KR100791520B1 - 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헬리컬 안테나를 PCB(Printed Circuit Board)의 배면에 그 길이를 조절할 수 있도록 수평으로 설치함으로써, 외장형 헬리컬 안테나와 유사한 대역폭과 복사효율을 갖도록 하기에 적당하도록 한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 이동통신 단말기의 안테나에 있어서, 상기 이동통신 단말기의 내부에 구비되는 PCB, 상기 PCB의 배면에 융설되어 구비되는 비도전성의 지지대, 상기 지지대에 나선형으로 감기어서 상기 PCB에 실장된 송수신모듈과 전기적으로 연결되어 있는 '안테나 코일'를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의하면, 외장형 안테나의 특성을 그대로 유지하면서도 헬리컬 안테나를 내장형으로 구현할 수 있는 이점이 있다.

이동통신 단말기, 핸드폰, 안테나, 헬리컬, 내장, 유전체

Description

이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나{Built-in type Helical Antenna for Mobile Phone}

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나가 구비된 사용상태도이다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나의 사시도이다.

도 3a는, 본 발명의 일 실시예에 의한 도 2의 A-A 단면도이다..

도 3b는, 본 발명의 다른 실시예에 의한 도 2의 A-A 단면도이다.

도 3c는, 도 2의 횡단면도이다.

도 4는, 도 1의 요부 단면도이다.

도 5는, 도 4의 측단면도이다.

도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 요부 측단면도이다.

도 7은, 본 발명의 일 실시예에 의한 반사판이 PCB에 구비된 상태의 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 ; PCB 120 ; 지지대

130 ; 안테나 코일 140 ; 뒤 케이스

142 ; 유동방지리브 112 ; 반사판

본 발명은 이동통신 단말기의 안테나에 관한 것으로, 특히 헬리컬 안테나를 PCB(Printed Circuit Board)의 배면에 그 길이를 조절할 수 있도록 수평으로 설치함으로써, 외장형 헬리컬 안테나와 유사한 대역폭과 복사효율을 갖도록 하기에 적당하도록 한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나에 관한 것이다.

최근, 이동통신 단말기의 보급과 더불어 안테나 개발이 활발하게 진행되었다. 초기 휴대단말기용 안테나로는 외장형 헬리컬 안테나와 휩 안테나가 주로 개발되었다.

그러나, 이러한 외장형 안테나는 외관상 좋지 않고 신뢰성에 문제점을 나타내었다.

이러한 외장형 안테나의 문제점에 대한 인식과 소형화 경향에 따라 차후 모노폴 안테나와 역 F형 안테나로 대표하는 내장형 안테나의 개발이 이루어졌다.

그러나, 이러한 내장형 안테나는 외부에 장착된 안테나를 내장함으로써 단말기의 소형화가 가능하지만 외장형 안테나에 비해 좁은 대역폭을 갖고 복사 효율이 낮다는 문제점이 있었다.

더구나 휴대폰 케이스, 카메라, LCD, 3D sound speaker, vibrator, FPCB 등의 많은 소자들이 안테나 주위에 많은 소자들이 존재하게 됨으로써 점점 안테나 성 능을 악화시키는 구조로 변화하고 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나의 목적은, 헬리컬 안테나를 수평으로 내장함으로써 대역폭과 복사 효율은 외장형 헬리컬 안테나에 못지 않은 성능을 유지할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 지지대를 PCB 기판에 마운트된 지지대에 헬리컬 안테나를 수평으로 내장 설치함으로써 유동을 방지할 수 있는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 지지대와 PCB의 결합을 억지 끼움에 의해서 구현함으로써 간단한 구성에 의해서 지지대를 PCB에 마운트할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이동통신 단말기의 '뒤 케이스'에 유동방지리브를 구성하고 유동방지리브에 의해서 헬리컬 코일을 살짝 눌러서 잡아주도록 함으로써 헬리컬 코일의 유동을 방지할 수 있는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 헬리컬 코일이 설치되는 PCB의 배면에 도전성의 반사판을 구비함으로써 안테나의 복사 효율을 향상시키고, 핸드 이펙트와 SAR 값을 낮출 수 있는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나는, 이동통신 단말기의 안테나에 있어서,상기 이동통신 단말기의 내부에 구비되는 PCB, 상기 PCB의 배면에 융설되어 구비되는 비도전성의 지지대, 상기 지지대에 나선형으로 감기어서 상기 PCB에 실장된 송수신모듈과 전기적으로 연결되어 있는 '안테나 코일'를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나는, 상기 지지대가 'ㄷ'자 형상으로 융설되어서 상기 PCB의 배면에 구비되고, 상기 안테나 코일은 상기 'ㄷ'자 형상의 지지대에 감기는 것을 특징으로 한다.

다음은 본 발명인 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나가 구비된 사용상태도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나의 사시도가 도시되어 있고, 도 3a에는 본 발명의 일 실시예에 의한 도 2의 A-A 단면도가 도시되어 있고, 도 3b에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 도 2의 A-A 단면도가 도시되어 있고, 도 3c에는 도 2의 횡단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 1의 요부 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 측단면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 요부 측단면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 일 실시예에 의한 반사판이 PCB에 구비된 상태의 사시도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나(C)는, PCB(110)와 지지대(120)와 '안테나 코일'(130)을 포함하여 구성된다.

상기 PCB(110)는 이동통신 단말기의 내부에 구비되며, MSM(Mobile Station Modem) 등의 단말기 부품 및 소자를 실장한다.

상기 지지대(120)는 상기 PCB(110)의 배면(110')에 'ㄷ'자 형상으로 융설되어 구비되며 전기적으로 비도전성이다. 상기 지지대(120)는 상기 안테나 코일(130)을 지지하고 형상을 잡아주고(shaping) 유동을 방지하기 위한 구성이다.

상기 안테나 코일(130)은 상기 지지대(120)에 나선형으로 감기어서 형상과 위치를 잡고 있다. 그리고, 상기 안테나 코일(130)이 PCB(110)에 실장된 송수신모듈과 회로적으로 연결되어 있음은 물론이다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나는, 끼움공(110a)과 끼움돌기(120a)가 더 포함되어 구성된다.

상기 끼움공(110a)은 상기 PCB(110)의 배면(110')에 복수로 형성된다.

상기 끼움돌기(120a)는 상기 복수의 끼움공(110a)에 억지 끼움되도록 상기 지지대(120)의 단부(즉, 지지대(120)의 두 개의 레그 단부)에 돌출 형성된다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나는, 유동방지리브(142)가 더 포함되어서 구성된다.

상기 유동방지리브(142)는 상기 PCB(110)와 결합되는 '뒤 케이스'(140)의 내면에 돌출 형성되어서 상기 '안테나 코일'(130)의 유동을 방지하는 기능을 수행한 다.

상기 유동방지리브(142)는 상기 '안테나 코일'(130)의 가운데 부분을 눌러주도록 한 개로 구성될 수 있고, 상기 '안테나 코일'(130)의 윗부분과 아랫부분을 잡아주도록 아래 위의 2 개로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나는, 반사판(112)이 더 포함되어서 구성된다.

상기 반사판(112)은 상기 지지대(120)가 위치하는 상기 PCB(110)의 배면(110')에 구비되어서 복사(radiation) 효율을 높이고 핸드 이펙트(즉, 단말기 사용자의 손에 의해서 주파수가 손실되는 현상)를 감소시키고 SAR 값을 낮춘다.

그리고, 상기 반사판(112)은 바람직하게는 도 7에 도시된 바와 같이 구형파 형태로 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나는, 상기 지지대(120)는 소정 유전율을 갖는 유전체로 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나는, 상기 안테나 코일(130)의 급전점(feeding point)은, 상기 PCB(110)로부터 상기 지지대(120)의 시작점으로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 지지대(120)의 단면 형상은, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 원형 또는 사각형 형상으로 구현되는 것이 바람직하다.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나의 작용에 대하여 기술한다.

먼저, 헬리컬 안테나로 사용되는 안테나 코일(130)의 작용에 대하여 기술한다.

본 발명에 의한 헬리컬 안테나로 사용되는 안테나 코일(130)은 종래의 내장형 헬리컬 안테나와는 달리 PCB(110)에 대하여 수평으로 융설되어서 구성되며, 'ㄷ'자 형상으로 구현되므로 파장/4 길이를 구현하여서 임피던스 정합이 발생시키고 반사파 손실이 없도록 설계될 수 있게 된다.

즉, 본원발명에 의한 헬리컬 안테나로 사용되는 안테나 코일(130)은 수평으로 위치하여서 길이 조절이 충분히 가능하게 구현되므로 원하는 안테나 특성을 충분히 얻을 수 있게 되므로, 종래의 외장형 헬리컬 안테나에서와 마찬가지의 대역폭과 복사 효율을 얻을 수 있게 된다.

그리고, PCB(110)의 배면에 도전성 반사판(112)을 구성하게 됨으로써 안테나 코일(130)에서 방사되는 전파의 복사 효율을 높이게 되고, 핸드 이펙트를 줄여 주고 SAR 값을 낮추게 된다.

또한 본원발명은 지지대(120)를 소정 유전율을 갖는 유전체로 구현함으로써 상기 안테나 코일(130)의 전계특성을 원하는 값으로 조정할 수 있게 된다.

다음은 헬리컬 안테나로 사용되는 안테나 코일(130)을 고정 및 지지하여 유동을 방지하는 구성에 대하여 기술한다.

먼저, 지지대(120)를 PCB(110)의 배면에 고정하는 작용을 설명하면, 상기 끼움돌기(120a)에 끼움공(110a)이 억지 끼움됨으로써 지지대(120)는 PCB(110)에 더욱 견고하게 마운트될 수 있고, 또한 간단한 구성에 구성에 의해서 지지대(120)를 PCB(110)에 결합될 수 있는 이점이 있다.

다음은 유동방지리브(142)가 안테나 코일(130)의 유동을 방지하는 작용에 대하여 기술한다.

핸드폰 등의 단말기를 사용하는 경우 사용환경에 따라서 외부로부터 강한 충격을 받는 경우가 있는데, 이러한 경우에는 지지대(120)에 안테나 코일(130)이 감기어 있고, 안테나 코일(130)이 PCB 상에 식각된 동선과 솔더링에 의하여 연결되어 있다고 하더라도 유동이 발생하고 심한 경우에는 급전을 위한 솔더링이 끊기는 경우도 발생하므로, 이러한 문제점을 방지하기 위하여 유동방지리브(142)가 필요하게 된다.

즉, 상기 유동방지리브(142)는 상기 PCB(110)와 결합되는 '뒤 케이스'(140)의 내면에 돌출 형성되어서 상기 '안테나 코일'(130)의 가운데 부분을 눌러주거나, 상기 '안테나 코일'(130)의 윗부분과 아랫부분을 잡아줌으로써 유동을 방지하게 된다.

상기 본 발명의 일실시예에서는 상기 지지대(120)가 'ㄷ'자 형상이고 'ㄷ'자형상의 지지대(120)에 감기는 안테나 코일(130) 역시 'ㄷ'자로 구성되는 것으로 하고 있으나, 이에 한하는 것은 물론 아니며 상기 지지대(120)와 여기에 감기는 안테나 코일(130)의 형상은 '반원 형상' 또는 '반타원 형상'으로 구현 가능함은 물론이며, 이러한 형상에 의하여 안테나 코일의 길이를 파장/4으로 하여 반사파 손실을 최소로 할 수 있으며, 이 경우에도 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.

상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성과 동작 과정을 가지는 본 발명인 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 헬리컬 안테나를 수평으로 내장하고 PCB에 융설 구성함으로써 안테나 코일(130)의 길이를 원하는 만큼 충분히 조절가능하게 됨으로써, 대역폭과 복사 효율은 외장형 헬리컬 안테나에 못지 않은 성능을 유지할 수 있는 효과가 발생한다.

둘째, 지지대에 안테나 코일을 감아서 설치함으로써 안테나 코일의 형상을 일정하게 유지할 수 있게 되고, 동시에 유동을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.

셋째, 지지대(120)와 PCB(110)의 결합을 억지 끼움에 의해서 구현함으로써 간단한 구성에 의해서 지지대를 PCB에 마운트할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 이동통신 단말기의 '뒤 케이스'에 유동방지리브를 구성하고 유동방지리브에 의해서 헬리컬 코일을 살짝 눌러서 잡아주도록 함으로써 헬리컬 코일의 유동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 헬리컬 코일이 설치되는 PCB의 배면에 도전성의 반사판을 구비함으로써 안테나의 복사 효율을 향상시키고, 핸드 이펙트와 SAR의 값을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 이동통신 단말기의 안테나에 있어서,

   상기 이동통신 단말기의 내부에 구비되는 PCB(Printed Circuit Board)(110);

   상기 PCB(110)의 배면(110')에 융설되어 구비되는 비도전성의 지지대;

   상기 지지대에 감기어서 상기 PCB(110)에 실장된 송수신모듈과 전기적으로 연결되어 있는 '안테나 코일'(130)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지대는 'ㄷ'자 형상으로 융설되어서 상기 PCB(110)의 배면에 구비되고, 상기 안테나 코일(130)은 상기 'ㄷ'자 형상의 지지대(120)에 감기는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 PCB(110)의 배면(110')에 형성된 복수의 끼움공(110a); 및,

   상기 복수의 끼움공(110a)에 억지 끼움되도록 상기 지지대(120)의 단부에 돌출 형성된 끼움돌기(120a)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 '안테나 코일'(130)의 유동을 방지하기 위하여 상기 PCB(110)와 결합되는 '뒤 케이스'(140)의 내면에 돌출 형성된 유동방지리브(142)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
5. 청구항 2 내지 청구항 4 중에서 어느 하나의 청구항에 있어서,

   상기 지지대(120)가 위치하는 상기 PCB(110)의 배면(110')에는 도전성의 반사판(112)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 반사판(112)은,

   구형파 형상인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 지지대(120)는,

   소정 유전율을 갖는 유전체로 구현되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 안테나 코일(130)의 급전점(feeding point)은,

   상기 PCB(110)로부터 상기 지지대(120)의 시작점으로 하는 것을 특징으로 하 는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 지지대(120)의 단면 형상은, 원형인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.
10. 청구항 8에 있어서, 상기 지지대(120)의 단면 형상은, 사각형인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 내장형 헬리컬 안테나.

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