KR100698968B1 - 가능한 안테나 지향성 구성 중에서 비균일 선택 패턴을 상태에 따라 제어하기 위해 구성된 휴대형 통신 장치 - Google Patents

Abstract

휴대형 통신 장치는 다양한 다른 안테나 지향성 구성의 형성을 가능케 하는 안테나 구성을 구비한다. 특히, 제어 장치는 통신 장치의 송신 상태와 수신 상태를 구별한다. 이에 기초하여, 지향성 구성 중에서 다양한 비균일 선택 패턴을 달성한다.

Description

가능한 안테나 지향성 구성 중에서 비균일 선택 패턴을 상태에 따라 제어하기 위해 구성된 휴대형 통신 장치{A PORTABLE COMMUNICATION DEVICE ARRANGED FOR STATE-DEPENDENTLY CONTROLLING NON-UNIFORM SELECTION PATTERNS AMONG POSSIBLE ANTENNA DIRECTIVITY CONFIGURATIONS}

본 발명은 청구항 1항의 전제부에 기술된 방법에 관한 것이다.

이러한 휴대형 장치, 특히 이동 전화는 귀에 익은 단어가 되었다. 동작 중에, 이러한 장치는 일반적으로 원격의 기지국과 통신하는데, 상기 기지국의 지리적인 위치는 연역적으로 알 수 없을 것이다. 셀룰러 지상 기지국과 위성에 시스템이 사용되어왔다. 이러한 시스템의 제 1 동작 파라메터는 이동 전화의 위치에서 기지국으로부터의 전자계 강도이다. 제 2 파라메터는 수신된 전자계 벡터의 주된 방향이고, 이는 기지국의 분명한 원점 방향을 나타내는데, 기지국의 원점 방향은 다양한 환경 원인을 통해 실제 원점 방향과 다를 수 있다. 최적 수신은 안테나 수신 감도 패턴에 대해 이러한 방위에 의존한다. 제 3 파라메터는 전화 자체로부터 방사된 전자계 벡터의 기본 축이다. 송신된 신호의 최적 수신은 양방향에서 원점 방향과 기본 축이 서로 일치해야 할 필요가 있고, 또한 최적의 비즈 어 비즈(viz a viz) 안테나 구성을 고려한다. 다른 요구 사항은, 장치에 의해 방사된 복사가, 실제 전 화 동작 도중에 사용자의 머리 또는 다른 해당 부분, 또는 근처의 다른 흡수체 또는 장애물로부터 가능한 밖으로 향해야 하는 점이다. 장치의 방위에 따라, 상기 요건 중 일부가 상충될 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 목적은 특히, 실제 송신 상태 도중에, 상당한 량의 에너지를 물체 또는 장애물을 향해 전달할 수 있는 하나 이상의 동작 모드의 사용을 배제하거나 또는 최소한 지연시키는 것이다. 그러므로, 이제 본 발명의 한 특성에 따라, 본 발명은 청구항 1항의 특징부에서 기술한 바와 같은 것을 특징으로 한다. 비균일 선택 패턴은, 특정 지향성 구성이 특정 상태, 특히 송신 상태에서 금지되는 것을 의미한다. 다른 실현에서 다양한 지향성 패턴이 사용자에게 제안되는 시퀀스가 장치의 상태에 좌우된다. 다른 실현에서 "불량" 패턴이 표준 선택 절차를 파기함으로써 사용자에 의해서만 호출된다. 또 다른 실현은 특정 계수에 의해 감쇄되는 "불량" 패턴을 갖는다. 송신 상태는 주로 실제 통신세션(communication session)에 제한된다. 선택적으로 이러한 세션의 외부에서 장치는, 셀룰러 시스템의 여러 셀을 통과하여 횡단할 때, 기지국의 세트로 하여금 장치의 변화 위치를 추적 가능케 하기 위해, 주기적으로 개략적인 신호를 전달할 수 있다. 수신하는 상태는 이러한 세션의 외부에서만 일반적으로 우세할 수 있거나, 또는 통신 세션 도중에 사용자에 의해 생성된 발성에 기초하여 송신 상태와 교차할 수 있다.

본 발명의 제 2 목적은, 비교적 높은 정도로 초기 요건을 만족시켜야 하는, 장치의 방위에 대해 이루어질 있음직한 변화를 사용자에게 표시하는 것이다. 이러 한 표시는 예컨대 수신된 에너지가 들어오는 방향을 지시함으로써, 장치의 최적 바위를 사용자에게 뚜렷하게 또는 함축적으로 보여줄 것이다.

본 발명은 또한 상기 기능을 만족시키는 이동 전화에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 유리한 특성은 청구범위의 종속항에 기술되었다.
본 발명의 이들 및 추가적인 특성 및 장점은 바람직한 실시예의 개시물과 특히 첨부된 도면을 참조하여 이후에 더 상세하게 논의될 것이다.

도 1은 이동 전화기를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 장치를 도시하는 도면.

도 3a 내지 도 3e는 다양한 안테나 지향성 구성을 도시하는 도면.

도 4a는 장치의 주위의 공간 분할을 도시하는 도면.

도 4b는 사용중 전형적인 전자계 구성을 도시하는 도면.

도 5는 방사 전자계 강도 패턴을 도시하는 도면.

도 6은 내부 장치의 블록도.

도 7은 기본 위상 배열 안테나를 도시하는 도면.

도 1은 본 발명에 따른 이동 전화기로서 실행되는 휴대 통신 장치를 도시한다. 다른 실시예는 노트북 컴퓨터 또는 유사한 컴퓨터 장치가 될 수 있다. 원칙적으로, 이러한 장치는 음성이 아닌 다른 종류의 정보를 전달 가능케 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 장치는 긴 블록체의 일반 형태를 갖고, 스피커(상부), 문자 숫자식 디스플레이, 표준 12키의 키보드, 마이크(하부), 및 두 개의 안테나를 구비한다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 다른 도면이다. 장치는 일반적으로 직사각형 측면의 하우징(20)을 구비하는데, 이러한 직사각형 형태가 제한 사항은 아니다. 다양한 종래의 특성은 외부 안테나(24), LCD 디스플레이(22) 및 3×4 키보드(26) 이다. 간략화를 위해, 본 발명과 관계없는 다른 특성들은 무시된다. 키보드와 마주보는 장치의 측면에는 도시되지 않은 음성 I/O 장치, 특히 적은 스피커와 마이크를 포함하는데, 이들은 사람 머리의 일반적인 형태와 크기에 적합하게 위치하고 구성된다. 동작시에, 사용자는, 장치 내의 해당 요소가 귀와 입에 각각 인접하도록, 이러한 측면을 머리와 접촉시켜 유지시켜야 한다. 사용중이지 않을 때, 장치를 어느 곳에나 둘 수 있지만, 예컨대 노트북 컴퓨터와 같은 경우, 장치는 책상 또는 유사한 표면상에 놓일 것이다. 전화의 경우, 장치는 양복저고리의 호주머니 또는 유사한 곳에 넣어 둘 것이다. 더욱이, 장치의 상부면은 십자가와 같은 구성으로 위치한 4개의 적은 LCD 또는 유사한 소자(28)를 포함한다. 실제 통신 세션 도중에, 각 소자의 점등은, 장치의 본 측면의 평면상에서 투영될 때, 실제 당해 기지국으로부터 수신된 전자계의 명확한 원점 방향을 나타낼 것이다. 점등 장치는, 각 4분면이 30°의 세 개의 동일한 부분으로 분할되도록 이루어진다. 원점이 특정 좌표 방향으로부터 30°이내일 때, 그 방향의 LCD 소자만이 점등할 것이다. 방향이 두 개의 인접 좌표방향으로부터 30°와 60°사이일 때, 관련 양 좌표방향의 LCD 소자가 점등할 것이다. 주로, 안테나 구성은, 상기 투영이 키보드를 포함한 측면의 방향에서 거의 수직일 때 수신이 최적이 되도록 이루어진다. 도면에서 왼쪽/오른쪽 면에 수직인 축 주위에서 회전할 때 품질 변동은 거의 없게 된다. 만약 점등 패턴이 다르게 표시된다면, 사용자는 장치를 회전시킴으로써 수신 품질 또는 가능한 수신 영역을 개선시킬 수 있다.

최적 방위를 나타내기 위해 다른 기술이 사용될 수도 있다. "양호한" 방위로 접근할 때, 잡음 또는 발신음과 같은 전용 음향 표시기가 다른 방법으로 점진적으로 억제되거나 또는 수정될 수 있다. 표시는 일반 음성 채널을 통해 출력될 수 있다. 다른 단순한 특성은 하위의 최적 상태에서는 적색 LED를, 거의 최적 상태에서는 녹색 LED를 점등하는 것이다. 유사하게, 특정 방위의 양호한 정도를 측정하기 위하여, 다수의 녹색 및/또는 적색 LED로 구성된 막대(bar)가 사용될 수 있다.

도 3a 내지 도 3e는, 전자계 파의 특정 주파수 및/또는 위상을 전달하거나 수신하는 두 개의 봉형 안테나를 통해 실현될 다양한 안테나 지향성 구성의 폴라 다이어그램(polar diagram)이다. 각 안테나는 거의 모노폴(monopole)과 같이 동작한다. 특정 지향성 구성은 대칭이든 대칭이 아니든 도면의 일반적인 형태 즉 8자 형태를 갖는다. 다른 구성은 세 개의 돌출부를 갖는데, 두 개의 돌출부는 거의 합쳐지고, 제 3의 돌출부는 상대적으로 적다. 또 다른 구성은 평행 안테나 봉의 수를 늘림으로써 이루어질 수 있는데, 모두가 동일한 출력 진폭을 가질 필요는 없다. 또 다른 부가물은 "배면 측에서"의 수동 차폐인데, 이는 "전면"에서 상대적으로 강한 방사 패턴을 생성한다.

도 4는 장치 주변의 공간 분할을 도시하며, 그 단면이 "상부" 면에서 보았을 때처럼 도시되어있다. 송신 공간은 4개의 세그먼트로 나뉜다. 세그먼트 1은 대략 사용자의 머리 위치와 특정 공차 영역을 포함한다. 바람직하게, 실제 전화 대화 도중과 같이 장치가 사용자의 손에 쥐어져서 머리 근처에 있을 때, 상대적으로 적은 방사 에너지가 본 세그먼트와 관련된 입체각으로 방사되어야하며, 따라서 적은 에너지만이 흡수될 것이다.

따라서 세그먼트 2는 일반적으로 대화 도중에 사용자의 머리로부터 외부를 향하며, 그러므로 기지국을 향해 전파를 방출하기 위한 양호한 입체각을 포함한다. 세그먼트 3 및 4는 중간에 놓이고, 결과적으로 절충부를 나타낸다. 정해진 크기와 방위의 일정한 입체각 내에서 전파가 양호하게 방출되는 방법으로 안테나를 설계하는 것은 공지된 기술이고, 도 3a 내지 도 3e의 패턴은 예시적인 것이다. 다른 대상 또는 물체는 특정 안테나 지향성 구성을 결정하는데 적절할 수 있는데, 예컨대 사용중이지 않을 때 장치가 놓여진 물리적인 책상, 또는 예컨대 장치가 노트북 크기의 컴퓨터 장치에 병합되었을 때 인체의 다른 일부를 들 수 있다.

도 4b는 사용중에 머리 위에서 보았을 때, 전형적인 전자계 구성을 도시하며, 적절한 장치는 블록으로 도시되었고, 지향성 패턴은 대략 도 3d와 일치한다. 이러한 기본적인 패턴으로도, 에너지의 많은 부분이 사람의 머리로부터 밖으로 방사된다.

도 5는 방사 전자계 강도 패턴을 도시한다. 도 1 및 도 2에서와 동일한 측면에서 투영되는 장치(20) 내에 안테나 다리부(34 및 36)와 제어 드라이버(32)가 도시되었다. 두 개의 안테나 다리부에 전달되는 구동 신호 사이의 상대적인 시간 이동을 통해, 또한 될 수 있는 한 적절한 안테나 기하학과의 조합하여 이러한 신호의 특별한 정형화를 통해, 머리로부터 오른쪽 밖으로 수평으로 강한 돌출부, 왼쪽으로 훨씬 약한 돌출부 및 수직 방향에서 여전히 적은 에너지를 갖는 곡선(30)으로 도시된 것과 같은 폴라 패턴(polar pattern)을 방사된 전자계에 첨부하는 것이 가능하다. 기지국에 대한 겉보기(apparent) 방향이 이제 화살표(31)를 따른 것이라면, 기지국에서 전화 신호의 수신은 최적이 될 것이다. 이것은 더 낮은 송신력을 통해 에너지 절감을 유도할 수 있다. 방사된 출력의 다양한 다른 기하학이 마찬가지로 장점을 가질 수 있다.

유사한 방법으로 수신안테나는 특정 방향에서 최적의 감도를 가질 수 있다. 더욱이, 이러한 수신안테나는, 도 2의 소자(28)상에 표시하기 위하여, 실제 장치의 방위에 대해 기지국의 겉보기 위치를 검출할 수 있도록 하는 형태를 가질 수 있다.

도 6은 내부 장치의 블록도이다. 단순화를 위하여, 안테나 구성이 도시되지 않았지만, 도시의 개념적인 관점으로부터 실제 이중의 용도가 될 수 있는 유사한 처리 소자(32)에 연결될 수 있다. 소자(32)는 중앙 처리 소자(38)에 수신된 안테나 신호를 전달하여, 기지국의 상대적인 방위가 계산될 수 있게 된다. 그후 이러한 방위는 도 2에서 LCD 소자(28)를 나타내는 소자(46) 상에 디스플레이될 것이다. 더욱이, 수신된 안테나 신호는 전화기 장치의 내부 관리를 위한 제어 신호와, 스피커(42)에 출력을 위한 발신음 또는 빛과 같은 음성 신호 및 가능한 다른 신호로 변환된다. 또한, 마이크(40)에서 수신된 음성은 단순화를 위해 도시하지 않은 기지국에 전달하기 위해 변조된 안테나 신호로 변환된다. 사용자 입력 키보드는 블록(44)으로 심벌화되었고, 소자(38)에 다른 입력 신호를 제공할 수 있다.

전화기의 상기 구성은 사용자에게 실제 방위를 디스플레이할 수 있고, 전화기 장치의 보다 더 양호한 방위를 함축적으로 제시할 수 있다. 더욱이, 상기 구성은, 사람의 머리에 최소로 흡수 되게, 또는 마이크와 스피커가 장착된 장치의 측면에 실제 향하는 전달 방사 전자계가 최소가 되게 하기 위한 최적 방향에서 출력 송신 에너지를 위치시킬 수 있을 것이다. 다른 최적의 조건은 기지국의 겉보기 방위에 대해 결정될 수 있다. 또한, 실제 호출의 종료 이후 타임-아웃(time-out) 메커니즘은 송신 에너지가 정지하도록, 또한 수신 전자계가 보다 더 균일한 각도의 감도 패턴으로 스위칭되도록 신호를 전달할 수 있다. 실제, 통화의 종료 이후, 사용자는 전화기를 임의의 장소에 둘 수 있는데, 상기 임의의 장소에서 방치의 방위는 상기 조건에 따라 더 이상 제어될 필요가 없고, 상술한 바와 같이 다른 동작 모드를 취할 수 있다.

장치의 다양한 동작 파라메터는, 기지국과 사용자의 머리에 대해 장치를 최적의 방위로 위치시키는 것을 가능케 하는 상기 설비를 통해 개선될 것이다. 전체적인 개선은 대략 10dB이며, 이것은 다음의 특성을 통해 10이라는 계수의 전력이 필요함을 의미한다.

- 지향성 이득 : +6 dB

- 수신기 전자 회로에 대한 더 양호한 안테나 정합 : +1.7 dB

- 출력 증폭기의 더 양호한 효율 : +0.3 dB

- 사용자 인체에 의한 낮은 출력 흡수 : +3 dB

도 7은 기본적인 위상 배열 안테나 구성을 도시한다. 두 개의 안테나(55 및 57)는 제어 장치(52)로부터 에너지를 얻는다. 송신 패턴은 위상 제어 장치(54)에 의해 이들 두 안테나의 상대적인 위상을 통해 적어도 부분적으로 제어될 것이다. 소자(50)는 송신 상태를 검출할 수 있는 검출기이다. 이는 통신 세션의 레벨상에 서, 또한 송신 및 수신 상태가 규칙적으로 교대되는 것을 고려하여 이루어질 수 있다. 선택적으로, 송신은 예컨대 사용자로부터 실제 수신된 음성에 기초하여 그 자체로 검출된다. 제 3의 방법은, 통신 세션 도중에 사용자가 장치에 특정 동작 패턴을 첨부하는 것을 고려하면서, 기계적인 동작의 측정을 통한 것이다.

상술한 관점에서, 첨부된 청구범위에 의해 이후에 한정되는 본 발명의 사상과 범주 내에서 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 점과, 따라서 본 발명이 제공된 예에 한정되지 않는 다는 점은 당업자에 있어서 자명할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 복수의 다른 안테나 지향성 구성을 형성하기 위한 제어 장치에 연결된 안테나 구성을 포함하는 휴대형 통신 장치에 이용된다.

Claims (12)

1. 복수의 다른 안테나 지향성 구성을 형성하기 위한 제어 장치에 연결된 안테나 구성을 포함하는 휴대형 통신 장치에 있어서,

   상기 제어 장치는, 상기 통신 장치의 송신 상태와 수신 상태를 구별하고, 이러한 상태에 기초하여 상기 복수의 안테나 지향성 구성 중에서 다양한 비균일 선택 패턴을 달성하는 검출기 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 휴대형 통신 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 하나 이상의 지향성 구성은 각 선택 패턴 내에서 다른 선호도(preference)를 갖는, 휴대형 통신 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 다른 선호도는 사용자인 사람에 의한 파기에 종속되는, 휴대형 통신 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 송신 상태는, 근처의 물체 내에서 상대적으로 강한 전자계 흡수를 야기할 수 있는 하나 이상의 지향성 구성을 배제하는, 휴대형 통신 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 제어 장치는 실제 통신 세션(communication session) 도중에 배타적으로 동작하는, 휴대형 통신 장치.
7. 제 1항에 있어서, 수신 전자계의 겉보기(apparent) 원점 방향을 측정하는 측정 수단으로서, 상기 원점 방향에 대한 사용자 표시를 나타내기 위한 지시기 수단에 연결된, 측정 수단을 포함하는, 휴대형 통신 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 측정 장치는, 최적 방위로부터 편향에 따라 그 표시된 값이 변화하는 파라메터로 변환시키기 위해 실제 수신 신호 강도를 측정하는, 휴대형 통신 장치.
9. 제 7항에 있어서, 상기 사용자 표시는 음향 또는 시각적이거나 음향과 시각적 모두 사용하는, 휴대형 통신 장치.
10. 제 7항에 있어서, 상기 사용자 표시는 분산되어 위치한 복수의 개별 지시기를 통해 이루어지는, 휴대형 통신 장치.
11. 제 1항에 있어서, 상기 장치 내에서 수신 전자계의 겉보기 원점 방향을 측정하기 위한 측정 수단으로서, 상기 겉보기 원점 방향을 따라 수신 감도 패턴의 주 축을 제어하기 위해 상기 제어 수단에 연결된, 측정 수단을 포함하는, 휴대형 통신 장치.
12. 제 1항에 있어서, 이동 전화기 장치 또는 노트북 컴퓨터 장치로서 실행되는, 휴대형 통신 장치.

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