KR20060098086A - 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 하나의 루프 안테나를 구비한 이동 통신 단말기는 고주파 대역과 저주파 대역의 전파를 수신하도록 제작된 하나의 루프 안테나가 LCD 패널의 후면에 고정설치되고, LCD 패널과 루프 안테나의 사이에 루프 안테나에 의한 전자파의 간섭을 차폐시키기 위한 차폐 부재가 설치되고, 루프 안테나를 통해 수신된 전파로부터 고주파 대역과 저주파 대역을 분리하는 안테나 스위치가 설치됨으로써, 광대역 루프 안테나를 이용하여 셀룰라 서비스를 위한 고주파 대역의 전파와 TV, 라디오등의 지상방송을 위한 저주파 대역의 전파를 수신할 수 있고, 차폐부재를 통해 해당 루프 안테나에 의한 전자파 간섭을 흡수 또는 상쇄시켜 효과적으로 루프 안테나에 의한 전자파 간섭을 차단할 수 있다.
루프 안테나, 차폐, 광대역, 이동 통신 단말기, 차폐, 전자파, 간섭
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기의 구조도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기의 분해 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 차폐 부재의 A-A 단면도.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기의 구성 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 안테나 스위치의 동작모드를 제어하는 제어신호의 구성 테이블을 보여주는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 이동 통신 단말기 110 : 몸체
111 : 키입력부 112 : 마이크
113 : 메모리 114 : 제어부
115 : 음성 처리부 116 : 안테나 스위치
117 : 저주파 신호 처리부 118 : 고주파 신호 처리부
120 : 폴더 121 : LCD 표시창
122 : 스피커 123 : 폴더 케이스
124 : LCD 패널 125 : 차폐 부재
126 : 루프 안테나 127 : 덮개
본 발명은 이동 통신 단말기의 안테나 기술에 관한 것으로, 상세하게는 하나의 루프 안테나(Loop Antenna)를 사용하여 저주파 대역의 신호와 고주파 대역의 신호를 처리하는 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기에 관한 것이다.
종래에 이동 통신 단말기에서 고주파 대역(셀룰라 대역)을 사용하는 이동 통신 서비스와 아울러 TV, FM 라디오, AM 라디오 등 저주파(low frequency)를 이용하는 서비스를 제공하기 위해서는 두개의 안테나를 필요하다.
즉, 셀룰라 서비스에 필요한 고주파 신호를 수신하기 위해서는 헬리컬 안테나를 사용하고 있고, 저주파를 수신하기 위해서 이어폰 와이어 안테나가 별도로 필요하다.
그러나, 헬리컬 안테나와 이어폰 와이어 안테나를 별도로 구비하는 것도 외관상 좋지 않을 뿐 아니라, 이어폰 와이어 안테나를 통해 저주파 신호를 수신하는 경우에도 그 길이에 제한이 있음에 따라 TV 대역중에 낮은 채널에 잡히는 주파수를 수신하게는 어렵다.
또한, 이어폰 와이어 안테나를 사용하는 경우에는 고개만 돌려도 안테나가 흔들려서 페이딩 현상이 심하게 나타나는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 안테나에 의한 전자파 간섭을 효과적으로 차단하며 고주파 대역의 신호와 저주파 대역의 신호를 처리할 수 있는 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 고주파 대역과 저주파 대역의 전파를 수신하도록 제작된 하나의 루프 안테나가 LCD 패널의 후면에 고정설치되고, LCD 패널과 루프 안테나의 사이에 루프 안테나에 의한 전자파의 간섭을 차폐시키기 위한 차폐 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 하나의 루프 안테나를 구비한 이동 통신 단말기를 제공한다.
바람직하게 이동 통신 단말기에는 루프 안테나를 통해 수신된 전파로부터 고주파 대역과 저주파 대역을 분리하는 안테나 스위치가 더 설치될 수 있다.
또한, 바람직하게 차폐 부재는, 루프 안테나로부터 방사되는 전자파를 상쇄 시키기 위한 다수개의 요철이 형성된 것에 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기의 구조도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기(100)는 이동 통신을 수행하기 위한 프로세서(미도시됨)가 실장된 몸체(110)와, 그 몸체(110)에 힌지를 통해 연결되어 회동되며, 고주파 및 저주파 대역의 전파를 수신하는 하나의 루프 안테나가 설치된 폴더(120)로 이루어져 있다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기의 폴더(120)는 안면과 접촉하는 케이스(123)와 덮개(127)에 의해 조립된다.
그리고, 그 케이스(123)와 덮개(127)사이에 LCD 패널(124)과 차폐 부재(125)와, 루프 안테나(126)가 차례대로 설치되어 조립된다.
케이스(123)에는 LCD 패널(124)이 장착되는 LCD 투명창(121)과 스피커(122)가 설치되어 있다.
LCD 패널(124)은 몸체(110)에 내장된 제어프로세서로부터 전달되는 신호를 화면으로 표시하기 위한 표시모듈이며, 케이스(123)의 LCD 투명창(121)에 고정되어 설치된다.
차폐부재(125)는 LCD 패널(124)의 후면에 부착되며, LCD 패널(124)과 동일하거나 LCD 패널(124)보다 좀더 넓은 면적을 가지며, 루프 안테나(126)로부터 방사되는 전자파의 간섭을 차폐하기 위한 최소한의 두께를 가지고 있다.
이때, 차폐 부재(125)는 일반적으로 전자파 실험을 수행하는 챔버에서 전자파의 간섭을 상쇄시키 위해 벽면에 부착되는 차폐 재질로 이루어진다.
차폐 부재(125)가 루프 안테나(126)로부터 방사되는 전자파의 간섭을 차폐하기 위해서는 어느 정도의 두께를 지닐 수 있으며, 좀더 효과적으로 전자파를 상쇄시키거나 차폐시키기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 여러개의 요철부를 형성하는 것이 바람직하다. 차폐 부재(125)에 형성된 여러개의 요철부에 의해 루프 안테나(126)로부터 발생된 전자파가 효과적으로 감쇄될 수 있다.
이와 같이 LCD 패널(124)와 루프 안테나(126)의 사이에 차폐 부재(125)를 설치함으로써 루프 안테나(126)에서 셀룰라 서비스를 위한 고주파 전파의 송수신시에 발생하는 전파의 간섭이 LCD 패널(124)에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있다.
루프 안테나(126)에 의해 발생되는 전파 간섭은 차폐 부재(125)에 의해 흡수되거나 상쇄되어 LCD 패널(124)에 대한 전파 간섭을 효과적으로 차폐할 수 있다.
루프 안테나(126)는 차폐 부재(125)와 덮개(127)사이에 설치되며 차폐부재에 접착제를 통해 부착되거나 덮개(127)에 끼워서 고정시키기 위한 구조물에 의해 고정될 수 있다.
루프 안테나(126)는 고주파 대역의 전파와 저주파 대역의 전파를 수신하기 위하여 광대역 전파 수신 특성을 가지도록 도전선을 감아서 제작된다.
예를 들면, 루프 안테나(126)는 약 10~60cm의 길이의 도전을 감아서 제작될 수 있다. 여기에서 루프안테나(126)의 길이가 약 10~60cm인 이유는 지상파 TV주파수의 대역이 200MHz로서 주파수에 대한 1/10~1/2 파장에 해당하는 10~60cm 정도의 길이가 바람직하기 때문이다.
루프 안테나(126)의 기술이 발전함에 따라 특정 주파수 대역의 전파만을 수신하지 않고 광대역의 전파를 수신하도록 제작된 루프 안테나가 많이 소개되어 있다. 따라서, 루프 안테나(126)는 광대역의 전파를 수신할 수 있는 루프 안테나를 사용하도록 한다.
루프 안테나(126)는 물리적인 길이에 있어 수신하거나 전송하는 신호의 전기적인 파장과 동일할 때에 공진하도록 만들어진다. '루프(loop)'는 차동 전송 라인 포트에서 종료하는 임의의 폐쇄 커브를 언급한다.
이때, 감는 도전선은 코팅된 원형(Round Wire)의 전도성이 좋은 구리선이 가장 좋다. 그러나 구리선이 아니더라도 금, 은, 철, 알루미늄 등 전도성을 갖는 금속의 재질은 가능하다. 한편 원형 도전선의 경우 도전선의 굵기는 취급의 용이성과 저항이나 손실을 고려하여 직경이 0.3㎜∼0.6㎜ 정도가 적당하나 하나의 단선(Single wire) 보다는 가는 여러 가닥의 도선을 모아서 좀더 유연성과 탄력을 좋게 하는 것이 좋다.
또한, 루프 안테나(116)의 도전선을 감는 횟수는 1∼6바퀴 감아서 사용하면 된다. 예를 들어 루프의 면적 S=0.03㎡, 주파수는 200MHz를 기준으로 할 경우 λ =1.5m, 원하는 임피던스를 75Ω으로 하게 되면, 회전수N=3.5를 얻게 된다. 따라서 이 경우 4번 회전하여 루프를 구성하게 되면 별도의 임피던스 정합 없이도 200MHz 대에서 좋은 안테나가 될 수 있다.
이때, 루프 안테나(116)의 전원 공급은 LCD 패널(124)의 백라이트(BackLight)에 들어가는 전원을 사용하여 전원을 공급한다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기의 구성 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기(100)는 몸체(110)에 설치되는 키입력부(111)와, 마이크(112)와, 메모리(113)와, 제어부(114)와, 음성 처리부(115)와, 안테나 스위치(116)와, 저주파 신호 처리부(117)와, 고주파 신호 처리부(118)와, 폴더(120)에 설치되는 스피커(122)와, 표시부(124)와, 루프 안테나(126)를 포함하여 구성된다.
키입력부(111)는 다수의 숫자 키와 메뉴 키 및 각종 기능을 수행하기 위한 기능 키로 이루어지며, 외부의 조작에 의해 제어부(114)로 키 데이터를 출력한다.
키입력부(111)는 통상적인 사용자 정보 입력 수단으로, 다수의 숫자 키와 기능키 등 적용되는 이동통신 단말기에 적절한 다수의 키들을 구비하며, 구비된 각 키들의 입력이 있으면 입력 키 각각에 있어 해당되는 고유의 키 데이터를 출력하여 제어부(114)로 전달함으로써, 키입력부(111)의 키 입력 동작을 통해 메뉴 표시 모드로의 진입 및 메뉴의 선택이 이루어지게 된다. 그러면, 제어부(114)에서 해당 키 입력에 따른 메뉴를 메모리(113)에서 독출하여 표시부(124)에 표시하게 된다.
아울러, 키입력부(111)에는 루프 안테나를 통해 수신된 전파에 대하여 안테나 스위치(116)에서 저주파 대역의 전파를 처리하기 경로를 선택하도록 스위칭하게 하기 위한 명령을 입력하기 위한 키가 구비된다.
메모리(113)에는 제어부(114)의 동작 프로그램, 시스템 프로그램이 저장되며, 동작 프로그램이나 시스템 프로그램은 통상 포함된 롬(ROM) 영역에 저장되고 필요에 의해 소거가 가능하다. 전기적으로 소거 가능한 롬으로는 이이피롬(EEPROM), 플래시 메모리 등이 있다. 그리고, 메모리(113)는 또한 여러 동작 프로그램 수행중에 발생하는 데이터를 일시 저장하는 램(RAM)을 포함한다.
제어부(114)는 이동 통신 단말기의 전반적인 동작을 제어함과 동시에, 고주파 신호 처리부(118)를 통해 수신된 신호를 처리하여 셀룰라 서비스를 수행하고, TV 수신 모듈, 또는 라디오 수신 모듈을 구동하여 저주파 신호 처리부(117)를 통해 수신된 저주파 신호로부터 TV 신호 또는 라디오 신호를 재생하는 전반적인 동작을 수행한다.
또한, 제어부(114)는 키입력부(111)를 통한 사용자의 입력 신호를 받아 안테나 스위치(116)에 제어신호를 출력하여 안테나 스위치(116)에서 고주파 신호 처리를 위한 경로와 저주파 신호 처리를 위한 경로를 선택할 수 있도록 한다.
음성처리부(115)는 마이크(microphone)(112)로부터 입력된 음성 신호를 변조하여 음성 데이터로 변환하고, 고주파 신호 처리부(118) 및 저주파 신호 처리부(117)를 통해 수신된 음성 데이터를 음성신호로 복조하여 스피커(speaker)(122)를 통해 음성으로 출력한다.
루프 안테나(126)는 고주파 대역의 전파와 저주파 대역의 전파를 수신하여 안테나 스위치(116)의 스위칭동작을 통해 고주파 신호 처리부(118) 또는 저주파 신호 처리부(117)에 전달한다.
안테나 스위치(116)는 제어부(114)로부터 출력되는 제어신호에 따라 루프 안테나(126)를 통해 수신된 고주파 대역의 전파와 저주파 대역의 전파중에서 튜닝하고자 하는 주파수 대역의 신호를 처리를 수행하기 위한 경로를 선택하도록 스위칭한다.
먼저 루프 안테나(126)의 수신 경로는 들어오는 입력이 저주파, 고주파 신호가 동시에 들어 올 수 있다. 이에 따른 적절한 제어 신호에 따라 분리되어 각 경로로 흘려 들어가게 된다. 그러나 송신의 경우에는 고주파(셀룰라 대역 신호)만 전송되면 된다.
즉, 안테나 스위치(116)는 루프 안테나(126)를 통해 수신된 전파중에서 고주파 대역의 전파만을 튜닝하기 위한 경로를 형성하도록 스위칭할 수 있고, 루프 안테나(126)를 통해 수신된 전파중에서 저주파 대역의 전파만을 튜닝하기 위한 경로를 형성하도록 스위칭할 수 도 있고, 고주파 대역의 전파와 저주파 대역의 전파를 동시에 튜닝할 수 있도록 할 수 도 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 안테나 스위치(116)는 제어부(114)로부터 출력되는 세가지 형태의 제어신호에 따라 3가지 형태로 스위칭 동작을 수행한다.
즉, 제어부(114)로부터 출력된 제어신호가 V1인 경우에는 루프 안테나(126) 를 통해 수신된 전파중에서 고주파 대역의 전파가 고주파 신호 처리부(118)로 유입될 수 있도록 스위칭을 수행하고, 저주파 신호 처리부(117)로의 경로는 차단한다.
한편, 제어부(114)로부터 출력된 제어신호가 V2인 경우에는 루프 안테나(126)를 통해 수신된 전파중에서 저주파 대역의 전파가 저주파 신호 처리부(117)로 유입될 수 있도록 스위칭을 수행하고, 고주파 신호 처리부(118)로의 경로는 차단한다.
한편, 제어부(115)로부터 출력된 제어신호가 V3인 경우에는 루프 안테나(126)를 통해 수신된 전파 중에서 저주파 대역의 전파는 저주파 신호 처리부(117)로 유입될 수 있게 하고, 고주파 대역의 전파는 고주파 신호 처리부(118)로 유입될 수 있도록 스위칭을 수행한다.
저주파 신호 처리부(117)는 안테나 스위치(116)에서 저주파 신호 처리를 위한 신호 처리 경로가 선택되는 경우 안테나 스위치(116)를 통해 분리된 저주파 신호를 입력받아 재생하기 위한 신호 처리를 수행하여 제어부(114)에 전송한다.
한편, 고주파 신호 처리부(118)는 제어부(114)의 제어를 받으며, 제어부(114)로부터 출력되는 신호를 무선신호로 변환한다. 또한, 고주파 신호 처리부(118)는 루프 안테나(126)를 통해 수신된 무선신호를 원하는 신호로 변환하여 제어부(114)에 출력한다.
표시부(124)는 LCD 패널과 같은 표시모듈로서 제어부(114)의 제어를 받아 이동통신 단말기의 상태나 프로그램의 진행 상황을 표시한다. 즉, 이동통신 단말기의 전반적인 상태 및 입력되는 사용자 정보 등을 표시한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기에서 TV 시청을 수행하는 동작을 설명하도록 한다.
이동 통신 단말기에 전원이 공급되면 루프 안테나(126)에는 고주파 대역의 전파 신호와 저주파 대역의 전파 신호가 수신된다.
한편, 이동 통신 단말기에 전원이 공급되면, 제어부(114)는 기본으로 설정되어 있는 V1 제어신호를 안테나 스위치(116)에 출력한다. 이에 따라, 안테나 스위치(116)는 루프 안테나(126)를 통해 수신된 전파중에서 고주파 대역의 전파가 고주파 신호 처리부(118)로 유입될 수 있도록 스위칭을 수행하고, 저주파 신호 처리부(117)로의 경로는 차단한다.
고주파 신호 처리부(118)는 안테나 스위치(116)를 통해 루프 안테나(126)에 의해 수신된 고주파 대역의 전파 신호로부터 셀룰라 통신을 위한 신호를 튜닝하여 제어부(114)에 전달한다.
이에 따라, 제어부(114)는 셀룰라 서비스 수행 모듈을 구동하여 전화 서비스를 수행한다.
임의의 사용자가 저주파 대역을 사용하는 TV 시청모드를 실행하기 위해서는 키입력부(111)에서 TV 시청을 위해 구비된 버튼을 누른다. 이에 따라, 제어부(114)는 TV 시청을 위한 메뉴 화면을 표시부(124)에 표시한다. 이에 따라, 사용자는 원하는 TV 채널을 선택하는 절차를 수행한다. 이때, 사용자는 키입력부(111)의 입력을 통해 TV 시청을 수행하면서 셀룰라 서비스를 통한 전화 서비스를 함께 활성화시켜 놓을 수도 있고, 전화서비스를 활성화시키지 않을 수도 있다.
예를 들어, TV 시청만 하는 경우 제어부(114)는 안테나 스위치(116)에 제어신호로 V2를 출력한다. 이에 따라, 안테나 스위치(116)는 루프 안테나(126)를 통해 수신된 전파중에서 저주파 대역의 전파가 저주파 신호 처리부(117)로 유입될 수 있도록 스위칭을 수행하고, 고주파 신호 처리부(118)로의 경로는 차단한다.
저주파 신호 처리부(117)는 안테나 스위치(116)를 통해 루프 안테나(126)에 의해 수신된 저주파 대역의 전파신호로부터 TV 신호를 튜닝하여 제어부(114)에 전달한다.
이에 따라, 제어부(114)는 TV 시청 모듈을 구동하여 TV 신호를 재생하여 음성 신호는 음성 처리부(115)를 통해 스피커(122)로 출력하고, 영상 신호는 표시부(124)에 출력한다.
한편, TV 시청과 아울러 전화모드를 수행하는 경우 제어부(114)는 안테나 스위치(116)에 제어신호로 V3를 출력한다. 이에 따라, 안테나 스위치(116)는 루프 안테나(126)를 통해 수신된 전파중에서 저주파 대역의 전파가 저주파 신호 처리부(117)로 유입될 수 있도록 스위칭을 수행하고, 고주파 대역의 전파는 고주파 신호 처리부(118)로 유입되도록 스위칭을 수행한다.
저주파 신호 처리부(117)는 안테나 스위치(116)를 통해 루프 안테나(126)에 의해 수신된 저주파 대역의 전파신호로부터 TV 신호를 튜닝하여 제어부(114)에 전달한다.
이에 따라, 제어부(114)는 TV 시청 모듈을 구동하여 TV 신호를 재생하여 음성 신호는 음성 처리부(115)를 통해 스피커(122)로 출력하고, 영상 신호는 표시부 (124)에 출력한다.
또한, 고주파 신호 처리부(118)는 안테나 스위치(116)를 통해 루프 안테나(126)에 의해 수신된 고주파 대역의 전파 신호로부터 셀룰라 통신을 위한 신호를 튜닝하여 제어부(114)에 전달한다.
이에 따라, 제어부(114)는 셀룰라 서비스 수행 모듈을 구동하여 전화 서비스를 수행한다.
TV 시청 모드와 전화모드가 동시에 실행되는 경우, 제어부(114)는 TV 신호를 재생하는 중에도 고주파 신호 처리부(118)를 통해 임의의 착신신호가 있는 경우 해당 신호를 처리하여 상대방과 호연결을 수행하여 전화통화 기능을 제공하게 된다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었다. 그렇지만, 구체적으로 설명된 것과는 다른 많은 기타 실시예들이 또한 본 발명의 사상 및 범위 내에 들어간다는 것을 관련 분야의 당업자들은 이해할 것이다.
본 발명에 의하면, 이동 통신 단말기에 하나의 광대역 루프 안테나와 차폐부재를 설치함으로써, 광대역 루프 안테나를 이용하여 셀룰라 서비스를 위한 고주파 대역의 전파와 TV, 라디오등의 지상방송을 위한 저주파 대역의 전파를 수신할 수 있고, 차폐부재를 통해 해당 루프 안테나에 의한 전자파 간섭을 흡수 또는 상쇄시켜 효과적으로 루프 안테나에 의한 전자파 간섭을 차단할 수 있다.
이에 따라, 이동 통신 단말기의 크기를 증대시키지 않고서도 고주파 대역의 셀룰라 서비스에 부가하여 저주파 대역의 TV, 라디오 서비스를 수행할 수 있게 된다.
Claims (3)
- 고주파 대역과 저주파 대역의 전파를 수신하도록 제작된 하나의 루프 안테나가 LCD 패널의 후면에 고정 설치되고, 상기 LCD 패널과 루프 안테나의 사이에 상기 루프 안테나에 의한 전자파의 간섭을 차폐시키기 위한 차폐 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기.
- 청구항 1에 있어서,상기 루프 안테나를 통해 수신된 전파로부터 고주파 대역과 저주파 대역을 분리하는 안테나 스위치가 설치되는 것을 특징으로 하는 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기.
- 청구항 1에 있어서, 상기 차폐 부재는,상기 루프 안테나로부터 방사되는 전자파를 상쇄시키기 위한 다수개의 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 하나의 루프 안테나를 구비하는 이동 통신 단말기.
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