KR20040023423A - Antenna embedded mobile information terminal and method for his using message - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안테나 내장형 휴대정보 단말기 및 그를 이용한 통화방법에 관한 것으로, 특히 사용자가 휴대정보 단말기 내장형 안테나가 부착된 힌지부분을 감싸고 통화하는가를 감지하여 안테나의 이득과 반사계수를 정합회로로 보상함으로써, 통화품질을 개선할 수 있도록 한 안테나 내장형 휴대정보 단말기 및 그를 이용한 통화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a portable antenna with a built-in antenna and a call method using the same, and in particular, by detecting whether the user wraps around the hinge portion to which the portable antenna with a built-in portable antenna is attached and compensates the gain and reflection coefficient of the antenna with a matching circuit. The present invention relates to an antenna-integrated portable information terminal capable of improving call quality and a call method using the same.
최근, 휴대정보 단말기의 기능강화와 함께 휴대정보 단말기의 소형화 편리화 추세에 따라 안테나의 개발 추세도 외장형서 내장형으로 옮겨가고 있다.Recently, as the portable information terminal has been strengthened and the miniaturization of the portable information terminal has become more convenient, the development trend of the antenna has also shifted to the external type embedded type.
특히 안테나 내장형 단말기는 바(Bar) 타입 또는 플립(Flip) 타입 듀얼 밴드 단말기에서는 이미 적용되는 추세이다.In particular, antenna-embedded terminals are already being applied to bar-type or flip-type dual band terminals.
이때, 상기 바 타입 또는 플립 타입 단말기의 내장형 안테나는 이동통신 단말기의 힌지 부분에 위치하여 사용자들이 휴대하기에 편리하다.In this case, the built-in antenna of the bar type or flip type terminal is located in the hinge portion of the mobile communication terminal is convenient for users to carry.
그래서, 종래 내장형 안테나의 기술을 폴더형 단말기의 힌지부분에 적용하고자 했다.Thus, the conventional built-in antenna technology has been applied to the hinge portion of the clamshell terminal.
그러나, 폴더형 단말기의 힌지부에 내장형 안테나를 설치하지 않는 이유는 폴더형 단말기의 사용자가 힌지부분을 잡고 통화를 하기 때문에 내장 안테나의 성능이 급격히 저하되고, 감도도 저하되는 문제점이 나타나 실제 적용하기 어렵다.However, the reason why the built-in antenna is not installed in the hinge portion of the clamshell terminal is that the user of the clamshell terminal makes a phone call while holding the hinge portion, so the performance of the built-in antenna decreases rapidly and the sensitivity also decreases. it's difficult.
그래서, 이러한 문제점을 해결하고자 외관상 보기 좋고 휴대의 편리성 및 안테나의 성능을 고려하여 폴더형 단말기의 힌지부분이 아닌 다른곳에 안테나를 내장한다.Therefore, in order to solve this problem, the antenna is embedded in a place other than the hinge part of the folding type terminal in consideration of appearance and portability and antenna performance.
그러나, 폴더의 LCD창 내부 위쪽에 안테나를 위치시키면 안테나서 메인 PCB사이에 1dB이상의 삽입손실이 생기게 되고, 폴더 단말기의 아래쪽에 안테나를 위치시키면 배터리를 장착시키는데 높이의 제한을 받는 문제점이 있다.However, if the antenna is placed above the inside of the LCD window of the folder, an insertion loss of 1 dB or more is generated between the main PCBs of the antenna, and if the antenna is placed below the folder terminal, there is a problem that the height is limited to mounting the battery.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 내장 안테나의 위치를 기존 폴더 단말기의 힌지부에 그대로 둔채, 폴더 단말기의 힌지 부분을 접촉한 상태에서 통화할 경우와 그 힌지 부분을 접촉하지 않고 통화할 경우의 상태를 센서를 이용하여 구별하고 각각의 경우에 적합한 안테나 정합회로를 구현함으로써, 폴더 단말기에 내장된 안테나의 성능이 개선되어 음영지역이나 신호의 세가가 약한 지역에서 수신하는 신호의 품질이 양호해지고 수신 성공률이 높아지도록 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and the case where the phone is in contact with the hinge portion of the folder terminal while the position of the built-in antenna remains in the hinge portion of the existing folder terminal and the hinge portion thereof By using a sensor to distinguish the state of a call without contact and implementing an antenna matching circuit suitable for each case, the performance of the antenna built in the folder terminal is improved, so that it is possible to receive in a shaded area or an area with weak signal The purpose is to improve signal quality and increase reception success rate.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 송신시에도 안테나의 방사특성을 최적화 함으로써, 송신 회로의 출력전력을 최적화하고 폴더 단말기에서 소모되는 전류도 감소시켜 단말기 사용시간을 늘릴 수 있도록 한 안테나 내장형 휴대정보 단말기 및 그를 이용한 통화방법을 제공함에 그 목적이 있다.In addition, another object of the present invention by optimizing the radiation characteristics of the antenna even during transmission, by optimizing the output power of the transmission circuit and reducing the current consumed in the folder terminal to increase the terminal usage time portable antenna information terminal And the purpose is to provide a call method using the same.
도 1은 본 발명 안테나 내장형 휴대정보 단말기의 내부 구성을 보인 예시도.1 is an exemplary view showing the internal configuration of the present invention antenna built-in portable information terminal.
도 2는 본 발명 안테나 내장형 휴대정보 단말기를 통한 통화방법을 보인 흐름도.2 is a flowchart illustrating a call method through an antenna-internal portable information terminal according to the present invention;
도 3은 본 발명 안테나 내장형 휴대정보 단말기를 보인 예시도.Figure 3 is an exemplary view showing the present invention antenna built-in portable information terminal.
도 4는 본 발명 안테나 내장형 휴대정보 단말기의 안테나 이득과 반사계수를 보인 예시도.Figure 4 is an exemplary view showing the antenna gain and reflection coefficient of the present invention antenna built-in portable terminal.
도 5는 본 발명 안테나 내장형 휴대정보 단말기의 안테나 이득과 반사계수를 보인 예시도.5 is an exemplary view showing the antenna gain and reflection coefficient of the present invention antenna built-in portable terminal.
도 6은 본 발명 안테나 내장형 휴대정보 단말기의 통화시 각 구성요소의 동작을 나타낸 예시도.6 is an exemplary view showing the operation of each component during the call of the present invention antenna built-in portable terminal.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
11: 내장형 안테나12: 감지부11: built-in antenna 12: detector
13, 14: 제1, 제2 스위치15, 16: 제1, 제2 정합회로13, 14: first and second switches 15, 16: first and second matching circuits
17: 듀플렉서17: duplexer
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 단말기의 내부에 장착되어 고주파 신호를 수신 및 송신하는 내장형 안테나와; 상기 내장형 안테나가 장착된 부분을 사용자가 손으로 잡았는지 감지하는 감지부와; 상기 감지부의 감지신호 출력여부에 따라 제1 경로 또는 제2 경로를 제공하는 제1, 제2 스위치와; 상기 내장형 안테나로부터 고주파 신호 수신시 상기 제1 경로의 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정하여 제2 스위치로 출력하고, 상기 제1 경로의 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정하여 수신시 제2 스위치, 송신시 내장형 안테나로 고주파 신호를 출력하는 제1 정합회로와; 상기 제2 경로의 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정하여 수신시 제2 스위치, 송신시 제1 스위치로 고주파 신호를 출력하는 제2 정합회로와; 상기 제2 스위치를 통해 입력된 수신 전파와 그 제2 스위치로 송신되는 전파를 분리하는 듀플렉서로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes an internal antenna mounted inside the mobile communication terminal to receive and transmit a high frequency signal; A sensing unit which detects whether the user holds the portion where the built-in antenna is mounted by a hand; First and second switches configured to provide a first path or a second path depending on whether the detection signal is output from the detection unit; When receiving a high frequency signal from the built-in antenna, the impedance difference between the input terminal and the output terminal of the first path is corrected and output to the second switch, and the impedance difference between the input terminal and the output terminal of the first path is corrected and the second switch and transmission are received. A first matching circuit configured to output a high frequency signal to a built-in antenna; A second matching circuit correcting an impedance difference between an input terminal and an output terminal of the second path to output a high frequency signal to a second switch at a reception and a first switch at a transmission; And a duplexer for separating received radio waves inputted through the second switch and radio waves transmitted to the second switch.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안테나를 내장한 이동통신 단말기에 있어서, 통화중 사용자의 손 혹은 거치대와 같은 물체가 이동통신 단말기의 안테나가 내장된 부위를 잡고 있거나 혹은 가로막고 있는가를 판단하여 상기 이동통신 단말기의 안테나의 내장된 부위를 잡고 있거나 혹은 가로막고 있다고 판단되면 평상시 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정하여 기지국과의 송수신하는 제1 경로를 차단하고, 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정한 제2 경로로 기지국과 송수신하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mobile communication terminal having an antenna, and determines whether an object such as a user's hand or a cradle is holding or blocking an antenna embedded part of a mobile communication terminal during a call. When it is determined that the internal portion of the antenna of the mobile communication terminal is held or blocked, the first path for transmitting and receiving with the base station is blocked by correcting the impedance difference between the input terminal and the output terminal, and correcting the impedance difference between the input terminal and the output terminal. Transmitting and receiving with a base station in two paths.
이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 안테나 내장형 휴대정보 단말기의 내부 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 이동통신 단말기의 내부에 장착되어 고주파 신호를 수신 및 송신하는 내장형 안테나(11)와; 상기 내장형 안테나(11)가 장착된 부분을사용자가 손으로 잡았는지 감지하는 감지부(12)와; 상기 감지부(12)의 감지신호 출력여부에 따라 제1 경로 또는 제2 경로를 제공하는 제1, 제2 스위치(13, 14)와; 상기 내장형 안테나(11)로부터 고주파 신호 수신시 상기 제1 경로의 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정하여 제2 스위치(14)로 출력하고, 상기 제1 경로의 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정하여 수신시 제2 스위치(14), 송신시 내장형 안테나로 고주파 신호를 출력하는 제1 정합회로(15)와; 상기 제2 경로의 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정하여 수신시 제2 스위치(14), 송신시 제1 스위치(13)로 고주파 신호를 출력하는 제2 정합회로(16)와; 상기 제2 스위치(14)를 통해 입력된 수신 전파와 그 제2 스위치(14)로 송신되는 전파를 분리하는 듀플렉서(17)로 구성된다.1 is an exemplary view showing an internal configuration of an antenna-integrated portable information terminal according to the present invention. As shown therein, a built-in antenna 11 mounted inside a mobile communication terminal to receive and transmit a high frequency signal; A detector 12 which detects whether the user holds the portion where the built-in antenna 11 is mounted by a hand; First and second switches 13 and 14 for providing a first path or a second path depending on whether the detection unit 12 outputs a detection signal; When the high frequency signal is received from the built-in antenna 11, the impedance difference between the input terminal and the output terminal of the first path is corrected and output to the second switch 14, and the impedance difference between the input terminal and the output terminal of the first path is corrected and received. A second matching circuit 15 for outputting a high frequency signal to a built-in antenna during transmission; A second matching circuit 16 for correcting an impedance difference between an input terminal and an output terminal of the second path to output a high frequency signal to a second switch 14 when receiving and to a first switch 13 when transmitting; And a duplexer 17 for separating received radio waves inputted through the second switch 14 and radio waves transmitted to the second switch 14.
도 2는 본 발명 안테나 내장형 휴대정보 단말기를 이용한 통화방법을 보인 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 안테나를 내장한 이동통신 단말기에 있어서, 통화중 사용자의 손 혹은 거치대와 같은 물체가 이동통신 단말기의 안테나가 내장된 부위를 잡고 있거나 혹은 가로막고 있는가를 판단하여 상기 이동통신 단말기의 안테나의 내장된 부위를 잡고 있거나 혹은 가로막고 있다고 판단되면 평상시 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정하여 기지국과의 송수신하는 제1 경로를 차단하고, 입력단과 출력단의 임피던스 차이를 보정한 제2 경로로 기지국과 송수신하는 단계로 이루어진 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 첨부된 도면을 이용하여 상세히 설명한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a call method using an antenna embedded portable information terminal. In the mobile communication terminal having an antenna as shown in the drawing, an object such as a user's hand or a cradle is used as an antenna of the mobile communication terminal during a call. If it is determined that is holding or blocking the built-in part of the mobile communication terminal is determined to hold or block the built-in part of the antenna of the mobile communication terminal to correct the impedance difference between the input terminal and the output terminal to block the first path for transmitting and receiving with the base station And, it is made of a step of transmitting and receiving with the base station in the second path corrected the impedance difference between the input terminal and the output terminal, it will be described in detail with reference to the accompanying drawings the operation and operation of the present invention.
도 3은 본 발명 안테나가 힌지부에 내장된 안테나 내장형 휴대정보 단말기를보인 예시도로서, 이에 도시된 바와같이 힌지부분(a)에 내장형 안테나(11)를 구비하고, 그 내장형 안테나(11)가 위치한 힌지부분(a)를 사용자가 잡고 통화할 경우 감지부(b)가 이를 감지하기 위해 폴더 단말기(10)의 힌지부분(a) 뒷면에 위치한다.3 is an exemplary view showing an antenna-embedded portable information terminal in which an antenna of the present invention is embedded in a hinge portion. As shown in FIG. 3, an integrated antenna 11 is provided at a hinge portion a, and the embedded antenna 11 is When the user grasps the located hinge portion (a) and makes a call, the sensing unit (b) is located at the rear of the hinge portion (a) of the folder terminal 10 to detect this.
상기 감지부(b)의 출력전위(고전위, 저전위)에 따라 통화 경로는 2가지로 나타난다.According to the output potential (high potential, low potential) of the detector b, two call paths are shown.
먼저, 사용자가 통화시 폴더 단말기(10)의 내장형 안테나(11)가 위치한 힌지부분(a)을 잡지 않고 통화할경우, 감지부(b)(12)는 저전위(Low)를 출력하고, 그 감지부(b)(12)의 저전위의 출력신호에 의해 제어되는 제1 스위치(13)는 개방, 3로 스위치인 제2 스위치(14)는 제1 정합회로의 출력이 듀플렉서(17)로 입력되도록 제1 경로를 제공한다.First, when a user calls without holding the hinge portion (a) where the built-in antenna 11 of the folder terminal 10 is located during a call, the sensing unit (b) 12 outputs a low potential (Low), The first switch 13, which is controlled by the low potential output signal of the sensing unit (b) 12, is open, and the second switch 14, which is a three-way switch, outputs the first matching circuit to the duplexer 17. Provide a first path to be input.
이에, 내장형 안테나(11)를 통해 수신된 고주파 신호는 입력단(IN)과 출력단(OUT)의 임피던스 매칭을 위한 제1 정합회로(15)를 통해 입력단과 출력단의 임피던스 차이가 보정되어 제2 스위치(14)를 지나 듀플렉서(17)의 수신단자로 입력되는 신호는 도 4의 (a), (b)와 같이 캐리어 주파수(f0)에서 수신신호의 이득과 반사계수 특성이 -2.2dBi, 1.8dB로 안테나 특성은 양호하나, 손으로 힌지부분(a)을 잡았을 경우에는 도 5의 (a), (b)와 같이 -4.5dBi, 2.5dB로 안테나 특성은 나빠지게 된다.Accordingly, the high frequency signal received through the built-in antenna 11 is corrected in the impedance difference between the input terminal and the output terminal through the first matching circuit 15 for impedance matching between the input terminal IN and the output terminal OUT, so that the second switch ( The signal input to the receiving terminal of the duplexer 17 through 14) has gain and reflection coefficient characteristics of -2.2dBi and 1.8dB at the carrier frequency f0 as shown in FIGS. 4A and 4B. Antenna characteristics are good, but when the hinge portion (a) is held by hand, antenna characteristics deteriorate to -4.5dBi and 2.5dB as shown in FIGS. 5A and 5B.
그래서, 사용자가 통화시 폴더 단말기(10)의 내장형 안테나(11)가 위치한 힌지부분(a)을 잡고 통화할 경우, 최적화된 안테나 성능을 가질 수 있는 제2 정합회로(16)를 통해 듀플렉서(17)로 수신신호를 수신하도록 한다.Thus, when the user calls while holding the hinge portion (a) in which the built-in antenna 11 of the folder terminal 10 is located during a call, the duplexer 17 is provided through the second matching circuit 16 which may have an optimized antenna performance. Receive the received signal.
즉, 사용자가 통화시 폴더 단말기(10)의 힌지부분(a)를 잡고 통화하면, 감지부(b)(12)는 고전위(High)를 출력하게 되어, 그 감지부(b)(12)의 고전위의 출력신호에 의해 제어되는 제1 스위치(13)는 단락, 제2 스위치(14)는 제2 정합회로(16)의 출력이 듀플렉서(17)로 입력되도록 경로를 제공한다.That is, when the user grabs the hinge portion (a) of the folder terminal 10 during the call, the sensing unit (b) 12 outputs a high potential, the sensing unit (b) 12 The first switch 13, which is controlled by an output signal of high potential of, shorts, and the second switch 14 provides a path such that the output of the second matching circuit 16 is input to the duplexer 17.
이에, 내장형 안테나(11)를 통해 수신된 고주파 신호는 입력단(IN)과 출력단(OUT)의 임피던스 매칭을 위한 제2 정합회로(16)를 통해 입력단(IN)과 출력단(OUT)의 임피던스 차이가 보정되어 제2 스위치(14)를 지나 듀플렉서(17)의 수신단자로 입력된다.Accordingly, the high frequency signal received through the built-in antenna 11 has a difference in impedance between the input terminal IN and the output terminal OUT through the second matching circuit 16 for impedance matching between the input terminal IN and the output terminal OUT. The correction is input through the second switch 14 to the receiving terminal of the duplexer 17.
결국, 사용자가 폴더 단말기(10)의 힌지 부분(a)을 손으로 잡아 내장형 안테나(11)의 방사성능을 저하시키게 되면 감지부(b)(12)의 출력이 고전위(High)로 전환되어, 도 4의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 상기 내장형 안테나(11)는 제2 정합회로(16)를 통해 이득과 반사계수 특성이 양호한 상태를 유지한다.As a result, when the user grasps the hinge portion a of the folder terminal 10 by hand to lower the radioactivity of the built-in antenna 11, the output of the sensing unit (b) 12 is switched to high potential. As shown in FIGS. 4A and 4B, the built-in antenna 11 maintains a good gain and reflection coefficient characteristic through the second matching circuit 16.
또한, 송신시에도 상기한 과정과 동일한 동작과정에 의해 송신하게 된다. 다만, 듀플렉서(17)의 송신단자를 통해 동작하게 되는것만을 달리하게 된다.In addition, the transmission is performed by the same operation process as the above process. However, only the operation through the transmission terminal of the duplexer 17 is different.
이러한, 본 발명의 동작상태는 도 6과 같으며 이와 같은 동작에 의해 내장형 안테나(11)의 성능을 개선하여 음영지역이나 신호의 세기가 약한 지역에서 수신하는 신호의 품질이 양호해지고 수신성공률이 높아지며 송신시에는 전력증폭기의 출력전력의 무선 전송 손실을 최소로 함으로 배터리의 사용시간이 연장된다.Such an operation state of the present invention is as shown in FIG. 6, and by this operation, the performance of the built-in antenna 11 is improved, so that the quality of a signal received in a shaded area or a region where the signal strength is weak is good and the reception success rate is high. During transmission, the service life of the battery is extended by minimizing the wireless transmission loss of the output power of the power amplifier.
그리고, 본 발명은 설명의 편의를 위하여 폴더 단말기를 예로 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 다른 이동통신 단말기의 시스템들에 동일하게 사용할경우 동일한 효과를 거둘 수 있다.In addition, the present invention has been described using a folder terminal as an example for convenience of description, and the present invention is not limited thereto, and the same effect may be obtained when the same is used for systems of other mobile communication terminals.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 폴더 단말기의 힌지 부분을 접촉한 상태에서 통화할 경우와 그 힌지 부분을 접촉하지 않고 통화할 경우의 상태를 센서를 이용하여 구별하고 각각의 경우에 적합한 안테나 정합회로를 구현함으로써, 폴더 단말기에 내장된 안테나의 성능이 개선되어 음영지역이나 신호의 세가가 약한 지역에서 수신하는 신호의 품질이 양호해지고 수신 성공률이 높아지는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention distinguishes a state of a call in a state in which a hinge part of a folder terminal is in contact with a state of a call without touching the hinge part by using a sensor, and an antenna matching circuit suitable for each case. By implementing the above, the performance of the antenna built in the folder terminal is improved, so that the quality of the signal received in the shadow area or the area where the signal is weak is good, and the reception success rate is increased.
또한, 송신시에도 안테나의 방사특성을 최적화 함으로써, 송신 회로의 출력전력을 최적화하고 폴더 단말기에서 소모되는 전류도 감소시켜 단말기 사용시간을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by optimizing the radiation characteristics of the antenna during transmission, it is possible to optimize the output power of the transmission circuit and to reduce the current consumed by the folder terminal, thereby extending the terminal usage time.
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