KR20050019627A - 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치 및그 방법 - Google Patents

전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치 및그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 통화시 최적의 상태를 유지할 수 있도록 전계강도에 따라 이동통신 단말기의 안테나 위치를 자동으로 제어하기 위한 안테나 제어 장치를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치에 있어서, 신호를 송수신하기 위한 안테나; 상기 안테나에 수신된 신호를 검출하여 신호대잡음비를 계산하기 위한 전계수신부; 상기 계산된 신호대잡음비를 바탕으로 현재의 전계상황을 파악하여, 안테나 위치 변경신호를 발생하기 위한 전계판단부; 및 상기 안테나 위치 변경신호에 따라, 상기 안테나의 방향과 앙각을 조정하여 통화감도를 조절하기 위한 위치제어부를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이동통신 단말기의 안테나 제어 등에 이용됨.

Description

전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치 및 그 방법{Apparatus and method for controlling antenna according to the degree of electric field in mobile communication terminal}
본 발명은 통화시 최적의 상태를 유지할 수 있도록 전계강도에 따라 이동통신 단말기의 안테나 위치를 제어하는 장치에 관한 것이다.
현재, 이동통신 호출기로부터 시작하여 셀룰라 폰(cellular phone), 개인휴대전화기(PCS)를 거쳐 IMT-2000(International Mobile Telecommunication), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 기반의 이동통신까지 최근 몇 년 사이에 이동통신 환경은 엄청난 속도로 발전하고 있다.
그런데, 이동통신망내에는 강한 전계가 형성되는 지역이 있는 반면에, 전계가 약해 통화가 어렵거나 통화가 연결되었다 하더라도 음단절 및 노이즈에 의해 제대로 통화를 할 수 없는 약전계 지역이 존재한다. 특히, 이러한 약전계 지역에선 단말기의 안테나 방향에 따라 심하게 통화품질이 향상 또는 저하된다.
그럼에도 불구하고, 현재의 이동통신 단말기에서는 안테나의 위치가 일정하게 고정되어 있다. 비록, retractable(BASE loading, TOP loading) 안테나의 경우, 약전계에서 다이폴(dipole) 안테나를 뽑아 사용함으로써 좀더 나은 전계상황을 만들기도 하지만, 일반적으로는 약한 전계에서 통화를 시도하려면 사용자가 일어서서 높이를 바꾸거나 또는 방향을 바꿔 통화해야만 했다. 이렇게 안테나를 뽑는다는 것은 전파를 수신하는 면적이 더 넓어진다는 것을 뜻한다. 때문에 안테나를 뽑으면 안테나 전파가 주변에 있는 기지국에 빨리 전달돼서 전파수신 능력이 높아지기 때문에 통화감도 등이 상승한다.
그러나, 안테나와 기구물의 구조에 의해 전계상황이 바뀔 수 있으므로, 전계강도에 따라 안테나의 위치를 자동으로 바꿀 수 있다면 보다 좋은 전계상황을 찾아 좋은 품질로 통화를 할 수 있으리라 기대된다.
본 발명은, 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 통화시 최적의 상태를 유지할 수 있도록 전계강도에 따라 이동통신 단말기의 안테나 위치를 자동으로 제어하기 위한 안테나 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치에 있어서, 신호를 송수신하기 위한 안테나; 상기 안테나에 수신된 신호를 검출하여 신호대잡음비를 계산하기 위한 전계수신부; 상기 계산된 신호대잡음비를 바탕으로 현재의 전계상황을 파악하여, 안테나 위치 변경신호를 발생하기 위한 전계판단부; 및 상기 안테나 위치 변경신호에 따라, 상기 안테나의 방향과 앙각을 조정하여 통화감도를 조절하기 위한 위치제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 이동통신 단말기의 안테나 제어 방법에 있어서, 안테나를 통해 수신된 신호를 검출하여 신호대잡음비를 계산하는 제 1 단계; 상기 계산된 신호대잡음비를 바탕으로 현재의 전계상황을 파악하여, 안테나 위치 변경신호를 발생하는 제 2 단계; 및 상기 안테나 위치 변경신호에 따라, 상기 안테나의 방향과 앙각을 조정하여 통화감도를 조절하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 안테나와 기구물의 구조에 의해 전계상황이 바뀐다는 테스트 결과를 바탕으로, 위치변경 가능한 안테나를 단말기에 장착하여, 통화시 약전계에서 통화품질이 저하되는 것을 최소한으로 줄이고 가장 좋은 통화품질을 유지할 수 있도록 약전계시 안테나의 위치를 변경시켜 가장 좋은 전계상태에서 통화할 수 있도록 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 1 은 본 발명에 따른 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치는, 신호를 송수신하기 위한 안테나(10)와, 안테나(10)에 수신된 신호를 검출하여 신호대잡음비를 계산하기 위한 전계 수신부(20)와, 계산된 신호대잡음비를 바탕으로 현재의 전계상황을 파악하여, 안테나 위치 변경신호를 발생하기 위한 전계 판단부(30)와, 안테나 위치 변경신호에 따라, 안테나(10)의 방향과 앙각을 조정하여 통화감도를 조절하기 위한 위치 제어부(40)를 포함한다.
이동통신 단말기에서 안테나 감도(통화감도)는 안테나 자체의 특성과 매칭에도 영향을 받지만, 기구물에 큰 영향을 받는다. 이는 기구물의 금속체 등과 무관하지 않은데, 전파가 진행해 오는 방향으로 Ground Plane이 형성되어 있을 경우, 그 방향으로 안테나(10)는 좋은 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 따라서, 사용자의 폰 그립 특성과 약전계 지역의 전파방향 등을 고려하여 안테나(10)의 위치를 상하(앙각) 좌우(방향) 바꾸어 보면 좋은 전계상황을 만들 수 있다. 이러한 원리를 이용하여, 본 발명에 따른 전계강도에 따른 이동통신 단말기 안테나 제어 장치는 단말기의 수신단(Rx단)과 제어부(MSM)를 이용하여 현재의 전계상황을 계산 판단하고 약한 전계가 감지되었을 경우 안테나(10)의 위치를 자동으로 변경시켜 좋은 전계상황을 찾는다.
안테나(10)는 신호를 송수신하고, 위치 제어부(40)에 의해 가장 좋은 전계상황을 갖는 방향(상하좌우)으로 움직인다.
전계 수신부(20)는 이동통신 단말기의 수신단(Rx단)으로서, 변조신호를 받아 증폭, 필터링 등을 통해 원하는 신호를 검출해낸다. 뿐만 아니라, 복조된 신호의 신호대잡음비(Ec/Io)를 계산한다.
전계 판단부(30)는 전계 수신부(20)로부터 들어온 신호대잡음비의 데이터를 가지고 현상태의 전계를 판단한다. 이때, 기준치 이하의 전계가 감지되었을 경우, 안테나 위치를 변경하는 신호를 위치 제어부(40)로 보내어, 위치 제어부(40)에 있는 스텝 모터들을 제어한다. 이는 이동통신 단말기의 CPU 부분인 MSM이 담당한다.
안테나(10)의 위치가 변경된 후에, 다시 신호대잡음비를 계산하고(전계 수신부(20)), 전계 판단부(30)는 계산된 신호대잡음비가 기준치 이상이면 안테나(10)의 위치를 그대로 두고, 그렇지 못하면 다시 안테나(10)의 위치를 변경하는 신호를 위치 제어부(40)로 보내, 안테나(10)의 위치를 제어할 수 있다.
위치 제어부(40)는 전계 판단부(30)의 안테나 위치 변경신호에 따라 안테나(10)의 위치를 상하(앙각) 좌우(방향)로 조정한다.
상기의 안테나 위치 변경신호는 원하는 전계강도를 갖을 때까지 지속적으로 발생된다.
그럼, 도 2를 참조하여 위치 제어부(40)의 구성에 대해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 위치 제어부(40)는 안테나(10)의 뒷면 상하부에서 각각 후방으로 돌출되게 형성된 상하 돌출편(41), 안테나(10)가 좌우(수평) 방향으로 회동시킬 수 있도록 지지하기 위하여 상하 돌출편(41)과 체결되는 회전축(42), 회전축(42)을 좌우방향으로 회동시키기 위해 회전구동력을 제공하는 좌우방향 회전 구동기(43), 회전축(42)을 상하(수직) 방향으로 회동시키기 위해 회전구동력을 제공하는 상하방향 회전 구동기(44), 및 전계 판단부(30)로부터의 안테나 위치 변경신호에 따라 좌우 및 상하방향 회전 구동기(43,44)의 회전각을 제어하는 구동 제어기(45)를 포함한다.
따라서, 안테나(10)는 상하(수직) 방향으로 원하는 길이만큼 인출되고, 인출된 상태에서 바람직하게는 비스듬한 경사 구조로 형성되어, 좌우(수평) 방향으로 조절하면 결국 전방향(360도)으로 회전 가능하다.
그리고, 회전축(42)과 상하방향 회전 구동기(44) 간의 결합을 보다 견고히 하고 상하방향 회전력 전달 효율을 증대시키기 위하여 소정 크기의 회전각 조절편을 별도로 구비시킬 수 있다.
또한, 상하방향 회전 구동기(44)와 좌우방향 회전 구동기(43)는 각각 외부의 신호를 인가받아 제어신호에 따라 소정각도 만큼만 정역회전하는 스텝 모터와, 일측은 모터의 축에 장착되고 타측은 회전축(42)에 장착된 동력전달용 감속기어, 및 상하방향의 회전량과 좌우방향 회전량을 측정할 수 있는 회전량 측정용 센서를 구비하고 있다.
그리고, 좌우방향 회전 구동기(43)는 회전축(42)에 용이하게 결합되고 회전축(42)에 최적의 회전력을 제공하기 위하여, 반원형의 하우징과 하우징을 회전축(42)에 단단히 고정시킬 수 있도록 하는 평평한 사각형의 축 고정편을 구비하고 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만 안테나(10)가 상하(수직) 방향으로 원하는 길이만큼 인출되고, 인출된 상태에서 안테나(10)를 눕히는(기울이는) 각도(예를 들면, 0도에서 45도)를 제공하는 모터와 이의 회전구동력을 제공하는 기울임 회전 구동기가 더 구비될 수도 있다. 따라서, 안테나(10)는 상하(수직) 방향으로 원하는 길이만큼 인출되고, 상기와 같이 인출된 상태에서 굳이 경사구조를 갖지 않아도 최대 전계강도를 갖는 경사 구조(바람직하게는 0도에서 45도 정도)를 갖도록 만들 수 있고, 이 상태에서 좌우(수평) 방향으로 조절하면 결국 전방향(360도)으로 회전 가능하다.
도 3 은 본 발명에 따른 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 전계 수신부(20)에서 안테나(10)를 통해 수신된 신호를 검출하여 신호대잡음비를 계산하고(301), 전계 판단부(30)가 전계 수신부(20)에서 계산된 신호대잡음비를 바탕으로 현재의 전계상황을 판단한다(302).
판단 결과, 계산된 신호대잡음비가 기준치 이상이면 안테나(10)의 위치를 그대로 유지하고(303), 그렇지 못하면 안테나(10)의 위치를 변경하는 신호를 위치 제어부(40)로 보내(304), 위치 제어부(40)에서 안테나 위치 변경신호에 따라 안테나(10)의 방향(좌우)과 앙각(상하)을 조정하여 통화감도를 조절한다(305).
위치 제어부(40)의 동작을 살펴보면, 먼저 구동 제어기(450)는 전계 판단부(30)의 안테나 위치 변경신호에 따라 좌우방향 회전 구동기(43)와 상하방향 회전 구동기(44)에 제어 신호를 출력한다.
그리고, 회전축(42)에 부착된 좌우방향 회전 구동기(43)와 상하방향 회전 구동기(44)는 좌우방향 및 상하방향 구동력을 회전축(42)에 제공하여 안테나(10)의 방향 및 앙각 등을 조정한다.
즉, 구동 제어기(45)로부터 상하방향 조정을 요구하는 제어 신호를 입력받은 상하방향 회전 구동기(44)가 입력된 제어 신호에 따라 모터를 구동시켜 모터에 설치된 감속 기어를 회전시키면, 감속기어에 연결된 회전축(42)이 감속기어의 회전력에 의해 회전하게 되어 회전축(42)에 고정된 안테나(10)의 방향을 상하방향으로 회전시키게 된다.
또한, 안테나(10)가 인출된 상태에서, 구동 제어기(45)로부터 안테나(10)를 눕히는 제어 신호를 입력받은 기울임 회전 구동기(도면에 도시되지 않음)가 입력된 제어 신호에 따라 모터를 구동시켜 모터에 설치된 감속 기어를 회전시키면, 감속기어에 연결된 회전축(42)이 감속기어의 회전력에 의해 회전하게 되어 회전축(42)에 고정된 안테나(10)를 눕히게(기울이게) 된다.
또한, 구동 제어기(45)로부터 좌우방향 조정을 요구하는 제어 신호를 입력받은 좌우방향 회전 구동기(43)가 입력된 제어 신호에 따라 모터를 구동시켜 모터에 설치된 감속 기어를 회전시키면, 감속기어에 연결된 회전축(42)이 감속기어의 회전력에 의해 회전하게 되어 회전축(42)에 고정된 안테나(10)의 방향을 좌우방향으로 회전시키게 된다.
이러한 안테나 조정 동작은 원하는 전파 환경(전계강도)이 달성될 때가지 반복적으로 실시된다.
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.
상기한 바와 같은 본 발명은, 이동통신 단말기의 안테나의 방향 및 앙각을 전계강도에 따라 자동으로 조정할 수 있어, 약전계에서도 최상의 통화품질을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 상기 도 1의 위치 제어부의 일실시예 상세 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 안테나 20 : 전계 수신부
30 : 전계 판단부 40 : 위치 제어부

Claims (6)

  1. 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치에 있어서,
    신호를 송수신하기 위한 안테나;
    상기 안테나에 수신된 신호를 검출하여 신호대잡음비를 계산하기 위한 전계수신부;
    상기 계산된 신호대잡음비를 바탕으로 현재의 전계상황을 파악하여, 안테나 위치 변경신호를 발생하기 위한 전계판단부; 및
    상기 안테나 위치 변경신호에 따라, 상기 안테나의 방향과 앙각을 조정하여 통화감도를 조절하기 위한 위치제어부
    를 포함하는 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치제어부는,
    상기 안테나의 뒷면 상하부에서 각각 후방으로 돌출되게 형성된 상하 돌출편;
    상기 안테나가 좌우(수평) 방향으로 회동시킬 수 있도록 지지하기 위하여 상기 상하 돌출편과 체결되는 회전축;
    상기 회전축을 좌우방향으로 회동시키기 위해 회전구동력을 제공하는 좌우방향 회전 구동기;
    상기 회전축을 상하(수직) 방향으로 회동시키기 위해 회전구동력을 제공하는 상하방향 회전 구동기; 및
    상기 안테나 위치 변경신호에 따라, 상기 좌우 및 상하방향 회전 구동기의 회전각을 제어하는 구동 제어기
    를 포함하는 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 안테나는,
    상하방향 안테나 인출시, 비스듬한 경사 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상하방향으로 안테나 인출시, 상기 안테나 위치 변경신호에 따른 상기 구동 제어기의 회전각 제어신호에 따라 상기 안테나를 기울이기(눕히기) 위해 기울임 회전구동력을 제공하는 기울임 회전 구동기
    를 더 포함하는 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 구동기는 각각,
    상기 제어신호에 따라 소정각도 만큼만 정역회전하는 스텝 모터;
    일측은 상기 스텝 모터의 축에 장착되고 타측은 상기 회전축에 장착된 동력전달용 감속기어; 및
    상하방향의 회전량과 좌우방향 회전량, 안테나 기울기를 측정할 수 있는 회전량 측정용 센서
    를 포함하는 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치.
  6. 이동통신 단말기의 안테나 제어 방법에 있어서,
    안테나를 통해 수신된 신호를 검출하여 신호대잡음비를 계산하는 제 1 단계;
    상기 계산된 신호대잡음비를 바탕으로 현재의 전계상황을 파악하여, 안테나 위치 변경신호를 발생하는 제 2 단계; 및
    상기 안테나 위치 변경신호에 따라, 상기 안테나의 방향과 앙각을 조정하여 통화감도를 조절하는 제 3 단계
    를 포함하는 전계강도에 따른 이동통신 단말기의 안테나 제어 장치.
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