KR100646977B1 - 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신단말기에서 사용하는 주파수 대역이 점차 다중 대역화되어감에 따라 그 추세에 맞추어 다중대역 특성을 만족하고, 특히 메인 인쇄회로기판에 구비되는 배치 구조로 내장형 안테나가 구성되어 실장됨으로써, 외장형 안테나의 삭제에 따른 이동통신단말기의 외관 디자인에 대한 설계 제약과 한계를 극복하고, 또한 듀얼 공진을 가지는 외장형 안테나의 구입에 따른 비용발생과 노출에 의한 여러 제반 문제점을 해소할 수 있도록 한 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나에 관한 것이다.

본 발명은 메인 인쇄회로기판의 상면과 저면에는 듈얼 공진 주파수를 가지도록 제 1패턴부와 제 2패턴부가 면적과 두께 그리고 길이를 가지고 각각 패터닝되면서 제1패턴부와 제 2패턴부가 서로 겹치는 일 부분에서 신호연결이 이루어지도록 비아홀이 메인 인쇄회로기판을 관통하는 상태로 형성되어 있고; 상기 제 1패턴부와 이격된 위치에는 비아홀을 통하여 제 2패턴부와 신호연결되도록 도전판이 구비되어 있으며; 상기 도전판에는 패터닝의 길이에 대한 보충과 공진점 조정을 위하여 소정의 형상과 두께를 가진 제 1스터부 부재가 부착되는 상태로 구비되는 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나가 제공된다.

내장형, 안테나, 패턴, 다중, 대역, 공진, 주파수

Description

듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나{Internal Antenna for Mobile Communication Terminal Having Dual Resonance}

도 1은 본 발명에 따른 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나를 도시한 평면 사시도이다.

도 2는 도 1을 도시한 배면 사시도이다.

도 3은 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도이다.

도 4는 도 1의 B-B선을 따라 절개한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 대한 내장형 안테나의 듈얼 공진을 측정한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 내장형 안테나 12 : 메인 인쇄회로기판

14 : 제 1패턴부 16 : 피딩포인트

18 : 제 2패턴부 20,26 : 비아홀

22 : 도전체 24 : 도전판

28 : 제 1스터부 부재 34 : 제 2스터부 부재

본 발명은 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신단말기에서 사용하는 주파수 대역이 점차 다중 대역화됨에 따라 메인 인쇄회로기판에 서로 다른 공진 주파수를 가지는 내장형 안테나를 구비시켜 우선, 본 발명이 요구하는 다중대역 특성을 만족하도록 하여 여러 대역에 대하여 송,수신이 가능하도록 하고, 또한 이동통신단말기의 외관 설계에 대한 제약과 한계를 해소하여 디자인을 더욱 미려하게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

통상적으로, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant)등의 이동통신단말기에서 사용되는 안테나로는, 외장형 안테나와 내장형 안테나가 사용되고 있다.

이와 같이 사용되는 이동통신단말기의 외장형 안테나는 단일 공진주파수를 가지는 헬리컬 안테나(helical antenna)가 주로 사용되고 있고, 상기 내장형 안테나로는 인쇄회로기판, 판재의 형태, 유전체의 유전율에 따라 공진 주파수를 결정하여 구성되는 안테나 형식이 많이 사용되고 있다.

앞서 설명된 바와 같은 외장형 안테나 및 내장형 안테나는, 안테나의 크기 및 공진점이 안테나의 송,수신에 대한 성능과 주파수 대역의 결정에 절대적인 영향을 미치게 된다.

그러나, 종래에 사용되어 왔던 외장형 안테나와 내장형 안테나는 해당하는 대역에 대해서만 송,수신이 가능하도록 단일 공진주파수를 형성하고 있다. 따라서 850MH_Z를 사용하는 셀룰라대역, 1.575MH_Z를 사용하는 GPS대역, 1.8MH_Z를 사용하는 PCS대역이 각기 다른 공진 주파수를 가지고 있어서 종래에 안테나로는 앞서 예시된 주파수 대역을 포괄적으로 수용할 수 없는 문제점을 가지고 있다.

특히, 외장형 안테나는 이동통신단말기의 외부로 노출되도록 설치되어 있어서, 위에 열거된 주파수 대역을 포괄적으로 수용하는 다중대역을 구현하기 위해서는 외장형 안테나의 크기가 커지고 또한 구조적으로도 변경하여야만 한다. 이와 같이 외장형 안테나의 크기가 커지게 되면 이동통신단말기의 휴대상 불편함이 있고, 또한 이동통신단말기의 외관 설계에 대한 제약을 주게되어 디자인의 향상에 걸림돌이 되는 문제점이 있다.

또한, 내장형 안테나의 경우에는 여러 대역을 확보하기 위해 크기가 커져야만 하는데, 이동통신단말기의 경박단소화 추세에 따라 설치공간이 점점 더 작아지는 현재의 실정에 비추어보면, 종래의 내장형 안테나는 공간적인 제약과 한계로 인하여 실장하기가 어려운 문제점이 있어서, 이동통신단말기의 다중대역을 구현하기가 쉽지 않은 애로 사항이 있다.

따라서, 업계에서는 메인 인쇄회로기판과 일체로 구성되는 안테나를 구성하면서 다중대역을 확보하고, 또한 이동통신단말기의 실장이 용이하게 하여 외관 디지인의 향상을 가져다 줄 수 있는 새로운 내장형 안테나가 절실히 요구되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 메인 인쇄회로기판과 일체의 구조를 가지면서 서로 다른 공진 주파수를 형성하도록 패턴닝되는 구조로 개선함으로써, 다중대역 특성과 안테나 성능을 만족하고, 또한 이동통신단말기의 추세에 따른 공간적 제약을 극복하여 실장이 가능하게 하며, 아울러 이동통신단말기의 외관디자인에 대한 설계의 한계를 극복할 수 있도록 하는 점에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 메인 인쇄회로기판의 상면과 저면에는 듈얼 공진 주파수를 가지도록 제 1패턴부와 제 2패턴부가 면적과 두께 그리고 길이를 가지고 각각 패터닝되면서 제 1패턴부와 제 2패턴부가 서로 겹치는 일 부분에서 신호연결이 이루어지도록 비아홀이 메인 인쇄회로기판을 관통하는 상태로 형성되어 있고; 상기 제 1패턴부와 이격된 위치에는 비아홀을 통하여 제 2패턴부와 신호연결되도록 도전판이 구비되어 있으며; 상기 도전판에는 패터닝의 길이에 대한 보충과 공진점 조정을 위하여 소정의 형상과 두께를 가진 제 1스터부 부재가 부착되는 상태로 구비되는 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나에 기술적 특징이 있다.

또한, 상기에서 제 1패턴부에 연결되어 공진점을 조정하도록 소정의 면적을 가지는 제 2스터부 부재가 구비되는 구조이다.

삭제

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

첨부된 예시도면 도 1은 본 발명에 따른 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나를 도시한 평면 사시도이고, 도 2는 도 1을 도시한 배면 사시도이다. 또한 도 3은 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B선을 따라 절개한 단면도이다.

첨부된 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 내장형 안테나(10)는 메인 인쇄회로기판(12)에 신호 연결이 이루어지는 일체형의 구조로 구성되며, 패터닝의 구조 및 배치에 따라서 듀얼 공진이 결정된다. 하기에서는 본 발명의 내장형 안테나(10)에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 메인 인쇄회로기판(12)의 일측 상면에는 설정하고자 하는 해당 대역에 맞추어 소정의 면적과 두께 그리고 길이를 가진 제 1패턴부(14)가 패터닝되며, 이러한 제 1패턴부(14)의 소정위치에 피딩포인트부(16)를 형성하는 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 제 1패턴부(14)와 대응하는 메인 인쇄회로기판(12)의 저면에는 또 다른 제 2패턴부(18)가 소정의 면적과 두께 그리고 길이를 가지고 패터닝되며, 상기 제 1패턴부(14)와 제 2패턴부(18)가 겹쳐지게 되는 일부분에는 신호 연결을 위한 하나 이상의 비아홀(20)이 메인 인쇄회로기판(12)을 관통하는 상태로 형성된 다. 그리고 비아홀(20)의 내면은 도전체(22)로 코팅되는 구조로 구성된다.

한편, 상기 제 1패턴부(14)와 소정거리로 이격된 메인 인쇄회로기판(12)에는 소정면적을 가지는 도전판(24)이 구비되는데, 이러한 도전판(24)과 제 2패턴부(18)간에 신호연결이 이루어질 수 있도록 앞서 설명된 비아홀(20)의 구조와 동일한 하나 이상의 비아홀(26)이 형성되며, 또한 도전판(24)에는 제 1,2패턴부(14,18)의 부족한 길이를 보충하기 위하여 소정의 두께와 형상을 가지는 제 1스터부 부재(28)가 비아홀(26)과 근접되는 상태로 부착.고정되도록 구성된다.

그러나, 위에 설명된 구조와 같이 반드시 제 1스터부 부재(28)가 갖추어지는 구조로 한정되거나 국한되지 아니하고, 상기 제 1,2패턴부(14,18)의 패턴닝만으로도 원하는 대역에 대하여 듀얼 공진이 가능하다면 제 1스터부 부재(28)를 삭제하는 구조도 본 발명에 포함될 것이다.

또한, 상기 제 1,2패턴부(14,18)가 소정의 면적과 두께 그리고 길이를 가진 직사각형으로 형성되어 있지만, 도시된 제 1,2패턴부(14,18)의 패터닝 구조는 본 발명에 대한 하나의 예일 뿐이며, 반드시 이러한 구조로 국한되거나 한정될 필요는 없다. 예를 들어 서로 다른 듈얼 공진을 형성할 수 있다면, 구조적으로 다양한 모양이나 혹은 형상을 취할 수 있다.

또한, 첨부된 도면에서는 제 1패턴부(14)의 일정위치에 제 2스터부 부재(34)가 직사각형의 모양을 취하면서 일체로 형성되어 있으나, 이러한 제 2스터부 부재(34)의 형상은 본 발명을 설명하기 위한 일 예를 보여주는 것에 불과하므로, 반드시 도면에 도시된 형상으로 한정되거나 국한되지 아니 하고, 균등한 작용을 가진다면, 그 외 다양한 다른 모양이나 형상을 가지는 구조도 가능할 것이다.

따라서, 하나의 공진 주파수를 형성하는 종래의 외장형 안테나 또는 내장형 안테나로는 단일 주파수 대역에 대해서만 송,수신이 가능한 문제점이 있으나, 본 발명은 첨부된 예시도면 도 5에 도시된 그래프에서 보는 바와 같이 상기 제 1,2패턴부(14,18)에 의하여 각각 공진점(A)와 공진점(B)을 가지는 듀얼 공진을 형성하게 된다. 예를들어서 상기 공진점(A)이 850MH_Z를 사용하는 셀룰라대역이라 가정하고, 공진점(B)이 1.575MH_Z를 사용하는 GPS대역으로 가정할 경우 상기 셀룰라 대역과 GPS 대역에 대하여 모두 송,수신이 가능하게 된다. 위에 설명된 공진점(A,B)에 대하여 예를들어서 설정한 주파수 대역은 듈얼 공진을 보다 쉽게 설명하기 위한 일 예일 뿐이며, 위에 설정된 주파수 대역으로 한정되거나 국한되지 않는다.

즉, 본 발명의 특징은 듈얼 공진점(A,B)이 가지게 되는 주파수 대역에 따라 해당하는 각각의 주파수 대역을 모두 송,수신할 수 있게 된다.

앞서 언급된 바와 같이 공진점(A)을 조종하여 다른 주파수 대역을 형성하고자 할 경우에는 여러 방법들이 있으나, 본 발명에서는 상기 제 2스터부 부재(34)의 길이, 두께, 형상, 면적 등을 조절하여 공진점(A)을 가변적으로 조정할 수 있다.

그리고 상기 공진점(B)을 조정하여 다른 주파수 대역을 형성하고자 할 경우도 여러 방법들이 있으나, 본 발명에서는 제 2패턴부(18)에 제 1스터부 부재(28)가 연결되도록 더 부가하여 공진점(B)을 가변적으로 조정할 수 있다. 그러나, 반드시 제 1스터부 부재(28)가 갖추어지는 구조로 한정되거나 국한되지 아니하고, 상기 제 1,2패턴부(14,18)의 패턴닝만으로도 원하는 대역에 대하여 듀얼 공진이 가능하다면 제 1스터부 부재(28)를 삭제하는 구조도 본 발명에 포함될 것이다.

이상에서는 첨부된 예시도면을 통하여 바람직한 내장형 안테나의 구성을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 실시에 대한 하나의 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 이상과 같은 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 속함이 당연한 것이다.

위와 같이 본 발명의 내장형 안테나는, 서로 다른 공진주파수를 갖는 복수개의 패턴부가 구비되어, 단일 안테나가 가지는 있는 공진 주파수의 대역폭에 대한 한계를 극복하므로써, 다중대역 특성을 만족하는 효과가 있다.

또한, 필요에 따라 스터브 부재의 면적과 두께 그리고 길이를 적절히 조절하여 원하는 이득과 대역폭을 만족하게 하여 안테나 성능을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 내장형 안테나가 메인 인쇄회로기판과 일체의 구조로 구성되어 이동통신단말기에 실장됨으로써, 외장형 안테나의 삭제로 인하여 이동통신단말기의 외관 디자인에 대한 설계의 제약과 한계를 극복하고, 그에 따라 디자인을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 복수개의 주파수를 포괄하는 광대역 특성을 통해 새로운 인접 주파수들을 사용함으로써, 해당하는 각종 통신서비스의 이용이 가능한 효과도 기대할 수 있다. 나아가, 광 대역 안테나가 요구되는 각종 차세대 이동통신단말기에 적용이 가능하고, 보다 넓은 대역의 주파수 재원이 확보되어 차세대 이동통신단말기의 안테나로 활용이 가능한 효과도 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 메인 인쇄회로기판의 상면과 저면에는 듈얼 공진 주파수를 가지도록 제 1패턴부와 제 2패턴부가 면적과 두께 그리고 길이를 가지고 각각 패터닝되면서 제1패턴부와 제 2패턴부가 서로 겹치는 일 부분에서 신호연결이 이루어지도록 비아홀이 메인 인쇄회로기판을 관통하는 상태로 형성되어 있고;

   상기 제 1패턴부와 이격된 위치에는 비아홀을 통하여 제 2패턴부와 신호연결되도록 도전판이 구비되어 있으며; 상기 도전판에는 패터닝의 길이에 대한 보충과 공진점 조정을 위하여 소정의 형상과 두께를 가진 제 1스터부 부재가 부착되는 상태로 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나에 기술적 특징이 있다.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1패턴부에 연결되어 공진점을 조정하도록 소정의 면적을 가지는 제 2스터부 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼 공진을 가지는 이동통신단말기의 내장형 안테나.

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