KR101151761B1 - 외장형 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외장형 안테나 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 이동통신 단말기의 내부에서 발생하여 방송신호에 유입되는 노이즈를 최대한 감소할 수 있어 액티브 성능(실제 환경에서의 수신 성능)을 향상시키며 젠더나 스타일러스 펜 용도로 사용될 수 있도록 범용성을 가지는 외장형 안테나 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, LNA부를 안테나와 함께 외장형 안테나 장치로 구성하여 이동통신 단말기의 내부에서 발생하는 각종 노이즈가 안테나를 통해 수신되는 방송신호에 유입되는 것을 방지하고, 이를 통해 노이즈가 최소화된 방송신호를 증폭시켜 이동통신 단말기에 전달할 수 있어 액티브 성능을 향상시키며, 이동통신 단말기는 노이즈가 최소화된 증폭 신호를 수신하여 신호처리를 수행함으로써 고품질의 방송신호를 출력할 수 있는 효과가 있다.

Description

외장형 안테나 장치{External Antenna Device}

본 발명은 외장형 안테나 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 이동통신 단말기의 내부에서 발생하는 노이즈를 최대한 감소할 수 있어 액티브 성능(실제 환경에서의 수신 성능)을 향상시키며 젠더나 스타일러스 펜 용도로 사용될 수 있도록 범용성을 가지는 외장형 안테나 장치에 관한 것이다.

현재 이동통신 단말기는 T-DMB, DVB-T 등을 포함하는 다양한 무선 멀티미디어 서비스와 네트워크를 통해 연결되어, 이동중에 방송 서비스를 제공받을 수 있다. 상기 이동통신 단말기는 상기 방송 서비스를 제공받기 위하여, 외부로부터 수신된 방송신호를 처리하여 고품질의 영상신호로 제공하는 안테나와 RF부를 구비하고 있다.

즉, 상기 이동통신 단말기의 외부에 상기 안테나가 연결되며, 상기 이동통신 단말기의 내부 기판에 구성되는 상기 RF부를 통해 상기 안테나로부터 수신되는 외부 방송신호를 처리하게 된다.

이때, 상기 RF부는 LNA(low noise amplifier)부를 포함하여 안테나로부터 유입되는 방송신호를 저잡음 증폭하여 이득을 제어하게 되는데, 상기 LNA부는 안테나와 상기 RF부를 연결하는 커넥터 사이에서 발생하는 각종 노이즈가 포함된 방송신호를 수신하여, 그대로 증폭하게 되므로 액티브 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

다시말해, 상기 LNA부는 상기 이동통신 단말기의 내부 케이스를 통해 유기되는 신호에 따른 노이즈, 인체 접촉에 따른 왜곡이나 감쇄에 해당하는 노이즈 및 실제 사용환경에서 이동통신 단말기의 커넥터 인근에서 안테나와의 접촉시 발생하는 노이즈 등과 같은 이동통신 단말기의 내부적인 노이즈를 방송신호와 함께 증폭시켜 이후에 배치된 신호처리 수단에 전달하므로, 신호처리를 통해 실질적으로 출력되는 방송신호의 품질 및 액티브 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 현재 방송 수신용 안테나는 요구되는 길이가 길기 때문에 대부분 외장형 착탈식 안테나를 이용하고 있다.

한편. 이동통신 단말기는 다양한 활용성을 위해서 고유한 인터페이스를 구성하고 있는데, 해당 인터페이스는 복수의 입출력 단자 및 전원으로 구성되어 충전, 이어폰 연결, 제어기 연결, PC 연결 등 다양한 기능을 수용할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 표준 TTA 규격에 따른 충전기와 추가적 기능이 더 부가된 전용 인터페이스를 연결하기 위한 젠더가 사용되며, 최근의 이동통신 단말기는 이러한 젠더를 휴대용으로 이용할 수 있도록 구성하고 있다.

결국 방송수신용 안테나와 젠더를 휴대해야 하기 때문에 상당한 불편함이 발생하고 있다.

따라서, 노이즈를 최소화하여 고품질의 방송 서비스를 제공하기 위한 효율적인 안테나 장치의 구성이 요구되고 있으며, 젠더와 안테나를 통합하여 휴대성을 높이고자 하는 구성도 요구되고 있다.

본 발명은 이동통신 단말기의 내부를 통해 방송신호에 유입되는 각종 노이즈를 최소화하여 신호처리가 용이하게 이루어지도록 함으로써 고품질의 방송신호를 출력할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 이동통신 단말기에 내장형으로 구성되는 안테나 장치의 일부를 외장형으로 구성하여 이동통신 단말기의 내부공간 활용성을 증가시킴과 동시에 외장형으로 구성된 상기 안테나 장치에 구성되는 안테나를 다양한 형태로 적용하여 안테나 장치 역시 크기를 축소시킬 수 있어 휴대성을 증대시키는데 그 목적이 있다.

더하여, 본 발명은 외장형으로 구성되는 상기 안테나 장치와 젠더를 통합 구성할 수 있도록 하여 범용성을 제공함과 동시에, 상기 젠더로 인해 발생하는 성능 저하를 저감할 수 있는 안테나 장치의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이외에도, 본 발명은 젠더와 통합 구성된 안테나 장치에서 젠더 이용을 검출하여 선택적으로 접지 연결을 스위칭할 수 있도록 함으로써 안테나만 이용하는 경우의 성능을 최적화하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 커넥터에 연결하여 신호를 수신하는 외장형 안테나 장치는, 신호를 수신하는 안테나부와, 상기 안테나부에 직접 연결되어 수신신호를 저잡음 증폭하는 LNA부와, 상기 이동통신 단말기의 커넥터에 대응되는 인터페이스 방식으로 상기 LNA부를 통해 증폭된 신호를 상기 커넥터에 전달하고 상기 LNA부에 전원을 공급하는 인터페이스부를 포함한다.

이때, 상기 외장형 안테나 장치는 상기 안테나부, LNA부 및 인터페이스부를 덮는 외부 케이스를 더 포함하고, 상기 안테나부는 다단 안테나로 구성된 로드 안테나이며, 상기 로드 안테나는 상기 외장형 안테나 장치를 구성하는 외부 케이스의 가장자리에 일정 축을 기준으로 상기 외부 케이스의 내측과 외측으로 회동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 로드 안테나부는 상기 외부 케이스의 외측으로 회동하여 스타일러스 펜으로 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이외에도, 상기 안테나부는 헬리컬 안테나인 것을 특징으로 할 수 있다.

더하여, 상기 외장형 안테나 장치는 충전용 표준 규격(TTA 24pin)의 표준 커넥터부를 더 포함하며, 상기 표준 커넥터부의 핀과 상기 인터페이스부의 핀을 도전성 패턴으로 연결하여 젠더로 사용되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 인터페이스부의 핀 중 하나는 상기 표준 커넥터부의 그라운드 핀에 연결될 수 있다.

이외에도, 상기 외장형 안테나 장치는 상기 표준 커넥터부에 연결되는 충전기용 커넥터의 접속여부를 검출하는 검출수단과, 상기 표준 커넥터부의 그라운드 핀과 연결되는 상기 인터페이스부의 핀과 상기 그라운드 핀의 연결을 스위칭하는 스위칭부를 더 포함하며, 상기 스위칭부는 상기 검출수단과 연결되어 상기 접속여부에 대한 검출신호를 근거로 상기 인터페이스부의 핀과 상기 그라운드 핀의 연결을 스위칭하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위칭부는 상기 검출수단의 검출신호를 근거로 상기 충전기용 커넥터가 표준 커넥터부에 접속되는 경우 상기 인터페이스부의 핀과 상기 그라운드 핀을 연결하며, 상기 충전기용 커넥터가 상기 표준 커넥터부에 접속되지 않은 경우 상기 인터페이스부의 핀과 상기 그라운드 핀의 연결을 개방할 수 있다.

본 발명에 따르면, LNA부를 안테나와 함께 외장형 안테나 장치로 구성하여 이동통신 단말기의 내부에서 발생하는 각종 노이즈가 안테나를 통해 수신되는 방송신호에 유입되는 것을 방지하고, 이를 통해 노이즈가 최소화된 방송신호를 증폭시켜 이동통신 단말기에 전달할 수 있어 액티브 성능을 향상시키며, 이동통신 단말기는 노이즈가 최소화된 증폭 신호를 수신하여 신호처리를 수행함으로써 고품질의 방송신호를 출력할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 이동통신 단말기에 내장형으로 구성되는 LNA부를 외장형으로 구성하여 이동통신 단말기의 내부공간 활용성을 증가시킴과 동시에 외장형으로 구성된 안테나 장치에 구성되는 안테나를 다양한 형태로 적용하여 안테나 장치 역시 크기를 축소시킬 수 있어 휴대성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

더하여, 본 발명은 외장형으로 구성되는 상기 안테나 장치와 젠더를 통합 구성할 수 있도록 하여 범용성을 제공함과 동시에, 상기 LNA부를 안테나에 최대한 근접시켜 구성할 수 있으므로 안테나의 수신성능 향상과 동시에 상기 젠더로 인해 발생하는 성능 저하를 저감할 수 있는 효과가 있다.

이외에도, 본 발명은 젠더와 통합 구성된 안테나 장치에서 젠더 이용을 검출하여 선택적으로 접지 연결을 스위칭할 수 있도록 함으로써 안테나만 이용하는 경우의 성능을 최적화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 외장형 안테나 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 외장형 안테나 장치의 구성 실시예를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 외장형 안테나 장치의 스타일러스 펜 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 외장형 안테나 장치의 젠더 구성을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 외장형 안테나 장치의 안테나 기능과 젠더 기능에 대한 스위칭 구성을 도시한 도면.

본 발명은 외장형 안테나 장치를 제공하여 이동통신 단말기의 내부에서 발생하는 노이즈가 안테나를 통해 수신되는 방송신호에 유입되는 것을 방지하여 노이즈가 최소화된 방송신호를 증폭시키도록 하며, 증폭된 방송신호를 이동통신 단말기의 신호처리 수단에 전송하여 신호처리가 용이하게 이루어지도록 하고 고품질의 방송 수신이 이루어지도록 한다. 또한, 본 발명은 안테나로서 동작하는 것 이외에, 젠더 및 스타일러스 펜의 기능을 포함하여 범용성 및 휴대성을 가진 안테나 장치를 제공할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 외장형 안테나 장치(100)의 안테나 구성을 도 1을 통해 상세히 살펴보면, 방송신호를 수신하는 안테나부(110)와, 상기 안테나부(110)가 수신한 방송신호를 저잡음 증폭하는 LNA부(120)와, 상기 이동통신 단말기(200)의 커넥터부(210)에 대응되는 인터페이스 방식으로 상기 LNA부(120)를 통해 증폭된 신호를 상기 커넥터부(210)에 전달하고, 상기 LNA부(120)에 전원을 공급하는 인터페이스부(130)로 구성될 수 있다.

이때, 기존에 상기 이동통신 단말기에 내장형으로 구성되어 있는 상기 LNA부(120)를 안테나부(110)와 더불어 외장형으로 구성함으로써, 상기 안테나부(110)에 상기 LNA부(120)를 밀착하여 연결할 수 있다.

기존 상기 이동통신 단말기의 내장기판에 구성되는 LNA부가 외부 안테나를 연결하기 위한 커넥터부로부터 방송신호를 수신하게 되므로, 방송신호 이외에 상기 커넥터부를 통해 이동통신 단말기의 내부에서 발생하는 각종 노이즈가 유기되어 노이즈와 함께 방송신호가 증폭된다. 따라서, 상기 LNA부가 신호를 증폭하더라도 액티브 성능이 크게 개선되지 않는다.

이를 개선하기 위하여, 본 발명의 LNA부(120)를 안테나부(110)와 함께 외장형으로 구성한 상기 외장형 안테나 장치(100)는 상기 내장형 구성과 달리 도전선을 통해 직접 안테나부(110)와 상기 LNA부(120)가 연결되도록 구성된다.

이를 통해, 상기 LNA부(120)는 기존 내장형 구성의 LNA부가 수신하는 방송신호보다 신호대 잡음비가 크게 개선된 방송신호를 수신하게 되며, 이를 저잡음 증폭하여 안테나의 액티브 성능(실제 환경에서의 수신 성능)을 크게 개선시킬 수 있다. 상기 LNA부(120)를 포함하는 외장형 안테나 장치를 통해 개선되는 액티브 성능 향상은 기존의 LNA 내장 방식에 비해 16dB를 상회한다.

한편, 상기 안테나부(110)는 도 2(a) 내지 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 외장형 안테나 장치(100)의 가장자리에 소정의 축을 기준으로 상기 외장형 안테나 장치(100)를 구성하는 외부 케이스의 내측과 외측으로 회동하는 로드 안테나부(111)로 구성될 수 있다. 일례로, 상기 로드 안테나부(111)는 외부 케이스의 외측으로 회동하여 인출될 경우 T-DMB 또는 DVB-T 대역에 대응하는 안테나 길이를 만족하도록 구성되어 방송신호를 원활히 수신할 수 있다.

또한, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 상기 이동통신 단말기(200)의 커넥터부와 상기 외장형 안테나 장치(100)의 인터페이스부가 상호 연결되어 상기 로드 안테나부(111)를 통해 수신한 신호를 상기 이동통신 단말기(200)에 전달할 수 있다.

이때, 상기 로드 안테나부의 축이 구성된 위치를 도 2(c)에 도시된 바와 같이 안쪽으로 배치할 경우 상기 로드 안테나부(111)의 회동 각도가 크게 벗어나지 않도록 할 수 있으며, 상기 외부 케이스의 외측단(140)에 걸리게 구성할 수도 있다. 이를 통해, 상기 로드 안테나부의 안정감을 제공할 수 있다.

이외에도, 상기 안테나부(110)는 도 2(d)에 도시된 바와 같이 헬리컬 안테나부(112)로 구성될 수도 있으며, 상기 헬리컬 안테나부(112)는 상기 외장형 안테나 장치(100)의 케이스 내부에 구성될 수 있으며 상기 로드 안테나부(111)의 길이방향에 대비하여 안테나 길이를 축소시킬 수 있다. 따라서, 상기 외장형 안테나 장치(100)의 크기를 전체적으로 축소시킬 수 있어 휴대성을 높일 수 있다.

더하여, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 로드 안테나부(111)는 외측으로 회동시켜 상기 로드 안테나부(111)에 구성된 다단 안테나를 인출하지 않고 인입 상태로 사용하는 경우 상기 외장형 안테나 장치를 이동통신 단말기(200)에 대하여 스타일러스 펜의 용도로서 사용될 수 있으며, 상기 도 2(c)의 케이스 외측단(140)에 걸리도록 구성되어 스타일러스 펜 사용시 안정감을 제공할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 외장형 안테나 장치는 안테나 기능 이외에 젠더 기능을 더 포함하여 구성함으로써 범용성을 높일 수 있다.

이를 도 4를 통해 상세히 살펴보면, 상기 외장형 안테나 장치는 상기 인터페이스부(130) 이외에 TTA 표준에 따른 충전기용 커넥터(300)가 접속될 수 있는 표준 커넥터부(160)를 더 포함하고, 상기 표준 커넥터부(160)의 핀과 상기 인터페이스부(130)의 핀을 도전성 패턴으로 연결하여 젠더로서 구성할 수 있다. 이때, 상기 인터페이스부(130)는 TTA 표준에 따른 20pin, 18pin 또는 마이크로 USB 등 기타 여러가지 인터페이스가 적용될 수 있다.

이와 같은 상기 외장형 안테나 장치의 젠더 구성에 따라 상기 인터페이스부(130)의 핀 중 하나(131)가 상기 표준 커넥터부(160)의 그라운드 핀과 상기 도전성 패턴을 통해 연결되는데, 이때 상기 안테나부(110)의 인접부분에 구성된 젠더의 전원용 접지로 인해 안테나부(110)에 구성된 방사체의 방사 성능, 즉 수신성능에 악영향을 주게 된다.

따라서, 가능한 안테나부(110)에 젠더용 접지에 의한 영향을 줄이기 위해서 안테나부(110) 하단에 LNA부(120)를 근접 배치하도록 하여 수신신호를 잡음없이 증폭시켜 전달하도록 함으로써 인접 접지 구성에 의한 영향을 최소화하도록 구성한다.

더하여, 도 5는 상기 표준 커넥터부(160)와 상기 인터페이스부(130)를 연결하는 도전성 패턴이 형성된 상기 외장형 안테나 장치의 기판(180)을 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이 상기 외장형 안테나 장치(100)는 기판(180)상에 상기 인터페이스부(130)의 핀 중 하나와 상기 표준커넥터부(160)에 포함된 그라운드 핀의 연결을 스위칭하는 스위칭부(170)와 상기 표준 커넥터부(160)와 상기 충전기용 커넥터(300)의 연결여부를 검출하는 검출수단(161)을 부가 구성할 수 있으며, 상기 스위칭부(170)는 상기 검출수단(161)과 연결된다.

즉, 상기 스위칭부(170)는 상기 충전기용 커넥터(300)의 연결여부에 대한 신호를 상기 검출수단(161)으로부터 입력받아 상기 인터페이스부(130)의 핀과 표준 커넥터부(160)의 그라운드 핀과의 연결을 스위칭할 수 있다.

다시말해, 상기 스위칭부(170)는 상기 충전기용 커넥터(300)가 상기 표준 커넥터부(160)에 연결되지 않은 경우 상술한 바와 같이 상기 외장형 안테나 장치(100)의 안테나부의 수신성능을 향상시키기 위해 젠더의 접지를 차단하도록 상기 인터페이스부(130)의 핀과 상기 표준 커넥터부(160)의 그라운드핀과의 연결을 개방한다.

또한, 상기 검출수단(161)이 상기 충전기용 커넥터(300)와 상기 표준 커넥터부(160)의 연결을 검출하는 경우 이에 대응하는 검출신호를 상기 스위칭부(170)에 전송하고, 상기 스위칭부(170)는 상기 검출신호를 수신하는 경우 상기 인터페이스부(130)의 핀 중 하나와 상기 표준 커넥터부(160)에 포함된 그라운드 핀을 연결하여, 상기 외장형 안테나 장치(100)가 젠더로서 동작할 수 있도록 한다.

이를 통해, 젠더에 접지가 연결되는 것을 선택하여 젠더 미사용시 안테나 인접 부분에 접지가 존재하지 않는 상태가 되도록 함으로써 수신성능을 높일 수 있게 된다.

100: 외장형 안테나 장치 110: 안테나부
111: 로드 안테나부 112: 헬리컬 안테나부
120: LNA부 130: 인터페이스부
131: 인터페이스부의 핀 140: 케이스의 외측단
160: 표준 커넥터부 161: 검출수단
170: 스위칭부 180: 기판
200: 이동통신 단말기 210: 커넥터부
300: 충전기용 커넥터

Claims (8)

1. 이동통신 단말기의 커넥터에 연결하여 신호를 수신하는 외장형 안테나 장치에 있어서,
   신호를 수신하는 안테나부;
   상기 안테나부에 직접 연결되어 수신신호를 저잡음 증폭하는 LNA부; 및
   상기 이동통신 단말기의 커넥터에 대응되는 인터페이스 방식으로 상기 LNA부를 통해 증폭된 신호를 상기 커넥터에 전달하고 상기 LNA부에 전원을 공급하는 인터페이스부를 포함하되,
   충전용 표준 규격(TTA 24pin)의 표준 커넥터부를 더 포함하며,
   상기 표준 커넥터부의 핀과 상기 인터페이스부의 핀을 도전성 패턴으로 연결하여 젠더로 사용되고,
   상기 표준 커넥터부에 연결되는 충전기용 커넥터의 접속여부를 검출하는 검출수단; 및
   상기 표준 커넥터부의 그라운드 핀과 연결되는 상기 인터페이스부의 핀과 상기 그라운드 핀의 연결을 스위칭하는 스위칭부를 더 포함하며,
   상기 스위칭부는 상기 검출수단과 연결되어 상기 접속여부에 대한 검출신호를 근거로 상기 인터페이스부의 핀과 상기 그라운드 핀의 연결을 스위칭하는 것을 특징으로 하는 외장형 안테나 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 안테나부, LNA부 및 인터페이스부를 덮는 외부 케이스를 더 포함하고,
   상기 안테나부는 다단 안테나로 구성된 로드 안테나이며,
   상기 로드 안테나는 상기 외장형 안테나 장치를 구성하는 외부 케이스의 가장자리에 일정 축을 기준으로 상기 외부 케이스의 내측과 외측으로 회동하는 것을 특징으로 하는 외장형 안테나 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 로드 안테나는 상기 외부 케이스의 외측으로 회동하여 스타일러스 펜으로 사용되는 것을 특징으로 하는 외장형 안테나 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 안테나부는 헬리컬 안테나인 것을 특징으로 하는 외장형 안테나 장치.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 인터페이스부의 핀 중 하나는 상기 표준 커넥터부의 그라운드 핀에 연결되는 것을 특징으로 하는 외장형 안테나 장치.
   
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 스위칭부는 상기 검출수단의 검출신호를 근거로 상기 충전기용 커넥터가 표준 커넥터부에 접속되는 경우 상기 인터페이스부의 핀과 상기 그라운드 핀을 연결하며, 상기 충전기용 커넥터가 상기 표준 커넥터부에 접속되지 않은 경우 상기 인터페이스부의 핀과 상기 그라운드 핀의 연결을 개방하는 것을 특징으로 하는 외장형 안테나 장치.
   
   
   

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