KR100640365B1

KR100640365B1 - 휴대용 단말기의 안테나 장치

Info

Publication number: KR100640365B1
Application number: KR1020050051511A
Authority: KR
Inventors: 박정호; 최완진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-10-30
Also published as: EP1737066A1; TWI309898B; CN1881680A; CN1881680B; US7656354B2; EP1737066B1; DE602006004258D1; US20060284773A1; TW200644332A

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서, 단말기의 하우징 내에 수용되는 방사 소자; 상기 방사 소자 상에 제공되는 접촉 단자; 및 소정 인쇄회로 기판의 양면에 각각 제공되는 급전 패드들을 포함하고, 상기 접촉 단자는 상기 급전 패드들에 각각 접속되는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 개시한다. 상기와 같이 구성된 휴대용 단말기의 안테나 장치는 한 쌍의 급전 패드들에 각각 접속되는 접촉 단자를 제공함으로써 광대역, 다중 밴드의 동작 특성을 갖는 안테나 장치를 제작하기 용이하게 되었다. 더욱이, 방사 소자를 한 쌍으로 구성하여 하나는 이중 또는 삼중 밴드의 동작 특성을 갖도록 설정하고, 다른 하나는 또 다른 밴드의 공진 주파수를 갖도록 설정함으로써 다중 밴드의 동작 특성을 더욱 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

단말기, 안테나, 급전

Description

휴대용 단말기의 안테나 장치{ANTENNA APPARATUS FOR PORTABLE TERMINAL}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치를 나타내는 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 안테나 장치의 방사 소자의 구성의 일 실시 예를 나타내는 사시도,

도 3은 도 1에 도시된 안테나 장치의 방사 소자의 구성의 다른 실시 예를 나타내는 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 방사 소자의 접촉 단자가 급전 패드에 접속된 모습을 일부 절개하여 나타내는 측면도,

도 5는 도 3에 도시된 방사 소자의 접촉 단자가 급전 패드에 접속된 모습을 일부 절개하여 나타내는 측면도.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

100 : 안테나 장치 101 : 안테나 베이스

111 : 방사 소자 113 : 접촉 단자

115 : 접속 부재 102 : 인쇄회로 기판

121 : 급전 패드 125 : 비아 홀(via hole)

127 : 동축 커넥터

본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히 휴대용 단말기 내장형 안테나의 급전 구조에 관한 것이다.

통상적으로 휴대용 단말기라 함은 이동통신 기지국 등을 통해 사용자와 사용자 또는 사용자와 서비스 업자 사이에서 무선통신 기능을 제공해주는 기기를 의미하는 것으로서, 음성 통화서비스, 단문 메시지 전송으로부터 모바일 뱅킹(mobile banking), TV 시청, 온라인 게임, 주문형 비디오 등 다양한 형태의 콘텐츠(contents)가 휴대용 단말기를 통해 사용자에게 제공되고 있다.

상기와 같은 휴대용 단말기는 그 외형에 따라 하나의 하우징에 통신회로, 송화부, 수화부 등의 입출력 장치가 설치된 바형 단말기, 바형 단말기에 플립 커버가 설치된 플립형 단말기, 한 쌍의 하우징이 회전함으로써 개폐되고 입출력 장치가 각각의 하우징에 분산 배치된 폴더형 단말기 등으로 분류된다. 최근에는 슬라이딩형 단말기 등이 등장하여 폴더형 단말기와 더불어 휴대성과 사용의 편리성을 증대시키면서 사용자의 다양한 취향들을 만족시키려는 노력이 경주되고 있다.

아울러, 온라인을 통한 휴대용 단말기로의 게임, 동영상 파일 전송, 모바일 뱅킹, 주문형 비디오, 디지털 멀티미디어 방송(DMB; digital multimedia broadcasting) 등 이동통신 서비스가 다양화되고 있다. 이러한 이동통신 서비스의 다양화가 가능하게 된 것은 휴대용 단말기의 사용이 보편화되고 사용자들의 욕구가 다양해져 휴대용 단말기를 통해 다양한 콘텐츠를 제공하는 서비스의 상업화가 가능해진 환경에 기인한 것이다.

한편, 휴대용 단말기는 주변 환경에 따라 변화되는 전파 환경에서도 일정 수준 이상의 수신율 및 통화품질을 확보하기 위하여 안테나 장치를 구비하게 된다. 휴대용 단말기에 구비되는 안테나 장치는 가입된 서비스 업자의 사용 주파수 대역에 따라 길이 등 상이한 규격을 갖게 된다.

이러한 안테나 장치들은 단말기의 하우징 내에 설치되는 내장형 안테나와 하우징의 외부로 돌출된 형태의 외장형 안테나로 분류할 수 있다. 이러한 내장형 안테나로는 루프(loop) 안테나, 역 L(inverted L)형 안테나, 평판형 역 F 안테나(PIFA; planar inverted F antenna) 등이 이용되고 있으며, 외장형 안테나로는 안테나 하우징 내에 안테나 소자, 예를 들면 헬리컬 안테나를 수용한 형태 또는 단말기의 하우징 상에 인입/인출 가능하게 설치된 형태의 안테나 장치들이 사용되며 이때 외장형 안테나의 안테나 하우징은 단말기 하우징의 외부로 노출되거나 돌출된 상태를 유지하게 된다.

최근에는 단말기의 휴대성, 외부 충격에 의한 파손 방지, 단말기 디자인의 다양화 등을 위하여 점차 내장형 안테나 장치를 선호하는 경향이 있다. 이동통신 서비스의 다양화에 따라 급전부로부터 연장된 안테나 패턴의 일부를 분기하여 내장형 안테나의 광대역, 다중 밴드를 구현하고 있으나, 종래의 내장형 안테나 장치들로는 급속하게 확대되고 있는 이동통신 서비스를 충분히 수용하지 못하는 문제점이 있다. 즉, 종래의 내장형 안테나 장치들은 단순히 안테나 장치가 외부로 돌출되지 않도록 단말기의 하우징 내에 장착하는데 주력하였으며, 안테나 장치의 광대역, 다중 밴드 구현에는 소홀하였던 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 광대역, 다중 밴드의 특성에 부합하는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 내장형 안테나 장치와 인쇄회로 기판의 급전 패드의 안정된 접속을 제공할 수 있는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서,

단말기의 하우징 내에 수용되는 방사 소자;

상기 방사 소자 상에 제공되는 접촉 단자; 및

소정 인쇄회로 기판의 양면에 각각 제공되는 급전 패드들을 포함하고,

상기 접촉 단자는 상기 급전 패드들에 각각 접속되는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 개시한다.

또한, 본 발명은 휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서,

단말기의 하우징 내에 수용되는 방사 소자;

상기 방사 소자 상에 제공되는 접촉 단자; 및

인쇄회로 기판의 양면에 각각 제공되는 급전 패드들을 포함하고,

상기 접촉 단자는 한 쌍이 상기 방사 소자의 가장자리로부터 서로 마주보게 각각 연장되어, 상기 인쇄회로 기판의 양면에 각각 제공된 급전 패드들에 접속되는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치(100)는 방사 소자(111)에 구성된 접촉 단자(113)가 인쇄회로 기판(102)의 양면에 구성된 급전 패드(121)에 각각 접속되는 구성이다. 여기서, 도 2와 도 3에 도시된 방사 소자(111)들은 각각 한 쌍의 방사 소자(111)가 서로 마주보게 구성되면서 도 2는 각각의 방사 소자(111)들이 각각 독립적으로 구성된 예들, 도 3은 접속부재(115)를 통해 방사 소자(111)들이 서로 접속된 예를 도시하고 있다.

도 1과 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방사 소자(111)는 안테나 베이스(101)에 부착된다. 상기 방사 소자(111)는 단말기에 요구되는 안테나 장치의 특성에 따라 다양한 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 안테나 베이스(101)는 상기 방사 소자(111)가 안정적으로 고정될 수 있는 형상으로 제작된다. 즉, 상기 안테나 베이스(101)에서 상기 방사 소자(111)가 부착되는 면은 상기 방사 소자(111)에 상 응하는 형상으로 형성되는 것이다.

상기 안테나 베이스(101)는 합성 수지와 같이 절연물질로 제작되며 단말기의 하우징(미도시) 내에 고정된다. 즉, 상기 방사 소자(111)는 상기 안테나 베이스(101)를 통해 하나의 모듈 형태로 제작된 후 단말기 조립 과정에서 단말기 하우징 내에 장착되는 것이다. 이때, 상기 방사 소자(111)들은 각각 독립적으로 동작할 수 있게 구성되거나, 서로 전기적으로 연결되어 함께 동작할 수 있다.

상기 방사 소자(111)는 적어도 하나의 접촉 단자(113)를 구비한다. 본 실시 예에서 상기 접촉 단자(113)는 한 쌍이 상기 방사 소자(111)로부터 각각 연장되어 서로 마주보는 구성이다. 상기 안테나 베이스(101)에는 상기 방사 소자(111)들이 서로 마주보는 상태에서 일정 거리 이상 이격되지 않도록 제한하는 지지홀, 지지 리브 등이 형성되어 있다. 이러한 방사 소자들의 지지수단은 상기 안테나 베이스(101)의 형상을 다양하게 변형하여 구성할 수 있음은 자명하다.

도 2와 도 3을 참조하여, 상기 방사 소자(111)의 구성을 좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 방사 소자(111)는 한 쌍이 서로 마주보게 제작되며, 상기 접촉 단자(113)들은 각각의 방사 소자(111)로부터 연장되어 있다. 이들 방사 소자(111)는 접속 부재(115)를 통해 서로 접속될 수 있다. 상기 방사 소자(111)들이 상기 접속 부재(115)를 통해 서로 접속된 경우, 상기 방사 소자(111)들, 접촉 단자(113)들, 접속 부재(115)는 하나의 도전성 플레이트로부터 판금, 절곡 과정을 통해 제작될 수 있으며, 상기 안테나 장치(100)의 송수신 동작에서 각 부분별로 수행하게 되는 역할에 따라 그 명칭이 부여된 것이다. 아울러, 상기 방사 소자(111)들, 접촉 단자 (113)들, 접속 부재(115)는 각각 별도로 제작되어 상기 안테나 베이스(101) 상에 조립하여 구성할 수 있다. 다만, 생산성, 조립성, 상기 안테나 장치의 송수신 동작에서 각 구성 요소들 간 접속 손실등을 고려할 때, 상기 방사 소자(111)들, 접촉 단자(113)들, 접속 부재(115)는 하나의 도전성 플레이트로부터 판금, 절곡 과정을 통해 일체형으로 제작됨이 바람직할 것이다. 상기와 같은 방사 소자(111)는 평판형 역 에프 안테나(PIFA; planar inverted F antenna), 역 엘 안테나(ILA; inverted L antenna), 루프 안테나(loop antenna), 곡류형 안테나(meander line antenna) 등 소형화가 용이하여 단말기의 내부에 실장하기 적합하고, 단말기에 요구되는 특성을 구현하기 용이한 안테나 소자들 중 선택된 어느 하나를 활용할 수 있다.

상기 방사 소자(111)는 상기 접촉 단자(113)들을 통해 인쇄회로 기판(102) 상에 설치된 급전 패드(121)에 접속된다. 상기 인쇄회로 기판(121)에는 상기 안테나 베이스(101)와의 고정을 위한 고정홈(129)이 형성되어 있다. 상기 고정홈(129)은 상기 안테나 베이스(101) 상에 형성된 후크(미도시)와 맞물리며 상기 인쇄회로 기판(102)의 하부면 일부가 상기 안테나 베이스(101) 상에 지지됨에 따라, 상기 인쇄회로 기판(102)이 상기 안테나 베이스(101)에 고정된다. 이러한 인쇄회로 기판의 고정 구조도 상기 안테나 베이스(101)의 형상에 따라 다양하게 구성할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에서는 후크와 홈을 이용한 고정 구조를 제안하고 있으나, 일반적으로 인쇄회로 기판을 제품의 하우징에 스크류로 체결하는 방식과 같이 상기 인쇄회로 기판(102)과 안테나 베이스(101)에 각각 스크류 홀을 형성하여 체결할 수 있을 것이다.

상기 인쇄회로 기판(102)의 양면에는 각각 급전 패드(121)가 설치되어 있다. 상기 급전 패드(121)들은 상기 인쇄회로 기판(102)의 양면에 형성된 안착면(123)에 각각 부착되며, 상기 안착면(123)들은 비아 홀(via hole)(125)을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 급전 패드(121)들은 상기 비아 홀(125)을 통해 서로 전기적으로 연결되는 것이다.

한편, 본 실시 예에서는 상기 인쇄회로 기판(102) 상에 급전 패드(121) 부착을 위한 안착면(123)을 별도로 형성한 구성을 개시하고 있으나, 단말기 내에 장착됨을 고려할 때, 상기 인쇄회로 기판(102)의 양면을 함몰시켜 안착면(123)을 형성할 수 있는 충분한 두께를 확보하기 어려울 수 있다. 상기 인쇄회로 기판(102)의 두께를 충분히 확보하기 어려운 경우 다른 인쇄회로 패턴과 같이 급전 패드 패턴을 상기 인쇄회로 기판(102) 상에 인쇄하여 급전 패드를 구성할 수 있다.

상기 인쇄회로 기판(102)이 상기 안테나 베이스(101)에 결합, 고정된 때 상기와 같이 구성된 급전 패드(121)들은 상기 접촉 단자(113)들과 각각 마주본 상태로 접촉된다. 이때, 상기 안테나 베이스(101)이 형상으로 인해 상기 접촉 단자(113)들이 일정 거리 이상 이격되는 것이 제한되므로, 상기 접촉 단자(113)들은 상기 급전 패드(121)를 각각 가압함으로써 안정된 접속 상태를 유지할 수 있다.

한편, 상기 인쇄회로 기판(102)은 단말기의 메인보드(미도시)에 일체형으로 구성될 수 있다. 상기 인쇄회로 기판(102)이 메인보드에 일체형으로 형성된 경우, 상기 급전 패드(121)는 메인보드 상에 제공된 인쇄회로 패턴을 통해 송수신 회로에 접속된다.

본 실시 예에서 상기 인쇄회로 기판(102)은 메인보드와 별도로 제작된 소형 기판으로, 상기 급전 패드(121)들과 전기적으로 연결된 동축 커넥터(127)가 그의 일면에 형성되어 있다. 상기 인쇄회로 기판(102), 구체적으로 상기 급전 패드(121)는 도시되지 않은 동축 케이블과 상기 동축 커넥터(127)를 통해 메인보드에 제공된 송수신 회로에 접속되는 것이다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치는 인쇄회로 기판 상에 한 쌍의 급전 패드들을 설치하고, 각 급전 패드에 접속될 수 있도록 방사 소자에 접촉 단자를 제공함으로써 광대역, 다중 밴드의 동작 특성을 갖는 안테나 장치를 제작하기 용이하게 되었다. 더욱이, 방사 소자를 한 쌍으로 구성하여 하나는 이중 또는 삼중 밴드의 동작 특성을 갖도록 설정하고, 다른 하나는 또 다른 밴드의 공진 주파수를 갖도록 설정함으로써 다중 밴드의 동작 특성을 더욱 효과적으로 구현할 수 있게 된다.

Claims

휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서,

단말기의 하우징 내에 수용되는 방사 소자;

상기 방사 소자 상에 제공되는 접촉 단자; 및

인쇄회로 기판의 양면에 각각 제공되는 급전 패드들을 포함하고,

상기 접촉 단자는 상기 급전 패드들에 각각 접속됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서,

상기 인쇄회로 기판 상에 형성되는 비아 홀(via hole)을 더 구비하고,

상기 급전 패드들은 상기 비아 홀을 통해 서로 전기적으로 접속됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 접촉 단자는 한 쌍이 상기 방사 소자의 가장자리로부터 서로 마주보게 각각 연장되어, 상기 인쇄회로 기판의 양면에 각각 제공된 급전 패드들에 접속됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 방사 소자는 평판형 역 에프 안테나(PIFA; planar inverted F antenna), 역 엘 안테나(ILA; inverted L antenna), 루프 안테나(loop antenna), 곡류형 안테나(meander line antenna) 중 선택된 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 접촉 단자는 한 쌍으로 제공되어지고, 상기 방사 소자가 한 쌍이 서로 마주보게 제작되며, 상기 접촉 단자들은 상기 방사 소자들로부터 각각 연장됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제5 항에 있어서, 상기 접촉 단자들로부터 각각 연장된 방상 소자를 서로 전기적으로 접속시키는 접속 부재를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 인쇄회로 기판은 상기 단말기의 메인보드임을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서,

상기 단말기의 하우징 내에 고정되는 안테나 베이스를 더 구비하고,

상기 방사 소자는 상기 안테나 베이스 상에 부착됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제8 항에 있어서, 상기 인쇄회로 기판은 상기 안테나 베이스 상에 고정됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제9 항에 있어서, 상기 인쇄회로 기판 상에 제공되는 동축 케이블 접속용 동축 커넥터를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 인쇄회로 기판 상에 형성되어 상기 급전 패드들이 부착되는 안착면을 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서,

단말기의 하우징 내에 수용되는 방사 소자;

상기 방사 소자 상에 제공되는 접촉 단자; 및

인쇄회로 기판의 양면에 각각 제공되는 급전 패드들을 포함하고,

상기 접촉 단자는 한 쌍이 상기 방사 소자의 가장자리로부터 서로 마주보게 각각 연장되어, 상기 인쇄회로 기판의 양면에 각각 제공된 급전 패드들에 접속됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.