KR100575718B1

KR100575718B1 - 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치 및 방법과 고주파접점구조

Info

Publication number: KR100575718B1
Application number: KR1020030022626A
Authority: KR
Inventors: 최태규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2006-05-03
Also published as: KR20040088661A

Abstract

본 발명은 폴더형 휴대단말기의 이중 헬리컬 안테나 스위칭과 고주파 접점에 관한 것으로, 폴더형 휴대단말기의 폴더부에 구비되어 고주파 무선신호를 송수신하는 제1 및 제2 헬리컬 안테나; 제1 헬리컬 안테나와 제2 헬리컬 안테나에 각각 접속하고 해당 제어신호에 의하여 고주파 송수신 신호를 전송하는 스위치부; 무선송수신되는 이동통신 고주파 신호를 처리하는 고주파부; 폴더부 열림과 닫힘 동작을 감지하고 스위치부에 해당 제어신호를 인가하며 각 기능부를 제어하고 감시하는 제어부가 포함되는 구성을 특징으로 하고, 또한, 제어부에 의하여 폴더부가 열린 통신모드로 운용되는지를 판단하는 제1 과정; 폴더부가 열린 통신모드 운용으로 판단되면, 제1 및 제2 헬리컬 안테나와 고주파부가 접속되도록 제어하는 제2 과정; 폴더부가 닫힌 대기모드로 운용되는지를 판단하는 제3 과정; 폴더부가 닫힌 대기모드 운용으로 판단되면, 제2 헬리컬 안테나와 고주파부의 접속을 차단하고 제1 과정으로 궤환하는 제4 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 또한, 폴더형 휴대단말기의 몸체부에 고정되고 일체로 구성된 철부에 텐션을 인가하는 철부단자와; 상기 폴더형 휴대단말기의 폴더부에 고정되고 일체로 구성된 요부에 텐션을 인가하는 요부단자가 포함되어 이루어지는 접점구조를 특징으로 한다.

Description

휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치 및 방법과 고주파 접점구조{A DEVICE AND A METHOD OF SWITCHING DUAL ANTENNA FOR MOBILE PHONE AND A STRUCTURE OF RF SIGNAL CONTACT POINT FOR FOLDER TYPE DUAL ANTENNA MOBILE PHONE}

도1 은 본 발명의 휴대단말기 이중안테나 스위칭 장치 기능 구성도,

도2 는 본 발명의 일 예에 의한 휴대단말기 이중안테나 배치 구성도,

도3 은 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나 스위칭 방법 순서도,

도4 는 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나의 방사특성 패턴도,

도5 는 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나의 고주파 접점구조도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

10 : 제1 헬리컬 안테나 20 : 제2 헬리컬 안테나

30 : 스위치부 32 : 제1 캐패시터 34 : 핀다이오드

36 : 제2 캐패시터 38 : 쵸크코일 40 : 접점부

50 : 고주파부 60 : 제어부 70 : 폴더부

80 : 몸체부 100 : 철부단자 110 : 제1 고정부

120 : 제1 텐션부 130 : 제1 접점부 140 : 철부

200 : 요부단자 210 : 제2 고정부 220 : 제2 텐션부

230 : 제2 접점부 240 : 요부 300 : 힌지부

본 발명은 폴더형 휴대단말기의 이중 안테나 스위칭에 관한 것으로, 특히, 폴더에 헬리컬 안테나를 이중으로 구비하고 스위칭에 의하여 대기상태에서는 무지향성 방사 특성을 갖도록 하고 통신상태에서는 지향성 방사특성을 갖도록 하며, 고주파 신호를 별도 접점으로 전송하여 제어신호에 잡음이 유도되지 않도록 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치 및 방법과 고주파 접점구조에 관한 것이다.

이동통신용 휴대단말기(MT: MOBILE TERMINAL 또는 UE: USER EQUIPMENT)는 가입 등록된 시스템의 서비스 영역 안에서 자유롭게 이동하면서 언제 어디서나 즉시 상대방과 무선접속하여 통신하는 것으로, 무선접속하여 신호를 송수신하도록 하는 것이 안테나(ANTENNA)이다.

상기 휴대단말기는 용이하게 휴대하고 간편하게 사용하여야 하므로, 크기와 무게를 작게하고 조작부를 최소한으로 구성하여야 하는 동시에 이동하면서 무선으로 각종 신호를 양방향 동시 송수신하므로 매우 정밀하게 동작하는 첨단 통신장비이다.

상기 휴대단말기는 송신되는 무선주파수와 수신되는 무선주파수를 각각 다르게 할당하여 사용하므로 전이중(FULL DUPLEX) 양방향 통신이 가능하고, 경박단소화에 의하여 송신안테나와 수신안테나를 각각 사용할 수 없으므로, 송수신 안테나 특성을 동시에 최대한 만족하며 전방향(OMNI-DIRECTIONAL)의 무지향성(ISOTROPIC)이 고 길이를 줄일 수 있도록 수납 가능하며 선형편파(LINEAR POLARIZATION) 신호 송수신이 용이한 하나의 안테나를 사용한다.

상기와 같은 특성을 만족하는 안테나 중에 하나가 헬리컬(HELICAL) 안테나이고, 상기 헬리컬 안테나는 스프링 모양의 코일로 구성되는 것으로, 휴대단말기에 사용하는 경우, 방향에 관계없이 무지향 특성을 만족하는 장점이 있고, 또한, 휩(WHIP) 안테나는 수납이 가능한 것으로 통신 중에 뽑아서 사용하면 통신감도를 높여 통화품질을 제고하는 것으로, 이론적으로 지표면과 수직상태의 휩안테나는 우수한 통신감도를 나타내고 지표면과 수평상태에서는 통신이 불가능하다.

상기 안테나는 전자기장을 이용하여 각종 신호를 무선 송수신하는 것이고, 상기 전자기장은 전자파를 발생하며, 상기 전자파의 세력이 강한 상태에서 인체의 세포가 오래 동안 노출되면 파괴되며, 특히, 휴대단말기는 인체의 귀에 수화부를 가까이 대고 통신하므로 송신부에서 발생하는 전자기장은 두뇌에 많은 전자파 영향을 미치게 된다.

따라서, 상기 휴대단말기는 안테나로부터 발생되는 전자파가 인체에 무해한 영향을 주는 범위를 오랜 실험의 반복으로 구하여 결정하고, 모든 휴대단말기에 적용하도록 규격화되어 있으며, 상기 규격은 국제적인 표준으로 설정되어 있다.

상기 안테나로부터 방사되는 전자파는 도체에 용이하게 흡수되며, 인체의 경우 일종의 도체 역할을 하므로, 상기 휴대단말기의 안테나로부터 방사되는 전자파가 인체에 일부 흡수되며, 상기와 같이 인체에 흡수되는 전자파의 비율을 에스에이알(SAR: SPECIFIC ABSORPTION RATE)이라고 한다.

상기 휴대단말기의 안테나로부터 방사되는 전자파가 인체에 흡수되면, 인체에도 미약한 영향을 주지만, 무선 방사되는 전자파의 양이 줄어들어 출력이 감소하는 결과가 되는 동시에 방사 패턴(PATTERN)이 변하여 통화품질에 영향을 주게 되므로, 상기 에스에이알(SAR)을 줄이는 휴대단말기의 안테나 개발이 필요하다.

상기 에스에이알(SAR)은 단위 질량과 단위시간당 인체조직에 누적되는 에너지로 정의되며, 국부전자파흡수율(SAR)이라고도 하고, 인체 세포조직 1 그램(g) 혹은 10 그램이 평균적으로 전자파(ELECTROMAGNETIC WAVE)를 흡수(ABSORPTION)하는 율(RATE)로 표현되며, 전자파에 노출되는 면적에 비례한다.

상기 전자파는 전기 및 자기의 흐름에 의하여 발생하는 전자기 에너지이며, 전기가 흐르면 주위에 전기장(전계)과 자기장(자계)이 동시에 발생하는데, 상기 전계와 자계가 주기적으로 바뀌면서 생기는 파동을 전자파라고 하며 상기 전자파를 무선통신에 이용한다.

상기 전자파는 파장, 진폭, 파형의 3 요소에 의한 특성이 있고, 상기 파장은 주기적으로 반복되는 파동과 파동의 간격이며, 상기 간격의 크기에 의하여 극저주파, 장파, 단파, 초단파, 마이크로파 등으로 구분되고, 단위시간당 진동하는 횟수를 주파수(FREQUENCY)라 하며, 상기 주파수의 단위는 헤르츠(Hz 또는 사이클;CYCLE)이고, 1초 동안 진동하는 횟수를 말하며 주파수가 높으면 파장이 짧고 주파수가 낮으면 파장이 길다.

상기 전자파는 주파수에 따라 인체에 미치는 영향이 다르며, 일 예로, 60Hz인 일반 전력의 주파수는 인체 세포의 에너지에 큰 영향을 주고, 마이크로파를 사 용하는 휴대폰이나 전자레인지 등에서는 열(HEAT) 작용이 동반된다.

상기 주파수가 아주 높은 X-선이나 감마선 등은 투과력이 강하므로 인체 세포에 치명적인 장애를 줄 수 있다.

상기 진폭(AMPLITUDE)은, 진동하는 파동의 크기를 말하고 진폭이 크면 전자파의 에너지가 커지는 것을 나타내며, 상기 파형(WAVE)은 전자파 등의 모양을 말하는 것으로, 일 예로, 기본파형, 변조파형, 펄스파형 등이 있다.

상기와 같은 에스에이알(SAR) 기준은, 국제적으로 크게 양분되어 있으며, 일 예로, 미국, 캐나다, 호주 등 강제규제를 시행하는 국가에서는 인체 세포조직 1 그램에 대하여 평균한 전자파 흡수율이 반드시 1.6 W/kg 이하가 될 것을 요구하고 있으며, 국제비전리복사방호위원회(ICNIRP)와 유럽, 일본 등에서는 조직 10 그램에 대하여 평균한 전자파흡수율 값이 2 W/kg 이하일 것을 권고하고 있으나, 측정방식은 두 예의 경우 모두 동일한 절차를 사용한다.

상기 휴대단말기의 안테나로부터 방사되는 전자기장 또는 전자파에 의한 인체 특히, 두뇌의 영향을 최소로 하기 위하여 방향성 안테나를 사용할 수 있으며, 상기 방향성 안테나로는 패치 안테나 및 PFIA 안테나 등이 있고, 내장형으로 개발이 진행되고 있다.

상기 방향성 안테나는 통화를 하는 경우에 두뇌부의 반대 방향으로 많은 전자기장이 발생되도록 하는 것이므로, 상기 휴대단말기를 주머니에 넣고 통화를 하는 경우는 오히려 인체에 전자파에 의한 피해를 증가시키는 등의 문제가 있다.

상기 방향성 안테나는 휴대단말기의 사용 위치 및 방향에 의하여 통신 품질 또는 감도가 급변하고, 언제 어디서나 용이하게 상대방과 통신한다는 이동통신용 휴대단말기의 취지에 적합하지 않으므로, 일반적으로 무지향성의 등방성(ISOTROPIC) 안테나인 헬리컬(HELICAL) 또는 헬릭스(HELIX) 안테나와 휩(WHIP) 안테나를 사용한다.

또한, 고주파 신호는 사용되는 주파수가 매우 높으며, 특히 송신되는 고주파 신호는 높은 전력으로 전송되므로, 인접회로에 용이하게 유도되어 잡음을 발생하는 문제가 있다.

상기 종래 기술의 안테나 문제점을 일부 개선한 것으로, 대한민국 공개특허 제2001-0000456호(2001년 1월 5일 공개)에 의하면, 무지향성의 등방성 안테나인 헬릭스 안테나를 2개 이용하고, 상기 각 헬릭스 안테나에 흐르는 전류방향이 반대가 되도록 구성하며, λ/2 지연선 및 위상 천이기를 이용하여 각각의 헬릭스 안테나에 λ/2의 위상차이가 나는 신호를 공급하도록 하므로, 휴대단말기의 폭 방향으로 지향성을 형성하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은, 각 헬릭스 안테나를 전류방향이 반대가 되도록 구성하여야 하므로, 생산성이 떨어지는 문제가 있고, λ/2 지연선을 이용하여 λ/2의 위상차가 있는 신호를 각각의 헬릭스 안테나에 공급하므로, 구성이 복잡하고 부피가 커지며 전력소모가 많고 가격이 비싸지는 문제가 있다.

또한, 종래 기술의 문제점을 일부 개선한 것으로, 대한민국 공개특허 제2001-0044820호(2001년 6월 5일 공개)에 의하면, 전자파가 인체에 미치는 영향을 줄이기 위한 것으로, 휴대단말기의 손잡이용 줄을 이용하여 안테나로 사용하는 기 술이 개시되어 있다.

상기와 같이 종래 기술의 휴대단말기 손잡이 줄을 이용한 안테나는, 안테나 위치를 인체 특히 머리부분으로부터 가급적 멀리하고, 휩안테나 기능부가 지표면과 수직선을 유지하도록 하여 감도를 높이도록 하고 있다.

그러나, 안테나를 손잡이로 사용하므로, 항상 휴대하여야 하는 휴대단말기에서는 안테나의 수명이 단축되는 문제점이 있고, 또한 안테나의 변형이 용이하여 휴대단말기의 송신전력이 정합상태로 출력되지 못하므로 송신회로의 수명을 단축하는 문제가 있으며, 유연성 있는 줄 안테나에 의하여 인체에 밀접하게 부착되므로 오히려 전자파에 노출되기 용이한 문제가 있다.

또한, 종래 기술의 문제점을 일부 개선한 것으로, 대한민국 공개특허 제2003-0009021호(2003년 1월 29일 공개)에 의하면, 방향성 또는 지향성 있는 안테나, 즉, 마이크로 스트립(MICRO STRIP) 패치(PATCH) 안테나를 2개 적용하여 대기 상태에서는 2개의 패치 안테나가 합쳐져서 무지향성 안테나로 사용되도록 하고, 통신 중에는 상기 2개의 패치 안테나가 각각 인체의 반대방향으로 지향성을 갖도록 하여 인체에 방사되는 전자파의 양을 줄이는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 폴더형 또는 플립형 휴대단말기에서 패치 안테나를 2개 사용하는 것이므로, 상기 폴더형과 플립형이 아닌 막대형 또는 슬립형 또는 슬라이드형 등의 다른 형태 휴대단말기에는 적용하지 못하는 문제가 있다.

또한, 고가의 아이티오(ITO: INDIUM OXIDE DOPED WITH TIN OXIDE) 물질을 사용하는 피오디(POD: PRINTED ON DISPLAY)형 패치 안테나를 사용하므로 가격이 비싸 지는 문제와, 마이크로 스트립 패치 안테나가 외부에 직접 노출되므로 파손이 용이한 문제가 있다.

본 발명은, 헬리컬 안테나 2개를 1/4 람다의 간격으로 배치하고 스위칭하여, 대기모드에서는 무지향성 또는 전방향성 빔패턴에 의한 헬리컬 안테나로 사용하고, 통신모드에서는 방향성 또는 지향성 빔패턴에 의한 헬리컬 안테나로 사용하며, 또한, 고주파 신호를 제어신호와 분리하여 별도 단자로 전송하므로 제어신호에 잡음을 유도하지 않는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치 및 방법과 고주파 접점구조를 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 폴더형 휴대단말기의 폴더부에 구비되어 고주파 무선신호를 송수신하는 제1 및 제2 헬리컬 안테나와; 상기 제1 헬리컬 안테나와 제2 헬리컬 안테나에 각각 접속하고 해당 제어신호에 의하여 고주파 송수신 신호를 전송하는 스위치부와; 상기 스위치부와 접속하여 무선송수신되는 이동통신 고주파 신호를 처리하는 고주파부와; 상기 폴더형 휴대단말기의 폴더부 열림과 닫힘 동작을 감지하고 상기 스위치부에 해당 제어신호를 인가하며 각 기능부를 제어하고 감시하는 제어부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 폴더형 휴대단말기의 제어부에 의하여 폴더부가 열린 통신모드로 운용되는지를 판단하는 제1 과정과; 상기 제1 과정의 제어부에 의하여 폴더부가 열린 통신모드 운용으로 판단되면, 제1 및 제2 헬리컬 안테나와 고주파부가 접속되도록 제어하는 제2 과정과; 상기 제2 과정의 제어부에 의하여 폴더부가 닫힌 대기모드로 운용되는지를 판단하는 제3 과정과; 상기 제3 과정의 제어부에 의하여 폴더부가 닫힌 대기모드 운용으로 판단되면, 제2 헬리컬 안테나와 고주파부의 접속을 차단하고 상기 제1 과정으로 궤환하는 제4 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 폴더형 휴대단말기의 몸체부에 고정되고 일체로 구성된 철부에 텐션을 인가하는 철부단자와; 상기 폴더형 휴대단말기의 폴더부에 고정되고 일체로 구성된 요부에 텐션을 인가하는 요부단자가 포함되어 이루어지는 구조를 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치 및 방법과 고주파 접점구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1 은 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나 스위칭 장치 기능 구성도 이고, 도2 는 본 발명의 일 예에 의한 휴대단말기 이중안테나 배치 구성도 이며, 도3 은 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나 스위칭 방법 순서도 이고, 도4 는 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나의 방사특성 패턴도 이며, 도5 는 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나의 고주파 접점구조도 이다.

상기 도1을 참조하면, 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나 스위칭 장치는, 폴더형 휴대단말기의 폴더부(70) 또는 몸체부(80)에 구비되어 고주파(RF) 무선신호를 송수신하는 것으로, 해당 주파수의 1/4 파장 또는 람다에 의한 간격으로 이격되어 고정되고, 두 안테나를 직선 연결하는 방향으로 복사패턴이 증가하며, 그 직각방향으로는 복사패턴이 줄어들어 방향성 또는 지향성을 나타내는 제1 및 제2 헬리컬 안테나(10,20)와,

상기 제1 헬리컬 안테나(10)에 고주파 송수신 신호를 인가하고 해당 제어신호에 의하여 상기 제2 헬리컬 안테나(20)에 고주파 송수신 신호를 인가하는 것으로, 상기 제1 헬리컬 안테나(10)에 접속되어 직류(DC) 신호의 전송을 차단(BLOCKING)하는 제1 캐패시터(32); 상기 제1 캐패시터(32)와 접속되고 후술하는 제어부(60)의 해당 제어신호에 의하여 고주파 신호를 양방향 전송하는 핀다이오드(PIN DIODE)(34); 상기 핀다이오드(34)와 상기 제2 헬리컬 안테나(20) 사이에 접속되어 직류(DC) 신호의 전송을 차단하는 제2 캐패시터(36); 상기 핀다이오드(34)와 제2 캐패시터(36)에 접속되고 직류신호를 접지(GROUND)시키는 쵸크코일(CHOKE COIL)(38)로 이루어진 스위치부(30)와,

상기 스위치부(30)와 접속하여 이동통신 고주파 신호를 송신하고 수신하는 고주파부(50)와,

상기 폴더형 휴대단말기 폴더부(70)의 열림(OPEN)과 닫힘(CLOSE) 동작을 감지하고 상기 스위치부(30)에 해당 제어신호를 인가하며 휴대단말기의 각 기능부 동작을 제어하고 감시하는 제어부(60)와,

상기 스위치부(30)와 고주파부(50) 사이에 전송되는 고주파 신호만을 전송하는 접점부(40)로 이루어지는 구성이다.

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치를 첨부된 도1 및 도2를 참조하여 상세히 설명한다.

상기 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)는 폴더부(70) 또는 몸 체부(80)에 구성되는 것으로, 본 발명에서는 편의상, 폴더부(70)에 구성되는 것으로 설명하고, 사용 주파수에 의한 파장(λ)의 1/4 거리만큼 이격되어 고정 구성되고, 각각 스위치부(30)에 접속된다.

상기 스위치부(30)는 제어부(60)의 제어신호에 의하여 핀다이오드(34)가 온/오프(ON/OFF) 동작하여 고주파 신호를 전송하거나 또는 차단하는 것으로, 일 예로, 상기 제어부(60)로부터 하이(HIGH) 상태의 제어신호가 인가되면 상기 핀다이오드(34)는 온(ON) 상태로 동작하여 양방향으로 고주파 신호를 전송하고, 상기 제어부(60)로부터 로우(LOW) 상태의 제어신호가 인가되면 상기 핀다이오드(34)는 오프(OFF) 상태로 동작하여 고주파 신호의 전송을 차단한다.

상기 고주파부(50)는 안테나가 수신하고 스위치부(30)를 통하여 인가되는 고주파 신호를 입력하여 해당 처리하는 동시에, 송신할 고주파 신호를 스위치부(30)에 인가하고 안테나를 통하여 무선출력되도록 하는 것이며, 상기 접점부(40)는 폴더형 휴대단말기의 폴더부(70)와 몸체부(80)가 분리되고 회전결합된 상태에서 송수신되는 고주파 신호를 단순 전송하는 접점이다.

즉, 상기 제어부(60)는 폴더부(70)가 닫힌(CLOSE) 대기모드이면, 스위치부(30)에 로우(LOW) 레벨의 제어신호를 인가하여 상기 핀다이오드(34)를 차단상태로 설정하므로, 상기 접점부(40)를 통하여 연결되는 고주파부(50)는 제1 헬리컬 안테나와 전기적으로 접속되어, 해당 신호를 송수신한다.

또한, 상기 폴더부(70)가 열린(OPEN) 통신모드이면, 상기 제어부(60)는 상기 스위치부(30)에 하이(HIGH) 레벨의 제어신호를 인가하므로, 상기 핀다이오드(34)가 고주파 신호를 양방향으로 전송하게 되고, 상기 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)는 동시에 접점부(40)를 통하여 고주파부(50)에 연결되어 고주파 신호를 송수신하게 된다.

상기와 같이 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)가 λ/4 거리로 이격되어 있는 상태에서 동시에 동일한 고주파 신호로 동작하는 경우, 상기 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)를 직선 연결하는 방향으로 복사패턴 또는 방사패턴이 증가하고, 상기 직각방향으로는 방사패턴이 줄어드는 방향성 또는 지향성을 나타내므로, 상기 휴대단말기가 통신모드로 운용되는 상태에서는, 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)가 조합되어 방향성 안테나로 운용되므로, 상기 방향성 패턴과 직각을 이루는 부분에서는 전자파의 영향이 줄어들게 되며, 상기와 같이 전자파의 영향이 줄어드는 부분에서 사용자가 휴대단말기를 귀에 대고 통신하게 된다.

상기와 같이 휴대단말기의 안테나에 방향성 또는 지향성이 있는 상태인 통신모드에서는 사용자가 통신감도를 높이기 위하여 최적의 방향이 되도록 조정하므로 통신품질이 제고된다.

그러나, 대기모드에서는 폴더부(70)가 닫힌 상태이고 사용하지 않으며, 사용자가 휴대단말기의 안테나를 최적의 방향으로 위치시킬 수 없으므로, 무지향성 또는 전방향성 안테나가 유리하다.

즉, 상기 제어부(60)에 의하여 폴더부(70)가 닫힌 대기모드로 판단되면, 상기 스위치부(30)에 로우 레벨의 제어신호를 인가하므로, 상기 핀다이오드(34)는 고 주파 신호의 전송을 차단하며 따라서, 상기 제2 헬리컬 안테나(20)는 고주파부(50)와의 연결이 차단되고, 제1 헬리컬 안테나(10)만 고주파부(50)에 연결되며, 상기 제1 헬리컬 안테나(10) 하나만 동작하는 경우는 무지향성 또는 전방향성의 복사패턴 또는 방사패턴을 갖는다.

상기 첨부된 도2는, 일 예로, 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)를 폴더부(70)에 구성하는 상태가 도시되어 있으나, 다른 일 예로, 몸체부(80)에 구성할 수도 있고, 바(BAR)형 휴대단말기 또는 슬라이드(SLIDE)형 휴대단말기 등에도 적용할 수 있다.

상기 첨부된 도4는, 상기 제어부(60)의 하이 레벨과 로우레벨 제어신호에 의하여, 상기 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)가 조합되어 지향성 안테나와 무지향성 안테나로 동작하는 상태의 방사패턴 또는 애지무스 패턴(AZIMUTH PATTERN)을 도시한 것이다.

상기 도4를 좀더 상세히 설명하면, 제어부(60)의 제어신호가 로우(LOW)로 출력되어 스위치부(30)에 인가되는 경우, 즉, 제1 헬리컬 안테나(10)가 동작하는 대기모드 경우의 방사패턴은 무지향성의 등방성을 형성하고 있음을 보여주고, 상기 제어부(60)의 제어신호가 하이(HIGH)로 출력되는 통신모드의 경우, 즉, 제1 및 제2 헬리컬 안테나(10,20)가 동시에 동작하는 경우는 방사패턴이 지향성의 타원형을 형성함을 보여주고 있으며, 상기 휴대단말기가 통신모드로 동작하는 경우에, 사용자가 위치한 쪽으로 방사패턴이 작게 형성되어 전자파의 영향이 적음을 보여준다.

이하, 상기 첨부된 도3을 참조하여 본 발명에 의한 휴대단말기 이중안테나 스위칭 방법을 설명한다.

상기 폴더형 휴대단말기의 제어부(60)에 의하여 폴더부(70)가 열린 통신모드로 운용되는지를 판단하는 제1 과정(S10)과;

상기 제1 과정(S10)에서 폴더부(70)가 열린 통신모드로 운용되면, 제1 및 제2 헬리컬 안테나(10,20)와 고주파부(50)를 전기적으로 연결하여 접속되도록 제어하여, 상기 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)에서 동시에 고주파 신호를 방향성 또는 지향성으로 송수신하도록 제어하는 제2 과정(S20)과;

상기 제2 과정(S20) 처리 후와 상기 제1 과정(S10)에서 통신모드로 운용되지 않는 경우에, 상기 제어부(60)는 휴대단말기의 폴더부(70)가 닫힌 대기모드로 운용되는지를 판단하는 제3 과정(S30)과;

상기 제3 과정(S30)에서 판단하여 폴더부(70)가 닫힌 대기모드로 운용되면, 제2 헬리컬 안테나(20)와 고주파부(50)의 접속을 차단하고, 제1 헬리컬 안테나(10)를 이용하여 고주파 신호를 무지향성으로 송수신하고 상기 제1 과정(S10)으로 궤환(FEEDBACK)하는 제4 과정(S40)으로 이루어진 구성이다.

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 폴더형(FOLDER TYPE) 휴대단말기는 사용하지 않는 경우에 폴더부(70)를 닫아(CLOSE) 수신대기 상태로 운용되고, 사용하는 경우는 상기 폴더부(70)를 열어(OPEN) 통신상태로 운용하며, 상기 전자가 대기모드이고 후자는 통신모드이며 상기 제어부(60)에 의하여 감지된다.

상기와 같이 폴더형 휴대단말기의 제어부(60)는 폴더부(70)가 열린 상태로 운용되는 통신모드 인지를 판단하고(S10), 상기 판단에서 통신모드로 운용되는 경우 상기 제어부(60)는 스위치부(30)에 하이 레벨(HIGH LEVEL)의 제어신호를 출력하며, 상기와 같이 출력된 하이 레벨의 제어신호는 스위치부(30)의 핀다이오드(34)에 인가되어 상기 핀다이오드(34)가 고주파 신호를 양방향으로 전송하는 상태가 되므로, 제1 헬리컬 안테나(10)와 제2 헬리컬 안테나(20)가 동시에 접점부(40)를 통하여 고주파부(50)에 연결되어 고주파 신호를 송수신하는 상태로 운용되며, 상기 제1 및 제2 헬리컬 안테나(10,20)는 그 조합에 의하여 지향성 안테나 특성의 방사패턴을 형성한다(S20).

상기 과정(S20) 처리 후, 또는 상기 제1 과정(S10)에서 판단하여 통신모드로 운용되지 않는 경우, 상기 휴대단말기의 제어부(60)는 폴더부(70)가 닫힌 대기모드로 운용되는지를 판단하고(S30), 상기 판단에서 대기모드로 운용되지 않는 경우는 상기 제1 과정(S10)으로 궤환하며, 대기모드로 운용되는 경우는 상기 스위치부(30)에 하이 레벨(HIGH LEVEL)의 제어신호를 출력하여 상기 핀다이오드(34)가 고주파 신호를 전송하지 않는 오프(OFF) 상태로 동작하므로, 상기 제2 헬리컬 안테나(20)는 동작하지 않는 상태가 되고, 상기 제1 헬리컬 안테나(10)에 의하여 고주파 신호를 무지향성 방사패턴의 특성으로 송수신하며(S40), 상기 제1 과정(S10)으로 궤환하여 상기와 같은 과정을 계속 반복한다.

즉, 상기 제어부(60)는, 휴대단말기가 통신모드로 운용되는 경우에 두 개의 안테나를 이용하여 지향성의 방사패턴을 형성하도록 하고, 대기모드로 운용되는 경 우는 하나의 안테나를 이용하여 무지향성의 방사패턴을 형성하도록 하는, 해당 제어신호를 상기 스위치부(30)에 출력한다.

이하, 상기 도5를 참조하여 휴대단말기의 이중안테나 고주파 신호 접점구조를 설명한다.

폴더형 휴대단말기의 몸체부(80)에 고정되고 일체로 구성된 철(凸)부(140)에 텐션(TENSION)을 인가하는 것으로, 상기 몸체부(80)에 구성되는 제1 회로부(310)에 전기적으로 접속되는 동시에 기구적으로 고정되는 제1 고정부(110); 상기 제1 고정부(110)와 일체로 구성되고 텐션(TENSION)을 발생하는 제1 텐션부(120); 상기 제1 텐션부(120)와 일체로 구성되고 고주파(RF) 신호가 전송되는 접점(CONTACT POINT)을 일체로 구비하는 제1 접점부(130); 상기 제1 접점부(130)와 일체로 구성되고 돌출 형성되어 접속되므로 고주파 신호를 전송하는 철(凸)부(140)로 이루어지는 철부단자(100)와,

폴더형 휴대단말기의 폴더부(70)에 고정되고 일체로 구성된 요(凹)부(240)에 텐션(TENSION)을 인가하는 것으로, 상기 폴더부에 구성되는 제2 회로부(320)에 전기적으로 접속되는 동시에 기구적으로 고정되는 제2 고정부(210); 상기 제2 고정부(210)와 일체로 구성되고 텐션(TENSION)을 발생하는 제2 텐션부(220); 상기 제2 텐션부(220)와 일체로 구성되고 고주파(RF) 신호가 전송되는 접점을 일체로 구비하는 제2 접점부(230); 상기 제2 접점부(230)와 일체로 구성되고 요(凹)홈이 형성되어 접속되므로 고주파 신호를 전송하는 요(凹)부(240)로 이루어지는 요부단자(200)로 구성된다.

또한, 상기 철부단자(100)의 제1 텐션부(120)와 상기 요부단자(200)의 제2 텐션부(220)는, 힌지부(300)에 구성되고, 서로의 방향으로 텐션(TENSION)을 발생하는 구조이다.

이하, 상기와 같은 본 발명에 의한 것으로, 휴대단말기의 이중안테나 고주파 접점구조를 상세히 설명한다.

상기 폴더형 휴대단말기를 구성하는 폴더부(70)와 몸체부(80)는 힌지부(300)에 의하여 회전결합상태를 유지하고, 각각 제1 회로부(310)와 제2 회로부(320)를 내장하고 있으며, 상기 각 회로부 사이에 전송되는 신호는 크게 고주파 신호와 각종 제어신호가 있다.

상기 고주파 신호는 주파수가 높아 인접한 회로에 유도잡음을 발생하기 쉽고, 특히 송신되는 고주파 신호는 출력전력이 높아 다른 제어신호에 잡음영향을 발생하므로 제어신호 전송선로와 고주파신호 전송선로를 인접하여 사용하지 않는다.

일반적으로 상기 고주파 신호를 전송하는 선로는 동축케이블(COAXIAL CABLE) 또는 쉴드케이블(SHIELD CABLE)과 해당 커넥터(CONNECTOR)를 사용하므로 많은 면적을 필요로 하고 제조생산 시간이 길어지며, 비용이 비싸지는 등의 문제가 있다.

또한, 상기 폴더형 휴대단말기의 힌지부(300)는 폴더부(70)와 몸체부(80)를 회전결합하는 기구적 기능이므로, 비교적 내부 공간에 여유가 있다.

상기 본 발명의 고주파 신호를 전송하는 접점 구조는, 철부단자(100)와 요부단자(200)로 이루어져 상기 힌지부(300)에 구성되며, 일 예로, 상기 철부단자(100)는 일체로 형성되는 제1 고정부(110)를 통하여 상기 몸체부(80)에 구비되는 제1 회 로부(310)에 전기적으로 접속되는 동시에 기구적으로 견고히 고정되고, 상기 요부단자(200)는 일체로 형성되는 제2 고정부(210)를 통하여 상기 폴더부(70)에 구비되는 제2 회로부(320)에 전기적으로 접속되는 동시에 기구적으로 견고히 고정되는 것으로, 철부단자(100)와 요부단자(200)의 접속 및 고정되는 위치는, 일 예로, 편의상 변경될 수 있다.

상기 철부단자(100)와 요부단자(20)는 기구적으로 회전결합상태를 유지하고, 전기적으로 접속상태를 지속하는 접점구조이며, 회전결합상태 유지를 위하여 각각 철부(140)와 요부(240)가 일체로 구성되어 회전결합하고, 접속상태 유지를 위하여 텐션부를 각각 구성하는 것으로, 상기 철부단자(100)는 제1 텐션부(120)를 일체로 구성하고 상기 요부단자(200)는 제2 텐션부(220)를 일체로 구성한다.

상기 제1 텐션부(120)는 철부(140)를 일체로 구성하기 위하여 제1 접점부(130)가 일체로 형성되고, 상기 제2 텐션부(220)는 요부(240)를 일체로 구성하기 위하여 제2 접점부(230)가 일체로 형성하며, 상기 철부(140)와 요부(240)는 기구적으로 회전결합하는 동시에 전기적으로 접속을 유지하고, 상기와 같은 상태유지를 위하여 상기 제1 텐션부(120)와 제2 텐션부(220)는 각각 상대방의 방향으로 텐션(TENSION)을 발생한다.

상기 철부단자(100)와 요부단자(200)는 이중안테나 스위칭 장치의 접점부(40)를 구성하고, 비용이 저렴하며, 생산시간이 짧고, 제조가 용이한 동시에 힌지부(300)에 장착이 간편하다.

따라서, 상기 본 발명은 휴대단말기의 이중안테나를 스위칭하여 통신모드에 서는 방향성 또는 지향성 안테나로 동작하고 대기모드에서는 무지향성 안테나로 동작하며, 회전결합 상태에서도 다른 제어신호에 영향을 주지 않으면서 고주파 신호를 전송하는 장점이 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명은, 휴대단말기에 내장형 헬리컬 안테나를 이중으로 구성하고 스위칭하므로, 대기모드에서는 무지향성 안테나로 동작하도록 하고 통신모드에서는 지향성 안테나로 동작하도록 하므로 통신 중 인체에 전자파의 영향을 최소로 하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 이중의 헬리컬 안테나를 휴대단말기에 내장하므로 휴대단말기의 외관을 미려하게 구성하여 제품의 신뢰성을 제고하는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 상기 접점구조에 의하여 고주파 신호를 전송하므로, 다른 제어신호에 영향을 주지 않고 통신회로 기능 및 신호에 오류발생을 줄이며 신뢰성을 제고하는 사용상 편리한 효과가 있다.

Claims

폴더형 휴대단말기의 폴더부에 구비되어 고주파 무선신호를 송수신하는 제1 및 제2 헬리컬 안테나와,

상기 제1 헬리컬 안테나와 제2 헬리컬 안테나에 각각 접속하고 해당 제어신호에 의하여 고주파 송수신 신호를 전송하는 스위치부와,

상기 스위치부와 접속하여 무선송수신되는 이동통신 고주파 신호를 처리하는 고주파부와,

상기 폴더형 휴대단말기의 폴더부 열림과 닫힘 동작을 감지하고 상기 스위치부에 해당 제어신호를 인가하며 각 기능부를 제어하고 감시하는 제어부가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치.
제1 항에 있어서,

상기 스위치부와 고주파부 사이에 접속되고 고주파 신호만을 전송하는 접점부가 더 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 헬리컬 안테나는,

상기 폴더형 휴대단말기의 몸체부 이거나 폴더부에 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치.
제1 항에 있어서, 상기 스위치부는,

상기 제1 헬리컬 안테나에 접속되어 직류신호의 전송을 차단하는 제1 캐패시터와,

상기 제1 캐패시터와 접속되고 상기 제어부의 제어신호에 의하여 고주파 신호를 양방향 전송하는 핀다이오드와,

상기 핀다이오드와 상기 제2 헬리컬 안테나 사이에 접속되어 직류신호의 전송을 차단하는 제2 캐패시터와,

상기 핀다이오드와 제2 캐패시터에 접속되고 직류신호를 접지 시키는 쵸크코일이 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치.
제4 항에 있어서, 상기 핀다이오드는,

상기 제어부로부터 해당 제어신호가 인가되면, 고주파 신호를 양방향으로 전송하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 헬리컬 안테나는,

해당 중심 주파수의 1/4 파장에 의한 간격으로 이격되어 고정되는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치.
제6 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 헬리컬 안테나는, 두 안테나가 일직선 연결되는 방향으로 방사패턴이 증가하고, 그 직각방향으로는 방사패턴이 줄어들어 방향성을 나타내는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 장치.
폴더형 휴대단말기의 제어부에 의하여 폴더부가 열린 통신모드로 운용되는지를 판단하는 제1 과정과,

상기 제1 과정의 제어부에 의하여 폴더부가 열린 통신모드 운용으로 판단되면, 제1 및 제2 헬리컬 안테나와 고주파부가 접속되도록 제어하는 제2 과정과,

상기 제2 과정의 제어부에 의하여 폴더부가 닫힌 대기모드로 운용되는지를 판단하는 제3 과정과,

상기 제3 과정의 제어부에 의하여 폴더부가 닫힌 대기모드 운용으로 판단되면, 제2 헬리컬 안테나와 고주파부의 접속을 차단하고 상기 제1 과정으로 궤환하는 제4 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 방법.
제8 항에 있어서, 상기 제2 과정은,

상기 제1 과정의 제어부에 의하여 제1 및 제2 헬리컬 안테나를 동시 이용하여 고주파 신호를 무선 송수신하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 방법.
제8 항에 있어서, 상기 제4 과정은,

상기 제3 과정의 제어부에 의하여 제1 헬리컬 안테나로 고주파 신호를 무선 송수신하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 스위칭 방법.
폴더형 휴대단말기의 몸체부에 고정되고 일체로 구성된 철부에 텐션을 인가하는 철부단자와,

상기 폴더형 휴대단말기의 폴더부에 고정되고 일체로 구성된 요부에 텐션을 인가하는 요부단자가 포함되어 이루어지는 접점구조를 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 고주파 접점구조.
제11 항에 있어서,

상기 철부단자는 폴더부에 고정되고 상기 요부단자는 몸체부에 고정되는 동시에 휴대단말기의 힌지부 안에 구비되어 고주파 신호를 전송하는 접점구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 고주파 접점구조.
제11 항에 있어서, 상기 철부단자는,

상기 휴대단말기 해당 회로부에 전기적으로 접속되고 기구적으로 고정되는 제1 고정부와,

상기 제1 고정부와 일체로 구성되고 텐션을 발생하는 제1 텐션부와,

상기 제1 텐션부와 일체로 구성되고 고주파 신호가 전송되는 접점을 일체로 구비하는 제1 접점부와,

상기 제1 접점부와 일체로 구성되고 돌출되어 접속하므로 고주파 신호를 전송하는 철부 접점구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 고주파 접점구조.
제11 항에 있어서, 상기 요부단자는,

상기 휴대단말기의 해당 회로부에 전기적으로 접속되고 기구적으로 고정되는 제2 고정부와,

상기 제2 고정부와 일체로 구성되고 텐션을 발생하는 제2 텐션부와,

상기 제2 텐션부와 일체로 구성되고 고주파 신호가 전송되는 접점을 일체로 구비하는 제2 접점부와,

상기 제2 접점부와 일체로 구성되고 요홈이 형성되어 접속되므로 고주파 신호를 전송하는 요부 접점구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 고주파 접점구조.
제11 항에 있어서,

상기 철부단자의 제1 텐션부와 상기 요부단자의 제2 텐션부는, 힌지부 안에서 접속하고 서로의 방향으로 텐션을 발생하는 접점구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대단말기의 이중안테나 고주파 접점구조.