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KR20020095045A - Antenna device, portable radio communication apparatus and methods related thereto - Google Patents

Antenna device, portable radio communication apparatus and methods related thereto Download PDF

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KR20020095045A
KR20020095045A KR1020020014306A KR20020014306A KR20020095045A KR 20020095045 A KR20020095045 A KR 20020095045A KR 1020020014306 A KR1020020014306 A KR 1020020014306A KR 20020014306 A KR20020014306 A KR 20020014306A KR 20020095045 A KR20020095045 A KR 20020095045A
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KR
South Korea
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antenna
antenna element
frequency
power amplifier
conductive
Prior art date
Application number
KR1020020014306A
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Korean (ko)
Inventor
토마스 루트포르스
크리스티안 브라운
안데르스 토르넬-페르스
Original Assignee
알곤 모바일 커뮤니케이션즈 에이비이
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Filing date
Publication date
Application filed by 알곤 모바일 커뮤니케이션즈 에이비이 filed Critical 알곤 모바일 커뮤니케이션즈 에이비이
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Abstract

PURPOSE: An antenna device, a portable radio communication device and a method related thereto are provided to simplify the configuration of the antenna device, while reducing the manufacturing cost and power consumption. CONSTITUTION: An antenna device comprises a dielectric substrate(20); and a conductive antenna element(25) adapted to transmit radio waves in a predetermined frequency range. The conductive antenna element is arranged on the dielectric substrate, and includes a feed line connected to the output of a power amplifier(23) of a portable radio communication device. The power amplifier is fed with a radio frequency signal during use. The conductive antenna element is adapted to substantially damp the harmonics of the radio frequency signal output from the power amplifier such that the output of the power amplifier does not need a discrete filter.

Description

안테나 장치, 휴대용 무선 통신 장치, 및 이에 관한 방법{ANTENNA DEVICE, PORTABLE RADIO COMMUNICATION APPARATUS AND METHODS RELATED THERETO}ANTENNA DEVICE, PORTABLE RADIO COMMUNICATION APPARATUS AND METHODS RELATED THERETO

본 발명은 무선 통신 장치 분야에 관한 것으로, 특히 이런 휴대용 무선 통신 장치에 사용되는 안테나 장치, 이러한 휴대용 무선 통신 장치, 및 이에 관한 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of wireless communications devices, and more particularly to antenna devices used in such portable wireless communications devices, such portable wireless communications devices, and methods thereof.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 고주파 전단부가 분리된 송신기부 Tx 및 수신기부 Rx를 포함한다.Referring to FIG. 1, a high frequency front end of a portable radio communication apparatus according to the prior art includes a transmitter unit Tx and a receiver unit Rx separated from each other.

송신기부 Tx는 무선 통신 장치의 송신 회로(믹서 포함)로부터 무선 주파수 신호를 수신하기 위한 입력(1)을 포함한다. 입력(1)은 무선 주파수 신호의 증폭용 전력 증폭기(PA)(3)에 접속된다. 전력 증폭기(3)는 증폭된 RF 신호를 전송하며 신호에 응답하여 RF파를 방사하는 송신 안테나(4)에 접속된다. 전력 증폭기 출력과 송신 안테나 사이에는, 전력 증폭기(3) 및 아직 제거되지 않는 경우 선택적으로 믹서(2)로부터 고주파 성분을 억제 또는 제거하도록 적응된 저역 통과 필터(6)가 배치된다.The transmitter section Tx includes an input 1 for receiving a radio frequency signal from a transmission circuit (including a mixer) of the radio communication device. The input 1 is connected to a power amplifier (PA) 3 for amplifying a radio frequency signal. The power amplifier 3 is connected to a transmitting antenna 4 which transmits an amplified RF signal and emits RF waves in response to the signal. Between the power amplifier output and the transmit antenna, a low pass filter 6 is arranged which is adapted to suppress or remove high frequency components from the power amplifier 3 and optionally the mixer 2 if not yet removed.

수신기부 Rx는 RF 파를 수신하며 이에 응답하여 RF 신호를 생성하는 수신 안테나 구조체(7)를 포함한다. 안테나 구조체(7)는 수신 신호를 대역 통과 필터링하는 필터(8)에 접속된다. 필터링된 신호는 수신된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(LNA)(9)에 제공되어 무선 통신 장치(신호를 베이스 대역 주파수 신호로 다운변환하는 믹서를 포함함)의 수신 회로에 접속되는 11에서 출력된다.The receiver section Rx comprises a receiving antenna structure 7 which receives an RF wave and generates an RF signal in response thereto. The antenna structure 7 is connected to a filter 8 for bandpass filtering the received signal. The filtered signal is output at 11 which is provided to a low noise amplifier (LNA) 9 which amplifies the received signal and is connected to a receiving circuit of a wireless communication device (including a mixer which downconverts the signal to a baseband frequency signal). .

필터(8)는 SAW 필터, 즉 표면 음성파 기술을 이용하는 전기 필터이며, 기본 선택도를 달성하며 저잡음 증폭기를 보호하며 잡음 및 대역을 벗어난 신호를 상쇄시킬 필요가 있다.The filter 8 is a SAW filter, i.e. an electric filter using surface acoustic wave technology, which needs to achieve basic selectivity, protect the low noise amplifier and offset the noise and out of band signals.

더욱이, 전단부의 구성요소중 하나, 즉 송신(4) 및 수신(7) 안테나, 필터(6, 8), 전력 증폭기(3), 및 저잡음 증폭기(9)는 채택된 기준에 일치시키기 위하여 입력 및/또는 출력 임피던스 정합 회로 Z를 구비한다.Moreover, one of the components of the front end, i.e., the transmit (4) and receive (7) antennas, the filters (6, 8), the power amplifier (3), and the low noise amplifier (9) are input and output to match the adopted criteria. And / or an output impedance matching circuit Z.

송수신 분기(branch)가 분리되지 않는다면, 듀플렉스 필터 또는 스위치는 송신의 다른 방향을 수동으로 분리시킬 필요가 있다.If the transmit and receive branches are not separated, the duplex filter or switch needs to manually separate the other direction of transmission.

필터, 특히 SAW 필터의 큰 크기로 인해, 단일 칩상에서 전단부 구성요소의 집적 및/또는 소형화가 어렵게 된다.Due to the large size of the filters, in particular SAW filters, it is difficult to integrate and / or miniaturize the front end components on a single chip.

더욱이, 전단부 구성요소의 집적 및/또는 소형화는 대부분의 구성요소가 50Ω의 입출력을 정합시키기 위하여 부가적인 임피던스 정합 회로를 구비하기 때문에, 더욱 복잡해진다. 예컨대, 전력 증폭기는 전형적으로 5Ω의 최적의 출력 임피던스를 가지며, 따라서 연속적인 회로와 정합하기 위해 분리된 회로를 필요로 한다. 이런 부가적인 회로는 휴대용 무선 통신 장치의 크기 및 비용 모두를 증가시킨다. 더욱이, 이런 회로는 송신선상의 신호에 대해 부가적인 손실을 가져온다.Moreover, integration and / or miniaturization of front end components is further complicated because most components have additional impedance matching circuits for matching 50 ohm input and output. For example, power amplifiers typically have an optimal output impedance of 5 Ω and thus require separate circuits to match continuous circuits. This additional circuitry increases both the size and the cost of the portable wireless communication device. Moreover, this circuit introduces additional losses for the signal on the transmission line.

본 발명의 일 목적은 종래의 안테나 장치 보다 단순하고 구성요소의 수를 적게 사용하며, 전력 증폭기의 출력 및/또는 저잡음 증폭기의 입력에 직접 접속될 수 있는 휴대용 무선 통신 장치에 사용되는 안테나 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide an antenna device for use in a portable radio communication device which is simpler than a conventional antenna device and uses fewer components, and which can be directly connected to the output of a power amplifier and / or to the input of a low noise amplifier. It is.

본 발명의 다른 목적은 제조 및 조립이 용이하며 비용이 싼 안테나 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an antenna device which is easy to manufacture and assemble and which is inexpensive.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 장치보다 덜 공간을 차지하는 안테나 장치를 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide an antenna device which takes up less space than conventional devices.

본 발명의 또 다른 목적은 휴대용 무선 통신 장치에 사용될 때 최소 손실을 제공하는 안테나 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an antenna device that provides a minimum loss when used in a portable wireless communication device.

본 발명의 또 다른 목적은 전력 증폭기 또는 저잡음 증폭기에 최적의 임피던스 정합을 제공하는 안테나 장치를 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide an antenna device that provides an optimum impedance match for a power amplifier or low noise amplifier.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적들을 달성하는 안테나 장치를 포함하는 이동 전화와 같은 휴대용 무선 통신 장치를 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a portable wireless communication device such as a mobile telephone comprising an antenna device which achieves the above objects.

이들 목적 및 다른 목적은 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 안테나 장치 및 휴대용 무선 통신 장치에 의해 획득된 본 발명에 따르게 된다.These and other objects are in accordance with the present invention obtained by an antenna device and a portable wireless communication device, which are defined by the appended claims.

안테나 소자, 바람직하게는 사용되고자 하는 주파수에서 양호한 안테나 특성을 나타내며 동시에 기본 주파수에 존재하는 임의의 하모닉을 효율적으로 억제하기 위한 저역 통과 필터로서 동작하는 송신용의 인쇄 안테나 패턴을 제공함에 의해, 안테나 소자는 휴대용 무선 통신 장치에 사용될 수 있으며, 전력 증폭기에 직접 접속된다. 따라서, 분리 또는 이산 저역 통과 필터가 전력 증폭기로부터의 출력을 필터링할 필요가 없게 된다.Antenna element, preferably by providing a printed antenna pattern for transmission that exhibits good antenna characteristics at the frequency to be used and operates as a low pass filter for efficiently suppressing any harmonics present at the fundamental frequency. Can be used in a portable wireless communication device and is directly connected to the power amplifier. Thus, there is no need for a separate or discrete low pass filter to filter the output from the power amplifier.

더욱이, 안테나 소자는 전력 증폭기의 출력 임피던스(또는 전력 증폭기의 하향에 접속된 임의의 반사 계수 측정 장치)에 정합된 입력 임피던스를 획득하기 위해 변형될 수 있다. 자명하게, 이런 임피던스는 50Ω으로 표준화될 필요가 없으며, 오히려 임의의 임피던스, 특히 정합 회로의 요구를 최소화하는 임피던스일 수 있다.Moreover, the antenna element can be modified to obtain an input impedance matched to the output impedance of the power amplifier (or any reflection coefficient measuring device connected downstream of the power amplifier). Obviously, this impedance need not be standardized to 50Ω, but rather can be any impedance, in particular an impedance that minimizes the need for a matching circuit.

안테나 소자, 바람직하게는 사용되고자 하는 주파수에서 양호한 안테나 특성을 나타내며 동시에 수신된 신호를 전치 필터링(pre-filter)하기 위해 대역 통과 필터로서 동작하는 수신용의 인쇄 안테나 패턴을 제공함에 의해, 안테나 소자는 SAW 필터와 같은 고품위 이산 대역 통과 필터를 저잡음 증폭기의 출력에 접속(저잡음 증폭기의 입력 앞단에서의 필터의 종래 접속 대신에)시킬 수 있도록 휴대용 무선 통신 장치에 사용될 수 있다. 따라서, 안테나 소자는 저잡음 증폭기의 입력에 직접 접속될 수 있다.By providing an antenna element, preferably a printed antenna pattern for reception, which exhibits good antenna characteristics at the frequencies to be used and which at the same time acts as a bandpass filter for pre-filtering the received signal. A high quality discrete band pass filter, such as a SAW filter, can be used in a portable wireless communication device to be able to connect to the output of a low noise amplifier (instead of conventional connection of the filter in front of the input of the low noise amplifier). Thus, the antenna element can be connected directly to the input of the low noise amplifier.

더욱이, 수신용의 안테나 소자는 저잡음 증폭기의 입력에 정합된 임피던스에 따라 변형될 수 있다. 이런 임피던스는 정합 회로가 소형화되도록 하는 대응하는방식으로 바람직하게 선택된다.Moreover, the antenna element for reception can be modified in accordance with the impedance matched to the input of the low noise amplifier. This impedance is preferably chosen in a corresponding manner that allows the matching circuit to be miniaturized.

본 발명의 다른 목적은 상술한 목적을 달성하는 안테나 장치를 제조하며 상술한 목적을 달성하는 스위칭가능한 안테나 장치를 사용하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing an antenna device which achieves the above object and using a switchable antenna device which achieves the above object.

이들 목적은 첨부된 청구범위에서 청구된 방법에 의해 달성된다.These objects are achieved by the method claimed in the appended claims.

본 발명의 특징 및 이점은, 단지 설명의 목적으로 본 발명을 제한하지 않는 첨부된 도면과 이에 관한 본 발명의 바람직한 실시예의 설명에 의해 자명할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The features and advantages of the present invention will be apparent from the accompanying drawings which do not limit the present invention for the purpose of explanation only and the description of the preferred embodiments of the present invention.

도 1은 종래 기술에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 전단부를 도시한 개요 블럭도.1 is a schematic block diagram showing a front end portion of a portable radio communication device according to the prior art;

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 전단부를 도시한 개요 블럭도.2 is a schematic block diagram showing a front end of a portable radio communication apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도 3a-b는 도 1의 전단부에 사용되는 안테나 패턴의 2가지 실시예를 도시한 개요 평면도.3A-B are schematic plan views showing two embodiments of an antenna pattern used in the front end of FIG. 1;

도 3c는 도 2의 전단부에 구성되는 송신용 다목적 안테나 패턴의 주파수-의존 방사 효율을 도시한 개요도.3C is a schematic diagram showing the frequency-dependent radiation efficiency of the multipurpose antenna pattern for transmission configured in the front end of FIG.

도 4는 도 2의 전단부에 구성되는 수신용 다목적 안테나 패턴의 주파수-의존 방사 효율을 도시한 개요도.4 is a schematic diagram showing the frequency-dependent radiation efficiency of the multipurpose antenna pattern for reception configured in the front end of FIG.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 전단부를 도시한 개요 블럭도.5 is a schematic block diagram showing a front end of a portable radio communication apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 전단부를 도시한 개요 블럭도.6 is a schematic block diagram showing a front end portion of a portable radio communication apparatus according to the third and fourth embodiments of the present invention.

도 7은 본 발명의 전단부들중 임의의 하나에 사용되는 스위칭가능한 안테나패턴의 일 실시예를 도시한 개요 평면도.Figure 7 is a schematic plan view showing one embodiment of a switchable antenna pattern for use in any one of the front ends of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

20: 유전체 기판20: dielectric substrate

21: 입력21: input

23: 전력 증폭기23: power amplifier

25, 26: 안테나 소자25, 26: antenna element

27: 저잡음 증폭기27: low noise amplifier

28: 필터28: filter

본 발명에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 고주파 전단부의 제1 실시예가 도 2-4를 참고로 후술된다. 전단부는 유전체 기판(20), 예컨대 전기 회로 및 그 구성요소를 지지하는 인쇄 회로 기판을 포함한다.A first embodiment of the high frequency front end of the portable radio communication apparatus according to the present invention is described below with reference to Figs. 2-4. The front end includes a dielectric substrate 20, such as a printed circuit board that supports an electrical circuit and its components.

전단부는 분리된 송신기(도 2의 하부 분기) 및 수신기(도 2의 상부 분기) 분기들을 포함한다.The front end includes separate transmitter (lower branches in FIG. 2) and receiver (upper branches in FIG. 2) branches.

송신 분기는 무선 통신 장치의 주 회로 기판(도시 안됨)상에 위치한 송신원으로부터 무선 주파수 신호 TX-RF를 수신하는 입력(21)을 포함한다. 입력 무선 신호 TX-RF는 주파수 변환 신호의 증폭용 전력 증폭기 PA(23)에 제공된다. 전력 증폭기(23)는 이에 의해 증폭된 RF 신호를 전송하며 증폭된 신호에 응답하여 RF 파를 방사하는 송신 안테나 소자(25)에 접속된다. 안테나 소자(25)는 기판(20)상에서 평면 도전층으로서 전형적으로 구현된다.The transmission branch includes an input 21 for receiving a radio frequency signal TX-RF from a transmission source located on a main circuit board (not shown) of the wireless communication device. The input radio signal TX-RF is provided to a power amplifier PA 23 for amplifying a frequency converted signal. The power amplifier 23 is thereby connected to a transmitting antenna element 25 which transmits the amplified RF signal and emits an RF wave in response to the amplified signal. Antenna element 25 is typically implemented as a planar conductive layer on substrate 20.

부가적인 주파수 성분, 즉 전력 증폭기(23)에 의해 생성되는 기본 무선 주파수의 상위 하모닉은 송신 분기에서 제거돼야만 한다. 예기치 않은 부가의 주파수 성분이 또한 입력(21)에 수신될 수 있으며, 이런 주파수 성분은 필터링되야만 한다.An additional frequency component, i.e., the upper harmonic of the fundamental radio frequency generated by the power amplifier 23, must be removed from the transmit branch. Unexpected additional frequency components can also be received at the input 21, which must be filtered.

본 발명에 따르면, 안테나 소자는 사용하고자 채택되는 무선 주파수, 즉 기본 주파수에서 양호한 안테나 특성을 나타내며 또한 기본 주파수의 임의의 하모닉을 효율적으로 억제하는 것으로 제공된다. 안테나 소자는 저역 통과 필터로서 자명하게 동작하며, 부가적인 필터는 송신 분기에 필요치 않다.According to the present invention, an antenna element is provided that exhibits good antenna characteristics at a radio frequency adopted for use, i.e., a fundamental frequency, and also effectively suppresses any harmonic of the fundamental frequency. The antenna element is self-evident as a low pass filter, with no additional filter required for the transmission branch.

도 3a 및 3b는 상술한 속성을 나타내며 도 1의 전단부에 사용될 수 있는 송신 안테나 패턴을 개요적으로 도시한다. 안테나 패턴은 2개의 패치 또는 스트립(좁은 것이 넓은 것에 접속됨) 각각을 포함하며, 좁은 것은 보다 넓은 패치로부터 알 수 있는 바와 같이 그 원단부(far end)에 제공된다. 도 3a에서, 2개의 패치 또는 스트립은 직선 소자이며, 반면에 도 3b에서 좁은 패치 또는 스트립은 L 형상으로 굴곡 된다.3A and 3B schematically illustrate the transmit antenna pattern that exhibits the above-described attributes and can be used at the front end of FIG. The antenna pattern includes each of two patches or strips (narrow connected to the wide), the narrow being provided at its far end as can be seen from the wider patch. In FIG. 3A, the two patches or strips are straight elements, while in FIG. 3B the narrow patches or strips are bent in an L shape.

바람직하게는, 안테나 패턴은 안테나 기능의 접지 면으로서 동작하는 휴대용 무선 통신 장치의 회로 기판상에 순서대로 장착되는 유전체 기판(도시 안됨)상에 배열된다. 바람직하게는, 유전체 기판은 안테나 패턴이 상당한 거리(유전체 기판의 두께에 대응함)에서 무선 통신 장치의 회로 기판과 실질적으로 평행하게 배열될 수 있도록 하는 균일한 두께를 가진다. 선택적으로, 안테나 패턴은 다른 지오메트리(geometry)로 배열될 수 있다. 특히, 패치들중 하나는 3차원 안테나 패턴이 얻어지도록 유전체 기판의 상호 경사진 측면 주위에서 굴곡될 수 있다.Preferably, the antenna pattern is arranged on a dielectric substrate (not shown) which is mounted in order on the circuit board of the portable radio communication device operating as the ground plane of the antenna function. Preferably, the dielectric substrate has a uniform thickness such that the antenna pattern can be arranged substantially parallel to the circuit board of the wireless communication device at a significant distance (corresponding to the thickness of the dielectric substrate). Optionally, the antenna pattern can be arranged in different geometry. In particular, one of the patches may be bent around mutually inclined sides of the dielectric substrate such that a three dimensional antenna pattern is obtained.

예시적인 프로토타입은 다음의 차원으로 f0=900MHz에서 송신용으로 구성된다.An exemplary prototype is configured for transmission at f 0 = 900 MHz in the following dimensions.

협 패치의 폭, a=2mmWidth of narrow patch, a = 2mm

광 패치의 폭, b=8mmWidth of optical patch, b = 8mm

협 패치의 길이, c=40mmLength of narrow patch, c = 40mm

광 패치의 길이, d=22mmLength of optical patch, d = 22mm

접지 면으로부터 안테나 패턴을 분리시키는 유전체 기판의 두께, D=8mmThickness of the dielectric substrate separating the antenna pattern from the ground plane, D = 8 mm

유전체 기판의 유전 상수, ε=2.5Dielectric constant of the dielectric substrate, ε = 2.5

이런 프로토타입으로 인해, 제1 하모닉, 즉 1800MHz에서 출력을 20-25 dB만큼 댐핑하는 것이 가능하며, 반면에 동일한 공진 주파수를 가지나 광 패치의 폭과 동일한 협 패치의 폭을 갖는 유사한 구조는 제1 하모닉을 수 dB만큼만 댐핑한다.Due to this prototype, it is possible to damp the output by 20-25 dB at the first harmonic, i.e., 1800 MHz, while a similar structure with the same resonant frequency but with a narrow patch width equal to the width of the optical patch is obtained. Damping the harmonics only a few dB.

도 3c에서, 다목적 안테나 패턴(MAP)으로 또한 언급되는 이런 송신 안테나 소자의 방사 효율이 주파수에 대해 개요적으로 도시된다. 안테나 소자는 기본 주파수 f0근방에서 양호한 방사 효율을 나타내며, 기본 주파수의 하모닉, 즉 2f0, 3f0, 4f0, 등의 근방에서는 매우 낮은 효율을 나타내는 것을 알 수 있다.In FIG. 3C, the radiation efficiency of this transmit antenna element, also referred to as the multipurpose antenna pattern (MAP), is shown schematically with respect to frequency. It can be seen that the antenna element exhibits good radiation efficiency in the vicinity of the fundamental frequency f 0 , and very low efficiency in the vicinity of the harmonics of the fundamental frequency, that is, 2f 0 , 3f 0 , 4f 0 , and the like.

본 발명의 도전성 안테나 소자는 적어도 15dB, 바람직하게는 적어도 20dB, 더 바람직하게는 적어도 25dB, 더 바람직하게는 30dB, 더 바람직하게는 35dB, 가장 바람직하게는 40dB에서 전력 증폭기(23)로부터 출력된 기본 무선 주파수 신호(f0)의제1 하모닉을 댐핑하도록 적응된다.The conductive antenna element of the present invention has a basic output from the power amplifier 23 at least 15 dB, preferably at least 20 dB, more preferably at least 25 dB, more preferably 30 dB, more preferably 35 dB, most preferably 40 dB. It is adapted to damp the first harmonic of the radio frequency signal f 0 .

본 발명의 다른 특징은 안테나 소자 또는 패턴(25)이 안테나 패턴에 일체화되기 적합한 종류의 임피던스 정합을 갖도록 설계될 수 있다는 것이다. 이런 접근은 안테나 패턴의 입력에서 분리된 임피던스 정합 회로의 필요를 제거하며, 더욱이 안테나 패턴이 방향성 커플러(24)의 부정합 출력, 또는 이런 장치의 부재시 전력 증폭기의 부정합 출력에 직접 정합되는 임피던스이라면, 정합에 필요한 회로는 더욱 작아지며 그 결과 손실도 더욱 작아지게 된다.Another feature of the invention is that the antenna element or pattern 25 can be designed to have a kind of impedance matching suitable to be integrated into the antenna pattern. This approach eliminates the need for a separate impedance matching circuit at the input of the antenna pattern, and moreover if the antenna pattern is an impedance that matches directly with the mismatched output of the directional coupler 24, or the mismatched output of the power amplifier in the absence of such a device. The circuitry required is smaller, resulting in smaller losses.

바람직하게는, 안테나 패턴(25)의 입력 임피던스는 표준 50Ω이 아닌 선행 구성요소, 즉 전력 증폭기의 실제적인 출력 임피던스에 정합된다. 임의의 정합 회로를 필요치 않는 전형적인 전력 증폭기는 단지 수 옴의 출력 임피던스를 가진다.Preferably, the input impedance of the antenna pattern 25 is matched to the actual output impedance of the preceding component, that is, the power amplifier, rather than the standard 50Ω. A typical power amplifier that does not require any matching circuit has an output impedance of only a few ohms.

(ⅰ) 공진 주파수에서 양호한 안테나 성능을 나타내며, (ⅱ) 기본 주파수의 하모닉에서의 댐핑을 강화하며, (ⅲ)전력 증폭기의 최적 출력에 정합되는 임피던스를 나타내는 안테나 패턴을 획득하기 위하여, 도 3a-c의 안테나 패턴에 대한 다양한 변형이 요구된다.3) to obtain an antenna pattern exhibiting good antenna performance at the resonant frequency, (ii) enhancing the damping at the harmonic of the fundamental frequency, and (iii) representing an impedance matched to the optimum output of the power amplifier. Various modifications to the antenna pattern of c are required.

따라서, 본 발명의 안테나 패턴은 다음의 방식들중 임의의 하나에서 변형될 수 있다.Thus, the antenna pattern of the present invention may be modified in any one of the following ways.

·안테나 또는 안테나 패턴의 형상은 피딩의 위치를 변경하며, 안테나 패턴에 홀 또는 슬롯을 생성하며, 또는 기생 소자를 안테나 패턴에 접속시킴에 의해 변경될 수 있다.The shape of the antenna or antenna pattern can be changed by changing the position of the feeding, creating holes or slots in the antenna pattern, or connecting parasitic elements to the antenna pattern.

·안테나 패턴은 안테나 소자의 접속 및/또는 비접속에 의해 변경될 수 있다.The antenna pattern can be changed by connecting and / or disconnecting the antenna element.

·안테나 패턴은 이산 소자의 접속 및/또는 비접속에 의해 변경될 수 있다.The antenna pattern can be changed by connecting and / or disconnecting discrete elements.

수신기 분기에 있어서, RF파를 수신하며 이에 응답하여 RF 신호를 생성하는 수신 안테나 구조 또는 패턴(26)은 사용하고자 하는 주파수 또는 주파수 대역에서 양호한 안테나 특성을 나타내며, 또한 고주파 및 저주파, 즉 수신된 주파수 대역을 벗어난 예기치 않은 신호를 어느 정도 억제하도록 적응된 본 발명에 따르게 된다.In the receiver branch, the receiving antenna structure or pattern 26, which receives the RF wave and generates the RF signal in response, exhibits good antenna characteristics at the frequency or frequency band to be used, and also has high and low frequencies, i.e., the received frequency. It is in accordance with the present invention that is adapted to suppress some unexpected signal out of band.

도 4는 수신 안테나 소자(26)의 주파수 의존 방사 효율을 개요적으로 도시한다. 2110 MHz 근방에서 수신 대역을 가지며 1980MHz에서 송신 대역을 가지는 유럽 UMTS 표준에 사용될 수 있는 발명의 바람직한 버젼에서, 본 발명의 수신 안테나는 약 3dB의 수신 대역에서 댐핑과, 적어도 5dB, 바람직하게는 적어도 10dB, 더욱 바람직하게는 적어도 20dB, 가장 바람직하게는 적어도 30dB의 송신 대역의 주파수에서 댐핑을 가지도록 설계된다.4 schematically shows the frequency dependent radiation efficiency of the receiving antenna element 26. In a preferred version of the invention which can be used in the European UMTS standard having a reception band around 2110 MHz and a transmission band at 1980 MHz, the reception antenna of the invention has a damping in the reception band of about 3 dB and at least 5 dB, preferably at least 10 dB. More preferably at least 20 dB, most preferably at least 30 dB, at a frequency in the transmission band.

이런 의미에서, 수신 안테나 패턴은 수신된 무선 신호를 전치 필터링하는 전치 필터링 장치로서 동작하며, 이들 전치 필터링 신호는 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(27)의 입력에 직접 제공될 수 있다. SAW 필터(28)는 선택도를 달성하며 수신 대역상에서 송신기에 의해 발생되는 잡음을 감쇄시키기 위하여 저잡음 증폭기(27)의 출력에 접속된다. 선택적으로, 상보형 필터는 미러(mirror) 주파수를 필터링하기 위하여 저잡음 증폭기의 출력에 접속되며, SAW 필터는 저잡음 증폭기 없이 동작한다. 결국, 필터링된 신호는 믹서 및 휴대용 무선 통신 장치의 처리 회로에 더욱 제공되도록 출력(30)에 제공된다.In this sense, the receive antenna pattern operates as a prefilter for prefiltering the received wireless signal, which may be provided directly to the input of the low noise amplifier 27 which amplifies the received signal. The SAW filter 28 is connected to the output of the low noise amplifier 27 to achieve selectivity and to attenuate the noise generated by the transmitter on the receive band. Optionally, a complementary filter is connected to the output of the low noise amplifier to filter the mirror frequency, and the SAW filter operates without the low noise amplifier. As a result, the filtered signal is provided to the output 30 to be further provided to the processing circuitry of the mixer and the portable wireless communication device.

저잡음 증폭기(종래의 수신기 전단부에서 행해짐)의 앞단의 SAW 필터 대신에 저잡음 증폭기의 후단에 상보형 필터를 배열하는 주된 이점은 저잡음 증폭기 앞단의 손실이 감소된다는 것이다(SAW 필터는 전형적으로 3-4dB의 삽입 손실을 가진다). 이는 전단부의 잡음 요인을 개선하며 수신 감도를 개선한다.The main advantage of arranging the complementary filter at the rear of the low noise amplifier instead of the SAW filter at the front of the low noise amplifier (which is done at the front of the conventional receiver) is that the loss at the front of the low noise amplifier is reduced (SAW filters are typically 3-4 dB). Insertion loss). This improves the noise factor of the front end and improves the reception sensitivity.

송신 안테나 패턴에 있어서, 본 발명의 수신 안테나 패턴(26)은 안테나 패턴에 일체화되기 적합한 종류의 임피던스 정합을 가지도록 설계될 수 있다. 바람직하게는, 안테나 패턴(25)의 입력 임피던스는 표준 50Ω이 아닌 표준 50Ω 보다 큰 통상 100과 200Ω 사이의 입력 임피던스를 갖는 다음 소자로서의 저잡음 증폭기의 실제 입력 임피던스에 정합된다.In the transmit antenna pattern, the receive antenna pattern 26 of the present invention may be designed to have a kind of impedance matching suitable to be integrated into the antenna pattern. Preferably, the input impedance of the antenna pattern 25 is matched to the actual input impedance of the low noise amplifier as the next element with an input impedance of typically between 100 and 200 ohms greater than the standard 50 ohms rather than the standard 50 ohms.

본 발명의 안테나 장치 또는 무선 주파수 전단부가 구성될 때, 안테나 패턴은 소정의 성능을 나타내는 안테나를 획득하기 위하여 필터링 특성 또한 다른 안테나 특성을 동조하도록 변형된다.When the antenna device or the radio frequency front end of the present invention is configured, the antenna pattern is modified to tune the filtering characteristics and other antenna characteristics in order to obtain an antenna showing a certain performance.

이런 동조는 안테나의 형상을 변경하며, 안테나 패턴에 홀 또는 슬롯을 생성하거나, 또는 기생 소자를 안테나 패턴에 접속시키거나, 또는 상술한 바와 같이 안테나 소자의 접속 및/또는 비접속에 의해 수행될 수 있다.This tuning may be performed by changing the shape of the antenna and creating holes or slots in the antenna pattern, connecting the parasitic elements to the antenna pattern, or connecting and / or disconnecting the antenna elements as described above. have.

송신 및 수신 분기가 분리되지 않은(도시 안됨) 고주파 전단부에서, (ⅰ) 주파수 대역에서 무선 신호를 송신 및 수신하며, (ⅱ) 기본 주파수 신호의 하모닉을 억제하며, (ⅲ) 수신된 기본 주파수 신호를 전치 필터링(대역 패스 필터링)하도록 적응된 안테나 패턴은 대응하는 동작을 획득하는데 사용될 수 있다. 송신의 다른 방향은 듀플렉스 또는 스위치에 의해 종래의 방식으로 상호 분리된다. 전력 증폭기 및 저잡음 증폭기는 듀플렉스 또는 스위치에 직접 접속되며, 보조 필터는 저잡음 증폭기의 출력에 접속된다.In the high frequency front end where the transmitting and receiving branches are not separated (not shown), (i) transmit and receive radio signals in the frequency band, (ii) suppress the harmonics of the fundamental frequency signal, and (iii) An antenna pattern adapted to prefilter (band pass filtering) the signal can be used to obtain a corresponding operation. The other directions of transmission are separated from each other in a conventional manner by a duplex or a switch. The power amplifier and low noise amplifier are connected directly to the duplex or switch, and the auxiliary filter is connected to the output of the low noise amplifier.

다중 대역 동작을 제공하는 휴대용 무선 통신 장치에서 사용되는 안테나 장치가 도 2에 예시된 종류의 복수의 분리된 송수신 분기들을 포함하는 것을 또한 이해해야 한다.It should also be understood that the antenna device used in a portable wireless communication device providing multi-band operation includes a plurality of separate transmit and receive branches of the kind illustrated in FIG. 2.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 전단부의 제2 실시예가 송수신 분기들을 포함한다. 휴대용 무선 통신 장치는 삼중 대역 또는 삼중 표준 스위칭을 위해 배열되며 분리된 송수신 분기들을 포함한다.5, a second embodiment of the front end portion of a portable wireless communication device according to the present invention includes transmission and reception branches. The portable wireless communication device is arranged for triple band or triple standard switching and includes separate transmit and receive branches.

송신 분기는 3개의 분리된 입력선; 하나는 각각의 대역 또는 표준에 대한 것이다. 각각의 입력선은 그 대역 또는 표준에 적응된 각각의 전력 증폭기에 접속된다. 전력 증폭기의 출력은 스위치(41)에 의해 단일 안테나에 접속될 수 있다. 본 발명에 따르면, 안테나(25)는 사용하고자 하는 3가지 대역, 또는 사용하고자 하는 3가지 표준에 따라 무선 파를 송신하며, 3가지 대역에서 또는 3가지 표준에 따르는 신호들 각각의 하모닉을 동시에 댐핑하도록 적응된다. 따라서, 예컨대 900MHz 및 1800MHz용 안테나를 사용하는 것은 1800MHz의 주파수가 900MHz의 제1 하모닉이기 때문에 불리하게 된다.The transmission branch comprises three separate input lines; One is for each band or standard. Each input line is connected to a respective power amplifier adapted to that band or standard. The output of the power amplifier can be connected to a single antenna by a switch 41. According to the present invention, the antenna 25 transmits radio waves according to three bands to be used or three standards to be used, and simultaneously damps harmonics of signals in three bands or according to three standards. Is adapted to. Thus, for example, using antennas for 900 MHz and 1800 MHz is disadvantageous since the frequency of 1800 MHz is the first harmonic of 900 MHz.

수신 분기는 동시에 다른 주파수에 대한 통과 대역을 갖는 수신 안테나(모든 다른 주파수들을 댐핑 또는 블럭킹한다)을 구비한다. 안테나는 3개의 다른 선들에 접속가능하며, 이들 각각은 스위치(42)에 의해 각각의 저잡음 증폭기를 구비한다. 각각의 저잡음 증폭기는 3가지 대역들중 각각의 하나 또는 3가지 표준들중 각각의하나에 따라서 동작하도록 적응된다. 각각의 저잡음 증폭기의 출력에는 각각의 보조 필터, 즉 SAW 필터가 접속된다.The receive branch has a receive antenna (damping or blocking all other frequencies) with a pass band for the other frequency at the same time. The antenna is connectable to three different wires, each of which is provided with its respective low noise amplifier by a switch 42. Each low noise amplifier is adapted to operate in accordance with one of each of the three bands or each of the three standards. To the output of each low noise amplifier is a respective auxiliary filter, i.e. a SAW filter.

도 5의 실시예에서, 전력 증폭기는 임의의 저역 통과 필터의 필요없이 한꺼번에 송신 안테나(25)에 접속된다. 따라서, 수신 안테나(26)는 수신 안테나의 대역 통과 동작이 입력을 전치 필터링하여 저잡음 증폭기에 직접 제공될 수 있으며 저잡음 증폭기의 출력에서 선택적으로 필터링되는 저잡음 증폭기에 한꺼번에 접속될 수 있다.In the embodiment of FIG. 5, the power amplifier is connected to the transmit antenna 25 all at once without the need of any low pass filter. Thus, receive antenna 26 may be provided at once with the bandpass operation of the receive antenna being prefiltered to the input and provided directly to the low noise amplifier and selectively filtered at the output of the low noise amplifier.

도 6a를 참조하면, 본 발명에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 전단부의 예시된 제3 실시예는 분리된 송신 및 수신 분기들을 포함한다. 각각의 분기는 3중 안테나 소자 또는 패턴(52-54 및 56-58)을 포함한다.6A, the illustrated third embodiment of the front end of a portable wireless communication device in accordance with the present invention includes separate transmit and receive branches. Each branch includes triple antenna elements or patterns 52-54 and 56-58.

3개의 송신 안테나(52-54)는 각각의 주파수 대역에서 사용되는 또는 각각의 표준에 따르도록 적응된다. 예컨대, 안테나 패턴(52)은 900MHz에서 송신하도록 적응되며, 안테나 패턴(53)은 1800MHz에서 송신하도록 적응되며, 안테나 패턴(54)은 1900MHz에서 송신하도록 적응된다. 각각의 송신 안테나는 의도된 기본 주파수의 임의의 하모닉 및 선택적으로 의사(spurious) 신호를 효율적으로 댐핑하는 저역 통과 필터로서 동작하도록 적응된다. 따라서, 예컨대, 안테나 패턴(52)은 1800MHz, 2700MHz, 3600MHz 등에서 효율적으로 댐핑되도록 적응되며, 안테나 패턴(53)은 3600MHz, 5400MHz, 7200MHz 등에서 효율적으로 댐핑되도록 적응되며, 안테나 패턴(54)은 3800MHz, 5700MHz, 7600MHz 등에서 효율적으로 댐핑되도록 적응된다.The three transmit antennas 52-54 are adapted to be used in each frequency band or in accordance with respective standards. For example, antenna pattern 52 is adapted to transmit at 900 MHz, antenna pattern 53 is adapted to transmit at 1800 MHz, and antenna pattern 54 is adapted to transmit at 1900 MHz. Each transmit antenna is adapted to operate as a low pass filter that effectively dampens any harmonic and optionally spurious signal of the intended fundamental frequency. Thus, for example, the antenna pattern 52 is adapted to be efficiently damped at 1800 MHz, 2700 MHz, 3600 MHz, etc., and the antenna pattern 53 is adapted to be efficiently damped at 3600 MHz, 5400 MHz, 7200 MHz, etc., and the antenna pattern 54 is 3800 MHz, It is adapted to efficiently damp at 5700MHz, 7600MHz, etc.

따라서, 3개의 수신 안테나(56-58)는 각각의 주파수 대역에서 또는 각각의표준에 따라 수신 감도에 적응되며, 동작의 전치 필터링 모드에서 수신 신호를 대역 통과 필터링하도록 동시에 설계된다.Thus, the three receive antennas 56-58 are adapted to receive sensitivity in each frequency band or according to each standard, and are designed simultaneously to band pass filter the received signal in the pre-filtering mode of operation.

더욱이, 단일 광대역 전력 증폭기(PA)는 모든 3가지 주파수/표준에서 증폭에 사용되며, 스위치(51)는 송신 안테나 패턴(52-54)의 선택적 스위칭에 사용된다.Moreover, a single wideband power amplifier (PA) is used for amplification at all three frequencies / standards, and switch 51 is used for selective switching of transmit antenna patterns 52-54.

따라서, 스위치(55)는 수신 안테나(56-58)의 어느 하나를 단일 저잡음 증폭기(LNA)의 입력에 스위칭하도록 제공된다. SAW 필터는 저잡음 증폭기에 의한 증폭에 뒤이은 수신된 신호를 필터링하도록 접속된다.Thus, switch 55 is provided to switch either of the receive antennas 56-58 to the input of a single low noise amplifier (LNA). The SAW filter is connected to filter the received signal following amplification by the low noise amplifier.

이런 목적을 위해, 증폭기는 모든 주파수에 사용될 수 있는 대역폭을 가져야 한다. 더욱이, 증폭기는 다른 표준, 예컨대 GSM, DCS, EDGE, UMTS 등을 지지하도록 조절 가능해야만 한다. 더욱이, 수신 분기에서 SAW 필터는 모든 주파수에서 동시에 양호한 필터 특성을 나타내야만하거나, 또는 각각의 주파수에 조절 가능해야만 한다.For this purpose, the amplifier must have a bandwidth that can be used for all frequencies. Moreover, the amplifier must be adjustable to support other standards such as GSM, DCS, EDGE, UMTS, and the like. Moreover, the SAW filter at the receiving branch must simultaneously exhibit good filter characteristics at all frequencies, or be adjustable at each frequency.

안테나 패턴(52-54 및 56-58)은 증폭기에 직접 임피던스 정합되고, 50Ω표준에 정합되지 않는다. 따라서, 안테나 패턴(52-54)은 전형적으로 수Ω인 전력 증폭기의 출력에 임피던스 정합되며, 반면에 안테나 패턴(56-58)은 전형적으로 50Ω보다 큰 저잡음 증폭기의 입력에 임피던스 정합될 수 있다.Antenna patterns 52-54 and 56-58 are impedance matched directly to the amplifier and not matched to the 50Ω standard. Thus, antenna patterns 52-54 are impedance matched to the output of a power amplifier, typically a few ohms, while antenna patterns 56-58 may be impedance matched to the input of a low noise amplifier typically greater than 50 ohms.

도 6b를 참조하면, 본 발명에 따르는 휴대용 무선 통신 장치의 전단부의 제4 실시예가 예시된다. 본 실시예는 스위치(51 및 56)가 제거되며 각각의 분기의 3개의 안테나 패턴(52-54 및 56-58)이 서로 저항적으로 접속되는 점을 제외하고는 도 6a의 실시예와 동일하다. 이런 접근은 스위치의 점유 공간 및 전력 소비가 없기 때문에 바람직하다. 그러나, 본 실시예는 안테나 필터링 기능에 대한 보다 높은 요건을 가진다.6B, a fourth embodiment of the front end of a portable wireless communication device in accordance with the present invention is illustrated. This embodiment is the same as the embodiment of FIG. 6A except that the switches 51 and 56 are removed and the three antenna patterns 52-54 and 56-58 of each branch are resistively connected to each other. . This approach is desirable because there is no occupied space and power consumption of the switch. However, this embodiment has higher requirements for the antenna filtering function.

마지막으로, 도 7에 관한, 본 발명의 전단부들중 임의의 하나에 사용되는 스위칭가능한 안테나 패턴이 간략하게 설명된다. 도 7의 실시예에 의하면, 필터링 동작은 사용시 적응가능하게 제어될 수 있다.Finally, the switchable antenna pattern used for any one of the front ends of the present invention, with respect to FIG. 7, is briefly described. According to the embodiment of FIG. 7, the filtering operation can be adaptively controlled in use.

무선 통신 장치용 안테나는 사용자의 존재에 기인하여 비동조를 겪는다. 많은 안테나 타입에 있어서, 필터링 특성은 장치가 자유 공간에 위치할 때와는 다르게 된다. 자유 공간과 통화 위치간의 적응성 동조는 이런 문제를 실질적으로 감소시킬 수 있다.Antennas for wireless communication devices suffer from non-tuning due to the presence of a user. For many antenna types, the filtering characteristics are different than when the device is in free space. Adaptive tuning between free space and call location can substantially reduce this problem.

도 7에서는, 복수의 스위치(73)를 포함하는 스위칭 장치(72)와 함께 배열된 멘더형(meander-like) 안테나 구조(71)를 도시한다. 안테나 구조(71)는 접속된 상태가 스위칭 장치(72)를 통해 피딩 포인트(75)에 접속되는 복수의 정렬 및 개별 접속가능한 안테나 소자(74)로서 이해될 수 있다. 피딩 포인트(75)는 송신 회로의 전력 증폭기(도시 안됨) 또는 무선 통신 장치의 수신기 회로(도시 안됨)의 저잡음 증폭기에 더욱 접속된다.In FIG. 7, a meander-like antenna structure 71 is shown arranged with a switching device 72 including a plurality of switches 73. The antenna structure 71 can be understood as a plurality of aligned and individually connectable antenna elements 74 in which the connected state is connected to the feeding point 75 via the switching device 72. The feeding point 75 is further connected to a power amplifier of a transmitting circuit (not shown) or a low noise amplifier of a receiver circuit of a wireless communication device (not shown).

전형적인 동작의 예는 다음과 같다. 몇몇 스위치가 폐쇄되고 몇몇 스위치가 개방되어, 이런 안테나 구성 상태가 자유 공간에 위치한 휴대 전화에 배열될 때 최적의 성능으로 적응된다고 가정하자. 전화기가 통화 위치로 이동될 때, 사용자의 영향은 필터링 능력의 주파수 특성을 떨어드려, 사용자의 존재를 보상하기 위하여 스위치는 접속된 안테나 구조의 전기 길이를 감소시키도록 개방되며 따라서 필터링특성의 주파수는 증가된다. 안테나 구조(71) 및 스위칭 장치(72)의 적당한 설계로 인한 이런 증가는 전화기가 자유 공간으로부터 통화 위치로 이동될 때 도입되는 감소를 보상한다.An example of typical operation is as follows. Assume that some switches are closed and some are open, so that this antenna configuration is adapted to optimal performance when arranged in a mobile phone located in free space. When the phone is moved to a call location, the user's influence drops the frequency characteristic of the filtering capability, so that the switch is opened to reduce the electrical length of the connected antenna structure in order to compensate for the presence of the user so that the frequency of the filtering characteristic is Is increased. This increase due to the proper design of the antenna structure 71 and the switching device 72 compensates for the reduction introduced when the telephone is moved from free space to the call position.

상술한 설명에서, 안테나 패턴이란 용어는 장치의 방사 소자를 나타내는데 사용된다. 이런 용어가 임의의 안테나, 예컨대 전자파를 송신 또는 수신하는데 적응되는 종래의 또는 변형 PIFA, 마이크로스트립, 패치, 또는 멘더 안테나를 가상적으로 커버하는 것으로 이해해야 한다.In the above description, the term antenna pattern is used to refer to the radiating element of the device. It is to be understood that this term virtually covers any antenna, such as a conventional or modified PIFA, microstrip, patch, or mentor antenna that is adapted to transmitting or receiving electromagnetic waves.

본 발명에 의해, 전단부 소자의 집적 및/또는 소형화는 용이하게 된다. 전단부는 보다 적은 수의 소자와 개선된 성능으로 단순화하여 사용될 수 있다. 휴대용 무선 통신 장치의 크기 및 전력 소비는 감소될 수 있다. 안테나 장치, 고주파 전단부 및 휴대용 무선 통신 장치는 낮은 비용으로 제조될 수 있다.By the present invention, integration and / or miniaturization of the front end element is facilitated. The front end can be used simply with fewer devices and improved performance. The size and power consumption of the portable wireless communication device can be reduced. Antenna devices, high frequency front ends and portable wireless communication devices can be manufactured at low cost.

송신 분기에서는, 특히 보다 낮은 손실 및 더 나은 효율이 달성되며, 전력 소비를 감소시킨다. 수신 분기에서는 특히 더 낮은 손실 및 더 나은 수신 감도가 달성된다.In the transmission branch, in particular lower losses and better efficiency are achieved, reducing power consumption. In the receive branch especially lower losses and better receive sensitivity are achieved.

본 발명에 따르는 안테나 장치의 바람직한 실시예가 상술되었다. 본 기술 분야의 전문가들에게는 이런 실시예는 첨부된 첨부된 청구범위의 범위내에서 변경될 수 있음이 자명하다.Preferred embodiments of the antenna arrangement according to the invention have been described above. It will be apparent to those skilled in the art that such embodiments may vary within the scope of the appended claims.

Claims (17)

유전 지지체(20); 및 소정 주파수 (f0) 또는 주파수 범위에서 무선파를 송신하도록 적응되며, 상기 유전 지지체상에 배열되고, 휴대용 무선 통신 장치의 전력 증폭기(23)의 출력에 접속되는 피드선을 포함하며, 사용시 상기 전력 증폭기가 상기 소정 주파수 또는 주파수 범위에서 무선 주파수 신호에 의해 제공되는 도전성 안테나 소자(25; 52-54)를 포함하는, 상기 휴대용 무선 통신 장치에서 사용되는 안테나 장치에 있어서,Dielectric support 20; And a feed line adapted to transmit radio waves at a predetermined frequency (f 0 ) or frequency range, arranged on the dielectric support, and connected to the output of the power amplifier 23 of the portable radio communication device, wherein the power line is in use. In the antenna device used in the portable radio communication apparatus, the amplifier includes a conductive antenna element (25; 52-54) provided by a radio frequency signal in the predetermined frequency or frequency range. 상기 도전성 안테나 소자는 상기 전력 증폭기의 출력에 이산 필터가 필요치 않도록 상기 전력 증폭기로부터 출력된 상기 무선 주파수 신호의 임의의 하모닉(2f0, 3f0, 4f0, ...)을 실질적으로 댐핑하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.The conductive antenna element is adapted to substantially dampen any harmonics 2f 0 , 3f 0 , 4f 0 , ... of the radio frequency signal output from the power amplifier such that no discrete filter is required at the output of the power amplifier. Antenna device characterized in that the. 제1항에 있어서, 상기 도전성 안테나 소자는 적어도 15dB, 바람직하게는 적어도 20dB, 및 가장 바람직하게는 적어도 25dB에서 상기 전력 증폭기로부터 출력된 상기 무선 주파수 신호의 임의의 제1 하모닉(2f0)을 댐핑하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.2. The conductive antenna element of claim 1, wherein the conductive antenna element damps any first harmonic 2f 0 of the radio frequency signal output from the power amplifier at least 15 dB, preferably at least 20 dB, and most preferably at least 25 dB. And an antenna device adapted to. 제1항에 있어서, 상기 도전성 안테나 소자는 적어도 25dB, 바람직하게는 적어도 30dB, 및 가장 바람직하게는 적어도 35dB에서 상기 전력 증폭기로부터 출력된 상기 무선 주파수 신호의 임의의 제1 하모닉(2f0)을 댐핑하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.2. The conductive antenna element of claim 1, wherein the conductive antenna element damps any first harmonic 2f 0 of the radio frequency signal output from the power amplifier at at least 25 dB, preferably at least 30 dB, and most preferably at least 35 dB. And an antenna device adapted to. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 상기 도전성 안테나 소자는 서로 접속된 제1 및 제2 패치 또는 스트립을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.The antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive antenna element comprises first and second patches or strips connected to each other. 제4항에 있어서, 상기 제1 패치 또는 스트립은 제1 폭을 가지며, 상기 제2 패치 또는 스트립은 제2 폭을 가지며, 상기 제1 및 제2 폭은 실질적으로 다른 것을 특징으로 하는 안테나 장치.5. The antenna device of claim 4 wherein the first patch or strip has a first width, the second patch or strip has a second width, and the first and second widths are substantially different. 제5항에 있어서, 상기 제1 폭은 상기 제2 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 안테나 장치.6. The antenna device of claim 5, wherein the first width is narrower than the second width. 제4항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서, 상기 피드선은 상기 제2 패치 또는 스트립에서 볼때 그 원단에서 상기 제1 패치 또는 스트립에 접속되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.The antenna device according to any one of claims 4 to 6, wherein the feed line is connected to the first patch or strip at its distal end when viewed from the second patch or strip. 제1항 내지 제7항중 어느 한항에 있어서, 상기 도전성 안테나 소자는 사용시상기 휴대용 무선 통신 장치의 접지 커넥터 또는 접지면과 상호작용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.8. An antenna device as claimed in any preceding claim, wherein the conductive antenna element is arranged to interact with a ground connector or ground plane of the portable radio communication device when in use. 제1항 내지 제8항중 어느 한항에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 안테나 소자에서의 임의의 홀 또는 슬롯, 기생 소자, 이산 소자, 또는 복수의 안테나 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.9. An antenna device as claimed in any preceding claim, wherein said antenna element comprises any hole or slot in said antenna element, a parasitic element, a discrete element, or a plurality of antenna segments. 제1항 내지 제9항중 어느 한항에 있어서, 상기 안테나 장치는 상기 안테나 소자에 일체화된 상기 전력 증폭기의 출력에 정합되는 통합 임피던스를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.10. The antenna device according to any one of claims 1 to 9, wherein the antenna device has an integrated impedance matched to the output of the power amplifier integrated in the antenna element. 제1항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서, 상기 도전성 안테나 소자(25; 52-54)는 제2 소정 주파수 또는 주파수 범위에서 무선파를 송신하며, 상기 제2 소정 주파수 또는 주파수 범위의 임의의 하모닉을 실질적으로 댐핑하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.11. The conductive antenna element (25) (52-54) according to any one of the preceding claims, wherein the conductive antenna elements (25; 52-54) transmit radio waves at a second predetermined frequency or frequency range, Antenna device adapted to substantially damp. 제1항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서, 제2 소정 주파수 또는 주파수 범위에서 무선파를 송신하며, 상기 제2 소정 주파수 또는 주파수 범위의 임의의 하모닉을 실질적으로 댐핑하도록 적응되는 제2 도전성 안테나 소자(53-54)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.11. A second conductive antenna element according to any one of claims 1 to 10, adapted to transmit radio waves at a second predetermined frequency or frequency range and to substantially dampen any harmonics of the second predetermined frequency or frequency range. 53-54) further comprising. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 도전성 안테나 소자들간의 스위칭을 위한 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.13. The antenna device of claim 12, further comprising a switch for switching between the first and second conductive antenna elements. 제1항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 10, 상기 도전성 안테나 소자(71)는 각각의 공진 주파수가 실질적으로 댐핑되지 않으며 상기 공진 주파수의 임의의 하모닉이 실질적으로 댐핑되는 복수의 안테나 구성 상태들간에 스위칭가능하며,The conductive antenna element 71 is switchable between a plurality of antenna configuration states in which each resonance frequency is not substantially damped and any harmonics of the resonance frequency are substantially damped, 상기 안테나 장치는 상기 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 소자의 선택적인 스위칭용의 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.And the antenna device further comprises a switch for selective switching of the antenna element between the antenna configuration states. 유전 지지체(20); 및 소정 주파수 (f0) 또는 주파수 범위에서 무선파를 송신하도록 적응되며, 상기 유전 지지체상에 배열되고, 휴대용 무선 통신 장치의 저잡음 증폭기(23)의 입력에 접속되는 피드선을 포함하는 도전성 안테나 소자(26; 56-58)를 포함하는, 상기 휴대용 무선 통신 장치에서 사용되는 안테나 장치에 있어서,Dielectric support 20; And a feed line adapted to transmit radio waves at a predetermined frequency (f 0 ) or a frequency range, the feed line being arranged on the dielectric support and connected to the input of the low noise amplifier 23 of the portable radio communication device. An antenna device for use in the portable radio communication device comprising: 26; 상기 도전성 안테나 소자는 이산 필터(28)가 상기 저잡음 증폭기의 출력에서만 필요하도록 상기 소정 주파수 또는 주파수 범위에서 무선 주파수 신호만을 상기 저잡음 증폭기에 제공하기 위해 수신된 무선 주파수 신호를 대역 통과 필터링하도록 사용시 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.The conductive antenna element is adapted in use to band pass filter the received radio frequency signal to provide only the radio frequency signal to the low noise amplifier at the predetermined frequency or frequency range such that discrete filter 28 is needed only at the output of the low noise amplifier. An antenna device, characterized in that. 유전 지지체(20)를 제공하는 단계; 도전성 안테나 소자를 제공하는 단계; 상기 유전 지지체상에 상기 안테나 소자를 배열하는 단계; 휴대용 무선 통신 장치의 전력 증폭기(23)의 출력에 접속되는 피드선을 제공하는 단계; 및 상기 안테나 소자가 소정 주파수(f0) 또는 주파수 범위에서 무선파를 효율적으로 송신하도록 상기 안테나 소자를 변경하는 단계를 포함하는 휴대용 무선 통신 장치에 사용되는 안테나 장치를 제조하는 방법에 있어서,Providing a dielectric support 20; Providing a conductive antenna element; Arranging the antenna element on the dielectric support; Providing a feed line connected to the output of the power amplifier 23 of the portable radio communication device; And changing the antenna element such that the antenna element transmits radio waves efficiently at a predetermined frequency (f 0 ) or a frequency range, wherein the antenna element is used in a portable radio communication device. 상기 안테나 소자가 상기 소정의 주파수(f0) 또는 주파수 범위의 임의의 하모닉(2f0, 3f0, 4f0, ...)을 실질적으로 댐핑하도록 상기 안테나 소자를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치 제조 방법.Modifying the antenna element such that the antenna element substantially damps any harmonics 2f 0 , 3f 0 , 4f 0 ,... Of the predetermined frequency f 0 or frequency range. An antenna device manufacturing method. 유전 지지체; 및 상기 유전 지지체상에 배열되며, 휴대용 무선 통신 장치의 전력 증폭기의 출력에 접속되는 피드선을 포함하는 도전성 안테나 소자(71)를 포함하는 휴대용 무선 통신 장치에서 사용되는 안테나 장치를 스위칭하는 방법에 있어서,Genetic support; And a conductive antenna element (71) arranged on the dielectric support, the conductive antenna element (71) comprising a feed line connected to an output of a power amplifier of the portable radio communication device. , 상기 전력 증폭기는 사용시 무선 주파수 신호가 제공되며,The power amplifier is provided with a radio frequency signal when in use, 상기 도전성 안테나 소자(71)는 각각의 공진 주파수가 실질적으로 댐핑되지 않으며 상기 공진 주파수의 임의의 하모닉이 실질적으로 댐핑되는 복수의 안테나 구성 상태들간을 스위칭가능하며,The conductive antenna element 71 is switchable between a plurality of antenna configuration states in which each resonant frequency is not substantially damped and any harmonics of the resonant frequency are substantially damped, 상기 안테나 장치는 상기 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 소자의 선택적인 스위칭용의 스위치를 더 포함하며,The antenna device further comprises a switch for selective switching of the antenna element between the antenna configuration states, 상기 방법은, 상기 휴대용 무선 통신 장치의 환경에 의존하여 상기 스위치에 의해 상기 안테나 구성 상태들간에 상기 안테나 소자를 스위칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치 스위칭 방법.And the method comprises switching the antenna element between the antenna configuration states by the switch depending on the environment of the portable radio communication device.
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