정종호 (경기도 용인시 풍덕천1동 삼성1차아파트 101동 904호, 449-762 Gyeonggi-do, 449-762, KR)
(주)에이스안테나 (인천시 남동구 논현동 451-4 남동공단 24B 5L, 405-849 Incheon-si, 405-849, KR)
JUNG, Jong-Ho (101-904, Samsung1cha APTPungdeokcheon1-dong, Yongin-si, Gyeonggi-do 449-762, 449-762, KR)
| 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제1 안테나; 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제2 안테나; 및 능동 소자들로 구현되는 액티브 회로부를 포함하되, 제1 모드에서 상기 제2 안테나는 수동 안테나로 동작하고 제2 모드에서 상기 제2 안테나는 상기 액티브 회로부와 전기적으로 연결되어 액티브 안테나로 동작하는 것을 특징으로 하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템. |
| 제1항에 있어서, 상기 제2 모드에서 액티브 안테나로 동작할 때 상기 제2 안테나의 공진 대역은 상기 제1 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템. |
| 제1항에 있어서, 상기 제2 모드에서 상기 제2 안테나는 상기 제1 주파수 대역에 대한 다이버시티 안테나로 동작하는 것을 특징으로 하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템. |
| 제1항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역은 이동통신 서비스 주파수 대역이고 상기 제2 주파수 대역은 블루투스 대역인 것을 특징으로 하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템. |
| 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제1 안테나; 제1 주파수 대역의 RF 신호를 처리하는 제1 주파수 RF 회로부; 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제2 안테나; 제2 주파수 대역의 RF 신호를 처리하는 제2 주파수 RF 회로부; 능동 소자들로 구현되는 액티브 회로부; 및 상기 제2 안테나와 상기 액티브 회로부와의 연결 및 상기 제2 안테나와 상기 제2 주파수 RF 회로부와의 연결을 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템. |
| 제5항에 있어서, 상기 스위칭부에 의해 상기 제2 안테나가 상기 액티브 회로부와 연결될 때 상기 제2 안테나는 액티브 안테나로 동작하며 상기 제2 안테나의 공진 대역은 제1 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템. |
| 제6항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역에서 공진하는 제2 안테나는 제1 안테나에 대한 다이버시티 안테나로 동작하는 것을 특징으로 하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템. |
본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템에 관한 것이다.
최근 이동통신 단말기는 소형화 및 경량화되면서도, 서로 다른 주파수 대역의 이동통신 서비스를 하나의 단말기를 이용하여 제공받을 수 있는 기능이 요구되고 있다. 예를 들어, 한국에서 상용화된 824~894 MHz 대역의 CDMA 서비스와, 1750~1870 MHz 대역의 PCS 서비스, 일본에서 상용화된 832~925 MHz 대역의 CDMA 서비스, 미국에서 상용화된 1850~1990 MHz 대역의 PCS 서비스, 유럽, 중국 등에 상용화된 880~960 MHz 대역의 GSM 서비스 및 유럽 일부 지역에서 상용화된 1710~1880 MHz 대역의 DCS 서비스 등의 다양한 주파수 대역을 이용한 이동통신 서비스 가운데 필요에 따라 다중 대역의 신호를 동시에 이용할 수 있는 단말기가 요구되고 있으며, 이외에도 블루투스, 지그비, 무선랜, GPS 등과 같은 서비스를 이용할 수 있는 복합 단말기가 요구되고 있는 실정이다.
이와 같이 다양한 주파수 대역을 가지는 서비스를 모두 제공하는 컨버전스 단말기는 이동통신 단말기의 주요한 추세이며, 이와 함께 단말기의 소형화는 계속적으로 요구되고 있다.
다중 대역의 서비스가 요구되면서, 안테나의 숫자는 증가할 수 밖에 없으며, 이에 따라 단말기의 사이즈가 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 무선 통신 분야, 특히 이동통신 분야에서 다중 경로 신호 전달(multipath signal propagation)에 의하여 야기되는 고속 페이딩을 완화하기 위해 다이버시티 안테나가 사용된다.
다이버시티 안테나는 동일한 신호지만 상이한 페이딩 특성을 가지는 신호를 안정적으로 수신하기 위해 사용되는데, 다이버시티 안테나를 사용할 경우 안테나 숫자가 증가하면서 단말기의 사이즈가 증가하는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 단말기의 사이즈를 증가시키지 않으면서 다이버시티 안테나를 활용할 수 있는 액티브 안테나를 이용한 다이버시티 안테나 시스템을 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 액티브 안테나를 다이버시티 안테나로 활용하는 다이버시티 안테나 시스템을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자가 도출할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제1 안테나; 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제2 안테나; 및 능동 소자들로 구현되는 액티브 회로부를 포함하되, 제1 모드에서 상기 제2 안테나는 수동 안테나로 동작하고 제2 모드에서 상기 제2 안테나는 상기 액티브 회로부와 전기적으로 연결되어 액티브 안테나로 동작하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템이 제공된다.
상기 제2 모드에서 액티브 안테나로 동작할 때 상기 제2 안테나의 공진 대역은 상기 제1 주파수 대역이다.
상기 제2 모드에서 상기 제2 안테나는 상기 제1 주파수 대역에 대한 다이버시티 안테나로 동작한다.
상기 제1 주파수 대역은 이동통신 서비스 주파수 대역이고 상기 제2 주파수 대역은 블루투스 대역일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제1 안테나; 제1 주파수 대역의 RF 신호를 처리하는 제1 주파수 RF 회로부; 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 제2 안테나; 제2 주파수 대역의 RF 신호를 처리하는 제2 주파수 RF 회로부; 능동 소자들로 구현되는 액티브 회로부; 및 상기 제2 안테나와 상기 액티브 회로부와의 연결 및 상기 제2 안테나와 상기 제2 주파수 RF 회로부와의 연결을 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 액티브 안테나를 이용한 안테나 다이버시티 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 단말기의 사이즈를 증가시키지 않으면서 다이버시티 안테나를 활용할 수 있으며, 액티브 안테나를 다이버시티 안테나로 활용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 안테나를 이용한 이동통신 단말기의 다이버시티 안테나 시스템의 개념도를 도시한 도면.
도 2는 블루투스 대역의 안테나를 CDMA 대역에 대한 다이버시티 안테나로 사용하기 위한 이동통신 단말기의 안테나 다이버시티 시스템을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 회로부와 결합되는 제2 안테나의 급전 방식을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 액티브 회로부가 결합될 때의 제2 안테나의 VSWR과 액티브 회로부가 결합되지 않고 수동 안테나로 동작할 때의 제2 안테나의 VSWR을 도시한 그래프.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 안테나를 이용한 이동통신 단말기의 다이버시티 안테나 시스템을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 안테나를 이용한 이동통신 단말기의 안테나 다이버시티 시스템의 개념도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 안테나를 이용한 이동통신 단말기의 안테나 다이버시티 시스템은 제1 안테나(100), 제2 안테나(102) 및 제2 안테나와 결합되는 액티브 회로부(114)를 포함한다.
제1 안테나(100)는 미리 설정된 제1 주파수 대역의 신호를 수신하기 위한 안테나이다. 제1 안테나는 내장형 안테나 및 외장형 안테나를 모두 포함한다. 제1 안테나는 제1 주파수 대역의 신호를 송수신한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 안테나는 CDMA/GSM과 같은 일반적인 이동통신 주파수 신호를 송수신하는 안테나일 수 있다.
제2 안테나는(102)는 제1 안테나(100)와 소정 거리 이격되어 설치된다. 제2 안테나(102)는 제1 모드에서 미리 설정된 제2 주파수 대역의 신호를 수신하기 위한 안테나로 동작한다. 제2 안테나 역시 내장형 안테나 및 외장형 안테나를 모두 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 안테나는 제1 모드에서 블루투스 대역의 신호를 송수신하는 안테나일 수 있다.
즉, 제1 모드에서 제1 안테나(100)는 제1 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 안테나로 동작하고 제2 안테나(102)는 제2 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 안테나로 동작한다. 제1 주파수 대역은 제2 주파수 대역에 비해 낮은 주파수 대역이며, 제1 안테나(100)의 방사체는 제2 안테나(102)에 비해 사이즈가 크다.
제2 모드에서, 제2 안테나(102)는 액티브 회로부(114)와 전기적으로 연결되며 액티브 안테나로 동작한다. 액티브 안테나는 능동 소자가 포함된 안테나계로서 능동 소자에 의해 안테나의 특성 및 성능이 제어되는 안테나이다.
액티브 안테나로 동작할 경우 제2 안테나(102)는 방사체의 길이에 비해 낮은 대역에서 공진하는 안테나로 동작할 수 있다.
액티브 회로부(114)는 증폭 모듈을 포함하며, 증폭 모듈은 안테나가 수동으로 동작할 때와 비교할 때 보다 낮은 대역에서 공진점이 형성되도록 임피던스 매칭을 수행하고 미약한 신호를 증폭한는 기능을 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 회로부와 결합되는 제2 안테나의 급전 방식을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제2 안테나(102)로는 제1 주파수 신호 또는 제2 주파수 신호가 급전되며 스위칭을 통해 어느 한 주파수 신호가 급전되거나 제2 안테나를 통해 수신된다.
제2 주파수 신호(f2)는 액티브 회로부(114) 전단에 급전되어 액티브 회로부(114)에 의해 영향을 받지 않으며 제2 안테나는 수동 안테나로 동작한다.
제1 주파수 신호(f1)는 액티브 회로부(114)로 입력되어 제2 안테나(102)에 급전된다. 이때 액티브 회로부(114)는 임피던스 변환을 통해 제2 안테나의 공진 주파수를 끌어내리고 신호의 증폭을 수행한다.
도 4는 본 발명의 액티브 회로부가 결합될 때의 제2 안테나의 VSWR과 액티브 회로부가 결합되지 않고 수동 안테나로 동작할 때의 제2 안테나의 VSWR을 도시한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 제2 안테나가 액티브 회로부에 결합되지 않을 경우 비교적 높은 주파수 대역에서 공진점이 형성되나 액티브 회로부에 결합될 경우 낮은 주파수 대역에서 공진점이 형성되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제2 모드에서 액티브 안테나로 동작하는 제2 안테나(102)는 제1 주파수 대역에서 공진 대역이 형성된다. 즉, 액티브 회로부(114)에 의해 제2 안테나(102)는 제1 안테나와 동일한 주파수 대역에서 동작하며 제1 주파수 대역에 대한 다이버시티 안테나로 동작한다.
종래의 경우 다이버시티 구현을 위해 별도의 다이버시티 안테나가 필요하였으나, 본 발명에 의할 경우 액티브 안테나를 다이버시티 안테나로 구현함으로써 다른 서비스 대역에 사용되는 안테나를 다이버시티 안테나로 사용할 수 있는 바 다이버시티 구현을 위해 별도의 안테나를 요구하지 않으며 이동통신 단말기에서 소형의 사이즈로 안테나 다이버시티를 구현할 수 있다.
제1 모드 및 제2 모드의 전환은 다양한 방식에 의해 구현될 수 있으며, 예를 들어 일반적인 스위칭 수단을 이용하여 제1 모드 및 제2 모드의 전환이 이루어질 수 있을 것이다.
도 2는 블루투스 대역의 안테나를 CDMA 대역에 대한 다이버시티 안테나로 사용하기 위한 이동통신 단말기의 안테나 다이버시티 시스템을 도시한 도면이다.
도 2에서는 블루투스 안테나가 액티브 안테나로 동작할 때 CDMA 대역에 대한 다이버시티 안테나로 동작하는 경우에 대해 설명할 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 주파수 대역에서 활용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 다이버시티 시스템은 CDMA 안테나(200), 블루투스/다이버시티 안테나(202), CDMA RF 회로부(204), 스위칭부(206), 액티브 회로부(208) 및 블루투스 RF 회로부(210)를 포함할 수 있다.
CDMA 안테나(200)는 CDMA 주파수 대역의 신호를 송수신한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로스트립 패치 안테나가 CDMA 안테나로 사용될 수 있으며, 물론 외장형 안테나가 사용될 수도 있다.
CDMA RF 회로부(204)는 CDMA 안테나(200)와 전기적으로 연결되며 CDMA 변복조 및 CDMA RF 신호를 CDMA 안테나(200)에 급전하는 기능을 한다.
스위칭부(206)는 모드에 따라 블루투스/다이버시티 안테나(202)를 블루투스 RF 회로부(208) 또는 액티브 회로부(206)와 전기적으로 연결시키는 스위칭 기능을 수행한다.
예를 들어, 사용자가 이동통신 단말기의 블루투스 기능을 사용하고 있을 경우 스위칭부(206)는 블루투스/다이버시티 안테나를 블루투스 RF 회로부(210)와 전기적으로 연결시키고 사용자가 이동통신 단말기로 음성 통화를 수행하고 있을 경우 스위칭부(206)는 불루투스/다이버시티 안테나(202)를 액티브 회로부(208)와 전기적으로 연결시킨다.
도 2에는 도시되어 있지 않으나, 모드에 따라 스위칭부(206)의 연결 상태를 제어하는 컨트롤러(미도시)가 추가적으로 구비될 수 있다.
사용자가 음성 통화를 하는 모드일 경우, 블루투스/다이버시티 안테나(202)는 액티브 회로부(208)와 전기적으로 연결되며 블루투스/다이버시티 안테나(202)는 CDMA 대역에 대한 다이버시티 안테나로 동작한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액티브 회로부(208)는 블루투스/다이버시티 안테나가 CDMA 대역에서 매칭이 이루어지도록 구성된 럼프트 소자들과 신호를 증폭하기 위한 증폭 모듈을 포함할 수 있으며, 증폭 모듈은 트랜지스터들에 의해 구현될 수 있다.
블루투스/다이버시티 안테나(202)의 물리적인 길이는 블루투스 주파수 대역에 상응하여 설정되나, 액티브 회로부(208)와 전기적으로 연결될 경우 액티브 회로부의 능동 소자의 동작에 의해 출력 임피던스가 변화되어 공진 주파수가 낮아지며, 전술한 바와 같이 액티브 회로부(208)는 블루투스/다이버시티 안테나(202)가 CDMA 주파수 대역에서 공진하도록 설정된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 블루투스/다이버시티 안테나(202)는 블루투스 칩 안테나일 수 있다.
사용자가 블루투스 서비스를 사용하는 모드일 경우 블루투스/다이버시티 안테나(202)는 블루투스 RF 회로부(210)와 전기적으로 연결되며 블루투스/다이버시티 안테나는 일반적인 수동 안테나로 동작한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 액티브 회로부와 안테나를 스위칭 동작에 의해 연결시킴으로써 하나의 안테나를 두 개 대역에 대한 안테나로 사용할 수 있다.
아울러, 별도의 다이버시티 안테나를 설치하지 않고 다른 대역에서 사용되는 안테나를 다이버시티 안테나로 사용할 수 있는 장점이 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Next Patent: PROCESSING APPARATUS FOR FOLDING GROOVES OF CHANNEL