KR20040028162A - 안테나 자동 조절 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 안테나 자동 조절 장치 및 방법은, 휴대용 단말기에 있어서, 안테나를 통해 입력되는 전파의 세기를 분석하여 전계가 일정 수준 이하로 떨어지게 되면 사용자의 조작 없이 자동으로 안테나의 길이를 조정하여 수신 전계를 향상시키며, 멀티 모드형 단말기에서 주파수가 다른 대역으로의 핸드 오프시 안테나의 길이를 자동으로 최적화하여 수신 강도를 향상시키는 안테나 자동 조절 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 주파수를 측정하는 단계; 측정된 주파수 대역이 제1 주파수 영역인 경우에는, 휩 안테나를 제1 주파수 영역에 최적화된 최대 길이로 조정하는 단계; 수신 전계 강도를 측정하는 단계; 수신 전계 강도가 기준치에

Description

안테나 자동 조절 장치 및 방법{APPARATUS FOR REGULATING ANTENNA AUTOMATICALLY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 안테나 자동 조절 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 이동통신용 단말기에서 전파 환경의 악화로 수신 신호의 레벨이 약할 경우, 안테나의 길이를 확장함으로써, 수신 이득을 높이고, 주파수가 다른 통신 방식으로의 로밍(Roaming)시 주파수에 맞게 안테나 길이를 자동 조절하여 수신 이득을 높일 수 있는 안테나 자동 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대용 무선 단말기의 안테나 타입의 대표적인 일 예로는 로드 안테나(rod antenna) 타입과 헬리컬 안테나(helical antenna) 타입이 있다. 로드 안테나 타입은 통상적으로 휴대폰에 많이 채용되고 있으며 전파의 수신감도를 향상시키기 위하여 로드 안테나가 인출될 수 있는 구조를 가지고 있다. 헬리컬 안테나 타입은 안테나 코일이 안테나 하우징에 내장되어 있다. 이들 대표적인 안테나 타입중 헬리컬 안테나는 로드 안테나의 로드가 없기 때문에 로드 안테나에 비해 휴대용 무선 단말기 내부 공간을 적게 차지하는 장점이 있다. 헬리컬 안테나는 통상 휴대용 무선 단말기의 길이방향으로 고정되게 장착되어 있다. 그리고 상기 헬리컬 안테나는 디자인 측면이 고려가 되어 그 휴대용 무선단말기의 제품 크기에 따라 최대 길이가 제한되어 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 헬리컬 안테나 구조를 나타낸 예시도로서, 도 1a는 안테나의 휩(whip)이 단말기 안으로 들어가 있는 상태를 나타내고, 도 1b는 안테나의 휩(whip)이 밖으로 완전히 나와있는 상태를 나타낸다. 여기서, 종래의 헬리컬 안테나 구조에서는, 평소에는 안테나의 휩(whip)(111)이 단말기 안으로 들어가 있으나, 기지국과 송수신할 때 수신되는 전파의 세기가 약할 경우 사용자가 안테나의휩(whip)을 밖으로 당김으로써, 휩(whip)(111)의 말단에 설치된 헬리컬 접촉부(112)가 헬리컬부(120)에 접촉되고, 이를 통하여 확장된 길이의 안테나를 사용자에게 제공하게 된다.
그러나, 상술한 종래의 헬리컬 안테나 구조에 의하면, 기지국과 송수신 시 수신되는 전파의 세기가 약해질 경우에, 수신 감도를 향상시키기 위해 안테나의 휩(whip)(111)을 사용자가 통화중에 수동으로 조작하여야 하는 번거로움이 있고, 특히, 운전 중의 경우 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 멀티모드 단말기의 경우에, 다른 대역간에 상호 핸드 오프가 이루어지는데, 안테나의 길이가 한가지로 제한되어 있으므로, 모든 주파수의 대역을 커버하기 어렵고, 서비스 사업자의 로밍에 따른 주파수의 변경 시 안테나 이득이 떨어지는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 휴대용 단말기에 있어서, 안테나를 통해 입력되는 전파의 세기를 분석하여 전계가 일정 수준 이하로 떨어지게 되면 사용자의 조작 없이 자동으로 안테나의 길이를 조정하여 수신 전계를 향상시키며, 멀티 모드형 단말기에서 주파수가 다른 대역으로의 핸드 오프시 안테나의 길이를 자동으로 최적화하여 수신 강도를 향상시키는 안테나 자동 조절 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 헬리컬 안테나 구조를 나타낸 예시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 자동 조절 장치를 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 자동 조절 방법을 나타낸 동작흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 자동 조절 방법을 나타낸 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
210 : 제어부220 : 모터 구동부
230 : 휩 안테나240 : 헬리컬 안테나
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 안테나 자동 조절 장치는, 현재 통신하는 주파수 및 수신 전계 강도를 감지하고, 감지된 주파수 및 수신 전계 강도에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 제어부에서 입력된 제어 신호에 따라 내부에 장착된 모터를 다중적으로 구동하는 모터 구동부; 제1 헬리컬 접촉부 및 제2 헬리컬 접촉부를 구비하고, 통화 중인 주파수 대역 및 수신 전계 강도에 맞는 안테나의 길이를 제공하는 휩 안테나; 및 상기 제1 헬리컬 접촉부 및 상기 제2 헬리컬 접촉부에 접촉 가능한 접촉부를 구비하고, 기지국과의 통신을 수행하는 헬리컬 안테나를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 안테나 자동 조절 방법은, 주파수를 측정하는 단계; 측정된 주파수 대역이 제1 주파수 영역인 경우에는, 휩 안테나를 제1 주파수 영역에 최적화된 최대 길이로 조정하는 단계; 수신 전계 강도를 측정하는 단계; 수신 전계 강도가 기준치에을 더한 값 이상인 경우에는, 휩 안테나 길이를 소정 길이 만큼 줄이는 단계; 통화가 종료되었는지 여부에 판단하고, 통화가 종료되지 않은 경우에는 수신 전계 강도를 측정하는 단계로 돌아가는 단계; 및 통화가 종료된 경우에는, 휩 안테나를 최소 길이로 조정하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 자동 조절 장치를 나타낸 예시도로서, 이러한 본 발명의 안테나 자동 조절 장치는, 제어부(210), 모터 구동부(220), 휩 안테나(230) 및 헬리컬 안테나(240)를 포함한다.
제어부(210)는, 기지국과 단말기 간의 통신이 수행되는 경우에, 현재 통신하는 주파수 및 수신 전계 강도를 감지하고, 감지된 주파수 및 수신 전계 강도에 따른 제어 신호를 후술하는 모터 구동부(220)로 출력하는 역할을 한다. 예를 들어, 800MHz 대의 CDMA(code division multiple access) 방식에서의 통화 및 1.9GHz의 PCS(personal communication service) 방식에서의 통화가 모두 가능하다면, 각 주파수 대에 따라 다른 제어 신호를 출력하게 된다. 또한, 수신 전계 강도에 따라 모터 구동부(220)를 양의 방향 또는 음의 방향으로 구동시키는 제어 신호를 출력하게 된다.
또한, 모터 구동부(220)는, 상기 제어부(210)에서 입력된 제어 신호에 따라 내부에 장착된 모터를 구동함으로써, 후술하는 휩 안테나(230)의 길이를 다중적으로 조정하는 역할을 한다.
한편, 휩 안테나(230)는, 제1 헬리컬 접촉부(231) 및 제2 헬리컬 접촉부(232)를 구비하고, 통화 중인 주파수 대역 및 수신 전계 강도에 맞는 안테나의 길이를 제공하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제1 헬리컬 접촉부(231) 및 상기제2 헬리컬 접촉부(232)는 각각 주파수대에 맞도록의 길이가 되는 위치에 형성된다.
또한, 헬리컬 안테나(240)는, 상기 제1 헬리컬 접촉부(231) 및 상기 제2 헬리컬 접촉부(232)에 접촉 가능한 접촉부를 구비하고, 기지국과의 통신을 수행하는 역할을 한다. 여기서, 1.9GHz의 PCS(personal communication service) 방식에서의 통화의 경우에는 상기 제1 헬리컬 접촉부(231)가 상기 헬리컬 안테나(240)의 접촉부와 접촉할 때까지 인출되고, 800MHz 대의 CDMA(code division multiple access) 방식에서의 통화의 경우에는 상기 제2 헬리컬 접촉부(232)가 상기 헬리컬 안테나(240)의 접촉부와 접촉할 때까지 인출된다.
상술한 본 발명의 안테나 자동 조절 장치의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(210)에서는, 기지국과 단말기 간의 통신이 수행되는 경우에, 현재 통신하는 주파수(예를 들면, 800MHz, 1.9GHz 등)를 감지하고, 감지된 주파수에 따른 제어 신호를 모터 구동부(220)로 출력하게 된다. 이후에, 모터 구동부(220)는, 제어부(210)로부터 입력된 제어 신호에 따라, 1.9GHz의 PCS(personal communication service) 방식에서의 통화의 경우에는 휩 안테나(230)의 제1 헬리컬 접촉부(231)가 헬리컬 안테나(240)의 접촉부와 접촉할 때까지 휩 안테나(230)를 인출시키고, 800MHz 대의 CDMA(code division multiple access) 방식에서의 통화의 경우에는 제2 헬리컬 접촉부(232)가 헬리컬 안테나(240)의 접촉부와 접촉할 때까지 휩 안테나(230)를 인출시킨다. 이 때, 헬리컬 접촉부의 개수를 늘림으로써, 더 많은 종류의 주파수에 최적화되도록 구성할 수 있다. 또한, 제어부(210)는, 수신 전계 강도를 측정하여, 모터 구동부(220)를 구동함으로써, 휩 안테나(230) 길이의 미세 조정을 수행한다. 이에 따라, 사용자는 항상 고품질의 통화가 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나 자동 조절 방법을 나타낸 동작흐름도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단말기와 기지국 간의 통화가 개시되면, 제어부(210)는, 주파수를 측정한다(S301).
이후에, 주파수 대역이 1.9GHz의 PCS(personal communication service)인 경우에는, 제어부(210)는, 제어 신호를 통하여 휩 안테나(230)의 제1 헬리컬 접촉부(231)가 헬리컬 안테나(240)의 접촉부와 접촉할 때까지 휩 안테나(230)를 인출시키고(S302), 800MHz 대의 CDMA(code division multiple access) 방식에서의 통화의 경우에는 제2 헬리컬 접촉부(232)가 헬리컬 안테나(240)의 접촉부와 접촉할 때까지 휩 안테나(230)를 인출시킨다(S303).
다음에, 제어부(210)는, 수신 전계 강도를 측정하고(S304), 수신 전계 강도가 기준치에을 더한 값 이상인 경우에는, 휩 안테나 길이를 줄이는 방향으로 모터 구동부(220)를 제어한다(S305).
이후에, 통화가 종료되었는지 여부에 따라, 통화가 종료되지 않은 경우에는 수신 전계 강도를 측정하는 단계로 돌아간다(S306).
만약, 통화가 종료된 경우에는, 제어부(210)는, 모터 구동부(220)를 제어하여 휩 안테나(230)를 최소 길이로 조정함으로써 휴대하기 편하도록 한다(S307).
또한, 수신 전계 강도가 기준치에을 더한 값 미만이고, 기준치에을 뺀 값 이하인 경우에는, 휩 안테나 길이를 늘이는 방향으로 모터 구동부(220)를 제어한 후, 통화가 종료되었는지 여부를 판단하는 단계로 진행한다(S308).
한편, 수신 전계 강도가 기준치에을 더한 값 미만이고, 수신 전계 강도가 기준치에을 뺀 값을 초과하는 경우에는, 휩 안테나 길이를 현 상태로 유지한 후, 통화가 종료되었는지 여부를 판단하는 단계로 진행한다(S309).
여기서, 상기 히스테리시스값(N)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 미세한 전계 강도의 변화에 안테나 길이가 변하는 것을 방지하기 위하여 설정된 값이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 휴대용 단말기에 있어서, 안테나를 통해 입력되는 전파의 세기를 분석하여 전계가 일정 수준 이하로 떨어지게 되면 사용자의 조작 없이 자동으로 안테나의 길이를 조정하여 수신 전계를 향상시키며, 멀티 모드형 단말기에서 주파수가 다른 대역으로의 핸드 오프시 안테나의 길이를 자동으로 최적화하여 수신 강도를 향상시키는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 현재 통신하는 주파수 및 수신 전계 강도를 감지하고, 감지된 주파수 및 수신 전계 강도에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부;
    상기 제어부에서 입력된 제어 신호에 따라 내부에 장착된 모터를 다중적으로 구동하는 모터 구동부;
    제1 헬리컬 접촉부 및 제2 헬리컬 접촉부를 구비하고, 통화 중인 주파수 대역 및 수신 전계 강도에 맞는 안테나의 길이를 제공하는 휩 안테나; 및
    상기 제1 헬리컬 접촉부 및 상기 제2 헬리컬 접촉부에 접촉 가능한 접촉부를 구비하고, 기지국과의 통신을 수행하는 헬리컬 안테나
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 자동 조절 장치.
  2. 주파수를 측정하는 단계;
    측정된 주파수 대역이 제1 주파수 영역인 경우에는, 휩 안테나를 제1 주파수 영역에 최적화된 최대 길이로 조정하는 단계;
    수신 전계 강도를 측정하는 단계;
    수신 전계 강도가 기준치에을 더한 값 이상인 경우에는, 휩 안테나 길이를 소정 길이 만큼 줄이는 단계;
    통화가 종료되었는지 여부에 판단하고, 통화가 종료되지 않은 경우에는 수신 전계 강도를 측정하는 단계로 돌아가는 단계; 및
    통화가 종료된 경우에는, 휩 안테나를 최소 길이로 조정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 자동 조절 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    수신 전계 강도가 기준치에을 더한 값 미만이고, 기준치에을 뺀 값 이하인 경우에는, 휩 안테나 길이를 소정 길이 만큼 늘인 후, 통화가 종료되었는지 여부를 판단하는 단계로 진행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 자동 조절 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    수신 전계 강도가 기준치에을 더한 값 미만이고, 수신 전계 강도가 기준치에을 뺀 값을 초과하는 경우에는, 휩 안테나 길이를 현 상태로 유지한 후, 통화가 종료되었는지 여부를 판단하는 단계로 진행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 자동 조절 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    측정된 주파수 대역이 제2 주파수 영역인 경우에는, 휩 안테나를 제2 주파수 영역에 최적화된 최대 길이로 조정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 자동 조절 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 주파수 영역은 1.9GHz 영역인
    것을 특징으로 하는 안테나 자동 조절 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 주파수 영역은 800MHz 영역인
    것을 특징으로 하는 안테나 자동 조절 방법.
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