KR20060076832A - 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을가지는 무선통신 단말기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 다수의 방사부를 포함하는 다중 안테나를 구비하여 무선통신 단말기의 모드에 상응하도록 상기 방사부를 급전시킴으로써, 상기 무선통신 단말기가 대기모드인 경우에는 상기 다중 안테나를 등방성 안테나로 동작시켜 수신감도를 향상시키고, 상기 무선통신 단말기가 통화모드인 경우에는 상기 다중 안테나를 지향성 안테나로 동작시켜 통화시 전자파 인체 흡수율을 저감시킬 수 있는, 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 무선통신 단말기에 있어서, 상기 무선통신 단말기의 동작모드에 따라 다중 안테나의 방사패턴을 조정하기 위한 제어신호를 출력하기 위한 제어수단; 상기 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 그에 상응하는 급전 경로를 선택하기 위한 선택수단; 및 상기 선택수단이 선택한 급전 경로에 따라 급전되어 그에 상응하는 방사패턴을 형성하기 위한 상기 다중 안테나를 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 무선통신 단말기 등에 이용됨.

다중 안테나, 등방성, 지향성, 수신감도, 전자파 인체 흡수율, 무선통신 단말기

Description

다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기{Wireless communication terminal for reducing Specific Absorption Rate using multi antenna}

도 1은 종래의 무선통신 단말기에서 안테나의 방사패턴을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기에 대한 일실시예 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기 중 안테나를 상세 설명하기 위한 상세 설명도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기에서 안테나의 방사패턴을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 제어부 22 : 송수신 신호 처리부

23 : 선택부 24 : 안테나

241 : 방사부 242 : 급전부

25 : 주변장치

본 발명은 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 방사부를 포함하는 다중 안테나를 구비하여 무선통신 단말기의 모드에 상응하도록 상기 방사부를 급전시킴으로써, 상기 무선통신 단말기가 대기모드인 경우에는 상기 다중 안테나를 등방성 안테나로 동작시켜 수신감도를 향상시키고, 상기 무선통신 단말기가 통화모드인 경우에는 상기 다중 안테나를 지향성 안테나로 동작시켜 통화시 전자파 인체 흡수율을 저감시킬 수 있는, 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기에 관한 것이다.

본 발명에서 무선통신 단말기란 이동통신 단말기, 개인휴대용 단말기(PCS), 개인용 디지털 단말기(PDA), 스마트 폰, 차세대 이동통신 단말기(IMT-2000), 무선랜 단말기 등과 같이 개인이 휴대하면서 무선통신이 가능한 단말기를 말한다.

그리고, 본 발명에서 전자파 인체 흡수율(SAR : Specific Absorption Rate)이란 무선통신 단말기에서 방출되는 전자파를 인체가 얼마나 흡수하는지를 보여주는 수치를 말한다. 이는 무선통신 단말기에서 나오는 전자파가 사람 두뇌에 흡수되는 에너지양을 수치화한 것으로서, 수치가 낮을수록 인체에 해가 적은 것으로 인식되고 있다.

최근 전자파의 인체 유해 여부에 대한 관심이 증폭됨에 따라 정보통신부는 무선통신 단말기의 전자파 인체 흡수율을 각 제조업체가 자율적으로 표기하도록 권고키로 하고 최근 이같은 방침을 제조업체들에게 통보했다. 따라서, 앞으로는 출시되는 무선통신 단말기의 제품설명서에 전자파 인체 흡수율의 의미 및 전자파가 인체에 미치는 영향, 수치 등을 명시하게 된다.

그리고, 최근 논란이 되고 있는 전자파의 인체 유해성이 입증될 경우 전자파 인체 흡수율이 무선통신 단말기 선택의 기준이 될 수 있으므로, 이는 무선통신 단말기 제조업계에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다.

한편, 종래의 무선통신 단말기는 통화감도를 좋게 하기 위하여 안테나 설계시 전방향으로 이득을 최대한 좋게 설계하는데, 이는 약전계에서도 통화대기 및 통화감도를 개선시킬 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 종래의 무선통신 단말기에서의 안테나는 무지향성 안테나로 도 1에 도시된 바와 같은 특성을 나타낸다. 즉, 360도 전방향으로 동그란 구처럼 전자기파가 사방으로 고루 퍼져 나가는 등방성 패턴을 나타낸다.

이와 같은 무지향성 안테나의 등방성 패턴은 통화감도를 개선시킬 수는 있으나 통화시 무선통신 단말기에서 나오는 전자파로 인한 인체에 유해를 가할 수 있다.

따라서, 무선통신 단말기 개발자들은 통화품질을 고려하여 무선통신 단말기의 송/수신 감도를 최대로 살리면서 그와 반대로 전자파 인체 흡수율을 최소화하려는 노력을 한다. 그러나, 무선통신 단말기의 송/수신 감도와 전자파 인체 흡수율은 트레이드 오프(trade off) 관계에 있으므로, 둘다 만족하는 특성을 찾기는 쉬운 일이 아니다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다수의 방사부를 포함하는 다중 안테나를 구비하여 무선통신 단말기의 모드에 상응하도록 상기 방사부를 급전시킴으로써, 상기 무선통신 단말기가 대기모드인 경우에는 상기 다중 안테나를 등방성 안테나로 동작시켜 수신감도를 향상시키고, 상기 무선통신 단말기가 통화모드인 경우에는 상기 다중 안테나를 지향성 안테나로 동작시켜 통화시 전자파 인체 흡수율을 저감시킬 수 있는, 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 무선통신 단말기에 있어서, 상기 무선통신 단말기의 동작모드에 따라 다중 안테나의 방사패턴을 조정하기 위한 제어신호를 출력하기 위한 제어수단; 상기 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 그 에 상응하는 급전 경로를 선택하기 위한 선택수단; 및 상기 선택수단이 선택한 급전 경로에 따라 급전되어 그에 상응하는 방사패턴을 형성하기 위한 상기 다중 안테나를 포함한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기에 대한 일실시예 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기는 제어부(21), 송수신 신호 처리부(22), 선택부(23), 안테나(24), 및 주변장치(25)를 포함한다.

상기 제어부(21)는 무선통신 단말기의 동작모드에 따라 안테나(24)의 방사패턴을 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 역할을 한다. 이 때, 상기 제어부(21)는 상기 무선통신 단말기가 대기모드인 경우에는 상기 안테나(24)가 등방성 방사패턴을 형성하도록 제어하고, 상기 무선통신 단말기가 통화모드인 경우에는 상기 안테나(24)가 지향성 방사패턴을 형성하도록 제어한다.

그리고, 상기 송수신 신호 처리부(22)는 안테나(24)를 통하여 송수신되는 송수신 신호를 증폭, 필터링, 및 주파수 변환 등의 과정을 거쳐 신호 처리하는 역할을 한다.

한편, 상기 선택부(23)는 상기 제어부(21)로부터의 제어신호에 따라 그에 상응하는 급전 경로를 선택하는 역할을 한다.

그리고, 상기 안테나(24)는 상기 선택부(23)가 선택한 급전 경로에 따라 그에 상응하는 방사패턴을 형성하는 역할을 한다. 이 때, 상기 안테나(24)는 다수 개의 패치와 그와 상응하는 개수의 급전선을 구비한다.

한편, 상기 주변장치(25)는 상기 무선통신 단말기의 제어부(21)와 연결되어 상기 제어부(21)의 제어에 따라 동작한다. 이 때, 상기 주변장치(25)의 예로는 입력부(키패드), 표시부(LCD), 음성출력부(스피커), 및 음성입력부(마이크) 등을 들 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기 중 안테나를 상세 설명하기 위한 상세 설명도이다.

여기서, 상기 안테나(24)에 대하여 도 3을 참조하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 안테나(24)는 상기 무선통신 단말기의 모드에 상응하는 방사패턴을 형성하기 위한 방사부(241), 및 선택부(23)와 연결되어 상기 선택부(23)가 선택한 급전 경로를 통하여 상기 방사부(241)를 급전시키기 위한 급전부(242)를 포함한다.

이 때, 상기 방사부(241)는 네 개의 패치를 포함하며, 각 패치는 이웃하는 패치와 소정 간격 이격되어 사각 형태로 구비된다. 그리고, 상기 방사부(241)는 무선통신 단말기의 모드에 상응하는 방사패턴을 형성하는 역할을 한다.

그리고, 상기 급전부(242)는 네 개의 급전선을 포함하며, 각 급전선은 상기 방사부(24)의 각 패치와 연결되어 네 개의 패치를 각각 급전시키는 역할을 한다.

이 때, 상기 급전부(242)는 상기 무선통신 단말기가 대기모드이면 상기 방사부(241)의 네 개의 패치 모두 급전시켜 등방성 방사패턴을 형성하도록 하고, 상기 무선통신 단말기가 통화모드이면 상기 방사부(241)의 네 개의 패치 중 사용자의 인체와 가장 근접한 한 개의 패치를 제외한 세 개의 패치를 급전시켜 지향성 방사패턴을 형성하도록 해준다.

여기서, 상기 방사부(241)를 구성하는 패치의 개수, 및 구조와 상기 급전부(242)를 구성하는 급전선의 개수는 본 발명의 일실시예일 뿐, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니다.

상기 안테나(24)가 무선통신 단말기의 모드에 따라 상이한 방사패턴을 형성하는 과정을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다. 이 때, 상기 안테나(24)의 방사부(241)와 급전부(242)는 전술한 바와 같이 각각 네 개의 패치와 네 개의 급전선을 포함하며, 그에 따라 선택부(23)의 스위칭단자도 네 개로 이루어진다고 가정한다.

먼저, 무선통신 단말기가 대기모드인 경우에는 제어부(21)가 선택부(23)로 상기 안테나(24)의 네 개의 패치를 모두 급전시키기 위한 제어신호를 전달한다. 그러면, 그를 받은 상기 선택부(23)는 네 개의 스위칭단자를 모두 스위칭하여 상기 네 개의 급전선 모두와 송수신 신호 처리부(22)를 연결한다.

따라서, 상기 네 개의 급전선에 의해 급전된 상기 네 개의 패치가 모두 방사체의 역할을 하여 상기 안테나(24)는 등방성 방사패턴을 형성하게 되는 것이다.

그리고, 상기 무선통신 단말기가 통화모드인 경우에는 상기 제어부(21)가 상기 선택부(23)로 상기 안테나(24)의 네 개의 패치 중 사람의 인체와 가장 근접한 패치를 제외한 나머지 패치를 급전시키기 위한 제어신호를 전달한다. 이 때, 일실시예로서, 사람의 인체와 가장 근접한 패치를 패치 1이라고 가정하면, 상기 제어부(21)는 상기 패치 1을 제외한 패치 2, 패치 3, 및 패치 4를 급전시키기 위한 제어신호를 전달하는 것이다. 그러면, 그를 받은 상기 선택부(23)는 네 개의 스위칭 단자 중 제 2, 제 3, 제 4 급전선과 연결된 스위칭단자를 스위칭하여 상기 세 개의 급전선과 송수신 신호 처리부(22)를 연결한다.

따라서, 상기 제 2, 제 3, 제 4 급전선에 의해 급전된 상기 패치 2, 패치 3, 및 패치 4가 방사체 역할을 하여 상기 안테나(24)는 지향성 방사패턴을 형성하게 되는 것이다. 이 때, 안테나(24)는 인체와 반대 방향으로 지향성을 나타낸다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기에서 안테나의 방사패턴을 나타낸 도면이다.

이 때, 도 4a는 본 발명에 따른 무선통신 단말기가 대기모드인 경우의 방사패턴을 나타낸 것으로서, (1)은 위에서 내려다본 방사패턴, (2)는 옆에서 바라본 방사패턴이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선통신 단말기가 대기모드인 경우에 안테나(24)는 전방향으로 무지향성의 특성 즉, 등방성 방사패턴을 나타냄을 알 수 있다.

그리고, 도 4b는 본 발명에 따른 무선통신 단말기가 통화모드인 경우의 방사패턴을 나타낸 것으로서, (1)은 위에서 내려다본 방사패턴, (2)는 옆에서 바라본 방사패턴이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선통신 단말기가 통화모드인 경우에 안테나(24)는 일정방향(사용자의 인체와 반대되는 방향)으로 지향성의 특성, 즉 지향성 방사패턴을 나타냄을 알 수 있다. 이에 따라, 상기 무선통신 단말기는 통화모드시 전자파 인체 흡수율을 저감시킬 수 있는 특징이 있음을 알 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 다수 개의 패치와 상기 다수 개의 패치를 급전하기 위한 다수 개의 급전선을 구비하여 무선통신 단말기의 모드에 상응하는 개수 만큼의 패치를 급전시킴으로써, 상기 무선통신 단말기의 모드에 따라 안테나의 방사패턴을 다르게 형성할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 상기 무선통신 단말기가 대기모드인 경우에는 다중 안테나를 등방성 안테나로 동작시키고, 상기 무선통신 단말기가 통화모드인 경우에는 다중 안테나를 지향성 안테나로 동작시켜 무선통신 단말기의 통화모드시 전자파 인 체 흡수율을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 무선통신 단말기에 있어서,

   상기 무선통신 단말기의 동작모드에 따라 다중 안테나의 방사패턴을 조정하기 위한 제어신호를 출력하기 위한 제어수단;

   상기 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 그에 상응하는 급전 경로를 선택하기 위한 선택수단; 및

   상기 선택수단이 선택한 급전 경로에 따라 급전되어 그에 상응하는 방사패턴을 형성하기 위한 상기 다중 안테나

   를 포함하는 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다중 안테나는,

   다중 패치 안테나인 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 다중 안테나는,

   상기 무선통신 단말기의 모드에 상응하는 방사패턴을 형성하기 위한 다수의 방사부; 및

   상기 다수의 방사부 중 상기 선택수단이 선택한 급전 경로에 상응하는 방사부를 급전시키기 위한 급전부

   를 포함하는 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 방사부는,

   네 개의 패치를 포함하며, 각 패치는 이웃하는 패치와 소정 간격 이격되어 사각 형태로 구비된 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 급전부는,

   네 개의 급전선을 포함하며, 각 급전선은 상기 각 패치에 연결되어 상기 네 개의 패치를 각각 급전시키는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 전자파 인 체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 방사부는,

   상기 무선통신 단말기가 대기모드임에 따라 상기 네 개의 패치 모두가 급전되어 등방성 방사패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기.
7. 제 3항에 있어서,

   상기 방사부는,

   상기 무선통신 단말기가 통화모드임에 따라 상기 네 개의 패치 중 사용자의 인체와 가장 근접한 한 개의 패치를 제외한 세 개의 패치가 급전되어 지향성 방사패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 전자파 인체 흡수율 저감 기능을 가지는 무선통신 단말기.

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