WO2021206273A1 - 밀리미터웨이브 모바일 라우터 - Google Patents

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WO2021206273A1
WO2021206273A1 PCT/KR2021/000424 KR2021000424W WO2021206273A1 WO 2021206273 A1 WO2021206273 A1 WO 2021206273A1 KR 2021000424 W KR2021000424 W KR 2021000424W WO 2021206273 A1 WO2021206273 A1 WO 2021206273A1
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mobile router
angle
millimeter wave
antenna array
sensitivity
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PCT/KR2021/000424
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김정민
이형구
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주식회사 지씨티리써치
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing

Definitions

  • the present invention relates to a 5G mobile router, and more particularly, to a foldable mobile router capable of efficiently transmitting and receiving a 5G millimeter wave with strong linearity.
  • 5G mobile communication uses a millimeter wave with a short wavelength of 1 to 10 mm and a frequency of 30 to 300 GHz.
  • the high frequency enables broadband transmission, and the short wavelength enables miniaturization and weight reduction of antennas and transceivers.
  • millimeter wave has the disadvantage that the wave is not transmitted far and is easily blocked, so if you put your hand on the part where the antenna of the smartphone is, the signal may be disturbed.
  • the base station expands the transmission range and distance by concentrating wireless energy by using an antenna array capable of beamforming.
  • a 5G Massive MIMO base station 30 using an array of antennas and beam signals 31 , 33 , and 35 formed to have directionality by adjusting the phase of each antenna are shown.
  • Portable terminals such as smartphones and mobile routers also need to transmit and receive 5G signals, so an antenna array is used like a base station.
  • the beam-formed signals 31, 33, and 35 have concentrated energy and thus the transmission range and distance are extended, but due to such strong straightness, the reception sensitivity is significantly different depending on the direction and angle of the reception antenna of the terminal. Occurs. Therefore, the closer the antenna array of the terminal receives the beam in the vertical direction, the better the reception sensitivity.
  • the 5G signal is often received in the ground and horizontal direction 33, horizontal-upward direction 35, horizontal-down direction 31, etc. as shown in FIG. 1, so at this time, the antenna array of the terminal In order to receive the signals 31 , 33 , and 35 close to the vertical direction, it is preferable to arrange them in a direction close to vertical to the ground.
  • a mobile router communicates with a mobile communication network to transmit and receive data, and is an access point (AP), base station or hot spot that provides an access link to a mobile node located within its service radius.
  • the conventional 5G mobile router 40 is made thin as shown in FIG. 2 for portability.
  • the mobile router 40 When the mobile router 40 is placed in a predetermined place such as a table, and the antenna arrays 41, 43, and 45 are vertically arranged for optimal reception sensitivity, as shown in FIG. 2, the mobile router ( 40), on the narrow side of each side, 1x4, 1x8, 2x4, 2x8, etc. are inevitably narrow and long. If such a narrow and long antenna array is used, reception sensitivity is limited and energy concentration of a beam formed during transmission is also limited.
  • the conventional mobile router 40 has a plurality of narrow and long antenna arrays 41, 43, 45 as shown in FIG. ) to select one antenna with the best sensitivity among them to receive a signal.
  • the mobile router 40 on the table to face a specific 'direction' in which the signal is received (east, west, south, north, etc.), horizontal direction (33), horizontal-up direction (35), horizontal-down direction (31) ), there is a problem in that it is difficult to receive a beam signal received at various angles at an optimal 'angle'.
  • the antenna array 47 is widely arranged in the width direction of the mobile router (refer to FIG. 2), the reception sensitivity is improved and the energy concentration of the beam is improved. Therefore, in order to optimally receive a beam received in a horizontal direction, it is inconvenient to have the mobile router 40 stand vertically.
  • the present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above, and in order to optimize the transmission/reception sensitivity of 5G millimeter wave beam signals transmitted and received in various directions and angles, the antenna array is placed in the optimum direction and angle. It aims to provide a mobile router that can be adjusted by the user.
  • a mobile router for transmitting and receiving millimeter waves with a base station, comprising: a first member having an antenna array for transmitting and receiving millimeter waves; second member; and an angle adjusting unit connecting the first member and the second member is provided.
  • the angle adjusting unit may be formed such that the first member and the second member are adjusted to a predetermined angle in order for the antenna array to transmit and receive the millimeter wave at a specific angle.
  • the first member and the second member may be unfolded or folded in a folding shape with respect to the angle adjusting unit as an axis.
  • the angle adjusting unit may be a hinge.
  • the antenna array may be configured to generate a directional millimeter wave beam by adjusting the phase of each antenna.
  • the mobile router may further include a sensitivity display unit for displaying the transmission/reception sensitivity of the millimeter wave according to a direction in which the first member is placed in a predetermined place and an angle in which the first member and the second member are spread out.
  • a sensitivity display unit for displaying the transmission/reception sensitivity of the millimeter wave according to a direction in which the first member is placed in a predetermined place and an angle in which the first member and the second member are spread out.
  • the sensitivity display unit may generate a sound.
  • the mobile router may further include an adjustment display unit for displaying a predetermined direction so that the first member is placed in a specific direction in order to adjust the transmission/reception sensitivity of the millimeter wave.
  • the indicated direction may be generated based on the phase of the millimeter wave received from the base station.
  • the mobile router may further include an adjustment display unit for displaying a predetermined angle to allow the first member and the second member to be unfolded at a specific angle in order to adjust the transmission/reception sensitivity of the millimeter wave.
  • the displayed angle may be generated based on the phase of the millimeter wave received from the base station.
  • the transmission/reception sensitivity of 5G millimeter wave is optimally improved by allowing the first member including the antenna array to spread out at a predetermined angle with the second member to transmit and receive the 5G millimeter wave beam signal at a specific angle. There is an effect that the user can control as much as possible.
  • the 5G millimeter wave beam signal is optimized by further comprising an adjustment display unit that displays a predetermined direction so that the user can place the mobile router in a specific direction or displays a predetermined angle so that the first and second members are unfolded at a specific angle. It has the effect of being able to receive by direction and angle.
  • 1 is a diagram illustrating a 5G Massive MIMO base station and a beam signal.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement of an antenna array provided in a conventional mobile router.
  • 3 and 4 are block diagrams illustrating a mobile router according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating that a mobile router receives beam signals in various directions according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating that a mobile router receives beam signals of various angles according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing an adjustment display unit according to an embodiment of the present invention.
  • each constituent unit is responsible for. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each more subdivided function.
  • each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main function it is responsible for. Of course, it may be carried out by being dedicated to it.
  • 3 and 4 are block diagrams illustrating a mobile router 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile router 10 may include a first member 1 , a second member 2 , an antenna array 15 , and an angle adjusting unit 13 , and an adjustment display unit 17 . ), a sensitivity display unit 19, and a 4G antenna (not shown) may be further included, and FIG. 3 (a) is a perspective view of the mobile router 10, and FIG. is a side view of
  • the first member 1 includes an antenna array 15 , and may be connected to the second member 2 through the angle adjusting unit 13 .
  • the angle adjusting unit 13 may be formed such that the first member 1 and the second member 2 are adjusted to a predetermined angle in order for the antenna array 15 to transmit and receive millimeter waves to and from the base station 30 at a specific angle.
  • the first member 1 and the second member 2 may be unfolded or folded in a folding shape with the angle adjusting unit 13 as an axis.
  • the angle adjusting unit 13 may be a hinge, but is not limited thereto.
  • the antenna array 15 may be configured by arranging several patch antennas 21 in a planar matrix.
  • the antenna array 15 may be formed in the width direction of the first member.
  • the patch antenna 21 may have various shapes such as a rectangle, a circle, or an oval.
  • the antenna array 15 composed of an array of patch antennas 21 generates a directional millimeter wave beam with high directivity and high gain.
  • the antenna array 15 can transmit and receive a beam with a direction 51 or 53 as shown in FIG. 3B of the mobile router 10 .
  • the mobile router 10 may further include a 4G antenna (not shown) in addition to the antenna array 15 for transmitting and receiving 5G signals.
  • a 4G antenna (not shown) in addition to the antenna array 15 for transmitting and receiving 5G signals.
  • the mobile router 10 can receive the 5G millimeter wave beam signal transmitted and received in various 'directions' and 'angles' so that the transmission/reception sensitivity is optimal will be described.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating that a mobile router receives beam signals of various 'directions' according to an embodiment of the present invention.
  • 5G beam signal may be received in any direction, such as east, west, north, and south (56, 57, 58, 59). Since the beam signal has a large directionality, when a 5G beam signal is received in a specific direction, the mobile router 10 may be placed to face the specific direction. That is, if the mobile router 10 is rotated so that the antenna array 15 of the mobile router 10 faces the direction in which the 5G beam signal is received, as shown by the arrow 55 shown in FIG. 5, optimal sensitivity can be obtained. there will be
  • the sensitivity display unit 19 may be provided on the first member or the second member.
  • the sensitivity display unit 19 displays the transmission/reception sensitivity of the 5G signal (millimeter wave) according to the direction in which the mobile router 10 or the first member 1 is placed in a predetermined place, and displays the size of the transmission/reception sensitivity through a display or sound can do.
  • the sensitivity display unit 19 it is possible to find a direction to have the optimal transmission/reception sensitivity using the sensitivity display unit 19 .
  • the direction in which the sensitivity bar increases continue to rotate in the direction in which the sound is gradually increasing, and then place it to face the direction in which the sound is the greatest, in the case of a display, the direction in which the sensitivity bar increases Continue to rotate and release the sensitivity bar to face the largest direction.
  • the intermittent sound may be generated so that the interval between the sounds becomes shorter in the direction in which the transmission/reception sensitivity is better.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating that a mobile router receives beam signals of various 'angles' according to an embodiment of the present invention.
  • the first member 1 or the antenna array 15 is as far as possible (horizontal). If the beam symbol (received in the direction 33, horizontal-up direction 35, horizontal-down direction 31, etc.) can be vertically received, optimal transmission/reception sensitivity can be achieved.
  • the angle at which the beam signal is received can be identified through the sensitivity display unit 19 .
  • the sensitivity display unit 19 displays the transmission/reception sensitivity of the 5G signal (millimeter wave) according to the angle at which the first member 1 and the second member 2 are spread, and the degree of transmission/reception sensitivity can be displayed with a display or sound. have.
  • the sensitivity display unit 19 it is possible to find an angle to have an optimal transmission/reception sensitivity using the sensitivity display unit 19 .
  • the sound is continuously expanded at an angle at which the sound is gradually increased, and then spread out at an angle at which the sound is the largest, and in the case of a display, the sensitivity bar gradually increases. Continue unfolding it at an increasing angle, and then unfold it at the angle with the largest sensitivity bar.
  • the intermittent sound may be generated so that the interval between the sounds may be shortened at an angle where the transmission/reception sensitivity is good.
  • control display unit 17 is a view showing the control display unit 17 according to an embodiment of the present invention.
  • the adjustment display unit 17 may display information enabling the user to adjust the 'angle' of the first member 1 and the second member 2 .
  • the adjustment display unit 17 may be provided on the first member or the second member.
  • a 'predetermined angle' by which the first member 1 and the second member 2 are spread at a specific angle may be indicated by an arrow or the like.
  • the optimal transmission/reception sensitivity is indicated by extending the angle more than the currently unfolded angle by about 20 degrees, the user may display an arrow to further extend the second member 2 by about 20 degrees.
  • the angle displayed on the adjustment display unit 17 is received from the base station 30 to indicate the optimal sensitivity. It can be calculated and generated based on the phase of the millimeter wave.
  • the adjustment display unit 17 may display information that allows the user to place the first member 1 in a specific 'direction'.
  • a 'predetermined direction' may be indicated by an arrow or the like so that the first member 1 is placed in a specific direction. For example, if rotating the mobile router 10 counterclockwise by about 30 degrees relative to the direction in which the mobile router 10 is currently placed indicates the optimal transmission/reception sensitivity, the user may move the first member 1 by about 30 degrees more You can mark them with arrows to rotate them.
  • the direction in which the first member 1 should be placed in order to show the optimal sensitivity is based on the phase of the millimeter wave received from the base station 30. can be calculated and generated.
  • the first member 1 having the antenna array 15 is spread at a predetermined angle with the second member 2 in order to transmit and receive a 5G millimeter wave beam signal at a specific angle. It is possible for the user to adjust the transmission/reception sensitivity of 5G millimeter wave to be optimal.
  • an adjustment display unit 17 that displays a predetermined direction so that the user can place the mobile router 10 in a specific direction or displays a predetermined angle so that the first and second members are unfolded at a specific angle, the 5G millimeter It is possible to receive the wave beam signal in an optimal direction and angle.

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Abstract

본 발명은 기지국과 밀리미터파를 송수신하는 모바일 라우터에 관한 것으로서, 상기 밀리미터파를 송수신하는 안테나 어레이를 구비하는 제1부재; 제2부재; 및 상기 제1부재와 상기 제2부재를 연결하는 각도조절부를 포함하고, 상기 각도조절부는, 상기 안테나 어레이가 상기 밀리미터파를 특정 각도로 송수신하기 위해 상기 제1부재와 상기 제2부재가 소정의 각도로 조절되도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 안테나 어레이를 구비하는 제1부재가 5G 밀리미터파 빔 신호를 특정 각도로 송수신하기 위해 제2부재와 소정의 각도로 펼쳐지도록 함으로써 5G 밀리미터파의 송수신 감도를 최적이 되도록 사용자가 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

밀리미터웨이브 모바일 라우터
본 출원은 2020년 4월 9일자 한국 특허 출원 제2020-0043228호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 5G 모바일 라우터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 직진성이 강한 5G 밀리미터파(Millimeter wave)를 효율적으로 송수신할 수 있는 폴더형(foldable) 모바일 라우터(mobile router)에 관한 것이다.
5G 이동통신은 파장이 1~10mm로 짧고 주파수가 30~300GHz인 밀리미터파(millimeter wave)를 사용하는데, 주파수가 높으므로 광대역전송이 가능하고, 파장이 짧아서 안테나 및 송수신 장치의 소형화 및 경량화가 가능하다는 장점을 가진다. 반면, 밀리미터파는 파동이 멀리 전송되지 않고 쉽게 차단되는 단점을 가지고 있어서, 스마트폰의 안테나가 있는 부분에 손을 올려 놓으면 신호가 방해를 받기도 한다.
이러한 밀리미터파의 단점을 보완하기 위하여, 기지국에서는 빔포밍(beamforming)이 가능한 안테나 어레이(array)를 활용하여 무선 에너지를 집중시켜 전송 범위 및 거리를 확장하고 있다. 도 1을 참조하면, 안테나의 어레이를 사용하는 5G Massive MIMO 기지국(30) 및 각 안테나의 위상을 조절하여 방향성을 가지도록 형성된 빔 신호(31, 33, 35)가 도시되어 있다. 스마트폰이나 모바일 라우터 같은 휴대용 단말에서도 5G 신호의 송수신이 필요하므로 기지국과 마찬가지로 안테나 어레이를 사용하고 있다.
그런데, 빔으로 형성된 신호(31, 33, 35)는 에너지가 집중되어 있어서 전송 범위 및 거리가 확장되었지만, 이러한 강한 직진성 때문에 단말의 수신 안테나의 방향과 각도에 따라 수신 감도가 상당히 차이가 나는 현상이 발생한다. 따라서, 단말의 안테나 어레이가 빔을 수직 방향에 가깝게 수신할수록 수신 감도가 좋아지게 된다. 일반적으로 5G 신호는 도 1에 도시된 바와 같이 지상과 수평방향(33), 수평-상방향(35), 수평-하방향(31) 등으로 수신되는 경우가 많으므로, 이 때 단말의 안테나 어레이는, 신호(31, 33, 35)를 수직 방향에 가깝게 수신하기 위해, 지상과 수직에 가까운 방향으로 배치시키는 것이 바람직하다.
모바일 라우터는 이동통신망과 통신하여 데이터를 송수신하고, 자신의 서비스 반경에 위치한 모바일 노드(node)에게 액세스 링크(access link)를 제공하는 액세스 포인트(access point; AP), 기지국 혹은 핫스팟(hot spot)의 역할을 수행하는 휴대용 기기로서, 종래의 5G 모바일 라우터(40)는 휴대성을 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 두께가 얇게 만들어진다. 이러한 모바일 라우터(40)를 테이블 등 소정의 장소에 놓고 사용할 때, 최적의 수신 감도를 위하여 안테나 어레이(41, 43, 45)를 수직 방향으로 배치시키려면, 도 2에 도시된 바와 같이 모바일 라우터(40)의 각 측면의 좁은 면에 1x4, 1x8, 2x4, 2x8 등으로 좁고 길게 형성할 수밖에 없다. 이렇듯 좁고 길게 형성된 안테나 어레이를 사용하면 수신 감도에 한계가 있고 송신시 형성되는 빔의 에너지 집중도 한계가 있게 된다.
또한, 다양한 '방향'과 '각도'를 가지는 빔 신호를 최적으로 수신하기 위하여, 종래의 모바일 라우터(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이 좁고 길게 형성된 복수 개의 안테나 어레이(41, 43, 45)를 배치하여, 이들 중에서 감도가 제일 좋은 하나의 안테나를 선택하여 신호를 수신한다. 그런데, 모바일 라우터(40)를 신호가 수신되는 특정 '방향'(동서남북 등)을 향하도록 테이블에 놓을 수는 있지만, 수평방향(33), 수평-상방향(35), 수평-하방향(31) 등의 다양한 각도로 수신되는 빔 신호를 최적의 '각도'로 수신하기는 어렵다는 문제가 있다.
한편, 모바일 라우터의 넓이 방향으로 안테나 어레이(47)를 넓게 배치하면(도 2 참조) 수신 감도도 좋아지고 빔의 에너지 집중도 좋아지지만, 테이블 등 소정의 장소에 놓으면, 직상방 또는 직하방의 빔 수신에만 최적화되므로, 수평 방향으로 수신되는 빔을 최적으로 수신하기 위하여는 모바일 라우터(40)를 세로로 세워놓아야 하는 불편함이 발생한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0008647호에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 다양한 방향과 각도로 송수신되는 5G 밀리미터파 빔 신호의 송수신 감도를 최적으로 하기 위하여, 안테나 어레이를 최적의 방향과 각도로 놓이도록 사용자가 조절할 수 있는 모바일 라우터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국과 밀리미터파를 송수신하는 모바일 라우터로서, 상기 밀리미터파를 송수신하는 안테나 어레이를 구비하는 제1부재; 제2부재; 및 상기 제1부재와 상기 제2부재를 연결하는 각도조절부를 포함하는 모바일 라우터가 제공된다.
상기 각도조절부는, 상기 안테나 어레이가 상기 밀리미터파를 특정 각도로 송수신하기 위해 상기 제1부재와 상기 제2부재가 소정의 각도로 조절되도록 형성될 수 있다.
상기 제1부재와 상기 제2부재는 상기 각도조절부를 축으로 폴더형으로 펼쳐지거나 접혀질 수 있다.
상기 각도조절부는 힌지일 수 있다.
상기 안테나 어레이는 각 안테나의 위상을 조절하여 지향성 밀리미터파 빔을 생성하도록 형성될 수 있다
상기 모바일 라우터는 상기 제1부재가 소정의 장소에 놓이는 방향 및 상기 제1부재와 상기 제2부재가 펼쳐지는 각도에 따른 상기 밀리미터파의 송수신 감도를 표시하는 감도표시부를 더 구비할 수 있다.
상기 감도표시부는 음향을 발생할 수 있다.
상기 모바일 라우터는 상기 밀리미터파의 송수신 감도를 조절하기 위해 상기 제1부재가 특정 방향으로 놓이도록 소정의 방향을 표시하는 조절표시부를 더 구비할 수 있다.
상기 표시되는 방향은 상기 기지국으로부터 수신되는 밀리미터파의 위상에 기초하여 생성될 수 있다.
상기 모바일 라우터는 상기 밀리미터파의 송수신 감도를 조절하기 위해 상기 제1부재와 상기 제2부재가 특정 각도로 펼쳐지도록 하는 소정의 각도를 표시하는 조절표시부를 더 구비할 수 있다.
상기 표시되는 각도는 상기 기지국으로부터 수신되는 밀리미터파의 위상에 기초하여 생성될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 안테나 어레이를 구비하는 제1부재가 5G 밀리미터파 빔 신호를 특정 각도로 송수신하기 위해 제2부재와 소정의 각도로 펼쳐지도록 함으로써 5G 밀리미터파의 송수신 감도를 최적이 되도록 사용자가 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사용자로 하여금 모바일 라우터가 특정 방향에 놓이도록 소정의 방향을 표시하거나 제1,2부재가 특정 각도로 펼쳐지도록 소정의 각도를 표시하는 조절표시부를 더 구비함으로써 5G 밀리미터파 빔 신호를 최적의 방향과 각도로 수신할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 5G Massive MIMO 기지국 및 빔 신호를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 모바일 라우터에 구비되는 안테나 어레이의 배치를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 라우터를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 라우터가 다양한 방향의 빔 신호를 수신하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 라우터가 다양한 각도의 빔 신호를 수신하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절표시부를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 도시되고 설명되며 그 이외 부분의 도시와 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략하였다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 실시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 라우터(10)를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 모바일 라우터(10)는 제1부재(1), 제2부재(2), 안테나 어레이(15) 및 각도조절부(13)를 포함하여 구성될 수 있으며, 조절표시부(17), 감도표시부(19), 4G 안테나(미도시) 등을 더 포함하여 구성될 수 있고, 도 3(a)는 모바일 라우터(10)의 사시도이며, 도 3(b)는 모바일 라우터(10)의 측면도이다.
제1부재(1)는 안테나 어레이(15)를 구비하며, 각도조절부(13)를 통해 제2부재(2)와 연결될 수 있다.
각도조절부(13)는, 안테나 어레이(15)가 기지국(30)과 밀리미터파를 특정 각도로 송수신하기 위해 제1부재(1)와 제2부재(2)가 소정의 각도로 조절되도록 형성될 수 있다.
제1부재(1)와 제2부재(2)는 각도조절부(13)를 축으로 폴더형으로 펼쳐지거나 접혀질 수 있다.
예로서, 도 4를 참조하면, 제1부재(1)와 제2부재(2)가 각도조절부(13)를 축으로 (a) 수직으로 펼쳐져 있는 경우, (b) 완전히 접혀져 있는 경우, (C) 완전히 펼쳐져 있는 경우가 도시되어 있으며, 이 외에도 제1부재(1)와 제2부재(2)가 다양한 각도를 형성할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
각도조절부(13)는 힌지일 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
안테나 어레이(15)는 여러 개의 패치 안테나(21)가 평면 형태의 행렬로 배치되어 구성될 수 있다.
안테나 어레이(15)는 제1부재의 넓이 방향으로 형성될 수 있다.
패치 안테나(21)는 직사각형, 원형 또는 타원형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
패치 안테나(21)의 어레이로 구성되는 안테나 어레이(15)는 방향성이 크고 이득이 높은 지향성 밀리미터파 빔을 생성하는데, 각 패치 안테나(21)의 위상을 조절하여 특정 방향성을 가지도록 빔 신호를 만들 수 있다.
안테나 어레이(15)는, 모바일 라우터(10)의 도 3(b)에 표시되어 있는 바와 같이, 방향성(51 또는 53)을 가지고 빔을 송수신할 수 있다.
모바일 라우터(10)는 5G 신호를 송수신하는 안테나 어레이(15) 외에 4G 안테나(미도시)를 더 구비할 수 있다. 5G 신호가 미약한 경우 등에 4G 신호를 수신할 수 있도록 함으로써, 지하철 등 신호가 미약한 곳이거나, 모바일 라우터(10)를 포켓에 넣고 이동할 때 등에 유용하게 사용할 수 있다. 특히, 포켓에 넣기 편하도록 도 4(b)처럼 제1부재(1)와 제2부재(2)가 완전히 접혀져 있을 때 4G로 사용하도록 하면 매우 유용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 모바일 라우터(10)가 다양한 '방향'과 '각도'로 송수신되는 5G 밀리미터파 빔 신호의 송수신 감도가 어떻게 최적이 되도록 수신할 수 있는지에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 라우터가 다양한 '방향'의 빔 신호를 수신하는 것을 나타내는 도면이다.
5G 빔 신호, 도 5에 도시된 바와 같이, 동서남북(56, 57, 58, 59) 등의 어떤 방향에서도 수신될 수 있다. 빔 신호는 방향성이 크므로, 특정 방향에서 5G 빔 신호가 수신되면 모바일 라우터(10)가 그 특정 방향을 향하도록 놓으면 된다. 즉, 도 5에 표시된 화살표(55)와 같이, 모바일 라우터(10)의 안테나 어레이(15)가 5G 빔 신호가 수신되는 방향을 향하도록 모바일 라우터(10)를 회전시켜 놓으면 최적의 감도를 얻을 수 있는 것이다.
이 때, 5G 빔 신호가 어느 방향으로 수신되는지는 감도표시부(19)를 통해 파악할 수 있다. 감도표시부(19)는 제1부재 또는 제2부재에 구비될 수 있다.
감도표시부(19)는 모바일 라우터(10) 또는 제1부재(1)가 소정의 장소에 놓이는 방향에 따른 5G 신호(밀리미터파)의 송수신 감도를 표시하며, 디스플레이 또는 음향으로 송수신 감도의 크기를 표시할 수 있다.
따라서, 감도표시부(19)를 이용하여 최적의 송수신 감도를 가지도록 하는 방향을 찾을 수 있다. 예를 들면, 모바일 라우터(10)를 화살표(55)와 같이 회전시키면서, 점점 소리가 커지는 방향으로 계속 회전시키다가 소리가 가장 큰 방향을 향하도록 놓으면 되고, 디스플레이의 경우는 감도 막대가 점점 커지는 방향으로 계속 회전시키다가 감도 막대가 가장 큰 방향을 향하도록 놓으면 되는 것이다. 또는, 단속적인 소리를 발생시키도록 하여 송수신 감도가 좋은 방향일수록 소리의 간격이 짧아지도록 구성할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 라우터가 다양한 '각도'의 빔 신호를 수신하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5에서 설명한 방법으로 감도가 최적인 특정 '방향'(빔 신호가 수신되는 방향)을 찾았다고 하더라도, 그 특정 방향의 빔 신호는 다양한 각도(31, 33, 35)에 따라 수신 감도는 또 차이가 나게 된다.
예를 들어, 수평방향(33), 수평-상방향(35), 수평-하방향(31) 등의 다양한 각도로 수신되는 빔 신호를 최적의 감도로 수신하려면, 수신되는 빔 신호와 가능한한 수직 방향으로 안테나 어레이(15) 면을 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 물론 여러 제반 환경 및 신호의 위상 등에 의해 반드시 수직 방향이 아닐 수도 있다.
따라서, 도 6에 도시된 세가지 예에서 나타낸 바와 같이, 제1부재(1)와 제2부재(2)의 각도를 조절하여, 가능한한 제1부재(1) 또는 안테나 어레이(15)가 (수평방향(33), 수평-상방향(35), 수평-하방향(31) 등으로 수신되는) 빔 심호를 수직으로 수신할 수 있도록 하면 최적의 송수신 감도가 되도록 할 수 있는 것이다.
이 때, 빔 신호가 어느 각도로 수신되는지는 감도표시부(19)를 통해 파악할 수 있다.
감도표시부(19)는 제1부재(1)와 제2부재(2)가 펼쳐지는 각도에 따른 5G 신호(밀리미터파)의 송수신 감도를 표시하며, 디스플레이 또는 음향으로 송수신 감도의 정도를 표시할 수 있다.
따라서, 감도표시부(19)를 이용하여 최적의 송수신 감도를 가지도록 하는 각도를 찾을 수 있다. 예를 들면, 제1부재(1)와 제2부재(2)의 각도를 조절하면서, 점점 소리가 커지는 각도로 계속 펼치다가 소리가 가장 큰 각도에 펼쳐 놓으면 되고, 디스플레이의 경우는 감도 막대가 점점 커지는 각도로 계속 펼치다가 감도 막대가 가장 큰 각도에 펼쳐 놓으면 되는 것이다. 또는, 단속적인 소리를 발생시키도록 하여 송수신 감도가 좋은 각도일수록 소리의 간격이 짧아지도록 구성할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절표시부(17)를 나타내는 도면이다.
도 7(a)를 참조하면, 조절표시부(17)는 사용자로 하여금 제1부재(1)와 제2부재(2)의 '각도'를 조절할 수 있도록 하는 정보를 표시할 수 있다. 조절표시부(17)는 제1부재 또는 제2부재에 구비될 수 있다.
5G 빔 신호(밀리미터파)의 송수신 감도를 상향시키기 위해 제1부재(1)와 제2부재(2)가 특정 각도로 펼쳐지도록 하는 '소정의 각도'를 화살표 등으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 현재 펼쳐져 있는 각도보다 약 20도 정도 더 펼치는 것이 최적의 송수신 감도를 나타낸다면, 사용자로 하여금 제2부재(2)를 약 20도 정도 더 펼치도록 화살표로 표시할 수 있다.
이 때, 최적의 감도를 나타내기 위해 제1부재(1)와 제2부재(2)가 어떤 각도로 펼쳐져야 하는지, 즉, 조절표시부(17)에 표시되는 각도는 기지국(30)으로부터 수신되는 밀리미터파의 위상(phase)에 기초하여 계산 및 생성될 수 있다.
또한, 조절표시부(17)는 사용자가 제1부재(1)를 특정 '방향'으로 놓도록 할 수 있는 정보를 표시할 수도 있다.
5G 빔 신호(밀리미터파)의 송수신 감도를 상향시키기 위해, 제1부재(1)가 특정 방향으로 놓이도록 '소정의 방향'을 화살표 등으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 현재 모바일 라우터(10)가 놓여 있는 방향보다 약 30도 정도 반시계 방향으로 회전시켜 놓는 것이 최적의 송수신 감도를 나타낸다면, 사용자로 하여금 제1부재(1)를 약 30도 정도 더 회전시키도록 화살표로 표시할 수 있다.
이 때, 최적의 감도를 나타내기 위해 제1부재(1)가 어떤 방향으로 놓여야 하는지, 즉, 조절표시부(17)에 표시되는 방향은 기지국(30)으로부터 수신되는 밀리미터파의 위상에 기초하여 계산 및 생성될 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예들에 따르면, 안테나 어레이(15)를 구비하는 제1부재(1)가 5G 밀리미터파 빔 신호를 특정 각도로 송수신하기 위해 제2부재(2)와 소정의 각도로 펼쳐지도록 함으로써 5G 밀리미터파의 송수신 감도를 최적이 되도록 사용자가 조절하는 것이 가능하다.
또한, 사용자로 하여금 모바일 라우터(10)가 특정 방향에 놓이도록 소정의 방향을 표시하거나 제1,2부재가 특정 각도로 펼쳐지도록 소정의 각도를 표시하는 조절표시부(17)를 더 구비함으로써 5G 밀리미터파 빔 신호를 최적의 방향과 각도로 수신하는 것이 가능하다.
이상에서와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 기지국과 밀리미터파를 송수신하는 모바일 라우터로서,
    상기 밀리미터파를 송수신하는 안테나 어레이를 구비하는 제1부재;
    제2부재; 및
    상기 제1부재와 상기 제2부재를 연결하는 각도조절부;
    를 포함하는 모바일 라우터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각도조절부는, 상기 안테나 어레이가 상기 밀리미터파를 특정 각도로 송수신하기 위해 상기 제1부재와 상기 제2부재가 소정의 각도로 조절되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재와 상기 제2부재는 상기 각도조절부를 축으로 폴더형으로 펼쳐지거나 접혀지는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각도조절부는 힌지인 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 각 안테나의 위상을 조절하여 지향성 밀리미터파 빔을 생성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재가 소정의 장소에 놓이는 방향 및 상기 제1부재와 상기 제2부재가 펼쳐지는 각도에 따른 상기 밀리미터파의 송수신 감도를 표시하는 감도표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 감도표시부는 음향을 발생하는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밀리미터파의 송수신 감도를 조절하기 위해 상기 제1부재가 특정 방향으로 놓이도록 소정의 방향을 표시하는 조절표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 표시되는 방향은 상기 기지국으로부터 수신되는 밀리미터파의 위상에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 밀리미터파의 송수신 감도를 조절하기 위해 상기 제1부재와 상기 제2부재가 특정 각도로 펼쳐지도록 하는 소정의 각도를 표시하는 조절표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 표시되는 각도는 상기 기지국으로부터 수신되는 밀리미터파의 위상에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 모바일 라우터.
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