KR20060022445A

KR20060022445A - 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치 및 그 운영방법

Info

Publication number: KR20060022445A
Application number: KR1020040071265A
Authority: KR
Inventors: 민경호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2006-03-10
Also published as: US20060050007A1; EP1633018A3; US7522120B2; CN1747228B; KR100652667B1; JP2006081181A; EP1633018A2; CN1747228A

Abstract

본 발명은 CDMA, GSM 또는 그 이외의 소형 이동 통신 단말기에서 주위 사용환경이 변화했을 때, 송수신 특성의 저하를 최대한 감소하기 위해 안테나의 길이를 가변 시킬 수 있도록 한 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치 및 그 운영방법에 관한 것으로, 고정 길이의 내장형 안테나(메인 안테나)의 끝단에서 안테나의 길이를 가변 조정하는 안테나 길이 조정부와; 상기 내장형 안테나 이외에 칩 안테나 등을 더 구비하여 스위칭 함으로써, 멀티 밴드를 지원할 수 있도록 하는 안테나 스위칭부와; 상기 안테나 스위칭부를 통해 스위칭된 안테나(메인 안테나 또는 칩 안테나)를 알에프 회로에 연결하기 위한 정합 회로를 포함하여 구성하고, 단말기가 파워 온 되면 정상 상태(디폴트 상태 : 안테나 길이(L1))에서 안테나의 송수신 품질을 측정하는 단계와; 상기 내장형 안테나의 길이를 조정한 다음 각각에 대한 송수신 품질을 측정하는 단계와; 상기 측정된 송수신 품질 중 가장 품질이 좋은 경우의 안테나 길이를 검출하여 조정하는 단계와; 단말기의 전원이 오프되지 않는 동안에 일정시간 간격으로 송수신 품질을 측정하여, 성능이 저하될 경우 상기 최적 품질을 낼 수 있는 안테나 길이를 재 검출하여 조정하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써 달성할 수 있다.

Description

이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치 및 그 운영방법{INTERNAL ANTENNA APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF FOR MOBILE STATION}

도 1은 종래의 CDMA 또는 GSM 등의 이동 통신 단말기에 사용하고 있는 내장형 안테나의 구조를 보인 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 길이 가변이 가능한 내장형 안테나의 구성을 보인 예시도.

도 3은 상기 도2에 있어서, 안테나 길이 조정부의 상세한 구성을 보인 블록도.

도 4는 상기 도2에 있어서, 안테나 스위칭부의 상세한 구성을 보인 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 길이 가변이 가능한 내장형 안테나의 운영방법을 보인 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

201,301 : 메인 안테나 202 : 안테나 길이 조정부

203 : 안테나 스위칭부 204 : 정합 회로

SW1 ~ SW3 : 스위치 202a : 제어부

302 : 칩 타입 내장형 안테나

본 발명은 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치 및 그 운영방법에 관한 것으로, 특히 CDMA, GSM 또는 그 이외의 소형 이동 통신 단말기에서 주위 사용환경이 변화했을 때, 송수신 특성의 저하를 최대한 감소하기 위해 안테나의 길이를 가변 시킬 수 있도록 한 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치 및 그 운영방법에 관한 것이다.

도1은 종래의 CDMA 또는 GSM 등의 이동 통신 단말기에 사용하고 있는 내장형 안테나의 구조를 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 공간을 적절히 활용할 수 있도록 한 내부 안테나(101) 및 그 안테나와 알에프 회로를 연결하기 위한 정합 회로(102)로 구성되어 있다.

상기 내장형 안테나는 외장형 안테나와 마찬가지로, 정해진 주파수 대역의 송수신대역을 가장 좋은 성능으로 통신이 가능하도록 설계되어 진다.

다만, 내장형 안테나는 외장형 안테나를 채용하고 있는 단말기에 비해 밖으로 돌출된 부분이 없게 설계할 수 있기 때문에, 디자인 측면에서 더 유리한 장점을 갖고 있지만, 단말기의 기구 내부에 구성되어 지므로 내장형 안테나가 차지하는 만큼의 공간을 더 필요로 하게 된다.

일반적으로, 안테나는 단말기가 어떤 주파수에서 동작하는가에 따라서 필요한 전기적인 길이가 다르므로, 실제 단말기의 주파수 밴드에 따라 그 필요한 공간은 차이가 나고, 주파수 밴드가 낮을수록 필요한 전기적인 길이가 커지므로 안테나가 더 크게 설계되어야 한다.

또한, 최근에 많이 출시되고 있는 듀얼 또는 멀티 밴드를 지원하는 단말기의 경우, 여러 가지 주파수 밴드에서 동작이 가능해야 하므로, 실제 한가지 주파수 밴드에서 동작해야 하는 경우보다 확보되어야 하는 공간이 훨씬 더 필요하다.

그러나, 상기 내장형 안테나를 채용하고 있는 단말기의 경우, 여러 가지 문제점을 내포하고 있는데, 우선, 단말기의 내부에 제한된 설계 공간 및 동작 환경으로 인하여 외장형 안테나에 비하여 성능이 2-3dB 이상 떨어지는 문제점이 있다.

이는 실제 동작하는 안테나 주위에 충분한 여유공간 확보가 힘들고, 안테나가 외장형에 비해 동작할 때 사람의 손등에 의하여 더 간섭을 받기 쉬운 위치적 환경 때문에 기인하는 결과이다.

또한, 상기와 같은 단말기의 성능적 문제점 이외에 안테나가 기구물의 내부에 들어가게 되므로, 안테나가 필요한 공간만큼 단말기의 크기가 증가하는 문제점이 있다.

실제로 내장형 안테나를 채용하고 있는 단말기들은 회로적으로 기능을 제거하여 안테나의 공간을 확보하거나, 디자인적으로 안테나 부분을 잘 설계하여 단말기가 크다는 느낌이 들지 않게 하는 시도를 하고 있으며, 아울러, 최근 추세가 되고 있는 주파수 밴드에서의 다중화(tri-band, quad-band 등) 역시 제한된 공간으로 인하여, 외장형에 비해 그 구현이 훨씬 더 어려울 뿐만 아니라, 동일한 성능의 구현에도 어려움이 있는 상황이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것 으로, CDMA, GSM 또는 그 이외의 소형 이동 통신 단말기에서 주위 사용환경이 변화했을 때, 송수신 특성의 저하를 최대한 감소하기 위해 안테나의 길이를 가변 시킬 수 있도록 한 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치 및 그 운영방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정 길이의 내장형 안테나(메인 안테나)의 끝단에서 안테나의 길이를 가변 조정하는 안테나 길이 조정부와; 상기 내장형 안테나 이외에 칩 안테나 등을 더 구비하여 스위칭 함으로써, 멀티 밴드를 지원할 수 있도록 하는 안테나 스위칭부와; 상기 안테나 스위칭부를 통해 스위칭된 안테나(메인 안테나 또는 칩 안테나)를 알에프 회로에 연결하기 위한 정합 회로를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 단말기가 파워 온 되면 정상 상태(디폴트 상태 : 안테나 길이(L1))에서 안테나의 송수신 품질을 측정하는 단계와; 상기 내장형 안테나의 길이를 조정한 다음 각각에 대한 송수신 품질을 측정하는 단계와; 상기 측정된 송수신 품질 중 가장 품질이 좋은 경우의 안테나 길이를 검출하여 조정하는 단계와; 단말기의 전원이 오프되지 않는 동안에 일정시간 간격으로 송수신 품질을 측정하여, 성능이 저하될 경우 상기 최적 품질을 낼 수 있는 안테나 길이를 재 검출하여 조정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 하기의 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으며, 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도2는 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 길이 가변이 가능한 내장형 안테나의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 안테나의 길이를 직렬 방식으로 가변 하거나 병렬 방식으로 가변 하도록 구성한다.

도2를 참조하면, 고정 길이의 내장형 안테나(201)의 끝단에서 안테나의 길이를 가변 조정하는 안테나 길이 조정부(202)와, 상기 내장형 안테나 이외에 칩 안테나를 구비하여 스위칭 함으로써 멀티 밴드를 지원할 수 있도록 하는 안테나 스위칭부(203)와, 상기 안테나 스위칭부(203)를 통해 내장 안테나를 알에프 회로에 연결하기 위한 정합 회로(204)로 구성한다.

다음, 도3은 상기 도2에 있어서, 안테나 길이 조정부의 상세한 구성을 보인 블록도로서, 도3a는 직렬 방식으로 안테나 길이를 조정하는 구성을 보인 예시도이고, 도3b는 병렬 방식으로 안테나 길이를 조정하는 구성을 보인 예시도이다.

상기 도3a, 도3b와 같이 안테나의 전기적인 길이를 변화시키는 경우 공진 주파수의 변화를 가져오며, 또한 안테나는 사용환경에 따라 공진 주파수가 변한다. 예컨대, 사용자가 단말기의 동작 중 단말기를 잡고있는 형태에 따라, 폴더가 열리고 닫혀 있는 상황에 따라, 실제로 설계된 조건에 비하여 그 상황이 변하여 최적의 특성에서 동작하지 않는 경우가 많다.

따라서, 본 발명에서는 도3a, 도3b와 같이 상황에 따라 전기적 길이를 가변 시켜 줌으로써, 송수신 감도의 저하를 최소화하여 최적의 특성을 구현할 수 있도록 한다.

즉, 도3a는 고정 길이의 안테나 끝단에서 다수 개의 스위치(SW1 ~ SW3)를 이용해 그 스위치 사이에 있는 소정 길이의 안테나를 직렬 연결할 수 있도록 구성하고, 제어부(202a)를 통해 각 스위치를 온/오프 제어함으로써, 직렬 연결에 의해 안테나의 길이를 조정할 수 있도록 한다.

물론, 도3b는 고정 길이의 안테나 끝단에 길이가 다른 안테나를 선택적으로 연결할 수 있도록 스위치(SW)를 구성하고, 제어부(202a)를 통해 그 스위치의 연결 단자를 선택함으로써, 병렬 연결에 의해 안테나의 길이를 조정할 수 있도록 한다.

다음, 도4는 상기 도2에 있어서, 안테나 스위칭부의 상세한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 두 종류 이상의 안테나를 내장한 경우 밴드에 따라, 최적의 안테나를 선택하여 사용할 수 있도록 한다. 본 실시예에서는 칩 타입 안테나를 사용한다.

일반적으로, 칩 타입 내장형 안테나(302)는 매우 소형이어서 단말기 실장성 에 있어서는 유지하지만, 그 특성에 있어서 한계가 있기 때문에 이동 통신 단말기에서 많이 사용하고 있지는 않다.

그러나, 도4에 도시된 바와 같이 메인 안테나(301)의 뒤쪽 또는, 단말기 내부 여유공간에 배치해서, 스위치(SW)를 이용해 메인 안테나(301) 또는 칩 안테나(302)를 선택함으로써, 단말기에서 멀티 밴드를 지원할 수 있도록 한다.

예를 들어, 유럽향 GSM Dual-Band(GSM + DCS) 단말기의 경우, 사용자가 북미지역을 여행하고 있을 때, 성능은 조금 떨어지지만 사용자가 칩 타입으로 구성된 밴드(GSM 850, PCS 등)로 절체해 줌으로써 통화를 가능하게 구성할 수 있다. 물론, 상기와 같은 방식으로 듀얼 밴드를 설계할 수 있는 공간으로, 트라이 밴드(Tri-Band) 또는 쿼드 밴드(Quad-Band) 까지도 사용할 수 있게 해 준다.

도5는 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 길이 가변이 가능한 내장형 안테나의 운영방법을 보인 순서도로서, 단말기가 온 되면 정상 상태(디폴트 상태 : 안테나 길이(L1))에서 안테나의 송수신 품질(BER, RSSI 등)을 측정한다.

다음, 직렬 혹은 병렬 방식으로 안테나 길이를 조정(L2, L3 ... Ln)한 다음 송수신 품질을 측정하여, 송수신 품질이 가장 좋은 안테나 길이를 검출한다.

다음, 단말기의 전원이 오프되지 않는 동안에 일정시간 간격으로 송수신 품질을 측정하여, 성능이 저하될 경우 상기 최적 품질을 낼 수 있는 안테나 길이를 검출하여 조정함으로써, 항상 최적의 송수신 품질을 유지할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치 및 그 운영방법은 CDMA, GSM 또는 그 이외의 소형 이동 통신 단말기에서 주위 사용환경이 변화했을 때, 안테나의 길이를 가변 시킬 수 있도록 함으로써 송수신 특성의 저하를 최대한 감소시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

고정 길이의 내장형 안테나(메인 안테나)의 끝단에서 안테나의 길이를 가변 조정하는 안테나 길이 조정부와;

상기 내장형 안테나 이외에 칩 안테나 등을 더 구비하여 스위칭 함으로써, 멀티 밴드를 지원할 수 있도록 하는 안테나 스위칭부와;

상기 안테나 스위칭부를 통해 스위칭된 안테나(메인 안테나 또는 칩 안테나)를 알에프 회로에 연결하기 위한 정합 회로를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치.
제1항에 있어서, 상기 안테나 길이 조정부는 고정 길이의 내장 안테나(메인 안테나) 끝단에서, 다수 개의 스위치(SW1 ~ SW3)를 이용해 그 스위치 사이에 소정 길이의 안테나를 직렬 연결할 수 있도록 구성하고, 제어부를 통해 각 스위치를 온/오프 제어함으로써, 각 스위치 사이의 안테나를 직렬 연결시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치.
제1항에 있어서, 상기 안테나 길이 조정부는 고정 길이의 안테나(메인 안테나) 끝단에, 길이가 다른 안테나와 그 안테나를 선택적으로 연결할 수 있는 스위치(SW)를 구비하고, 제어부를 통해 그 스위치의 연결 단자를 선택함으로써, 스위치의 각 단자에 연결된 안테나를 메인 안테나에 연결할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치.
제1항에 있어서, 상기 안테나 스위칭부는 메인 안테나의 뒤쪽 또는, 단말기 내부 여유공간에 칩 안테나를 배치하고, 스위치에 의해 그 안테나 중 하나를 선택하여, 정합 회로를 통해 알에프 회로에 연결시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치.
내장형 안테나의 길이를 가변 조정할 수 있는 이동 통신 단말기에 있어서,

단말기가 파워 온 되면 정상 상태(디폴트 안테나 길이(L1))에서 안테나의 송수신 품질을 측정하는 단계와;

상기 내장형 안테나의 길이를 조정한 다음 각각에 대한 송수신 품질을 측정하는 단계와;

상기 측정된 송수신 품질 중 가장 품질이 좋은 경우의 안테나 길이를 검출하여 조정하는 단계와;

단말기의 전원이 오프되지 않는 동안에 일정시간 간격으로 송수신 품질을 측정하여, 성능이 저하될 경우 상기 최적 품질을 낼 수 있는 안테나 길이를 재 검출하여 조정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 내장형 안테나 장치의 운영방법.