KR20030094446A - 이동 통신 단말용 안테나부 - Google Patents

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KR20030094446A
KR20030094446A KR1020020031278A KR20020031278A KR20030094446A KR 20030094446 A KR20030094446 A KR 20030094446A KR 1020020031278 A KR1020020031278 A KR 1020020031278A KR 20020031278 A KR20020031278 A KR 20020031278A KR 20030094446 A KR20030094446 A KR 20030094446A
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박주덕
김병찬
최형도
채종석
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 이동 통신 단말용 안테나부에 관한 것이다. 본 발명의 듀플렉서를 구비한 안테나부는, 대기모드에서 에너지를 송수신하기 위한 수납형 안테나; 통화모드에서 에너지를 송수신하기 위한 평면형 안테나; 및 대기모드에서 상기 수납형 안테나와 상기 듀플렉서를 연결하고, 통화모드에서 상기 평면형 안테나와 상기 듀플렉서를 연결하기 위한 스위칭 수단을 포함한다. 본 발명에 따르면, 지향성의 방사패턴 및 전방향성의 방사패턴을 각각 나타내는 두개의 안테나를 장착하여, 사용하는 모드에 따라 개별적으로 동작시킴으로써 대기모드 및 통화모드에서 각각 요구되는 특성을 만족시킴과 동시에 인체 두부에 미치는 전자파 흡수율을 저감할 수 있도록 하는 효과가 있다

Description

이동 통신 단말용 안테나부{Antenna for Mobile Communication Terminal}
본 발명은 이동 통신 단말용 안테나부에 관한 것으로서, 특히 이동 통신 시스템에서 인체에 유기되는 전자파 흡수율을 줄이기 위하여 사용되는 이동 통신 단말용 안테나부에 관한 것이다.
기존의 이동 통신 단말용 안테나로는, 모노폴 안테나(Monopole Antenna)와 헬리컬 안테나(Helical Antenna)를 조합하여 구성한 휩 안테나(Whip Antenna) 형태가 가장 많이 사용되어 왔다.
그러나, 상기 휩 안테나는 전방향성(Omni-Directional) 방사 특성을 나타내며, 통화모드에서 인체 두부에 밀착되어 사용되므로 인체 두부 방향으로 향하는 전자파를 효율적으로 차단할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 인체 두부의 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate; 이하, 간단히 'SAR'이라 함)을 저감함과 동시에 내장형 안테나의 구성을 위하여 평면형 역 F 안테나(Planar Inverted F Antenna; 이하, 간단히 'PIFA'라 함), 마이크로스트립 패치 안테나(Microstrip Patch Antenna) 또는 미앤더 라인 안테나(Meander Line Antenna) 등의 지향성을 나타내는 평면형 안테나를 개발하고 일부 상용화되기에 이르렀다.
이에 대한 대표적인 종래 기술이 [Jack T. Rowley, rod B., "Performance of shorted microstrip patch antenna for mobile communications handsets at 1800㎒", IEEE TRANS. ON ANTENNA AND PROPAGATION, vol.47, no. 5, pp.815-822, May, 19999.]에 개시되어 있다.
상기 논문에서는 PCS 주파수 대역인 1.8㎓에서 동작하는 두 가지 형태의 단락형 마이크로스트립 안테나를 휴대용 이동 통신 단말에 적용하여 단말의 특성 및 인체 두부의 SAR 특성을 개선하고자 하였다.
그러나, 상기 논문에 제시된 바와 같은 SAR저감을 위해 사용되는 평면형 안테나는 대부분 지향성(Directional) 방사 특성을 나타내므로, 사용자가 이동 통신 단말을 휴대할 때, 특히 통화가 이루어지지 않는 대기모드로 동작할 경우에, 안테나의 주 방사방향이 인체 쪽으로 향하면 기지국과의 교신이 원활하게 수행되지 않는 문제점이 있다.
또한, 전방향성 방사 특성을 가지는 이동 통신 단말 안테나의 근역장에서 인체 두부 방향으로 전파를 흡수하기 위해 또는 반사나 차폐를 위한 구조를 설치할 경우에는 안테나의 효율 및 이득이 감소하게 되는 문제점이 있다.
이외에도, SAR 저감을 위하여 단말의 구조를 디자인할 때 인체 두부와 안테나간의 거리를 되도록 멀리 설계하는 방법을 시도하기도 하였으며, 단말 내부의 관내파(Guided Wave)를 줄여 단말의 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD) 또는 키패드(Key Pad) 등의 개구면(Aperture)으로부터 방사되는 불요 전자파를 줄이기 위한 연구도 진행중이다.
한편, 이동 통신 단말의 주파수와 용도의 다양화에 따라 다이버서티(diversity)를 목적으로 두개 또는 다수의 안테나 소자를 이용하기도 한다. 이러한 용도의 안테나 구성은 주로 하나의 안테나를 사용하며 수신감도 개선이나 대역폭 개선 또는 방사 패턴의 빔(beam) 형성 등을 목적으로 한다.
이러한 목적을 위한 대표적인 종래의 기술로서, "이동통신 단말기용 안테나 장치"가 대한민국 실용신안등록출원 제 20-1996-0019956호에 개시되어 있다.
상기 실용신안등록출원 제 20-1996-0019956호는, 이동 통신 단말기에 다수의 안테나를 구비하고, 수신 신호의 레벨이 높은 안테나를 자동적으로 선택할 수 있도록 하여 수신감도를 향상시키고자 하였다.
그러나, 상기 실용신안등록출원의 이동 통신 단말용 안테나 장치 역시, 대기모드에서 평판형 안테나를 선택하였을 경우에는 인체 두부 방향으로 향하는 전자파를 효율적으로 차단할 수 없으며, 통화모드에서 수납형 안테나를 선택하였을 경우에는 안테나의 주 방사방향이 인체 쪽으로 향하면 기지국과의 교신이 원활하게 수행되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 지향성의 방사패턴 및 전방향성의 방사패턴을 각각 나타내는 두개의 안테나를 장착하여, 사용하는 모드에 따라 개별적으로 동작시킴으로써 대기모드 및 통화모드에서 각각 요구되는 특성을 만족시키기 위한 이동 통신 단말용 안테나부를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 지향성의 방사패턴 및 전방향성의 방사패턴을 각각 나타내는 두개의 안테나를 장착하여, 사용하는 모드에 따라 개별적으로 동작시킴으로써 인체 두부에 미치는 전자파 흡수율을 저감하기 위한 이동 통신 단말용 안테나부를제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 이동 통신 단말용 안테나부의 일실시예 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 단말용 안테나부를 설명하기 위한 일실시예 기능 블럭도,
도 3a는 본 발명에 따른 이동 통신 단말용 안테나부의 대기모드에서의 일실시예 방사 패턴도,
도 3b는 본 발명에 따른 이동 통신 단말용 안테나부의 통화모드에서의 일실시예 방사 패턴도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101 : 수납형 안테나103 : 평면형 안테나
105 : 스위치
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 각기 다른 방사 특성을 가지는 안테나를 이용하여 인체 두부의 전자파 흡수율을 저감하기 위한 듀플렉서를 구비한 이동 통신 단말용 안테나부에 있어서, 대기모드에서 에너지를 송수신하기 위한 수납형 안테나; 통화모드에서 에너지를 송수신하기 위한 평면형 안테나; 및 대기모드에서 상기 수납형 안테나와 상기 듀플렉서를 연결하고, 통화모드에서 상기 평면형 안테나와 상기 듀플렉서를 연결하기 위한 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이동 통신 단말의 안테나에 의한 인체 두부의 SAR을 저감하기 위한 이동통신 단말기 안테나 기술로서, 기존의 전방향성 안테나를 이용한 이동 통신 단말기 안테나 기술과 지향성 안테나를 이용한 SAR 저감 기술을 각각 이용하여, 두개의 안테나를 가지고 동작 모드에 따라 각각 방사 모양이 다른 안테나 특성을 이용하는 구조를 제안한다.
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.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록하고 있음에 유의하여야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 이동 통신 단말용 안테나부의 일실시예 구성도로서, 각각 폴더형 단말과 플립형 단말의 안테나부를 설명하고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이동 통신 단말의 안테나부는, 평면형 안테나(101), 수납형 안테나(103), 스위치(105), 급전선(107, 109, 111) 및 듀플렉서(Duplexer; 113)를 포함하고 있다.
본 발명의 이동 통신 단말은 대기모드에서 통화모드로 전환될 때, 상기 스위치(105)가 상기 수납형 안테나(101)와 상기 듀플렉서(113)간의 연결을 상기 평면형 안테나(103)와 상기 듀플렉서(113)간의 연결로 전환된다.
본 발명의 이동 통신 폴더형 단말기에서, 손에 의하여 안테나의 성능이 저하되는 것을 방지하기 위하여 폴더 덮개의 상부에 상기 평면형 안테나(103)를 배치하도록 한다. 여기에서, 폴더 덮개의 상부는, 단말의 액정 표시 장치(LCD)의 뒷부분을 말하는 것으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에서, 상기 수납형 안테나(101)는 헬리컬 안테나와 모노폴 안테나의 조합으로 이루어진 휩 안테나일 수 있으며, 상기 평면형 안테나(103)는 마이크로스트립 패치 안테나 또는 평면형 역 F 안테나(PIFA)일 수 있다.
상기 듀플렉서(113)는 송신단과 수신단을 하나의 안테나에서 공유하도록 하는 기능을 담당하는 것으로서, 총 3개의 포트로 구성되어, 양 끝단에 송신단과 수신단이, 중앙에는 상기 스위치(105)가 연결되어 있다. 상기 듀플렉서(113)에 의해,송신단에서 나온 신호는 상기 스위치(105)로 연결되어 상기 수납형 안테나(101) 또는 상기 평면형 안테나(103)로 진행하고 수신단으로 진행하지 못하며, 상기 수납형 안테나(101) 또는 평면형 안테나(103)로 들어온 신호는 수신단으로만 진행할 수 있다,
도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 단말용 안테나부를 설명하기 위한 일실시예 기능 블럭도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 안테나부는, 대기모드에서 상기 스위치(105)가 상기 수납형 안테나(101)와 상기 듀플렉서(113)를 연결하고, 통화모드에서는 상기 평면형 안테나(103)와 상기 듀플렉서(113)를 연결한다.
도 3a는 본 발명에 따른 이동 통신 단말용 안테나부의 대기모드에서의 일실시예 방사 패턴도이며, 도 3b는 본 발명에 따른 이동 통신 단말용 안테나부의 통화모드에서의 일실시예 방사 패턴도로서, 각각 평면도와 측면도를 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이동 통신 단말은 대기모드에서 전방향성 특성을 나타내며, 통화모드에서 지향성 특성을 나타내게 된다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 지향성의 방사패턴 및 전방향성의 방사패턴을 각각 나타내는 두개의 안테나를 장착하여, 사용하는 모드에 따라 개별적으로 동작시킴으로써 대기모드 및 통화모드에서 각각 요구되는 특성을 만족시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 지향성의 방사패턴 및 전방향성의 방사패턴을 각각 나타내는 두개의 안테나를 장착하여, 사용하는 모드에 따라 개별적으로 동작시킴으로써 인체 두부에 미치는 전자파 흡수율을 저감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 각기 다른 방사 특성을 가지는 안테나를 이용하여 인체 두부의 전자파 흡수율을 저감하기 위한 듀플렉서를 구비한 이동 통신 단말용 안테나부에 있어서,
    대기모드에서 에너지를 송수신하기 위한 수납형 안테나;
    통화모드에서 에너지를 송수신하기 위한 평면형 안테나; 및
    대기모드에서 상기 수납형 안테나와 상기 듀플렉서를 연결하고, 통화모드에서 상기 평면형 안테나와 상기 듀플렉서를 연결하기 위한 스위칭 수단
    을 포함하는 이동 통신 단말용 안테나부.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말은,
    플립형 단말인 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말용 안테나부.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말은,
    폴더형 단말이며, 상기 평면형 안테나가 상기 폴더형 단말의 덮개의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말용 안테나부.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수납형 안테나는,
    휩 안테나인 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말용 안테나부.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 평면형 안테나는,
    마이크로스트립 패치 안테나인 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말용 안테나부.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 평면형 안테나는,
    평면 역 F 안테나(PIFA)인 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말용 안테나부.
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