KR20070033723A - 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인테나폰의 안테나에 관한 것으로, 특히 단말기 내부에 구비되는 안테나로부터 송수신되는 전파를 두개의 안테나 매칭 회로를 구비하여 처리하므로 사용자 손(Hand Effect)의 접촉으로 인하여 감소되었던 전파의 송수신 효율을 개선하는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치에 관한 것이다.

본 발명은 인테나폰의 폴더를 열었을 때 무선으로 송수신되는 신호를 정합하는 매칭회로부 1를 구비하고, 인테나 폰의 폴더를 닫았을 때의 무선 신호를 정합하여 처리하는 매칭회로부 2를 구비하여 트라이 모드 인테나 폰의 무선 신호의 송수신 감도 등을 향상시키는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치이다. 본 발명의 매칭회로부 1, 2는 저항(Resistor), 인덕터(Inductor), 캐패시터(Capacitor) 등의 수동소자로 구비되어 인테나의 VSWR 값을 개선한다. 본 발명은 폴더를 열었을 때와 닫았을 때 서로 다른 매치회로를 이용하여 무선신호를 정합하여 처리하므로, 인테나 폰의 무선 신호 송수신 능력이 매우 향상되고, VSWR 값이 증가되는 효과가 있다.

인테나, 손의 영향(hand effect), 트라이 모드, VSWR, 매칭회로.

Description

이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치 {An Apparatus of improving radio signal sensitivity for tri mode intenna phone}

도 1은 종래의 트라이모드 이동통신 단말기의 인테나의 구성도,

도 2는 두개의 인테나를 이용한 트라이모드 이동통신 단말기의 인테나의 구성도,

도 3은 본 발명의 인테나 폰의 개략적인 외형도,

도 4는 본 발명의 인테나 폰의 신호 감도 개선 장치의 구성도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

62, 64 : 매칭회로부 1, 2 66 : 인테나 스위칭부

74 : 폴더검출부

본 발명은 안테나를 내장한 인테나폰에 관한 것으로, 특히 단말기 내부에 구 비되는 안테나로부터 송수신되는 전파를 두개의 안테나 매칭 회로를 구비하여 처리하므로 사용자 손(Hand Effect)의 접촉으로 인하여 감소되었던 전파의 송수신 효율을 개선하는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치에 관한 것이다.

일반적으로 내장형 안테나를 장착한 폰을 인테나 폰(Intenna Phone)이라고 한다. 안테나는 전파를 공중으로 발사하거나 받는 도체를 말하는 것으로 공중선이라고도 한다. 안테나는 일반적으로 진폭 변조(AM)나 주파수 변조(FM)된 전파를 공중으로 방사하기 위한 시설을 말하는 것으로 전기 에너지를 전자파 에너지로, 전자파 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 주는 방식이다. 안테나 전력은 무선 송신기의 출력 회로에서 안테나계의 급전선에 공급되는 전력으로, 전력 표시의 종별로는 첨두 전력, 평균 전력, 규격 전력이 있다. 안테나 전력은 무선국에서 허가 시에 전력의 크기를 지정한다. 평면 안테나(planar antenna)는 전파를 수신하는 개구면이 평면으로 되어 있는 안테나로, 크게 나누어서 마이크로스트립형(microstrip)과 도파관 슬롯형(waveguide slot)의 2종류가 있다. 현재 가장 주목받고 있는 것은 인공위성 탑재용이나 위성 방송 수신용의 평면 안테나이다. 위성 방송 수신용은 현재 시판되고 있는 파라볼라 안테나(parabolic antenna)가 적설량이 많은 지방에서는 눈이 쌓여서 안테나 이득이 급격히 감소되는 일이 있으므로 그런 경우에 유리한 방식이며, 벽 같은 곳에 설치하기 쉬운 장점이 있다.

또한, 종래의 이동통신 단말기에서 사용되는 단말기는 헬리컬 안테나를 주로 사용하고, 내장형 안테나로는 PIFA(Planner Inverted F Antenna)나 세라믹 안테나(Ceramic Antenna)를 많이 사용한다.

이동통신 단말기용 내장형 안테나인 PIFA나 세라믹 안테나는 사용되는 주파수의 파장을 임의의 수로 분배하여 특정의 하나 또는 몇 개의 주파수의 공진을 이용하는 방식이다. 종래의 내장안테나인 PIFA나 세라믹 안테나는 안테나의 크기를 줄일수 있는 장점이 있지만 대역폭이 좁은 단점이 있다.

대역폭이 좁기 때문에 통화중에 움직이는 경우나 몸에 지니고 있을 시의 안테나의 정재파비(VSWR : Voltage Standing-Wave Ratio)가 주파수 천이를 일으켜서 안테나의 성능이 열화 될 우려가 많은 문제점이 있다.

한편, 안테나는 특성상 송신과 수신을 모두 만족하는 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)을 가지도록 설계하는 것은 매우 어렵다. 송신의 VSWR을 강조하면 수신능력 특성이 나빠지고 수신의 VSWR을 강조하면 송신 능력 특성이 나빠지는 상관관계가 있어서 통상적으로 송수신 주파수의 사이에 VSWR이 최적이 되도록 설계한다.

종래의 헬리컬 안테나(Helical Antenna)나 휩 안테나(Whip Antenna)의 경우 디자인이나 실용성 측면에서 내장형 안테나인 인테나(Intenna)의 형태로 많이 개발되고 있으나, 인테나폰의 특성상 손을 잡는 위치에 따라 성능의 차이가 심하다.

도 1은 종래의 트라이모드 이동통신 단말기의 인테나의 구성도이고, 도 2는 두개의 인테나를 이용한 트라이모드 이동통신 단말기의 인테나의 구성도이다.

도 1에는 CDMA와 미국의 PCS, 그리고 GPS를 처리하는 트라이모드 이동통신 단말기의 인테나의 구성도를 나타낸 것으로, CDMA와 US-PCS, GPS 신호를 모두 처리하는 인테나(20)와 인테나로부터 송수신되는 무선신호를 매칭하는 인테나 매칭부(22)와 인테나 매칭부(22)로부터 송수신되는 신호를 적정하게 스위칭하는 스위치 (24)와 송신, 수신 신호를 분리하는 CDMA 듀플렉서(26)와 US-PCS 신호의 송신과 수신신호를 분리하는 US-PCS 듀플렉서(28)를 도시하고 있다.

도 1에는 하나의 인테나(20)와 하나의 인테나 매칭부(22)에서 트라이모드 세종류의 무선신호를 모두 정합시켜서 송수신 처리하는 것이다.

도 2에는 두개의 인테나(30, 32)와 두개의 인테나 매칭부(34, 36)를 구비하여 무선으로 송수신되는 신호를 처리하는 구성을 도시하고 있다.

도 2는 CDMA와 US-PCS 신호를 처리하는 인테나(30)와, 인테나로부터 송수신되는 무선신호를 매칭하는 듀얼 모드 매칭부(34)와 듀얼 모드 매칭부(34)로부터 송수신되는 CDMA 신호와 US-PCS 신호를 분리하여 송수신 처리하는 다이플렉서(38)와, 다이플렉서(38)에서 분리하여 송수신하는 신호가 CDMA 신호인 경우 송신, 수신 신호를 분리하는 CDMA 듀플렉서(40)를 도시하고 있다.

다이플렉서(38)에서 분리하여 송수신하는 신호가 US-PCS 신호인 경우에는 송신, 수신 신호를 분리하는 US-PCS 듀플렉서(42)로 전송된다.

한편, GPS 신호를 처리하는 GPS 인테나(32)에는 GPS 매칭부(36)가 연결되어 GPS 신호를 정합하여 송수신 처리한다.

하지만 내장형 안테나인 인테나(Intenna)를 사용하여 이동통신 단말기를 설계하는 경우 손(HAND)의 영향으로 금속 패턴(Pattern) 전체를 고유전율로 덮고 있는 형태인 인테나의 중심주파수가 변하게 되고 손에 의한 흡수 및 반사의 영향으로 인테나의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 인테나(Intenna)를 사용하는 이동통신 단말기, PDA 등은 손의 영향(Hand Effect)으로 인한 무선 신호의 송수신 성능이 저하되는 문제점이 발생되므로 대응책이 필요하다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인테나 폰을 사용자가 접촉하여 사용시에 손의 영향을 최소화하여 무선 신호의 감도를 향상시키는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 인테나폰의 폴더를 열었을 때 무선으로 송수신되는 신호를 정합하는 매칭회로부 1를 구비하고, 인테나 폰의 폴더를 닫았을 때의 무선 신호를 정합하여 처리하는 매칭회로부 2를 구비하여 트라이 모드 인테나 폰의 무선 신호의 송수신 감도 등을 향상시키는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 인테나 폰의 폴더를 여는 것을 폴더검출부에서 검출하고 폴더가 열렸을 때는 매칭회로부 1로 송수신되는 무선 신호를 처리하고, 폴더검출부에서 폴더가 닫힌 것으로 검출한 경우 매칭회로부 2로 송수신되는 무선 신호를 처리하도록 제어하여 손의 영향을 최소화하고 무선 감도를 향상시키는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 매칭회로부 1, 2는 저항(Resistor), 인턱터(Inductor), 캐패시터(Capacitor) 등의 수동소자로 구비되어 최적의 VSWR 값을 가지는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치는, 이동통신 단말기의 폴더를 열고 닫음을 검출하는 검출부와, 검출부에서 폴더의 열고 닫힌 상태에 따라 송수신되는 데이터를 스위치하는 스위치부와, 스위치부의 스위치에 따라 인테나로 송수신되는 데이터를 정합하여 제공하는 매칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 매칭부는 이동통신 단말기의 폴더가 열렸을 때 송수신되는 무선신호의 정합을 처리하는 매칭회로 1과, 이동통신 단말기의 폴더가 닫혔을 때 송수신되는 무선신호의 정합을 처리하는 매칭회로 2를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 인테나는 CDMA, PCS, WCDMA 신호를 송수신하는 인테나와, GPS 신호를 송수신 처리하는 GPS 인테나가 구비됨을 특징으로 하고, GPS 인테나는 상기 폴더의 열림과 닫힘 여부에 관계 없이 동작하는 것을 포함함을 특징으로 한다.

또한, 매칭회로 1과 상기 매칭회로 2는 상기 폴더를 열었을 때와 닫혔을 때의 손의 영향을 최소화하는 VSWR을 가지도록 수동소자로 구비되는 것을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 안테나가 내장된 인테나 폰의 개략적인 외형도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 트라이 모드 인테나 폰의 신호 감도 개선 장치의 구성도이다.

도 3에는 일반적인 이동통신 단말기와는 다른 인터나폰의 외형을 나타낸 것 으로, 인테나폰(50)의 화면부(52), 스피커마이크(54)와 숫자와 문자를 입력할 수 있는 버튼이 구비된 키패드(54)와 기타 버튼을 구비한 소프트 키(56)로 이루어진다.

내장형 안테나인 인테나는 소프트 키(56)의 하부에 장착된다.

도 3과 같은 인테나폰(50)으로 사용자가 문자 메시지의 전송, 채팅 서비스를 활용하기 위해 폴더를 열고 손으로 인테나가 위치한 부위를 접촉하면, 고 유전율의 금속 패턴으로 송수신되는 무선 신호의 중심주파수가 변동이 발생되고 손에 의한 흡수 및 반사의 영향으로 무선 신호의 감도가 저하되어 양질의 서비스 제공에 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 폴더가 열려져서 사용자가 문자 메시지의 전송, 채팅, 게임을 이용시와 폴더가 닫혀서 대기상태인 경우에의 인테나 매칭회로를 별도로 구비하여 무선신호를 처리하여 손에 의한 영향을 줄이고 인테나의 무선신호 송수신을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명은 도 4와 같은 두개의 매칭회로부 1, 2(62, 64)를 이용하고, 폴더가 열렸을 경우와 닫혔을 경우로 나누어서 무선 신호를 처리하여 안테나의 무선 송수신 감도를 향상시킨다.

도 4에는 CDMA신호와 US-PCS 신호를 처리하는 듀얼 모드 인테나(60)와, GPS 인테나(76)나 두개를 사용한다.

폴더 검출부(74)는 폴더가 열렸을 때 백라이트(Back Light)를 동작시켜 메인 LCD에 전원을 인가하여 화면을 밝히도록 한다.

폴더가 열렸을 때와 닫혔을 때를 검출하고, 폴더검출부(74)로부터 폴더의 상태를 파악하여 폴더가 열린 경우 매칭회로부 1(62)로 스위칭하고, 폴더가 닫힌 경우 매칭회로부 2(64)로 안테나 스위칭부(66)에서 스위칭 처리한다.

본 발명은 폴더가 열렸을 때와 닫혔을 때를 다른 매칭 회로부를 이용하여 무선신호를 처리하여 송수신 감도를 개선한다.

또한, 듀얼 모드 인테나(60)로부터 송수신되는 무선신호를 매칭하는 매칭회로부 1, 2(62, 64)와 폴더가 열린 경우 매칭회로부 1(62)로 스위칭하고, 폴더가 닫힌 경우 매칭회로부 2(64)로 스위칭하는 안테나 스위칭부(66), 안테나 스위칭부(66)를 경유하여 송수신되는 신호를 CDMA 신호와 US-PCS 신호를 분리하여 송수신 처리하는 다이플렉서(68)와, 다이플렉서(Diplexer)(68)에서 분리하여 송수신하는 신호가 CDMA 신호인 경우 송신, 수신 신호를 분리하는 CDMA 듀플렉서(70)로 전송되어 송수신 신호를 처리한다.

다이플렉서(68)에서 분리하여 송수신하는 신호가 US-PCS 신호인 경우에는 송신, 수신 신호를 분리하는 US-PCS 듀플렉서(72)로 전송되어 처리한다.

한편, GPS 신호를 처리하는 GPS 인테나(76)에는 GPS 매칭부(78)가 연결되어 GPS 신호를 정합하여 송수신 처리한다.

본 발명은 인테나 폰을 사용시에 손의 효과(Hand Effect)를 개선하기 위하여 두 개의 매칭회로부 1, 2를 구성하여 사용자가 폴더를 닫고 사용할 때와 폴더를 열고 사용할 때의 안테나 매칭 회로를 다른 것을 사용한다.

두 개의 매칭회로부 1, 2(62, 64)는 수동소자를 이용하여 손의 영향이 있어 도 해소할 수 있도록 VSWR이 최적화되도록 구비된다.

두 개의 매칭회로부 1, 2(62, 64)는 송신시에 송신 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)을 최적이 되도록 하고 수신시에는 수신 VSWR이 최적이 되도록 하여 인테나 폰의 송수신능력을 크게 향상한다.

VSWR(voltage standing wave ratio)은 전송 선로 상에서 생기는 정재파의 크기를 나타내는 것으로, 정재파의 최대치와 최소치의 비에 의하여 구할 수 있다. 전압 정재파비를 사용하는 경우가 많으며 수식은 다음과 같다.

S값은 1에서 무한대의 범위의 값이며, 1에 가까울 수록 정합 상태가 좋아서 신호의 수신 감도가 좋은 것이다.

위 식에서 r은 수전단의 전압 반사 계수로 다음식에서 구할 수 있다.

또한, 본 발명은 CDMA, US-PCS, GPS 신호를 처리하는 이동통신 단말기에 대하여 설명을 하였으나, CDMA, WCDMA, UMTS, GPS, PCS 등의 여러 모드를 통합하는 다중모드 이동통신 단말기나 인터나폰에 적용할 수 있다.

지금까지 본 발명의 구성 및 동작에 대해 상세하게 설명하였다. 여기서, 본 발명은 상술한 예시적인 실시예에만 한정되지 않으며, 당업자라면 본 발명의 기술 적 사상의 범위에서 다양한 변형을 가할 수 있다.

본 발명의 설명에서는 이동통신 단말기를 기준으로 설명하였으나 본 발명은 이에 국한되지 않고 WLL 단말기, PDA 단말기에도 상술한 구성과 동작을 동일하게 구현할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 폴더를 열었을 때와 닫았을 때 서로 다른 매치회로를 이용하여 무선신호를 정합하여 처리하므로, 인테나 폰의 무선 신호 송수신 능력이 매우 향상되고, VSWR 값이 증가되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 인테나 폰의 무선 신호의 송수신 능력을 향상시키므로 양질의 서비스를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 이동통신 단말기의 폴더를 열고 닫음을 검출하는 검출부와;

   상기 검출부에서 폴더의 열고 닫힌 상태에 따라 송수신되는 데이터를 스위치하는 스위치부와;

   상기 스위치부의 스위치에 따라 인테나로 송수신되는 데이터를 정합하여 제공하는 매칭부를 포함하는 것을 특징으로 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 매칭부는

   상기 이동통신 단말기의 폴더가 열렸을 때 송수신되는 무선신호의 정합을 처리하는 매칭회로 1과;

   상기 이동통신 단말기의 폴더가 닫혔을 때 송수신되는 무선신호의 정합을 처리하는 매칭회로 2를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 인테나는 CDMA, PCS, WCDMA 신호를 송수신하는 인테나와;

   GPS 신호를 송수신 처리하는 GPS 인테나가 구비됨을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 GPS 인테나는 상기 폴더의 열림과 닫힘 여부에 관계 없이 동작하는 것을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 매칭회로 1과 상기 매칭회로 2는 상기 폴더를 열었을 때와 닫혔을 때의 손의 영향을 최소화하는 VSWR을 가지도록 수동소자로 구비되는 것을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 이동통신 단말기는 WLL 단말기, PDA 단말기를 포함함을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 신호 감도 개선 장치.

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