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모바일 IFA 안테나의 튜너와 스위치 제어 기술

Title
모바일 IFA 안테나의 튜너와 스위치 제어 기술
Other Titles
Tuner and Switch control technology for Mobile IFA Antennas
Author
윤용빈
Alternative Author(s)
Yun, Yong Been
Advisor(s)
김형동
Issue Date
2021. 8
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
본 논문에서는 메탈 소재를 기반으로 하는 모바일 단말기의 안테나 구조, 운용 방식을 기술한다. RF Signal이 방사되는 메탈 소재의 안테나는 일반적으로 PIFA Type을 취하고 있으며, 상용 주파수별 안테나 임피던스를 최적화를 위하여 RF 배선에 Inductor, Capacitor passive 소자와, Active Switching-IC가 연결 구성되어 있다. RF Signal이 안테나를 통해 효율적으로 Radiation되기 위하여, 주파수별 공진, 50ohm Matching이 될 수 있도록 Controller는 튜닝에 의해 약속된 Table 정보를 통해 PAM, ASM, Switching소자 등을 제어한다. 모바일 단말기의 RF signal이 방사되는 성능은 3D 챔버를 통해 TRP/TIS로 정량화 하여 평가를 하며, 통신 사업자마다 상용 Band에 대한 성능 spec을 가지고 있으며, 챔버 측정의 조건을 일반적으로 FREE 조건에서 진행하고 있다. 물론 일부 사업자는 Hand 조건에서도 평가를 한다. 메탈 안테나를 통해 방사되는 단말의 경우 메탈에 인접되는 도체, 유전체 등의 접촉이 있을 경우, 최적화된 공진, 임피던스에 변화가 있으며, 이는 원래 의도하였던 성능 대비 열화를 가져올 수 있다. 이는 실 사용자 환경에서는 챔버 측정 조건 Free와 다른 다양한 조건에서 사용자가 안테나 성능을 접하게 되는 것을 의미한다. 이어폰을 꼽았을 때, 충전 케이블을 꼽았을 때, 손으로 파지하여 인터넷을 사용할 때, 차량 거치대에 올려 놓아 네비게이션을 사용할 때 등 Free 조건 대비 안테나 성능 열화는 있을 수밖에 없다. 본 논문은 안테나 공진, 임피던스 변화에 따른 성능 열화를 극복할 수 있는 방안에 대하여 기술을 서술하고 있으며, Sensor 정보가 아닌 RF Power Signal의 Path에 연결되어진 Bi-Directional Coupler를 활용하고, RF-IC의 s-parameter와 matching value table을 통해 사용자 조건에 따른 안테나 임피던스 변화를 감지하고 최적화를 진행하는 과정, 알고리즘을 설명한다. | This study described the antenna structure and operation method of a mobile device based on a metal material. The metal antenna that emits RF signals generally takes PIFA type. An inductor, a capacitor passive element, and an active switching-IC are connected to the RF wiring to optimize the antenna impedance for each commercial frequency, As the RF signal becomes radiation efficiently through the antenna, the controller sets the PAM, ASM, and switching elements through the table information promised by tuning so that it can achieve resonance by frequency and 50 ohm matching. The RF signal emission performance of the mobile device is evaluated by quantifying it with TRP/TIS through a 3D chamber, and each carrier has a performance spec for their commercialized band, and chamber measurement conditions are generally conducted under FREE conditions. Of course, some operators also evaluate it under the Hand condition. In the case of a device radiated through a metal antenna, when there is a contact with a conductor or a dielectric, etc, which is adjacent to the metal, the optimized resonance and impedance would change, which may result in deterioration compared to the originally intended performance. This means that in the real environment, the users are exposed to the antenna performance under various conditions other than the FREE chamber measurement condition. Antenna performance inevitably deteriorated compared to the FREE condition, for example when earphones are plugged in, when a charging cable is plugged in, when using the Internet by holding it by hand, or when using navigation by placing it on a vehicle cradle. It is necessary that there is inevitably a deterioration in antenna performance compared to the FREE condition. This study describes a technique to overcome the performance deterioration caused by antenna resonance and impedance change, and it utilizes the Bi-Directional Coupler connected to the RF Power Signal path, not to the sensor information, and by using s-parameter and matching value table of the RF-IC, this study explained the process and algorithm to detect and optimize antenna impedance changes depending on user conditions through s-parameters and matching value.
URI
http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000491564https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/164220
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GRADUATE SCHOOL OF ENGINEERING[S](공학대학원) > ELECTRICAL ENGINEERING AND COMPUTER SCIENCE(전기ㆍ전자ㆍ컴퓨터공학과) > Theses (Master)
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