KR20170024914A - 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외부전원으로부터 전원을 인가받는 전원연결단자를 가진 메인 디바이스와, 배터리와, 상기 배터리와 상기 메인 디바이스의 전원 연결단자를 상호 결선시키는 전원연결단자와, 상기 메인 디바이스부와 상기 보조 디바이스부가 서로 결합될 때 상기 메인 디바이스의 안테나에 연결되어 연장되는 확장 안테나를 가지는 보조 디바이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치에 관한 것이다. 또한, 보조 디바이스부에 추가적인 기능을 더하여 메인 디바이스부와 결합되어 확장성을 부여할 수 있다.

Description

배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치{Wireless Communication Apparatus with Modular Type Battery and Antenna}
본 발명은 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외부전원으로부터 전원을 인가받는 전원연결단자를 가진 메인 디바이스와, 배터리와, 상기 배터리와 상기 메인 디바이스의 전원 연결단자를 상호 결선시키는 전원연결단자와, 상기 메인 디바이스부와 상기 보조 디바이스부가 서로 결합될 때 상기 메인 디바이스의 안테나에 연결되어 연장되는 확장 안테나를 가지는 보조 디바이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치에 관한 것이다.
일반적으로, 저전력 근거리 무선통신장치는 저전력(Low Energy) 기술을 사용함으로 인하여 장치의 외부로부터 별도의 전원이 인가되지 않고 장치의 내부에 리튬이온(Lithiun-Ion) 배터리, 코인셀(Coin Cell), 일반형 건전지 등의 일회성 또는 충전식 배터리를 사용하여 장치에 전원을 공급하는 태양이 다수를 이루고 있다.
도 1 은 일반적인 저전력 근거리 무선통신장치의 구성도로서, 무선통신장치(1)는 제어부(10)와, 상기 제어부(10)의 제어에 의해 RF(Radio Frequency) 신호를 송수신하는 RF 구동소자(20)와, 상기 RF 구동소자(20)에 연결된 내부안테나(60)와, 상기 제어부(10)의 사용 전원 레벨에 맞추어 전원을 분류하여 공급하는 전원공급부(50)와, 상기 전원공급부(50)에 사용 전력을 제공하는 배터리(40)와, 상기 제어부(10)에서 처리된 데이터를 저장하는 외부 메모리(30)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제어부(10)는 특정 거리의 무선통신규격 기반의 전파를 송출할 수 있도록 제어하는 중앙처리유닛(CPU)(13)과 내부 메모리(12) 및 상기 RF 구동소자(20)와의 무선통신을 위한 라디오 모듈(11)과, 외부 메모리(30)와 연결되어 디버깅을 지원하기 위한 범용인터페이스(14)를 포함하여 구성된다.
상기 내부 메모리(12) 또는 상기 외부 메모리(30)에는 무선통신장치가 주기적으로 전파를 송출하기 위해 필요로 하는 관련 설정값의 데이터들이 저장된다.
이러한 저전력 근거리 무선통신장치는 활용 목적에 따라 다양한 형태로 설계되고 제작되는데, 주로 장치 내부에서 상대적으로 큰 부피를 차지하는 배터리의 부피에 따라서 저전력 근거리 무선통신장치의 전체적인 형상과 크기가 결정된다.
상기 배터리는 일회용(비충전식) 또는 충전식에 따라서 동일한 부피라 할지라도 전체 용량(단위:mAh)이 상이하며, 최근 웨어러블(wearable) 디바이스의 개발이 본격화되면서 소형의 충전용 리튬폴리머 배터리를 사용하는 경우가 많아지고 있다.
그런데, 이렇게 저전력 근거리 무선통신장치의 크기가 점점 작아짐으로 인하여 장치에 내장된 안테나를 이용하여 전파를 송수신하는 거리를 최대로 확장하는데 제약사항들이 존재하게 된다.
또한, 충전이 가능하지 않은 배터리를 내장하는 무선통신장치는 배터리가 방전되어 더 이상 신호를 송출할 수 없게 되면 해당 배터리를 신규한 것으로 교체하여야 하며, 충전이 가능한 배터리를 내장하는 무선통신장치는 장치에 구비된 별도의 충전 단자를 통하여 외부의 충전기와 연결하여 충전한 후 사용하게 된다.
따라서, 배터리만의 교체가 불편하거나 용이하지 않을 뿐만 아니라 배터리의 충전을 위하여 충전 단자를 외부에 노출할 경우 부식이 발생할 우려가 있으며, 기구적으로 충전 단자로 인하여 제품 소형화에 대한 제약이 발생된다.
또한, 배터리 용량에 따라서 장치의 작동 시간이 달라지게 되는 무선통신장치는 이를 웨어러블 디바이스에 적용하기 위하여 소형화할 경우 배터리의 크기가 전체 장치의 크기에 상당 부분을 차지하게 되어 소형화의 제약사항이 되어 왔다.
나아가, 초소형의 디비이스일수록 배터리의 부피가 작아짐에 따라서 배터리의 교체나 충전이 자주 이루어질 수 밖에 없어 사용상의 불편함이 발생되게 된다.
본 발명은 저전력 근거리 무선통신장치를 웨어러블 디바이스, 초소형 디바이스, 신용카드나 사원증과 같이 박형의 카드형 디바이스에 적용할 경우, 배터리의 크기가 전체 장치의 크기에 상당 부분을 차지하게 되어 소형화의 제약사항이 되어 왔던 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 메인콘트롤러부와 배터리부를 분리하여 배터리부만을 교체하거나 배터리부의 충전용 배터리를 충전함으로써 배터리의 크기에 관계없이 무선통신장치를 지속적으로 사용 가능하도록 유지하게 하며, 나아가, 배터리부에 추가적인 안테나를 내장시켜 종래 무선통신장치에 적용되는 안테나의 길이나 공간을 확대 및 연장하여 신호의 전달거리를 최대화시킬 수 있는 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치의 구성을 제공한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치의 구성은, 외부전원으로부터 전원을 인가받는 전원연결단자를 가진 메인 디바이스와, 배터리와, 상기 배터리와 상기 메인 디바이스의 전원 연결단자를 상호 결선시키는 전원연결단자와, 상기 메인 디바이스부와 상기 보조 디바이스부가 서로 결합될 때 상기 메인 디바이스의 안테나에 연결되어 연장되는 확장 안테나를 가지는 보조 디바이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치는, 무선통신장치의 배터리부와 메인송수신부를 분리 가능한 구조이기 때문에 배터리의 충전이나 교체가 가능함은 물론, 배터리 용량과 상관없이 메인송수신부의 기능이 지속적으로 유지될 수 있으며, 나아가, 배터리부와 분리된 상태에서도 외부 전력을 공급받아 독립적으로 작동이 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 종래 충전용 배터리는 충전 횟수에 따라 충전 효율이 떨어지게 되는데 본 발명의 무선통신장치는 배터리만 교체가능하므로 무선통신장치 교체 비용을 절감하고 기존에 사용하던 설정 값들을 다시 세팅하는 번거로움을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리부에 추가적인 안테나를 내장시켜 종래 무선통신장치에 적용되는 안테나의 길이나 공간을 확대 및 연장하여 신호의 전달거리를 최대화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리부에서 차지하는 배터리 공간을 제외한 영역에 패시브 RFID 또는 NFC 칩과 그들의 안테나를 추가적으로 설치하게 되면 기존의 RFID 카드나 NFC 카드로도 활용가능하게 할 수 있어 산업상 이용가능성이 풍부한 장점을 수득하게 되었다.
도 1 은 일반적인 저전력 근거리 무선통신장치의 구성도,
도 2 는 본 발명의 저전력 근거리 무선통신장치의 구성도,
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 박형의 카드형 저전력 근거리 무선통신장치의 구성도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치의구성 및 작동을 상세하게 설명한다.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치는 무선 근거리 환경에서 저전력 무선통신장치간 네트워크를 구성하거나 또는 특정 신호를 중계(Broadcasting)하는 전파 송수신 장치에 있어서 배터리부와 메인송수신부를 상호 탈부착할 수 있도록 구성함으로써 외부 전원을 통하여 배터리부에 내장된 배터리를 충전하거나 또는 메인송수신부만을 별도의 전원 공급 단자에 연결하여 메인송수신부를 작동시킬 수 있으며, 이 경우 별도의 전원 공급 단자에 연결되어 작동하는 메인송수신부는 배터리부와 관계없이 독립적으로 작동 가능한 초소형의 근거리 무선통신장치가 될 수 있다.
나아가, 배터리부에 실장된 추가적인 안테나를 통하여 근거리 통신의 제약사항인 전파의 전달거리를 최대화시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 배터리 및 안테나 탈착형 무선통신장치의 구성을 설명한다.
도 2 는 본 발명의 저전력 근거리 무선통신장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 무선통신장치는 메인 디바이스(100)와 보조 디바이스(200)로 대분된다.
상기 메인 디바이스(main device)(100)의 구성은 도 1 을 통하여 전술한 일반적인 무선통신장치(1)의 구성과 비교하여 배터리(40)가 제외되는 대신 외부전원(300)으로부터 전원을 인가받는 전원연결단자(170)를 포함하고 있으며, 나머지 구성은 동일하다.
즉, 상기 메인 디바이스(100)는, 제어부(110)와, 상기 제어부(110)의 제어에 의해 RF(Radio Frequency) 신호를 송수신하는 RF 구동소자(120)와, 상기 RF 구동소자(120)에 연결된 내부안테나(160)와, 상기 제어부(110)에 전원을 공급하는 전원공급부(150)와, 상기 제어부(110)에서 처리된 데이터를 저장하는 외부 메모리(130)와, 상기 제어부(110)의 사용 전원 레벨에 맞추어 전원을 분류하여 공급하는 전원공급부(150)와, 상기 전원 공급부(150)에 전력을 공급하기 위하여 보조디바이스(200)의 전원연결단자(220)나 외부전원(300)과 연결되는 전원연결단자(170)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제어부(110)는 특정 거리의 무선통신규격 기반의 전파를 송출할 수 있도록 제어하는 중앙처리유닛(CPU)(113)과 내부 메모리(112) 및 상기 RF 구동소자(120)와의 무선통신을 위한 라디오 모듈(111)과, 외부 메모리(130)와 연결되어 디버깅을 지원하기 위한 범용인터페이스(114)를 포함하여 구성된다.
상기 보조 디바이스(200)는 전력을 생성하는 배터리(210)와, 상기 배터리(210)와 상기 메인 디바이스(100)의 전원 연결단자(170)를 상호 결선시키는 전원연결단자(220)와, 상기 메인 디바이스부(100)와 상기 보조 디바이스부(200)가 서로 결합될 때 상기 메인 디바이스(100)의 안테나(160)에 연결되어 연장되는 확장 안테나(230)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 보조 디바이스(200)의 전원 연결단자(220)는 메인 디바이스(100)과 분리시 외부 전원(400)과 연결되어 배터리(210)를 충전할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 무선통신장치는 배터리(210)가 메인 디바이스(100)와 분리되어 있기 때문에 박형의 카드형 무선통신장치의 디바이스 개발이 가능하며, 이러한 실시예의 무선통신장치를 도 3 을 참조하여 설명한다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 박형의 카드형 저전력 근거리 무선통신장치의 구성도이다.
본 발명 실시예에 따른 박형의 카드형 저전력 근거리 무선통신장치는 통상의 신용카드, 사원증, 출입카드 정도의 크기를 가지며, 기존의 RFID 카드 등을 대체할 수 있고, 지갑이나 카드 홀더에 용이하게 수납될 수 있다.
도면을 참조하면, 본 발명 실시예의 박형의 카드형 저전력 근거리 무선통신장치는 메인 디바이스(100)와, 배터리(210)를 내장한 보조 디바이스(200)로 이루어지고, 상기 메인 디바이스(100)가 상기 보조 디바이스(200)의 슬롯(201)에 슬라이드 방식으로 밀어 넣어 상호 결합된다.
이때, 상기 보조 디바이스(200)의 슬롯(201)에는 상기 메인 디바이스(100)의 전원연결단자(170)에 결선되는 접촉식 전원연결단자(220)가 형성되므로, 양 디바이스의 결합시 보조 디바이스(200)의 배터리(210)의 전원이 전원연결단자(170,220)들을 통하여 메인 디바이스(100)로 공급되어 메인 디바이스(100)의 전원공급부(150) 를 통한 전원이 제어부(110)에 공급되어 메인 디바이스(100)가 무선 송수신 작동을 수행할 수 있도록 한다.
또한, 보조 디바이스(200)에 실장된 확장 안테나(230)가 메인 디바이스(100)의 내부 안테나(160)에 연결되어 안테나의 길이가 확장되므로 최대 무선 송수신 거리를 증대시킬 수 있다. 이를 위하여, 상기 양 디바이스의 전원연결단자(170,220)에는 전원 연결을 위한 핀(pin) 이외에 확장 안테나(230)과 내부 안테나(160)를 상호 연결할 수 있는 추가적인 안테나 연결용 핀을 배치시킨다.
나아가, 상기 보조 디바이스(200)에 NFC 칩(240)과 RFID 칩(250)을 내장시키게 되면, 기구축된 인프라와 겸하여 사용이 가능하다.
이상으로 본 발명의 실시예에 따라서 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통산의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기대될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
100; 메인 디바이스
110; 제어부
111; 라디오 모듈 112; 내부 메모리
113; 중앙처리유닛 114; 범용 인터페이스
120; RF 구동소자
130; 외부 메모리
150; 전원 공급부
160; 내부 안테나
170; 메인 디바이스 전원연결단자
200; 보조 디바이스
201; 슬롯
210; 배터리
220; 보조 디바이스 전원연결단자
230; 확장 안테나
240; NFC 칩
250; RFID 칩
300, 400; 외부 전원

Claims (7)

  1. 무선통신장치에 있어서,
    무선통신을 수행하며 외부전원(300)으로부터 전원을 인가받는 전원연결단자(170)를 가진 메인 디바이스(100); 및
    배터리(210)와, 상기 배터리(210)와 상기 메인 디바이스(100)의 전원 연결단자(170)를 상호 결선시키는 전원연결단자(220)와, 상기 메인 디바이스부(100)와 상기 보조 디바이스부(200)가 서로 결합될 때 상기 메인 디바이스(100)의 안테나(160)에 연결되어 연장되는 확장 안테나(230)를 가지는 보조 디바이스(200);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 디바이스(100)는,
    제어부(110)와, 상기 제어부(110)의 제어에 의해 RF 신호를 송수신하는 RF 구동소자(120)와, 상기 RF 구동소자(120)에 연결된 내부안테나(160)와, 상기 제어부(110)에 전원을 공급하는 전원공급부(150)와, 상기 제어부(110)에서 처리된 데이터를 저장하는 외부 메모리(130)와, 상기 제어부(110)의 사용 전원 레벨에 맞추어 전원을 분류하여 공급하는 전원공급부(150)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부(110)는,
    중앙처리유닛(113)과, 내부 메모리(112)와, 상기 RF 구동소자(120)와의 무선통신을 위한 라디오 모듈(111)과, 외부 메모리(130)와 연결되어 디버깅을 지원하기 위한 범용인터페이스(114)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조디바이스(200)의 외형이 박형의 카드형이고,
    상기 메인 디바이스(100)가 상기 보조디바이스(200)의 슬롯(201)에 슬라이드 방식으로 상호 결합되는 구성을 특징으로 하는 무선통신장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메인 디바이스(100) 및 보조 디바이스(200)의 각 전원연결단자(170,220)에는 전원 연결을 위한 핀 이외에 확장 안테나(230)과 내부 안테나(160)를 상호 연결할 수 있는 안테나 연결용 핀이 배치되는 구성을 특징으로 하는 무선통신장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조 디바이스(200)에 NFC 칩(240)을 내장시킨 구성을 특징으로 하는 무선통신장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조 디바이스(200)에 RFID 칩(250)을 내장시킨 구성을 특징으로 하는 무선통신장치.
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