KR101636682B1 - 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기 - Google Patents

Abstract

본체; 상기 본체에 연결된 안테나; 및 상기 본체의 상부에 설치되며, 설치된 형상이 상면(Top View)에서 볼 때 포물선 형상인 반사판;을 포함하는 와이파이 공유기가 개시된다.
와이파이 공유기에 따르면, 안테나의 전파 방사 패턴을 반사판에 의해 조절하는 것에 의해 비효율적으로 낭비되는 전파, 전력을 줄이고 전파 방사의 효율성을 높일 수 있다.

Description

방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기{WIFI ROUTER HAVING THE FUNCTION FOR CONTROLLING RADIATION PATTERN}

본 발명은 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사판을 구비하여 전파의 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기에 관한 것이다.

최근에는 대부분의 가정에 와이파이 공유기를 구비하고 있다. 국내에서 고속 인터넷의 보급률이 세계 최고를 달리고 있고, 무선 인터넷 전화기의 보급이 매우 확산 되어 있으며, 인터넷을 설치하면 인터넷 통신사에서는 기본으로 인터넷 와이파이 공유기를 제공한다. 그런데 이 와이파이 공유기의 안테나는 대부분의 제품이 러버덕 안테나(Rubber Ducky Antenna)를 사용하며, 내부적으로 다이폴 안테나(Dipole Antenna)를 사용한다.

도 1은 가정 내 설치된 다이폴 안테나의 방사 패턴의 예시도이다.

도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 다이폴 안테나의 방사 패턴은 안테나를 수직으로 세웠을 경우 도넛 모양으로 수평으로 퍼져나가는 형태를 지닌다. 즉, 360도로 전파가 동일하게 퍼져나가는 형태를 가진다. 그런데 대부분의 가정에서는 인터넷 공유기를 인터넷 케이블을 꼽을 수 있는 거실의 벽이나, PC를 설치한 방의 구석 부분에 와이파이 공유기를 설치하는 것이 보편적이다. 와이파이 공유기의 안테나 성능을 최대로 끌어내기 위해서 집안의 가운데에 설치하는 가정은 거의 없다. 이러한 이유로 와이파이 공유기의 안테나의 무선 전력의 반 이상을 집이 아닌 집 밖으로 내보내는 형태가 된다. 그리고 2GHz대역의 주파수는 시멘트를 잘 통과하지 못한다. 비효율적인 등방형 전파 방사 패턴으로 인해 가정에서 전파의 세기가 약해서 수신이 잘 되지 않은 영역이 발생한다.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 안테나의 전파 방사 패턴을 반사판에 의해 조절하는 것에 의해 비효율적으로 낭비되는 전파 전력을 줄이고, 전파 방사의 효율성을 높일 수 있는 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 와이파이 공유기는, 본체; 상기 본체에 연결된 안테나; 및 상기 본체의 상부에 설치되며, 설치된 형상이 상면(Top View)에서 볼 때 포물선 형상인 반사판;을 포함한다. 상기 반사판은, 상면에서 볼 때 다각형인 다각형 기둥 또는 상면에서 볼 때 원형인 원기둥 구조체의 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 안테나는, 상기 포물선 형상의 초점 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구조체는, 전등의 갓인 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 구조체의 내부에 전구가 위치하는 것이 바람직하다.

상기 전구는, 상기 본체의 조작에 의해 전원이 온 또는 오프될 수 있다. 아울러, 이동단말기에 설치된 애플리케이션을 이용하여, 상기 본체를 조작하여 상기 전구의 전원을 온 또는 오프할 수도 있다.

바람직하게는 상기 안테나는, 상기 전구를 지지하는 지지부의 적어도 일부를 구성하거나, 상기 전구를 지지하는 지지부의 내부에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사판은, 금속 재질로 이루어진 망 형상인 것이 바람직하다.

본 발명의 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기에 따르면, 안테나의 전파 방사 패턴을 반사판에 의해 조절하는 것에 의해 비효율적으로 낭비되는 전파 전력을 줄이고 전파 방사의 효율성을 높일 수 있다.

도 1은 가정 내 설치된 다이폴 안테나의 방사 패턴의 예시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기의 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기의 상면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 와이파이 공유기에 의한 방사 패턴의 예시도.
도 6은 스위치드 빔 어레이 방식에 의한 방사 패턴의 예시도.
도 7은 다이나믹컬리 페이즈드 어레이 방식에 의한 방사 패턴의 예시도.
도 8은 어댑티브 어레이 방식에 의한 방사 패턴의 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 하기의 실시예들은 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.

도 2 내지 도 4는 각각, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기(100)의 사시도, 단면도 및 상면도를 나타낸다.

도 2 내지 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기(100)는, 본체(10), 안테나(20), 반사판(30), 기둥형 구조체(40), 전구(50) 및 전구 지지부(60)를 포함한다.

본체(10)와 안테나(20)는 연결될 필요가 있고, 반사판(30)은 본체(10) 상부의 홈 형상의 고정부(미도시)를 구비하여 본체(10)에 장착될 수 있을 것이다.

반사판(30)은, 본체(10)의 상부에 설치되며, 설치된 형상이 상면(Top View)에서 볼 때 포물선 형상인 것이 바람직하다. 아울러, 반사판(30)은, 기둥형 구조체(40)의 내부에 설치되며, 금속 재질로 이루어진 망 형상인 것이 바람직하다. 또한, 반사판(30)은 본체(10)의 상부에 설치되지 않은 상태, 즉 그 개체의 형상은 사각형의 평면 형상인 것을 특징으로 한다.

반사판(30)은 ¼f×ｘ² 형태의 포물선 형상이며, 여기서 f는 초점(focus)을 의미한다. 이 초점 위치에 안테나(20)가 오는 형태이며, 이는 전파를 안테나(20) 방향으로 모아주는 역할을 하며 이는 안테나(20)의 효율을 높여준다. 반사판(30)은 와이파이 공유기(100)의 주파수가 ISM 밴드이며 이때의 파장은 약 12.5cm 이다. 이때 약 ⅛ 파장보다 작은 간격의 금속망에서는 전파를 반사한다. 이를 이용하여, 약 간격이 1.5cm 이하의 구리망 등을 이용하여 반사판(30)을 제작할 수 있다. 전등의 특성상 빛을 밖으로 내보내야 하므로 망 구조의 반사판(30)을 이용한다. 반사판(30)을 설치할 때는 포물선의 초점 위치에 안테나(20)가 위치하도록 설치가 되어야 한다.

기둥형 구조체(40)는, 상면에서 볼 때 다각형인 다각형 기둥 또는 상면에서 볼 때 밑면이 원형인 원기둥의 형상일 수 있다. 본 발명의 기둥형 구조체(40)는 전등의 갓으로 사용될 수 있다.

즉, 기둥형 구조체(40)의 내부에 전구(50)가 위치하는 것에 의해, 본 발명의 와이파이 공유기(100)는 전등과 하나의 장치로 구현될 수 있음을 알 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 와이파이 공유기(100)는 전등 겸용인 것을 알 수 있다.

구체적으로 설명하자면, 본 발명의 와이파이 공유기(100)는 인테리어적으로 무난한 스탠드형의 전등의 형태로, 본체(10), 안테나(20) 및 반사판(30)을 구비하여 전등과 와이파이 공유기(100)가 일체형이 되도록 한다. 여기서 전등의 몸체에 해당하는 전구 지지부(60) 및 및 전등갓에 해당하는 기둥형 구조체(40)는 안테나(20)에서 나오는 전파의 감쇄에 영향을 크게 미치지 않는 플라스틱류나 종이류의 재질로 만드는 것이 바람직할 것이다.

전구(50)의 하부로 전원선이 구비되며, 이 전원선은 110V 또는 220V를 직접 받아들이고, 전원선의 전압은 전등의 하부에서 본체(10)에서 사용될 5V의 전원과 전구(50)에서 사용할 전원으로 나누어진다. 그리고, 내부적으로는 본체(10)에서 릴레이를 이용하여 전구(50)의 전원을 온/오프할 수 있는 회로가 구성되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 전구(50)는 본체(10)의 조작에 의해 전원이 온 또는 오프될 수 있다.

구체적으로 본체(10)에는 전구(50)를 켜고 끌 수 있는 릴레이 스위치가 구비되는 것이 바람직하다.

아울러, 스마트폰 등의 이동단말기의 애플리케이션을 이용하여, 이 애플리케이션에 와이파이 공유기(100)의 IP 주소(Address)를 입력하면 이 애플리케이션을 이용하여 전등을 온/오프할 수 있다. 애플리케이션을 이용할 경우 저녁에 잠을 자기 전에 누워서 전등을 온/오프하거나 꺼지는 시간을 예약할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따르면 이동단말기에 설치된 애플리케이션을 이용하여, 본체(10)를 조작하여 전구(50)의 전원을 온 또는 오프할 수도 있다.

또한 안테나(20)는, 전구(50)를 지지하는 전구 지지부(60)의 적어도 일부를 구성하거나, 전구(50)를 지지하는 지지부(60)의 내부에 위치하는 것이 바람직하다.

와이파이 공유기(100)의 안테나(20)는 전구(50)의 아랫부분에 위치하며 전구(50)를 고정하는 이 부분은 역시 재질이 전파가 잘 통하는 플라스틱 재질을 이용할 수 있다. 따라서 외부적으로는 와이파이 공유기(100)의 형태가 드러나지 않을 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 와이파이 공유기(100)에 의한 방사 패턴의 예시도이다.

도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면 와이파이 공유기(100)의 안테나(20)는 전등갓, 즉 기둥형 구조체(40) 안에 있는 반사판(30)을 이용하여 안테나(20)의 전파 빔의 방사 패턴을 하나의 방향으로 모아줄 수 있게 된다. 만약 집의 중앙 부분에 와이파이 공유기(100)를 놓게 되어 이 반사판(30)이 필요가 없을 때에는 반사판(30)을 분리할 수도 있다.

안테나의 빔 패턴 변환 방식으로는 에레이 어답티드 안테나(Array Adopted Antenna)가 있으며, 구체적으로 어레이 어답티드 안테나는 스위치드 빔 어레이(Switched Beam Array) 방식과 어댑티브 어레이 안테나(Adaptive Array Antenna) 방식의 두 가지 방식으로 크게 나뉜다.

도 6은 스위치드 빔 어레이 방식에 의한 방사 패턴의 예시도이다.

도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 스위치드 빔 어레이 방식은 빔 폭이 좁은 여러 개의 안테나를 360도 방향으로 배치한 다음 사용자의 방향의 안테나만 전파의 세기를 이용하여 찾아낸 다음 그 방향의 안테나만 사용하는 것이다.

그리고 어댑티브 어레이 안테나에는, 다이나믹컬리 페이즈드 어레이(Dynamically Phased Array) 방식과 어댑티브 어레이(Adaptive Array) 방식이 있다.

도 7은 다이나믹컬리 페이즈드 어레이 방식에 의한 방사 패턴의 예시도이다.

다이나믹컬리 페이즈드 어레이 방식은, 어레이 안테나를 이용하여 어레이 안테나의 빔 로브(Beam Lobe)의 형태를 다양하게 조절 가능한 기술을 이용하여 전파의 수신전력이 가장 센 부분을 계속적으로 추적을 하며 한 방향으로 전파를 사용하는 방식이다.

도 8은 어댑티브 어레이 방식에 의한 방사 패턴의 예시도이다.

어댑티브 어레이 방식은, 다이나믹컬리 페이즈드 어레이 방식와 근본적으로 같으나, 여러 명의 사용자와 간섭의 현상이 최소화 되도록 하는 알고리즘을 적용한 방식을 의미한다. 이러한 방식의 단점으로는 송신기의 복잡성이 커지며 각 사용자 마다의 위치 정보를 가지고 계속적인 추적이 이루어지는 리소스의 부하가 생기며, 같은 방향에 있는 사용자에게는 큰 효과가 없는 방식이며, 가장 큰 문제점으로는 안테나의 사이즈가 커지는 단점이 있다.

본 발명에서 사용하는 방식은 기존의 가장 싸고 보편화 되어 있는 다이폴 안테나(Dipole Antenna)를 이용하되, 안테나의 빔 패턴을 파라볼릭 안테나(Parabolic Antenna)에서 사용하는 반사판(Reflector)을 단순화하여 사용한다. 이에 따라 기존의 집 바깥으로 낭비되던 RF 전력을 중앙 집중식으로 효율적으로 사용 가능하다. 본 발명은 시대의 변화로 디자인의 중요성이 부각되고 있으며, 이를 반영한 디지털 기기로써의 둔탁한 디자인이 아닌 인테리어적인 요구와 기능적인 면을 동시에 갖춘 융합형 기기가 추세인 시대적인 요구에 부응한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 방사 패턴을 조절할 수 있는 와이파이 공유기(100)에 따르면, 안테나(20)의 전파 방사 패턴을 반사판(30)에 의해 조절하는 것에 의해 비효율적으로 낭비되는 전파의 전력을 줄이고 전파 방사의 효율성을 높일 수 있음을 알 수 있다.

100 : 와이파이 공유기
10 : 본체 20 : 안테나
30 : 반사판 40 : 기둥형 구조체
50 : 전구 60 : 전구 지지부

Claims (9)

1. 와이파이 공유기에 있어서,
   본체;
   상기 본체에 연결된 안테나; 및
   상기 본체의 상부에 설치되며, 설치된 형상이 상면(Top View)에서 볼 때 포물선 형상인 반사판;을 포함하되,
   상기 반사판은, 상면에서 볼 때 다각형인 다각형 기둥 또는 상면에서 볼 때 원형인 원기둥의 구조체의 내부에 설치되고,
   상기 구조체의 내부에 전구가 위치하고,
   상기 안테나는, 상기 포물선 형상의 초점 위치에 설치되고, 상기 전구를 지지하는 지지부의 적어도 일부를 구성하거나, 상기 전구를 지지하는 지지부의 내부에 위치하고,
   상기 구조체는, 상기 전구의 갓이고,
   상기 반사판은, 금속 재질로 이루어진 1.5cm 이하 간격의 망 형상인 것을 특징으로 하는 와이파이 공유기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 전구는,
   상기 본체의 조작에 의해 전원이 온 또는 오프되는 것을 특징으로 하는 와이파이 공유기.
7. 제1항에 있어서,
   이동단말기에 설치된 애플리케이션을 이용하여, 상기 본체를 조작하여 상기 전구의 전원을 온 또는 오프할 수 있는 것을 특징으로 하는 와이파이 공유기.
8. 삭제
9. 삭제

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