JP6347570B2 - 携帯端末機のアンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末機のアンテナ装置に関し、より詳細には、携帯端末機に具備される少なくとも一つ以上の金属部材を用いてアンテナ性能を確保できるアンテナ装置に関する。

現在、電子通信産業の発展によって移動通信端末機（セルラーフォン）、電子手帳、個人用複合端末などの携帯端末機は、現代社会の必需品になると共に、急変する情報を伝達する重要な手段になっている。

このような状況で、携帯端末機は、次第に機能が付加され、その大きさは軽薄短小化している。このように、携帯端末機が軽薄短小化している状況では、限られた空間に複数の構成要素を実装することがより難しくなってきている。周知のように、携帯端末機は、通話、インターネットなどの通信サービスのためのアンテナを具備する。一般的に、アンテナは大きいほど性能が優れている。しかし、限られた空間で所望の性能のアンテナを具現することは困難になってきている。更に、小型化された端末機を補強するか、又は外観を綺麗にするために金属部材の使用が増えており、このような金属部材はアンテナの性能を劣化させる要因になっている。

韓国特許出願公開第１０−２００６−００７３７６７号明細書

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、携帯端末機を小型化すると共にアンテナ性能を確保できるアンテナ装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、携帯端末機に該当用途のために具備される少なくとも一つ以上の金属部材を用いてアンテナ性能を確保できるアンテナ装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、携帯端末機に具備される少なくとも一つ以上の金属部材に形成されるか、又はこれらの組み合わせで形成されるスロット部を用いて放射するアンテナ装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による携帯端末機のアンテナ装置は、給電のための給電部が構成されたメインボードと、少なくとも一つ以上の金属部材に形成されるか、又は金属部材の組み合わせで形成されるスロット部と、前記給電部から給電されて第１周波数及び該第１周波数を逓倍した周波数の電波を放射するとともに前記スロット部と電磁気的にカップリングされる給電アンテナ部材と、を備え、前記スロット部は、前記給電アンテナ部材と電磁気的にカップリングされて第２周波数及び該第２周波数を逓倍した周波数の電波を放射することを特徴とする。

前記スロット部は、前記メインボードの接地面に形成されるか、又は前記メインボードの接地面と少なくとも一つ以上の金属部材とを組み合わせて形成され得る。
前記スロット部は、携帯端末機の外観を形成する金属性ケースフレームに形成されるか、又は前記外観を形成する金属性ケースフレームと少なくとも一つ以上の金属部材とを組み合わせて形成され得る。
前記スロット部は、前記メインボードと連結される当該ユニットを支持又は補強する金属構造物に形成されるか、又は前記金属構造物と少なくとも一つ以上の金属部材とを組み合わせて形成され得る。
前記スロット部は、円形又は多角形であり得、エルボ形であり得る。
前記スロット部は、誘電体又は磁性体で充填され得る。
前記スロット部は、前記携帯端末機を掴むユーザの手が放射を妨害しない位置に対応する前記携帯端末機の上部、下部、側部のうちの少なくともいずれか一方に構成され得る。
前記給電アンテナ部材は、前記スロット部内に置かれるか、又は前記スロット部の外に置かれる。
前記給電アンテナ部材は、前記スロット部の溝に沿う形状である。
前記給電アンテナ部材は、一端が前記給電部と電気的に連結され、他端が前記接地面と電気的に連結され得る。
前記給電アンテナ部材は、二つの金属部材の間に介在し得る。
前記給電アンテナ部材は、モノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）アンテナ又はループ（ｌｏｏｐ）アンテナとして作動し得る。
前記給電アンテナ部材は、前記スロット部と調和（マッチング）して、前記アンテナ装置の共振周波数幅を前記給電アンテナ部材のみの共振周波数幅よりも拡大する。
前記アンテナ装置は、少なくとも一つ以上の共振周波数を形成する。
前記アンテナ装置は、９００ＭＨｚ〜２１００ＭＨｚの間の少なくとも一つ以上の周波数で共振する。

本発明の携帯端末機のアンテナ装置によれば、従来携帯端末機でアンテナ性能を劣化させていた金属部材を、アンテナ性能を確保できる対象として利用することができる。

本発明の一実施形態による携帯端末機の斜視図である。 本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。 本発明の第３実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。 本発明の第４実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。 本発明の第５実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ装置で様々な位置に構成できるスロット部を示す図である。 携帯端末機に構成された本発明の一実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。 携帯端末機に構成された本発明の他の実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。 携帯端末機に構成された本発明の更に他の実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。 図１０のアンテナ装置を具備した携帯端末機の構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナ装置の放射特性を示す図である。 図１０によるアンテナ装置の共振特性を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。以下で本発明を説明するに当たって、関連する公知機能或いは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にするおそれがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これはユーザ、運用者の意図又は慣例などに応じて異なることがある。従って、その定義は本明細書全般に亘る内容に基づいて定めなければならない。

本発明は、端末機に該当用途のために具備される少なくとも一つ以上の金属部材を用いてアンテナ性能を確保できるアンテナ装置に関する。本発明は、端末機に具備された金属部材がアンテナ性能を劣化させることなく、むしろアンテナ性能を高められる要素として具現される。本発明のアンテナ装置は、端末機に具備される少なくとも一つ以上の金属部材に形成されるか、又はこれらの組み合わせで形成されるスロット部を用いて放射する。

図１は、本発明の一実施形態による携帯端末機の斜視図である。

図１に示すように、携帯端末機１０は、外観を形成するケースフレーム１１と、ケースフレーム１１に具備される下記構成要素を含む。携帯端末機１０は、公知のディスプレイ１２、スピーカ１３、マイクロホン１４、及びキーボタン１５を具備する。

一方、携帯端末機１０は、通信のための内蔵型アンテナ装置を含み、次の構成を有する。本発明によるアンテナ装置は、端末機に具備される少なくとも一つ以上の金属部材に形成されるか、又はこれらの組み合わせで形成されるスロット部（ｓｌｏｔ ｐａｒｔ）に直接的に給電するか、又は間接的に給電して放射させ得る。金属部材は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、ディスプレイユニットなどを補強する金属板、バッテリを支持する金属構造物、端末機の外観を綺麗にする金属性ケースフレームなどで構成することができる。

本発明のアンテナ装置は、スロット部に電磁気的にカップリング、即ち間接的に給電する。アンテナ装置は、給電のための給電部が構成されたメインボードと、スロットの内部又は外部に置かれてメインボードの給電部と電気的に連結される給電アンテナ部材と、を含む。給電アンテナ部材は給電部から給電されて放射し、スロット部は給電アンテナ部材の放射によって電磁気的にカップリングされて放射する。スロット部は円形、多角形、エルボ形状を有することができる。特に、スロット部は放射性向上のために誘電体又は磁性体で充填され得る。給電アンテナ部材はモノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）アンテナ型、ループ（ｌｏｏｐ）アンテナ型などであり得る。

図２は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。

図２に示すように、本実施形態によるアンテナ装置２００は、スロット部２１２を形成するスロットアンテナ部材２１０と、スロット部２１２内に置かれる給電アンテナ部材２２０と、給電アンテナ部材２２０に給電するための給電部２１３と、を含む。給電アンテナ部材２２０は給電部２１３から給電されて放射し、スロットアンテナ部材２１０のスロット部２１２は給電アンテナ部材２２０と電磁気的にカップリングされて放射する。図示するように、スロット部２１２は細長い溝の形状を有し、給電アンテナ部材２２０はスロット部２１２の溝に沿って置かれた形状である。電磁気的にカップリングされる量は給電アンテナ部材２２０の形状又は大きさとスロット部２１２との離隔距離などによって決められ、これによりアンテナマッチングが決定される。

スロットアンテナ部材２１０は、一つの金属部材であるか、又は複数の金属部材を組み合わせたものを含む。従って、スロット部２１２は、一つの金属部材に形成されたものであるか、又は複数の金属部材を組み合わせて形成されたものである。金属部材は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、ディスプレイユニットなどを補強する金属板、バッテリを支持する金属構造物、端末機の外観を綺麗にする金属性ケースフレームなどで構成することができる。一例として、スロット部２１２は、ＰＣＢの接地面とＰＣＢと電気的に連結されるディスプレイユニットなどを支持及び補強する板を組み合わせて形成され得る。

給電部２１３は、携帯端末機のメインボード又はＰＣＢに構成され、給電アンテナ部材２２０とコネクタ手段２１４を介して電気的に連結される。メインボードは、基本回路と部品を収容する基板であり、端末機の実行環境を設定してその情報を維持し、携帯端末機を安定して駆動させ、携帯端末機の全ての装置のデータの入出力交換を円滑にする部分である。

スロットアンテナ部材２１０はメインボードであり得る。一般に、メインボードは、ノイズ（ｎｏｉｓｅ）などの有害要素を低減するための接地面（ｇｒｏｕｎｄ）を構成し、接地面にスロット部２１２を構成することができる。この時、給電アンテナ部材２２０はループアンテナ型であり得る。即ち、給電アンテナ部材２２０は、一端が給電部２１３と電気的に連結され、他端が接地面と電気的に連結されるループアンテナとして作動し得る。

図３は、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。

図３に示すように、本実施形態によるアンテナ装置３００は、スロット部３１２を形成するスロットアンテナ部材３１０と、スロット部３１２の外に置かれる給電アンテナ部材３２０と、給電アンテナ部材３２０に給電するための給電部３１３と、を含む。給電アンテナ部材３２０は給電部３１３から給電されて放射し、スロットアンテナ部材３１０のスロット部３１２は給電アンテナ部材３２０と電磁気的にカップリングされて放射する。

特に、給電アンテナ部材３２０は、スロットアンテナ部材３１０から離隔しながらスロット部３１２の溝に沿って置かれる形状を有する。

スロット部３１２及びこれに関する内容は、図２を参照して上述したので省略する。

図４は、本発明の第３実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。

図４に示すように、本実施形態によるアンテナ装置４００は、スロット部４１２を形成するスロットアンテナ部材４１０と、スロット部４１２の外に置かれる給電アンテナ部材４２０と、給電アンテナ部材４２０に給電するための給電部４１３と、を含む。給電アンテナ部材４２０は給電部４１３から給電されて放射し、スロットアンテナ部材４１０のスロット部４１２は給電アンテナ部材４２０と電磁気的にカップリングされて放射する。

特に、アンテナ装置４００は、スロットアンテナ部材４１０及び給電アンテナ部材４２０を囲みながら互いに絶縁された金属性の外観部材４３０を更に含む。給電アンテナ部材４２０は、スロットアンテナ部材４１０と外観部材４３０との間に介在し、スロット部４１２の溝に沿って置かれる形状を有する。

スロット部４１２及びこれに関する内容は、図２を参照して上述したので省略する。

図５は、本発明の第４実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。

図５に示すように、本実施形態によるアンテナ装置５００は、図２と同じようにスロットアンテナ部材５１０と、給電アンテナ部材５２０と、給電部５１３と、を含む。但し、スロットアンテナ部材５１０のスロット部５１２はジグザグ形状を有し、給電アンテナ部材５２０はスロット部５１２の溝に沿って置かれた形状である。

図６は、本発明の第５実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。

図６に示すように、本実施形態によるアンテナ装置６００は、図３と同じようにスロットアンテナ部材６１０と、給電アンテナ部材６２０と、給電部６１３と、を含む。但し、スロットアンテナ部材６１０のスロット部６１２はジグザグ形状を有し、給電アンテナ部材６２０はスロットアンテナ部材６１０から離隔しながらスロット部６１２の溝を覆う形状である。

図７は、本発明の一実施形態によるアンテナ装置で様々な位置に構成できるスロット部を示す図である。

図７に示すように、携帯端末機に具備される一つの金属部材又は複数の金属部材を組み合わせて形成されるスロット部は、端末機の上部、下部、側部に構成することができる。特に、携帯端末機を掴むユーザの手が放射を妨害しない位置にスロット部を構成することが望ましい。

図８は、携帯端末機に構成された本発明の一実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。

図８に示すように、本実施形態によるアンテナ装置８００は、外観を形成する金属性ケースフレーム８１０−１、ケースフレーム８１０−１と組み合わせてスロット部８１２を形成する金属部材８１０−２、スロット部８１２内に置かれる給電アンテナ部材８２０、及び給電アンテナ部材８２０に給電するための給電部８１３を含む。給電アンテナ部材８２０は給電部８１３から給電されて放射し、スロット部８１２は給電アンテナ部材８２０と電磁気的にカップリングされて放射する。図示するように、スロット部８１２は細長い溝の形状を有し、給電アンテナ部材８２０はスロット部８１２の溝に沿って置かれた形状である。

金属部材８１０−２は、携帯端末機のメインボード又はディスプレイユニットなどを補強する金属板、バッテリを支持する金属構造物などで構成することができる。メインボードは、携帯端末機の動作全般のために必須のものであり、給電部８１３が構成される。

図９は、携帯端末機に構成された本発明の他の実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。

図９に示すように、本実施形態によるアンテナ装置９００は、スロット部９１２を構成するスロットアンテナ部材９１０と、スロット部９１２の外に置かれる給電アンテナ部材９２０と、給電アンテナ部材９２０に給電するための給電部９１３と、を含む。給電アンテナ部材９２０は給電部９１３から給電されて放射し、スロットアンテナ部材９１０のスロット部９１２は給電アンテナ部材９２０と電磁気的にカップリングされて放射する。

特に、アンテナ装置９００は、スロットアンテナ部材９１０及び給電アンテナ部材９２０を囲みながら外観を形成する金属性のケースフレーム９３０を更に含む。ケースフレーム９３０は、スロットアンテナ部材９１０及び給電アンテナ部材９２０を外部から保護し、アンテナ装置の性能が外部要因（例えば、ユーザの手）によって劣化することを防ぐ。ケースフレーム９３０は、スロットアンテナ部材９１０及び給電アンテナ部材９２０と絶縁される。給電アンテナ部材９２０は、スロットアンテナ部材９１０とケースフレーム９３０との間に介在し、スロット部９１２の溝に沿って置かれる形状を有する。

スロットアンテナ部材９１０は、携帯端末機のメインボード又はディスプレイユニットなどを補強する金属板で構成することができる。メインボードは、携帯端末機の動作全般のために必須のものであり、給電部９１３が構成される。

図１０は、携帯端末機に構成された本発明の更に他の実施形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。

図１０に示すように、本実施形態によるアンテナ装置１０００は、第１金属部材１０１０−１、第１金属部材１０１０−１と組み合わせてスロット部１０１２を形成する第２金属部材１０１０−２、スロット部１０１２の外に置かれる給電アンテナ部材１０２０、及び給電アンテナ部材１０２０に給電するための給電部１０１３を含む。給電アンテナ部材１０２０は給電部１０１３から給電されて放射し、スロット部１０１２は給電アンテナ部材１０２０と電磁気的にカップリングされて放射する。図示するように、スロット部１０１２は細長い溝の形状を有し、給電アンテナ部材１０２０はスロット部１０１２の溝に沿って置かれた形状である。

第２金属部材１０１０−２は、携帯端末機のメインボード又はディスプレイユニットなどを補強する金属板で構成することができる。第１金属部材１０１０−１は、第２金属部材１０１０−２を囲む形で、第２金属部材１０１０−２を支持する。メインボードは、携帯端末機の動作全般のために必須のものであり、給電部１０１３が構成される。

アンテナ装置１０００は、第１金属部材１０１０−１及び給電アンテナ部材１０２０を囲みながら携帯端末機の外観を形成する金属性ケースフレーム１０３０を更に含む。ケースフレーム１０３０は、第１金属部材１０１０−１及び給電アンテナ部材１０２０と絶縁される。ケースフレーム９３０は、第１金属部材１０１０−１、第２金属部材１０１０−２、及び給電アンテナ部材１０２０を外部から保護し、アンテナ装置の性能が外部要因（例えば、ユーザの手）によって劣化することを防ぐ。給電アンテナ部材１０２０は、第１金属部材１０１０−１とケースフレーム１０３０との間に介在し、スロット部１０１２の溝に沿って置かれる形状を有する。

図１１は、図１０のアンテナ装置を具備した携帯端末機の構成を示す図である。

図１１に示すように、携帯端末機１０は、アンテナ装置１０００の上部を覆う金属性又は非金属性の蓋１０３１と、アンテナ装置１０００の下部を覆うディスプレイユニット１０４０を含む。上述したように、ディスプレイユニット１０４０を補強する金属板をアンテナ装置１０００に含むことができ、この金属板にスロット部１０１２を形成することもできる。

図１２は、本発明の一実施形態によるアンテナ装置の放射特性を示す図である。

図１２（Ａ）を参照すると、給電アンテナ部材と電磁気的にカップリングされるスロット部は、低周波数ｆ_１とこれに対して逓倍された高周波数ｆ_１’で共振する。また、本発明によってスロット部内又は外に構成される給電アンテナ部材は、低周波数ｆ_２とこれに対して逓倍された高周波数ｆ_２’で共振する。図１２（Ｂ）を参照すると、スロット部と給電アンテナ部材は調和し、多帯域及び広帯域の共振特性を具現できる。

図１３は、図１０によるアンテナ装置の共振特性を示す図である。

図１３（Ａ）を参照すると、本実施形態によるアンテナ装置１０００は、多帯域及び広帯域の共振特性を具現できる。即ち、アンテナ装置１０００は、トリプルバンド又はクォーターバンドのための携帯端末機に適用され得る。一例として、本実施形態によるアンテナ装置１０００は、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ、１９００ＭＨｚ、２１００ＭＨｚの周波数に亘る帯域で電波を送受信できる。更に、図１３（Ｂ）を参照すると、この帯域でのアンテナ性能が３０％以上確保できることがわかる。

結論として、本発明は、携帯端末機でアンテナ性能を劣化させていた金属部材を、アンテナ性能を確保できる対象として利用することができる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

１０ 携帯端末機
１１、８１０−１、９３０、１０３０ ケースフレーム
１２ ディスプレイ
１３ スピーカ
１４ マイクロホン
１５ キーボタン
２００、３００、４００、５００、６００、８００、９００、１０００ アンテナ装置
２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、９１０ スロットアンテナ部材
２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、８１２、９１２、１０１２ スロット部
２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、８１３、９１３、１０１３ 給電部
２１４、３１４、４１４、５１４、６１４ コネクタ手段
２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、８２０、９２０、１０２０ 給電アンテナ部材
４３０ 外観部材
８１０−２ 金属部材
１０１０−１ 第１金属部材
１０１０−２ 第２金属部材
１０３１ 蓋
１０４０ ディスプレイユニット

Claims (8)

1. 携帯端末機のアンテナ装置であって、
   給電のための給電部が構成されたメインボードと、
   前記携帯端末機の外観を形成する金属性ケースフレームを含む複数の金属部材を組み合わせて形成されたスロット部と、
   前記給電部から給電されて第１周波数及び該第１周波数を逓倍した周波数の電波を放射するとともに前記スロット部と電磁気的にカップリングされる給電アンテナ部材と、を備え、
   前記スロット部は、前記給電アンテナ部材と電磁気的にカップリングされて第２周波数及び該第２周波数を逓倍した周波数の電波を放射し、
   前記給電アンテナ部材は、前記スロット部の溝に沿う形状で前記スロット部内に置かれることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記スロット部は、多角形であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記スロット部は、前記携帯端末機を掴むユーザの手が放射を妨害しない位置に対応する前記携帯端末機の上部、下部、側部のうちの少なくともいずれか一方に構成されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記給電アンテナ部材は、二つの金属部材の間に介在することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記給電アンテナ部材は、モノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）アンテナとして作動することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記給電アンテナ部材は、前記スロット部と調和（マッチング）して、前記アンテナ装置の共振周波数幅を前記給電アンテナ部材のみの共振周波数幅よりも拡大することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記アンテナ装置は、少なくとも一つ以上の共振周波数を形成することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
8. 前記アンテナ装置は、９００ＭＨｚ〜２１００ＭＨｚの間の少なくとも一つ以上の周波数で共振することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
   

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