KR100810383B1 - 내장형 안테나 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내장형 안테나 장치에 관한 것으로, 다수의 안테나 블록과, 다수의 안테나 블록을 상호 전기적으로 착탈 시키는 연결 부재를 포함하고, 상기 연결 부재를 통해 상기 안테나 블록을 상호 전기적으로 연결하여 다양한 형태의 안테나를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 각각의 안테나 블록을 상호 연결함으로써 휴대단말기의 외관, 안테나 실장 공간 또는 안테나 특성에 따라 다양한 형태의 안테나를 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.
패치 안테나, 안테나 블록, 연결 부재

Description

내장형 안테나 장치{BUILT-IN TYPE ANTENNA APPARATUS}
도 1은 일반적인 내장형 안테나 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 종래의 내장형 안테나 장치에서 MRA(MEMS Reconfiguration Antenna) 안테나를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 내장형 안테나 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 내장형 안테나 장치를 블록을 곡선 형상의 휴대 단말기에 적용한 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 내장형 안테나 장치를 다른 형상의 휴대 단말기에 적용한 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 내장형 안테나 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 내장형 안테나 장치를 곡선 형상의 휴대 단말기에 적용한 예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 내장형 안테나 장치를 다른 형상의 휴대 단말기에 적용한 예를 나타낸 도면.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 안테나 블록을 상호 전기적으로 연결시킨 예를 나타낸 도면.
본 발명은 내장형 안테나 장치에 관한 것으로, 특히, 다수의 안테나 블록들을 배열하여 다양한 형태의 안테나를 형성할 수 있는 내장형 안테나 장치에 관한 것이다.
현재의 휴대 단말기는 무선링크(wireless link) 기능 외에 디지털 방송, GPS(Global Positioning System), RFID(Radio Frequency Identification), 근거리 통신 등과 같은 기능도 포함하고 있다.
상기와 같은 기능을 수행하기 위해서는 휴대 단말기는 각 기능에 해당하는 신호를 수신하기 위한 안테나 장치를 구비해야 한다.
안테나 장치는 휩(whip) 안테나, 헬리컬(helical) 안테나 등과 같이 휴대폰 외부에 설치되는 외장형 안테나와, 역 F형 안테나, 평판 역 F형 안테나, 다이버시티 안테나, 마이크로 스트립 안테나 등과 같이 휴대폰의 내부에 설치되는 내장형 안테나로 구분된다.
최근에는 단말기의 소형화 추세로 내장형 안테나를 주로 사용한다.
도 1과 같이, 내장형 안테나의 구성을 보면, 인쇄회로기판(2)의 상면에 방사체 역할을 하는 약 λ/4의 길이를 갖는 패치 안테나(3)가 설치되고, 상기 패치 안 테나(3)와 인쇄회로기판(2) 사이에는 일정간격의 높이를 두고 그라운드에 연결되는 접지핀(4)과 전류를 공급하는 급전핀(5)이 구비된다.
패치 안테나(3)로서, 도 2와 같이, MRA(MEMS Reconfiguration Antenna) 안테나(3a)가 사용될 수 있다. MRA 안테나(3a)는 휴대 단말기(1)의 특정한 실장 공간에 위치하며, 다수의 안테나 픽셀(3b)과 안테나 픽셀(3b) 사이에 위치한 RF 스위치(3c)로 구성되어 있다. MRA 안테나(3a)는 RF 스위치(3c)의 on/off에 따라 안테나 픽셀(3b)의 활성 여부가 결정되어, 활성화된 안테나 픽셀(3b)에 의해 여러 형태의 안테나가 형성됨으로써, 하나의 안테나 장치로서 여러 종류의 무선 송수신이 가능한 다중대역 안테나를 구현할 수 있다.
그러나 상기 MRA 안테나를 이용한 내장형 안테나는 일체로 형성된 구조로 제작되므로, MRA 안테나를 제작한 후 원하는 안테나 특성이 나오지 않는 경우, 다시 MRA 안테나를 제작해야 하는 번거로움이 있다. 즉, 안테나 개발과정에 있어서, 안테나 특성, 휴대폰의 외관, 실장 공간에 따라 가변적인 안테나 형태가 필요한 경우, 이에 대하여 적응적으로 대처할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 다양한 형태로 다수의 안테나 블록들을 배열함으로써, 안테나 실장 공간을 최대한 활용하고, 이로 인해 휴대 단말기의 외관 디자인을 미려하게 하며, 실장공간을 줄여 단말기를 소형화 및 슬림화 할 수 있도록 한 내장형 안테나 장치를 제공 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다수의 안테나 픽셀과 다수의 RF 스위치로 구성된 안테나 블록과 금속판으로 구성된 또 다른 안테나 블록을 다양한 형태로 배열함과 아울러 전기적으로 착탈가능하게 구성함으로써, 단말기에 사용되는 안테나 특성에 따라 활성화 시켜 안테나의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 내장형 안테나 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 다양한 단말기의 외관 형상에 따라서 다수의 안테나 블록들을 배열함으로써, 안테나 실장 공간을 최대한 활용하고, 이로 인해 휴대 단말기의 외관 디자인을 더욱 미려하게 하도록 한 내장형 안테나 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시 예는, 내장형 안테나 장치에 있어서,
다수의 안테나 블록; 및
다수의 안테나 블록을 상호 전기적으로 착탈 시키는 연결 부재를 포함하고,
상기 연결 부재를 통해 상기 안테나 블록을 상호 전기적으로 연결하여 다양한 형태의 안테나를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 2 실시 예는, 다수의 안테나 픽셀을 포함하고, 상기 안테나 픽셀 사이에 RF 스위치가 설치된 다수의 제 1 안테나 블록;
하나의 금속판으로 이루어진 다수의 제 2 안테나 블록; 및
상기 안테나 블록들의 착탈 면에 설치된 연결 부재를 포함하고,
상기 연결 부재를 통해 상기 제 1 안테나 블록 간, 상기 제 2 안테나 블록 간, 또는 상기 제 1 안테나 블록과 상기 제 2 안테나 블록을 상호 전기적으로 연결하여 다양한 형태의 안테나를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3과 같이, 내장형 안테나 장치(10)는 다수의 안테나 블록(20)이 상호 연결되어 구성된다. 상기 안테나 블록(20)은 다수개의 안테나 픽셀(21)들로 배열되며, 상기 각각의 안테나 픽셀(21)들의 사이에는 다수개의 RF 스위치(22)가 구비되어 있다. 다수의 안테나 블록(20) 간의 연결은 연결 부재(40)에 의해 이루어진다. 연결 부재(40)에 대해서는 후술하기로 한다.
다수의 안테나 블록(20) 사이에 착탈이 가능하므로, 도 4 및 도 5와 같이, 휴대단말기(1)의 외관, 실장 공간 또는 안테나 특성에 따라 안테나 블록(20)을 여러 형태로 배열하여 다양한 형태의 안테나를 제작할 수 있다.
한 편, 안테나 블록(20) 내의 안테나 픽셀(21)의 활성화 여부를 결정하는 RF 스위치(22)의 on/off를 위해, 안테나 블록(20)에 제어신호를 전달하는 케이블(23)이 구비된다. 케이블(23)은 연성회로기판(FPCB)으로 구성될 수 있다.
제 1 실시 예에서, 안테나 블록(20)을 상호 연결시키는 연결 부재(40)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 수용부(24) 및 스프링 커넥터(41)(42)로 구성된다. 수용부(24)는 안테나 블록(20)의 제 2 착탈 면(202)에 설치되어 있으며. 스프링 커넥터(41)(42)는 수용부(24)와 전기적으로 착탈 되도록 안테나 블록(20)의 제 1 착탈 면(201)에 설치되어 있다. 상기 스프링 커넥터(41)(42)는 도 9의 판스프링(41)이거나, 도 10의 포고 스프링(42)이 될 수 있다.
또한, 다른 실시 예로서, 연결 부재(40)는 도 11과 같이, 수용부(24)만으로 구성되어, 안테나 블록(20) 사이에 전도성 물질(43)을 삽입, 전도성 물질(43)이 상호 연결되는 안테나 블록(20)의 수용부(24)에 각각 접속되도록 함으로써, 안테나 블록(20)을 상호 전기적으로 연결하도록 되어 있다. 전도성 물질(43)은 전도성 일레스토머(Elastomer)(43) 또는 전도성 폴리머(Polymer)로 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 내장형 안테나 장치(10)의 제작 및 동작 과정을 구체적으로 설명한다.
휴대 단말기(1)의 외관 형상이 직사각형이면, 안테나 블록(20)을 직사각형으로 배열하고, 이 상태에서, 안테나 블록(20)의 제 2 착탈면(202)에 설치된 수용부(24)에 안테나 블록(20)의 제 1 착탈 면(201)에 설치된 스프링 커넥터(41)(42)를 접속시킴으로써 두 안테나 블록(20)이 상호 결합됨과 동시에 전기적으로 연결된다.
한 편, 안테나 블록(20)에 구비된 케이블(23)이 휴대 단말기(1)에 구비된 제어부(미도시)에 연결되고, 제어부는 다수의 무선 통신의 신호 특성에 따른 안테나 특성에 따른 안테나 형태를 저장하고 있는 메모리(미도시)를 참조하여, 케이블(23)을 통해 제어신호를 보낸다.
예를 들어, 내장형 안테나 장치(10)에서 음성 무선 통신 시 활성화 되는 안테나 픽셀(21)들로 형성되는 안테나 배열과 DMB 방송 수신 시 활성화 되는 안테나 픽셀(21)들로 형성되는 안테나 배열이 달라진다.
이와 같이, 다수의 안테나 픽셀(21)을 활성화시키면, 상기 각각의 안테나 픽셀(21)은 안테나 특성에 따라 활성화 되고, 안테나의 최적의 방사패턴을 찾아 구현한다, 이때, 각각의 안테나 픽셀(21)은 안테나 특성에 따라 최적의 방사패턴을 쉽게 구현하기 위해 활성화 안테나 픽셀(21)과 비활성화 안테나 픽셀(21)이 결정된다. 여기서, 상기 안테나 특성은 공진 주파수, 대역폭, 복사유형, 이득 등을 가리킨다.
상기 내장형 안테나 장치(10)는 사용자 또는 상대방에 의해 음성통화가 요청되면, 음성통화에 적합한 안테나 특성을 찾아 구현하고, 상기 안테나 특성에 따라 안테나 픽셀(21)을 활성화 하여 설정을 변경한다. 또한, 상기 내장형 안테나 장치(10)는 사용자에 의해 DMB 방송이 요구되면 DMB 방송에 적합한 안테나 특성을 찾아 구현하고, 상기 안테나 특성에 따라 상기 안테나 픽셀(21)을 활성화 한다.
또한, 도 4 및 도 5와 같이, 상기 휴대 단말기(1)의 외관 형상이 직사각형이 아닌 곡선의 원호 형상이라면, 상기 다수의 안테나 블록(20)들을 서로 원호의 형상에 맞게 배열한다.
이와 같이, 다양한 단말기의 외관 형상에 따라서 다수의 안테나 블록(20)을 배열할 수 있고, 또한, 다양한 형태의 안테나로 안테나 블록(20)을 배열함으로써, 단말기의 안테나 실장 공간을 최대한 활용하고, 실장 공간을 최소화 하여 단말기의 소형화 및 슬림화 할 수 있고, 단말기의 외관 디자인을 미려하게 할 수 있다.
다음, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 내장형 안테나 장치를 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6과 같이, 내장형 안테나 장치(10)는 제 1, 2 안테나 블록(20)(30)으로 이루어지고, 상기 제 1 안테나 블록(20)은 다수의 안테나 픽셀(21)들로 구성되며, 상기 각각의 안테나 픽셀(21)들의 사이에는 다수의 RF 스위치(22)들이 설치된다. 반면, 상기 제 2 안테나 블록(30)은 하나의 금속판으로 이루어진다.
상기 내장형 안테나(10)는 상기 제 1, 2 안테나 블록(20)(30)의 다양한 조합으로 함께 배열되고, 상기 안테나 블록(20)(30)들의 사이에는 상기 안테나 블록(20)들을 전기적으로 연결시키는 연결 부재(40)가 구비된다.
제 2 실시 예에서의 연결부재(40)는 상기 안테나 블록(20) 간의 연결부재(40)와 유사하다. 즉, 제 2 안테나 블록(30)에 구비되는 연결부재(40)의 경우도 도시하지는 않았지만, 제 1 안테나 블록(20)과 같이 수용부(24)와 스프링 커넥터(41)(42)로 구성될 수 있고, 다른 예로서 수용부(24)만으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 6 내지 도 8과 같이, 안테나 또는 휴대 단말기(1)의 외관 형상이 직사각형 또는 원호의 형상이면, 상기 제 1, 2 안테나 블록(20)(30)들을 함께 직사각형 또는 원호의 형상으로 배열한다. 이 상태에서, 제 1 안테나 블록(20)간, 제 2 안테나 블록(30)간, 제 1 안테나 블록(20)과 제 2 안테나 블록(30)간, 연결부재(40)에 의해 전기적으로 연결된다.
이상에서 설명한 본 발명의 내장형 안테나 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않은 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 내장형 안테나 장치에 의하면,
다양한 형태로 다수의 안테나 블록들을 배열하고, 또한 다양한 단말기의 외관 형상에 따라서 다수의 안테나 블록들을 배열함으로써, 안테나 실장 공간을 최대한 활용하고, 이로 인해 휴대 단말기의 외관 디자인을 미려하게 하며, 실장공간을 줄여 단말기를 소형화 및 슬림화 할 수 있고, 다수의 안테나 픽셀과 다수의 RF 스위치로 구성된 안테나 블록과 금속판으로 구성된 또 다른 안테나 블록을 다양한 형태로 배열함과 아울러 전기적으로 연결시킴으로써, 단말기에 사용되는 안테나 특성에 따라 활성화 시켜 안테나의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 내장형 안테나 장치에 있어서,
    다수의 안테나 블록; 및
    다수의 안테나 블록을 상호 전기적으로 착탈시키는 연결 부재를 포함하고,
    상기 연결 부재를 통해 상기 안테나 블록을 상호 전기적으로 연결하여 다양한 형태의 안테나를 형성하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 안테나 블록의 제 1 착탈 면에 설치된 스프링 커넥터와,
    상기 안테나 블록의 제 2 착탈면에 설치된 수용부로 구성되고,
    제 1 안테나 블록의 스프링 커넥터를 제 2 안테나 블록의 수용부에 접속하여 상기 안테나 블록을 상호 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스프링 커넥터는 판 스프링 또는 포고 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 안테나 블록의 착탈 면에 설치된 수용부로 구성되고,
    상기 안테나 블록 사이에 전도성 물질을 삽입하여 상기 전도성 물질이 상기 수용부에 접촉되도록 함으로써 상기 안테나 블록을 상호 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전도성 물질은 전도성 폴리머(Polymer) 또는 전도성 일레스토머(Elastomer)인 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 블록은 다수의 안테나 픽셀과,
    상기 안테나 픽셀 사이에 설치된 RF 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 블록은 하나의 금속판으로 이루어짐을 특징으로 하는 내장형 안테나 장치.
  8. 다수의 안테나 픽셀을 포함하고, 상기 안테나 픽셀 사이에 RF 스위치가 설치된 다수의 제 1 안테나 블록;
    하나의 금속판으로 이루어진 다수의 제 2 안테나 블록; 및
    상기 안테나 블록들의 착탈면에 설치된 연결 부재를 포함하고,
    상기 연결 부재를 통해 상기 제 1 안테나 블록 간, 상기 제 2 안테나 블록 간, 또는 상기 제 1 안테나 블록과 상기 제 2 안테나 블록을 상호 전기적으로 연결하여 다양한 형태의 안테나를 형성하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 장치.
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