KR100708085B1 - 무지향성 안테나 시스템 및 노트북 컴퓨터 - Google Patents

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Abstract

소정 몸체에 대해 개폐가능하게 설치된 커버부재의 오픈시 전파의 송/수신 효율이 좋은 제1안테나와; 커버부재를 덮었을 때 제1안테나보다 좋은 전파의 송/수신 효율을 갖는 제2안테나; 및 커버부재의 개폐여부에 따라 제1 및 제2안테나 중 적어도 어느 하나를 소정 RF 회로모듈에 선택적으로 스위칭시키는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무지향성 안테나 시스템.이를 적용한 노트북 컴퓨터가 개시된다.

Description

무지향성 안테나 시스템 및 노트북 컴퓨터{Isotropic antenna system and notebook computer}
도 1은 일반적인 노트북 컴퓨터를 나타내 보인 개략적인 사시도.
도 2a, 도 2b 및 도 2c 각각은 도 1의 상태에서 안테나의 이특패턴을 실험을 통해 나타내 보인 개략적인 도면.
도 3a, 도 3b, 도 3c 각각은 도 1에서 안테나를 LCD 케이스에 설치하였을 경우에, 안테나의 이득패턴을 실험을 통해 나타내 보인 개략적인 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무지향성 안테나 시스템이 적용된 노트북 컴퓨터를 나타내 보인 개략적인 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 스위칭부 구조를 설명하기 위한 구성도.
도 6는 도 5에 도시된 스위칭부의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도.
도 7은 도 4에 도시된 노트북 컴퓨터에서 디스플레이부재를 오픈시킨 상태에서 제1안테나의 이득패턴을 나타내 보인 그래프.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노트북 컴퓨터를 나타내 보인 구성도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
21..몸체 23..디스플레이부재
25,25´..제1안테나 27,27´..제2안테나
26..RF 회로모듈 30,30´..스위칭부
31,32..연결단자 33..급전단자
35..스위치부 41..제어부
43..센서
본 발명은 무지향성 안테나 시스템 및 이를 채용한 노트북 컴퓨터에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대가 가능한 노트북 컴퓨터에 무선통신 기능을 부여하기 위해서는 안테나의 탑재가 필수적인 사항이다. 따라서, 기존의 다이폴 안테나를 노트북 컴퓨터에 설치하여 고정시키거나, 착탈 가능하게 설치하는 방안이 주로 제시되어 왔다.
즉, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 종래에는 노트북 컴퓨터(10)의 본체(11)에 안테나(12)를 설치하여 무선통신이 가능하도록 하였다. 그리고, 노트북 컴퓨터(10)를 휴대한 상태로 이동할 때, 상기 안테나(12)가 방해가 되는 것을 감안하여 필요에 따라 안테나(12)를 본체(11)로부터 분리하여 보관할 수 있도록 하였다. 이와 같이 설치된 안테나(12)의 경우에는 소정 RF 회로모듈로부터 RF 신호를 급전받아 공간으로 방사하는 타입으로서, 지정된 포트(port)와 포드(port)들 간의 일대일 통신을 위한 것이라 할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 본체(11)에 설치된 안테나(12)는 전방향에 대해 고른 송/수신 감도를 갖는 무지향성을 가질 필요성이 적었으며, 억세스 포인트(access point) 및 특정한 포트(port)로의 얼라인(align)만이 어느 정도 요구되었다.
한편, 최근 들어서는 일반 데스크 탑용 PC, 노트북 PC, 프린터, 모빌폰, 서버 등을 상호 근접무선통신에 의해 연결하는 소위 블루투스 네트워킹(bluetooth networking)을 실현하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 블루투스 네트워킹을 실현하기 위해서는, 각 장치들 각각에 안테나가 필수적으로 탑재되어야 하며, 탑재되는 안테나들은 무지향성을 갖고 있어야만 한다. 즉, 위치에 관계없이 전 방향에 대해 고른 송/수신 감도를 유지해야만 한다.
그런데, 도 1에 도시된 바와 같은 노트북 컴퓨터의 경우에는, 본체(11)로부터 LCD 케이스(13)를 열었을 경우, 그 LCD 케이스(13)에 의해 전파가 차단되어 그 LCD 케이스(13)의 반대편 쪽에 대해서는 통신감도가 저하되는 문제점이 있다. 특히, EMI 차폐를 위해 LCD 케이스(13)에 메탈(metal) 도금을 하는 추세에 비추어 볼때 통신감도는 더욱 떨어지게 된다.
또한, 일반적으로 상기 안테나(12)와 같은 무선통신용 안테나는 수직편파를 사용하는데, 노트북 컴퓨터(10)가 보관용 케이스 내에 세워진 상태로 운반될 경우 수직편파를 수신하지 못하는 통신불능 상태가 발생될 수 있다.
이와 같은 문제점은, 도 1에 도시된 바와 같은 상태로 안테나(12)를 설치하고 LCD 케이스를 오픈시켰을 경우에 그 안테나의 이득패턴을 실험을 통해 얻어낸 그래프를 나타내 보인 도 2a 내지 도 2c와, LCD 케이스(13)에 안테나를 설치한 상 태에서 안테나의 이득 패턴을 실험을 통해 얻어낸 그래프들을 나타내 보인 도 3a, 3b 및 3c를 비교하여 보면 더욱 구체적으로 알 수 있다. 여기서, 각 도면상의 L은 다이폴안테나의 길이를, f는 전파의 주파수를 각각 나타낸다. 즉, 도 2a 내지 도 3c를 통해 알 수 있듯이, 안테나를 어느곳에 설치하였느냐에 따라 안테나의 이득패턴에 많은 차이가 나고, 또한, LCD 케이스의 개폐여부에 따라 이득패턴은 더욱 많은 차이를 나타냄을 알 수 있다. 따라서, LCD 케이스의 개폐여부에 관계없이 전방향으로 고른 안테나 이득패턴을 얻을 수 있는 안테나 시스템이 요구되고 있는 것은 당연하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 복수의 안테나를 구비하여 무지향성을 가질 수 있도록 개선된 안테나 시스템 및 이를 채용한 노트북 컴퓨터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무지향성 안테나 시스템은, 소정 몸체에 대해 개폐가능하게 설치된 커버부재의 오픈시 전파의 송/수신 효율이 좋은 제1안테나와; 상기 커버부재를 덮었을 때 상기 제1안테나보다 좋은 전파의 송/수신 효율을 갖는 제2안테나; 및 상기 커버부재의 개폐여부에 따라 상기 제1 및 제2안테나 중 적어도 어느 하나를 소정 RF 회로모듈에 선택적으로 스위칭시키는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 안테나 시스 템은, 몸체와; 상기 몸체의 일부를 덮도록 그 몸체에 개폐가능하게 설치된 커버부재와; 상기 커버부재에 설치되며 전파를 송/수신하는 제1안테나와; 상기 몸체 또는 커버부재에 설치되며 전파를 송/수신하는 제2안테나; 및 상기 커버부재의 개폐여부에 따라 상기 제1 및 제2안테나 중 적어도 어느 하나를 소정 RF 회로모듈에 선택적으로 스위칭시키는 스위칭부;를 포함하여, 상기 커버부재의 개폐여부에 관계없이 전방향에 대한 고른 송/수신 감도를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터는, 입력장치가 설치된 컴퓨터 몸체와; 상기 컴퓨터 몸체에 개폐가능하게 설치되며, 화상을 디스플레이하는 디스플레이부재와; 상기 디스플레이부재에 설치되며 전파를 송/수신하는 제1안테나와; 상기 컴퓨터 몸체 또는 상기 디스플레이부재에 설치되며 전파를 송/수신하는 제2안테나; 및 상기 디스플레이부재의 개폐여부에 따라 상기 제1 및 제2안테나 중 적어도 어느 하나를 소정 RF 회로모듈에 선택적으로 스위칭시키는 스위칭부;를 포함하여, 상기 적어도 한 안테나를 통해 상기 디스플레이부재의 개폐여부에 관계없이 전파를 송/수신할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무지향성 안테나 시스템 및 노트북 컴퓨터를 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 안테나 시스템 및 노트북 컴퓨터는, 컴퓨터 몸체(21)와, 이 몸체(21)의 일부를 덮을 수 있도록 그 몸체(21)에 개폐가능하게 설치되는 커버부재에 해당되는 디스플레이부재(23)와, 제1 및 제2안테나(25)(27) 및 스위칭부(30)를 포함한다.
여기서, 상기 컴퓨터 몸체(21)에는 키보드(22)를 포함하는 입력장치가 설치되며, 그 내부에는 회로기판(20)과 미도시된 중앙처리장치 및 CD-ROM 등이 장착된다. 상기 디스플레이부재(23)는 몸체(21)로부터 전송된 화상테이터를 디스플레이할 수 있도록 예컨대 LCD 패널(24)을 구비한다. 이러한 디스플레이부재(23)는 상기 키보드(22)를 포함하는 몸체(21)의 상면을 선택적으로 덮을 수 있도록 몸체(21)의 일측에 힌지결합된다. 따라서, 노트북 컴퓨터를 사용할 때는 디스플레이부재(23)를 열어서 사용하고, 보관 및 운반시에는 디스플레이부재(23)가 몸체(21)를 덮도록 이동시킨다.
한편, 상기 제1안테나(25)는, 주로 디스플레이부재(23)가 오픈되었을 때, 전파를 송/수신하기 위한 것으로 디스플레이부재(23)에 설치된다. 따라서, 제1안테나(25)는 디스플레이부재(23)를 열었을 때 몸체(21)에 대해 수직을 이루면서 수직 편파를 전파할 수 있는 다이폴 안테나인 것이 바람직하다. 또한, 이 제1안테나(25)는 수동 또는 자동으로 디스플레이부재(23)의 내외측으로 이동가능하게 설치되는 리트랙터블(retractable) 안테나일 수 있다. 이러한 리트랙터블 안테나를 구현하는 기술은 일반적인 모빌폰 등에 채용된 안테나에 널리 사용되는 공지의 기술이므로 그 설명은 생략한다.
상기 제2안테나(27)는 몸체(21)에 설치되며, 바람직하게는 몸체(21) 내부의 회로기판(20) 상에 설치되는 평면 안테나인 것이 바람직하다. 또한, 제2안테나(27)는 상기 회로기판(20) 상에 슬롯(slot)/스트립(strip) 라인(line) 안테나 또는 역 F 안테나로 구현될 수도 있다. 이 제2안테나(27)는 주로 디스플레이부재(23)가 몸 체(21)를 덮었을 경우에, 전파를 송/수신하기 위해 마련된 것이다. 따라서, 제2안테나(27)는 평편 편파 또는 원형편파를 방사하는 안테나일 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 상기 스위칭부(30)는 디스플레이부재(23)의 개폐여부에 따라 제1안테나(25) 또는 제2안테나(27)를 선택적으로 구동시킬 수 있도록, 몸체(21) 내에 설치되는 소정 RF 회로모듈(26)을 상기 제1 및 제2안테나(25)(27) 각각의 연결단자(31)(32)에 선택적으로 스위칭시키기 위한 것이다. 이러한 스위칭부(30)는 디스플레이부재(23)의 개폐동작에 의해 수동으로 온/오프되면서 상기 각 연결단자(31)(32)에 선택적으로 연결되는 구성을 가질 수 있다. 즉, 일 예로서 몸체(21)의 상면으로 탄력적으로 돌출되도록 스위치버튼(35)을 설치하여, 이 스위치버튼(35)이 돌출된 상태에서는 도시된 바와 같이 RF 회로모듈(26)의 급전단자(33)와 제1안테나(25)의 연결단자(31)와 연결되도록 하고, 스위치버튼(35)이 디스플레이부재(23)에 눌릴 경우, 상기 급전단자(33)와 제2안테나(27)의 연결단자(32)가 연결되도록 할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 노트북 컴퓨터를 이용하여 무선통신을 할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 디스플레이부재(23)가 열린 상태에서는 제1안테나(25)가 구동된다. 이 때, 제1안테나(25)는 종래와는 달리 디스플레이부재(23)에 설치되어 있으므로, 전방향으로 고른 송/수신 감도를 갖는 무지향성을 갖게 된다. 따라서 어떠한 위치에서든 다른 컴퓨터, 서버 및 프린터 등 상호간의 무선통신이 원활하게 이루어질 수 있다. 한편, 노트북 컴퓨터를 사용하지 않고 보관 및 휴대할 경우에도, 각 장치들간에 상호 이메일(E-mail)을 주고받는 등의 데이터 전송이 가능하도 록, 각 장치들 상호간의 전파의 송/수신이 가능한 상태로 유지되어야 하는데, 본 발명에 따른 노트북 컴퓨터의 경우에는 디스플레이부재(23)를 덮으면, 도 2의 스위치부재(35)가 눌리면서 제2안테나(27)와 RF 회로모듈(26)을 연결시키고, 제1안테나(25)는 단락시킨다. 따라서, 디스플레이부재(23)가 닫혀져서 수직편파를 전파하는 제1안테나(25)의 기능이 상실되는 약점을, 몸체(21) 내에 내장된 제2안테나(27)가 구동되면서 보완할 수 있게 된다. 또한, 노트북 컴퓨터를 가방 등에 넣어서 보관 및 운반할 경우에도, 여러 가지 자세에 따른 제1안테나(25)의 기능저하를 제2안테나(27)가 적절히 보상할 수 있게 된다. 또한, 각 안테나(25)(27)가 디스플레이부재(23) 및 몸체(21) 내로 내장이 가능하므로 안테나 파손 등의 가능성을 줄일 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 다른 실시예에서처럼, 상기 스위칭부(30)의 스위칭동작이 제어부(41)에 의해 자동으로 제어되도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 제어부(41)로 디스플레이부재(23)의 개폐여부에 대한 정보를 제공하기 위한 센서(43)가 더 구비된다. 상기 센서(43)는 몸체(21) 및/또는 디스플레이부재(23)에 설치될 수 있으며, 일반적으로 널리 사용되는 수발광센서를 포함할 수 있다.
이 경우에도, 상기 센서(43)에서 디스플레이부재(23)의 개폐여부에 따른 정보를 검출하고, 검출된 정보를 입력받은 제어부(41)에서 스위칭부(30)를 제어한다. 따라서, RF 회로모듈(26)은 디스플레이부재(23)의 자세에 따라 자동으로 제1 및 제2안테나(25)(27)에 선택적으로 연결된다. 이와 같이 되면, 디스플레이부재(23)의 개폐여부에 따라 송/수신 감도가 우수한 안테나를 선택하여 사용할 수 있으므로, 결과적으로 도 7에 도시된 바와 같이 전방향에 대해 고른 이득패턴을 갖는 무지향성 안테나를 사용하는 효과를 얻을 수 있게 된다. 여기서, 도 5에 도시된 도면은 상기 제1안테나(25)의 이득 패턴을 디스플레이부재(23)를 오픈시킨 상태에서 실험을 통해 얻은 그래프이다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1안테나(25´)와 제2안테나(27´) 모두를 디스플레이부재(23)에 설치할 수도 있다. 또한, 상기 안테나들(25´)(27´) 각각은 스위칭부(30´)에 의해 RF 회로모듈(26)에 동시에 연결되어 구동되거나, 둘 중 어느 하나만 선택되어 구동되도록 제어될 수 있다. 이러한 경우에도, 디스플레이부재(23)와 몸체(21) 사이에 센서(43)를 설치하고, 그 센서(43)로부터 입력된 개폐정보에 따라 제어부(41)에서 스위칭부(30´)를 제어하게 된다. 이 경우, 상기 각 안테나(25´)(27´)가 동시에 구동될 수 있으므로, 안테나로의 반사효율 측면에서 유리한 점이 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 상기 각 안테나들(25´)(27´)은 디스플레이부재(23)의 개폐동작시 도 2에 도시된 스위치부(35) 등의 구성을 적용하여 수동으로 온/오프 제어될 수 있는 것은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 무지향성 안테나 시스템 및 노트북 컴퓨터에 따르면, 두 개의 독립적인 안테나를 몸체에 대해 개폐되는 디스플레이부재의 자세에 따라 선택적으로 구동시킬 수 있도록 설치함으로써, 전방향에 대해 고른 송/수신 감도를 얻을 수 있게 된다.
따라서, 노트북 컴퓨터의 자세나 위치등에 구애받지 않고 다른 장치들간의 무선통신이 가능하여 무선 데이타 통신의 신뢰성을 높일 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 안테나 시스템 및 노트북 컴퓨터는 일반 데스크 탑용 PC, 노트북 PC, 프린터, 모빌폰, 서버 등을 상호 근접무선통신에 의해 연결하는 소위 블루투스 네트워킹(bluetooth networking)에 매우 적합한 기술로서, 상기 블루투스 네트워킹의 실현 및 발전에 크게 이바지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 소정 몸체에 대해 개폐가능하게 설치된 커버부재와;
    전파를 송/수신하는 제1 및 제2안테나와;
    상기 커버부재의 개폐여부에 따라 상기 제1 및 제2안테나 중 적어도 어느 하나를 소정 RF 회로모듈에 선택적으로 스위칭시키는 스위칭부;를 포함하며,
    상기 커버부재의 오픈시 상기 제1안테나의 송/수신 감도가 상기 제2안테나의 송/수신 감도보다 높으며, 상기 커버부재를 덮었을 때 상기 제2안테나의 송/수신 감도가 상기 제1안테나의 송/수신 감도보다 높은 것을 특징으로 하는 무지향성 안테나 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 또는 커버부재에 설치되어 상기 커버부재의 개폐유무에 대한 정보를 검지하는 센서와:
    상기 센서로부터 입력된 상기 커버부재의 개폐여부에 관한 정보에 따라 상기 스위칭부의 상기 안테나들에 대한 연결상태를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무지향성 안테나 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1안테나는 상기 커버부재의 내외측으로 출입가능하게 설치된 다이폴 안테나인 것을 특징으로 하는 무지향성 안테나 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2안테나는 상기 몸체 내부에 설치된 평편안테나인 것을 특징으로 하는 무지향성 안테나 시스템.
  5. 몸체와;
    상기 몸체의 일부를 덮도록 그 몸체에 개폐가능하게 설치된 커버부재와;
    상기 커버부재에 설치되며 전파를 송/수신하는 제1안테나와;
    상기 몸체 또는 커버부재에 설치되며 전파를 송/수신하는 제2안테나; 및
    상기 커버부재의 개폐여부에 따라 상기 제1 및 제2안테나 중 적어도 어느 하나를 소정 RF 회로모듈에 선택적으로 스위칭시키는 스위칭부;를 포함하여,
    상기 커버부재의 개폐여부에 관계없이 전방향에 대한 고른 송/수신 감도를 얻을 수 있도록, 상기 커버부재의 오픈시 상기 제1안테나의 송/수신 감도가 상기 제2안테나의 송/수신 감도보다 높으며, 상기 커버부재를 덮었을 때 상기 제2안테나의 송/수신 감도가 상기 제1안테나의 송/수신 감도보다 높은 것을 특징으로 하는 무지향성 안테나 시스템.
  6. 입력장치가 설치된 컴퓨터 몸체와;
    상기 컴퓨터 몸체에 개폐가능하게 설치되며, 화상을 디스플레이하는 디스플레이부재와;
    상기 디스플레이부재에 설치되며 전파를 송/수신하는 제1안테나와;
    상기 컴퓨터 몸체 또는 상기 디스플레이부재에 설치되며 전파를 송/수신하는 제2안테나; 및
    상기 디스플레이부재의 개폐여부에 따라 상기 제1 및 제2안테나 중 적어도 어느 하나를 소정 RF 회로모듈에 선택적으로 스위칭시키는 스위칭부;를 포함하여,
    상기 적어도 한 안테나를 통해 상기 디스플레이부재의 개폐여부에 관계없이 전파를 송/수신할 수 있도록, 상기 커버부재의 오픈시 상기 제1안테나의 송/수신 감도가 상기 제2안테나의 송/수신 감도보다 높으며, 상기 커버부재를 덮었을 때 상기 제2안테나의 송/수신 감도가 상기 제1안테나의 송/수신 감도보다 높게 된 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터.
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