KR100648185B1 - 안테나 장치 및 이러한 안테나 장치를 포함하는 통신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예를 들면, 휴대용 무선 통신 장치의 방사요소(1)와 PCB(3) 사이에 어떻게 더욱 신뢰성 있는 접촉부들(11, 12)을 제공하는지 그리고 어떻게 더욱 신뢰성 있고 단순한 방사요소(1)의 정합을 이루지에 대한 문제에 관한 것이다. 이것은 방사요소(1)를 PCB(3)에 견고히 고정되는 일체형 접촉부(11, 12)에 제공함으로써, 그리고 그 접촉부들(11, 12) 및 방사요소(1)과 일체형인 정합요소(13)를 그 일체형 접촉부들(11, 12)에 제공함으로써 달성되며, 그 치수들은 방사요소(1)의 원하는 정합을 달성하도록 변화될 수 있다.

Description

안테나 장치 및 이러한 안테나 장치를 포함하는 통신 장치{AN ANTENNA DEVICE AND A COMMUNICATION DEVICE COMPRISING SUCH AN ANTENNA DEVICE}

본 발명은 일반적으로 방사요소와 인쇄회로기판(PCB) 사이의 접촉부를 포함하는 안테나 장치에 관한 것이며, 여기에서, 그 접촉부는 방사요소를 정합(match)시키는데 또한 이용된다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 안테나를 PCB에 접속하고 그리고 안테나를 정합시키기 위한, 휴대용 무선 통신 장치에 있어서의 내장형 안테나 상의 일체형 접촉부에 관한 것이다.

내장형 안테나의 일체형 접촉부들을 이용하는 것은 이미 공지되어 있다. 이것은 전자 전송 시스템에서 신뢰성 없는 접촉점들의 수를 감소시키기 위해 만들어진다. 하지만, 얇아서 지지되지 않는 접촉부의 특성은, 그 접촉부가 부주의하게 다루어진다면, 변할 수 있다. 따라서, 공지의 일체형 접촉부들에 있어서의 문제점은 그 일체형 접촉부들이 여전히 신뢰성 없고 부주의한 취급에 대해 불안정하다는 것이다.

내장형 안테나를 임피던스 정합(impedence match)시키는 것은 이미 공지되어 있다. 정합을 용이하게 하기 위해 안테나의 정합에 관련된 구성요소를 가능한 한 적게 갖게 하는 것과, 시간 경과에 따라 변하여 정합을 저해할 수 있는 구성요소의 수를 감소시키는 것이 바람직하다. 공지된 정합에 있어서의 문제점은 부주의한 취급에 대한 불안정성 및 안테나를 쉽게 정합시키는데 있어서의 곤란성이다.

미국 특허 제 5,907,817호로부터, 안테나와 PCB 사이에 접촉부를 제공하는 것이 이미 공지되어 있다. 비록, 그 안테나가 내장형 안테나인 것처럼 개시되어 있지만, 사실상, 그 안테나는 실제 외장형 고정 안테나이다. 이러한 접촉부에 있어서의 문제점은 그 접촉부가 불필요하게 많은 접촉점들을 가져서 정합에 적절하지 않다는 것이다.

미국 특허 제 5,731,791호로부터, 외장형(고정) 안테나와 PCB 사이에 접촉부를 제공하는 것이 이미 공지되어 있다. 이러한 접촉부에 있어서의 문제점은 그 접촉부가 불필요하게 많은 접촉점들을 가져서 정합에 적절하지 않다는 것이다.

미국 특허 제 5,929,812호로부터, 내장형 안테나에 두개의 일체형 접촉부들을 제공하는 것이 공지되어 있는데, 여기에서, 하나의 접촉부는 독립된 접지면에 접속되고 다른 하나의 접촉부는 전기 커넥터를 통해 PCB에 접속된다. 이러한 접촉부에 있어서의 문제점은 그 접촉부가 적합한 접속력 부족으로 인해 신뢰성 있는 접속을 제공하지 못한다는 것과, 그 접촉부를 어떻게 안테나의 정합에 이용하는 지가 나타나지 않는다는 것이다.

EP 0 867 967 A2로부터, 내장형 안테나에 두개의 일체형 접촉부를 제공하는 것이 이미 공지되어 있는데, 여기에서, 하나의 접촉부는 독립된 접지면에 접속되고, 다른 하나의 접촉부는 급전(給電)요소이다. 급전요소를 전기적으로 적합하게 하기 위해, 단차형의 금속 스트립이 이용되며, 여기에서, 그 단차의 길이 및 스트 립의 폭은 소정의 전기적인 작동에 따라 따라 좌우된다. 별개의 콘덴서가 매칭을 위해 사용된다. 이러한 접촉부에 있어서의 문제점은, 그 접촉부가 신뢰성 있는 접촉부가 아니라는 것과, 그 접촉부를 어떻게 안테나를 정합시키는데 단독으로 이용하는 지가 나타나지 않는다는 것이다.

본 발명의 하나의 목적은 안테나의 전기적인 정합을 용이하게 하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 안테나의 좀 더 신뢰성 있고 지속적인 전기 적인 정합을 얻는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 안테나 접촉요소의 제조 및 조립을 용이하게 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 청구범위 제 1항에 청구된 안테나 장치가 제공된다.

종래 기술과 비교되는 이점은 안테나 장치의 접지부분 및 급전부분 양자가 PCB에 직접 접속됨에 따라 얻어진다.

다른 이점들은 종속항들의 특징들에 의해 얻어지며, 첨부된 도면을 참조로 하여 예시로서 제공된 이하 실시예의 설명으로부터 자명해질 것이다.

이제, 본 발명은 첨부 도면을 참조로 하여 예시적으로 설명된다.

도 1은 두개의 일체형 접촉 다리 사이의 정합요소가 내장형 안테나를 정합시키기 위해 어떻게 적합하게 될 수 있는 있는 지를 도시하고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 안테나 장치의 분해도를 도시하고 있다.

도 3은 접촉 다리들이 어떻게 제 위치에 지지되고 유지되는 지를 도시하고 있다.

도 4는 본 발명의 안테나 장치의 분해도를 도시하고 있다.

도 5는 변경적인 정합요소 패턴을 도시하고 있다.

예를 들어, 이동 전화기 또는 휴대용 전화기와 같은 신뢰성 있고 튼튼한 휴대용 무선 통신 장치 내에 포함된 본 발명의 실시예는, 도 1을 참조로 하여, 이제부터 설명될 것이다. 본 명세서와 관련하여, 본 발명의 방사요소가 RF 신호를 전송 및/또는 수신하기 위해 작동가능하다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 정합이 임피던스 정합이라는 것을 이해해야 한다.

예를 들면, PIFA(Planar Inverted F Antenna)에서 박판 금속 또는 유연성 필름인 방사요소(1)와, PCB(3) 사이의 접속부는 정합요소(13)를 사이에 갖춘 두개의 다리로 이루어진다. 정합요소(13)는 다리들(11, 12) 및 방사요소(1)와 일체형이다. 정합요소(13)의 치수는 길이(L)와 폭(W)을 포함한다.

다리(11, 12)들은 폭이 같으며, 접지요소(11) 및 급전요소(12)로 이루어진다. 그 다리들은 일단부가 방사요소(1)의 일체형 부분이며, 단일편으로 제조된 후, 안테나 프레임(2)에 꼭 맞도록 접혀진다(도 2 및 도 3 참조). 그 다리들의 타단부는 자유단이며, 안테나 프레임과 PCB(3) 사이에서 클램핑되도록 접혀진다. PCB(3)는 RF 수신기/전송기의 전자부품을 포함하며, 그 접지부는 안테나의 접지면으로서 기능한다.

정합요소(13)의 길이(L) 및/또는 폭(W)은 방사요소(1)를 정합시키기 위해 가변될 수 있다. 이것은 다리들(11, 12) 사이에 그 다리들을 기계적으로 더욱 고정시키는 정합요소(13)을 제공한다. 또한, 이것은 휴대용 무선 통신 장치에서 안테나의 제조 및 장착을 용이하게 한다.

안테나 프레임(2)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 다리들(11, 12)을 지지하는데 이용된다. 안테나 프레임(2)은 방사요소(1) 및 다리들(11, 12)을 지지하며, 여기에서, 그 다리들(11, 12)은 전체적으로 방사요소(1)에 대해 수직을 이룬다. 또한, 안테나 프레임(2)은 다리들(11, 12)의 접혀진 자유 단부들을 지지한다. 이러한 지지에 의해, 다리들은 PCB(3; 도 1 참조) 상의 접촉점들(4, 5)에 접속된다. 다리들(11, 12)이 방사요소(1)와 일체형을 이룬 채 안테나 프레임(2)에 의해 지지되고 또한 안테나 프레임(2)과 PCB(3) 사이에서 클램핑되므로, 정확한 고 정밀도의 높은 접촉 압력이 달성된다.

도 4에는 이동 전화기 형태의 휴대용 무선 통신 장치가 도시되어 있다. 이동 전화기는 그 이동전화기에 붙박이식으로 사용되도록 배열된, 전체적으로 도면부호 1로 표시된 제 1 고정 방사요소를 포함하는 독창적인 안테나 장치를 포함한다. 내장형 요소(1)는, 본 발명에 적용하기 위해 바람직한 방사특성을 제공하도록 형상화된, 전체적으로 평탄한 전도성 패치(patch) 부분을 포함한다. 이미 설명한 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 붙박이식 요소(1)는 PIFA의 일부분이다. 방사요소(1)는 안테나 프레임(2)과 PCB(3) 사이에 위치된다.

안테나 프레임과 PCB 사이에서 접촉부들(11, 12)의 자유 단부들을 클램핑하 기 위해서, 스크류(14), 바람직하게는 휴대용 무선 통신 장치의 조립에 이용되는 기존의 스크류가 이용된다. 접촉부들(11, 12)의 자유 단부들은 PCB(3) 상의 접촉점들(4, 5; 도 1 참조)에 클램핑된다.

전술한 본 실시예에 따르면, 이동 전화기 또는 휴대용 전화기와 같은 휴대용 무선 통신 장치의 내장형 안테나와 PCB 사이에는 더욱 신뢰성 있는 접속이 달성되며, 여기에서, 접촉부는 내장형 안테나의 일체형 부분이며, 그 접촉부를 고정 위치에 유지시키는 프레임에 의해 지지되어 그 접촉부를 PCB에 가압하는, 예를 들면, 스크류에 의해 PCB에 접속된다. 따라서, 그 접촉부는 그 사이에 슬릿이 형성된 두개의 다리들을 포함한다.

단순하고 더욱 신뢰성 있는 안테나 정합이 달성되는데, 여기에서, 급전요소가, 예를 들면, 단차형 스트립을 형성하기 위해 변할되었던 종래 기술 대신에, 정합요소의 길이 및/또는 폭과 같은 형상이 가변된다. 이것은 안테나와 PCB 사이의 접속을 더욱 안정되게 하고 신뢰성 있게 해주며, 정합중에 고려될 외부의 전기적 변수가 존재하지 않는다. 시간이 지남에 따라 변화하는 구성요소가 존재하지 않으며, 그 결과, 정합은 사용 시간에 좌우되지 않으며, 환경 및 휴대용 통신 장치의 물리적 취급에 대해 덜 좌우된다.

변경적인 정합 회로는 다리들(11, 12) 사이의 브릿지(bridge)(13'; 도 5 참조)이다. 그 브릿지는 다리 양자와 일체형지만, 방사요소(1)에 대한 직접적인 전도성 접속을 갖지 않는다. 정합요소로서 기능하는 것 이외에, 브릿지(13')는 다리 배열을 기계적으로 안정화시키는 기능도 한다.

이상, 바람직한 실시예들에 대하여 나열되어 왔다. 그 실시예들은 첨부된 청구범위의 범위 내에서 변경될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 접지 다리(11)는 급전요소(12)보다 폭이 더 넓게 또는 급전요소(12)보다 폭이 더 좁게 만들어질 수 있다. 접지 다리(11)의 접혀진 자유 단부 부분은 PCB에 대한 여러개의 접촉점들을 가질 수 있다. PCB에 대한 여러개의 접촉점을 얻기 위한 변경적인 방법은 여러개의 접지 다리들을 이용하는 것이다.

또한, 다리들(11, 12)의 위치는 원하는 주파수로 위해 방사요소(1)를 조절하는데 이용될 수도 있다. 다리들 사이의 거리는 방사요소(1)의 조절에 따라 변화된다.

스크류는 통신 장치를 조립 유지시키는 바람직한 수단으로 도시되어졌다. 또한, 통신장치를 조립유지시키는 수단으로서 용접, 스냅 장치와 같은 다른 가능한 수단이 사용될 수도 있다.

방사요소(1)는 특정 형상을 갖는 것으로 도시되어 있다. 그 방사요소는 본 발명의 안테나 요소 상에서 특정한 필요조건에 적합한 어떤 적절한 형상을 가질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 방사요소(1)가 전체적으로 평탄한 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 그 방사요소가 약간 휘어져 안테나 장치가 장착되는 커버의 전체 형상에 적합하게 될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (26)

1. 지지 구조(2)와,

   상기 지지 구조(2)에 의해 지지되는 전체적으로 평면인 방사요소(1)와,

   접지면 장치에 접속 가능한 제 1 전도성 다리(11) 및 급전 장치에 접속 가능한 제 2 전도성 다리(12)를 적어도 포함하며,

   상기 다리들의 각각이 상기 지지 구조(2)에 의해 지지되어 제 1 단부가 상기 방사요소(1)와 접속되는, 휴대용 무선 통신 장치용 안테나 장치에 있어서,

   상기 적어도 제 1 다리(11)와 제 2 다리(12) 사이에는 정합요소(13)가 접속되며, 여기에서, 상기 정합요소(13)는 상기 방사요소(1)의 소정의 임피던스 정합을 제공하도록 적합하게 되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 제 1 다리(11) 및 제 2 다리(12)는 상기 방사요소(1)과 일체형인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 정합요소(13)는 상기 적어도 제 1 다리(11) 및 제 2 다리(12)와 일체형인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 정합요소(13)는 상기 방사요소(1)와, 상기 적어도 제 1 다리(11) 및 제 2 다리(12)와 일체형인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 정합요소(13)의 길이(L)는 상기 방사요소(1)의 소정의 정합을 제공하도록 적합하게 되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 다리들 사이의 상기 정합요소(13)의 폭(W)은 상기 방사요소(1)의 소정의 정합을 제공하도록 적합하게 되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 정합요소(13)의 길이(L) 및 폭(W)은 상기 방사요소(1)의 소정의 정합을 제공하도록 적합하게 되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 접속되는 브리지(13')가 상기 다리들(11, 12) 사이에 배열되어 상기 방사요소(1)의 소정의 정합을 제공하도록 적합하게 되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정합요소(13)는 상기 방사요소(1)의 정합을 위한 유일한 구성요소인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지면 장치로서 기능하는 하는 PCB(3)을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 제 1 다리(11) 및 제 2 다리(12)는 제 2 단부에서 클램핑되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
12. 제 11항에 있어서, 상기 제 2 단부들은 상기 지지 구조(2)에 꼭 맞도록 접혀지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 다리(11) 및 제 2 다리(12)의 제 2 단부들은 상기 안테나 프레임(2)과 상기 접지면 장치 사이에서 클램핑되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
14. 제 11 항에 있어서, 고정 장치가 상기 적어도 제 1 다리(11) 및 제 2 다리(12)를 클램핑하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
15. 제 14항에 있어서, 스크류(14)가, 바람직하게는, 휴대용 무선 통신 장치를 조립하는데 이용되는 기존의 스크류(14)가 상기 적어도 두개의 다리들(11, 12)을 클램핑하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
16. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 제 1 다리는 접지요소(11)이며, 상기 제 2 다리는 급전요소(12)인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
17. 제 16항에 있어서, 상기 접지요소(11)는 상기 급전요소(12)보다 폭이 더 넓은 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
18. 제 16항에 있어서, 상기 접지요소(11)는 상기 급전요소(12)보다 폭이 더 좁은 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
19. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지요소(11)의 제 2 단부에는 상기 접지면 장치에 대한 여러개의 접촉점들이 제공되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 접지요소(11)는 상기 급전요소(12)보다 폭이 넓으며, 상기 접지요소(11)에는 상기 접지면 장치에 대한 여러개의 접촉점들이 제공되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
21. 제 18 항에 있어서, 상기 접지요소(11)는 상기 급전요소(12)보다 폭이 좁으며, 상기 접지요소(11)에도 상기 접지면 장치에 대한 여러개의 접촉점들이 제공되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
22. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 추가적인 접지요소들이 상기 접지면 장치에 대한 수개의 접촉점을 이루도록 제공되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
23. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휴대용 무선 통신 장치는 이동 전화기 또는 휴대용 전화기인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
24. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다리들(11, 12)은 상기 방사요소(1)의 평면에 본질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
25. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전체적으로 평면인 방사요소(1)는 PIFA(planar inverted F antenna)의 일부인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
26. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 따른 안테나 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 무선 통신 장치.

Images