KR100469420B1

KR100469420B1 - 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100469420B1
Application number: KR10-2002-0018623A
Authority: KR
Inventors: 방성은
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2005-02-02
Also published as: KR20030079550A

Abstract

본 발명은 단말기에 장착된 안테나를 위치를 이동 가능하게 제어하여, 수신율을 향상시킬 수 있도록 하고, 전자파 흡수율(SAR)을 감소시켜 인체에 미치는 전자파의 영향을 줄일 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 수신되는 신호의 세기를 검출하여 그에 따른 적절한 안테나 위치 제어신호를 발생하는 제어수단과; 안테나를 부착하여 수평 또는 수직 방향으로 동시에 이동시킬 수 있는 굴곡 있는 이동경로 기구물과; 상기 안테나에 부착되어 이동경로 기구물을 통해 안테나를 이동시킬 수 있도록 하는 연결수단과; 상기 제어수단의 위치 제어신호에 의해 정회전 또는 역회전 구동되고, 상기 이동경로 기구물에 부착된 안테나를 수평 및 수직 방향으로 동시에 이동시키기 위한 구동수단을 포함하여 구성하고, 단말기의 통화가 시작되면 현재 안테나의 위치 정보를 파악하는 단계와; 상기 위치(i)에서의 수신신호의 세기(RSSI_i)를 검출하는 단계와; 상기 수신신호의 세기(RSSI_i)가 소정 기준값(Pr) 이상이면, 안정 상태로 판단하여 현재 안테나의 위치를 고정하고, 소정 기준값(Pr) 이하이면 안테나를 소정 위치로 이동시키는 단계와; 상기 이동한 위치에서의 수신신호의 세기가 소정 기준값 이하일 경우, 상기 과정을 반복하여 수신신호의 세기가 기준값 이상인 위치로 안테나를 이동시키는 단계로 이루어짐으로써 달성할 수 있다.

Description

이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치 및 그 제어방법{ANTENNA APPARATUS AND CONTROL METHOD CAPABLE OF MOVING FOR MOBILE COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은 이동통신 단말기의 안테나에 관한 것으로, 특히 단말기에 장착된 안테나의 위치를 이동 가능하게 제어하여, 수신율을 향상시킬 수 있도록 하고, 전자파 흡수율(SAR)을 감소시켜 인체에 미치는 전자파의 영향을 줄일 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 페이딩의 영향을 극복하기 위한 공간 다이버시티는 공간적으로 충분히 떨어져 있는 두 개 이상의 수신안테나를 사용하는 방법이다.

이때 공간 다이버시티를 얻으려면 다른 안테나로 들어오는 신호들이 상호 상관되지 않아야 하므로 안테나 사이의 거리가 충분히 떨어져 있어야 하는데, 이것은 수신기가 손바닥 크기로 작은 경우에는 달성하기 힘들며, 동일하게 강한 신호를 얻는데 어려움이 있고, 가격과 단말기의 전력 등에서도 문제점이 있다.

따라서, 이동통신 시스템에서는 수백 또는 수천개의 단말기를 서비스하며, 단말기에 비해 복수개의 안테나를 위한 충분한 공간과 복잡성면에서 덜 제한되어있는, 기지국에 설비를 갖추어 순방향링크의 성능을 증가시키는 전송 안테나 다이버시티를 이용하고 있는 상황이다.

그러나, 상기 전송 안테나 다이버시티에 의해서는 실제보다 나쁜 전파환경을 갖는 지역의 경우, 수신율을 높일 수 없기 때문에 이동통신 단말기에서도 다이버시티 효과를 얻을 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있다.

그러나, 이미 상술한 바와 같이 이동통신 단말기에 2개 혹은, 그 이상의 안테나를 장착하여, 선택성 및 그 수신경로를 보다 다변화시켜 수신율을 높이는 다이버시티 기능은, 이동통신 단말기와 같이 소형인 경우, 오히려 안테나간 간섭으로 인해 전파 성능의 향상과 반비례하여 수신감도의 감쇄 효과를 가져올 수 있고, 안테나가 2개 이상 장착됨으로 인해 인체에 미치는 전자파의 영향(SAR : Specific Absorption Rate)을 무시할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 단말기에 장착된 안테나의 위치를 이동 가능하게 제어하여, 수신율을 향상시킬 수 있도록 하고, 전자파 흡수율(SAR)을 감소시켜 인체에 미치는 전자파의 영향을 줄일 수 있도록 하는 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수신되는 신호의 세기를 검출하여 그에 따른 적절한 안테나 위치 제어신호를 발생하는 제어수단과; 안테나를 부착하여 수평 또는 수직 방향으로 동시에 이동시킬 수 있는 굴곡 있는 이동경로 기구물과; 상기 안테나에 부착되어 이동경로 기구물을 통해 안테나를 이동시킬 수 있도록 하는 연결수단과; 상기 제어수단의 위치 제어신호에 의해 정회전 또는 역회전 구동되고, 상기 이동경로 기구물에 부착된 안테나를 수평 및 수직 방향으로 동시에 이동시키기 위한 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 안테나의 위치를 수평 및 수직 방향으로 동시에 이동 가능한 안테나 제어방법에 있어서, 단말기의 통화가 시작되면 현재 안테나의 위치 정보를 파악하는 단계와; 상기 위치(i)에서의 수신신호의 세기(RSSI_i)를 검출하는 단계와; 상기 수신신호의 세기(RSSI_i)가 소정 기준값(Pr) 이상이면, 안정 상태로 판단하여 현재 안테나의 위치를 고정하고, 소정 기준값(Pr) 이하이면 안테나를 소정 위치로 이동시키는 단계와; 상기 이동한 위치에서의 수신신호의 세기가 소정 기준값 이하일 경우, 상기 과정을 반복하여 수신신호의 세기가 기준값 이상인 위치로 안테나를 이동시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치의 측면 구성을 보인 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치의 정면 구성을 보인 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나의 제어방법의 처리흐름을 보인 순서도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

100 : 이동경로 기구물 200 : 구동수단

300 : MSM 칩

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이때, 하기의 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으며, 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이동통신 단말기에서 수신감도가 가장 우수한 위치는, 폴더형 단말기의 경우 수신용 유닛부의 뒷면이 될 것이고, 플립형 단말기의 경우 밧데리 상단부가 될 수 있는데, 도1에 도시된 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 폴더형 단말기를 기준으로 설명하기로 한다.

폴더형 단말기의 경우, 상단 수신용 유닛부의 뒷면은 LCD와 스피커, 그리고 수신용 유닛이 장착되어 있으며, 여기에 기구적으로 공간을 만든 후, U자와 같은 일정한 굴곡 또는 형태를 갖는 안테나가 이동할 수 있는 이동경로 기구물(100)을 구성해 준다.

상기 이동경로 기구물(100)은 하드웨어적으로 팬밸트의 원리를 이용하여 구동시킬 수도 있고, 아니면 고무와 같이 유연한 재질에 스크류와 같은 홈을 만들고, 그에 연결된 모터와 같은 구동수단(200) 등을 이용해 회전시킴으로써, 그 홈(또는 팬밸트)을 따라 이동할 수 있도록 한다.

물론, 상기 이동경로 기구물(100)을 따라 안테나를 이동시키기 위해서는, 이동경로 기구물의 종류(리드 스크류, 팬밸드 등)에 따라 적절한 형태를 갖는 연결수단(미도시)이 안테나에 구비되어야 한다.

이상, 본 업종에 종사하는 사람이면 상기와 같은 기구물은 단말기의 크기 및 형태에 따라 얼마든지 구성할 수 있을 것이다.

다만, 이때 주의해야 할 사항은 상기 이동경로 기구물(100)과 안테나를 기구적으로 결합시킬 때, 안테나가 정확히 90°혹은 폴더와 수평이 되도록 하는 것은, 이미 실험에 의해 수신감도와 전자파 흡수율(SAR) 측면에서 모두 유리하지 않다는 점이 검증되었기 때문에, 도1에 도시된 바와 같이 약간의 기울기를 주어 안테나를 구성하는 것이 바람직하다.

이후, 소프트웨어적으로 수신감도(RSSI)가 떨어지는 지점에서는 안테나의 위치를 이동시켜주고, 이때 주의할 사항은 전자파 흡수율(SAR)이 특정 위치에서 떨어질 수 있으므로, 수신감도가 좋더라도 전자파 흡수율(SAR)이 특히 안 좋다면, 안테나의 위치를 조정함으로써 적절한 위치로 이동할 수 있도록 한다.

도1은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치의 구성을 보인 예시도로서, 폴더형 단말기에 부착된 상기 안테나 장치를 측면에서 봤을 때의 예시도로서, 안테나의 위치 및 장착시 각도 그리고 이동경로 기구물(100)의 모양(본 실시예에서는 U자형)에 따라 움직이는 안테나 동선의 위치 등을 알 수 있다.

즉, 도1을 참조하면, LCD가 위치하는 뒷면에 안테나를 장착하고, 그 안테나는 지표면에 대하여 수직도 수평도 아닌 소정 각도를 유지하고 있음을 알 수 있다. 이때 각도는 실험에 의하면 15°정도가 바람직하지만, 단말기의 특성에 따라 적정한 각도를 유지하도록 설계 변경할 수 있음은 자명하다.

다음, 도2는 폴더형 단말기에 부착된 상기 안테나 장치를 정면에서 봤을 때의 확대 예시도로서, LCD의 뒷면에 역 U자형의 이동경로 기구물(100)에 의해 안테나가 움직일 경로를 구성한 후, 그 이동경로 기구물(100)을 따라 좌우 또는 상하로 안테나가 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

여기서, 상기 수신감도(RSSI)는 도면에서 제어수단(MSM 칩 : 300)에서 수신신호의 세기를 검사하고, 그에 따른 적절한 제어 신호를 발생하여 구동수단(200)을 제어함으로써, 그 구동수단에 연결된 이동경로 기구물(100)을 회전 또는 팬밸트(미도시) 등을 구동하여, 안테나가 이동경로 기구물(100)을 따라 이동하도록 한다.

도3은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나의 제어방법의 처리흐름을 보인 순서도로서, 이때 주의할 사항은 전자파 흡수율(SAR)의 측정을 통해, 안테나와 단말기와 각도를 우선 정해 놓은 상태에서, 안테나의 위치적 변동에도 국제 규격 및 국내 규격에서 제시하는, 전자파 흡수율(SAR)의 기준치를 충분히 만족하도록 해야 한다.

실제 전파 차단용 실드룸(Shield room)에서 단말기의 회전대비 전파 송출에 의해 아래와 같은 식으로 표현되는 결과값을 얻을 수 있다.

SAR = δ|E²| / ρ(도전율*전계*전계)/(밀도)

도3을 참조하면 본 발명은 사용자가 단말기를 사용하는 중에 수시로 수신감도(RSSI)를 체크하면서, 수신감도가 떨어질 경우 최적의 위치를 찾아 안테나를 이동시키게 된다.

이때, 전자파 흡수율(SAR)은 바로 측정되는 것이 아니라, 안테나 위치에 대하여 모든 방향에서 만족하도록 미리 설계되어 있어야 한다.

그래서 그 데이터는 단말기의 내부 참조 데이터로 활용할 수 있도록 구성한다. 즉, 전자파 흡수율(SAR)은 이미 안테나 위치대비 충분히 만족할 만큼 사용자와 거리를 두고 구성함으로써, 문제가 안 되는 위치에 장착되어 있어야 하는 것이다.

이러한 처리흐름에 따른 프로그램은 단말기의 내장 메모리(미도시)에 저장되고, MSM 칩(미도시)에 의해 그 처리흐름에 따른 동작이 수행된다.

먼저, 단말기의 통화가 시작되면 현재 안테나의 위치 정보를 파악하고 내부 타이머(미도시)를 구동한다(S101).

다음, 상기 위치(i)에서의 수신신호의 세기(RSSI_i)를 검출한다(S102).

상기 검출한 수신신호의 세기(RSSI_i)가 소정 타이머 시간(S105) 내에서, 소정 기준값(Pr) 이상이면(S103) 안정 상태로 판단하여, 현재 안테나의 위치를 고정한다(S104).

그러나, 상기 검출한 수신신호의 세기(RSSI_i)가 소정 타이머 시간(S105)내에서, 소정 기준값(Pr) 이하이면(S103) 구동수단(모터)에 전원을 인가하고(S106), 안테나의 적정 이동 위치를 계산하여(S107), 안테나의 위치를 이동한다(S108).

상기 동작을 완료하면 내부 타이머를 초기화하여(S109), 상기 과정(S102 ~ S108)을 반복 수행한다.

이때, 상기 안테나의 적정 이동 위치를 계산하여 이동하는 과정(S107, S108)은, 실험치 데이터가 미리 매핑 되어 있을 경우에 이용할 수 있으며, 매핑 데이터가 없을 경우에는 안테나를 기 설정된 소정 단위로 이동시켜가며, 해당 위치에서 검출한 수신신호의 세기(RSSI)가 소정 기준값(Pr) 이상인 위치에 고정시킨다.

만약, 어느 위치에서도 소정 기준값(Pr) 이상인 곳이 없으면, 그때까지 검출된 수신신호의 세기(RSSI) 중 가장 높은 값을 가졌던 곳으로 안테나를 이동시킨다.

다시 말해, 본 발명은 일정 주기마다 체크되어지는 수신 경로에서의 수신신호의 세기가 약해 질 때마다, 안테나를 적정길이 만큼 이동시키면서 수신신호를 체크하고, 이 중 최적인 위치를 찾아내어 안테나를 고정시켜 놓는 방법을 알고리즘 화한다.

참고로, SAR는 처음 디폴트로 되어있는 안테나의 위치를 기준으로, 역 U자형의 이동경로 기구물을 따라 위치를 이동할 경우, 그 꺾인 각도에 따라 SAR는 충분히 감소하게 된다.

즉, 안테나가 수신신호의 세기에 따라 이를 추적하면서 이동한다는 가정 하에서 보면, 처음 디폴트 때의 위치에 비해 SAR는 항상 개선된다고 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치 및 그 제어방법은, 단말기에 장착된 안테나의 위치를 이동 가능하게 제어하여, 수신율을 향상시킬 수 있도록 하고, 전자파 흡수율(SAR)을 감소시켜 인체에 미치는 전자파의 영향을 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 이동통신 단말기의 방향성에 따른 안테나의 위치에 변화를 줌으로써, 수신감도의 성능 향상 및 인체에 전자파가 미치는 영향(SAR)을 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

수신되는 신호의 세기를 검출하여 그에 따른 적절한 안테나 위치 제어신호를 발생하는 제어수단과;

안테나를 부착하여 수평 또는 수직 방향으로 동시에 이동시킬 수 있는 굴곡 있는 이동경로 기구물과;

상기 안테나에 부착되어 이동경로 기구물을 통해 안테나를 이동시킬 수 있도록 하는 연결수단과;

상기 제어수단의 위치 제어신호에 의해 정회전 또는 역회전 구동되고, 상기 이동경로 기구물에 부착된 안테나를 수평 및 수직 방향으로 동시에 이동시키기 위한 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치.
제1항에 있어서, 상기 안테나를 이동시키기 위한 이동경로 기구물은, 소정의 굴곡을 줄 수 있도록 유연성 있는 재질로 만든 리드 스크류, 또는 팬밸드 등에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치.
제1항에 있어서, 상기 안테나는 LCD가 위치하는 뒷면에 장착하고, 지표면에 대하여 수평, 수직이 아닌 소정 각도를 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 장치.
안테나의 위치를 수평 및 수직 방향으로 동시에 이동 가능한 안테나 제어방법에 있어서,

단말기의 통화가 시작되면 현재 안테나의 위치 정보를 파악하는 단계와;

상기 위치(i)에서의 수신신호의 세기(RSSI_i)를 검출하는 단계와;

상기 수신신호의 세기(RSSI_i)가 소정 기준값(Pr) 이상이면, 안정 상태로 판단하여 현재 안테나의 위치를 고정하고, 소정 기준값(Pr) 이하이면 안테나를 소정 위치로 이동시키는 단계와;

상기 이동한 위치에서의 수신신호의 세기가 소정 기준값 이하일 경우, 상기 과정을 반복하여 수신신호의 세기가 기준값 이상인 위치로 안테나를 이동시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 제어방법.
제4항에 있어서, 상기 안테나를 적정 위치로 이동시키기 위한 과정은, 수신신호 세기에 따른 안테나 위치의 실험치 데이터를 매핑 해 두고, 검출된 수신신호의 세기가 소정 기준값 이하일 경우, 상기 매핑된 값에 의해 안테나를 해당 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 이동 가능한 안테나 제어방법.