KR100703282B1

KR100703282B1 - 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 ｐｉｆａ 장치 및 ｐｉｆａ 장치 제어 방법

Info

Publication number: KR100703282B1
Application number: KR1020050013138A
Authority: KR
Inventors: 김민석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2007-04-03
Also published as: CN1822436A; US20060181465A1; CN1822436B; KR20060092395A; EP1693925A1; US7385557B2

Abstract

본 발명은 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 장치 및 PIFA 장치 제어 방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명에서는 PIFA 장치에, 급전점과 서로 다른 위치에 있는 다수의 단락핀들과 이들 단락핀들 중 최적의 핀들을 선택할 수 있는 안테나 스위치부를 구비하거나, 기 설정된 위치로 단락핀을 이동시킬 수 있는 안테나 스위치부를 구비하여 급전점과 단락핀의 거리를 조절할 수 있도록 한다. 이에 따라 본 발명에서는 현재 위치에 사용되는 주파수 대역에 따라, 안테나의 주파수 특성을 최적화시킬 수 있는 거리에 위치한 단락핀을 사용하게 되므로 다중 주파수 환경에서도 언제나 안테나의 주파수 특성이 최적화된 상태를 유지할 수 있다.

PIFA 장치, 다중 주파수 대역

Description

다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 ＰＩＦＡ 장치 및 ＰＩＦＡ 장치 제어 방법{PLANNER INVERTED-F ANTENNA APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR PROCEEDING OPTIMIZED FREQUENCY QUALITY IN MULTI-FREQUENCY ENVIRONMENT}

도 1은 통상적인 PIFA의 구성 예시도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 주파수 특성을 보상하기 위해 안테나 스위치부를 제어하는 동작의 과정을 보이는 흐름도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라, 입력받은 위치 정보에 따른 주파수 대역에 따라 안테나의 주파수 특성을 변환하는 동작의 과정을 보이는 흐름도,

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 PIFA 장치의 구성 예시도,

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 PIFA 장치의 구성 예시도.

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 PIFA(Planer Inverted-F Antenna) 안테나에 관한 것이다.

현재 이동통신 단말기의 소형화 추세는 더욱 가속화되어 가고 있다. 이러한 이동통신 단말기의 소형화 추세에 발맞추어, 이동통신 단말기 외부로 돌출되던 기존의 안테나와는 달리 내장형 안테나를 구비하여 외부로 안테나가 드러나지 않는 이동통신 단말기가 현재 등장하고 있다.

이러한 내장 안테나 중 대표적으로 사용되는 안테나가 바로 PIFA이다. 도 1은 이러한 통상적인 PIFA의 구조를 보이고 있는 도면인데, 도 1을 참조하여 살펴보면, PIFA는 통상적으로 접지면(102), 패치(100), 급전점(104), 단락핀(106)으로 구성된다. 여기서 단락핀(106)은 단락판으로 대체되어 사용될 수도 있다. 그리고 유한 접지면(102) 위해 놓여진 패치(100)에 급전점(104)를 통해 전류를 급전하면, 패치(100)와 접지면(102)이 여기되어 함께 복사소자의 역할을 하게 된다. 이 때 패치(100)의 높이, 넓이, 길이, 그리고 급전점(104)의 위치와 단락핀(106) 또는 단락판의 위치에 따른 거리(z)에 따라 PIFA의 주파수 대역폭, 이득, 공진 주파수등이 결정된다.

그러나 이러한 PIFA의 경우 비록 이동통신 단말기 내부에 내장할 수 있다는 장점이 있으나, 이에 따라 이동통신 단말기 내부의 공간에 한정되게 된다는 단점이 있다. 즉, 상술한 바와 같이 PIFA의 경우 패치(100)의 높이, 넓이, 길이와 기타 요건으로 인해 주파수 대역폭과, 이득, 공진 주파수 등의 안테나 주파수 특성이 변경될 수 있으나, 상기한 바와 같이 PIFA는 이동통신 단말기 내부의 공간에 의해 제한 되므로 안테나의 주파수 특성 역시 이러한 이동통신 단말기 내부의 공간에 의해 제한되게 된다. 따라서 PIFA가 내장되는 이동통신 단말기의 경우 이러한 PIFA의 주파수 특성이 어느 하나의 특정 주파수 대역에서 최적화된 상태로 설계된다.

현재 세계 각 지역에서 사용되는 주파수의 대역은 매우 다양하다. 일예를 들어 대한민국의 경우 셀룰러(Cellular) 방식은 800MHz, PCS(Personal Communication Service) 방식은 1700MHz의 주파수 대역을 사용하고 있고, 미국의 경우 셀룰러 방식은 800MHz, PCS 방식은 1900MHz의 주파수 대역을 사용한다. 또한 중국의 경우 2100MHz의 주파수 대역을 사용하고 있으며, 루마니아나 러시아의 경우셀룰러 방식의 450MHz 주파수 대역을, 그리고 폴란드나 우크라이나의 경우 850MHz의 주파수 대역을 사용한다. 따라서 PIFA는 다양한 주파수 대역에서도 사용될 수 있도록 설계되며, 이에 따라 사용자가 타국으로 이동하였을 경우에도 사용자는 이동통신 서비스를 받는 것이 가능하다.

그런데 상기한 바와 같이 이동통신 단말기의 경우 PIFA는 이동통신 단말기의 구조적인 특징에 따라 주파수 특성에 영향을 많이 받게 된다. 예를 들어 슬라이드 형태인 경우와 폴더 형태와 같은 구조에 따른 특성, 그리고 폴더 또는 슬라이드가 오픈되거나 클로즈된 상태 등에 따라 안테나의 주파수 특성은 주파수 대역 마다 서로 다른 영향을 받게 된다. 여기서 오픈 상태 또는 클로즈 상태라는 것은, 폴더 타입의 예를 들면 폴더가 열려있는 상태를 오픈 상태, 그리고 폴더가 닫혀있는 상태 를 클로즈 상태라고 말하는 것이다. 이는 슬라이드 형태의 이동통신 단말기 역시 마찬가지이다. 따라서 통상적으로 PIFA 설계 시에는 상기 패치(100), 접지면(102), 단락핀(106), 급전점(104)등 주파수 특성에 영향을 줄 수 있는 요소를 어느 특정한 구조적 특징에 기준하여 안테나의 주파수 특성이 최적화되도록 설계하고, 다른 구조적 특징에 따른 주파수 특성이 최소화되는 방향으로 설계하게 된다.

그런데 이러한 경우 사용자가 다른 주파수 대역에서 이동통신 단말기를 사용한다면, 사용되는 주파수 대역이 달라짐에 따라서 상기 특정 구조적 특징에 따른 주파수 특성의 영향이 달라질 수 있다. 즉, 예를 들어 800MHz 대역에서 폴더 오픈 상태로 인해 영향을 받는 주파수 특성이, 450Mhz 대역에서 폴더 오픈 상태로 인해 영향을 받는 주파수 특성과 다를 수 있다. 그러므로 통상적인 PIFA의 경우, 특정한 이동통신 단말기의 구조적 특징에 따라 이러한 다중 주파수별 특성을 모두 만족할 수 없다는 문제점이 있다.

그러므로 본 발명의 목적은, 이러한 이동통신 단말기에서 이러한 다중 주파수 환경에서도 각 주파수 마다의 주파수 특성을 모두 만족할 수 있도록 하는 PIFA 장치 및 PIFA 장치 제어 방법을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 상기 이동통신 단말기 안테나의 주파수 특성이, 다중 주파수 환경에서 각 주파수 대역별로 받는 영향에 따라 각각의 주파수 대역별로 대응되는 주파수 특성 보상값들이 저장된 메모리부와, 급 전점과 단락핀 사이의 거리 변화가 가능한 PIFA(Planner Inverted-F Antenna) 안테나 장치와, 특정 주파수 대역에 대응되는 특정 주파수 특성 보상값에 따라 상기 PIFA 장치의 급전점과 단락핀 사이의 거리를 변화시키도록 제어하는 제어부를 구비한다.

또한 방법은, 상기 이동통신 단말기의 위치에 따른 주파수 대역으로 주파수 대역을 변환하는 주파수 대역 변환 단계와, 상기 이동통신 단말기의 동작 상태가, 상기 변환된 주파수 대역에서 상기 PIFA 장치의 주파수 특성 보상이 필요한 동작 상태인지 아닌지를 판단하는 동작 상태 판단 단계와, 상기 동작 상태 판단 결과 주파수 특성 보상이 필요한 동작 상태인 경우 현재 동작 상태에 따른 주파수 특성 보상값을 로드하는 보상값 로드 단계와, 상기 로드된 주파수 특성 보상값에 따라 상기 PIFA 장치의 급전점과 단락핀 사이의 거리를 조정하는 거리 조정 단계와, 상기 이동통신 단말기의 동작 상태가 종료되었는지를 체크하는 동작 상태 체크 단계와, 상기 동작 상태 체크 결과, 상기 이동통신 단말기의 동작 상태가 종료된 경우, 상기 이동통신 단말기의 동작 상태에 따라 보상된 주파수 특성을 복원하는 주파수 특성 복원 단계를 구비한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해, 본 발명의 기본 원리를 설명하면, 본 발명에서는, 다중 주파수 환경에서의 다양한 주파수들마다의 특성을 만족시키기 위해 급전점과 단락핀 사이의 거리를 변화시킬 수 있도록 한다. 이를 위해 본 발명에서는 각 주파수들마다, 급전점으로부터 이동통신 단말기의 안테나 주파수 특성을 최적화시킬 수 있는 거리에 위치한 단락핀들 또는 단락판들을 구비한다. 그리고 이들 다수의 단락핀들 또는 단락판들중 최적의 핀들을 선택할 수 있도록 하는 안테나 스위치부를 구비하여, 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 제어부에 따라 최적의 단락핀 또는 단락판이 선택될 수 있도록 한다. 이에 따라 사용자 또는 기지국으로부터 현재 이동통신 단말기의 위치에 대한 정보가 입력될 경우, 그 위치 정보에 따라 최적의 단락핀들 또는 단락판들을 선택할 수 있도록 한다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 단말기는 현재 위치에 사용되는 주파수 대역에 따라, 안테나의 주파수 특성을 최적화시킬 수 있는 거리에 위치한 단락핀들 또는 단락판들을 사용하게 되므로 다중 주파수 환경에서도 언제나 안테나의 주파수 특성이 최적화된 상태를 유지할 수 있다. 이를 본 발명의 제1 실시 예라고 칭하기로 한다. 그리고 상기 본 발명의 제1 실시 예에서 상기 다수의 단락핀들 또는 단락판들 중 안테나 스위치부가 최적의 핀 하나만을 선택할 수도 있음은 물론이다.

또한 상술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예에서는 급전점과 서로 다른 거리에 위치한 다수의 단락판 또는 단락핀을 구비하는 것이나, 이와는 달리 상기 안테나 스위치부가 기 설정된 위치들중 최적의 위치들을 선택하고, 선택된 위치로 PIFA 장치의 단락판들 또는 단락핀들을 이동시키도록 할 수도 있음은 물론이며, 상기 PIFA 장치에 단락판 또는 단락핀이 하나만 구비되어 있을 경우 이 하나의 단락 핀 또는 단락판을 상기 최적의 위치로 이동시킬 수도 있음은 물론이다. 이를 본 발명의 제2 실시 예로 칭하기로 한다.

도 2는 이러한 본 발명의 제1 실시 예 또는 제2 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 블록 구성도이다. 도 2를 참조하여 살펴보면 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기는, 메모리부(202), 키 입력부(204), 표시부(206), 베이스밴드 처리부(208), 코덱(CODEC: Coder-Decoder)(212), 안테나 스위치부(220)가 제어부(200)에 연결된다. 여기서 제어부(200)는 전화 통화나 데이터 통신, 무선 인터넷 접속을 위한 프로토콜에 따라 음성 신호 및 데이터 처리를 하고 이동통신 단말기의 각 부분을 제어한다. 그리고 사용자의 키 입력을 키 입력부(104)로부터 받아서 이에 따라 표시부(106)를 제어하여 사용자의 키 입력에 따른 화상 정보를 생성하여 제공될 수 있도록 한다. 그리고 제어부(200)는 본 발명의 실시 예에 따라 사용자 또는 기지국으로부터 현재 위치에 대한 정보를 입력받는다. 그리고 이를 통해 상기 메모리부(202)에 저장되어 있는 지역별 주파수 저장부(224)로부터 현재 위치에 따른 주파수 대역을 인식한다. 그리고 주파수 대역을 변환시킬 것인지를 판단하고, 만약 주파수 대역을 변환시킬 필요가 있는 경우, 변환된 주파수 대역에 따라 안테나의 주파수 특성을 최적화시키기 위한 주파수 특성 보상값을 상기 메모리부(202)에 저장된 보상치 저장부(222)로부터 로드한다. 그리고 상기 보상치 저장부(222)로부터 상기 안테나 주파수 특성을 최적화시키기 위한 주파수 특성 보상값에 대응하는 PIFA 장치의 단락핀을 선택하거나(본 발명의 제1 실시예) 또는 단락핀의 위치를 선택한다(본 발명의 제2 실시 예). 따라서 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동 통신 단말기에서는 현재 입력된 위치 정보에 따라 안테나의 주파수 특성을 최적화 시킬수 있는 주파수 특성 보상값을 PIFA 장치에 적용시킬 수 있다. 그리고 여기서 상기 단락핀은 단락판이 될 수도 있으나 이하 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서는 단락판 대신 단락핀을 사용하는 것으로 가정하기로 한다.

한편, 상기한 제어부(200)와 연결되는 메모리부(202)는 롬(ROM: Read Only Memory), 플래시 메모리(Flash memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등으로 구성된다. 이 중에서 롬은 제어부(200)의 처리 및 제어를 위한 프로그램과 각종 참조 데이터를 저장한다. 그리고 램은 제어부(200)의 워킹 메모리(working memory)를 제공하며, 플래시 메모리는 갱신 가능한 각종 보관용 데이터를 저장하기 위한 영역을 제공한다. 그리고 상술한 바와 같이 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 메모리부(202)에서는 현재 입력된 위치 정보에 따라 현재 위치에서 사용되는 주파수 대역을 인식하기 위한 지역별 주파수들에 대한 정보가 저장되며, 또한 상술한 바와 같이 주파수 대역의 변환이 이루어지는 경우, 변환된 주파수에 따라 안테나의 주파수 특성을 최적화하기 위한 보상치와 그에 따른 단락핀(본 발명의 제1 실시 예) 또는 단락핀의 위치(본 발명의 제2 실시 예)에 대한 정보가 저장된다. 이하 상기 메모리부(202)에 상기 지역별 주파수들이 저장되는 영역을 지역별 주파수 저장부(224)라고 칭하기로 하며, 상기 보상치와 그에 따른 단락핀 또는 단락핀의 위치에 대한 정보가 저장되는 영역을 보상치 저장부(222)라고 칭하기로 한다.

그리고 키 입력부(204)는 상기한 바와 같이 숫자키들을 포함한 각종 키들을 구비하며, 사용자로부터 입력되는 키 입력을 제어부(200)에 제공한다. 그리고 RF부 (210)는 기지국과 RF신호를 송, 수신하는 역할을 한다. 그리고 수신된 신호를 IF(Intermediate Frequency)신호로 변환하여 상기한 제어부(200)와 연결되어 있는 베이스밴드 처리부(208)로 출력하고 베이스밴드 처리부(208)로부터 입력되는 IF신호를 RF신호로 변환하여 송신한다. 그리고 상기한 베이스밴드 처리부(208)는 제어부(200)와 RF부(210)간의 인터페이스를 제공하는 BBA(Baseband Analog ASIC)로서, 제어부(200)로부터 인가되는 베이스밴드의 디지털 신호를 아날로그 IF신호로 변환하여 RF부(210)에 인가하며, RF부(210)로부터 인가되는 아날로그 IF신호를 베이스밴드의 디지털 신호로 변환하여 제어부(200)에 인가한다.

그리고 제어부(200)와 연결된 코덱(212)은 증폭부(214)를 통해 마이크 및 스피커와 접속되며, 마이크로부터 입력되는 음성 신호를 PCM(Pulse Code Modulation) 부호화(Encoding)하여 음성 데이터를 제어부(200)에 출력하고 제어부(200)로부터 입력되는 음성 데이터를 PCM 복호화(Decoding)하여 증폭부(214)를 통해 스피커로 출력한다. 그리고 증폭부(214)는 마이크로부터 입력되는 음성 신호나 스피커로 출력되는 음성 신호를 증폭하는데, 스피커의 음량과 마이크의 이득을 제어부(200)의 제어에 따라 조절한다.

그리고 안테나 스위치부(220)는 상기 제어부(200)의 제어에 따라 PIFA 장치(216)의 PIFA(218)의 단락핀을 조정한다. 상기한 본 발명의 제1 실시 예의 경우 상기 안테나 스위치부(220)는 상기 PIFA(218)에 구비된 다수의 단락핀들 중에서 상기 제어부(200)의 제어에 따른 최적의 핀들을 선택하도록 한다. 만약 여기서 상기 본 발명의 제2 실시 예의 경우라면 상기 안테나 스위치부(220)는 상기 PIFA(218)에 구 비된 단락핀을 상기 제어부(200)에 제어에 따라 기 설정된 위치들 중 최적의 위치를 선택하고, 선택된 위치에 상기 단락핀을 이동시킨다. 따라서 상기 PIFA 장치(216)에서는 비록 주파수 대역이 변환된다고 할지라도 변환된 주파수에 최적화된 안테나 특성을 유지할 수 있다.

도 3은 상기한 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서 주파수 대역의 변환에 따라 상기 제어부(200)가 안테나 스위치부(220)를 제어하는 동작의 과정을 보이고 있는 도면이다. 도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 제어부(200)는 전원이 온 되는 경우 300단계로 진행하여 사용자 또는 기지국으로부터 위치 정보를 수신하여 현재 위치를 인식한다. 그리고 인식된 현재 위치에 따라 주파수 대역을 변환한다. 여기서 사용자 또는 기지국으로부터 현재 위치에 대한 정보를 입력받고 이에 따라 주파수 대역을 변환하는 동작 과정은 도 4에서 자세히 살펴보기로 한다.

그리고 제어부(200)는 302단계로 진행하여 현재 이동통신 단말기의 동작 상태가 주파수 특성의 보상이 필요한 동작 상태에 있는지를 체크한다. 여기서 상기한 주파수 특성의 보상이 필요한 동작 상태라는 것은 이동통신 단말기의 오픈 또는 클로즈 상태와 같은 특정 동작 상태를 말하는 것이다. 즉, 예를 들어 폴더 형태의 이동통신 단말기가, 800MHz 대역에서 오픈 상태일 경우에 안테나의 주파수 특성이 영향을 받는 정도와 450MHz 대역에서 오픈 상태일 경우에 안테나의 주파수 특성이 영향을 받는 정도가 다를 수가 있다. 그러므로 이 경우 상기 800MHz 대역에서 오픈 상태일 경우에 비록 PIFA의 주파수 특성이 최적화되도록 설계되었으나, 만약 상기 450MHz 대역에서는 이러한 PIFA의 주파수 특성이 최적화되지 않을 수도 있다. 따라서 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 제어부(200)는 이러한 경우, 즉 이동통신 단말기의 특정 동작 상태에 따른 안테나의 주파수 특성이, 최초 설계시에 최적화되게끔 설정되어 있던 주파수 대역과 다른 주파수 대역으로 변환되었을 경우 최적화되지 못한다면, 이를 주파수 특성의 보상이 필요한 동작 상태에 있는 것으로 판단한다. 이는 상술한 바와 같이 상기 300단계에서 입력된 위치 정보에 따라 변환된 주파수 대역에 따라 결정되며, 주파수 대역마다 영향을 받는 주파수의 특성은 주파수별 시험 결과로서 하기 표 1에서 보이고 있는 바와 같은 상기 메모리부(202)의 보상치 저장부(222)에 기 저장된 정보, 즉 주파수 특성 보상값 정보에 의해 결정된다. 하기 표 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 예를 가정하기로 한다.

주파수 대역	동작 상태	보상값	단락핀 번호
450MHz	클로즈	-5 dB	6
800MHz	클로즈	0 dB	7
1900Mhz	클로즈	+15 dB	8

표 1을 참조하여 살펴보면, 클로즈 상태의 경우, 즉 클로즈된 상태에서 사용자가 통화를 하는 경우 800MHz 주파수 대역에서 최적화 되도록 설계된 이동통신 단말기가 450MHz 주파수 대역과 1900MHz 주파수 대역에서는 주파수 특성 보상값이 각각 -5 dB와 +15dB가 필요하며, 이에 따라 본 발명의 제1 실시 예에 따라 구비된 다수의 단락핀 중 최적의 핀들을 선택하여 상기 주파수 특성 보상값을 적용하는 것을 보이고 있다. 이 경우 만약 상기 300단계에서 인식된 주파수 대역이 450MHz 주파수 대역일 경우에, 사용자가 이동통신 단말기를 클로즈시킨 상태에서 이어폰을 통해 통화를 한다면, 제어부(200)는 현재 상태가 주파수 특성의 보상이 필요한 것으로 인식한다.

그리고 상기 302단계에서 상기 제어부(200)가 현재 주파수 특성 보상이 필요한 동작 상태에 있는 것으로 판단할 경우에는, 제어부(200)는 304단계로 진행하여 현재 동작 상태에 따른 주파수 특성 보상값을 상기 메모리부(202)의 보상치 저장부(222)로부터 로드한다. 그리고 제어부(200)는 306단계로 진행하여 상기 304단계에서 로드된 주파수 특성 보상값에 대응되는 단락핀 또는 단락핀의 위치 정보를 체크한다. 그리고 안테나 스위치부(220)를 제어하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 상기 단락핀 정보에 따른 단락핀을 선택하거나, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 상기 딘락핀 위치 정보에 따른 위치에 상기 단락핀을 이동시킨다.

그리고 제어부(200)는 308단계로 진행하여 상기 302단계에서 인식한 주파수 특성의 보상이 필요한 동작 상태가 종료되었는지 그렇지 않은지를 체크한다. 그리고 만약 상기 주파수 특성 보상이 필요한 동작 상태가 종료되지 않은 경우, 현재 선택된 단락핀 또는 단락핀의 위치를 계속 유지한다. 그러나 만약 상기 308단계에서 주파수 특성 보상이 필요한 동작 상태가 종료되었을 경우에는 310단계로 진행하여 상기 300단계에서 현재 위치에 따라 변환된 주파수 대역에 대응하는 단락핀 또는 단락핀 위치를 다시 선택하도록 안테나 스위치부(220)을 제어함으로써 상기 306단계에서 보상되었던 주파수 특성을 복원한다. 따라서 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서는 주파수 대역에 따라 급전점과 단락핀의 거리를 변화시킴으로서 다중 주파수 환경에서도 각각의 주파수 대역에 따른 PIFA의 주파수 특성을 최적화시킬 수 있다. 이뿐만 아니라 주파수 대역이 변환되었다고 할지라도, 특정 동작 상태에 따른 주파수 특성 보상치를 적용하여 상기 급전점과 단락핀의 거리를 변화시킬 수 있으므로, PIFA의 주파수 특성을 특정 동작 상태에서도 최적화 상태로 유지하는 것이 가능하다.

도 4는 상술한 바와 같이 사용자 또는 기지국으로부터 현재 위치에 대한 정보를 입력받고 이에 따라 주파수 대역을 변환하는 동작의 과정을 보이고 있는 도면이다. 도 4를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 제어부(200)는 전원이 온 되는 경우 400단계로 진행하여 사용자로부터 입력된 위치 정보가 있는지 그렇지 않은지를 체크한다. 그리고 만약 상기 400단계에서 사용자로부터 입력된 위치 정보가 있는 경우에는 406단계로 진행하여 상기 사용자로부터 입력된 위치 정보에 따른 지역의 주파수 대역에 대한 정보를 상기 메모리부(202)의 지역별 주파수 저장부(224)로부터 로드하여 주파수 대역의 변환이 필요한지 그렇지 않은지를 체크한다.

그러나 만약 상기 400단계에서 사용자로부터 입력된 위치 정보가 없을 경우에는 402단계로 진행하여 현재 로밍 서비스가 이루어졌는지 그렇지 않은지를 체크한다. 그리고 만약 상기 402단계에서 로밍 서비스가 이루어지지 않은 경우에는 현재 위치에 따른 주파수 대역의 변환이 필요하지 않은 것으로 인식하고 상기 도 3의 302단계로 진행하여 현재 이동통신 단말기의 동작 상태가 주파수 보상이 필요한 동작 상태인지 그렇지 않은지를 체크한다.

한편, 만약 상기 402단계에서 로밍 서비스가 이루어진 상태일 경우에는 제어부(200)는 404단계로 진행하여 현재 로밍 서비스가 이루어진 셀의 기지국으로부터 현재 지역에 대한 위치 정보를 수신한다. 그리고 제어부(200)는 406단계로 진행하여, 현재 입력된 위치 정보에 따른 주파수 대역값과 단락핀에 대한 정보를 상기 메모리부(202)의 지역별 주파수 저장부(224)로부터 로드한다. 그리고 408단계로 진행하여 이동통신 단말기의 주파수 대역 변환이 필요한지 그렇지 않은지를 체크한다. 하기 표 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 경우를 가정하여, 이러한 지역별 주파수 저장부(224)에 저장된 주파수 대역값과 단락핀에 대한 정보의 예를 보이고 있다.

위치 정보	주파수 대역	단락핀 번호
대한민국	800 MHz	1
러시아	450 MHz	2
중국	2100 MHz	3

상기 표 2를 참조하여 살펴보면 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서는 서로 다른 위치에 있는 단락핀이 각 주파수 대역마다 대응되게 설정되어 있다. 이들 단락핀들은 각각 서로 다른 위치에 있으므로 이에 따라 급전점과의 거리가 서로 달라지게 된다. 이들 각각의 단락핀들은 대응되는 주파수 대역에서 각각 PIFA의 주파수 특성을 최적화 시킬 수 있는 거리만큼 각각 급전점에서 위치에 있으므로, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서는 각각의 지역에 따른 주파수마다 PIFA의 주파수 특성이 최적화 될 수 있다. 그리고 상기한 표 2는 상술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시 예를 가정하였으므로 각 주파수마다 기 설정된 특정 단락핀을 지칭하는 정보를 저장하고 있으나, 만약 제2 실시 예를 기준으로 하는 경우 단락핀의 서로 다른 위치에 대한 정보가 상기 단락핀 번호 대신 포함되는 것은 물론이다.

그리고 상기 제어부(200)는 410단계로 진행하여 상기 로드된 주파수 대역값과 단락핀에 대한 정보에 따라 안테나 스위치부(220)를 제어하여 단락핀의 위치를 조정한다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 경우에는 상기 표2와 같은 주파수 대역에 따라 대응되는 최적의 단락핀을 선택하고, 만약 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 경우에는 주파수 대역에 따라 대응되는 특정 단락핀의 위치를 선택하여 단락핀을 이동시킨다. 따라서 일예를 들어 상기한 표 2가 오픈 상태를 기준으로 주파수 특성이 최적화되도록 설계된 PIFA라고 가정할 경우, 본 발명의 제1, 2 실시 예에 따른 이동통신 단말기는, 대한민국에서는 800MHz의 주파수 대역에서 급전점으로부터 안테나의 주파수 특성이 최적화될 수 있는 거리에 위치한 단락핀을 사용함으로써 800MHz 주파수 대역에서 PIFA의 주파수 특성을 최적화 시킬 수 있다. 그리고 만약 사용자가 중국으로 이동하였을 경우 2100MHz의 주파수 대역에서 급전점으로부터 안테나의 주파수 특성이 최적화될 수 있는 거리에 위치한 단락핀을 사용함으로써 2100MHz의 주파수 대역에서 주파수 대역에서 PIFA의 주파수 특성을 최적화 시킬 수 있다.

도 5는 이러한 본 발명의 제1 실시 예에 따라 다수의 단락핀을 구비하고 있는 PIFA 장치의 구성 예를 보이고 있는 도면이다. 우선 도 5의 (a),(b),(c)를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 PIFA 장치는 패치(100), 접지면(102), 그리고 급전점(104) 외에 다수의 단락핀들(500, 502, 504, 506, 508, 510)을 구비하며 이들 중 어느 하나를 선택할 수 있는 안테나 스위치부(220)를 구비한다. 상기한 단락핀들(500, 502, 504, 506, 508, 510)은 도 5의 (b)에서 보이고 있는 바와 같이 급전점(104)와 떨어져 있는 거리가 각각 다르며, 이에 따라 각각의 단락핀은 서로 다른 안테나 주파수 특성을 PIFA에 제공한다. 그리고 이러한 단락핀들(500, 502, 504, 506, 508, 510)은 PIFA의 접지면(102) 뒷면을 도시하고 있는 도 5의 (c)에서 보이고 있는 바와 같이, 제어부(200)의 제어에 따라 다수의 단락핀들 중 최적의 핀들을 선택하기 위한 안테나 스위치부(220)에 의해 선택된다. 여기서 안테나 스위치부(220)는 저삽입 손실과 높은 절연성을 갖는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스위치를 사용할 수도 있음은 물론이다. 따라서 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동통신 단말기에서는 급전점과 서로 다른 거리에 위치한 다수의 단락핀을 구비하여 다중 주파수 환경에서도 PIFA가 최적의 주파수 특성을 유지할 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 기 설정된 위치 정보에 따라 하나의 단락핀을 이동시킬 수 있는 안테나 스위치부(220)를 구비하고 있는 PIFA 장치의 구성 예를 보이고 있는 도면이다. 도 6의 (a)와 (b)를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 PIFA는 주파수 대역별로 주파수 특성을 최적화 시킬 수 있는 단락핀의 위치들 중 최적의 단락핀(600)을 이동시킬 수 있는 안테나 스위치부(220)를 구비한다. 이 안테나 스위치부(220)는 제어부(200)의 제어에 따라 기 설정된 위치로 단락핀(600)을 이동시킴으로써 급전점(104)와 단락핀의 거리를 변화시킨다. 그리고 이에 따라 PIFA의 주파수 특성은 바뀌게 된다. 따라서 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동통신 단말기의 PIFA 장치는, 단락핀과 급전점의 거리를 조절함으로써 다중 주파수 영역에서도 각각 서로 다른 주파수 대역의 주파수 특성을 최적화된 상태로 유지할 수 있다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예들에서는 단락핀과 급전점과의 거리를 변경시키는 것만을 예로 들어 설명하였으나, 단락핀 대신 단락판이 사용될 수도 있음은 물론이다. 또한 상기 본 발명의 실시 예들에서는 로밍 서비스 또는 사용자로부터 지역 정보가 입력될 경우에 이동통신 단말기가 자신의 현재 위치를 인식하는 것으로 설명하였으나, 기지국으로부터 주기적으로 수신되는 위치 정보에 따라 현재 위치를 인식하도록 할 수도 있음은 물론이다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의해 정할 것이 아니고, 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

본 발명에서는 PIFA 장치에, 급전점과 서로 다른 위치에 있는 다수의 단락핀들과 이들 단락핀들 중 어느 하나를 선택할 수 있는 안테나 스위치부를 구비하거나, 기 설정된 위치로 단락핀을 이동시킬 수 있는 안테나 스위치부를 구비하여 급전점과 단락핀의 거리를 조절할 수 있도록 한다. 이에 따라 본 발명에서는 현재 위치에 사용되는 주파수 대역에 따라, 안테나의 주파수 특성을 최적화시킬 수 있는 거리에 위치한 단락핀을 사용하게 되므로 다중 주파수 환경에서도 언제나 안테나의 주파수 특성이 최적화된 상태를 유지할 수 있다.

Claims

이동통신 단말기에 있어서,

다중 주파수 환경에서 각 주파수 대역별로, 상기 이동통신 단말기의 안테나 주파수 특성을 최적화 시킬 수 있는 주파수 특성 보상값들과 지역별 주파수들에 대한 정보가 저장된 메모리부와,

상기 각 주파수 특성 보상값들에 따라 급전점과의 거리가 각각 다르게 설정된 단락핀들과, 상기 단락핀들 중 어느 하나를 선택하는 스위치부를 포함하는 FIFA 안테나 장치와,

사용자 또는 기지국으로부터 현재 위치에 따른 위치 정보를 입력받고, 입력된 위치 정보와 상기 지역별 주파수 정보에 따라 상기 이동통신 단말기의 사용 주파수 대역을 변환하며, 주파수 대역이 변환되는 경우, 변환된 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성 보상값에 따라 상기 단락핀들 중 어느 하나를 선택하도록 상기 스위치부를 제어함으로써 상기 PIFA 장치의 급전점과 단락핀 사이의 거리가 변화되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 장치.
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제1항에 있어서, 상기 스위치부는,

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 스위치, 다이오드 스위치, 트랜지스터 스위치 중 어느 하나임을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 장치.
이동통신 단말기에 있어서,

다중 주파수 환경에서 각 주파수 대역별로, 상기 이동통신 단말기의 안테나 주파수 특성을 최적화 시킬 수 있는 주파수 특성 보상값들이 저장된 메모리부와,

위치 이동이 가능한 단락핀 및 상기 단락핀의 위치를 이동시킬 수 있는 스위치부를 포함하여 급전점과 상기 단락핀 사이의 거리 변화가 가능한 PIFA(Planner Inverted-F Antenna) 안테나 장치와,

상기 스위치부를 제어하여, 현재 이동통신 단말기의 사용 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성 보상값에 따라 상기 급전점과 단락핀 사이의 거리가 변화되도록 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 장치.
제6항에 있어서, 상기 주파수 특성 보상값은,

상기 PIFA 안테나 장치가 최적의 주파수 특성을 제공할 수 있도록 각 주파수 별로 각각 다르게 상기 급전점과의 거리가 설정된 단락핀 위치 정보들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 스위치부를 제어하여, 상기 단락핀 위치 정보들 중 어느 하나에 따라 상기 단락핀을 이동시키는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 장치.
급전점과 단락핀 사이의 거리 변화가 가능한 PIFA(Planner Inverted-F Antenna) 안테나 장치를 구비한 이동통신 단말기의 현재 주파수 대역에 따라 최적화된 주파수 특성을 제공하기 위한 방법에 있어서,

상기 이동통신 단말기의 위치에 따른 주파수 대역으로 주파수 대역을 변환하는 주파수 대역 변환 단계와,

상기 이동통신 단말기의 동작 상태가, 상기 변환된 주파수 대역에서 상기 PIFA의 주파수 특성 보상이 필요한 동작 상태인지 아닌지를 판단하는 동작 상태 판단 단계와,

상기 동작 상태 판단 결과 주파수 특성 보상이 필요한 동작 상태인 경우 현재 동작 상태에 따른 주파수 특성 보상값을 로드하는 보상값 로드 단계와,

상기 로드된 주파수 특성 보상값에 따라 상기 PIFA 안테나 장치의 급전점과 단락핀 사이의 거리를 조정하는 거리 조정 단계와,

상기 이동통신 단말기의 동작 상태가 종료되었는지를 체크하는 동작 상태 체크 단계와,

상기 동작 상태 체크 결과, 상기 이동통신 단말기의 동작 상태가 종료된 경우, 상기 이동통신 단말기의 동작 상태에 따라 보상된 주파수 특성을 복원하는 주파수 특성 복원 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 주파수 대역 변환 단계는,

사용자 또는 기지국으로부터 위치 정보를 입력받아 현재 위치를 인식하는 위치 인식 단계와,

상기 입력받은 위치 정보에 따른 주파수 대역값과 단락핀 정보를 로드하는 로드 단계와,

상기 입력받은 위치 정보에 따라, 주파수 대역의 변환이 필요한지를 판단하는 주파수 대역 변환 판단 단계와,

상기 주파수 대역 변환 판단 결과, 주파수 대역의 변환이 필요한 경우 상기 위치 정보에 따른 주파수 대역에 최적화된 거리로, 상기 단락핀과 급전점의 거리를 조정하는 조정 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 동작 상태 판단 단계는,

상기 이동통신 단말기의 메모리부에 저장된 각 주파수 대역별 주파수 특성 보상값 정보에 의해 판단하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 제어 방법.
제11항에 있어서, 상기 주파수 특성 보상값 정보는,

상기 이동통신 단말기의 특정 동작 상태에서, 특정 주파수 대역에 대해 상기 PIFA의 주파수 특성을 최적화시키기 위한 보상값 정보와 그에 따른 상기 급전선과 상기 단락핀의 거리에 대한 단락핀 거리 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 PIFA 장치는,

상기 급전점과 서로 다른 거리에 위치한 다수의 단락핀들과,

상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수의 단락핀들 중 최적의 핀들을 선택하는 안테나 스위치부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 제어 방법.
제13항에 있어서, 상기 거리 조정 단계는,

상기 로드된 주파수 특성 보상값에 따른 단락핀을 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 PIFA 장치는,

위치 이동이 가능한 단락핀과,

상기 단락핀의 위치를 이동시킬 수 있는 안테나 스위치부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 제어 방법.
제15항에 있어서, 상기 거리 조정 단계는,

상기 로드된 주파수 특성 보상값에 따른 위치로 상기 단락핀을 이동하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 이동통신 단말기의 동작 상태가 상기 변환된 주파수 대역에서 주파수 특성 보상이 필요한 동작 상태인지 여부를 판단하고, 주파수 특성 보상이 필요한 경우 현재 동작 상태에 따른 주파수 특성 보상값을 로드 및, 로드된 주파수 특성 보상값에 따른 어느 하나의 단락핀을 선택하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 환경에서 최적화된 주파수 특성을 제공하는 PIFA 장치.