unit for generating a signal for controlling the switching element of the diversity antenna of the mobile phone are well-known techniques, and thus can be naturally applied to the present invention. Only the configuration will be described in detail.

본 발명은 듀플랙서(2)와 수신부(3) 사이에 스위칭소자(16)가 구성되고, 상기 스위칭소자에 제2안테나(1b)가 연결된다.In the present invention, the switching element 16 is configured between the duplexer 2 and the receiver 3, and the second antenna 1b is connected to the switching element.

한편, 상기 듀플랙서(2)에는 제1안테나(1a)가 연결되고, 상기 제1안테나는 듀플랙서(2)를 통하여 회로적으로 수신부(3) 및 송신부(4)에 연결된다.Meanwhile, a first antenna 1a is connected to the duplexer 2, and the first antenna is circuitally connected to the receiver 3 and the transmitter 4 through the duplexer 2.

즉, 상기 제1안테나(1a)는 듀플랙서(2)를 통하여 송신부(4)와 연결되고, 수신부(3)와는 듀플랙서(2) 및 스위칭소자(16)를 통하여 연결된다.That is, the first antenna 1a is connected to the transmitter 4 through the duplexer 2, and is connected to the receiver 3 through the duplexer 2 and the switching device 16.

또, 수신부 및 송신부와 회로적로 연결된 상기 신호처리부(5)는 스위칭소자(16)를 컨트롤할 수 있도록 제어한다.In addition, the signal processor 5, which is connected in circuit with the receiver and the transmitter, controls the switching device 16 to be controlled.

상기와 같이 스위칭소자(16)를 구성함으로써, 수신부(3)에는 제1안테나(1a)와 제2안테나(1b)중 수신감도가 좋은 안테나를 선택적으로 스위칭하여 연결할 수 있고, 송신부에는 제1안테나가 연결되어 송신부의 RF주파수를 발산하도록 구성된다.By configuring the switching element 16 as described above, an antenna having a good reception sensitivity among the first antenna 1a and the second antenna 1b can be selectively switched and connected to the receiver 3, and the first antenna is connected to the transmitter. Is connected and configured to radiate the RF frequency of the transmitter.

상기 스위칭소자의 온/오프 컨트롤은 신호처리부(5)의 수신전계강도(RSSI) 신호 및 Ec/Io(수신대역에서 총전계 스팩트럼밀도에 대한 하나의 PN칩기간 동안 누적된 파일롯에너지 비율)가 소정의 기준 값 이상인가를 판단하여 신호처리부가 결정한다.The on / off control of the switching element is characterized in that the received field strength (RSSI) signal of the signal processor 5 and the Ec / Io (pilot energy ratio accumulated during one PN chip period to the total field spectrum density in the receiving band) are predetermined. The signal processor determines that the reference value is greater than or equal to.

상기 스위칭소자(16)의 회로구성은 도 4와 같이 임피던스소자(micro strip lamda/4 50ohm)(10)와, 상기 인피던스소자의 양단에 각각 직렬 연결되는 다이오드(8),(9)와, 상기 다이오드(8)와 직렬 연결되는 다이버시티 컨트롤러(7)를 포함한다.The circuit arrangement of the switching element 16 is an impedance element (micro strip lamda / 4 50 ohm) (10), the diodes (8), (9) connected in series to both ends of the impedance element as shown in FIG. A diversity controller 7 is connected in series with the diode 8.

상기 수신부(3)와 연결되는 듀플랙서(2)의 단자는 인피던스소자(10)와 다이오드(9)사이에 노드 되고, 상기 수신부(3)는 인피던스소자(10)와 다이오드(8) 사이에 노드 되고, 상기 제2안테나(1b)는 다이버시티 컨트롤러(7)와 다이오드(8) 사이에 노드 된다.A terminal of the duplexer 2 connected to the receiver 3 is noded between the impedance element 10 and the diode 9, and the receiver 3 is connected between the impedance element 10 and the diode 8. The second antenna 1b is noded between the diversity controller 7 and the diode 8.

상기 신호처리부(5)와 연결된 다이버시티 컨트롤러(7)가 신호처리부의 신호에 따라 하이(high)레벨이 되면 다이오드(8),(9)가 온 되고, 제2안테나(1b)의 신호패스가 열리면서 임피던스소자(10)의 듀플랙서 노드 지점이 쇼트 상태로 된다. 따라서, 수신부(3) 쪽에서 임피던스소자(10) 쪽을 보면 임피던스가 무한대가 되므로제2안테나(1b)의 신호가 수신부(3) 쪽으로 입력되고, 제1안테나(1a)의 신호는 수신부(3) 쪽으로 입력되지 못하고 소멸된다.When the diversity controller 7 connected to the signal processor 5 becomes high according to the signal of the signal processor, the diodes 8 and 9 are turned on, and the signal path of the second antenna 1b is turned on. Opening, the duplexer node point of the impedance element 10 is in a short state. Therefore, when the impedance element 10 is viewed from the receiver 3 side, the impedance becomes infinite, so that the signal of the second antenna 1b is input to the receiver 3 and the signal of the first antenna 1a is received from the receiver 3. It is not entered and is destroyed.

반대로, 다이버시티 컨트롤러(7)가 로우(low)레벨이 되면 다이오드(8),(9)가 오프 되어 제2안테나(1b)에서 입력되는 신호는 수신부(3) 쪽으로 입력되지 못하고, 제1안테나(1a)에서 입력되는 신호가 듀플랙서(2) 및 임피던스소자(10)를 거쳐 수신부(3) 쪽으로 입력된다.On the contrary, when the diversity controller 7 is at the low level, the diodes 8 and 9 are turned off so that the signal input from the second antenna 1b cannot be input toward the receiver 3 and the first antenna The signal input at (1a) is input toward the receiver 3 via the duplexer 2 and the impedance element 10.

본 발명은 듀플랙서(2)를 거쳐 수신부(3)와 송신부(4)에 회로적으로 연결된 제1안테나(1a)와, 상기 듀플랙서(2)와 수신부(3) 사이에 설치되는 스위칭소자(16)를 통하여 수신부(3)에 회로적으로 연결되는 제2안테나(1b)를 구성하고, 상기 제1안테나와 제2안테나는 스위칭소자의 컨트롤에 의하여 수신부(3)에 선택적으로 연결되는 구조 즉, 제1안테나와 제2안테나 중 수신감도가 좋은 쪽의 안테나를 스위칭소자의 온/오프에 의하여 수신부(3)에 연결할 수 있는 안테나 시스템을 제공함으로써, 안테나의 수신신호 감도를 향상시키고, 부품배치에 따른 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention provides a switching between a first antenna (1a) and a circuit between the duplexer (2) and the receiver (3) connected to the receiver (3) and the transmitter (4) via a duplexer (2) A second antenna 1b is connected to the receiver 3 via a device 16 and is connected to the receiver 3. The first antenna and the second antenna are selectively connected to the receiver 3 by a control of a switching device. In other words, by providing an antenna system capable of connecting the antenna of the first antenna and the second antenna having the better reception sensitivity to the reception unit 3 by turning on / off the switching element, the sensitivity of the reception signal of the antenna is improved, There is an effect that can reduce the space according to the arrangement of parts.

또, 1개의 안테나를 사용하는 경우보다 본 발명과 같이 듀얼 안테나를 사용하는 경우가 베이스밴드의 S/N비를 더 개선하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, when using a dual antenna as in the present invention than when using one antenna, it is possible to obtain an effect of further improving the baseband S / N ratio.

Claims

An antenna (1a) (1b), a duplexer (2) for filtering RF frequencies transmitted and received through the antenna, a receiver (3) connected to the duplexer for receiving an RF frequency, and transmitting an RF frequency In the antenna system of the mobile phone comprising a transmitter 4 and a signal processor 5 for processing the signals of the transmitter and the receiver, and a switching element for selectively connecting the antenna according to the signal of the signal processor. In

The switching element is configured between the duplexer 2 and the receiver 3, and an antenna selected from the plurality of antennas is connected to the receiver 3 in a state in which the duplexer is turned off. Antenna system of a mobile phone, characterized in that switching to be connected.

The method of claim 1,

The antenna is connected to the duplexer and emits an RF frequency output from a transmitter, and a first antenna selectively connected to the receiver according to switching of the switching element to transmit an RT frequency to the receiver;

And a second antenna selectively connected to the receiving unit without passing through the duplexer according to the switching of the switching element.