KR20140016793A - 제1 안테나 요소에 결합되어 제2 안테나 요소로서 작용하는 감지 요소를 구비하는 안테나 장치 및 관련 신호 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

안테나 장치는 제1 안테나 요소와 제1 감지 요소를 포함한다. 제1 안테나 요소는 하나 이상의 제1 모드를 갖는다. 감지 요소는 감지 장치의 프론트 엔드 요소이며, 감지 요소는 제1 안테나 요소에 결합되어 제2 모드를 갖는 제2 안테나 요소로서 작용한다.

Description

제1 안테나 요소에 결합되어 제2 안테나 요소로서 작용하는 감지 요소를 구비하는 안테나 장치 및 관련 신호 처리 장치{ANTENNA APPARATUS HAVING SENSING COMPONENT COUPLED TO FIRST ANTENNA COMPONENT TO ADDITIONALLY ACT AS SECOND ANTENNA COMPONENT AND RELATED SIGNAL PROCESSING DEVICE}
본 발명은 안테나 설계에 관한 것이며, 구체적으로는, 제1 안테나 요소에 결합되어 제2 안테나 요소로서 추가로 작동하는 감지 요소를 구비하는 안테나 장치 및 이와 관련된 신호 처리 장치에 관한 것이다.
통신 기술이 발전함에 따라, 모바일 통신 장치가 대중화되고 있다. 그러나, 모바일 통신 장치에 의해 생성되는 전자기 방사가 인체에 해를 줄 수 있으며, 그래서 현재의 무선 통신 규격은 안테나에 의해 생기는 전자파 인체 흡수율(SAR: specific absorption rate)에 관한 엄격한 규정을 갖는다.
통상적인 SAR 제어 방법은 접근하는 인간 조직이 있는지와 이에 따라 안테나에 의해 생기는 전자기 방사를 규제하는 것이 허용가능한 범위 내에 있는지 여부를 감지하는 센서를 채택하고 있다. 이 센서는 안테나 효율이 열화하는 것을 방지하기 위해 안테나의 무장해 구역(clearance zone)으로부터 떨어진 곳에 유지되는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 설계는 센서 및 무장해 구역을 배치하기 위한 여분의 공간을 필요로 하며, 이러한 센서에 사용가능한 공간은, 모바일 통신 장치가 소형화됨에 따라 더 작아지고 있다.
또한, SAR의 최대값은 안테나의 방사선 구역에서 생긴다. 센서가 안테나로부터 너무 멀리 떨어져 있으면, 사용자는 유해한 전자기 방사선에 노출될 수 있다. 따라서, 센서가 SAR을 더 효율적으로 감지할 수 있도록 하기 위해, 안테나와 센서의 통합을 위한 일체형 설계가 요구된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 언급한 문제점을 해결하기 위해, 제1 안테나 요소에 결합되어 제2 안테나 요소로서 작용하는 감지 요소를 갖는 안테나 장치 및 이와 관련된 신호 처리 장치가 제안된다.
본 발명의 제1 관점에 의하면, 안테나 장치의 예가 개시된다. 안테나 장치는 제1 안테나 요소와 제1 감지 요소를 포함한다. 제1 안테나 요소는 하나 이상의 제1 모드(mode)를 갖는다. 제1 감지 요소는 감지 장치(sensing device)의 프론트 엔드 요소(front-end component)이다. 감지 요소는 제1 안테나 요소에 결합되어 제2 모드를 갖는 제2 안테나 요소로서 작용한다.
본 발명의 제2 관점에 의하면, 신호 처리 장치의 예를 개시한다. 신호 처리 장치는 제1 안테나 요소와 감지 장치를 포함한다. 제1 안테나 요소는 하나 이상의 제1 모드를 갖는다. 감지 장치는 감지 요소 및 제어 회로를 포함한다. 감지 요소는 감지 신호를 생성하는 데에 사용된다. 감지 요소는 제1 안테나 요소에 결합되어 무선 신호를 수신하기 위한 제2 모드를 갖는 제2 안테나 요소로서 작용한다. 제어 회로는 제1 안테나 요소 및 감지 요소에 결합되어, 감지 요소로부터 생성된 감지 신호에 따라 제어 신호를 생성해서, 제1 안테나 요소의 출력 파워를 제어한다.
본 발명의 이러한 목적은 첨부 도면에서 예시하는 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 장치의 안테나 요소 및 감지 요소의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 장치의 안테나 요소 및 감지 요소의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 장치의 안테나 요소 및 감지 요소의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
명세서와 청구범위에서 사용되는 용어는 특정의 요소를 의미할 수 있다. 당업자라면, 제조업자가 상이한 이름으로 요소를 부를 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 명세서는 이름은 다르지만 기능은 다르지 않은 요소를 구분하지 않는다. 이하의 상세한 설명과 청구범위에서, "포함하다", "구비하다"라는 표현은 비제한적 표현으로서, 기재되어 있지 않은 다른 요소를 배제하지 않는다는 것을 의미한다. 또한, "결합하다", "연결하다"라는 표현은 직접적인 또는 간접적인 전기적 연결을 의미한다. 따라서, 하나의 장치가 다른 장치에 전기적으로 접속되어 있으면, 이러한 접속은 직접 접속된 것 또는 다른 장치나 접속 수단을 통해 간접적으로 접속된 것이 될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 안테나 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 본 실시예에서, 안테나 장치(100)는 안테나 요소(110), 감지 장치(120), 및 RF 회로(130)를 포함한다. 안테나 장치(100)는 휴대 전자 장치(테블릿 등) 상에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이러한 구성에 제한되는 것은 아니며, 본 발명에 의해 개시된 안테나 장치(100)를 채택하는 임의의 구현도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 안테나 요소(110)는 커패시터(C)를 통해 RF 회로(130)에 결합되고, 하나 이상의 주파수 공진 모드(예를 들어, GSM850/900/1800/1900)를 갖는다. 또한, 감지 장치(120)는 인체가 접근하는지 여부를 검출하는 데에 사용되며, 감지 요소(122) 및 제어 회로(126)를 포함한다. 감지 요소(122)는
가요성 인쇄 회로(FPC) 상에 배치된 회로가 될 수 있으며, 감지 장치(120)의 프론트 엔드 요소(front-end component)로서 작용할 수 있다. 또한, 감지 요소(122)는 안테나 요소(110)의 무장해 구역(clearance zone) 내에 배치되어, 인체가 접근하고 있는지 여부를 나타내는 감지 신호(SA)를 생성할 수 있다. 감지 회로(124)는 인덕터(L)를 통해 감지 요소(122)에 결합되며, 감지 신호(SA)를 처리해서 처리 완료된 감지 신호(SA')를 생성하도록 되어 있다. 또한, 제어 회로(126)는 RF 회로(130) 및 감지 요소(122)에 결합되어, 안테나 요소(110)의 출력 파워를 제어하기 위해 감지 신호(SA)에 따라 제어 신호(SC)를 생성한다. 또한, 본 실시예에서, 적절한 구성(예를 들어, 커패시터(C) 및 인덕터(L))에 의해, 안테나 요소(110)는 감지 장치(120)가 작동하는 동안 감지 장치(120)의 감지 요소로서 작동할 수 있다. 또한, 감지 요소(122)는 안테나 요소(110)에 결합되어 제2 안테나 요소로서 작동하고, 무선 통신 신호를 수신하기 위한 제2 모드(예를 들어, WCDMA BAND1 2100)를 갖는다.
상세하게는, 감지 요소(122)를 안테나 요소(110)에 결합되도록 하기 위해, 제어 회로(126)를 조사하는 감지 요소(122)에 의한 임피던스가 낮아야(예를 들어, 제로 또는 제로에 가까운 값) 한다. 이에 의하면, 감지 요소(122)는 제2 모드의 작업 대역에 영향을 주지 않으면서, 제어 회로(126)를 통해 접지에 연결될 수 있다.
또한, 감지 요소(122)가 안테나 요소(110)의 효율에 영향을 주지 않도록 하기 위해, 안테나 장치(100)는 제어 회로(126)의 트리거링 클록을 변화시킴으로써 사용중의 주파수 대역에 간섭이 생기는 것을 피할 수 있다. 예를 들어, 트리거링 클록이 1kHz의 주파수를 갖도록 구성된 경우, GSM850/900 주파수 대역에 도입되는 간섭이 효과적으로 감소된다. 간섭을 감소시키기 위한 상기 언급한 구성은 예시에 불과하며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 당업자에 의해 채택되는 다른 구현도 본 발명의 범위에 속한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 장치의 감지 요소 및 안테나 요소의 구성을 개략적으로 나타내고 있다. 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 장치의 감지 요소 및 안테나 요소의 구성을 개략적으로 나타내고 있다. 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 안테나 장치의 감지 요소 및 안테나 요소의 구성을 개략적으로 나타내고 있다. 안테나 장치(200)는 상기 언급한 안테나 요소(110) 및 감지 장치(220)를 포함하며, 감지 장치(220)는 감지 요소(222) 및 제어 회로(226)를 포함한다. 안테나 장치(300)는 상기 언급한 안테나 요소(110) 및 감지 장치(320)를 포함하며, 감지 장치(320)는 감지 요소(222) 및 제어 회로(326)를 포함한다. 안테나 장치(200, 300, 400) 및 안테나 장치(100)의 동작은 거의 동일하며, 가장 큰 차이는 안테나 요소(110) 및 감지 요소(222)의 형상 및 상대적 위치이다. 따라서, 커플링에 의해 생기는 제2 모드가 상이하게 될 것이다. 당업자라면, 도 1에 나타낸 회로 요소에 관한 상기 내용을 참조하면, 도 2 내지 도 4에 나타낸 다른 회로 요소의 동작을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 추가의 설명은 생략한다.
또한, 안테나 요소(110) 및 감지 요소(122)는 동일한 평면상에 배치될 필요는 없다. 도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 장치의 감지 요소 및 안테나 요소의 구성을 개략적으로 나타낸다. 안테나 장치(500)는 안테나 요소(510) 및 감지 장치(520)를 포함한다. 감지 장치(520)는 감지 요소(522) 및 제어 회로(526)를 포함한다. 안테나 장치(500)의 동작은 안테나 장치(100)의 동작과 거의 동일하며, 가장 큰 차이는 안테나 요소(510)와 감지 요소(522)가 휴대 전자 장치의 하우징(550) 내에 배치된다는 것이다(즉, 안테나 요소(510) 및 감지 요소(522)의 각각의 3차원 구조는 하우징(550)의 형상에 따라 정해질 수 있다). 이에 의하면,안테나 요소(510) 및 감지 요소(522)의 구조 및 길이는 하우징(550)에 의해 연장될 수 있으며, 제2 모드의 주파수 대역을 정의한다. 달리 말하면, 안테나 요소(510) 및 감지 요소(522)의 구조 및/또는 길이의 변경은 제2 모드의 주파수 대역의 설정을 변경할 수 있다. 당업자라면, 도 1에 나타낸 회로 요소에 관한 상기 설명에 의해, 도 5에 나타낸 다른 회로 요소의 동작을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 추가의 설명은 생략한다.
요약하면, 본 발명은 SAR 감지 FPC를 안테나로서 이용함으로써 감지 신호에 따라 출력 파워를 조정하기 위한 안테나 장치 및 이와 관련된 신호 처리 장치를 제공한다. 이에 의하면, SAR 감지 장치에 의해 요구되는 회로 영역이 효과적으로 감소될 수 있으며, 안테나 부근의 SAR 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 사용자의 습관에 더 부합하는 해결방안을 제시함으로써, 인체가 유해한 전자기 환경에 노출될 가능성을 크게 낮출 수 있다.
당업자라면, 본 발명의 특징을 유지하면서 만들어질 수 있는 장치 및 방법의 많은 변형 및 변경을 용이하게 생각해낼 수 있을 것이다. 따라서, 상기 내용은 청구범위의 경계 및 한계를 정하는 것으로만 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 제1 모드(mode)를 갖는 제1 안테나 요소(antenna component);
    감지 장치(sensing device)의 프론트 엔드 요소(front-end component)인 제1 감지 요소(sensing component)
    를 포함하며,
    상기 감지 요소는 상기 제1 안테나 요소에 결합되어 제2 모드를 갖는 제2 안테나 요소로서 작용하도록 된 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지 장치는 인체의 접근 여부를 검출하도록 된 것인, 안테나 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    휴대 전자 장치 내에 배치되도록 된 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 요소는 인체의 접근 여부를 검출하기 위한 제2 감지 요소로서 작용할 수 있도록 된 것인, 안테나 장치.
  5. 하나 이상의 제1 모드를 갖는 제1 안테나 요소; 및
    제1 감지 장치
    를 포함하며,
    상기 제1 감지 장치는,
    감지 신호를 생성하며, 상기 제1 안테나 요소에 결합되어, 무선 신호를 수신하기 위한 제2 모드를 갖는 제2 안테나 요소로서 작용하는 감지 요소, 및
    상기 제1 안테나 요소 및 감지 요소에 결합되어, 상기 감지 요소로부터 생성된 감지 신호에 따라 제어 신호를 생성해서, 상기 제1 안테나 요소의 출력 파워를 제어하는 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 회로를 조사하는 감지 요소에 의한 임피던스는 제로 또는 제로에 가까운 낮은 값을 갖는 것인, 신호 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 감지 요소는 상기 제어 회로를 통해 접지에 연결되는 것인, 신호 처리 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 감지 장치는 인체의 접근 여부를 검출하기 위한 것인, 신호 처리 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    휴대 전자 장치 내에 배치되도록 된 신호 처리 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 안테나 요소는 인체의 접근 여부를 검출하기 위한 제2 감지 요소로서 작용할 수 있도록 된 것인, 신호 처리 장치.
KR1020120154614A 2012-07-31 2012-12-27 제1 안테나 요소에 결합되어 제2 안테나 요소로서 작용하는 감지 요소를 구비하는 안테나 장치 및 관련 신호 처리 장치 KR20140016793A (ko)

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