KR20030091104A - 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 음성 및 데이터 통합 휴대 무선단말기 등에서 안테나 다이버시티를 채택하지 않고 휴대성이 저하되지 않으면서도, 약전계 지역이나 페이딩 상황에서 상대적으로 고속과 고품질을 유지할 수 있도록 데이터 통신시 안테나 자체의 이득을 크게 증가시킨 안테나를 설계하였는데, 단순 음성전화기로 사용시에는 일반 휴대 전화기와 같은 평이득 안테나로만 동작시켜 휴대성을 해치지 않으면서도 데이터 서비스 접속시에는 본체 내로 수납되어 있는 안테나를 신장하여 고이득을 갖도록 한 일체화된 소형 이중 모드 안테나 및 그 동작 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 통상적인 단순 음성통화시에는 기존의 휴대 전화기 제품들에서 대중적으로 채택되어 왔고 이미 휴대성과 안정적 성능이 검증된 헬리컬 등 소형 안테나를 기본 동작 모드로 하되, 건물 지하와 같은 최약전계 지역에서 사용하거나 데이터 통신시에 훨씬 더 고품질을 보장하려고 할 때에는 기존에 로드 수납시에만 동작되는 헬리컬 등 소형 안테나 부분이, 로드가 신장되어 사용할 때에도 안테나 방사체의 일부를 구성하도록 하여 신장되는 로드 부분의 길이를 최적화하고 이득은 극대화하면서도 단말기에 용이하게 실장이 가능한 구조의 무선통신 단말기용 다단 확장형 소형 이중 모드 안테나 및 그 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 고이득으로 확장이 가능한 소형 이중 모드 안테나를 설계함에 있어서, 확장용 안테나의 신장시 확장 부위의 출발점을 연결할 때에 급전 부위가 아닌 헬리컬 또는 유사한 고정형 소형 안테나의 반대편 끝부분의 방사체 종단점에 연결하여 고정 부위 안테나를 무용화하지 않고 동시에 이용함으로써 확장 길이에 비해 방사체의 개구면과 안테나의 이득을 더욱 효율적으로 증가시키고, 이때 확장되는 로드 안테나 부위의 전기적인 길이를 실질적으로 사용주파수의 1/2파장 또는 그의 배수에 근접하게 설계하여 단일한 안테나 임피던스 정합회로로 수납/신장시에 모두 정합되게 하고, 또한 신장되는 로드 안테나 부위가 단말기 본체보다 길어서 수납이 어려울 경우에 수납/신장되는 로드 부위를 다단으로 설계하여 수납시에는 다단의 각각의 마디 부분이 모두 최외곽의 원통 로드 부위 내부로 겹쳐서 수납되게 하고, 신장시에는 단말기 본체의 길이보다 신장된 안테나의 길이를 대폭 증가시킬 수 있도록 하여 미사용시의 휴대성을 유지하면서 사용시의 성능을 대폭 향상시키며, 또한 수신대기상태가 아닌, 음성 또는 데이터 통신시에 수신전계강도가 일정크기 이하로 내려갈 경우에 중앙제어장치가 이를 감지하여 안테나 신장 부위를 전동 또는 유사한 자동 장치를 구동하여 안테나 신장 부위가 자동적으로 신장, 돌출되게 하는 것을 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 무선통신용 기기 등에 이용됨.

Description

무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나 및 그 동작 방법{A small Dual-Mode Retractable Antenna which is extensible for high antenna gain in a Wireless Communication Terminal and it's Method}

본 발명은 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음성 및 데이터 통합 휴대 무선단말기 등에서 안테나 다이버시티를 채택하지 않고 휴대성이 저하되지 않으면서도, 약전계 지역이나 페이딩 상황에서 상대적으로 고속과 고품질을 유지할 수 있도록 데이터 통신시 안테나 자체의 이득을 크게 증가시킨 안테나를 설계하였는데, 단순 음성전화기로 사용시에는 일반 휴대 전화기와 같은 평이득 안테나로만 동작시켜 휴대성을 해치지 않으면서도 데이터 서비스 접속시에는 본체 내로 수납되어 있는 안테나를 신장하여 고이득을 갖도록 한 일체화된 소형 이중 모드 안테나 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

최근에 휴대 전화기 등의 무선통신 기술이 급격히 발전하고 있고, 기술 발전 및 통신 서비스의 관점이 유선 인터넷 시대에서 무선 인터넷 시대로 전환되고 있는 요즈음 기존의 음성 통신 중심의 휴대 전화기 등과 같은 무선통신 단말기에서도 데이터 통신 서비스까지 지원해야 하는 필요성과 그 수요가 급증하고 있다.

부연하면, 디지털 휴대 전화기를 노트북 컴퓨터 등에 연결하여 이동전화망 사업자가 제공하는 데이터 통신 서비스를 이용하여 무선으로 인터넷에 접속하거나, 또는 무선통신 단말기 그 자체에서 데이터 통신 서비스를 이용하여 무선으로 인터넷에 접속하여 망사업자가 제공하는 각종 부가 기능 등을 이용하는 방향으로 무선통신 기술이 발전하고 있다. 즉, 휴대 전화기 초기의 단순 음성 전화기 개념에서 이제는 무선 디지털 데이터 통신 접속 기능이 필수적으로 제공되어야 하는 명실공히 음성과 디지털 데이터 통신이 모두 가능한 휴대 무선 통합 단말기 시대가 도래하여 성장기로 접어들고 있는 상황이 전개되고 있다.

그런데, 기존의 디지털 휴대 전화기는 음성 통신과 단말기 휴대성을 위주로 하여 설계되었다. 즉, 기지국과 기지국 사이의 약전계 지역에서 크기가 작아 이득이 낮은 안테나를 사용하더라도 음성 통화만큼은 통화 및 접속 품질이 크게 저하되지 않도록 휴대 전화기를 설계하였다. 왜냐하면, 단순 음성 통신의 경우는 단지 호접속만 하고 음질만 유지되면 되므로 넓은 주파수 대역폭을 필요로 하지 않기 때문이다.

그런데, 데이터 통신 서비스는, 어느 정도의 에러가 있어도 음질이 유지되는 음성 통화와 달리, 에러 보정 범위를 넘어서는 약간의 에러만 있어도 다시 전송받아야 하므로 고품질의 통신 성능이 요구되고, 또한 데이터 전송속도를 증가시키려면 더 넓은 주파수 대역폭을 필요로 한다. 그러나, 가용한 주파수 자원이 한정되어 있기 때문에 주어진 주파수 대역내에서 전체 사용자 용량을 감소시키지 않기 위하여 단위 사용자에게 할당할 주파수 대여폭을 증가시키지 않고서 더 빠른 데이터 전송속도를 내려면 페이딩 등에 의한 데이터 전송속도의 저하를 피할 수 없게 된다.

왜냐하면, 단위 사용자에게 할당된 주파수 대역폭을 증가시키지 않고 데이터 전송속도를 증가시키면 약전계 지역이나 페이딩 등에 의해 발생하는 통신 에러를 보정하는 잉여의 대역폭이 줄어들거나, 에러보정용 잉여대역폭을 줄이지 않고서 데이터 전송속도를 증가시킬 수 있는 변복조 방식을 사용하였을 경우에는 약전계 지역이나 페이딩 상황 등에서 동일한 조건에서 상대적으로 통신 품질의 저하에 기인한 데이터 전송속도의 저하는 필연적이기 때문이다.

한편, 주어진 주파수 대역폭내에서 상술한 바와 같은 데이터 통신의 질 저하를 극복하고 데이터 전송속도를 증가시키기 위한 방법으로 공간 다이버시티(Spatial Diversity, 또는 안테나 다이버시티라고도 함)와 같은 방법이 제시되기도 하는데, 일반적인 공간 다이버시티 방법은 안테나와 수신기를 2개 이상을 사용해야 하고, 효과적인 다이버시티 이득을 얻으려면 각각의 안테나 간의 이격거리가 최소한 사용주파수의 반파장 이상이 되어야 하므로, 휴대용 소형 단말기에서 이 방법을 실질적으로 구현하는 것은 어렵다. 왜냐하면, 오늘날 대중화된 공중 무선망 서비스의 대부분은 800~900MHz 대역이나 1800~1900MHz 대역의 주파수를 사용하는데, 이때 사용주파수의 반파장은 각각 약 17cm 및 약 8cm가 되기 때문이다.

따라서, 800MHz 대역을 사용하는 제품의 경우에 효과적인 성능을 가질 수 있는 안테나 다이버시티를 채택한다는 것은 거의 휴대성을 포기한다는 것과 마찬가지이다. 게다가 별도의 수신부 회로를 사용해야 하므로 회로 부피도 상대적으로 증가하게 된다.

한편, 휴대용 단말기에 사용되는 안테나 방식은 이미 다종의 방법이 공개되어 있으나, 기존의 방법들은 대개 나선형의 헬리컬 안테나와 일자 막대형의 로드 안테나를 일체화하여 구성한 확장형 이중 모드 안테나가 주류를 이루고 있다.

이러한 기존의 안테나들은 로드 수납시에는 헬리컬 안테나 부분만 방사체로서 동작하고, 로드 신장시에는 거의 로드 안테나 부분만 방사체로서 동작하게 한다. 즉, 기존의 이중 모드 안테나들은 로드 수납 및 신장시에 두 안테나가 각각 독립적으로 동작한다. 또한, 기존의 방식들은 신장시에 증가되는 이득이 안테나 다이버시티 이득에 비하면 상대적으로 매우 미흡하였다.

이러한 종래 기술의 예를 도 1a 내지 도 1d, 및 도 2a와 도 2b를 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다. 여기서, 구체적인 수치는 가장 많이 대중화되어 애용되는 800MHz 대역의 셀룰라 휴대 전화기에의 설계 예를 기준으로 설명한다.

북미와 남미를 모두 포함하는 미주 지역과 한국, 중국, 호주 등 아시아, 오세아니아 지역 등지에서 채택되어 사용되는 북미방식의 800MHz 셀룰라는 이동국을 기준으로 송신주파수 대역이 824~849MHz, 수신주파수 대역이 869~894MHz인데 중간점인 859MHz를 기준으로 설계한다면, 자유공간에서의 1파장은 약 35cm이며, 1/2파장은 약 17.5cm, 4/1파장은 약 8.7cm이다.

일반적으로 안테나 공진을 위한 최소 단위가 1/2파장이므로, 대부분의 단말기에서는 1/4파장 모노폴 안테나를 사용함으로써 그라운드를 포함한 단말기 전체가 반파장 정도의 안테나(이미지 안테나로 작용)로 동작하도록 하는 방식을 채택하고 있다. 다만, 휴대 전화기는 휴대성이 가장 크게 강조되므로, 1/4파장 모노폴 안테나마저 물리적인 부피를 줄여도 1/4파장 정도의 전기적인 길이를 가질 수 있는 나선형 헬리컬 안테나 등으로 대체되어 있다.

그런데, 이러한 헬리컬 안테나는 작은 부피, 물리적 길이에 전기적인 길이가 집중되어 있어서 사용자 인체의 손이나 머리, 기타 부위에 밀착해 있을 때 일자막대형 1/4파장 로드 안테나보다 영향을 많이 받으며, 안테나 이득 또한 저하되므로(약 3dB 정도), 약전계 지역에서는 안테나 성능을 강화시키기 위해 헬리컬 안테나와 일체화되어 수납/신장이 가능한 로드 안테나를 돌출시켜 사용하도록 하는 것이 기존 방식의 특징이다.

도 1a 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 신장시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 일예시도이다.

종래의 안테나는 개념적으로 크게 5가지의 부위로 구성되어 있는데, 도 1a 는 절연 피복 포장된 로드 부위(2)가 신장되어 있는 형상이며, 급전 부위(4)에서 도전성 접촉 부위(5)와 헬리컬 코일 부위(3)의 아래 끝이 도전 접촉되어 있다. 단말기의 무선신호 입출력 단자는 급전 부위(4)로 연결된다.

이 때, 헬리컬 코일 부위(3)의 중심축을 로드 부위(2)가 통과하고 있는 형태로 되어 헬리컬 코일 부위(3)와 로드 부위(2)에서 전자파 신호가 밀결합되어 급전 부위(4)에서 보면 하나의 로드 안테나처럼 동작하고 헬리컬 코일 부위(3)는 안테나 방사체의 역할을 거의 하지 못한다.

실제로 급전 부위(4)에서 안테나 임피던스를 측정해봐도 이 조건에서는 헬리컬 코일 부위(3)를 제거했을 때와 제거하지 않았을 때의 전체 안테나 임피던스의 차이가 거의 없고, 방사특성의 변화도 무시할 만하다. 즉, 그냥 하나의 톡립된 1/4파장 내외의 로드 안테나로 동작하는 것이다.

도 1b 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 수납시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 일예시도이다.

도 1b 는 로드부위(2)가 단말기 내부로 수납, 축퇴되어 있는 형상을 나타내며, 급전 부위(4)에는 헬리컬 코일 부위(3)의 아래 끝만이 도전 접촉되어 있고, 로드 부위(2)의 위 끝이 급전 부위(4) 아래로 완전히 내려가 있다. 그리고, 비금속 절연 부위(1)가 헬리컬 코일 부위(3)의 내부에 위치하고 있다.

이때, 수납, 축퇴된 로드 부위(2)는 급전 부위(4)에서 완전히 이탈하여 단말기 몸체의 그라운드에 밀착되므로, 급전 부위(4)에서 보면 하나의 독립된 헬리컬 안테나로 동작하는데 거의 영향을 미치지 않는다. 실제로 이 때에도 수납, 축퇴된 로드 부위(2)를 제거하든, 안하든 전체 안테나 임피던스와 방사특성의 변화 역시 무시할 만큼 거의 없다.

상술한 바와 같이 헬리컬 안테나와 로드 안테나가 각각 독립적으로 동작하는데, 중요한 것은 로드 부위(2)가 안테나 방사체로서 동작할 때(신장시)와 헬리컬 코일 부위(3)가 안테나 방사체로서 동작할 때(수납시)에 있어서, 급전 부위(4)에서의 전체 안테나 임피던스의 차이가 무시할 수 있을 만큼 작거나 같도록, 어느 한쪽을 기준으로 정하여 다른 한쪽의 길이나 폭을 조절하든가 하여 설계하는 것이다. 그래야, 로드 부위(2)의 신장시와 수납시에 급전 부위(4)에서 바라본 임피던스가 같게 된다.

도 1c 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 신장시의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도이고, 도 1d 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 수납시의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도이다.

도 1c 와 도 1d 는 전기적인 길이를 약 1/4파장 정도로 설계해서 임피던스 정합을 하였을 때에, 로드 부위(2) 신장시와 수납시의 각 경우에 대한 급전 부위(4)에서의 안테나 임피던스 및 정재파비를 측정한 것을 도시한 것으로 양자의 차이가 크지 않음을 알 수 있다.

도 2a 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 신장시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 다른 예시도이다.

종래의 다른 안테나도 개념적으로 크게 5가지의 부위로 구성되어 있는데, 도 2a 는 로드 부위(24)가 신장되어 있는 형상을 나타내며, 이 때는 로드 도전 접촉 부위(25)가 급전점이 된다.

이 때, 로드 부위(24) 위 끝에서 절연 물질(비금속 절연 부위, 23)로 헬리컬 코일 부위(21)와 고정 결합되어 있어 로드 부위(24)와는 이격되어 있다. 따라서, 로드 부위(24)만 안테나 방사체로서 동작하는데, 로드의 수직 방향으로는 방사가 거의 없으므로 이때 헬리컬 코일 부위(21)는 안테나 방사체의 역할을 하지 않을 뿐만 아니라 로드 부위(24)의 안테나 방사 특성에 거의 영향을 주지 않는다.

도 2b 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 수납시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 다른 예시도이다.

도 2b 는 로드 부위(24)가 단말기 내부로 수납, 축퇴되어 있는 형상을 나타내며, 그 동작 원리가 상기 도 1b 에서 설명한 동작 원리와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

전술한 바와 같이 2가지의 종래 기술이 모두 로드 부위 수납시의 헬리컬 안테나와 신장된 로드 안테나가 각각 독립적으로 동작한다. 따라서, 신장시의 로드 안테나도 로드 부위 수납시의 헬리컬 안테나와 임피던스와 같아야 하므로 확장할 수 있는 로드 부위의 길이가 한정되게 되며, 이에 따라 로드 부위 신장시의 안테나의 이득의 증가폭이 매우 작게 한정되게 된다. 실제로 로드 부위 신장시에 헬리컬 안테나와 전기적인 길이는 거의 비슷하나 다만 공간적으로 안테나 개구면이 좀 더 큰데 따른 이득의 증가폭만이 있을 뿐이었다.

전술한 2가지 종래 기술의 안테나가 모두 단말기 전체적으로는 1/2파장 방사 공진체, 즉 반파장 다이폴 안테나에 근접한 특성을 가진다고 보고(물론, 실제 구현시에는 그라운드 조건 등에 의해 다소 달라지고, 대개는 이상적인 반파장 다이폴 안테나 보다는 특성이 열화된다), 일반적으로 알려진 이론적 계산 공식에 의해 의거하면, 반파장 다이폴 안테나의 방사 저항은 약 73Ω 정도이며, 이때 안테나에 공급하는 전류의 최대치를 1A(암페어)라고 가정하면 방사전력은 약 36W(와트)로 계산된다. 이 수치는 후술되는 본 발명에 따른 안테나에도 동일하게 적용되어 계산된 결과와 비교함으로써 본 발명에 따른 안테나의 상대적인 이득을 보여주는데 이용된다.

만일, 상기와 같은 종래 기술의 안테나를 사용하여 공간 다이버시티를 단말기에 채택한다면, 부피도 매우 커져서 현실적인 휴대성에 치명적인 문제가 되겠지만, 동일한 2개의 안테나가 통신 주파수의 반파장 정도 이격되게 설계했다고 하였을 때, 다이버시티 이득이 통상 1~2dB, 최대 3dB 이내이므로, 이 수치 또한 후술되는 본 발명에 따른 안테나의 성능과 비교시 이용된다.

본 발명은 상기 종래 기술의 단점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 확장용 안테나 부위의 신장시 확장 부위의 출발점을 연결할 때에 급전 부위가 아닌, 고정형 소형 안테나의 반대편 끝부분의 방사체 종단점에 연결하여 고정 부위 안테나를 무용화하지 않고 동시에 이용함으로써 확장 길이에 비해 방사체의 개구면과 안테나의 이득을 더욱 효율적으로 증가시킨 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나 및 그 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 통상적인 단순 음성통화시에는 기존의 휴대 전화기 제품들에서 대중적으로 채택되어 왔고 이미 휴대성과 안정적 성능이 검증된 헬리컬 등 소형 안테나를 기본 동작 모드로 하되, 건물 지하와 같은 최약전계 지역에서 사용하거나 데이터 통신시에 훨씬 더 고품질을 보장하려고 할 때에는 기존에 로드 수납시에만 동작되는 헬리컬 등 소형 안테나 부분이, 로드가 신장되어 사용할 때에도 안테나 방사체의 일부를 구성하도록 하여 신장되는 로드 부분의 길이를 최적화하고 이득은 극대화하면서도 단말기에 용이하게 실장이 가능한 구조의 무선통신 단말기용 다단 확장형 소형 이중 모드 안테나 및 그 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 신장시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 일예시도.

도 1b 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 수납시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 일예시도.

도 1c 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 신장시의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도.

도 1d 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 수납시의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도.

도 2a 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 신장시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 다른 예시도.

도 2b 는 종래의 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 수납시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 다른 예시도.

도 3a 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드안테나의 로드 부분 신장시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 일예시도.

도 3b 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 다단 수납 과정에 대한 설명도.

도 3c 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 완전 수납시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 일예시도.

도 3d 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 완전 수납시의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도.

도 3e 는 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나에서 신장된 로드가 1/4파장일 때의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도.

도 3f 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나에서 신장된 로드가 1/2파장일 때의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

31 : 비금속 절연 부위 32 : 상단 로드 부위

33 : 하단 로드 부위 34 : 헬리컬 상단 확장 로드 연결 부위

35 : 헬리컬 코일 부위 36 : 급전 부위

이처럼 본 발명도 기존의 휴대 전화기용 주류 방식인 헬리컬과 로드 안테나의 일체화된 이중 안테나에 주안점을 두었고, 로드 안테나 수납시에는 헬리컬 안테나 부분만 동작하게 한다는 점에서는 기존 방식과 유사하다.

그러나, 본 발명은 로드 안테나 신장시에 수납시에 동작하는 평이득 헬리컬 안테나와 신장되는 로드 안테나 부분이 독립적으로 동작하지 않고, 결합되어 파장대비 전기적인 길이와 개구면을 증가시켜서, 통상의 단말기용 반파장 이격 안테나 다이버시티 이득을 능가하는 훨씬 더 고이득의 안테나를 제공한다.

이처럼 본 발명의 주된 관점은 일반적인 무선통신 휴대 전화기류의 휴대성을 열화시키지 않고 약전계 지역에서 통신 성능과 페이딩 등에 의한 통화 품질의 열화를 더욱 보상하고자 하는 것이 기본적이나, 특히 데이터 통신이 가능한 디지털 무선통신 휴대전화기 및 단말기 등에서 음성통신시 보다 데이터 통신시 더 고품질의 통신 성능이 요구되므로, 평상시 음성통신용으로만 사용시에는 기존의 휴대 전화기류의 통신 성능과 동등 내지는 그 이상의 성능과 휴대성을 보장하면서도, 약전계 지역에서 데이터 통신시 신장 방법이 매우 간편하고 획기적으로 이득을 증가시키면서도 매우 저렴하고 간단한 방법으로 구현할 수 있는 무선통신 단말기용 안테나를 제공하고자 한다.

이를 위하여, 발명은, 고이득으로 확장이 가능한 소형 이중 모드 안테나를 설계함에 있어서, 확장용 로드 안테나 부위의 신장시 확장 부위의 출발점을 연결할 때에 급전 부위가 아닌, 헬리컬 또는 유사한 고정형 소형 안테나의 반대편 끝부분의 방사체 종단점에 연결하여 고정 부위 안테나를 무용화하지 않고 동시에 이용함으로써 확장 길이에 비해 방사체의 개구면과 안테나의 이득을 더욱 효율적으로 증가시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 고이득으로 확장이 가능한 소형 이중 모드 안테나를 설계함에 있어서, 확장용 안테나의 신장시 확장 부위의 출발점을 연결할 때에 급전 부위가 아닌 헬리컬 또는 유사한 고정형 소형 안테나의 반대편 끝부분의 방사체 종단점에 연결하여 고정 부위 안테나를 무용화하지 않고 동시에 이용함으로써 확장 길이에 비해 방사체의 개구면과 안테나의 이득을 더욱 효율적으로 증가시키고, 이때 확장되는 로드 안테나 부위의 전기적인 길이를 실질적으로 사용주파수의 1/2파장 또는 그의 배수에 근접하게 설계하여 단일한 안테나 임피던스 정합회로로 수납/신장시에 모두 정합되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 고이득으로 확장이 가능한 소형 이중 모드 안테나를 설계함에 있어서, 확장용 안테나의 신장시 확장 부위의 출발점을 연결할 때에 급전 부위가 아닌 헬리컬 또는 유사한 고정형 소형 안테나의 반대편 끝부분의 방사체 종단점에 연결하여 고정 부위 안테나를 무용화하지 않고 동시에 이용함으로써 확장 길이에 비해 방사체의 개구면과 안테나의 이득을 더욱 효율적으로 증가시키고, 이때 신장되는 로드 안테나 부위가 단말기 본체보다 길어서 수납이 어려울 경우에 수납/신장되는 로드 부위를 다단으로 설계하여 수납시에는 다단의 각각의 마디 부분이 모두 최외곽의 원통 로드 부위 내부로 겹쳐서 수납되게 하고, 신장시에는 단말기 본체의 길이보다 신장된 안테나의 길이를 대폭 증가시킬 수 있도록 하여 미사용시의 휴대성을 유지하면서 사용시의 성능을 대폭 향상시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 고이득으로 확장이 가능한 소형 이중 모드 안테나를 설계함에 있어서, 확장용 안테나의 신장시 확장 부위의 출발점을 연결할 때에 급전 부위가 아닌 헬리컬 또는 유사한 고정형 소형 안테나의 반대편 끝부분의 방사체 종단점에 연결하여 고정 부위 안테나를 무용화하지 않고 동시에 이용함으로써 확장 길이에 비해 방사체의 개구면과 안테나의 이득을 더욱 효율적으로 증가시키고, 수신대기상태가 아닌, 음성 또는 데이터 통신시에 수신전계강도가 일정크기 이하로 내려갈 경우에 중앙제어장치가 이를 감지하여 안테나 신장 부위를 전동 또는 유사한 자동 장치를 구동하여 안테나 신장 부위가 자동적으로 신장, 돌출되게 하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 3a 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 신장시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 일예시도이고, 도 3b 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 다단 수납 과정에 대한 설명도이며, 도 3c 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 완전 수납시의 헬리컬 안테나와 로드 안테나의 결합 방식에 대한 일예시도이다.

그리고, 도 3d 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 로드 부분 완전 수납시의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도이고, 도 3e 는 무선통신 단말기용 확장형 소형 이중 모드 안테나에서 신장된 로드가 1/4파장일 때의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도이며, 도 3f 는 본 발명에 따른 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중모드 안테나에서 신장된 로드가 1/2파장일 때의 안테나 반사손실/임피던스/정재파비에 대한 일예시도이다.

도 3c 는 다단 수납/신장형 로드 부위(32, 33)가 급전 부위(36) 아래로 완전히 수납(단말기 내부로 수납)되었을 때의 모양으로, 이 상태는 종래 기술에서 설명한 안테나에서 수납된 모양과 안테나 특성이 동일하다.

도 3a 는 다단 수납/신장형 로드 부위(32, 33)가 최대로 신장되어 있는 모양으로, 이때 종래의 도 1 의 방법에서는 로드 부위(2)의 아래 끝이 헬리컬 코일 부위(3)의 아래 끝에 연결되어 로드 부위(2) 신장시에 헬리컬 코일 부위(3)가 안테나 방사체로서 작용하지 않던 것에 반해, 본 발명에서는 하단 로드 부위(33)의 아래 끝이 헬리컬 상단 확장 로드 연결 부위(34)에 연결되어 있어서, 헬리컬 코일 부위(35)도 안테나 방사체의 중요한 일부를 구성하게 된 점과, 하단 로드 부위(33)와 상단 로드 부위(32)가 일렬 연결된 전체 길이가 사용주파수의 반파장(1/2파장), 또는 반파장의 정수배일 때 최적화된다는 점이 종래 기술와 다른, 본 발명의 핵심 기술이라 할 수 있다.

도 3a 에 도시된 바와 같이, 로드 부위(32, 33)를 완전히 신장시에 로드 부위(32, 33)와 헬리컬 코일 부위(35)가 일렬로 연결되어 로드 부위(32, 33)는 물론이고, 헬리컬 코일 부위(35)도 전체 일렬 연결된 안테나 방사체의 일부를 구성하게 함으로써, 종래 방법에 비해 신장시에 안테나 자체의 전기적인 길이와 개구면이 증가하고 안테나의 상대적인 이득이 더욱 증가하게 된다. 그런데, 이때 헬리컬 코일 부위(35)의 위 끝에서 연결되어 신장된 로드 부위(32, 33)의 길이는 사용주파수의1/2파장이거나 1/2파장의 배수이어야 하고, 1/4파장이거나 1/4파장의 홀수배일 때에는 급전 부위(36)에서의 임피던스가 로드 부위(32, 33) 수납시에 헬리컬 코일 부위(35)만이 홀로 안테나로 동작할 때와 판이하게 달라지게 되어 각각에 대하여 안테나 임피던스 정합을 해주지 않으면 특성이 매우 저하되게 된다.

이를 좀 더 상세히 살펴보면, 각각 1/2파장 로드를 수납/신장시켰을 때의 안테나 급전점에서의 반사손실/임피던스/정재파비 등을 측정하여 도시한 도 3d 와 도 3f 를 살펴보면 양자의 급전점에서의 차이는 매우 적고 거의 동일하다는 사실을 보여준다. 그러나, 도 3e 를 살펴보면 본 발명의 안테나의 구조에서 로드를 1/4파장 만큼만 신장시켰을 때의 임피던스 등을 측정한 것을 도시하고 있는데, 특성이 현격하게 변화되어 동일한 임피던스 정합의 적용이 어려움을 보여주고 있다.

한편, 안테나 공진 주기는 1/2파장이고 임피던스도 1/2파장 주기로 변하는데, 1/2파장 공진체의 한쪽 끝에서 개방되어 있을 경우 끝의 개방점은 임피던스가 최대인 지점이고 그 점에서 1/4파장 앞에서의 임피던스는 최소가 되며, 다시 이 점으로부터 1/4파장 앞은, 즉 원래 끝의 개방점으로부터 1/2파장 앞에서는 다시 원래의 최대 임피던스 지점이 된다. 그러므로, 급전 부위(36)에서의 안테나 임피던스는 헬리컬 코일 부위(35)의 위 끝에 1/2파장 공진체 또는 1/2파장의 배수를 추가할 때에는 임피던스의 변화가 거의 없거나 작아서 동일한 임피던스 정합의 적용이 가능하게 된다. 만일, 이때 1/4파장(또는 그의 홀수배)을 연결하면 급전 부위(36)에서의 안테나 임피던스는 극과 극으로 달라지게 되어 사실상 임피던스의 실효적 정합이 불가능하게 된다.

상술한 바와 같이 헬리컬 코일 부위(35)의 위 끝에 1/2파장 로드를 연결하면, 헬리컬 안테나는 실효적인 면에서 전기적인 길이를 대개 1/4파장 근처로 설계한다고 할 때, 전체의 전기적인 길이는 약 3/4파장이 되고, 단말기 본체의 그라운드 부위가 약 1/4파장의 영상을 형성하므로 로드 부위(32, 33) 신장시의 단말기 전체의 안테나 특성은 전파장(1파장) 다이폴 안테나와 유사하다.(물론, 실제 구현시에는 그라운드 조건 등에 의해 다소 달라지고, 대개는 이상적인 전파장 다이폴 안테나 보다는 특성이 약간 열화되겠지만, 이미 전술한 바와 같이 이 점에 있어서는 종래 방법 안테나의 반파장 다이폴 안테나에의 근사화에서도 동일한 조건이므로, 그 상대적인 특성의 차이는 동일하다고 할 수 있다.)

전술한 바와 같이, 종래 방법의 안테나를 반파장 다이폴 안테나에 근사화하여 일반적으로 알려진 이론적 계산 공식에 의거한 결과의 안테나의 방사 저항은 약 73Ω 정도이고, 안테나에 공급하는 전류의 최대치를 1A(암페어)라고 가정한 방사전력은 약 36W(와트)였다. 반면에, 본 발명의 로드 부위(32, 33)를 신장하였을 때를 전파장(1파장) 다이폴 안테나에 근사화한 결과의 안테나 방사 저항은 약 200Ω 정도이고, 안테나에 공급하는 전류의 최대치를 1A(암페어)라고 가정한 방사전력은 약 99W(와트)이다. 이 36W 대 99W의 결과는 본 발명의 안테나가 최대 신장시에 종래 방법에 비해 약 4.3dB의 안테나의 이득 증가를 가져온다는 것을 보여주는데, 실제 구현상의 다소간의 특성 편차나 열화를 감안하더라도 4dB 정도 더 이득이 크다는 것을 명료하게 알 수 있다.

이러한 사실은 매우 중요한 점을 우리에게 시사해준다. 앞서 종래 기술을 설명하던 부분에서 언급한 것처럼, 고속 무선 데이터 단말기의 수신성능을 향상시키기 위해 제안되는 반파장 공간 다이버시티의 경우에 휴대용 소형 단말기에 실제로 구현하기가 어려운 점도 있지만, 억지로 구현해도 그 이득이 최대 3dB 이내라는 것을 감안하면, 오히려 본 발명의 단일 안테나가 성능이 더 좋다는 것을 알 수 있다. 물론 실효성은 적지만, 본 발명의 안테나로 공간 다이버시티 방법까지 채용한다면 추가의 이득이 더 얻어질 것이다. 게다가, 반파장 공간 다이버시티 수신기 방법은 반파장 이하의 페이딩에 효과적으로 대응한다는 것인데, 본 발명의 안테나는 최대 신장시의 길이가 단말기 전체로 1/2 파장 보다 길고 거의 1파장에 육박하기 때문에 반파장 정도의 페이딩에도 효과적이므로 반파장 공간 다이버시티 방법의 장점을 모두 가져올 수 있다.

그런데, 이 대목에서 발생하는 문제점은 단말기의 길이 부분이 사용주파수의 1/2파장 로드의 길이보다 작은 소형 휴대용일 경우에 로드 부위(32, 33)의 수납 공간이다. 본 발명에서는 바로 이 문제를 해결하게 위해 다단 수납/신장 방법을 채택하여 신장시에는 다단의 로드가 길게 펼쳐졌던 것이 수납시에는 그중 최외곽의 로드 안쪽으로 겹쳐져 들어가 최종 수납된 로드의 길이는 단말기의 길이보다 작게하여 단말기 내부로의 완전 수납을 가능하게 하였다. 도 3b 등에서는 2단의 로드를 예로 들어 설명하고 있으나, 이를 다단으로 구성할 수 있음은 당업자가 용이하게 알 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

그리고, 다단으로 구성된 로드 부위(32, 33)의 신장 방법은 사용자가 직접 신장시켜 사용하도록 할 수도 있고, 사용자가 원터치 버튼을 눌러 신장시켜 사용하도록 할 수도 있으며, 특히 수신대기상태가 아닌 음성 또는 데이터 통신시에 수신전계강도가 일정크기 이하로 내려갈 경우에 중앙제어장치가 이를 감지하여 안테나 신장 부위를 전동 또는 유사한 자동 장치를 구동하여 안테나 신장 부위가 자동적으로 신장, 돌출되게 할 수도 있다.

한편, 미주대륙, 특히 미국 같은 나라는 매우 광활한 국토 덕분에 일개 무선망 사업자가 단일한 주파수의 시스템으로 미국 전역을 모두 커버하기가 어려워서 미국내에서 최근에 판매되는 단말기들은 대개 다중대역 다중모드를 하나의 단말기로 제공하고 있는데, 실례로 800MHz 대역의 셀룰라 아날로그 방식과 디지털 방식, 1900MHz 대역의 디지털 PCS 대역의 시스템에 모두 접속, 사용이 가능한 이른 바 2중대역 3중모드(Dual Band Tri Mode, DBTM) 제품이 거의 필수적으로 요구되고 있다. 그런데, 본 발명은 로드 안테나 부분이 다단계로 수납/신장이 가능하므로 신장 길이를 조절함으로써 하나의 안테나로 여러 주파수 대역에 모두 대응할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 광범위하게는 모든 휴대용 무선 송수신기에 적용할 수 있으며, 음성통신과 데이터통신이 모두 가능한 최근의 디지털 셀룰라 휴대 전화기와 음성/데이터 통합 휴대 단말기 또는 데이터통신 전용 휴대용단말기 등에서 그 효과가 기대되며, 특히 단말기에서 성능은 향상되지만 단말기의 부피를 크게 증가시키는, 복수 안테나와 복수의 수신기를 채용해야 하는 공간 다이버시티(Spatial diversity) 방법 등을 대체하여 성능 개선의 실효가 뚜렷한, 고속 데이터 송수신을 필요로 하는 3세대 디지털 이동통신 방식의 휴대 단말기 등에서 휴대성과 데이터 접속시 통신 성능의 향상을 위한 안테나 확장성 등에서 그 효과가 극대화된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같은 본 발명은, 고이득으로 확장이 가능한 소형 이중 모드 안테나를 채용하여 통상적인 사용 조건에서는 종래 방법과 같이 소형 안테나만 동작하게 함으로써 휴대 및 사용 편의성을 유지하고, 약전계 및 페이딩 지역에서 사용하거나, 더욱 우수한 통신품질을 요구하는 고속 데이터 통신시에는 기존의 휴대 단말기 안테나보다 안테나 길이를 신장시켜 획기적으로 안테나 이득을 증가시킴으로써 통신 품질을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 신장이 가능한 로드 안테나 부분을 다단계로 수납/신장이 가능하게 함으로써, 부피가 작은 소형 단말기에도 적용이 가능하다.

또한, 본 발명은, 로드 안테나 부분이 다단계로 수납/신장이 가능하므로 신장 길이를 조절함으로써 하나의 안테나로 여러 주파수 대역에 모두 대응할 수 있다.

또한, 2중의 주파수대역을 모두 지원해야 하는 단말기로 고속 데이터 통신을 할 경우에 공간 다이버시티를 채용하는 것은 다이버시티용 수신기 회로의 추가 부담과, 주파수가 서로 다른 시스템에 모두 적용하려고 할 때 안테나 이격거리의 최적화 문제 및 그 실효성능 등 안테나의 부담이 극단적으로 배가되어 실질적으로 구현이 불가능하여, 이러한 2중의 주파수대역을 모두 지원해야 하는 단말기에는 특히 거의 불가능한 공간 다이버시티 방법 대신에, 본 발명에 따른 안테나를 채용하면 그 효과가 극대화된다.

또한, 기존의 공간 다이버시티 수신기 방법은 1개의 안테나는 송수신기 겸용이지만, 다이버시티용 다른 1개의 안테나는 다이버시티 수신기 전용으로 할당되므로 전력 송신 면에서는 이득이 없는데, 본 발명의 안테나는 신장시 그 이득이 크게 증가하며 이는 곧 송신 방사전력의 효율이 더욱 향상된다는 것을 뜻하고, 동일한 전계지역에서 기존의 방법보다 더욱 낮은 전력을 송출해도 실효 전송전력은 동일하게 유지할 수 있으므로 결과적으로 배터리 구동 단말기의 전력소모의 대부분을 차지하는 RF 전력증폭기의 소모 전력을 기존보다 더욱 낮출 수 있으며, 따라서 배터리 사용시간이 핵심적인 요소인 휴대용 단말기의 사용 시간을 증가시킬 수 있다.

또한, 수신 성능을 개선하기 위해 공간 다이버시티 수신 방법을 도입할 경우에는 각각의 안테나를 모두 장착할 수 있도록 해야 하므로 기구설계가 복잡해지고 비용이 증가하며, 별도의 다이버시티용 안테나와 별도의 수신기 회로를 추가해야 하므로 본 발명의 방법에 비해 가격이 총체적으로 매우 비싸지고, 단말기 본체의 부피 자체가 크게 증가될 수 밖에 없다. 그런데, 본 발명을 적용하면, 단지 측면부위 정도의 매우 작은 안테나 수납공간만 마련하면 기존의 단말기 기구 설계보다 복잡하지도 않고, 회로부도 기존의 것에 추가되는 것이 전혀 없이 그 이상의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 셀룰라 이동통신 방식을 비롯하여 1개의 기지국에 여러 가입자의 단말기가 동시에 접속하는 대부분의 시스템에서는 동시 사용자 용량을 늘리기 위해서라도 단말기 송출전력량을 필요한 크기까지만 억제하는 전력제어방식을 채택하고 있으므로, 약전계 지역에서는 당연히 더욱 강한 전력으로 송출해야 하는데, 약전계 지역에서 통신 품질을 향상시키기 위한 본 발명의 안테나 방식은 인체에 대한 전자파 영향치를 제한하는 SAR(Specific Absorption Ratio)에서도 기존 방식보다 유리하다. SAR 측정부위 중에서도 사람의 머리 부분에 대한 제한치(=1.6Watt/kg)가 가장 낮다. SAR 측정규격은 인체의 두부 전체에 방사되는 전력을 측정하고 제한하는 것이 아니라, 머리에 해당하는 공간을 매우 작은 미세 영역(1㎤ 정도)으로 나누어 측정하고, 단위 미세 영역에서 1.6mW/g을 넘지 않도록 제한하고 있다. 따라서, 총체적인 방사전력은 작더라도 작은 특정부위에서 방사전력이 집중되는 안테나는, 총체적인 방사전력은 더 커도 넓은 부위에 방사전력이 고루 분포되는 안테나에 비해 상대적으로 SAR에 대해 매우 불리하다. 바로 본 발명의 로드부위 신장시의 안테나 방사체는 공간적인 길이가 종래 방식의 안테나에 비해 길어서 방사 전력이 작은 부위에 집중되지 않고 길게 분포하므로 종래 방식의 안테나보다 유리하다.

Claims (8)

1. 고이득으로 확장이 가능한 소형 이중 모드 안테나에 있어서,

   확장용 로드 안테나 부위의 신장시 확장 부위의 출발점을 연결할 때에 급전 부위가 아닌, 헬리컬 또는 유사한 고정형 소형 안테나의 반대편 끝부분의 방사체 종단점에 연결하여 고정 부위 안테나를 무용화하지 않고 동시에 이용함으로써 확장 길이에 비해 방사체의 개구면과 안테나의 이득을 더욱 효율적으로 증가시킨 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 확장되는 로드 안테나 부위의 전기적인 길이를 실질적으로 사용주파수의 1/2파장 또는 그의 배수에 근접하게 설계하여 단일한 안테나 임피던스 정합회로로 수납/신장시에 모두 정합되게 하는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 신장되는 로드 안테나 부위가 단말기 본체보다 길어서 수납이 어려울 경우에 수납/신장되는 로드 부위를 다단으로 설계하여 수납시에는 다단의 각각의마디 부분이 모두 최외곽의 원통 로드 부위 내부로 겹쳐서 수납되게 하고, 신장시에는 단말기 본체의 길이보다 신장된 안테나의 길이를 대폭 증가시킬 수 있도록 하여 미사용시의 휴대성을 유지하면서 사용시의 성능을 대폭 향상시킨 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나.
4. 제 3 항에 있어서,

   수신대기상태가 아닌, 음성 또는 데이터 통신시에 수신전계강도가 일정크기 이하로 내려갈 경우에 중앙제어장치가 이를 감지하여 상기 안테나 신장 부위를 전동 또는 유사한 자동 장치를 구동하여 안테나 신장 부위가 자동적으로 신장, 돌출되게 하는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나.
5. 고이득으로 확장이 가능한 소형 이중 모드 안테나의 동작 방법에 있어서,

   확장용 로드 안테나 부위의 신장시 확장 부위의 출발점을 연결할 때에 급전 부위가 아닌, 헬리컬 또는 유사한 고정형 소형 안테나의 반대편 끝부분의 방사체 종단점에 연결하여 고정 부위 안테나를 무용화하지 않고 동시에 이용함으로써 확장 길이에 비해 방사체의 개구면과 안테나의 이득을 더욱 효율적으로 증가시킨 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 동작 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 확장되는 로드 안테나 부위의 전기적인 길이를 실질적으로 사용주파수의 1/2파장 또는 그의 배수에 근접하게 설계하여 단일한 안테나 임피던스 정합회로로 수납/신장시에 모두 정합되게 하는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 동작 방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 신장되는 로드 안테나 부위가 단말기 본체보다 길어서 수납이 어려울 경우에 수납/신장되는 로드 부위를 다단으로 설계하여 수납시에는 다단의 각각의 마디 부분이 모두 최외곽의 원통 로드 부위 내부로 겹쳐서 수납되게 하고, 신장시에는 단말기 본체의 길이보다 신장된 안테나의 길이를 대폭 증가시킬 수 있도록 하여 미사용시의 휴대성을 유지하면서 사용시의 성능을 대폭 향상시킨 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 동작 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   수신대기상태가 아닌, 음성 또는 데이터 통신시에 수신전계강도가 일정크기 이하로 내려갈 경우에 중앙제어장치가 이를 감지하여 상기 안테나 신장 부위를 전동 또는 유사한 자동 장치를 구동하여 안테나 신장 부위가 자동적으로 신장, 돌출되게 하는 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기용 고이득 확장형 소형 이중 모드 안테나의 동작 방법.