KR20020042375A - A handheld phone for decreasing the harmful electromagnetic wave and improving the antenna efficiency - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 무선통신 단말기 및 안테나에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 안테나로부터 복사되는 전자파에 의해 사용자의 머리 부분에서 발생하는 인체 유해 현상을 최소화함과 동시에 안테나의 복사 효율을 향상시킨 휴대 단말기 및 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to various wireless communication terminals and antennas, and more particularly, to a portable terminal for minimizing harmful effects to a human body caused by electromagnetic waves radiated from an antenna and improving the radiation efficiency of the antenna; Relates to an antenna.
일반적으로 종래 기술에 따른 단말기는 수화기측 상단에 설치된 안테나가 사용자의 머리에 의해 전파 복사에 방해를 받을 뿐만 아니라, 전자파의 발생원인 안테나가 인체의 머리 부분과 가깝게 위치함으로써 유해 가능성을 내포하고 있으며 사용자의 머리에 의한 복사 전력의 흡수 현상은 안테나의 복사 신호 강도를 감소시킨다고 하는 문제점이 있었다.In general, the terminal according to the prior art is not only the antenna installed on the top of the receiver side is interfered with the radio wave radiation by the user's head, but also contains the possibility of harmfulness because the antenna, which is the source of electromagnetic waves, is located close to the head of the human body. Absorption of the radiated power by the head of the antenna has a problem of reducing the radiated signal strength of the antenna.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안테나가 단말기의 상단 중앙에 위치하도록 함으로써 사용자의 머리에 흡수되는 불요 복사 전력을 최소화함과 동시에 안테나의 복사 효율을 향상시키며, 또한 단말기의 외부 소정 위치에 외부 액정창을 별도로 구비함으로써 수신 대기상태에서도 단말기의 상태를 확인할 수 있는 효과를 가진다.The present invention to minimize the unnecessary radiant power absorbed by the user's head by locating the antenna in the center of the top of the terminal to solve the above problems, and improve the radiation efficiency of the antenna, and also in a predetermined position outside the terminal The external liquid crystal window is provided separately to check the state of the terminal even in a reception standby state.
Description
본 발명은 각종 무선통신 단말기 및 안테나에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게 안테나로부터 복사되는 전자파에 의해 사용자의 머리 부분에서 발생하는 인체 유해 현상을 최소화함과 동시에 안테나의 복사 효율을 향상시킨 휴대 단말기 및 안테나에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to various wireless communication terminals and antennas, and more particularly, to a portable terminal and an antenna which minimizes harmful effects to a human body caused by electromagnetic waves radiated from an antenna and improves the radiation efficiency of the antenna. It is about.
종래 기술에 있어서는 일반적으로 단말기의 상부 일단에 안테나가 설치되어 사용자의 머리에 의한 차폐 효과(screen effect)에 의해 통화시 환경 변화가 매우 심할 뿐만 아니라, 또한 전자파의 발생원인 안테나가 특별한 보호 수단 없이 인체, 특히 두뇌부에 매우 가깝게 위치함으로써 이와같은 휴대용 전화기로부터의 근계(near field) 복사로 인해 인체에 유해하다고 하는 문제점이 있었다.In the prior art, the antenna is generally installed at the upper end of the terminal, and the environmental effect during the call is very severe due to the screen effect of the user's head. In particular, since it is located very close to the brain, there is a problem that it is harmful to the human body due to near field radiation from such a mobile phone.
또한, 특히 폴더(folder)형 단말기의 경우 수신대기 상태에서는 단말기의 상태를 표시하는 액정창이 닫혀 보이지 않게 되므로 사용자가 단말기의 제(諸)정보를 보기 위해서는 폴더를 열어서 확인을 해야만 하는 번거로움이 있었다.In addition, especially in the case of a folder-type terminal, the LCD panel displaying the terminal state is not closed in the reception standby state, so that the user has to open and check the folder to see the information of the terminal. .
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안테나가 단말기의 상단 중앙에 위치하도록 함으로써 사용자의 머리에 흡수되는 불요 복사 전력을 최소화함과 동시에 안테나의 복사 효율을 향상시키며, 또한 단말기의 외부 소정 위치에 외부 액정창을 별도로 구비함으로써 수신 대기상태에서도 단말기의 상태를 확인할 수 있는 유해 전자파 감소 및 안테나 효율 개선을 위한 휴대전화기의 안테나를 제공함을 그 기술적 과제로 한다.The present invention is to minimize the unnecessary radiant power absorbed by the user's head by the antenna is located in the center of the top of the terminal to solve the problems of the prior art as well as to improve the radiation efficiency of the antenna, the outside of the terminal It is a technical problem of the present invention to provide an antenna of a mobile phone for reducing harmful electromagnetic waves and improving antenna efficiency, which can check a state of a terminal even in a standby state by separately providing an external liquid crystal window at a predetermined position.
도 1a는 종래 기술에 따른 바(bar)형 휴대용 전화기의 외관 사시도.Figure 1a is a perspective view of the appearance of a bar portable telephone according to the prior art.
도 1b는 종래 기술에 따른 플립(flip)형 휴대용 전화기의 외관 사시도1B is an external perspective view of a flip type portable telephone according to the prior art
도 1c는 종래 기술에 따른 폴더(folder)형 휴대용 전화기의 외관 사시도.1C is an external perspective view of a folder type portable telephone according to the prior art.
도 2a는 본 발명에 따른 유해 전자파 감소 및 안테나 효율 개선을 위한 휴대전화기의 일실시예의 접은 상태를 나타내는 외관 사시도.Figure 2a is an external perspective view showing a folded state of an embodiment of a mobile phone for reducing harmful electromagnetic waves and improving antenna efficiency according to the present invention.
도 2b는 도 2a의 펼친 상태를 나타내는 외관 사시도.FIG. 2B is an external perspective view of the expanded state of FIG. 2A; FIG.
도 3a는 본 발명에 따른 유해 전자파 감소 및 안테나 효율 개선을 위한 휴대전화기의 다른 실시예의 접은 상태를 나타내는 외관 사시도.Figure 3a is a perspective view showing a folded state of another embodiment of a mobile phone for reducing harmful electromagnetic waves and improving antenna efficiency according to the present invention.
도 3b는 도 3a의 펼친 상태를 나타내는 외관 사시도.FIG. 3B is an external perspective view of the expanded state of FIG. 3A; FIG.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
11, 21, 31. 단말기 본체 12, 22, 32. 안테나11, 21, 31.Terminal main body 12, 22, 32. Antenna
13. 액정창 14, 24, 34. 키패드13. LCD screen 14, 24, 34. Keypad
15. 플립 개폐기 16, 25, 35. 폴더 개폐기15. Flip switch 16, 25, 35. Folder switch
23, 33. 내부 액정창 26, 36. 외부 액정창23, 33. Internal liquid crystal window 26, 36. External liquid crystal window
본 발명에 따른 유해 전자파 감소 및 안테나 효율 개선을 위한 휴대전화기의 안테나는 휴대형 전화기 본체; 상기 본체의 전면 상부에 구비되어 통화정보 등을 표시하는 내부 액정창; 상기 본체의 전면 하부에 구비되는 키패드; 상기 본체에 힌지 결합되는 폴더; 상기 폴더의 외부 소정 위치에 구비되는 외부 액정창; 및 상기 본체의 상단 중앙에 구비되는 안테나를 포함한다.An antenna of a cellular phone for reducing harmful electromagnetic waves and improving antenna efficiency according to the present invention includes a portable telephone body; An internal liquid crystal window provided on the front of the main body to display call information and the like; A keypad provided at the lower front side of the main body; A folder hinged to the main body; An external liquid crystal window provided at an external predetermined position of the folder; And an antenna provided at the top center of the main body.
종래 기술에 따른 무선 전화기의 안테나들은 사용자의 머리에 가깝게 위치하기 때문에 근계 결합에 의해 안테나에서 복사된 전력의 일부가 머리에 흡수되며, 이 흡수되는 전력의 분포량을 측정하기 위해 전자계 모델화 기법이 도입되어 무선 전화기 사용자에게 흡수된 복사 에너지의 양을 측정하는 전자계 계산 및 실측 실험이 실시되었다.Since the antennas of the cordless telephone according to the prior art are located close to the user's head, a part of the power radiated from the antenna is absorbed by the near field coupling to the head, and an electromagnetic field modeling technique is introduced to measure the distribution of the absorbed power. Field calculations and actual experiments were conducted to measure the amount of radiant energy absorbed by cordless telephone users.
사용자의 머리에 의한 복사 전력의 흡수 현상은 안테나의 복사 신호 강도를 감소시키는 요인이 되며 이는 자유 공간에서의 복사 전력과 동일한 신호 강도를 생성하기 위해서는 더 높은 전력 레벨이 필요하다는 것을 의미한다. 따라서 사용자의 머리에 의해 흡수되는 전력을 최소화하는 것은 복사 효율을 높일 수 있는 하나의 수단임과 동시에 현재 이동 무선 전화에 있어서 논쟁의 대상인 유해 가능성 있는 전자파를 감소시키는 효과를 거둘 수 있다.Absorption of the radiated power by the user's head is a factor in reducing the radiated signal strength of the antenna, which means that a higher power level is required to generate the same signal strength as that in free space. Therefore, minimizing the power absorbed by the user's head is a means to increase the radiation efficiency and at the same time can reduce the potential harmful electromagnetic waves in the mobile radiotelephone.
일반적으로 휴대용 전화기로부터의 전자파에 의한 시용자 머리에서의 생물학적 영향, 즉 전자계 분포에 관한 해석에 접근하기 위해서는 우선 이 분포량이 정량화되어야 한다. 이를 위해서는 머리에 흡수된 전력분포 뿐만 아니라 안테나에 의해 사용자의 얼굴쪽에 발생된 복사계도 인체와 휴대용 전화기 안테나에 대한 전자계 모델을 사용하여 계산될 수 있는데 이들 모델은 사용자 머리 주위의 전자계를 예측하는데 있어서 중요한 역할을 한다. 이 전자계는 무한차분 시간영역(FDTD;Finite-Difference Time-Domain) 알고리즘에 의해 사용자 머리에서의 맥스웰(Maxwell) 방정식을 풀이함으로써 해석될 수 있다. 이 방법은 장시간의 계산과 많은 메모리가 요구된다는 단점이 있으나 무선 전화기 안테나와 같은 미소 신호원에 대해서 사용자의 머리에서 나타나는 매우 복잡한 전자계를 계산하기에 적합한 방법이다.In general, in order to approach the interpretation of the biological effect on the user's head, ie the electromagnetic field distribution, by electromagnetic waves from a mobile phone, this distribution must first be quantified. To this end, not only the power distribution absorbed by the head, but also the radiometer generated on the face of the user by the antenna can be calculated using the electromagnetic models of the human body and the mobile phone antenna, which are important for predicting the electromagnetic field around the user's head. Play a role. This field can be solved by solving the Maxwell equation in the user's head by means of a finite-difference time-domain (FDTD) algorithm. This method has the disadvantage of requiring a long time calculation and a lot of memory, but is suitable for calculating a very complicated electric field appearing in the user's head for a micro signal source such as a cordless telephone antenna.
인간의 두뇌 조직은 백색 및 회색 뇌질, 근육, 대뇌 척수 유체(CSF;Cerebral Spinal Fluid), 지방, 그리고 뼈 등과 같은 다양한 물질로 이루어진 비균등질이며 각 조직 형태는 전자계 파형과의 상호 작용을 결정하는 서로 다른 전기적 특성들을 가진다. 무한차분 시간영역 알고리즘에 의한 계산으로부터 얻어진 파라미터들은 안테나에 있어서는 안테나의 입력 임피던스, 안테나 도체상의 전류 분포, 복사 패턴 및 복사 전력 등이고, 인체에 있어서는 머리에 흡수된 전체 전력과 머리에서의 전력 분포 등이며 이들 결과를 근거로 휴대용 전화기 및 안테나의 설계를 최적화하는데 사용되어 흡수 전력을 감소시킴으로써 복사 효율이 증가될 수 있다. 시뮬레이션을 통해 알려진 바에 따르면 머리에서의 전자계 분포는 매우 비균일하고 전자계 레벨의 최대값은 머리의 표면에 분포하며, 이 경우에 있어서 안테나 전력의 약 16%가 머리에 의해 흡수되는데 이 흡수치는 전화기 안테나의 위치에 매우 민감하여 전화기가 사용자의 귀에 밀착되도록 위치하였을 때가 최악의 경우로서 머리에 의한 전력의 흡수치가 40%에 이르기도 한다.Human brain tissue is an inhomogeneous substance composed of various substances such as white and gray cerebral cortex, muscle, cerebral spinal fluid (CSF), fat, and bone, and each tissue type determines the interaction with the electromagnetic waveform. Have different electrical characteristics. The parameters obtained from the calculation by the infinite difference time domain algorithm are the input impedance of the antenna, the current distribution on the antenna conductor, the radiation pattern and the radiation power in the antenna, and the total power absorbed in the head and the power distribution in the head in the human body. Based on these results, radiation efficiency can be increased by reducing the absorbed power used to optimize the design of portable telephones and antennas. Simulations have shown that the field distribution in the head is very non-uniform and the maximum value of the field level is distributed over the surface of the head, in which case about 16% of the antenna power is absorbed by the head, which absorbs the telephone antenna. It is very sensitive to the position of, so when the phone is placed close to the user's ear, the worst case is the absorption of power by the head reaches 40%.
이하 첨부하는 도면에 따라 본 발명에 따른 유해 전자파 감소 및 안테나 효율 개선을 위한 휴대전화기의 각부 특성 및 동작원리를 상세히 설명한다. 도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 휴대용 전화기들의 외관 사시도로써, 각각 도 1a는 바(bar)형 휴대용 전화기, 도 1b는 플립(flip)형 휴대용 전화기, 도 1c는 폴더(folder)형 휴대용 전화기를 나타낸다.Hereinafter, the characteristics and operation principles of each part of a mobile phone for reducing harmful electromagnetic waves and improving antenna efficiency according to the present invention will be described in detail. 1A to 1C are perspective views of portable telephones according to the prior art, in which FIG. 1A is a bar portable telephone, FIG. 1B is a flip portable telephone, and FIG. 1C is a folding portable telephone. Indicates.
도 1a는 단말기 본체(11)의 전면 상부에 액정창(13)과, 하부에 키패드(14)가 구비되어 있고, 상기 단말기 본체의 상단 일측에는 안테나(12)가 장착된 구조이며, 도 1b는 상기 도 1a의 구조에 키패드(14)를 보호하기 위한 플립 개폐기(15)가 부가된 것이다. 이와는 달리 도 1c는 휴대용 전화기를 반으로 접은 것과 같은 형태로써 부가적으로 구비된 폴더 개폐기(16)에 의해 키패드(14)와 액정창(13)이 보호된다. 상기와 같은 종래 기술들은 전술한 바와 같이 안테나(12)가 단말기 본체(11)의 상단 일측에 장착되어 있으므로 통화시 사용자의 두부(頭部)에 근접하게 됨으로써 전자파로부터 영향을 받는다고 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 도 1c에 도시된 폴더형 휴대용 전화기의 경우에는 통화대기시와 같이 폴더 개폐기(16)가 닫힌 상태에서는 액정창(13)이 보이지 않게 되므로 단말기의 제(諸) 정보를 보기 위해서는 상기 폴더 개폐기를 개방해야만 하는 또다른 문제점이 있었다.FIG. 1A illustrates a structure in which a liquid crystal window 13 and a keypad 14 are provided on an upper surface of a front surface of the terminal body 11, and an antenna 12 is mounted on one side of the upper end of the terminal body. The flip switch 15 for protecting the keypad 14 is added to the structure of FIG. 1A. On the contrary, in FIG. 1C, the keypad 14 and the liquid crystal window 13 are protected by an additionally provided folder switch 16 in the form of folding a portable telephone in half. As described above, since the antenna 12 is mounted on one side of the upper end of the terminal main body 11 as described above, there is a problem in that it is affected by electromagnetic waves by approaching the head of the user during a call. In addition, in the case of the folding portable phone shown in FIG. 1C, the liquid crystal window 13 is not visible when the folder switch 16 is closed, such as during a call waiting. There was another problem of having to open the switchgear.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안테나가 단말기의 상단 중앙에 위치하도록 함으로써 사용자의 머리에 흡수되는 불요 복사 전력을 최소화함과 동시에 안테나의 복사 효율을 향상시키며, 또한 단말기의 외부 소정 위치에 외부 액정창을 별도로 구비함으로써 수신 대기상태에서도 단말기의 상태를 확인할 수 있도록 한 것이다.The present invention is to minimize the unnecessary radiant power absorbed by the user's head by the antenna is located in the center of the top of the terminal to solve the problems of the prior art as well as to improve the radiation efficiency of the antenna, the outside of the terminal The external liquid crystal window is provided at a predetermined position so that the state of the terminal can be checked even in a reception standby state.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 유해 전자파 감소 및 안테나 효율 개선을 위한 휴대전화기의 일실시예의 접은 상태를 나타내는 외관 사시도와 펼친 상태를 나타내는 외관 사시도로써, 안테나로부터의 전자파의 영향을 최소화하기 위해 단말기 본체(21)의 상단 중앙에 안테나(22)가 장착되어 있으며, 접힌 상태에서도 단말기의 제(諸) 정보를 표시할 수 있도록 폴더 개폐기(25)의 외부에는 외부 액정창(26)이 구비되어 있다.2A and 2B are external perspective views showing a folded state and an expanded perspective view of an embodiment of a mobile phone for reducing harmful electromagnetic waves and improving antenna efficiency according to the present invention, in order to minimize the influence of electromagnetic waves from the antenna. An antenna 22 is mounted at the top center of the terminal body 21, and an external liquid crystal window 26 is provided on the outside of the folder switch 25 so that the information of the terminal can be displayed even when folded. have.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 유해 전자파 감소 및 안테나 효율 개선을 위한 휴대전화기의 다른 실시예의 접은 상태를 나타내는 외관 사시도와 펼친 상태를 나타내는 외관 사시도로써, 안테나로부터의 전자파의 영향을 최소화하기 위해 단말기 본체(31)의 상단 중앙에 안테나(32)가 장착되되 인체로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 장착되어 있다.3A and 3B are external perspective views showing a folded state and an expanded perspective view of another embodiment of a mobile phone for reducing harmful electromagnetic waves and improving antenna efficiency according to the present invention, in order to minimize the influence of electromagnetic waves from the antenna. The antenna 32 is mounted at the center of the upper end of the terminal body 31, but is inclined in a direction away from the human body.
따라서, 본 발명에 따른 유해 전자파 감소 및 안테나 효율 개선을 위한 휴대전화기는 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안테나가 단말기의 상단 중앙에 위치하도록 함으로써 사용자의 머리에 흡수되는 불요 복사 전력을 최소화함과 동시에 안테나의 복사 효율을 향상시키며, 또한 단말기의 외부 소정 위치에 외부 액정창을 별도로 구비함으로써 수신 대기상태에서도 단말기의 상태를 확인할 수 있는 효과를 가진다.Accordingly, the mobile phone for reducing harmful electromagnetic waves and improving the antenna efficiency according to the present invention minimizes unnecessary radiant power absorbed by the user's head by placing the antenna at the top center of the terminal in order to solve the problems of the prior art. At the same time, the radiation efficiency of the antenna is improved, and an external liquid crystal window is separately provided at a predetermined external location of the terminal to check the state of the terminal even in a standby state.
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Legal Events
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20020625 Patent event code: PE09021S01D |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20030118 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20030324 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20030118 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I Patent event date: 20020625 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |