KR101837484B1 - 이동 단말기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 작동하지 않는 안테나를 그라운드에 연결하여 작동 중인 다중 안테나의 전기적인 길이를 증가시킬 수 있는 구조를 가지며, 다중 안테나의 상호 간섭을 최소화시키고, 다중 안테나의 격리도를 향상시키고, 데이터의 송수신 성능과 송수신 되는 데이터의 정확성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 다중 안테나를 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.
단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.
이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 단말기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
특히, 최근에는 무선 이동통신 기술을 이용한 멀티미디어 서비스 등의 요구가 증가하고 있어, 대량의 데이터를 더 신속하고 더 정확하게 전송하기 위한 무선 전송 기술이 요구되고 있다.
이에 따라, 제안된 것이 다중 안테나(MIMO, Multiple-Input Multiple-Output)로서, 다중 안테나는 복수 개의 단위 안테나를 구비하여 다중 입출력 동작을 수행할 수 있다. 다중 안테나는 차세대 이동통신으로서 고려되는 LTE(Long Term Evolution) 이동통신에 사용되어 그 필요성이 증가하고 있다.
한편, 최근 이동 단말기는 점차 작고 슬림화되는 추세이고, 안테나 또한 내장형이 주를 이루고 있으므로, 작고 슬림한 이동 단말기에 다중 안테나를 내장하는 경우에 안테나 간에 전자기적인 상호간섭이 발생하게 된다. 이로 인해, 안테나의 송수신 능력이 저하되고, 송수신되는 데이터의 정확성이 떨어지게 된다.
본 발명은 다중 안테나간의 전자기적인 상호간섭을 최소화하고, 다중 안테나의 격리도 특성을 향상시킨 다중 안테나 시스템 및 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 다중 안테나의 데이터 송수신 성능 및 송수신 되는 데이터의 정확성을 향상시킨 이동단말기를 제공하기 위한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 이동 단말기는 회로기판과, 회로기판에 마련되는 그라운드와, 그라운드와 각각 연결된 제 1안테나 및 제 2안테나와, 회로기판과 전기적으로 연결된 제 3안테나와, 제 3안테나가 작동하는 경우에 제 3안테나와 회로기판을 연결하고, 제 3안테나가 작동하지 않는 경우에 제 3안테나를 그라운드에 연결하는 바이패스 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바이패스 회로부가 제 3안테나를 회로기판과 연결하는 피딩 라인과, 피딩 라인과 연결되어, 제 3안테나를 그라운드에 연결하는 바이패스 라인과, 피딩 라인 및 바이패스 라인과 연결되어, 제 3안테나가 작동하지 않는 경우에 피딩 라인이 바이패스 라인과 연결되도록 스위칭하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1안테나 및 제 2안테나는 LTE MIMO 안테나인 것을 특징으로 한다.
또한, 제 3안테나는 NFC안테나 인 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1안테나 및 제2안테나가 회로기판의 양단에 서로 최대한 이격되도록 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 일예와 관련된 이동단말기는 케이스와, 케이스 내에 배치된 제어부와, 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부와, 전원 공급부를 보호하기 위한 커버 부재와, 제어부에 마련되는 그라운드와, 그라운드와 각각 연결된 복수의 LTE 안테나와, 제어부와 전기적으로 연결된 NFC 안테나 및 NFC 안테나가 작동하는 경우에 NFC 안테나와 제어부를 연결하고, NFC 안테나가 작동하지 않는 경우에 NFC 안테나를 그라운드에 연결하는 바이패스 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바이패스 회로부가 NFC 안테나를 제어부와 연결하는 피딩 라인과, 피딩 라인과 연결되어, NFC 안테나를 그라운드에 연결하는 바이패스 라인과, 피딩 라인 및 바이패스 라인과 연결되어, NFC 안테나가 작동하지 않는 경우에 피딩 라인이 바이패스 라인과 연결되도록 스위칭하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, NFC 안테나가 커버 부재에 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예와 관련된 이동 단말기는 작동하지 않는 안테나를 다른 안테나의 그라운드의 연장부위로 활용함으로써, 다중 안테나간의 전자기적인 상호간섭을 최소화 할 수 있고, 다중 안테나의 격리도 특성을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예와 관련된 이동 단말기는 다중 안테나 간의 상관계수(ECC)를 감소시켜 다중 안테나의 데이터 송수신 성능을 개선하고, 송수신 되는 데이터의 정확성을 향상시켜 보다 신뢰성 있는 무선 인터넷 통신을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram).
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 전면 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 후면 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기를 구성하는 제어부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 있어서, 안테나와 그라운드 간의 연결관계를 설명하기 위한 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 있어서, 바이패스 회로부 및 안테나의 작동을 설명하기 위한 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 전면 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 후면 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기를 구성하는 제어부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 있어서, 안테나와 그라운드 간의 연결관계를 설명하기 위한 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 있어서, 바이패스 회로부 및 안테나의 작동을 설명하기 위한 순서도.
이하, 본 발명과 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.
상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.
상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.
상기 방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.
방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.
도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.
카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.
이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.
터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.
터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.
도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.
상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.
상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.
음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.
인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.
식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
상기 인터페이스부는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.
제어부(controller, 180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.
상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어부(180)에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.
개시된 이동 단말기(100)는 바(bar) 형태(도 2 내지 도 5참조)의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입(도 6참조), 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.
바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가로 배치될 수도 있다.
케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.
단말기 바디, 주로 프론트 케이스(101)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다.
디스플레이부(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(151)와 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스(170) 등은 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131,132)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(131,132)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.
제1 또는 제2조작 유닛들(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작 유닛(131)은 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2 조작 유닛(132)은 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 3을 참조하면, 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(102)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')는 카메라(121, 도 2 참조)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라(121)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.
예를 들어, 카메라(121)는 화상 통화 등의 경우에 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 카메라(121')는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 카메라(121,121')는 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 바디에 설치될 수도 있다.
카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치된다. 플래쉬(123)는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울(124)은 사용자가 카메라(121')를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.
단말기 바디의 후면에는 음향 출력부(152')가 추가로 배치될 수도 있다. 음향 출력부(152')는 음향 출력부(152, 도 2 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
단말기 바디의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나(124)가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111, 도 1 참조)의 일부를 이루는 안테나(124)는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착된다. 전원공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.
설명의 편의를 위하여 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 도 1에 도시된 이동 단말기의 적어도 하나의 구성을 포함한다고 가정한다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 관련된 이동 단말기는 상술한 케이스, 제어부 및 전원 공급부를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기를 구성하는 제어부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 있어서, 안테나와 그라운드 간의 연결관계를 설명하기 위한 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에 있어서, 바이패스 회로부 및 안테나의 작동을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 케이스, 케이스 내에 배치된 제어부, 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부, 전원 공급부를 보호하기 위한 커버 부재, 제어부에 마련되는 그라운드, 그라운드와 각각 연결된 제 1안테나 및 제 2안테나, 제어부와 전기적으로 연결된 제 3안테나 및 제 3안테나가 작동하는 경우에 제 3안테나와 제어부를 연결하고, 제 3안테나가 작동하지 않는 경우에 제 3안테나를 그라운드에 연결하는 바이패스 회로부를 포함한다.
케이스(101, 102)는 상술한 바와 같이 이동 단말기(100) 바디의 외관을 이루며, 그 내부에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다.
제어부(180)는 이동 단말기(100)의 각종 전자부품들이 배치되는 회로기판 상에 마련되며, 상술한 바와 같이 본 발명에 일 실시예와 관련된 이동 단말기(100)를 구성하는 각종의 전자부품들의 제어 및 처리를 수행한다.
전원 공급부(190)는 상술한 바와 같이 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원 및/또는 내부의 전원을 인가받아, 제어부(180) 기타 이동 단말기(100)를 구성하는 각종 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
특히, 전원 공급부(190)는 충전이 가능하고, 이동 단말기에 내장 또는 탈부착이 가능한 배터리(190)일 수 있다. 설명의 편의를 위하여 전원 공급부(190)는 이동 단말기에 탈부착이 가능한 충전식 배터리(190)로 가정한다.
커버 부재(104)는 전원 공급부(190)를 보호하기 위한 부재로서, 도 3에 도시된 바와 같이 전원 공급부(190)와 이동 단말기(100) 외부와의 직접적인 접촉을 차단하며, 이동 단말기의 후면(100)에 마련된다.
또한, 커버 부재(104)는 상술한 바와 같이 전원 공급부(190)가 탈부착이 가능한 충전식 배터리일 경우에는, 커버 부재(104) 또한 이동 단말기(100)의 후면에 탈부착이 가능한 구조를 가질 수 있다.
그라운드(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(180)에 마련되며, 후술할 안테나들을 포함한 각종 전자부품이 연결되어 접지된다.
제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)는 단말기(100) 외부와 데이터를 송수신하기 위하여 마련된 안테나로서, 그라운드(210)와 각각 연결되어 접지된다.
또한, 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)는 무선 인터넷 모듈(113)에 사용될 수 있는데, 보다 빠른 데이터 전송속도를 실현 위하여 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)로 다중 입출력 동작을 수행하는 다중 안테나(MIMO, Multiple-Input Multiple-Output)가 사용될 수 있다.
특히, 본 발명의 일실예와 관련된 이동 단말기가 LTE(Long Term Evolution) 이동통신을 제공할 수있도록, 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)로 LTE MIMO 안테나가 사용될 수 있다. 물론, 그 외에도 WCDMA/HSDPA 대역 및 M-Wimas 대역을 지원할 수 있는 다양한 안테나가 사용될 수 있다.
또한, 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b) 간의 전자기적인 상호간섭(Mutual Coupling)을 최소화시키기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)를 제어부(180)의 상하 양단에 배치하여 서로 물리적으로 최대한 이격시킬 수 있다. 물론, 그 이외에도 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)를 다양한 위치에 배치할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 2개의 다중 안테나를 설치하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 복수의 다중 안테나를 설치하여 이용할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)는 LTE MIMO 안테나로서 제어부(180)의 상하 양단에 배치되는 것으로 가정하여 설명한다.
제 3안테나(230)는 단말기(100)의 외부와 데이터를 송수신하기 위하여 마련된 안테나로서, 도 5에 도시된 바와 같이 제 3안테나(230)의 소정의 위치에 후술할 피딩 라인(242)과 연결되는 2개의 피딩부(232)가 각각 마련된다.
또한, 제 3안테나(230)는 근거리 통신 모듈(114)에 이용될 수 있는데, 이를 위하여 고주파 대역의 근거리 무선통신(NFC; Near Field Communication)에 사용되는 NFC 안테나가 사용될 수 있다.
여기서, 일반적으로 NFC 안테나는 그 주파수가 수 MHz에 불과하여 안테나의 길이가 수십 cm에 이르므로, NFC 안테나를 이동 단말기 내부에 배치하기 위해서는 많은 내부 공간을 필요로 한다. 이에 따라 NFC 안테나는 그 필요 공간을 줄이기 위하여 루프 안테나의 형태로 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기는 제 3안테나(230)의 설치에 따른 단말기의 체적 증가를 최소화하기 위하여 커버 부재에 제 3안테나를 마련 할 수 있다. 이 경우에는 제어부를 덮고 있는 리어 커버(미도시)를 관통하여 제 3안테나(230)의 피딩 라인(242)을 제어부(180)에 직접적으로 연결할 수 있다.
바이패스 회로부(240)는 제 3안테나(230)를 제어부(180) 또는 그라운드(210)에 선택적으로 연결하기 위하여 마련되며, 피딩 라인(242), 바이패스(244) 라인 및 스위치(246)를 포함한다.
피딩 라인(242)은 제 3안테나의 피딩부(232)와 연결되어 제 3안테나(230)와 제어부(180)를 서로 연결한다. 이에 따라 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 피딩부(232)와 연결되는 2개의 피딩 라인(242)이 마련될 수 있다.
바이패스 라인(244)은 후술할 스위치(246)에 의하여 피딩 라인(242)과 선택적으로 연결됨으로써, 제 3안테나(230)와 그라운드(210)를 연결하여 제 3안테나(230)를 그라운드(210)에 접지시킨다. 이에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 피딩 라인(242)과 연결되는 2개의 바이패스 라인(244)이 형성될 수 있다.
스위치(246)는 도 4에 도시된 바와 같이 피딩 라인(242) 및 바이패스 라인(244)에 각각 연결되어, 제 3안테나(230)가 작동하지 않는 경우에 피딩 라인(242)이 바이패스 라인(244)과 연결될 수 있도록 스위칭을 수행한다.
여기서, 스위치(246)는 다이오드, 트랜지스터, MEMS 등 전류와 전압을 이용하여 스위칭 동작이 가능한 다양한 RF 스위치 소자가 이용될 수 있으며, 스위치(246)는 제어부(180)에 의하여 제어할 수 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여, 바이패스 회로부(240) 및 안테나들의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예와 관련되는 이동 단말기(100)는 고주파 대역의 근거리 무선 통신(NFC) 또는 LTE 이동 통신을 사용하기 위하여, 제 1안테나(220a), 제 2안테나(220b) 및 제 3안테나(230) 중에서 작동하고자 하는 안테나를 선택하여야 한다.(S 600)
근거리 무선통신(NFC)를 사용하는 경우에는 제 3안테나를 작동시켜야 하는데, 이때는 스위치를 제어하여 피딩 라인(242)과 제어부(180)를 연결함으로써, 제 3안테나(230)와 제어부(180)를 연결할 수 있다.
이에 따라, 제 3안테나(230)가 작동할 수 있게 되어(S 620), 이동 단말기(100)는 근거리 무선 통신(NFC)을 수행할 수 있다.(S 630)
또한, LTE 이동 통신을 사용하는 경우에는 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)를 작동시켜야 하는데, 이때는 스위치(246)를 제어하여 피딩 라인(242)과 바이패스 라인(244)을 연결함으로써, 제 3안테나(230)를 그라운드(210)와 연결하여 제 3안테나(230)를 접지시킬 수 있다.
이에 따라, 제 3안테나(230)가 그라운드(210)에 접지된 상태에서 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)가 작동가능하게 되어(S 650), 이동 단말기(100)는 LTE 대역의 LTE 이동 통신을 수행할 수 있다.(S 660)
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이 제 3안테나(230)가 스위칭에 의하여 그라운드(210)에 접지됨에 따라, 제 3안테나(230)가 그라운드(210)의 연장부위로 기능하게 되어, 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)와 그라운드(210) 간의 전기적인 길이를 공진 길이의 수배에 이르도록 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b) 사이의 전자기적인 상호간섭을 최소화할 수 있고, 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)의 격리도(Isolation) 특성을 향상시킬 수 있어, 안테나 간의 상관 계수인 ECC(Envelope Correlation Coefficient)를 0.5 미만으로 감소시킬 수 있다.
그 결과, 제 1안테나(220a) 및 제 2안테나(220b)를 함께 사용할 때의 데이터 전송속도가 하나의 안테나만을 사용할 때의 데이터 전송속도와 비교하여 이론상 2배에 이를 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기(100)는 다중 안테나의 데이터 송수신 성능을 개선하여, 본질적인 LTE 이동통신을 수행할 수 있다.
또한, 안테나 간의 전자기적인 상호 간섭이 최소화되므로, 다중 안테나를 통해 송수신 되는 데이터의 정확성이 향상되어, 보다 신뢰성 있는 LTE 이동통신을 수행할 수 있다.
본 명세서에 설명되지 않은 구성은 도 4에 도시된 CDMA main(250), BT(252) 및 GPS/CDMA BOX(254) 이다.
상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
100 : 이동 단말기 101, 102 : 케이스
104 : 커버 부재 190 : 전원 공급부
180 : 제어부
210 : 그라운드 220a : 제 1안테나
220b : 제 2안테나 230 : 제 3안테나
240 : 바이패스 회로부 242 : 피딩 라인
244 : 바이패스 라인 246 : 스위치
104 : 커버 부재 190 : 전원 공급부
180 : 제어부
210 : 그라운드 220a : 제 1안테나
220b : 제 2안테나 230 : 제 3안테나
240 : 바이패스 회로부 242 : 피딩 라인
244 : 바이패스 라인 246 : 스위치
Claims (8)
- 회로기판;
상기 회로기판에 마련되는 그라운드;
상기 그라운드와 각각 연결되며 외부와 데이터를 송수신하는 제 1안테나 및 제 2안테나;
루프안테나 형상을 가지고 상기 회로기판과 전기적으로 연결되며 상기 제 1안테나 및 상기 제 2안테나 보다 저주파수의 신호를 송수신하는 제 3안테나;
상기 제 3안테나를 상기 회로기판과 연결하는 피딩 라인;
상기 피딩 라인과 연결되어, 상기 제 3안테나를 상기 그라운드에 연결하는 바이패스 라인; 및
상기 피딩 라인 및 상기 바이패스 라인과 연결되어, 상기 제 3안테나가 작동하지 않는 경우에 상기 피딩 라인이 상기 바이패스 라인과 연결되도록 스위칭하는 스위치;
를 포함하는 이동 단말기. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1안테나 및 상기 제 2안테나는 LTE MIMO 안테나인 것을 특징으로 하는 이동 단말기. - 제 1항에 있어서,
상기 제 3안테나는 NFC안테나 인 것을 특징으로 하는 이동 단말기. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1안테나 및 상기 제2안테나가 상기 회로기판의 양단에 서로 최대한 이격되도록 각각 배치되고, 상기 제3 안테나는 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기. - 케이스;
상기 케이스 내에 배치된 제어부;
상기 제어부에 전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 전원 공급부를 보호하기 위한 커버 부재;
상기 제어부에 마련되는 그라운드;
상기 그라운드와 각각 연결되며 외부와 데이터를 송수신하는 복수의 LTE 안테나;
루프안테나 형상을 가지고 상기 제어부와 전기적으로 연결된 NFC 안테나;
상기 NFC 안테나를 상기 제어부와 연결하는 피딩 라인;
상기 피딩 라인과 연결되어, 상기 NFC 안테나를 상기 그라운드에 연결하는 바이패스 라인; 및
상기 피딩 라인 및 상기 바이패스 라인과 연결되어, 상기 NFC 안테나가 작동하지 않는 경우에 상기 피딩 라인이 상기 바이패스 라인과 연결되도록 스위칭하는 스위치;
를 포함하는 이동 단말기. - 삭제
- 제 6항에 있어서,
상기 NFC 안테나 는 상기 커버 부재에 마련되고 상기 케이스를 관통하여 상기 안테나와 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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2011
- 2011-10-17 KR KR1020110105981A patent/KR101837484B1/ko active IP Right Grant
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Publication number | Publication date |
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KR20130041610A (ko) | 2013-04-25 |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |