KR100583738B1

KR100583738B1 - 안테나와 이동 단말기의 인쇄회로보드를 접속시키기 위한커넥터

Info

Publication number: KR100583738B1
Application number: KR1020040078094A
Authority: KR
Inventors: 이효진
Original assignee: 주식회사 엘지텔레콤
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-05-26
Also published as: KR20060029095A

Abstract

본 발명은 안테나와 이동 단말기의 인쇄회로보드를 접속시키기 위한 커넥터에 관한 것이다.

이 커넥터는 도전성 내심, 상기 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 내심과 절연된 도전성 코아를 가지는 안테나를 이동 단말기의 인쇄회로보드에 접속시키기 위한 커넥터에 있어서, 상기 안테나를 지지하기 위한 비도전성 안테나 지지 프레임과; 상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 코아를 스크류레스방식으로 상기 인쇄회로보드의 접지전극패드에 접속시키는 금속 접지 전극부재와; 상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 내심을 스크류레스방식으로 상기 인쇄회로보드의 신호전극패드에 접속시키는 금속 신호 전극부재를 구비한다.

Description

안테나와 이동 단말기의 인쇄회로보드를 접속시키기 위한 커넥터{Connector For Connecting Antenna And Printed Circuit Board of Mobile Terminal Equipment}

도 1은 통상적인 이동 단말기를 나타내는 도면이다.

도 2a는 휩 안테나가 단말기 몸체의 외부로 취출된 상태를 보여 주는 도면이다.

도 2b는 휩 안테나가 단말기 몸체의 내부로 삽입된 상태를 보여 주는 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 안테나의 수직 복사패턴을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나가 조립된 상태를 보여 주는 측면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 구조를 상세히 보여 주는 안테나의 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나가 조립된 상태를 보여 주는 안테나의 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 커넥터를 나타내는 분해 사시도이다.

도 8a 내지 도 8f는 도 7에 도시된 커넥터가 조립된 상태에서 상기 커넥터를 여러 각도에서 바라 본 사시도이다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 커넥터와 그 조립방향을 나타내는 분해 사시도들이다.

도 10a 내지 도 10f는 도 9에 도시된 에스엠티 프레임을 여러 각도에서 바라 본 사시도들이다.

도 11a 내지 도 11d는 도 9에 도시된 커넥터와 에스엠티 프레임이 조립된 상태에서 그 커넥터와 에스엠티 프레임을 여러 각도에서 바라 본 사시도들이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 도전성 코아 2 : 상부 헬리컬 안테나

3 : 도전성 내심 4, 5 : 하부 헬리컬 안테나

7 : 도전성 링크 8, 75 : 유전체 실린더

9 : 도전성 커플러 10 : 일체형 하부 헬리컬 안테나

11 : 단말기 몸체 12, 60 : 안테나

13 : 고주파신호원 14 : 안테나 하우징

15 : 휩 안테나 16 : 헬리컬 안테나

70, 171 : 안테나 지지 프레임 72, 172 : 반구면

73, 173 : 후방부 측벽 74, 83, 174, 183 : 평탄면

80 : 접지 전극부재 81, 181 : ㄷ자형 금속판재

82, 182 : 곡면 84a, 84b, 194 : 접지전극

90 : 신호 전극부재 91, 201 : L자형 금속판재

92, 192 : 신호전극 100 : 인쇄회로보드

101 : 신호전극패드 102a, 102b : 접지전극패드

176 : 가이드 돌기 190 : SMT 프레임

193 : 가이드홈 195 : 접지판

본 발명은 커넥터에 관한 것으로 특히, 안테나와 이동 단말기의 인쇄회로보드를 접속시키기 위한 커넥터에 관한 것이다.

이동통신망이나 무선가입자회선(wireless local loop : WLL)과 같은 무선통신망에서는 교환국과 가입자의 이동 단말기 사이에 기지국을 설치하고, 기지국과 가입자의 이동 단말기 사이에 무선신호를 교환하게 된다. 이동 단말기와 기지국에는 무선신호의 송/수신을 위하여 안테나가 설치된다.

이동 단말기의 안테나는 일반적으로, 도 1과 같이 모노폴 안테나(12)와 접지된 단말기 몸체(11) 사이에 고주파 신호원(13)이 접속된 방식으로 구성된다. 이동 단말기에 적용되는 모노폴 안테나(12)는 휩(whip) 안테나와 헬리컬(helical) 안테나로 구분된다.

도 2a 및 도 2b와 같이 휩 안테나(15)는 송/수신 효율을 극대화하기 위하여 주파수의 파장을 λ라 할 때 λ/4의 길이를 가지도록 설계되고, 헬리컬 안테나(16)는 전파에 대한 길이가 λ/4이고 길이를 줄이기 위하여 나선형태로 꼬여지도록 설계된다. 휩 안테나(15)는 헬리컬 안테나(16)보다 높은 이득을 가지지만, 그 길이로 인한 미관 상의 문제로 승강 가능하게 설계되고, 헬리컬 안테나(16)와 병용되도록 설계된다. 휩 안테나(15)는 단말기 몸체(11)의 상단 일측에 설치된 하우징(14) 내에 삽입된다. 휩 안테나(15)가 단말기 몸체(11)의 외부로 취출되면 고주파 신호원(13)은 도 2a와 같이 휩 안테나(15)에 접속되는 반면, 휩 안테나(15)가 단말기 몸체(11)의 내부로 삽입되면 고주파 신호원(13)은 도 2b와 같이 헬리컬 안테나(16)에 접속된다.

이러한 모노폴 안테나(12)가 접지면이 이상적인 접지면일 경우에는 접지 반대 방향에 상(Image)이 맺혀지게 된다. 이렇게 모노폴 안테나(12)와 접지 반대 방향에 맺힌 상에 의해 이동 단말기의 안테나는 마치 다이폴 안테나처럼 동작하게 된다. 그러나 일반적으로 이동 단말기의 접지면은 이상적이지 않기 때문에 그 접지면은 이동 단말기의 안테나 성능에 영향을 미치게 된다.

이동 단말기에서 접지면이 안테나에 미치는 영향은 주로 이동 단말기의 길이에 따라 달라진다. 이동 단말기의 안테나는 도 1에서 모노폴 안테나(12)의 길이(L1)가 λ/4이고 단말기 몸체(11)의 길이(L2)의 길이가 λ/4일 때 최적의 성능으로 동작한다.

이동 단말기의 몸체 길이(L2)는 일반적으로 셀룰러 방식에서 사용되는 전파 파장의 λ/4로 설계되고 있다. 따라서, 이동 단말기의 안테나는 이동 단말기 몸체(11)의 길이가 셀룰러 방식을 기반으로 하여 λ/4로 최적화되기 때문에 셀룰러 기반에서 동작할 때 가장 좋은 송/수신 효율로 동작한다. 그러나 이러한 이동 단말기를 PCS(Personal Communication Service) 방식에서 사용하면, 셀룰러 방식에 비하여 사용 주파수가 대략 2 배 높은 PCS에서는 전파의 파장이 셀룰러 방식의 1/2에 해당하므로 이동 단말기 몸체(11)의 길이가 λ/2로 된다. 이 때문에 이동 단말기 몸체(11)에 흐르는 전류가 모노폴 안테나(12)에 흐르는 전류보다 상대적으로 많아지게 되고, 그 결과 도 3과 같이 PCS용 이동 단말기에서의 안테나 복사패턴(20)은 아래쪽 즉, 단말기 몸체(11) 쪽으로 기울어지게 된다. 따라서, 셀룰러 방식에 기반하여 설계된 이동 단말기를 PCS 주파수에 적용하면 도 3과 같이 -90°에서 +90°방향에서 안테나 복사패턴(20)이 줄어들게 된다. 이러한 현상은 일반적으로 기지국 안테나가 단말기의 윗쪽에 위치하는 것을 고려할 때 이동 단말기의 송/수신 효율을 떨어뜨리는 원인으로 작용한다.

이러한 문제점을 해결하고자, 본원 출원인은 대한민국 특허출원 제10-2004-0011584호를 통하여 단말기 몸체(11)에 무관하게 어떠한 사용 주파수 환경에서도 안테나 복사패턴의 왜곡을 예방할 수 있고, 송/수신 효율을 높일 수 있는 안테나를 제안한 바 있다. 그런데, 제안된 안테나를 이동 단말기의 인쇄회로보드(Printed Circuit Board : 이하, "PCB"라 한다)에 실장하기 위해서는 조립 편의성을 고려하여 기존의 연결구조를 개선할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 안테나와 이동 단말기를 조립함에 있어서 조립 편이성을 높이도록 한 커넥터를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 커넥터는 도전성 내심, 상기 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 내심과 절연된 도전성 코아를 가지는 안테나를 이동 단말기의 인쇄회로보드에 접속시키기 위한 커넥터에 있어서, 상기 안테나를 지지하기 위한 비도전성 안테나 지지 프레임과; 상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 코아를 스크류레스방식으로 상기 인쇄회로보드의 접지전극패드에 접속시키는 금속 접지 전극부재와; 상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 내심을 스크류레스방식으로 상기 인쇄회로보드의 신호전극패드에 접속시키는 금속 신호 전극부재를 구비한다.

상기 안테나는 상기 도전성 내심과 연결된 제1 헬리컬 안테나와; 적어도 둘 이상의 제2 헬리컬 안테나와; 상기 제2 헬리컬 안테나들 각각의 일측을 연결하는 링크부재와; 상기 도전성 코아의 일측에 형성되며 상기 링크부재와 결합 가능한 커플러 부재를 구비한다.

상기 커플러 부재는 상기 링크부재의 탄성부가 삽입가능한 홈을 구비한다.

상기 제1 헬리컬 안테나는 상기 도전성 내심을 경유하여 고주파신호전력을 급전 받는다.

상기 제2 헬리컬 안테나 각각은 전파 파장 λ에 대하여 λ/4의 길이이며, 상기 접지부재, 상기 링크 부재 및 상기 커플러 부재를 경유하여 상기 이동 단말기의 인쇄회로보드로부터 기저전압을 공급받는다.

상기 제2 헬리컬 안테나 각각은 상기 링크 부재에 대하여 대략 10°∼60°의 각도로 상기 링크 부재로부터 벌어진다.

상기 안테나 지지 프레임은 상기 안테나를 향하여 전방으로 돌출되고 상기 안테나의 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 코아의 내측에 삽입되는 유전체 실린더와; 상기 안테나의 도전성 코아를 감싸는 반구면을 구비한다.

상기 금속 접지 전극부재는 상기 안테나 지지 프레임의 양측면과 저면을 감싸며 상기 반구면과 상기 안테나의 도전성 코아 사이에 삽입되는 곡면을 가지는 ㄷ자형 금속판과; 상기 ㄷ자형 금속판의 저면에 경사지게 돌출되어 탄성 가압으로 상기 인쇄회로보드의 접지전극패드에 접촉되는 적어도 하나 이상의 접지전극을 구비한다.

상기 금속 신호 전극부재는 상기 안테나 지지 프레임의 후방 측면과 저면을 감싸는 L자형 금속판과; 상기 L자형 금속판의 저면에 경사지게 돌출되어 탄성 가압으로 상기 인쇄회로보드의 신호전극패드에 접촉되는 적어도 하나 이상의 신호전극을 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터는 도전성 내심, 상기 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 내심과 절연된 도전성 코아를 가지는 안테나를 이동 단말기의 인쇄회로보드에 접속시키기 위한 커넥터에 있어서, 상기 안테나를 지지하기 위 한 비도전성 안테나 지지 프레임과; 상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 코아에 접속되는 금속 접지 전극부재와; 상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 내심에 접속되는금속 신호 전극부재와; 상기 인쇄회로보드의 접지전극패드에 접속됨과 아울러 상기 금속 접지 전극부재에 접속되는 적어도 하나 이상의 접지전극과, 상기 인쇄회로보드의 신호전극패드에 접속됨과 아울러 상기 금속 신호 전극부재에 접속되는 적어도 하나 이상의 신호전극을 가지며 밀어 넣기방식으로 상기 안테나 지지 프레임과 조립되는 에스엠티 프레임을 구비한다.

상기 안테나 지지 프레임은 상기 안테나를 향하여 전방으로 돌출되고 상기 안테나의 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 코아의 내측에 삽입되는 유전체 실린더와; 상기 안테나의 도전성 코아를 감싸는 반구면과; 양측면의 하단에 형성된 적어도 둘 이상의 가이드 돌기를 구비한다.

상기 금속 접지 전극부재는 상기 안테나 지지 프레임의 양측면과 저면을 감싸며 상기 반구면과 상기 안테나의 도전성 코아 사이에 삽입되는 곡면을 가지는 ㄷ자형 금속판을 구비한다.

상기 금속 신호 전극부재는 상기 안테나 지지 프레임의 후방 측면과 저면을 감싸는 L자형 금속판을 구비한다.

상기 에스엠티 프레임은 상기 ㄷ자형 금속판의 저면과 면접촉함과 아울러 상기 접지전극에 접속된 금속판과; 양측벽의 내측 각각에 길게 형성되고 상기 안테나 지지 프레임이 삽입 가능한 가이드 홈을 구비한다.

상기 에스엠티 프레임의 신호전극은 상기 L자형 금속판의 측면과 접촉된다.

이하, 도 4 내지 도 11d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나는 고주파신호전력을 급전받는 상부 헬리컬 안테나(2)와, 각각 일측이 접지된 적어도 하나 이상의 하부 헬리컬 안테나들(4, 5)과, 하부 헬리컬 안테나들(4, 5)을 일체로 연결하기 위한 도전성 링크(7)를 구비한다.

또한, 상기 안테나는 상부 헬리컬 안테나(2)의 일단에 연결된 도전성 내심(3)과, 도전성 내심(3)이 관통되는 유전체 실린더(8)와, 유전체 실린더(8)를 감싸는 도전성 코아(1)와, 도전성 코아(1)의 일단에 형성된 도전성 커플러(9)를 더 구비한다.

상부 헬리컬 안테나(2)는 꼬여진 도선의 전체 길이가 전파 파장 λ에 대하여 λ/4 로써 모노폴 안테나로 작용한다. 이 상부 헬리컬 안테나(2)는 도전성 내심(3)을 경유하여 도시하지 않은 이동 단말기 내의 고주파 신호원으로부터 고주파신호전력을 급전받는다. 이러한 상부 헬리컬 안테나(2)는 도전성 링크(7)에 대하여 수직으로 조립된다.

하부 헬리컬 안테나들(4, 5)은 꼬여진 도선의 전체 길이가 각각 전파 파장 λ에 대하여 λ/4 이며 납땜없이 도전성 링크(7)에 의해 일체로 연결되어 있다. 이 하부 헬리컬 안테나들(4, 5)에는 도전성 코아(1), 도전성 커플러(9) 및 도전성 링크(7)를 경유하여 기저전압(GND)이 인가된다.

유전체 실린더(8)의 중심에는 도전성 내심(3)이 삽입 가능한 삽입공이 형성되어 있다. 이 유전체 실린더(8)는 도전성 내심(3)이 그 중심을 관통하고 도전성 코아(1)로 피복됨으로써 도전성 코아(1)와 도전성 내심(3) 사이를 전기적으로 절연시키는 역할을 한다.

도전성 링크(7)는 하부 헬리컬 안테나들(4, 5) 각각의 일측에 연결되며 도전성 코아(1)와 도전성 커플러(9)를 경유하여 인가되는 기저전압(GND)을 각각의 하부 헬리컬 안테나들(4, 5)에 전달하는 신호전달 매체 역할을 한다. 또한, 도전성 링크(7)는 하부 헬리컬 안테나들(4, 5)을 도전성 커플러(9)에 고정시키는 역할을 겸한다. 이를 위하여, 도전성 링크(7)는 오목하게 굽어지는 탄성부(7a)를 포함한다. 도전성 링크(7)의 탄성부(7a)는 가볍게 누르는 힘으로 벌어지면서 도전성 커플러(9)에 압압된다.

도 5, 6의 도면부호 '10'은 하부 헬리컬 안테나들(4, 5)과 도전성 링크(7)를 포함한 일체형 하부 헬리컬 안테나를 의미한다.

도전성 코아(1)의 일측에는 도전성 커플러(9)가 형성된다. 도전성 커플러(9)에는 도전성 링크(7)의 탄성부(7a)가 압입되는 띠 형태의 홈(9a)이 형성된다. 도전성 코아(1)는 이동 단말기 내의 기저 전압원에 접속되고 도전성 커플러(9)를 경유하여 도전성 링크(7)에 결합됨으로써 하부 헬리컬 안테나들(4, 5)에 기저전압(GND)을 전달한다.

하부 헬리컬 안테나들(4, 5) 각각의 길이와 벌어진 각도(θ)에 따라서 평균 이득과 이동 단말기의 송수신율이 조정될 수 있다. 여기서, 하부 헬리컬 안테나들 (4, 5)의 각도는 하부 헬리컬 안테나들(4, 5)의 길이 변화에 따라 안테나 복사패턴이 최적으로 되게 하고 그 변화가 작게 되도록 10°∼60° 바람직하게는, 20°∼45°가 되어야 한다.

이와 같은 안테나의 조립은 먼저, 도전성 내심(3)의 일단이 노출될 정도로 상부 헬리컬 안테나(2)와 연결된 도전성 내심(3)이 유전체 실린더(8) 내에 삽입된다. 이렇게 상부 헬리컬 안테나(2), 도전성 내심(3) 및 유전체 실린더(8)가 조립된 후, 조립자 또는 조립 자동화기기는 도전성 링크(7)의 탄성부(7a)를 도전성 커플러(9)의 홈(9a)에 정렬한 다음, 그 탄성부(7a)를 가압하여 도전성 링크(7)를 도전성 커플러(9)에 결합시키는 것으로 안테나의 조립을 마친다. 도 6과 같이 조립된 안테나는 이동 단말기와 조립된다.

이러한 안테나는 접지수단으로 작용하는 하부 헬리컬 코일(4, 5)에 의해 이동 단말기 몸체의 길이에 무관하게 어떠한 사용 주파수 환경에서도 전 방위각에 대하여 안테나의 송/수신 감도를 높일 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 안테나를 이동 단말기 내의 PCB에 전기적으로 접속시키기 위한 커넥터의 분해 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 커넥터는 전방으로 유전체 실린더(75)가 돌출되는 안테나 지지 프레임(70)과, 안테나 지지 프레임(70)의 양측에 체결되는 접지 전극부재(80)와, 안테나 지지 프레임(70)의 후방면에 체결되는 신호 전극부재(90)를 구비한다.

안테나 지지 프레임(70)은 플라스틱과 같이 비전도성 재료이면서 금형성형이 용이한 재료로 제작되어 스크류없이 안테나(60)를 안정적으로 지지하는 역할을 한다.

유전체 실린더(75)는 안테나 지지 프레임(70)의 전방부보다 높은 안테나 지지 프레임(70)의 후방부 측벽(73)에 수직으로 형성된다. 이 유전체 실린더(75)는 안테나(60)의 도전성 코아(1)와 도전성 내심(3) 사이의 절연을 위한 유전체 역할을 한다. 즉, 유전체 실린더(75)는 도 4 내지 도 6에 도시된 유전체 실린더(8)와 실질적으로 동일하다. 유전체 실린더(75)의 중앙부에는 안테나(60)의 도전성 내심(3)이 삽입되는 내심 삽입공(75a)이 형성된다. 유전체 실린더(75)의 내심 삽입공(75a)과 외주면(75b) 사이의 유전체 두께는 안테나(60)의 도전성 코아(1)와 도전성 내심(3) 사이의 갭과 거의 동일한 두께를 가진다.

안테나 지지 프레임(70)에 있어서, 유전체 실린더(75)의 근방에는 오목한 반구면(72)과, 그 반구면(72)의 좌우에 연결되는 평탄면들(74)이 형성된다. 반구면(72)은 안테나(1)의 도전성 코아(1)와 곡률반경이 실질적으로 동일하거나 그 보다 크다. 반구면(72)과 유전체 실린더(75) 사이의 갭 두께는 안테나(60)의 도전성 코아(1)의 두께와 실질적으로 동일하거나 그 보다 크다.

접지 전극부재(80)는 전도성이 높은 금속으로 성형되고 땜납없이 안테나의 도전성 코아(1)를 이동 단말기의 기저전압원(GND)에 전기적으로 접속시키는 역할을 한다.

이 접지 전극부재(80)는 상측이 개구된 "ㄷ"자형 금속판재(81)와, 금속판재(81)의 개구측에서 내측으로 연결된 금속 평탄면들(83)과, 평탄면(83)에 연결된 금 속 곡면들(82)과, 금속판재(81)의 저면에 형성된 2 개의 금속 접지전극(84a, 84b)을 구비한다.

금속판재(81)는 안테나 지지 프레임(70)의 좌우측과 저면 각각을 밀착 상태로 감싼다.

금속판재(81)의 평탄면들(83)은 금속판재(81)의 상측 좌우측벽에 각각 형성되어 분리된다. 이 평탄면들(83)은 접지 전극부재(80)와 안테나 지지 프레임(70)이 조립되면 안테나 지지 프레임(70)의 평탄면들(74)과 밀착된다.

금속판재(81)의 곡면들(82)은 서로 연결되지 않을 정도의 길이로 금속판재(81)의 분리된 평탄면들(83)에 연결된다. 이 곡면들(82)은 접지 전극부재(80)와 안테나 지지 프레임(70)이 조립되면 안테나 지지 프레임(70)의 반구면(72)과 밀착된다.

2 개의 접지전극(84a, 84b)은 소정의 각도로 경사지게 금속판재(81)의 저면에서 돌출되어 탄성력을 가진다. 이 접지전극들(84a, 84b)은 PCB(100) 상에 형성된 두 개의 접지전극패드(102a, 102b) 각각에 1:1로 대응하여 접촉된다.

신호 전극부재(90)는 전도성이 높은 금속으로 성형되고 땜납없이 안테나의 도전성 내심(3)을 이동 단말기의 고주파 신호원에 전기적으로 접속시키는 역할을 한다.

신호 전극부재(90)는 안테나 지지 프레임(70)의 후방 측면에 밀착되는 "L"자형 금속판재(91)와, 금속판재(81)의 하단에 연결된 금속 신호전극(92)을 구비한다.

L자형 금속판재(91)는 안테나 지지 프레임(70)의 후방 측면과 저면 각각을 밀착 상태로 감싼다. 이 L자형 금속판재(91)는 안테나(60)가 안테나 지지 프레임(70)에 조립된 상태에서 도전성 내심(3)과 전기적으로 접속됨과 아울러 신호전극992)을 통해 이동 단말기의 고주파신호원에 접속되어 고주파 신호를 도전성 내심(1)에 공급한다.

신호전극(92)은 소정의 각도로 경사지게 L자형 금속판재(91)의 저면에서 돌출되어 탄성력을 가진다. 이 신호전극(92)은 PCB(100) 상에 형성된 신호전극패드(101)에 접촉된다.

도 8a 내지 도 8f는 안테나 지지 프레임(70)에 접지 전극부재(80)와 신호 전극부재(90)가 조립된 커넥터를 여러 각도에서 바라 본 사시도들이다.

안테나(60)와 커넥터의 조립방법을 설명하면, 조립자나 조립 자동화기기는 안테나(60)의 도전성 내심(3)을 유전체 실린더(75)의 내심 삽입공(75a)에 삽입한 상태에서 안테나(60)를 안테나 지지 프레임(70)의 후방 측벽(73) 쪽으로 밀어 넣게 된다. 그러면, 안테나(60)의 도전성 내심(3)은 신호 전극부재(90)의 금속판재(91)에 접촉되고 안테나(60)의 도전성 코아(1)는 접지 전극부재(80)의 곡면(82)과 접촉된다.

그리고 조립자나 조립 자동화기기는 접지전극들(84a, 84b)이 PCB(100)의 접지전극패드들(102a)에 접촉됨과 아울러 신호전극(92)이 PCB(100)의 신호전극패드(101)에 접촉되도록 안테나(60)가 조립된 커넥터를 PCB(100)에 압압한 상태에서 도시하지 않은 이동 단말기의 본체 케이스로 커넥터를 고정한다. 여기서, 커넥터가 유동되지 않도록 이동 단말기의 본체 케이스 저면에는 커넥터를 감싸기 위한 리브 와 같은 돌출 구조물이 형성된다.

결과적으로, 안테나(60)와 커넥터, 커넥터와 PCB(100)는 스크류레스(Screwless) 방식으로 조립된다.

한편, 안테나 지지 프레임(70)과 PCB(100) 각각에 스크류 탭핑홀이 형성될 수 있다. 이 경우, 도시하지 않은 스크류는 안테나 지지 프레임(70)과 PCB(100)에 형성된 탭핑홀을 관통하여 커넥터를 PCB(100)에 고정한다.

도 9a 내지 도 11d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터를 나타낸다. 이 커넥터는 표면실장기술(Surface Mount Technology : SMT) 방식으로 적용된다.

도 9a 내지 도 11d를 참조하면, 본 발명에 따른 커넥터는 PCB 상에 고정된 SMT 프레임(190)에 삽입 가능하며 전방으로 유전체 실린더(175)가 돌출되는 안테나 지지 프레임(171)과, 안테나 지지 프레임의 양측에 체결되는 접지 전극부재와, 안테나 지지 프레임의 후방면에 체결되는 신호 전극부재를 구비한다.

SMT 프레임(190)은 PCB에 땜납으로 접속되어 PCB 상에 고정되며 커넥터를 PCB에 전기적으로 접속시키는 역할을 한다.

이 SMT 프레임(190)은 프레임(191)과, 프레임(191)의 양측벽 내측에 형성된 가이드홈(193)과, 내부 저면에 형성된 금속 접지판(195)과, 금속 접지판(195)에서 신장되어 프레임(191)의 외부로 돌출되는 접지전극(194)과, 프레임(191)의 후방 측벽에 형성된 신호전극(192)을 구비한다.

프레임(190)은 커넥터의 삽입방향인 전방이 개구되고 좌우측방과 후방에 측벽이 형성되며, 플라스틱과 같이 비전도성 재료이면서 금형성형이 용이한 재료로 제작된다. 이 프레임(191)은 납땜이나 스크류없이 커넥터를 안정적으로 지지하는 역할을 한다.

금속 접지판(195)은 접지전극들(194)과 연결되어 접지전극들(194)과 PCB 상의 접지전극패드를 경유하여 이동 단말기의 기저전압원으로부터 기저전압을 공급받는다. 이 금속 접지판(195)과 신호전극(192)은 전기적으로 분리된다.

신호전극(192)은 프레임(190)의 후방측벽을 감싸고 일단이 PCB의 신호전극패드에 접속되어 이동 단말기의 고주파 신호원으로부터 고주파신호전력을 공급받는다.

접지전극들(194)은 PCB의 접지전극패드들에 납땜으로 고정되고, 신호전극(192)은 PCB의 신호전극패드에 납땜으로 고정된다.

커넥터의 안테나 지지 프레임(171)은 플라스틱과 같이 비전도성 재료이면서 금형성형이 용이한 재료로 제작되어 스크류없이 안테나를 안정적으로 지지하는 역할을 한다.

유전체 실린더(175)는 안테나 지지 프레임(171)의 전방부보다 높은 안테나 지지 프레임(171)의 후방부 측벽(173)에 수직으로 형성된다. 이 유전체 실린더(175)는 안테나의 도전성 코아와 도전성 내심 사이의 절연을 위한 유전체 역할을 한다. 즉, 유전체 실린더(175)는 도 4 내지 도 6에 도시된 유전체 실린더(8)와 실질적으로 동일한다. 유전체 실린더(175)의 중앙부에는 안테나의 도전성 내심(3)이 삽입되는 내심 삽입공이 형성된다. 유전체 실린더(175)의 내심 삽입공과 외주면 사이의 유전체 두께는 안테나의 도전성 코아와 도전성 내심 사이의 갭과 거의 동일 한 두께를 가진다.

안테나 지지 프레임(171)에 있어서, 유전체 실린더(175)의 근방에는 오목한 반구면(172)과, 그 반구면(172)의 좌우에 연결되는 평탄면들(74)이 형성된다. 반구면(172)은 안테나의 도전성 코아와 곡률반경이 실질적으로 동일하거나 그 보다 크다. 반구면(172)과 유전체 실린더(175) 사이의 갭 두께는 안테나의 도전성 코아의 두께와 실질적으로 동일하거나 그 보다 크다. 안테나 지지 프레임(171)의 하단 모서리 근방에는 PCB에 고정된 프레임(191)의 가이드홈(193)에 삽입 가능한 가이드 돌기(176)가 형성된다. 가이드 돌기(176)는 프레임(191)의 가이드홈(193)에 삽입되고 가이드홈(193)을 따라 직선이동하여 커넥터의 조립방향을 안내한다.

접지 전극부재는 전도성이 높은 금속으로 성형되어 안테나의 도전성 코아를 PCB에 고정된 프레임(190)의 접지판(195)에 접속시키는 역할을 한다.

이 접지 전극부재는 상측이 개구된 "ㄷ"자형 금속판재(181)와, 금속판재(181)의 개구측에서 내측으로 연결된 금속 평탄면들(183)과, 평탄면(183)에 연결된 금속 곡면들(182)을 구비한다.

금속판재(181)는 안테나 지지 프레임(171)의 좌우측과 저면 각각을 밀착 상태로 감싼다.

금속판재(181)의 평탄면들(183)은 금속판재(181)의 상측 좌우측벽에 각각 연결된다. 이 평탄면들(183)은 접지 전극부재와 안테나 지지 프레임(171)이 조립되면 안테나 지지 프레임(171)의 평탄면들(174)과 밀착된다.

금속판재(181)의 곡면들(182)은 서로 연결되지 않을 정도의 길이로 금속판재 (181)의 평탄면들(83)에 연결된다. 이 곡면들(182)은 접지 전극부재와 안테나 지지 프레임(171)이 조립되면 안테나 지지 프레임(171)의 반구면(172)과 밀착된다.

신호 전극부재는 전도성이 높은 금속으로 성형되어 안테나의 도전성 내심을 이동 단말기의 고주파 신호원에 전기적으로 접속시키는 역할을 한다.

이 신호 전극부재는 안테나 지지 프레임(171)의 후방 측면에 밀착되는 "L"자형 금속판재(201)를 구비한다.

L자형 금속판재(201)는 안테나 지지 프레임(171)의 후방 측면과 저면 각각을 밀착 상태로 감싼다. 이 L자형 금속판재(201)는 안테나가 안테나 지지 프레임(171)에 조립된 상태에서 안테나의 도전성 내심과 전기적으로 접속됨과 아울러 SMT 프레임(190)의 신호전극(192)을 통해 이동 단말기의 고주파신호원에 접속되어 고주파 신호를 도전성 내심(1)에 공급한다.

안테나(60)와 커넥터, 커넥터와 SMT 프레임의 조립방법을 설명하면, 조립자나 조립 자동화기기는 안테나의 도전성 내심을 유전체 실린더(175)의 내심 삽입공에 삽입한 상태에서 안테나를 안테나 지지 프레임(171)의 후방 측벽(173) 쪽으로 밀어 넣게 된다. 그러면, 안테나의 도전성 내심은 신호 전극부재의 금속판재(201)에 접촉되고 안테나의 도전성 코아는 접지 전극부재의 곡면(182)과 접촉된다.

그리고 조립자나 조립 자동화기기는 안테나 지지 프레임(171)의 가이드 돌기(176)를 SMT 프레임(190)의 가이드홈(193)에 삽입한 상태에서 안테나 지지 프레임(171)을 SMT 프레임(190)에 밀어 넣는다. 그러면 SMT 프레임(190)이 PCB에 고정되어 있기 때문에 안테나의 도전성 내심과 상부 헬리컬 안테나는 L자형 금속판재 (201), SMT 프레임(190)의 신호전극(192), 이동 단말기의 PCB에 형성된 신호전극패드를 경유하여 이동 단말기의 고주파 신호원으로부터 고주파 신호전력을 급전받고, 안테나의 도전성 코아와 하부 헬리컬 안테나들은 ㄷ자형 금속판재(181), SMT 프레임(190)의 접지판(195), SMT 프레임(190)의 접지전극(194), 이동 단말기의 PCB에 형성된 접지전극패드를 경유하여 이동 단말기의 기저전압원으로부터 기저전압을 공급받는다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 안테나와 그 안테나가 적용 가능한 이동 단말기는 전파 파장 λ에 대하여 λ/4 의 길이를 가지는 적어도 하나 이상의 하부 헬리컬 안테나를 이용하여 이동 단말기의 길이에 무관하게 어떠한 사용 주파수 환경에서도 안테나 복사패턴의 왜곡을 예방할 수 있고 송/수신 효율을 높일 수 있음은 물론이거니와, 하부 헬리컬 안테나들이 일체로 성형되고 구부러진 탄성부와 홈의 조립구조로 인하여 안테나의 조립이 용이하게 되고 전술한 실시예와 같은 커넥터를 이용하여 안테나와 이동 단말기의 조립 편이성을 높일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

도전성 내심, 상기 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 내심과 절연된 도전성 코아를 가지는 안테나를 이동 단말기의 인쇄회로보드에 접속시키기 위한 커넥터에 있어서,

상기 안테나를 지지하기 위한 비도전성 안테나 지지 프레임과;

상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 코아를 스크류레스방식으로 상기 인쇄회로보드의 접지전극패드에 접속시키는 금속 접지 전극부재와;

상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 내심을 스크류레스방식으로 상기 인쇄회로보드의 신호전극패드에 접속시키는 금속 신호 전극부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 1 항에 있어서,

상기 안테나는,

상기 도전성 내심과 연결된 제1 헬리컬 안테나와;

적어도 둘 이상의 제2 헬리컬 안테나와;

상기 제2 헬리컬 안테나들 각각의 일측을 연결하는 링크부재와;

상기 도전성 코아의 일측에 형성되며 상기 링크부재와 결합 가능한 커플러 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 2 항에 있어서,

상기 커플러 부재는,

상기 링크부재의 탄성부가 삽입가능한 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 헬리컬 안테나는 상기 도전성 내심을 경유하여 고주파신호전력을 급전 받고;

상기 제2 헬리컬 안테나 각각은 전파 파장 λ에 대하여 λ/4의 길이이며, 상기 접지부재, 상기 링크 부재 및 상기 커플러 부재를 경유하여 상기 이동 단말기의 인쇄회로보드로부터 기저전압을 공급받는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 2 항에 있어서,

상기 제2 헬리컬 안테나 각각은,

상기 링크 부재에 대하여 대략 10°∼60°의 각도로 상기 링크 부재로부터 벌어진 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 1 항에 있어서,

상기 안테나 지지 프레임은,

상기 안테나를 향하여 전방으로 돌출되고 상기 안테나의 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 코아의 내측에 삽입되는 유전체 실린더와;

상기 안테나의 도전성 코아를 감싸는 반구면을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 6 항에 있어서,

상기 금속 접지 전극부재는,

상기 안테나 지지 프레임의 양측면과 저면을 감싸며 상기 반구면과 상기 안테나의 도전성 코아 사이에 삽입되는 곡면을 가지는 ㄷ자형 금속판과;

상기 ㄷ자형 금속판의 저면에 경사지게 돌출되어 탄성 가압으로 상기 인쇄회로보드의 접지전극패드에 접촉되는 적어도 하나 이상의 접지전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 6 항에 있어서,

상기 금속 신호 전극부재는,

상기 안테나 지지 프레임의 후방 측면과 저면을 감싸는 L자형 금속판과;

상기 L자형 금속판의 저면에 경사지게 돌출되어 탄성 가압으로 상기 인쇄회로보드의 신호전극패드에 접촉되는 적어도 하나 이상의 신호전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
도전성 내심, 상기 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 내심과 절연된 도전성 코아를 가지는 안테나를 이동 단말기의 인쇄회로보드에 접속시키기 위한 커넥터에 있어서,

상기 안테나를 지지하기 위한 비도전성 안테나 지지 프레임과;

상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 코아에 접속되는 금속 접지 전극부재와;

상기 안테나 지지 프레임에 체결되어 상기 안테나의 도전성 내심에 접속되는금속 신호 전극부재와;

상기 인쇄회로보드의 접지전극패드에 접속됨과 아울러 상기 금속 접지 전극부재에 접속되는 적어도 하나 이상의 접지전극과, 상기 인쇄회로보드의 신호전극패드에 접속됨과 아울러 상기 금속 신호 전극부재에 접속되는 적어도 하나 이상의 신호전극을 가지며 밀어 넣기방식으로 상기 안테나 지지 프레임과 조립되는 에스엠티 프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 9 항에 있어서,

상기 안테나는,

상기 도전성 내심과 연결된 제1 헬리컬 안테나와;

적어도 둘 이상의 제2 헬리컬 안테나와;

상기 제2 헬리컬 안테나들 각각의 일측을 연결하는 링크부재와;

상기 도전성 코아의 일측에 형성되며 상기 링크부재와 결합 가능한 커플러 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 10 항에 있어서,

상기 커플러 부재는,

상기 링크부재의 탄성부가 삽입가능한 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 10 항에 있어서,

상기 제1 헬리컬 안테나는 상기 도전성 내심을 경유하여 고주파신호전력을 급전 받고;

상기 제2 헬리컬 안테나 각각은 전파 파장 λ에 대하여 λ/4의 길이이며, 상기 접지부재, 상기 링크 부재 및 상기 커플러 부재를 경유하여 상기 이동 단말기의 인쇄회로보드로부터 기저전압을 공급받는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 10 항에 있어서,

상기 제2 헬리컬 안테나 각각은,

상기 링크 부재에 대하여 대략 10°∼60°의 각도로 상기 링크 부재로부터 벌어진 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 9 항에 있어서,

상기 안테나 지지 프레임은,

상기 안테나를 향하여 전방으로 돌출되고 상기 안테나의 도전성 내심이 삽입되고 상기 도전성 코아의 내측에 삽입되는 유전체 실린더와;

상기 안테나의 도전성 코아를 감싸는 반구면과;

양측면의 하단에 형성된 적어도 둘 이상의 가이드 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 14 항에 있어서,

상기 금속 접지 전극부재는,

상기 안테나 지지 프레임의 양측면과 저면을 감싸며 상기 반구면과 상기 안테나의 도전성 코아 사이에 삽입되는 곡면을 가지는 ㄷ자형 금속판을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 14 항에 있어서,

상기 금속 신호 전극부재는,

상기 안테나 지지 프레임의 후방 측면과 저면을 감싸는 L자형 금속판을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 15 항에 있어서,

상기 에스엠티 프레임은,

상기 ㄷ자형 금속판의 저면과 면접촉함과 아울러 상기 접지전극에 접속된 금속판과;

양측벽의 내측 각각에 길게 형성되고 상기 안테나 지지 프레임이 삽입 가능한 가이드 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
제 16 항에 있어서,

상기 에스엠티 프레임의 신호전극은,

상기 L자형 금속판의 측면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 커넥터.