KR100664216B1 - A structure and apparatus and method of multi bandwidth antenna for mobile phone - Google Patents

A structure and apparatus and method of multi bandwidth antenna for mobile phone Download PDF

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Abstract

A multi-band antenna structure, apparatus, and method of a mobile terminal are provided to simultaneously set an antenna of a frequency band to be used and automatically inform a controller about a type of the selected antenna without having to confirm and set the selected frequency band through a menu. An antenna chip unit(110) includes plural antennas resonating with RF signals of set bands, and transmits/receives an RF signal of a selected band. A switch unit(120) is connected with the antenna chip unit(110), switches and extends an antenna length, and outputs an antenna length extension state signal to a different path. A controller(200) is connected with the switch unit(120), and controls and monitors so that an RF signal of a corresponding band can be inputted or outputted according to a recognized antenna length. An RF unit(210) is connected with the antenna chip unit(110), up-converts or down-converts a signal into an RF signal of a set frequency band, and inputs and outputs it. A baseband unit(220) is connected with the RF unit(210) and inputs or outputs a baseband signal.

Description

휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 및 장치 및 방법{A STRUCTURE AND APPARATUS AND METHOD OF MULTI BANDWIDTH ANTENNA FOR MOBILE PHONE}Multi-band Antenna Structure, Apparatus and Method of Mobile Device {A STRUCTURE AND APPARATUS AND METHOD OF MULTI BANDWIDTH ANTENNA FOR MOBILE PHONE}

도1 은 종래 기술에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 구성상태 도시도, 1 is a diagram showing a configuration state of a multi-band antenna of a portable terminal according to the prior art;

도2 는 종래 기술에 의한 휴대단말기 다중대역 안테나 구조 설명도, 2 is a diagram illustrating a structure of a portable terminal multi-band antenna according to the prior art;

도3 은 종래 기술에 의한 휴대단말기 다중대역 안테나 구조 설명도, 3 is a diagram illustrating a structure of a portable terminal multi-band antenna according to the prior art;

도4 는 본 발명에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 설명도, 4 is an explanatory diagram of a multiband antenna structure of a mobile terminal according to the present invention;

도5 는 본 발명에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 상세 설명도, 5 is a detailed explanatory diagram of a multiband antenna structure of a mobile terminal according to the present invention;

도6 은 본 발명 휴대단말기의 다중대역 안테나 스위칭에 따른 공진상태 설명도, 6 is an explanatory diagram of a resonance state according to multiband antenna switching of a mobile terminal of the present invention;

도7 은 본 발명에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 설명도, 7 is an explanatory diagram of a structure of a multi-band antenna of a mobile terminal according to the present invention;

도8 은 본 발명에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치 기능 구성도, 8 is a functional diagram of a multi-band antenna device of a mobile terminal according to the present invention;

도9 는 본 발명에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 방법 순서도. 9 is a flowchart illustrating a multi-band antenna method of a portable terminal according to the present invention.

** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 **          ** Explanation of symbols on the main parts of the drawing **

100 : 인쇄회로기판 110 : 안테나칩부 120 : 스위치부100: printed circuit board 110: antenna chip unit 120: switch unit

125 : 스위치 130 : 제1 안테나 140 : 제2 안테나125 switch 130 first antenna 140 second antenna

150 : 확장안테나 160 : 접지저항 170 : 입력저항150: extended antenna 160: ground resistance 170: input resistance

본 발명은, 다중 대역 휴대단말기의 안테나에 관한 것으로, 특히, 안테나의 운용 주파수 대역을 변경하므로 안테나의 숫자와 외형 크기를 줄이는 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 및 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an antenna of a multi-band portable terminal, and more particularly, to a structure, an apparatus, and a method of a multi-band antenna of a portable terminal which reduces the number and the size of the antenna by changing the operating frequency band of the antenna.

상기 휴대단말기(UE: USER EQUIPMENT)는, 이동통신 기지국(RAN: RADIO ACCESS NETWORK)이 형성하는 서비스 영역(SERVICE AREA) 안을 자유롭게 이동하면서, 이동교환국(MSC: MOBILE SWITCHING CENTER)의 스위칭(SWITCHING)에 의하여 언제 어디서나 원하는 상대방과 즉시 무선접속하여 이동하면서 통신하는 것으로, 개인이 언제나 직접 휴대하고 이동하는 첨단 통신장비이며, 상기 휴대단말기와 기지국과 이동교환국과 기타 서버 등을 포함하여 이동통신 시스템이라고 한다. The mobile terminal (UE: USER EQUIPMENT), while freely moving in the service area (SERVICE AREA) formed by the mobile communication base station (RAN: RADIO ACCESS NETWORK), to the switching (SWITCHING) of the mobile switching center (MSC) It is a high-tech communication equipment that an individual always carries and moves directly and communicates with a desired counterpart anytime and anywhere by wireless communication, and is called a mobile communication system including the mobile terminal, a base station, a mobile switching center, and other servers.

초기의 제1 세대(1G) 이동통신 시스템은, 아날로그 방식으로 음성급 신호를 이용하는 통신방식이고, 다음세대인 제2 세대(2G) 이동통신 시스템은, 디지털 방식으로, 문자를 이용하는 데이터 통신방식이며, 현재의 제3 세대(3G) 이동통신 시스템은, 영상신호가 포함되는 멀티미디어 통신방식으로 발전하고, 다음 세대인 제4 세대(4G)는 명확하게 구분되어 있지 않으나, 유비쿼터스 방식이거나 또는 주변의 가전장비 기능이 통합되는 형태로 발전할 것으로 예측하고 있다. Initially, the first generation (1G) mobile communication system is a communication method using an audio signal in an analog manner, and the second generation (2G) mobile communication system, which is the next generation, is a digital communication method using a text message. The current third generation (3G) mobile communication system has developed into a multimedia communication method including a video signal, and the fourth generation (4G), which is the next generation, is not clearly distinguished, but is ubiquitous or neighboring home appliances. It is anticipated that equipment functions will evolve into an integrated form.

상기 이동통신 시스템은, 제한된 무선주파수 자원을 이용하고, 다수의 휴대단말기가 동시에 채널을 점유하여 상대방과 무선통신하도록 하는 것으로, 천연 주파수 자원의 이용률 또는 활용률을 높이는 대표적인 방식이 코드분할다중접속 (CDMA) 방식과 지에스엠(GSM) 방식이다. The mobile communication system uses a limited radio frequency resource and allows a plurality of mobile terminals to simultaneously occupy a channel to wirelessly communicate with the other party. A typical method of increasing the utilization or utilization rate of natural frequency resources is code division multiple access (CDMA). ) And the GSM method.

상기 지에스엠(GSM: GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION) 방식은, 유럽(EUROPE) 지역에서 개발 사용되기 시작한 것으로, 일종의 시분할다중접속(TDMA) 방식이며, 세밀하게 다시 분류하면, 900 MHz 무선주파수 대역을 사용하는 지에스엠 방식(GSM)과 1.8 GHz 무선주파수 대역을 사용하는 디시에스(DCS: DIGITAL CORDLESS SYSTEM) 방식이 포함된다. The GSM (GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION) method, which has been developed and used in the EUROPE region, is a kind of time division multiple access (TDMA) method, which is classified in detail, uses a 900 MHz radio frequency band. The GSM (GSM) method and the DIGITAL CORDLESS SYSTEM (DCS) method using the 1.8 GHz radio frequency band are included.

상기 지에스엠(GSM) 방식과 디시에스(DCS) 방식으로, 제1 세대와 제2 세대가 운용되어 왔으며, 영상신호가 포함되는 멀티미디어 통신의 3세대에서는, 2.1 GHz 대역의 무선주파수 신호를 사용하는 비동기(ASYNCHRONOUS) 광대역 코드분할다중접속(W-CDMA) 방식으로 운용된다. In the GSM and DCS systems, the first and second generations have been operated, and in the third generation of multimedia communication including video signals, a radio frequency signal of 2.1 GHz is used. It is operated by ASYNCHRONOUS wideband code division multiple access (W-CDMA).

즉, 유럽 지역에서 사용되는 휴대단말기(UE)는, 지에스엠(GSM) 방식과, 디시에스(DCS) 방식과, 차세대의 멀티미디어 통신이 가능한 광대역코드분할다중접속(CDMA) 방식의 신호를 송수신하는 안테나 및 해당 회로구성을 일체로 구비하여야 한다. That is, a mobile terminal (UE) used in the European region transmits / receives signals of a GSM system, a DCS system, and a broadband code division multiple access (CDMA) system capable of next-generation multimedia communication. The antenna and the corresponding circuit arrangement shall be provided integrally.

상기 안테나(ANT: ANTENNA)는, 운용되는 주파수 대역(BANDWIDTH) 별 소정 길이를 갖는 전도체(CONDUCTOR)로 이루어지고, 운용하는 주파수 대역이 비교적 근접한 경우는 안테나 송수신 성능이 일부 저하되더라도, 운용 주파수 대역을 확장하여 하나의 전기적인 길이를 갖는 안테나를 사용하며, 두 주파수 대역이 현저하게 떨어져 있는 경우는 각각 상이한 길이의 안테나를 사용한다. The antenna (ANT: ANTENNA) is made of a conductor having a predetermined length for each operating frequency band (BANDWIDTH), and if the operating frequency band is relatively close, even if the antenna transmission and reception performance is partially reduced, the operating frequency band The antenna is extended to use one electrical length, and when two frequency bands are markedly separated, antennas of different lengths are used.

상기와 같이 3개 주파수 대역을 이용하는 휴대단말기(UE)는 서로 다른 전기 적 길이를 갖는 안테나 3개를 사용하여야 하므로, 구조가 복잡하고, 크기가 커지며, 무게가 많아지는 등의 문제가 있다. As described above, since the portable terminal UE using three frequency bands must use three antennas having different electrical lengths, the UE has a complex structure, a large size, and a large weight.

따라서, 다수 또는 다중 대역의 무선주파수를 사용하는 휴대단말기에서, 안테나의 숫자를 줄이어 크기와 무게와 부피를 줄이는 기술을 개발할 필요가 있다. Therefore, in a mobile terminal using multiple or multiple band radio frequency, there is a need to develop a technique for reducing the size, weight and volume by reducing the number of antennas.

이하, 종래 기술에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 운용 방식을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a multiband antenna operating method of a portable terminal according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1 은 종래 기술의 일 예에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 구성상태 도시도 이고, 도2 는 종래 기술의 일 예에 의한 휴대단말기 다중대역 안테나 구조 설명도 이며, 도3 은 종래 기술의 다른 일 예에 의한 휴대단말기 다중대역 안테나 구조 설명도 이다. 1 is a diagram illustrating a configuration state of a multi-band antenna of a mobile terminal according to an example of the prior art, and FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a multi-band antenna of a mobile terminal according to an example of the prior art. 3 is a diagram illustrating a structure of a portable terminal multi-band antenna according to another example of the prior art.

상기 첨부된 도1과 도2를 참조하여, 종래 기술에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나를 설명하면, 전자회로를 구성하는 인쇄회로기판(PCB)(50)의 일측부에 다중대역의 안테나로 이루어지는 안테나칩(10)이 부착되는 구성이다. 1 and 2, a multi-band antenna of a portable terminal according to the prior art will be described. A multi-band antenna is formed at one side of a printed circuit board (PCB) 50 constituting an electronic circuit. The antenna chip 10 is attached.

상기 안테나칩(10)의 제1 단자(40)와 상기 인쇄회로기판(50)의 제2 단자(60)가 전기적으로 접촉하므로, 상기 안테나칩(10)에 구성되는 제1 안테나(20)와 제2 안테나(30)는 인쇄회로기판(50)에 구성되는 해당 고주파부와 전기적으로 접촉하게 된다. Since the first terminal 40 of the antenna chip 10 and the second terminal 60 of the printed circuit board 50 are in electrical contact with each other, the first antenna 20 of the antenna chip 10 and The second antenna 30 is in electrical contact with a corresponding high frequency part of the printed circuit board 50.

상기 제1 안테나(20)는 전기적 길이가 짧으므로, 비교적 높은 주파수 대역의 무선신호 송수신을 위한 안테나이고, 상기 제2 안테나(30)는 전기적 길이가 길므로, 비교적 낮은 주파수 대역의 무선신호 송수신을 위한 안테나로 이용된다. Since the first antenna 20 has a short electrical length, it is an antenna for transmitting and receiving a radio signal of a relatively high frequency band, and the second antenna 30 has a long electrical length, and thus transmits and receives a radio signal of a relatively low frequency band. Used as an antenna for

상기 제1 안테나(20) 또는 제2 안테나(30) 중에서 하나를 선택 운용하도록 하는 제어는, 해당 키보드를 통하여 안테나 선택 메뉴에 진입하고, 상기 제1 안테나(20)를 선택하거나 제2 안테나(30)를 선택하는 경우, 해당 제어부에서 인식하며, 상기 제어부에 의하여, 제1 안테나(20)가 허용하는 대역의 주파수로 이동통신하거나 또는, 상기 제2 안테나(30)가 허용하는 대역의 무선주파수로 이동통신한다. Control to select and operate one of the first antenna 20 or the second antenna 30, enters the antenna selection menu through the keyboard, select the first antenna 20 or the second antenna 30 ), It is recognized by the control unit, by the control unit, the mobile communication at the frequency of the band allowed by the first antenna 20, or by the radio frequency of the band allowed by the second antenna 30 Mobile communication

상기와 같이 안테나칩(10)은, 각각 해당 공진주파수에 의한 전기적 길이를 갖는 안테나를 다수 구비하고, 인쇄회로기판(50)에 전기적으로 접촉하며, 상기 인쇄회로기판(50)에 구비되는 제어부는, 해당 메뉴에 의하여 선택된 안테나 길이를 인식하고 해당 대역의 무선주파수로 이동통신하도록 제어 감시한다. As described above, the antenna chip 10 includes a plurality of antennas each having an electrical length according to a corresponding resonant frequency, is in electrical contact with the printed circuit board 50, and the control unit provided in the printed circuit board 50 The controller recognizes the antenna length selected by the corresponding menu and monitors and controls the mobile communication at the radio frequency of the corresponding band.

이하, 상기 첨부된 도2를 참조하여, 종래 기술에 의한 휴대단말기 다중대역 안테나 구조를 설명하면, 상기 이동통신을 위하여 할당된 무선주파수 중에서 비교적 대역이 높은 주파수에 공진되어 해당 신호를 무선 송수신하는 제1 안테나(20)와, 상기 제1 안테나(20)가 공진되는 무선주파수 대역보다 낮은 대역에서 공진되는 제2 안테나(30)로 이루어지는 안테나칩(10) 구조가 일 실시 예로, 왼쪽에 도시되어 있다. Hereinafter, referring to the attached FIG. 2, a multi-band antenna structure according to the prior art will be described. The wireless terminal may be configured to wirelessly transmit and receive a corresponding signal by resonating to a frequency having a relatively high band among radio frequencies allocated for the mobile communication. An antenna chip 10 structure including a first antenna 20 and a second antenna 30 that resonates in a band lower than a radio frequency band in which the first antenna 20 resonates is shown to the left as an embodiment. .

또한, 상기 도2의 오른쪽에 도시되어 있는 안테나칩(10)은, 상기와 동일한 제1 안테나(20)와 제2 안테나(30)가 일체로 구비되어 있는 동시에, 상기 제2 안테나의 공진주파수 보다 더 낮은 대역의 무선주파수에서 공진하는 제3 안테나(70)를 일체로 하는 구조이다. In addition, the antenna chip 10 shown on the right side of FIG. 2 is provided with the same first antenna 20 and the second antenna 30 as described above, and at a higher frequency than the resonance frequency of the second antenna. The third antenna 70 resonating at a lower frequency radio frequency is integrated.

상기와 같이 종래 기술에 의한 안테나는, 휴대단말기에서 사용되는 주파수 대역이 다중대역으로 늘어날수록 안테나(20, 30, 70)의 숫자가 늘어나므로, 상기 안테나칩(10)의 크기가 커지고, 휴대단말기의 부피가 커지는 등의 문제가 있다. As described above, in the antenna according to the prior art, the number of antennas 20, 30, and 70 increases as the frequency band used in the mobile terminal increases to multiple bands, thereby increasing the size of the antenna chip 10, There is a problem such that the volume of.

또한, 상기와 같이 다중대역 안테나 구조에서, 이용하고자 하는 대역의 안테나를 선택하기 위하여서는, 해당 안테나 선택 메뉴에 진입하여, 해당 주파수 대역의 안테나를 선택 설정하여야 하므로, 사용상 불편한 문제가 있다. In addition, in the multi-band antenna structure as described above, in order to select the antenna of the band to be used, it is necessary to enter the antenna selection menu and select and set the antenna of the corresponding frequency band, which causes inconvenience in use.

상기 첨부된 도3을 참조하여 종래 기술의 다른 일 예에 의한 휴대단말기 다중대역 안테나 구조를 설명하면, 안테나(80)의 끝단에 컨덴서(91)를 연결하고, 다이오드(95)를 통하여 접지 시킨다. Referring to FIG. 3, the structure of the portable terminal multi-band antenna according to another example of the prior art, the capacitor 91 is connected to the end of the antenna 80, and grounded through a diode (95).

상기 다이오드(95)에 코일(93)을 통하여 직류(DC)의 역방향 바이어스(BIAS)를 인가하면, 다이오드(95)의 캐패시턴스(CAPACITANCE) 성분이 증가하여 안테나(80) 전체의 리액턴스(REACTANCE) 성분이 증가하므로 안테나(80)의 길이가 증가하는 결과가 되고, 상기 코일(93)을 통하여 다이오드(95)에 직류의 순방향 바이어스를 인가하면, 다이오드(95)의 캐패시턴스 성분이 제거되므로, 안테나(80) 전체의 리액턴스 성분은 감소하여 안테나(80) 길이가 감소하는 결과가 된다. When a reverse bias (BIAS) of direct current (DC) is applied to the diode 95 through the coil 93, the capacitance component of the diode 95 is increased, so that the reactance component of the entire antenna 80 is increased. This increases, resulting in an increase in the length of the antenna 80. When a forward bias of direct current is applied to the diode 95 through the coil 93, the capacitance component of the diode 95 is removed, so that the antenna 80 The overall reactance component decreases, resulting in a decrease in the antenna 80 length.

상기의 종래 기술은, 전기적인 제어에 의하여 안테나(80) 길이를 조정 선택할 수 있으므로, 안테나 소자 숫자를 줄이고, 소형화에 기여하는 등의 장점이 있으나, 약 7dBm 이상의 대전력 전자파를 사용하는 경우, 상기 다이오드(95)의 바이어스 전류에 의한 불요파(HARMONIC FREQUENCY)가 발행하는 문제가 있다. The above-described prior art has the advantage of reducing the number of antenna elements and contributing to miniaturization since the length of the antenna 80 can be adjusted and selected by electrical control. However, when using a large power electromagnetic wave of about 7 dBm or more, There is a problem that HARMONIC FREQUENCY is issued due to the bias current of the diode 95.

또한, 상기 다이오드(95)의 바이어스 제어를 위하여 전류를 인가하여야 하므로, 배터리를 사용하는 휴대단말기에서는 소모전류가 증가하는 문제가 있다. In addition, since a current must be applied for bias control of the diode 95, there is a problem in that the current consumption increases in a mobile terminal using a battery.

본 발명은, 다중대역 안테나를 구비하는 휴대단말기에 있어서, 길이가변 안테나 구조를 형성하고, 디피디티 스위치를 이용하여 안테나의 길이를 선택하는 동시에 선택된 안테나의 공진주파수 대역을 제어부에 자동 통보하여, 전류를 적게 소하면서, 상기 선택된 대역의 무선주파수로 이동통신하도록 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 및 장치 및 방법을 제공하는 것이 그 목적이다. The present invention provides a portable terminal having a multi-band antenna, wherein the variable length antenna structure is formed, the length of the antenna is selected using a differential switch, and at the same time, the controller automatically notifies the controller of the resonance frequency band of the selected antenna. It is an object of the present invention to provide a multi-band antenna structure, apparatus, and method of a mobile terminal for mobile communication at a radio frequency of the selected band while reducing the number of times.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 휴대단말기의 인쇄회로기판에 고정 부착되는 안테나칩에 형성되는 것으로, 선택된 대역의 무선주파수에 공진되는 전기적 길이의 안테나를 패턴으로 형성하는 동시에, 상기 안테나의 전기적 길이를 연장하는 확장안테나를 패턴으로 형성하며, 상기 각 안테나 패턴을 전기적으로 연결하는 스위치를 구비하는 구조를 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention is formed on the antenna chip fixedly attached to the printed circuit board of the mobile terminal, and at the same time to form an antenna of the electrical length resonant to the radio frequency of the selected band in a pattern, An extension antenna extending the electrical length of the antenna is formed in a pattern, and has a structure including a switch for electrically connecting each antenna pattern.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 각각 상이한 대역의 무선주파수 신호에 공진되는 안테나를 다수 구비하고 선택된 대역의 무선신호를 송수신하는 안테나칩부와; 상기 안테나칩부에 접속하여 안테나 길이를 스위칭으로 연장하는 동시에 다른 경로로 안테나 길이의 연장상태 신호를 출력하는 스위칭부와; 상기 스위칭부에 접속하고 인지되는 안테나 길이에 의하여 해당 주파수 대역의 고주파 신호가 입출력되도록 제어 감시하는 제어부와; 상기 안테나칩부에 접속하고 상기 제어부의 제어에 의하여 설정된 주파수 대역의 고주파 신호로 상하향 변환처리하고 입출력하는 고주파부와; 상기 고주파부에 접속하고 기저대역의 신호를 입출력 처리하는 기저대역부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 한다. In addition, the present invention has been made in order to achieve the above object, the antenna chip unit having a plurality of antennas resonant to the radio frequency signal of each different band and transmitting and receiving the radio signal of the selected band; A switching unit connected to the antenna chip unit to extend the antenna length by switching and output an extension state signal of the antenna length in another path; A control unit connected to the switching unit and controlling and monitoring the high frequency signal of the corresponding frequency band to be input and output according to the recognized antenna length; A high frequency unit which is connected to the antenna chip unit and performs up / down converting and input / output into a high frequency signal of a frequency band set under the control of the controller; A baseband portion is connected to the high frequency portion and includes a baseband portion for inputting and outputting a baseband signal.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 휴대단말기의 제어부에 의하여 이동통신하는 제어명령이 인가되는지를 판단하는 제1 과정과; 상기 제1 과정에서 이동통신하는 것으로 판단하는 경우, 스위치부를 감시하여 안테나 선택상태를 확인하는 제2 과정과; 상기 제2 과정에서 확인된 안테나의 선택상태에 의하여 고주파부가 상기 선택된 주파수 대역의 고주파 신호를 상하향변환하고 입출력 처리하도록 제어하고 감시하는 제3 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention has been made in order to achieve the above object, the first step of determining whether a control command for mobile communication by the control unit of the portable terminal is applied; A second step of checking an antenna selection state by monitoring a switch unit when determining that mobile communication is performed in the first step; And a third process of controlling and monitoring the high frequency unit to up-convert and perform input / output processing of the high frequency signal of the selected frequency band according to the selection state of the antenna identified in the second process.

이하, 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 및 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings a structure, an apparatus and a method of a multiband antenna of a mobile terminal.

본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도4 는 본 발명의 일 예에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 설명도 이며, 도5 는 본 발명의 일 예에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 상세 설명도 이고, 도6 은 본 발명 휴대단말기의 다중대역 안테나 스위칭에 따른 공진상태 설명도 이며, 도7 은 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조 설명도 이고, 도8 은 본 발명의 일 예에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치 기능 구성도 이며, 도9 는본 발명의 일 예에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 방법 순서도 이다. 4 is a diagram illustrating the structure of a multi-band antenna of a mobile terminal, and FIG. 5 is a diagram of the multi-band antenna of a mobile terminal. 6 is an explanatory diagram of the antenna structure, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the resonance state according to the switching of the multiband antenna of the mobile terminal of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of the structure of the multiband antenna of the mobile terminal. According to an embodiment of the present invention, a functional diagram of a multi-band antenna device of a mobile terminal is shown. FIG. 9 is a flowchart of a multi-band antenna method of a mobile terminal according to an example of the present invention.

상기 첨부된 도4와 도5와 도7을 참조하여, 본 발명에 의한 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조를 설명하면, 이동통신용 휴대단말기(UE)의 인쇄회로기판(PCB: PRINTED CIRCUIT BOARD)(100)에 고정 부착되는 안테나칩부(110)에 형성되는 것으 로, 선택된 대역의 무선주파수에 공진되는 전기적 길이의 안테나(130, 140)를 패턴(PATTERN)으로 다수 형성하고, 상기 안테나의 전기적 길이를 연장하는 확장안테나(150)를 패턴으로 형성하며, 상기 각 안테나 패턴의 전기적 연결을 스위치하는 동시에 상기 스위치된 연결상태를 다른 경로로 출력하는 듀얼폴듀얼쓰루우(DPDT: DUAL POLE DUAL THROUGH) 스위치로 형성되는 구조이다. 4, 5, and 7, a multi-band antenna structure of a mobile terminal according to the present invention will be described. A printed circuit board (PCB) of a mobile terminal (UE) for mobile communication (100) will be described. It is formed on the antenna chip 110 is fixedly attached to), a plurality of antennas 130, 140 of electrical length resonant to the radio frequency of the selected band in a pattern (PATTERN), and extends the electrical length of the antenna The extended antenna 150 is formed in a pattern, and is formed as a dual pole through-throw (DPDT) switch that switches the electrical connection of each antenna pattern and outputs the switched connection state to another path. It is a structure.

이하, 상기와 같은 구조의 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, according to the present invention having the above structure, a multi-band antenna structure of a mobile terminal will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이동통신용 휴대단말기(UE)는, 무선 주파수 신호를 이용하여 지정된 상대방과 호접속되어 이동하면서 통신하는 것으로, 제한된 천연 주파수(FREQUENCY) 자원(RESOURCE)의 일정 대역(BANDWIDTH)을 할당받아 셀룰러(CELLULAR) 방식 이동통신에 이용한다. The mobile communication terminal (UE) communicates with a designated party by using a radio frequency signal and moves while communicating, and is allocated a certain band (BANDWIDTH) of limited natural frequency (RECREQUENCY) resources (RESOURCE) and then cellular (CELLULAR). Method Used for mobile communication.

상기와 같은 이동통신의 편리성과 유용성이 알려지면서 이용하고자 하는 가입자의 숫자가 늘어나게 되고, 또한, 한정된 주파수 자원에 의하여 동시에 무선접속하고 통신할 수 있는 무선채널의 숫자가 제한되게 되었다. As the convenience and usefulness of the mobile communication is known, the number of subscribers to be used increases, and the number of wireless channels that can simultaneously wirelessly connect and communicate is limited by limited frequency resources.

상기와 같이 한정된 무선 주파수 자원으로 다수의 가입자가 동시에 무선접속하여 통신하도록 하는 기술 중에서 대표적인 것이, 대한민국과 미국을 중심으로 개발되고 상용화에 성공한 코드분할다중접속(CDMA) 방식과, 유럽 공동체에 의하여 개발되고 상용화에 성공한 지에스엠(GSM) 방식이 있다. Among the technologies that allow a plurality of subscribers to simultaneously wirelessly communicate with the limited radio frequency resources as described above, a typical code division multiple access (CDMA) method developed and successfully commercialized in Korea and the United States, and developed by the European Community There is a GSM method that has been successfully commercialized.

상기 코드분할다중접속 방식과 지에스엠 방식은, 한정되게 할당받은 대역의 주파수 자원으로 다수 가입자가 동시에 통신하도록 하고 있으나, 계속 증가하는 가 입자를 수용하기에는 역부족이 되었다. The code division multiple access method and the GSM method allow multiple subscribers to simultaneously communicate with limited frequency resources of the allocated band, but it is insufficient to accommodate an ever increasing number of subscribers.

그러므로, 다른 대역의 주파수 자원을 이동통신에 추가 할당하게 되었고, 통신기술 발전과 사용자의 요구 등에 의하여, 더욱 고속으로 대량의 데이터를 전송하는 등의 요구가 발생하였다. Therefore, frequency resources of other bands are additionally allocated to mobile communication, and demands for transmitting large amounts of data at higher speeds have arisen due to communication technology developments and user demands.

특히, 계속 증가하는 가입자를 수용하는 동시에 영상신호가 포함되는 멀티미디어(MULTIMEDIA) 방식 이동통신을 위하여서, 또 다른 대역의 무선 주파수 자원을 이동통신에 할당하는 과정이 반복되었다. In particular, in order to accommodate the ever-increasing number of subscribers, and for multimedia mobile communication including video signals, the process of allocating radio frequency resources of another band to mobile communication has been repeated.

상기와 같이 이동통신의 증가되는 가입자를 수용하고, 발전하는 기술을 적용하기 위하여, 다수 대역(BANDWIDTH)의 무선 주파수를 할당받아 이동통신에 이용하고 있으며, 이러한 것을 다중대역이라고 한다. As described above, in order to accommodate an increasing number of subscribers in mobile communication and to apply the technology of development, a radio frequency of multiple bands (BANDWIDTH) is allocated and used for mobile communication, and this is called a multi-band.

상기와 같이 할당된 무선주파수 자원을 이용하여 데이터 신호를 무선 전송하기 위하여서는, 할당된 해당 주파수에 공진하여 신호를 무선 송수신하는 안테나(ANTENNA)가 필요하다. In order to wirelessly transmit a data signal using the allocated radio frequency resources as described above, an antenna ANTENNA which resonates with the allocated frequency and wirelessly transmits and receives a signal is required.

상기 안테나는, 전기적 길이를 갖는 도체를 이용하는 것으로, 사용되는 주파수의 파장(λ) 길이에 비례하고, 상기 안테나의 길이를 구하는 공식은, (전자파의 속도)/(사용 주파수)와 같으며, 상기 공식으로 연산된 값의 길이를 갖는 안테나에 의하여 해당 무선 주파수 신호가 공진(RESONANT)된다. The antenna uses a conductor having an electrical length, which is proportional to the wavelength (λ) length of the frequency used, and a formula for calculating the length of the antenna is equal to (speed of electromagnetic waves) / (frequency of use). The radio frequency signal is resonated by an antenna having a length calculated by a formula.

상기 공식의 연산에 의하여 구하여진 안테나를 파장 안테나 또는 다이폴 안테나라고 하고, 상기 파장 다이폴 안테나는 길이가 너무 길어, 일반적으로 반파장 다이폴 안테나를 사용한다. The antenna obtained by the calculation of the above formula is called a wavelength antenna or a dipole antenna, and the wavelength dipole antenna is too long and generally uses a half-wavelength dipole antenna.

또한, 안테나가 접지면을 가지는 경우, 상기 접지면에 대칭되어 반대면에 전하가 형성된다는 이론인 영상이론에 의하면, 안테나에 접지면을 형성하므로 길이를 절반으로 줄이게 되며, 모노폴 안테나라고 한다. In addition, according to the image theory, which is a theory that when the antenna has a ground plane, charges are formed on the opposite surface symmetrically to the ground plane, the length is reduced by half because the ground plane is formed on the antenna, and it is called a monopole antenna.

일 예로, 1 GHz의 주파수를 사용하는 경우, 상기 안테나 길이를 구하는 공식에 의하여 (3 * 10^11 mm/s) / (1 * 10^9 Hz) = 300 mm가 연산된다. For example, when using a frequency of 1 GHz, (3 * 10 ^ 11 mm / s) / (1 * 10 ^ 9 Hz) = 300 mm is calculated by the formula for obtaining the antenna length.

상기의 길이를 줄이기 위하여, 반파장 방식 안테나를 사용하는 경우, 150 mm의 길이를 갖는 안테나가 필요하고, 모노폴 방식 안테나를 적용하는 경우 75 mm의 길이로 충분하므로, 1/4 파장의 길이를 갖는 안테나가 된다. In order to reduce the above length, when the half-wavelength antenna is used, an antenna having a length of 150 mm is required, and when the monopole antenna is applied, a length of 75 mm is sufficient, so that it has a length of 1/4 wavelength. It becomes an antenna.

상기와 같은 안테나 길이를 더욱 줄이는 방법은, 나선형으로 감거나, 지그재그 모양으로 접으므로, 외형적인 길이를 더 줄이게 된다. In order to further reduce the antenna length as described above, the spiral length or the zigzag shape are further reduced, thereby reducing the external length.

상기와 같은 안테나는, 하나의 해당 주파수에 공진하고, 상기 공진주파수의 2체배, 3체배,,,, 주파수에서도 약하게 공진한다. The antenna as described above resonates at one corresponding frequency and weakly at two, three, and frequencies of the resonant frequency.

상기 사용되는 주파수(FREQUENCY) 또는 대역(BANDWIDTH)이 2개인 경우, 상기의 체배 주파수를 제외하고, 해당 전기적인 길이의 안테나를 각각 구비하여야 하며, 상기 주파수 또는 대역이 3개인 경우는 3개의 안테나를, 4개이면 4개의 안테나를 각각 구비하여야 하는 과정이 반복된다. When the frequency (FREQUENCY) or the band (BANDWIDTH) is used two, except for the multiplication frequency, the antenna of the corresponding electrical length should be provided, respectively, if the frequency or band is three, three antennas 4, the process of having four antennas each is repeated.

따라서, 사용되는 대역이 많은 다중대역 휴대단말기(UE)에서, 안테나를 위하여 할당하는 면적 및 부피가 커지게 되는 등의 문제를, 확장안테나를 구비하고, 스위칭으로 접속하거나 또는 분리하므로 필요한 주파수에 공진되는 안테나를 선택 설정하는 동시에, 상기 안테나의 선택 설정된 상태 신호를 해당 제어부에 자동 인가 하여 인식하도록 하는 것이 본 발명 기술이다. Therefore, in a multi-band mobile terminal (UE) with a large number of used bands, an area such as an area allocated to an antenna becomes large and a volume is increased, and the antenna is resonated at a required frequency because it has an extended antenna and is connected or separated by switching. The present invention provides a method of selecting and setting an antenna to be used and automatically applying and selecting a state signal of the antenna to a corresponding controller.

상기 첨부된 도4의 인쇄회로기판(100)은, 휴대단말기의 이동통신 기능과 부가서비스 기능을 수행하는 다수의 기능부가 전기적으로 접속 또는 접촉되는 동시에 기구적으로 고정 부착된다. The attached printed circuit board 100 of FIG. 4 has a plurality of functional units that perform mobile communication functions and additional service functions of the mobile terminal, and are fixedly and mechanically attached at the same time.

상기 인쇄회로기판(100)에 접속 부착되는 안테나칩부(110)는, 일 예로, 일정한 전기적 길이를 갖고, 설정된 제1 무선 주파수 대역에 공진하는 제1 안테나(130)와, 설정된 제2 무선 주파수 대역에 공진하는 제2 안테나(140)와, 상기 제2 안테나와 연결 접속되어 소정의 전기적 길이를 갖고, 상기 전기적 길이에 의하여 설정된 제3의 무선 주파수 대역에서 공진하도록 하는 확장안테나(150)를 패턴(PATTERN)으로 형성한다. The antenna chip unit 110 connected to the printed circuit board 100 may include, for example, a first antenna 130 having a predetermined electrical length and resonating with a set first radio frequency band, and a set second radio frequency band. The second antenna 140 which resonates with the expansion antenna 150 connected to the second antenna and having a predetermined electrical length and configured to resonate in a third radio frequency band set by the electrical length ( PATTERN).

상기 제2 안테나(140)와 확장안테나(150)를 전기적으로 연결 접속하는 것으로, 경로가 2개 이고, 각 경로는 2개의 폴을 갖는 디피디티(DPDT: DUAL POLE DUAL THROUGH) 형(TYPE)의 스위치부(120)가 일체로 구비된다. The second antenna 140 and the extension antenna 150 are electrically connected and connected, each having two paths, each of which has two poles (DPDT: DUAL POLE DUAL THROUGH). The switch unit 120 is provided integrally.

상기 디피디피 스위치부(120)의 2개 경로(PATH 또는 THROUGH) 중에서 하나의 경로는, 상기 제2 안테나(140)와 확장안테나(150)의 접속을 제어하고, 나머지 하나의 경로는, 상기 제2 안테나(140)와 확장안테나(150)의 접속상태를 휴대단말기 제어부에 해당 신호로 인가하는 구조이다. One path among two paths (PATH or THROUGH) of the DIFIDIP switch unit 120 controls the connection of the second antenna 140 and the expansion antenna 150, and the other path is the first path. 2 is a structure in which the connection state of the antenna 140 and the extended antenna 150 is applied to the portable terminal controller as a corresponding signal.

상기와 같이 확장안테나의 접속상태를 제어부에 신호로 인가하는 스위치부(140)의 구조는, 일측단자 또는 폴에 그라운드와 접지되는 접지저항(160)이 접속되고, 반대측단자 또는 폴에 동작전원(Vcc)으로부터 인가되는 직류전원(DC) 신호를 입력하는 입력저항(170)이 접속되며, 가운데 위치하는 폴은, 상기 제어부에 디피디티 스위치부(120)의 스위치 된 상태 신호를 출력하는 구조이다. As described above, the structure of the switch unit 140 that applies the connection state of the expansion antenna as a signal to the control unit has a grounding resistor 160 connected to ground and grounded at one terminal or pole, and an operating power source (for the opposite terminal or pole). An input resistor 170 for inputting a DC power signal applied from Vcc) is connected, and the pole located in the center has a structure for outputting a switched state signal of the dip switch unit 120 to the controller.

상기 도7을 참조하여, 본 발명에 의한 다중대역 안테나 구조를 개념적으로 설명하면, 안테나칩부(110)위에, 제1 주파수에 공진하는 제1 안테나(130)와 제2 주파수에 공진하는 제2 안테나(140)와 확장안테나(150)가 각각 패턴(PATTERN)으로 형성되고, 상기 제2 안테나(140)와 확장안테나(150)를 전기적으로 스위치처리에 의하여 연결 또는 차단하는 스위치부(120)가 일체로 구비되어 있다. Referring to FIG. 7, the multi-band antenna structure according to the present invention will be conceptually described. On the antenna chip unit 110, a first antenna 130 resonating at a first frequency and a second antenna resonating at a second frequency are described. Each of the 140 and the extended antenna 150 is formed in a pattern PATTERN, and the switch unit 120 electrically connecting or disconnecting the second antenna 140 and the extended antenna 150 by a switch process is integrally formed. It is provided with.

따라서, 상기 스위치부(120)를 스위치 제어하므로, 상기 제2 안테나(140)의 전기적 길이에 확장안테나의 전기적 길이를 추가하므로, 제3 주파수에 공진하는 제3 안테나로 선택 설정하여 운용할 수 있다. Therefore, since the switch unit 120 controls the switch, since the electrical length of the extension antenna is added to the electrical length of the second antenna 140, the switch 120 may be selectively set and operated as a third antenna resonating to the third frequency. .

이하, 상기 첨부된 도4 내지 도8을 참조하여, 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치를 설명하면, 인쇄회로기판(100) 위에 구비되고, 각각 설정된 대역(BAND WIDTH)의 무선주파수 신호에 공진(RESONATE)되는 안테나(ANTENNA)를 다수 구비하며 선택된 대역의 무선신호를 송수신하는 것으로, 설정된 제1 무선 주파수 대역에 공진하는 제1 안테나(130); 상기 제1 안테나(130)와 일끝단을 접속하고 설정된 제2 무선주파수 대역에 공진하는 제2 안테나(140); 상기 제2 안테나(140)에 스위칭 접속되고 상기 접속된 제2 안테나(140)와 함께 설정된 제3 무선 주파수 대역에 공진하는 확장안테나(150)로 이루어지는 안테나칩부(110)와, Hereinafter, the multiband antenna device of the portable terminal according to the present invention will be described with reference to the attached FIGS. 4 to 8. The wireless band of the band BID WTH is provided on the printed circuit board 100, respectively. A first antenna 130 having a plurality of antennas resonated in the frequency signal and transmitting and receiving a radio signal of a selected band, resonating in a set first radio frequency band; A second antenna 140 connected to one end of the first antenna 130 and resonating in a set second radio frequency band; An antenna chip unit 110 including an extension antenna 150 which is switched to the second antenna 140 and resonates in a third radio frequency band set together with the connected second antenna 140;

상기 안테나칩부(110)에 접속하고 안테나 길이(LENGTH)를 스위치하여 연장하는 동시에 다른 경로로 안테나 길이의 연장상태 신호를 출력하는 것으로, 상기 제2 안테나(140)와 확장안테나(150)를 일측 경로로 스위치 접속하거나 분리하고 다른측 경로로는 상기의 접속 및 분리상태 신호를 전송하는 스위치(125); 상기 스위치(125)의 일측경로 단자에 접속되고 그라운드(GROUND)에 접지(GROUNDING)하는 접지저항(160); 상기 접지저항(160)이 접속된 경로 반대측 단자에 접속되고 전원신호(Vcc)를 입력하는 입력저항(170); 상기 스위치(125)의 스위칭에 의하여 입력저항(160)으로부터 인가되는 신호를 제어부(200)에 출력하거나 상기 접지저항(160)으로부터 인가되는 신호를 상기 제어부(200)에 출력하는 폴(POLE)단자로 이루어지는 스위치부(120)와, The antenna chip unit 110 is connected to the antenna chip 110, and the antenna length LENGTH is extended to output the extended state signal of the antenna length to another path, and the second antenna 140 and the extension antenna 150 are connected to one path. A switch 125 for connecting or disconnecting the switch and transmitting the connection and disconnection status signals to the other path; A grounding resistor 160 connected to one side path terminal of the switch 125 and grounding to ground; An input resistor 170 connected to a terminal opposite to a path to which the ground resistor 160 is connected and input a power signal Vcc; Pole terminal for outputting a signal applied from the input resistor 160 to the controller 200 by the switching of the switch 125 or a signal applied from the ground resistor 160 to the controller 200 Switch unit 120 made of,

상기 스위치부(120)에 접속하고 인지되는 안테나 길이에 의하여 해당 주파수 대역의 고주파 신호가 입출력되도록 제어 감시하는 것으로, 휴대단말기가 이동통신하는 경우에 스위치부(120)로부터 인가되는 신호를 확인하고, 고주파부(210)를 제어하여 선택된 주파수 대역의 고주파 신호가 송수신 및 상하향 변환되어 입출력 처리되도록 제어하고 감시하는 제어부(200)와, By connecting to the switch unit 120 and controlling and monitoring the high frequency signal of the corresponding frequency band by the perceived antenna length, and checking the signal applied from the switch unit 120 when the mobile terminal performs mobile communication, A control unit 200 for controlling and monitoring the high frequency unit 210 to control transmission and reception of the high frequency signal of the selected frequency band, up and down, and input and output processing;

상기 안테나칩부(110)에 접속하고 상기 제어부(200)의 제어에 의하여 설정된 주파수 대역의 고주파 신호로 상하향 변환(UP/DOWN CONVERTING)처리하며 입출력하는 것으로, 제1 무선주파수 대역이거나 제2 무선주파수 대역이거나 제3 무선주파수 대역의 신호를 입력하고 상하향 변환처리하여 출력하는 고주파부(210)와, It is connected to the antenna chip unit 110 and performs up and down conversion (UP / DOWN CONVERTING) processing of the high frequency signal of the frequency band set by the control of the control unit 200, and inputs and outputs the first radio frequency band or the second radio frequency band. A high frequency unit 210 for inputting or outputting a signal of a third radio frequency band and performing up-down conversion processing;

상기 고주파부(210)에 접속하고 기저대역의 신호를 입출력 처리하는 기저대역부(220)가 포함되는 구성이다. The baseband unit 220 is connected to the high frequency unit 210 and includes a baseband unit 220 for inputting and outputting a baseband signal.

또한, 상기 스위치(125)는, 분리된 2개의 경로(PATH 또는 THROUGH)를 폴 (POLE) 중심으로 스위치하여 양측 단자와 각각 접속하거나 차단하는 듀얼폴듀얼쓰로우(DPDT: DUAL POLE DUAL THROUGH)의 디피디티(DPDT) 스위치(SWITCH)로 이루어진다. In addition, the switch 125 is a dual pole dual throw (DPDT: DUAL POLE DUAL THROUGH) for connecting or disconnecting the two paths (PATH or THROUGH) to the center of the pole to connect to or disconnect from each of both terminals. It consists of a DPDT switch (SWITCH).

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치를 상기 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, according to the present invention having the configuration described above, a multi-band antenna device of a mobile terminal will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기 휴대단말기의 제어부(200)는, 도면에 도시되지 않은 입력장치 등으로 부터 인가되는 제어명령을 분석하여, 이동통신을 하는 것으로 판단되는 경우, 스위치부(120)를 감시하여 현재 선택 설정된 안테나의 타입(TYPE)을 확인한다. The controller 200 of the portable terminal analyzes a control command applied from an input device or the like not shown in the drawing, and when it is determined that mobile communication is performed, the controller 120 monitors the switch 120 to determine the currently selected antenna. Check the TYPE.

상기의 제어부(200)는 감시되는 스위치부(120)로부터 인가되는 해당 신호에 의하여 안테나칩부(110)의 다중 또는 다수 안테나 중에서 선택 설정된 안테나를 인식하고, 상기 확인된 안테나를 이용하여 무선송수신할 수 있는 주파수 대역의 신호를 입출력하도록, 상기 고주파부(210)를 제어 감시한다. The controller 200 recognizes an antenna selected from multiple or multiple antennas of the antenna chip 110 by a corresponding signal applied from the monitored switch unit 120 and wirelessly transmits and receives using the identified antenna. The high frequency unit 210 is controlled and monitored to input and output a signal having a frequency band.

상기 고주파부(210)는, 제어부(200)의 제어에 의하여 설정된 고주파 대역(BANDWIDTH) 기능부를 활성화시키고, 상기 안테나칩부(110)의 선택된 안테나로부터 공진되어 수신된 고주파 신호를 인가받아, 해당 필터링, 증폭, 하향변환(DOWN CONVERTING) 등등의 처리를 하여 상기 기저대역부(220)에 인가하며, 상기 기저대역부(220)에서는 복조 등의 처리를 하여 출력한다. The high frequency unit 210 activates a high frequency band (BANDWIDTH) function unit set by the control of the control unit 200, receives a high frequency signal received by resonating from a selected antenna of the antenna chip unit 110, and performs filtering, Amplification, downconverting, and the like are applied to the baseband unit 220, and the baseband unit 220 performs demodulation or the like and outputs the same.

또한, 상기 기저대역부(220)는, 인가되는 신호를 변조 등의 처리를 하여 상기 고주파부(210)에 인가하고, 상기 고주파부(210)는 상기 제어부(200)의 제어로 설정된 고주파 대역 기능부를 통하여, 상기 기저대역부(220)로부터 인가되는 신호 를 해당 필터링, 증폭, 상향변환 등등의 처리를 하여, 상기 안테나칩부(110)에 출력하고, 상기 안테나칩부(110)는 상기 스위치부(120)에 의하여 선택 설정된 안테나를 통하여 무선송신한다. In addition, the baseband unit 220 applies a signal to the high frequency unit 210 by performing a process such as modulation, and the high frequency unit 210 is a high frequency band function set under the control of the control unit 200. Through the unit, the signal applied from the baseband unit 220 is processed, such as filtering, amplification, upconversion, etc., and output to the antenna chip unit 110, the antenna chip unit 110 is the switch unit 120 Wireless transmission through the antenna selected by the).

상기 안테나칩부(110)는, 상기 첨부된 도5에 도시된 것과 같이 비교적 높은 주파수에 공진하는 제1 안테나(130)와, 비교적 낮은 주파수에 공진하는 제2 안테나의 일측 끝단이 함께 접속되고, 인쇄회로기판(100)의 해당 단자를 통하여 상기 고주파부(210)에 접속된다. As shown in FIG. 5, the antenna chip unit 110 includes a first antenna 130 that resonates at a relatively high frequency and one end of a second antenna that resonates at a relatively low frequency. It is connected to the high frequency part 210 through the corresponding terminal of the circuit board 100.

상기 제1 안테나(130)는 제1 주파수에서 공진하고, 상기 제2 안테나(140)는 제2 주파수에서 공진하므로, 상기 고주파부(210)로부터 출력되는 고주파 신호를 동일하게 인가받아도, 해당 안테나에서 공진하여 무선송신하고, 또한, 무선수신하는 경우에도, 해당 안테나에서 공진하여 무선수신한다. Since the first antenna 130 resonates at the first frequency and the second antenna 140 resonates at the second frequency, the first antenna 130 may receive the same high frequency signal output from the high frequency unit 210. In the case of resonant radio transmission and radio reception, the antenna is resonated and wirelessly received.

그러나, 제3 주파수에서 공진하도록 하기 위하여서는, 제3 안테나를 구비하여야 하지만, 기존에 구비된 제1 안테나(130) 또는 제2 안테나(140)를 활용하여 제3 안테나의 전기적 길이를 만족시켜주며, 상기 확장안테나(150)가, 상기와 같이 제3 안테나의 전기적 길이를 만족시켜준다. However, in order to resonate at the third frequency, the third antenna should be provided, but the electrical length of the third antenna is satisfied by utilizing the existing first antenna 130 or the second antenna 140. The extension antenna 150 satisfies the electrical length of the third antenna as described above.

상기 제3 안테나가 필요로 하는 전기적 길이를 만족시켜주는 기능은, 상기 스위치부(120)의 스위칭에 의하며 이루어지고, 상기 스위치부(120)는, 접지저항(160)과 입력저항(170)에 의하여 발생되는 해당 신호를 제어부(200)에 인가하므로, 제3 안테나가 설정되어 선택되었는지 또는, 설정되지 못하였는지를 상기 제어부(200)에 자동 통보한다. The function of satisfying the electrical length required by the third antenna is performed by switching of the switch unit 120, and the switch unit 120 is connected to the ground resistor 160 and the input resistor 170. Since the corresponding signal generated by the control unit 200 is applied, the control unit 200 automatically notifies whether the third antenna is set and selected or not.

상기 첨부된 도6을 참조하여, 본 발명 휴대단말기의 다중대역 안테나 스위칭에 따른 공진상태를 설명하면, 왼쪽에 도시된 상태는, 스위치부(120)의 스위치 처리에 의하여 제2 안테나(140)와 확장안테나가 분리된 상태이며, 따라서, 상기 제2 안테나(140)의 전기적 길이에 의하여 공진되는 f2 주파수의 상태를 실선으로 표시하고 있다. Referring to FIG. 6, the resonance state according to the multi-band antenna switching of the mobile terminal according to the present invention will be described. The state shown on the left side is the second antenna 140 and the switch processing by the switch unit 120. FIG. The extension antenna is in a separated state, and thus the state of the f2 frequency resonated by the electrical length of the second antenna 140 is indicated by a solid line.

또한, 상기 첨부된 도6의 오른쪽에 도시된 상태는, 상기 스위치부(120)의 스위치 처리에 의하여 제2 안테나(140)와 확장안테나(150)가 연결 접속된 상태이며, 상기와 같이 제2 안테나와 확장안테나의 전기적 길이를 합한 전기적 길이에 의하여, 공진되는 f1 주파수의 상태를 실선으로 표시하고 있다. 6 is a state in which the second antenna 140 and the expansion antenna 150 are connected and connected by the switch processing of the switch unit 120, and the second state as described above. The electrical length of the resonant f1 frequency is indicated by the solid line by the electrical length of the antenna and the extension antenna.

상기 제어부(200)는 상기 스위치부(120)를 감시하여, 인가되는 신호를 분석하므로, 상기 안테나칩부(110)에 선택 설정된 안테나의 타입을 확인하고, 해당 대역의 고주파 신호를 처리하도록 상기 고주파부(210)를 제어 감시한다. Since the control unit 200 monitors the switch unit 120 and analyzes the applied signal, the control unit 200 confirms the type of the antenna selected in the antenna chip unit 110 and processes the high frequency signal of the corresponding band. Control and monitor 210.

즉, 상기와 같은 구성의 본 발명은, 안테나칩부(110)에 패턴(PATTERN)으로 형성된 기존 안테나(140)와 확장안테나(150)를 이용하고, 스위치부(120)를 이용하여 선택 설정하며, 상기 선택 설정된 상태를 제어부(200)에 자동 통보하고, 상기 제어부(200)는 해당 대역의 고주파 신호가 처리되도록 고주파부(210)를 제어한다. That is, the present invention having the above configuration, using the existing antenna 140 and the extended antenna 150 formed in the pattern (PATTERN) on the antenna chip unit 110, and selectively set using the switch unit 120, The controller 200 automatically notifies the selected set state, and the controller 200 controls the high frequency unit 210 to process the high frequency signal of the corresponding band.

따라서, 안테나칩부(110)의 부피와 크기를 작게하면서도, 다중대역의 안테나를 수용하고, 선택된 상태를 자동으로 통보하여 해당 제어하는 장점이 있다. Therefore, while reducing the volume and size of the antenna chip unit 110, there is an advantage to accommodate the multi-band antenna, and automatically notify the selected state to control the corresponding.

이하, 상기 첨부된 도4 내지 도9을 참조하여, 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 방법을 설명하면, 휴대단말기(UE)의 제어부(200)에 의하 여 이동통신하는 제어명령이 인가되는지를 판단하는 제1 과정(S100)과, Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 4 to 9, the multi-band antenna method of the mobile terminal according to the present invention, the control command for mobile communication by the control unit 200 of the mobile terminal (UE) A first process (S100) of determining whether it is authorized;

상기 제1 과정(S100)에서 이동통신하는 것으로 판단하는 경우, 스위치부(120)를 감시하여 안테나 선택상태를 확인하는 것으로, 상기 제어부(200)에 의하여 상기 스위치부(120)로부터 인가되는 신호를 분석하고, 선택된 안테나의 주파수 대역을 확인하는 제2 과정(S110)과, When it is determined that the mobile communication in the first step (S100), to check the antenna selection state by monitoring the switch unit 120, the signal applied from the switch unit 120 by the control unit 200 Analyzing and checking a frequency band of the selected antenna (S110);

상기 제2 과정(S110)에서 확인된 안테나의 선택상태에 의하여 고주파부(210)가 상기 선택된 주파수 대역의 고주파 신호를 상하향변환하고 입출력 처리하도록 제어하고 감시하는 것으로, 상기 제어부(200)의 스위치부(120) 감시에 의하여 확인된 주파수 대역의 고주파 신호로 상하향 변환(UP DOWN CONVERTING)하며 입출력 처리하도록 상기 고주파부(210)를 제어하고 감시하는 제3 과정(S120)으로 구성된다. The high frequency unit 210 controls and monitors the high frequency signal of the selected frequency band up and down and performs input / output processing according to the selection state of the antenna identified in the second process (S110), and the switch unit of the control unit 200. (120) The third process (S120) for controlling and monitoring the high frequency unit 210 to up and down convert (UP DOWN CONVERTING) to the input and output processing of the high frequency signal of the frequency band confirmed by the monitoring.

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 다중대역 안테나 방법을 상기 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, according to the present invention having the above configuration, a multi-band antenna method of a mobile terminal will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기 이동통신용 휴대단말기(UE)의 제어부(200)는, 도면에 도시되지 않는 기능부로부터 인가되는 제어명령을 분석하여, 이동통신을 운용하는 제어명령 인지를 판단하고(S100), 상기 판단(S100)에서 이동통신을 운용하는 제어명령으로 판단되면, 스위치부(120)를 감시하여, 상기 안테나칩부(110)에 현재 설정되고 선택된 타입(TYPE)의 안테나 상태를 확인한다(S110). The control unit 200 of the mobile communication terminal (UE) analyzes a control command applied from a functional unit (not shown) to determine whether it is a control command for operating mobile communication (S100), and the determination (S100). If it is determined that the control command to operate the mobile communication, the switch unit 120 is monitored to check the antenna state of the type (TYPE) currently set and selected in the antenna chip unit (110) (S110).

상기 과정(S110)의 제어부(200)는, 상기 확인된 타입의 안테나가 공진하여 송수신하는 주파수 대역의 신호를 처리하도록, 상기 고주파부(210)를 제어한다. The controller 200 of step S110 controls the high frequency unit 210 to process a signal of a frequency band through which the identified type of antenna resonates and transmits and receives.

상기 고주파부(210)는, 제어부(200)의 제어에 의하여 선택된 대역의 고주파 신호가 처리되는 고주파 기능부를 활성화하고, 무선수신되어 인가되는 고주파(RF) 신호는 해당 처리를 통하여 하향변환하므로 기저대역(BASE BAND) 신호로 변환하여 상기 기저대역부(220)에 출력한다. The high frequency unit 210 activates a high frequency function unit in which a high frequency signal of a band selected by the control of the control unit 200 is processed, and a high frequency (RF) signal which is wirelessly received and applied is down-converted through a corresponding process, thereby causing a baseband. The signal is converted into a (BASE BAND) signal and output to the baseband unit 220.

또한, 상기 기저대역부(220)로부터 인가되는 기저대역 신호는, 해당 처리를 통하여 상향변환하므로 설정 선택된 대역의 고주파(RF) 신호로 변환하고, 상기 안테나칩부(110)에 출력하므로, 상기 안테나칩부(110)에 선택 설정된 안테나를 통하여 무선송신된다(S120). In addition, since the baseband signal applied from the baseband unit 220 is upconverted through a corresponding process, the baseband signal is converted into a radio frequency (RF) signal of a predetermined band, and output to the antenna chip unit 110. Radio transmission is performed via the antenna selected and set at 110 (S120).

따라서, 상기와 같은 구성의 본 발명은, 제어부(200)가 스위치부(120)를 감시하여 안테나칩부(110)의 안테나 설정 상태를 확인하고, 해당 주파수 대역의 고주파 신호를 처리하도록 고주파부를 제어하는 일련의 과정이 자동으로 이루어지는 장점이 있다. Therefore, according to the present invention having the above configuration, the control unit 200 monitors the switch unit 120 to check the antenna setting state of the antenna chip unit 110 and controls the high frequency unit to process the high frequency signal of the corresponding frequency band. The advantage is that a series of processes are automatic.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 안테나칩의 크기를 줄이면서 다중대역의 안테나를 모두 수용하므로, 휴대단말기의 크기를 줄이는 산업적 이용효과가 있다. The present invention having the above-described configuration has an industrial use effect of reducing the size of the portable terminal since it accommodates all of the multiband antennas while reducing the size of the antenna chip.

또한, 사용할 주파수 대역의 안테나를 선택 설정하는 동시에 선택된 안테나 타입이 자동으로 제어부에 통보되므로, 별도 메뉴를 통하여 선택된 주파수 대역을 확인 설정하지 않는 사용상 편리한 효과가 있다. In addition, since the selected antenna type is automatically notified to the controller at the same time as selecting and setting the antenna of the frequency band to be used, there is a convenient effect in that the selected frequency band is not checked and set through a separate menu.

Claims (11)

휴대단말기의 인쇄회로기판에 고정 부착되는 안테나칩에 형성되는 것으로, 선택된 대역의 무선주파수에 공진되는 전기적 길이의 안테나를 패턴으로 다수 형성하고, 상기 안테나의 전기적 길이를 연장하는 확장안테나를 패턴으로 형성하며, 상기 각 안테나 패턴을 전기적으로 연결하는 스위치를 구비하는 구조를 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조. It is formed on the antenna chip fixedly attached to the printed circuit board of the mobile terminal, and a plurality of antennas of the electrical length resonant to the radio frequency of the selected band in a pattern, and the extension antenna to extend the electrical length of the antenna in a pattern And a switch for electrically connecting the antenna patterns to each antenna pattern. 제1 항에 있어서, 상기 스위치는, The method of claim 1, wherein the switch, 상기 각 안테나 패턴의 전기적 연결을 스위치하는 동시에 상기 스위치된 연결상태를 다른 경로로 출력하는 듀얼폴듀얼쓰루우 스위치로 형성되는 구조를 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 구조. And a dual pole dual through switch configured to switch the electrical connection of each antenna pattern and output the switched connection state to another path. 인쇄회로기판 위에 구비되고, 각각 설정된 대역의 무선주파수 신호에 공진되는 안테나를 다수 구비하며 선택된 대역의 무선신호를 송수신하는 안테나칩부와, An antenna chip unit provided on the printed circuit board and having a plurality of antennas resonating with radio frequency signals of a set band, respectively, for transmitting and receiving radio signals of a selected band; 상기 안테나칩부에 접속하고 안테나 길이를 스위치하여 연장하는 동시에 다른 경로로 안테나 길이의 연장상태 신호를 출력하는 스위치부와, A switch unit connected to the antenna chip unit and switching and extending the antenna length, and outputting an extended state signal of the antenna length in another path; 상기 스위치부에 접속하고 인지되는 안테나 길이에 의하여 해당 주파수 대역의 고주파 신호가 입출력되도록 제어 감시하는 제어부와, A control unit connected to the switch unit and controlling and monitoring the high frequency signal of the corresponding frequency band to be input and output by the recognized antenna length; 상기 안테나칩부에 접속하고 상기 제어부의 제어에 의하여 설정된 주파수 대 역의 고주파 신호로 상하향 변환처리하며 입출력하는 고주파부와, A high frequency unit connected to the antenna chip unit and up and down converted into a high frequency signal of a frequency band set under the control of the control unit and input / output; 상기 고주파부에 접속하고 기저대역의 신호를 입출력 처리하는 기저대역부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치. And a baseband portion connected to the high frequency portion and configured to input / output a baseband signal. 제3 항에 있어서, 상기 안테나칩부는, The method of claim 3, wherein the antenna chip unit, 설정된 제1 무선 주파수 대역에 공진하는 제1 안테나와, A first antenna resonating in the set first radio frequency band, 상기 제1 안테나와 일끝단을 접속하고 설정된 제2 무선주파수 대역에 공진하는 제2 안테나와, A second antenna connected to one end of the first antenna and resonating in a set second radio frequency band; 상기 제2 안테나에 스위칭 접속되고 상기 접속된 제2 안테나와 함께 설정된 제3 무선주파수 대역에 공진하는 확장안테나를 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치. And an extension antenna configured to be switched to the second antenna and resonate in a third radio frequency band set together with the connected second antenna. 제3 항에 있어서, 상기 스위치부는, The method of claim 3, wherein the switch unit, 상기 안테나칩부의 제2 안테나와 확장안테나를 일측 경로로 스위칭 접속하거나 분리하고 다른측 경로로는 상기의 접속 및 분리상태 신호를 전송하는 스위치와, A switch for connecting or disconnecting the second antenna and the extension antenna of the antenna chip unit in one path and transmitting the connection and disconnection status signals to the other path; 상기 스위치의 일측경로 단자에 접속되고 그라운드에 접지하는 접지저항과, A grounding resistor connected to one path terminal of the switch and grounded to ground; 상기 접지저항이 접속된 경로 반대측 단자에 접속되고 전원신호를 입력하는 입력저항과, An input resistor connected to a terminal opposite to the path to which the ground resistor is connected and input a power signal; 상기 스위치의 스위칭에 의하여 입력저항으로부터 인가되는 신호를 상기 제어부에 출력하거나 상기 접지저항으로부터 인가되는 신호를 상기 제어부에 출력하 는 폴단자를 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치. And a pole terminal configured to output a signal applied from an input resistance to the controller by switching the switch or a signal applied from the ground resistance to the controller. . 제5 항에 있어서, 상기 스위치는, The method of claim 5, wherein the switch, 분리된 2개의 경로를 폴 중심으로 스위칭하여 양측 단자와 각각 접속하거나 차단하는 듀얼폴듀얼쓰로우의 디피디티 스위치로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치. A multi-band antenna device of a portable terminal, comprising a dual-pole dual throw differential switch for switching two separate paths to a pole center to connect or disconnect each terminal. 제3 항에 있어서, 상기 고주파부는, The method of claim 3, wherein the high frequency portion, 상기 제어부의 제어에 의하여 제1 무선주파수 대역이거나 제2 무선주파수 대역이거나 제3 무선주파수 대역의 신호를 입력하고 상하향 변환처리하여 출력하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치. And a signal of a first radio frequency band, a second radio frequency band, or a third radio frequency band under the control of the control unit, and configured to input and output an up-down conversion process. 제3 항에 있어서, 상기 제어부는, The method of claim 3, wherein the control unit, 휴대단말기가 이동통신하는 경우에 스위치부로부터 인가되는 신호를 확인하고, 상기 고주파부를 제어하여 선택된 주파수 대역의 고주파 신호가 송수신 및 상하향변환되어 입출력 처리되도록 제어하고 감시하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 장치. When the mobile terminal performs mobile communication, the mobile terminal is configured to check a signal applied from the switch unit, and to control and monitor the high frequency signal of the selected frequency band by transmitting and receiving and up and down conversion to control the high frequency unit and monitor the input / output process. Multiband antenna device of the terminal. 휴대단말기의 제어부에 의하여 이동통신하는 제어명령이 인가되는지를 판단 하는 제1 과정과, A first process of determining whether a control command for mobile communication is applied by a controller of the portable terminal; 상기 제1 과정에서 이동통신하는 것으로 판단하는 경우, 스위치부를 감시하여 안테나 선택상태를 확인하는 제2 과정과, A second step of checking an antenna selection state by monitoring a switch unit when determining that the mobile communication is performed in the first step; 상기 제2 과정에서 확인된 안테나의 선택상태에 의하여 고주파부가 상기 선택된 주파수 대역의 고주파 신호를 상하향변환하고 입출력 처리하도록 제어하고 감시하는 제3 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 방법. And a third process of controlling and monitoring the high frequency unit to up-convert and perform input / output processing of the high frequency signal of the selected frequency band according to the selection state of the antenna identified in the second process. 제9 항에 있어서, 상기 제2 과정은, The method of claim 9, wherein the second process, 상기 제1 과정의 제어부에 의하여 상기 스위치부로부터 인가되는 신호를 분석하고, 선택된 안테나의 주파수 대역을 확인하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 방법. And analyzing the signal applied from the switch unit by the controller of the first process and identifying a frequency band of the selected antenna. 제9 항에 있어서, 상기 제3 과정은, The method of claim 9, wherein the third process, 상기 제2 과정의 제어부가 스위치부 감시에 의하여 확인된 주파수 대역의 고주파 신호로 상하향변환하며 입출력 처리하도록 상기 고주파부를 제어하고 감시하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 다중대역 안테나 방법.And controlling and monitoring the high frequency unit such that the control unit of the second process converts the high frequency unit up and down to the high frequency signal of the frequency band confirmed by the monitoring of the switch unit and performs input / output processing.
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