KR100790686B1 - 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기 - Google Patents

안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내장 안테나의 방사 특성을 향상시킬 수 있는 이동통신 단말기에 관한 것이다. 본 발명은, 전면 및 후면 케이스; 상기 전면 케이스에 부착된 메인 기판; 상기 메인 기판에 전기적으로 연결된 방사체를 갖는 안테나; 상기 방사체와 상기 후면 케이스 사이에, 상기 방사체와 인접하여 배치되는 진동 모터 및/또는 스피커; 및 적어도 상기 진동 모터 및/또는 스피커와 대향하는 상기 후면 케이스의 내측에 배치되는 판상의 금속 부재를 포함하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기를 제공한다.
이동통신 단말기, 안테나, 진동 모터, 스피커, 금속 부재, 케이스

Description

안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기{MOBILE PHONE COMPRISING ANTENNA HAVING IMPROVED RADIATION CHARACTERISTIC}
도 1의 (a)는 이동통신 단말기에 사용되는 내장형 안테나 모듈의 사시도이고, (b)는 저면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 이동통신 단말기의 분해 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 이동통신 단말기의 후면 케이스의 내 측을 도시한 평면도이다.
도 4의 (a)는 종래의 이동통신 단말기의 안테나 주파수 특성을 도시한 그래프이고, (b)는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 안테나 주파수 특성을 도시한 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 안테나 모듈 11: 기체
12: 방사체 12: 급전핀
13: 접지핀 15: 진동 모터
16: 스피커 100: 이동통신 단말기
110a: 전면 케이스 110b: 후면 케이스
120: 메인 기판 130: 금속 부재
본 발명은 내장 안테나의 방사 특성을 향상시킬 수 있는 이동통신 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형화를 위해 진동 모터 및/또는 스피커 등을 포함하는 내장형 안테나 모듈에서 상기 진동 모터 및/또는 스피커에 의한 전자기적 영향에 의해 방사 특성이 저하되는 것을 방지하여, 안테나의 대역폭, 이득 및 방향성을 향상시킬 수 있는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신 단말기는 사용자가 단말기를 휴대하고 이동 중에 통화를 할 수 있는 무선 통신 기기로서, 최근에는 단순한 음성 송수신 뿐만 아니라 다양한 멀티미디어 기능을 수행할 수 있도록 더욱 많은 정보를 송수신할 수 있는 단말기의 안테나가 요구되고 있다.
또한, 최근에는 단말기의 소형화 추세에 따라 단말기의 외부로 돌출되는 형태의 안테나 보다는 단말기의 내부에 내장되는 내장형 안테나가 주로 채택되고 있는 추세이며, 이러한 내장형 안테나는 기존의 씨디엠에이(CDMA), 피씨에스(PCS), 지에스엠(GSM), 디씨에스(DCS) 등과 같은 이동통신 단말기 이외에도 근거리 무선 통신인 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 무선랜(Wireless LAN) 등 더욱 다양 한 분야에 적용되고 있다.
도 1의 (a)는 이동통신 단말기에 사용되는 내장형 안테나 모듈의 일례를 도시한 사시도이다. 도 1의 (a)에 도시된 내장형 안테나 모듈(10)은, 직육면체 형상의 기체(11)와, 상기 기체의 상면에 형성된 방사체(12)와, 상기 방사체(12)로부터 상기 기체의 측면으로 연장된 급전핀(13) 및 접지핀(14)으로 이루어진다. 이 안테나 모듈(10)은 이동통신 단말기의 소형화를 위해 상기 기체의 내부에 진동 모터 및/또는 스피커가 배치될 수 있다.
도 1의 (b)는 상기 안테나 모듈(10)의 저면도이다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 직사각형 형상의 기체(11)는 그 하부에 진동 모터(15) 및/또는 스피커(16)를 배치하기 위한 캐비티(A)를 구비한다. 따라서, 상기 안테나 모듈(10)은 방사체(12), 급전핀(13) 및 접지핀(14)을 구비한 역F형 안테나와, 상기 캐비티(A)에 배치된 진동 모터(15) 및/또는 스피커(16)를 구비한 하나의 부품으로 제작된다.
도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 안테나 모듈(10)은, 안테나와 진동 모터(15) 및/또는 스피커(16)를 하나의 부품으로 제작함으로써, 비교적 큰 부피를 차지하는 진동 모터(15) 및/또는 스피커(16)가 이동통신 단말기의 메인 기판에서 차지하는 공간을 절약할 수 있어, 이동통신 단말기의 소형화에 적합한 장점이 있다.
그러나, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 안테나 모듈(10)은 안테나의 방사체(12)의 하부에 매우 인접하여 진동 모터(15) 및/또는 스피커(16)가 배치되므로, 이 진동 모터(15) 및/또는 스피커(16)에서 발생하는 전자기적 영향에 의해 안테나의 방사 특성이 열화되는 문제점이 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 안테나 모듈(10)에 구비된 안테나의 방향성이 열화되며, 특히 진동 모터(15) 및/또는 스피커(16)가 배치된 방향으로는 널 포인트(Null-point)가 발생하는 등의 문제점이 있다. 더하여, 진동 모터(15) 및/또는 스피커(16)의 영향에 의해 고주파 영역에서 안테나 이득이 저하되는 문제점도 발생한다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 안테나의 방사체와 진동 모터 및/또는 스피커를 하나의 부품으로 제작한 내장형 안테나를 구비한 이동통신 단말기에 있어서, 상기 진동 모터 및/또는 스피커의 전자기적 영향에 의해 상기 안테나의 방사 특성이 열화되는 것을 방지할 수 있는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,
전면 및 후면 케이스;
상기 전면 케이스에 부착된 메인 기판;
상기 메인 기판에 전기적으로 연결된 방사체를 갖는 안테나;
상기 방사체와 상기 후면 케이스 사이에, 상기 방사체와 인접하여 배치되는 진동 모터 및/또는 스피커; 및
적어도 상기 진동 모터 및/또는 스피커와 대향하는 상기 후면 케이스의 내측에 배치되는 판상의 금속 부재
를 포함하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기를 제공한다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 안테나와 진동 모터 및/또는 스피커는 하나의 모듈로 형성될 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 모듈은, 저면에 캐비티가 형성된 직육면체 형상의 기체; 상기 기체의 상면에 형성된 방사체와, 상기 방사체로부터 상기 기체의 측면으로 연장되며 상기 메인기판과 전기적으로 연결된 급전핀 및 접지핀을 포함하는 안테나부; 및 상기 캐비티에 배치된 진동 모터 및/또는 스피커를 포함하는 구성을 갖는다.
바람직하게, 상기 금속 부재는 상기 후면 케이스의 내측에 부착된 금속판일 수 있다. 또한, 상기 금속 부재는 상기 후면 케이스의 내측에 인쇄된 도전성 페이스트일 수도 있다.
바람직하게, 상기 금속 부재는, 실질적으로 상기 후면 케이스의 내측면 전면에 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으 며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 이동통신 단말기의 분해 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 이동통신 단말기는, 전면 케이스(110a) 및 후면 케이스(110b); 상기 전면 케이스(110a)에 부착된 메인 기판(120); 상기 메인 기판(120)에 전기적으로 연결된 방사체(12)를 갖는 안테나; 상기 방사체(12)와 상기 후면 케이스(110b) 사이에, 상기 방사체(12)와 인접하여 배치되는 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16); 및 적어도 상기 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16)와 대향하는 상기 후면 케이스(110b)의 내측에 배치되는 판상의 금속 부재(130)를 포함하여 구성된다.
상기 전면 케이스(110a)및 후면 케이스(110b)는 일반적인 이동통신 단말기의 케이스로서, 전면 케이스(110a)에는 키패드(미도시) 등이 구비될 수 있고, 후면 케이스(110b)에는 배터리(미도시)를 장착하기 위한 영역이 구비될 수 있다. 이러한 키패드, 배터리는 본 발명의 특징과는 관련이 없으므로 도면 및 설명을 생략하기로 한다.
상기 전면 케이스(110a)에는, 안테나를 구성하는 부품을 수납하기 위한 수납 영역(B)이 구비될 수 있다. 이러한 별도의 수납 영역(B)이 전면 케이스(110a)에 구비됨으로써, 안테나에 의해 차지되는 공간을 절약하여 이동통신 단말기의 소형화에 기여할 수 있다.
도 2에 도시된 실시형태에서, 상기 안테나와 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16)는 하나의 모듈로 형성된다.
상기 모듈은 상기 도 1에 도시된 것과 같은 안테나 모듈(10)로서, 저면에 캐비티(A)가 형성된 직육면체 형상의 기체(11); 상기 기체(11)의 상면에 형성된 방사체(12)와, 상기 방사체(12)로부터 상기 기체의 측면으로 연장되며 상기 메인기판(120)과 전기적으로 연결된 급전핀 및 접지핀(13, 14)을 포함하는 안테나부; 및 상기 캐비티(A)에 배치된 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16)를 포함하는 구조를 갖는다.
본 실시형태에서, 상기 전면 케이스(110a)에 구비된 수납 영역에 안테나 모듈(10)을 수납하게 되면, 안테나 모듈(10)에 형성된 급전핀과 접지핀(13, 14)은 쉽게 메인 기판(120)에 접촉할 수 있게 된다. 상기 메인 기판(120)은 통상적으로 이용될 수 있는 인쇄 회로 기판(Print Circuit Board: PCB)일 수 있으며, 상기 급전핀과 접지핀(13, 14)과 접촉하여 고정시킬 수 있는 회로 패턴이 형성될 수 있다.
상기 후면 케이스(110b)의 내측, 즉 안테나 모듈(10)과 대향하는 후면 케이스의 일면에는 금속 부재(130)가 형성된다. 이는 도 3에 더욱 상세하게 도시되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 후면 케이스의 내부면 측 평면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명은 이동통신 단말기의 후면 케이스(110b)의 내측면에, 적어도 상기 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16)와 대향하는 위치에 판상의 금속 부재(130)를 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은, 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16)와 이 금속 부재(130)에 의한 커플링 현상을 통해, 상기 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16)에 의해 발생하는 전자기가 안테나 방사체(12)의 방사 특성에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다.
상기 커플링 현상을 발생시키기 위해서, 상기 금속 부재(130)는, 이동통신 단말기의 접지단과 연결되지 않아야 한다. 또한 상기 금속 부재(130)가 상기 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16)와 커플링 현상을 발생시키기 위해서, 적어도 상기 진동 모터 및/또는 스피커(15, 16)와 대향하는 영역(C)에 형성되어야 하며, 커플링 효과를 최대화하기 위해서는 가능한 넓은 면적으로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 금속 부재(130)는 실질적으로 후면 케이스(110b)의 내측면 전면에 형성되는 것이 가장 바람직하다.
상기 금속 부재(130)는 다양한 방법으로, 상기 후면 케이스(110b)의 내측면에 형성될 수 있다. 상기 금속 부재(130)를 형성하기 위한 한가지 방법으로, 상기 후면 케이스의 내측에 금속판을 부착하는 방식이 있다. 다른 방법으로, 상기 후면 케이스(110b)의 내측에 도전성 페이스트를 인쇄하는 방식으로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 이동통신 단말기의 후면 케이스 내측면에 금속 부재를 형성함으로써, 진동모터 및/또는 스피커 등과 같이 많은 전자기를 유도하는 부품에 의해 안테나 방사 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
하기 표 1은 후면 케이스 내측면에 금속 부재를 형성하지 않은 종래의 이동통신 단말기에 적용된 안테나 방사특성과, 본 발명에 따라 후면 케이스 내측면에 금속 부재를 형성한 이동통신 단말기에 적용된 안테나 방사특성을 비교한 표이다. 하기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 후면 케이스 내측면에 금속 부재를형성한 경우, 안테나가 사용되는 각 주파수에서 평균 이득, 최대 이득 및 방향성이 모두 향상되었음을 알 수 있다.
주파수(MHz) 종래기술 본 발명
평균 이득 (dBi) 최대 이득 (dBi) 방향성 (dBi) 평균 이득 (dBi) 최대 이득 (dBi) 방향성 (dBi)
1850 -9.22 -3.49 5.73 -7.12 -0.37 6.75
1880 -9.15 -3.36 5.79 -7.05 -0.21 6.84
1910 -9.03 -3.41 5.62 -5.83 1.40 7.23
1930 -8.72 -2.91 5.81 -4.98 2.32 7.31
1960 -8.67 -2.89 5.78 -3.87 3.48 7.35
1990 -8.97 -3.21 5.76 -3.72 3.19 6.91
도 4의 (a)는 종래의 이동통신 단말기의 안테나 대역폭을 도시한 그래프이고, (b)는 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 안테나 대역폭을 도시한 그래프이다. 도 4의 (a) 및 (b)에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 단말기는, 특히 고주파 대역에서 더 넓은 주파수 대역을 나타내었다. 즉 본 발명은 주파수 대역이 좁은 역 F형 안테나를 사용하는 경우에도 그 대역폭을 증가시킬 수 있다. 이러한 특성은 하나의 안테나를 듀얼 밴드 뿐만 아니라 트리플 밴드에서까지 사용할 수 있게 되는 장점이 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 안테나의 방사체와 인접한 진동 모터 및/또는 스피커의 전자기적 영향에 의해 안테나의 방사 특성이 열화되는 것을 방지함으로써, 안테나의 이득, 방향성 및 대역폭을 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 전면 및 후면 케이스;
    상기 전면 케이스에 부착된 메인 기판;
    상기 메인 기판에 전기적으로 연결된 방사체를 갖는 안테나;
    상기 방사체와 상기 후면 케이스 사이에, 상기 방사체와 인접하여 배치되는 진동 모터 또는 스피커; 및
    적어도 상기 진동 모터 또는 스피커와 대향하는 상기 후면 케이스의 내측에 배치되는 판상의 금속 부재
    를 포함하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나와 진동 모터 또는 스피커는 하나의 모듈로 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 모듈은,
    저면에 캐비티가 형성된 직육면체 형상의 기체;
    상기 기체의 상면에 형성된 상기 방사체와, 상기 방사체로부터 상기 기체의 측면으로 연장되며 상기 메인기판과 전기적으로 연결된 급전핀 및 접지핀을 포함하는 안테나부; 및
    상기 캐비티에 배치된 진동 모터 또는 스피커를 포함하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 금속 부재는,
    접지되지 않는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속 부재는,
    상기 후면 케이스의 내측에 부착된 금속판인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 금속 부재는,
    상기 후면 케이스의 내측에 인쇄된 도전성 페이스트인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 금속 부재는,
    실질적으로 상기 후면 케이스의 내측면 전면에 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  8. 전면 및 후면 케이스;
    상기 전면 케이스에 부착된 메인 기판;
    저면에 캐비티가 형성된 직육면체 형상의 기체와, 상기 기체의 상면에 형성된 방사체와, 상기 방사체로부터 상기 기체의 측면으로 연장되며 상기 메인기판과 전기적으로 연결된 급전핀과 접지핀 및 상기 캐비티에 배치된 진동 모터 또는 스피커를 갖는 안테나 모듈; 및
    적어도 상기 안테나 모듈과 대향하는 상기 후면 케이스의 내측에 배치되는 판상의 금속 부재
    를 포함하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 금속 부재는,
    접지되지 않는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  10. 제8항에 있어서, 상기 금속 부재는,
    상기 후면 케이스의 내측에 부착된 금속판인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  11. 제8항에 있어서, 상기 금속 부재는,
    상기 후면 케이스의 내측에 인쇄된 도전성 페이스트인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
  12. 제8항에 있어서, 상기 금속 부재는,
    실질적으로 상기 후면 케이스의 내측면 전면에 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 방사 특성이 향상된 이동통신 단말기.
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KR20060043703A (ko) * 2004-10-21 2006-05-15 삼성전자주식회사 휴대용 무선단말기의 내장형 안테나 모듈

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