KR101801185B1 - 이동통신 단말기 - Google Patents

Abstract

충전패드로부터 유도기전력에 의해 배터리에 전원을 공급받는 이동통신 단말기에 있어서, 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치되었는지 여부를 감지할 수 있게 구성된 감지부; 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치되지 않은 일반 사용모드에서, 동작할 수 있게 구성된 제1 안테나; 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치된 충전모드에서, 동작할 수 있게 구성된 제2 안테나;및 상기 감지부의 감지결과에 따라, 상기 제1 또는 제2 안테나가 선택적으로 동작하도록 스위칭 동작을 수행하는 스위치부;를 포함하여, 무선 충전 시에 안테나를 스위칭 동작에 의해 선택적으로 동작시킴으로써, 전파의 송신 및 수신 성능을 무선 충전시에도 일정하게 유지할 수 있다.

Description

이동통신 단말기{MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

본 발명은 무선 충전 중에 전파의 송신 및 수신 성능을 개선시킬 수 있는 이동통신 단말기에 관한 것이다.

이동통신 단말기는 다양한 기능을 수행할 수 있도록 구성될 수 있다. 그러한 다양한 기능들의 예로 데이터 및 음성통신 기능, 카메라를 통해 사진이나 동영상을 촬영하는 기능, 음성 저장 기능, 스피커 시스템을 통한 음악 파일의 재생 기능, 이미지나 비디오의 디스플레이 기능 등이 있다. 일부 이동 단말기는 게임을 실행할 수 있는 추가적 기능을 포함하고, 다른 일부 이동 단말기는 멀티미디어 기기로서 구현되기도 한다. 더욱이 최근의 이동 단말기는 방송이나 멀티캐스트(multicast) 신호를 수신하여 비디오나 텔레비전 프로그램을 시청할 수 있다.

최근 이동 단말기를 통해 방송이나 멀티캐스트(multicast) 신호를 수신하여 비디오나 텔레비전 프로그램을 시청할 수 있게 됨에 따라 보다 대용량의 배터리 사용이 요구되고 있다. 하지만 지속적인 연구에도 불구하고 아직까지 만족할 정도의 용량을 갖는 배터리가 개발되지 않고 있다. 그 결과, 배터리 잔량을 근거로 충전시기 및 충전 방법을 적절히 판단하여 충전동작을 수행하지 않는다면 이동 단말기를 통하여 상기 비디오나 텔레비전 프로그램을 시청하지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 따라서 간편하게 배터리를 충전할 수 있는 다양한 충전장치 및 관련 방법들이 개발되고 있다.

일반적으로 배터리를 충전하기 위해서는 일반 전원과 연결되어 이동 단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급하기 위한 충전유닛(또는 충전모체, 충전장치)이 필요하다. 상기 충전 유닛과 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉단자가 구성되어 있어, 두 접촉단자를 서로 접속시켜 선택적으로 배터리를 충전할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기 충전 유닛과 배터리에 접촉단자를 구비하면 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 습기에 노출되어 충전에너지가 소실되거나 접촉불량에 의해 충전동작이 원활하게 이루어지지 않는 경우가 발생한다. 따라서, 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 충전유닛과 배터리(또는 충전지)에 각각 접촉단자를 구성하지 않고 무선(또는 비접촉식)으로 충전할 수 있는 방법이 개발되었으며, 일부 응용분야에서 이용되고 있다.

종래의 무선(또는 비접점) 충전방식의 일 예로서 유도결합에 의한 무선 충전방식, 용량결합에 의한 무선 충전방식 및 전파를 이용하여 충전을 수행하는 무선방식 등이 있다.

도1은 종래의 충전패드에 한 대 이상의 이동 단말기가 수용된 형상을 나타낸 개념도이다.

도1A는 한 대의 이동통신 단말기(11)를 무선 충전할 수 있는 단일 무선 패드(21: Single wirelss pad)로, 상기 패드는 1개의 코일과 1개의 제어 기판으로 구성된다. 도1B는 복수의 이동통신 단말기(12)를 무선 충전할 수 있는 다중 무선 패드(22:Multi wireless pad)로, 상기 패드는 복수의 코일과 1개 또는 복수의 제어 기판으로 구성된다. 도1C는 이동통신 단말기(13)를 공진 무선 패드(23: Resonance wireless pad)로, 상기 패드는 1개의 루프 안테나(loop antenna)와 1개의 제어기판으로 구성된다.

그런데, 이러한 무선 충전방식으로 인하여 이동통신 단말기 하단의 안테나와 충전패드(pad)의 코일 또는 제어기판의 금속 성분과의 접촉에 의하여 안테나의 특성이 변화하고, 이는 총 방사전력 (TRP: Total Radiated Power) 및 총 무지향 민감도 (TIS: Total Istropic Sensitvity)의 열화를 가져와 전파의 수신 감도 저하를 수반하였다. 이러한 전파의 수신 감도 저하로 인하여 통신 서비스의 성능 저하가 수반되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선 충전 중 패드의 금속 성분과의 접촉으로 인한 전파의 송신 및 수신 성능의 저하를 방지하고, 안테나의 성능을 최적화하기 위한 충전 중 안테나 동작 모드를 지원하는 안테나의 구조 및 스위치 회로를 구현하는데에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명과 관련된 이동통신 단말기는, 충전패드로부터 유도기전력에 의해 배터리에 전원을 공급받는데, 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치되었는지 여부를 감지할 수 있게 구성된 감지부; 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치되지 않은 일반 사용모드에서, 동작할 수 있게 구성된 제1 안테나; 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치된 충전모드에서, 동작할 수 있게 구성된 제2 안테나;및 상기 감지부의 감지결과에 따라, 상기 제1 또는 제2 안테나가 선택적으로 동작하도록 스위칭 동작을 수행하는 스위치부;를 포함한다.

상기 이동통신 단말기는 상기 유도기전력에 의한 교류 전압을 직류 전압으로 정류하고, 상기 직류 전압을 표준 전압으로 변환하는 정류부를 더 포함할 수 있다.

상기 감지부는 상기 유도기전력에 의한 교류 전압을 정류한 직류 전압을 감지하여, 상기 단말기가 상기 충전패드 위에 배치되었는지를 감지할 수 있게 구성될 수 있다.

상기 제1 안테나 및 제2 안테나는, 제1 주파수 대역; 및 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역에서 동작할 수 있게 구성될 수 있다.

상기 제2 안테나는, 상기 충전모드에서, 공진주파수가 저주파 대역으로 천이되는 것을 보상하기 위하여 상기 제1 안테나보다 작은 물리적 길이를 갖도록 구성될 수 있다.

상기 제2 안테나는 상기 일반 사용모드에서, 상기 공진주파수가 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 중심 주파수보다 높은 주파수 대역에서 형성되고, 상기 충전모드에서, 상기 공진 주파수가 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 중심 주파수 부근에서 형성되도록, 상기 제1 안테나보다 크기를 더 작게 할 수 있게 구성될 수 있다.

상기 제2 안테나는 상기 단말기 내에 배치되며, 상기 충전모드에서 전자기 신호를 방사하는 방사체;및 상기 충전패드 내에 배치되며, 상기 방사체와 전자기적 결합에 의해 상기 방사체와 일체로서 안테나로 동작할 수 있게 구성된 기생소자;를 포함하되, 상기 방사체는 상기 기생소자와 결합되지 않은 경우보다 물리적 길이를 더 작게 할 수 있게 구성될 수 있다.

상기 제1 안테나 또는 제2 안테나는 상기 단말기 내부의 접지면과 단락될 수 있다.

상기 제1 안테나 또는 제2 안테나는,평면형 역F안테나(PIFA) 또는 모노폴 안테나일 수 있다.

상기 스위치부는 상기 제1 안테나에 연결된 제1 스위치; 상기 제2 안테나에 연결된 제2 스위치;및 상기 일반 사용모드 또는 상기 충전모드에서, 상기 제1 및 제2 안테나가 선택적으로 동작하도록, 상기 제1 및 제2스위치를 상보적으로 온 또는 오프 제어하는 인버터를 포함할 수 있다.

상기 충전패드 내부에는 제1 코일이 배치되고, 상기 단말기 내부에 배치되어, 상기 제1 코일과 전자기적 결합되는 제2 코일에 의해 상기 유도기전력이 형성될 수 있다.

상기 정류부는 배터리의 충전상태를 감지하여 상기 감지 결과를 기저대역부에 보고할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 의하면, 무선 충전 시에 안테나를 스위칭 동작에 의해 선택적으로 동작시킴으로써, 전파의 송신 및 수신 성능을 무선 충전시에도 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 안테나의 성능을 복수의 모드에서 최적화하는 것이 가능하므로, 통신 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 무선 충전패드에 한 대 이상의 이동 단말기가 수용된 형상을 나타낸 개념도이고,
도 2는 본 발명과 관련된 이동통신 단말기의 블록 구성도이고,
도 3은 본 발명과 관련된 이동통신 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이고,
도 4는 도 2에 도시된 이동통신 단말기의 후면 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 이동통신 주파수 대역과, 이동통신 단말기의 충전패드 위의 배치 여부에 따른 전압 정재파비 특성을 나타낸 결과도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기의 기능별 블록도이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기가 무선 충전패드에 수용된 경우의 회로도이다.

이하, 본 발명과 관련된 이동통신 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다.

본 명세서에서 설명되는 이동통신 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등과 같은 이동통신 단말기와, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기가 있다. 이하의 설명에서는 상기 단말기가 이동통신 단말기인 것으로 가정하고 설명한다. 그러나, 이하의 설명에 따른 구성은 이동통신 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명과 관련된 이동통신 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.

이동통신 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리부(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1은 다양한 구성요소를 가지고 있는 이동통신 단말기를 나타내고 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 이동통신 단말기가 구현될 수도 있고, 그 보다 적은 구성요소에 의해서도 이동통신 단말기가 구현될 수 있다.

이하 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동통신 단말기(100)와 다른 무선 통신 시스템 사이의 무선 통신 또는 이동통신 단말기(100)와 이동통신 단말기(100)가 위치한 네트웍간의 무선 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

한편, 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이러한 경우에는 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 방송 신호를 제공하는 모든 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리부(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. 상기 이동통신 모듈(112)은 이동통신 단말기가 충전패드 위에 배치된 무선충전 중에도 이동통신망 상에서 무선신호를 송수신할 수 있도록 상기 충전패드에의한 전파와 간섭현상이 없어야 한다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(113)은 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동통신 단말기의 위치를 확인하거나 얻기 위한 모듈로서, 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)은 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 그리고, 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 단말기의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 그리고, 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)를 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 후술하는 디스플레이부(151)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.

센싱부(140)는 이동통신 단말기(100)의 개폐 상태, 이동통신 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동통신 단말기의 방위, 이동통신 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동통신 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동통신 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동통신 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동통신 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동통신 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동통신 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동통신 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)는 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동통신 단말기에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

도 1을 참조하면, 터치스크린에 의해 감싸지는 이동통신 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치스크린이 정전식인 경우에는 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 포인터가 근접 터치될 때 포인터가 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동통신 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동통신 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동통신 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 이동통신 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동통신 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동통신 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동통신 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동통신 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동통신 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

인터페이스부(170)는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(180)는 통상적으로 이동통신 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 또한, 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

제어부(180)는 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

도 2는 본 발명과 관련된 이동통신 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.

개시된 이동통신 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디(101)를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않으며, 하나의 바디로만 이루어진 바(bar) 타입, 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.

단말기 바디(101)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(104)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(104)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(104) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가(103)로 배치될 수도 있다.

케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 바디, 주로 프론트 케이스(102)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 제1사용자 입력부(131), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 프론트 케이스(102)의 전면(front surface)의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(151)와 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스(170) 등은 프론트 케이스(102) 및 리어 케이스(104)의 측면들에 배치될 수 있다. 디스플레이부(151)의 상면에는 디스플레이부(151)를 보호하기 위한 윈도우가 설치된다. 윈도우의 상세한 구조에 대하여는 뒤에서 설명한다.

사용자 입력부는 이동통신 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받을 수 있게 구성되어 있으며, 도 2에서는 단말기바디(101)의 전면에 배치된 제1사용자입력부(131) 및 측면에 배치된 제2사용자입력부(132)를 개시하고 있다. 제1 및 제2사용자 입력부(131,132)는 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

제1 또는 제2사용자 입력부(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1사용자 입력부(131)는 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2사용자 입력부(132)는 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

도 4은 도 2에 도시된 이동통신 단말기의 후면 사시도이다.

도 4를 참조하면, 단말기 바디(101)의 후면에는 제2카메라(125)가 추가로 장착될 수 있다. 제2카메라(125)는 단말기 바디(101)의 전면에 배치된 제1카메라(121)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 제1카메라(121)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.

예를 들어, 제1카메라(121)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 제2카메라(125)는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 이들 카메라(121,125)는 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 바디에 설치될 수도 있다.

제2카메라(125)에 인접하게는 플래쉬(127)와 거울(126)이 추가로 배치된다. 플래쉬(127)는 카메라(125)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울(126)은 사용자가 카메라(125)를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

단말기 바디(101)의 후면에는 제2음향 출력부(156)가 추가로 배치될 수도 있다. 제2음향 출력부(156)는 단말기 바디(101)의 전면에 배치된 음향 출력부(152)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디(101)의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나(116)가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111)의 일부를 이루는 안테나(116)는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.

단말기 바디(101)에는 이동통신 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착된다. 전원공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착되는 배터리를 포함할 수 있다. 상기 배터리는 충전패드 위에 배치되어 무선 충전방식에 의해서도 충전될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 이동통신 주파수 대역과, 이동통신 단말기의 충전패드 위의 배치 여부에 따른 전압 정재파비 특성을 나타낸 결과도이다.

본 발명에 따른 이동통신 주파수 대역은 저주파수 대역으로 700 ~ 960 MHz에 해당하는 제1 주파수 대역 및 고주파수 대역으로 1710 ~ 2170 MHz와 2500 ~ 2700 MHz를 포함한다. 상기 제1 주파수 대역은 720 ~ 820 MHz의 LTE(Long Term Evolution) 서비스와 850MHz, 900 MHz 대역의 셀룰러 폰 서비스를 위한 것이며, 상기 제2 주파수 대역은 1800 MHz, 및 1900 MHz의 셀룰러 폰 서비스와 1.92 ~ 2.17 GHz의 WCDMA(Wideband Code division Mutiple Accees)서비스 및 2.5 ~ 2.7GHz의 블루투스(Bluetooth)와 와이파이(WiFi) 서비스의 제공을 위한 것이다.

도 5에서 가로축은 주파수를 나타내고 세로축은 전압 정재파비 (VSWR: Voltage Standing Wave Ratio)를 나타낸다. 정재파(Standing Wave)는 진행파가 경계면을 기준으로 반사되어 돌아온 파와 합쳐지면서 발생한 정지된 파동을 의미하고, 정재파비는 입력면 정재파의 최소값과 최대값의 비에 해당한다. 따라서 정재파비가 작을수록 안테나가 회로부와 정합이 잘 되었다는 것을 의미하며, 정재파비가 1이면 양 단이 완벽하게 정합되어 반사파가 존재하지 않는 것에 해당한다. 도 5의 기준 정재파비는 VSWR=2를 사용하며, 이는 반사계수(Return loss)로 환산하면 약 10dB에 해당하는 값이다. 즉 입력신호의 약 10%의 전력량이 반사된다는 것을 의미한다.

도 5에서 실선으로 표시된 그래프는 일반 사용모드에서의 안테나의 전압 정재파비를 나타낸 것으로, 제1 및 제2 주파수 대역에서 모두 기준 정재파비 이하의 값을 가짐을 알 수 있다. 반면에 점선으로 표시된 그래프는 무선 충전모드에서의 안테나 전압 정재파비를 나타낸 것으로, 특히 제1 주파수 대역에서 공진 주파수의 천이로 인하여 전압 정재파비의 값이 커짐을 알 수 있다. 따라서 무선 충전방식으로 인하여 단말기 하단의 안테나와 충전패드의 코일 또는 제어기판의 금속 성분과의 접촉에 의하여 안테나의 특성이 변화하게 된다. 서비스 주파수대역에서 전압 정재파비의 증가로 인하여 총 방사전력(TRP)이 감소한다. 또한 이동통신 환경에서는 수평(horizontal) 방향으로 무지향성 방사패턴이 바람직하나, 충전모드에서 안테나는 주변의 금속 성분으로 인하여 특정 방향으로 지향성을 갖게 되어 총 무지향 민감도(TIP) 특성이 저하된다.

따라서 본 발명에 따른 이동통신 단말기는 무선 충전모드에서도 상기 제1 및 제2 주파수 대역에서 기준 정재파비 이하의 정재파비 값을 갖으며, 안테나의 방사패턴 특성이 변화하지 않도록 하는 안테나 및 제어 회로를 제공하며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기(100) 블록도이다. 상기 이동통신 단말기(100)는 제1 안테나(210), 제2 안테나(220), 스위치부(230), 유도기전력 발생부(240), 정류부(250), 송수신 회로부(260), 기저대역부(270)를 포함한다.

상기 제1 안테나(210)는 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치되지 않은 일반 사용모드에서, 서비스 주파수 대역의 전파를 송수신하여 동작할 수 있게 구성된다.

상기 제2 안테나(220)는 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치된 충전모드에서, 서비스 주파수 대역의 전파를 송수신하여 동작할 수 있게 구성된다.

상기 스위치부(230)는 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)와 상기 송수신 회로부(260) 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2 안테나가 선택적으로 동작하도록 스위칭 동작을 수행한다. 상기 스위치부(230)는 상기 제1 안테나(210)에 연결된 제 1스위치(231), 상기 제2 안테나(220)에 연결된 제2 스위치(232) 및 상기 제1 및 제2 스위치를 상보적으로 온(ON) 또는 오프(OFF) 제어하는 인버터(233)를 포함한다. 상기 인버터(233)는 상기 제1 및 제2 스위치(231, 232)가 동시에 온(ON) 또는 오프(OFF)되지 않도록 하여, 즉 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)에 연결된 신호 경로가 동시에 형성되지 않도록 한다.

상기 유도기전력 발생부(240)는 상기 이동통신 단말기(100)가 무선 충전패드에 배치되는 경우 상기 무선 충전패드 내부의 코일과의 상호작용에 의해 유도 전류가 생성되고 이에 의해 유도기전력이 발생된다.

상기 정류부(250)는 상기 유도기전력 발생부(240)와 상기 기저대역부(270) 사이에 배치되어, 상기 유도기전력 발생부(240)에 의해 발생된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하고, 상기 직류 전압을 단말기 내부의 소자를 구동시키는데 필요한 표준 전압으로 변환한다. 상기 정류부(250)는 상기 단말기가 충전패드에 배치되었는지를 여부를 감지하는 감지부의 역할을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 감지부는 상기 유도기전력에 의한 교류 전압을 정류한 직류 전압을 감지하여, 상기 단말기가 상기 충전패드 위에 배치되었는지를 감지한다. 또한 상기 정류부(250)는 배터리의 충전상태를 감지하여 상기 감지 결과를 상기 기저대역부(270)에 보고한다.

상기 송수신 회로부(260)는 상기 스위치부(230)와 상기 기저대역부(270) 사이에 배치되어, 상기 기저대역부(270)로부터 기저대역 신호를 주파수 상향 변환 및 고출력 증폭하는 송신 회로부(261), 상기 제1 또는 제2 안테나(210, 220)로부터 수신된 신호를 저잡음 증폭 및 주파수 하향 변환하는 수신 회로부(262) 및 송수신 신호를 높은 격리도(isolation)를 가지고 상호 분리하는 듀플렉서(263)를 포함한다.

상기 송신 회로부(261)는 송신부(264:transceiver), 송신 필터(265) 및 전력 증폭기(266)를 포함한다. 상기 송신부(264)는 상기 기저대역부(270)의 기저대역 신호를 주파수 상향 변환 및 전력 증폭을 수행하며, 상기 주파수 상향 변환은 중간 주파수(IF: Intermediate Frequnecy)대역으로 변환 없이 직접 초고주파(RF: Rdaio Frequency) 대역으로 변환하는 방식과, 상기 중간주파수대역으로 변환 후에 상기 초고주파 대역으로 변환하는 방식으로 나뉜다.

상기 송신 필터(265)는 송신 주파수 대역의 신호는 통과시키고, 수신 주파수 대역의 신호는 차단시킨다. 수신 신호는 송신 신호에 비하여 그 신호 크기가 매우 작으므로 상기 송신 신호의 역류 또는 상기 수신회로부(262)로의 커플링에 의해 수신 성능을 저하시킬 수 있기 때문에 수신 성능을 열화를 방지하기 위함이다.

상기 전력 증폭기(266)는 송신 주파수 대역의 신호를 고출력 증폭하며, 단일 또는 멀티 단(stage)의 증폭기 소자로 구현되는데, 출력값이 입력값에 비례하는 선형성(linearity) 또한 고출력 특성과 함께 요구된다.

상기 수신 회로부(262)는 저잡음 증폭기(267), 수신 필터(268) 및 수신부(269: receiver)를 포함한다. 상기 저잡음 증폭기(267)는 수신 주파수 대역의 신호를 저잡음 증폭하며, 단일 또는 멀티 단(stage)의 증폭기 소자로 구현되는데, 첫번째 단의 저잡음 특성이 전체 수신 성능의 저잡음 특성에 큰 영향을 미친다.

상기 수신 필터(268)는 수신 대역의 신호는 통과시키고, 송신 주파수 대역의 신호는 차단시킨다. 수신 신호는 송신 신호에 비하여 그 신호 크기가 매우 작으므로 전술한 바와 같이 수신 성능의 열화를 방지하기 위함이다.

상기 수신부(269)는 초고주파 대역의 신호를 주파수 하향 변환 및 전력 증폭을 수행하며, 상기 주파수 하향 변환은 중간주파수대역으로 변환 없이 직접 기저대역으로 변환하는 방식과, 상기 중간주파수대역으로 변환 후에 상기 기저대역으로 변환하는 방식으로 나뉜다.

상기 기저대역부(270)는 상기 정류부(250)와 상기 송수신 회로부(260)사이에 배치되어 기저대역에서의 신호 처리를 담당하며, 상기 정류부(250)로부터 직류 전압을 제공받아 단말기 내부의 소자의 구동에 필요한 전력을 공급한다. 상기 기저대역 신호는 대역폭이 Δf이고 중심주파수가 0인 경우에는 -Δf/2에서 Δf/2의 주파수 영역의 신호에 해당한다. 반면에 중심주파수가 Δf/2인 경우에는 0에서 Δf의 주파수 영역의 신호에 해당한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기(100)가 무선 충전패드(300)에 수용된 경우의 회로도이다.

상기 이동통신 단말기(100)는 도 6에서 전술한 바와 같이 제1 안테나(210), 제2 안테나(220), 스위치부(230), 유도기전력 발생부(240), 정류부(250), 송수신 회로부(260), 기저대역부(270)를 포함한다.

무선충전패드로부터 유도기전력에 의해 배터리에 전원을 공급받는 이동통신 단말기에 있어서, 상기 단말기가 상기 충전패드(300)에 배치되었는지 여부를 감지하는 감지부의 감지결과에 의해, 상기 제1 안테나(210)는 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치되지 않은 일반 사용모드에서, 상기 제2 안테나(220)는 상기 단말기가 상기 충전패드에 배치된 충전모드에서, 동작할 수 있게 구성된다. 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)는 도 5에서와 같이 제1 주파수 대역 및 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역에서 동작할 수 있게 구성될 수 있다.

상기 제2 안테나(220)는 상기 충전모드에서, 공진주파수가 저주파 대역으로 천이되는 것을 보상하기 위하여 상기 제1 안테나(210)보다 작은 물리적 길이를 갖도록 구성된다. 도 5의 결과를 참고하면, 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)는 충전모드에서 공진 주파수가 일반 사용모드에서 주파수 대역인 제1 및 제2 주파수대역보다 더 낮은 주파수 대역에서 형성됨을 알 수 있다. 이는 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220) 또는 충전패드 (300)주변의 코일을 포함한 충전 회로 또는 금속 성분에 기인한다. 따라서 상기 제2 안테나(220)는 충전모드에서 동작하므로, 그 크기를 작게 하여 저주파 대역으로 천이된 결과 공진 주파수가 서비스 주파수 대역에서 형성되도록 한다. 즉, 상기 제2 안테나(220)는 상기 일반 사용모드에서, 상기 공진주파수가 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 중심주파수보다 높은 주파수 대역에서 형성되고, 상기 충전모드에서, 상기 공진주파수가 상기 제1 및 제2 주파수 대역의 중심주파수 부근에서 형성되도록, 상기 제1 안테나(210)보다 크기를 더 작게 할 수 있게 구성된다.

또한 상기 제 2안테나(220)는 상기 충전패드(300) 표면 또는 내부의 금속 성분을 이용하여 그 크기를 더 작게 할 수 있다. 즉 상기 제 2안테나(220)는 상기 단말기 내에 배치되며, 상기 충전모드에서 전자기 신호를 방사하는 방사체(221) 및 상기 충전패드(300)내에 배치되며, 상기 방사체(221)와 전자기적 결합에 의해 상기 방사체(221)와 일체로서 안테나로 동작할 수 있게 구성된 기생소자(222)를 포함하되, 상기 방사체(221)는 상기 기생소자(222)와 결합되지 않은 경우보다 그 크기를 더 작게 할 수 있게 구성된다.

상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)는 상기 이동통신 단말기(100) 내부의 접지면(212, 222)과 단락될 수 있다. 상기 접지면(212, 222)는 상기 단말기(100)의 전도성을 갖는 금속에 해당하는 기구물 또는 내부 기판의 금속에 의해 구현되며, 초고주파 신호의 기준 전위를 제공한다. 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)는 슬림한 형상을 갖는 소형으로 구현하기 위하여, 평판 형태 또는 접지면과 단락하여 구성될 수 있으며, 경우에 따라 다중모드 또는 다중대역에서 동작하게 하기 위하여 접지면과 스위칭 동작을 수행하도록 할 수도 있다.

여기서 다중모드는 스위치가 온(ON)되는 경우에는 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)는 상기 접지면(212, 222)과 단락되어, 평면형 역F안테나(PIFA: Planar Inverted F anteann) 또는 모노폴(monopole) 안테나로 동작하는 제1 모드, 스위치가 오프(OFF)되는 경우에는 패치 안테나 또는 다이폴(dipole)안테나로 동작하는 제2 모드를 포함한다. 상기 제1 모드는 안테나의 공진길이가 파장의 1/4정도에 해당하고, 상기 제2 모드는 공진길이가 파장의 1/2정도에 해당하므로, 상기 접지면(212, 222)과의 단락에 의해 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)의 크기를 소형화할 수 있으며, PIFA의 경우에 다중대역 기법으로 기생소자 또는 슬릿(slit)을 이용하는 방법, L형 또는 U형 슬롯(slot)을 이용하는 방법 등이 있다. 따라서 상기 제2안테나(220)를 상기 방사체(221)와 상기 기생소자(222)로 구현하는 경우에는 상기 방사체(221)의 크기를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 안테나의 대역폭 특성도 개선할 수 있다.

상기 접지면(212, 222)과의 단락은 단락핀(shorting pin) 또는 비아홀(via hole)등의 형태로 구현될 수 있으며, 다중모드 동작을 위하여 상기 스위치로 구현하는 경우에는 다이오드(diode)로 구현될 수 있다.

상기 스위치부(230)는 제1 및 제2 스위치(231,232) 및 인버터(233)를 포함할 수 있다. 이 때 상기 제1 및 제2 스위치(231, 232)는 단극단상(SPST: Single Pole Single Throw) 스위치에 해당한다. 상기 스위치부(230)는 단극이상(SPDT: Single Pole Double Throw) 스위치를 이용하여 구현할 수도 있다. 상기 단극이상 스위치는 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)에 연결된 제1 및 제2 출력단자와 한 개의 입력단자를 갖는다. 스위치 소자는 방향성을 갖는 소자가 아니므로, 입력 및 출력단자는 고정된 것은 아니며, 송신회로의 입력단자와 출력단은 각각 수신회로의 출력단과 입력단에 해당한다. 상기 단극이상 스위치를 이용하여 상기 스위치부(230)를 구현하는 경우에는 그 크기를 소형화할 수 있다는 장점이 있으나, 두 단자 간의 고립도(isolation)특성이 상기 단극단상 스위치보다는 좋지 않으며, 고립도 특성 개선을 위해서는 다이오드 등의 스위치 소자를 직렬과 병렬의 조합으로 구현하게 되어 스위칭 온 동작 시 삽입손실(Insertion loss)을 증가시킨다.

상기 유도기전력 발생부(240)는 상기 충전패드(300) 내부에 배치되는 제1 코일(241) 및 상기 단말기 내부에 배치되어, 상기 제1 코일(241)과 전자기적 결합되는 제2 코일(242)을 포함하며, 상기 전자기적 결합에 의해 유도전류가 생성되고 이에 의해 유도기전력이 형성된다. 즉, 상기 제1 및 제2 코일(242)의 권선비를 조정하여, 배터리에 공급되는 충전용 출력전압의 조정이 가능하다.

상기 정류부(250)는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하기 위한 브리지(Bridge)회로 등의 정류회로와 상기 정류회로를 통과한 직류성분 분에 잔존하는 교류성분을 평활시켜 주는 평활회로를 포함하여 구성할 수 있다. 또한 상기 충전용 출력전압의 조정은 전술한 바와 같이 상기 제1 및 제2 코일(241, 242)의 권선비의 조정 뿐만 아니라, 상기 정류부(250)에서 상기 직류전압을 단말기의 표준 전압으로 변환에 의해서도 가능하다. 상기 표준 전압은 상기 충전용 출력전압에 해당하는 값 또는 상기 송수신 회로부(260) 또는 상기 기저대역부(270)의 소자들을 구동하는 데 필요한 복수의 출력전압 값들일 수 있다.

상기 송수신 회로부(260) 및 상기 기저대역부(270)는 전술한 바와 같으며, 동일한 기판 내에 구현될 수도 있으나, 다른 기판 내에 구현 가능하고 다층 기판 사이의 신호 간 연결은 플렉시블 케이블 또는 비아홀 등을 통해 이루어질 수 있다.

따라서 무선 충전방식으로 인하여 단말기 하단의 안테나와 충전패드의 코일 또는 제어기판의 금속 성분과의 접촉에 의하여 안테나의 특성의 저하를 방지할 수 있는 본 발명의 안테나 및 스위칭 회로에 의하여, 총 방사전력(TRP) 및 총 무지향 민감도(TIS)를 일반 사용모드와 충전모드에서 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 전파의 송신 및 수신 성능을 무선 성능을 일정하게 유지하여 통신 서비스를 효율적으로 제공할 수 있다.

상기와 같이 설명된 이동통신 단말기는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (12)

1. 충전패드로부터 유도기전력에 의해 배터리에 전원을 공급받는 이동통신 단말기에 있어서,
   상기 단말기가 상기 충전패드에 배치되었는지 여부를 감지할 수 있게 구성된 감지부;
   상기 단말기가 상기 충전패드에 배치되지 않은 일반 사용모드에서, 제1 주파수 대역과 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역의 이중 대역에서 동작할 수 있게 구성된 제1 안테나;
   상기 단말기가 상기 충전패드에 배치된 충전모드에서 공진 주파수가 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역보다 저주파 대역으로 천이되는 것을 보상하기 위하여 상기 제1 안테나보다 작은 물리적 길이를 갖도록 구성하고, 상기 구성된 물리적 길이에 의해 상기 충전모드에서 상기 공진 주파수가 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수들 부근에서 형성되어 상기 이중 대역에서 동작할 수 있게 구성된 제2 안테나; 및
   상기 감지부의 감지결과에 따라, 상기 제1 또는 제2 안테나가 선택적으로 동작하도록 스위칭 동작을 수행하는 스위치부;를 포함하는 이동통신 단말기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 유도기전력에 의한 교류 전압을 직류 전압으로 정류하고, 상기 직류 전압을 표준 전압으로 변환하는 정류부;를 더 포함하는 이동통신 단말기.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 감지부는,
   상기 유도기전력에 의한 교류 전압을 정류한 직류 전압을 감지하여, 상기 단말기가 상기 충전패드 위에 배치되었는지를 감지할 수 있게 구성된 이동통신 단말기.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1 항에 있어서,
   상기 충전패드 내부에 배치된 제1 코일과 전자기적 결합하여 상기 유도기전력을 형성하도록 구성되는 제2 코일을 더 포함하고,
   상기 제2 안테나는,
   상기 단말기 내에 배치되며, 상기 충전모드에서 전자기 신호를 방사하는 방사체이고, 상기 방사체는 제1 길이를 갖는 상기 제1 안테나보다 작은 물리적 길이인 제2 길이를 갖도록 구성되고,
   상기 제2 안테나에 해당하는 상기 방사체는 상기 충전패드 내에 배치되는 기생소자와 전자기적 결합에 의해 일체로서 안테나로 동작할 수 있게 구성되고,
   상기 방사체는 상기 기생소자와 결합되지 않은 경우에 상기 제2 길이보다 더 작은 물리적 길이인 제3 길이를 갖도록 구성되는, 이동통신 단말기.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 안테나 또는 제2 안테나는,
   상기 단말기 내부의 접지면과 단락되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제1 안테나 또는 제2 안테나는,
   평면형 역F안테나(PIFA) 또는 모노폴 안테나인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 제1 안테나에 연결된 제1 스위치;
    상기 제2 안테나에 연결된 제2 스위치;및
    상기 일반 사용모드 또는 상기 충전모드에서, 상기 제1 및 제2 안테나가 선택적으로 동작하도록, 상기 제1 및 제2스위치를 상보적으로 온 또는 오프 제어하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
11. 삭제
12. 제2 항에 있어서,
    상기 정류부는,
    배터리의 충전상태를 감지하여 상기 감지 결과를 기저대역부에 보고하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
    

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