KR100615143B1

KR100615143B1 - 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나

Info

Publication number: KR100615143B1
Application number: KR1020050001222A
Authority: KR
Inventors: 김병남
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2005-01-06
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2006-08-22
Also published as: KR20060080772A; US20060145933A1; US7446713B2; JP2006191561A; JP4068638B2; DE102005050982A1

Abstract

본 발명은 이동통신단말기의 안테나에 관한 것으로서, 보조 방사체를 연결하여 도체 라인의 전체 길이는 그대로 유지하면서도 안테나 길이는 짧게 구성할 수 있으며, 더욱이 평균 안테나 방사이득을 향상시킬 수 있게 구성한 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신단말기의 안테나는 굽이굽이 절곡된 도체 라인의 일단은 송수신부에 연결되고 상기 도체 라인의 타단은 길이방향의 중간에 위치하는 주 방사체와, 상기 도체 라인의 타단에 연결되고 상기 주 방사체의 일측을 감싸는 보조 방사체를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

이동통신단말기, 안테나, 보조 방사체, 도체 라인, 주 방사체, 피치

Description

보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나{Antenna of Mobile Communication Terminal with Assistance Radiator}

도 1은 종래의 기술에 따른 주 방사체를 구비한 이동통신단말기의 헬리컬 안테나의 개략도이며,

도 2는 종래의 기술에 다른 주 방사체를 구비한 이동통신단말기의 PCB형 안테나의 개략도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 보조 방사체를 구비한 PCB형 안테나가 이동통신단말기에 장착된 상태를 나타낸 개략도이고,

도 4는 도 3에 도시된 PCB형 안테나를 나타낸 사시도이며,

도 5는 도 3에 도시된 PCB형 안테나의 분해사시도이다.

도 6a와 도 6b는 종래 기술에 따른 안테나의 방사패턴과 본 발명에 따른 안테나의 방사패턴을 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 이동통신단말기 110 : PCB형 안테나

120 : 주 방사체 121 : 도체 라인

123 : 유전체 130 : 보조 방사체

131 : 대칭면 133 : 폐쇄면

135 : 접속편 140 : 사출물

본 발명은 이동통신단말기의 안테나에 관한 것으로서, 특히, 보조 방사체를 연결하여 도체 라인의 전체 길이는 그대로 유지하면서도 안테나 길이는 짧게 구성할 수 있으며, 더욱이 평균 안테나 방사이득을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.

도면에서, 도 1은 종래의 기술에 따른 주 방사체를 구비한 이동통신단말기의 헬리컬 안테나의 개략도이며, 도 2는 종래의 기술에 다른 주 방사체를 구비한 이동통신단말기의 PCB형 안테나의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같은, 외장형 안테나인 헬리컬 안테나(10)는, 안테나(10)에 신호를 급전하는 메탈부(11)와, 상기 메탈부(11)에 연결되며 안테나(10)의 공진 특성을 결정짓는 코일(13) 및, 코일(13)을 기구적으로 감싸 고정하는 플라스틱 사출물(15)을 포함한다.

여기에서 코일(13)의 피치(P; pitch)와 플라스틱 사출물(15)인 판형 유전체의 비유전율에 의해 안테나의 공진이 발생되고, 각각 900MHz대역과 1800MHz대역에서 안테나의 공진특성이 나타난다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같은 외장형 안테나인 PCB형 안테나(20)는, 굽이굽이 절곡되어 형성된 도체 라인(21)과, 상기 도체 라인(21)을 지지하는 판형 유전체(23)를 포함하며, 상기 PCB형 안테나(20)는 플라스틱 사출물에 감싸여 이동통신 단말기 외측에 장착된다.

일반적으로 안테나의 주파수 대역에 따라 코일의 길이 또는 도체 라인의 길이가 설정된다. 또한 코일 및 도체 라인의 피치(P)는 방사율을 결정한다.

한편, 외장형 안테나가 장착된 이동통신단말기에는 상기 안테나가 이동통신단말기의 외측으로 돌출되어 있어 휴대하고 다니기에 불편함이 있으며, 이를 보완하기 위해서는 안테나의 길이를 최대한 짧게 구성하는 것이 바람직하다.

주파수 대역에 따른 코일 또는 도체 라인의 길이를 유지하면서, 안테나의 길이를 짧게 구성하기 위해서는 피치(P)를 좁힐 수밖에 없다. 이와 같이 코일 또는 도체 라인의 피치(P)가 좁아지면, 비례적으로 방사율이 떨어져 원하는 안테나의 특성을 얻을 수 없게 된다.

또한, 앞에서 설명한 헬리컬 안테나의 코일과 PCB형 안테나의 도체 라인을 살펴보면, 그 말단이 안테나의 최상단에 위치한다. 이와 같이 구성된 외장형 안테나를 이동통신단말기에 장착한 상태에서, 사용자가 이동통신단말기를 파지하고 통화할 시에, 손 또는 사물체가 안테나의 단부를 감싸거나 가리게 된다. 이때, 상대적으로 대역폭이 좁은 GSM900 또는 GSM850 대역에서, 공진주파수의 현저한 이동으로 인해 정재파 특성이 현저하게 저하된다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 피치(P)는 동일하면서 안테나의 전체 길이는 짧게 구성할 수 있으며, 또한 안테나의 일부가 사물에 가려지더라도 정재파의 특성을 유지할 수 있게 구성한 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신단말기의 안테나는 판형 유전체의 일면에 형성되고, 그 일단이 이동통신단말기의 송수신부와 연결되는 도체라인으로 이루어진 주 방사체와, 상기 도체라인의 타단과 연결되며, 상기 유전체로부터 소정거리 이격되어 상기 유전체의 일면과 타면의 일부를 감싸도록 형성된 보조 방사체를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 보조 방사체의 일점에는 접속수단이 형성되며 상기 유전체를 관통해 상기 도체라인의 타단에 접속된다.

또한, 본 발명의 상기 보조 방사체는 상기 유전체의 일면과 타면 및 측면을 감싸는 'ㄷ'의 형상을 갖는 판형 도전성 재질이다.

또한, 본 발명의 상기 도체라인은 상기 유전체의 일면에 수평으로 일회이상 절곡되는 하단부 및 상단부, 그리고 수직으로 일회 이상 절곡되고 상기 하단부와 상단부를 연결하는 측면부를 포함하여 이루어지며, 상기 도체라인의 타단은 상기 유전체의 일면 중간부에 위치한다.

아래에서, 본 발명에 따른 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 보조 방사체를 구비한 PCB형 안테나가 이동통신단말기에 장착된 상태를 나타낸 개략도이고, 도 4는 도 3에 도시 된 PCB형 안테나를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 PCB형 안테나의 분해사시도이다. 그리고 도 6a와 도 6b는 종래 기술에 따른 안테나의 방사패턴과 본 발명에 따른 안테나의 방사패턴을 나타낸 그래프이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, PCB형 안테나(110)는 주 방사체(120)와, 상기 주 방사체(120)의 도체 라인(121)에 연결되며 상기 주 방사체(120)의 상단을 감싸는 보조 방사체(130)를 포함한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 보조 방사체를 구비한 PCB형 안테나에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

주 방사체(120)는 도체 라인(121)과 판형 유전체(123)를 포함한다. 상기 도체 라인(121)은 굽이굽이 절곡되어 형성되는데, 도체 라인(121)의 일단부는 이동통신단말기(도 3의 100)의 송수신부에 연결되고, 도체 라인(121)의 타단은 주 방사체(120)의 길이방향 중간에 위치한다. 도체 라인(121)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 도 5에 보이듯이, 이동통신단말기(100)의 송수신부에 접속된 도체 라인(121)은 주 방사체(120)의 길이방향 중간까지 굽이굽이 절곡된 형태로 위치하며, 중간에서 주 방사체(120)의 측부로 절곡된 후 하향으로 절곡된다. 그리고 다시 주 방사체(120)의 상단으로 절곡되어 연장된 후에 다시 하향으로 굽이굽이 절곡된 형태로 위치한다. 이와 같은 도체 라인(121)의 구조에 따라 도체 라인(121)의 타단부는 주 방사체(120)의 중간에 위치한다.

한편 보조 방사체(130)는 판 구조로서, 길이방향 중간부가 2회 절곡되어 상호 마주하는 두 대칭면(131)과 상기 두 대칭면(131)을 연결하는 폐쇄면(133)을 갖 는다. 그리고 보조 방사체(130)에는 접속편(135)이 형성되어 판형 유전체()를 관통해 주 방사체(120)의 도체 라인(121) 타단과 접속되는데, 상기 접속편(135)은 두 대칭면(131) 중에서 어느 한 대칭면의 개방단부에 형성된다.

이와 같이 구성된 보조 방사체(130)에 있어서, 주 방사체(120)는 두 대칭면(131) 사이에서 대칭면(131)과 평행하게 위치하며, 대칭면(131)의 개방단부에 형성된 접속편(135)이 주 방사체(120)의 도체 라인(121) 타단에 접속된다.

따라서 주 방사체(120)의 도체 라인(121)은 보조 방사체(130)와 연장되면서, PCB형 안테나(110)를 구성하는 도체 라인(121)의 단부는 보조 방사체(130)의 테두리가 된다.

이와 같이 주 방사체(120)와 연결된 보조 방사체(130)는 플라스틱 사출물(도 3의 140)에 감싸인 상태로 도 3에 보이듯이, 이동통신단말기(100)의 외장에 장착된다.

이와 같이 구성된 보조 방사체를 구비한 PCB형 안테나(110)의 도체 라인(121)을 앞에서 설명한 종래 기술에 따른 PCB형 안테나의 도체 라인의 길이와 비교하였을 때에, 면적당 주 방사체의 도체 라인의 길이는 종래 PCB형 안테나(20)의 도체 라인(21)과 큰 차이가 없으나, 본 발명의 보조 방사체(130)를 구비한 PCB형 안테나(110)는 주 방사체(120)에 보조 방사체(130)가 연결되어 있다. 따라서 PCB형 안테나(110)의 전체 길이를 단축하여 주 방사체(120)의 도체 라인(121)의 길이를 짧게 구성하더라도 단축된 길이를 보조 방사체(130)의 길이로서 보상한다.

한편, 종래의 PCB형 안테나(20)의 도체 라인(21)의 단부는 PCB형 안테나(20) 의 상단에 형성되었으나, 본 발명의 보조 방사체를 구비한 PCB형 안테나(110)의 단부는 보조 방사체(130)의 테두리 이다. 이와 같이, 도체 라인의 단부 면적이 넓어짐으로써, 그 일부가 가리더라도 안테나 방사 이득은 우수하다.

도 6a는 종래 기술에 따른 PCB형 안테나의 방사패턴을 나타낸 그래프이고, 도 6b는 본 발명에 따른 안테나의 방사패턴을 나타낸 그래프이다.

도 6a 및 도 6b에 보이듯이, 본 발명에 따른 안테나의 방사패턴은 진원에 가깝다는 것을 알 수 있으며, 보조 방사체를 구비한 안테나(도 6b)가 PCB형 안테나(도 6a)에 비해 전대역에서 약 2~3dB 개선됨을 알 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나는 안테나의 전체 길이는 단축하여 휴대하기에 편리하도록 구성하면서도, 안테나의 특성을 오히려 우수하게 구성할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나는 안테나의 단부가 넓게 형성되기 때문에, 일부가 가리거나 사용자가 통화 중에 파지하더라도 평균 안테나 방사이득은 크게 저하되지 않는다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims

판형 유전체의 일면에 형성되고, 그 일단이 이동통신단말기의 송수신부와 연결되는 도체라인으로 이루어진 주 방사체와,

상기 도체라인의 타단과 연결되며, 상기 유전체로부터 소정거리 이격되어 상기 유전체의 일면과 타면의 일부를 감싸도록 형성된 보조 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나.
제1항에 있어서,

상기 보조 방사체의 일점에는 접속수단이 형성되며 상기 유전체를 관통해 상기 도체라인의 타단에 접속되는 것을 특징으로 하는 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나.
제1항에 있어서,

상기 보조 방사체는 상기 유전체의 일면과 타면 및 측면을 감싸는 'ㄷ'의 형상을 갖는 판형 도전성 재질인 것을 특징으로 하는 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도체라인은 상기 유전체의 일면에 수평으로 일회이상 절곡되는 하단부 및 상단부, 그리고 수직으로 일회 이상 절곡되고 상기 하단부와 상단부를 연결하는 측면부를 포함하여 이루어지며, 상기 도체라인의 타단은 상기 유전체의 일면 중간부에 위치하는 것을 특징으로 하는 보조 방사체를 구비한 이동통신단말기의 안테나.