KR100811793B1 - 휴대 단말기의 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대 단말기의 케이스를 이용한 안테나 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 휴대 단말기의 안테나 장치는 케이스, 케이스의 내부에 위치하는 캐리어, 캐리어에 형성되어 있는 제1 안테나 패턴 및 케이스에 실장되어 있는 제2 안테나 패턴을 포함한다. 제1 안테나 패턴과 제2 안테나 패턴은 접촉에 의해 서로 전기적으로 연결된다.

본 발명에 따르면, 저주파 대역에 사용되는 안테나를 안테나 패턴으로 구현하여 편리하게 사용할 수 있으며, 휴대 단말기를 소형화할 수 있다.

휴대 단말기, 케이스, 안테나 , 지상파 디지털 방송

Description

휴대 단말기의 안테나 장치 {Antenna device of mobile device}

도 1은 종래 기술에 따른 지상파 디지털 방송용 안테나 장치를 구비하는 휴대 단말기를 나타내는 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 휴대 단말기의 외장형 디지털 방송용 안테나 장치를 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캐리어에 형성되어 있는 제1 안테나 패턴을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기의 하부 케이스에 실장되어 있는 제2 안테나 패턴을 나타내는 평면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캐리어와 제2 안테나 패턴이 각각 케이스에 실장되어 있는 것을 나타내는 분해 사시도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 안테나 패턴과 제2 안테나 패턴이 전기적으로 연결되어 있는 것을 나타내는 도면.

본 발명은 케이스를 구비하는 휴대 단말기의 안테나 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 케이스에 안테나 패턴을 실장하는 휴대 단말기의 안테나 장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 단말기란 사용자가 시간과 장소에 구애받지 않고 자유롭게 무선 통신, 네트워크 접속, 디지털 방송 수신 등의 기능을 이용할 수 있는 전자기기이다. 휴대 단말기는 통신을 원활하게 하기 위하여 안테나 장치를 필수적으로 구비한다. 안테나(antenna)란 무선 통신에서 통신의 목적을 달성하기 위해 공간에 효율적으로 전파를 방사하거나, 또는 전파에 의해 효율적으로 기전력을 유기(誘起)시키기 위해 공중에 가설한 도선(導線)을 말한다.

이하에서 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술에 따른 지상파 디지털 방송을 시청할 수 있는 휴대 단말기의 안테나 장치를 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 지상파 디지털 방송용 안테나 장치를 구비하는 휴대 단말기를 나타내는 사시도이며, 도 2는 종래 기술에 따른 휴대 단말기의 외장형 디지털 방송용 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

지상파 디지털 방송은 174MHz에서 216MHz의 주파수 대역에서 중심 주파수 200MHz의 신호를 사용한다. 따라서 파장 λ는 1.5m가 되고, 적정 안테나 길이는 λ/4인 37cm가 된다. 이 경우 안테나 길이가 너무 길어 이를 더 줄이기 위해 λ/8인 18cm 길이의 안테나를 사용하기도 한다.

따라서, 지상파 디지털 방송용 안테나(110)는 그 길이가 길고, 사용시에는 도 1에 도시된 바와 같이 휴대 단말기(100)의 외부로 지상파 디지털 방송용 안테나(110)를 돌출시켜 사용한다.

이 경우 휴대 단말기(100)에 지상파 디지털 방송용 안테나(110)를 실장하기 위한 공간을 확보해야 한다. 따라서 휴대 단말기(100)의 소형화가 어렵고, 디지털 방송을 시청하면서 이동하는 경우 외부로 돌출된 안테나(110)가 부러질 염려가 있어 사용에 불편하다.

이러한 문제점을 해결하고 휴대 단말기의 디자인을 수려하게 하기 위해 안테나를 휴대 단말기 내부에 실장하여 휴대 단말기 외부로 돌출되지 않도록 하는 인테나(intenna)를 사용하고자 하는 시도가 있었다. 그러나 지상파 디지털 방송용 안테나와 같이 저주파 대역에 사용되는 안테나는 길이가 길어 인테나로 구현하기에는 많은 어려움이 있다.

상기한 문제점을 해결하고자 최근의 휴대 단말기는 도 2에 도시된 바와 같은 외장형 디지털 방송용 안테나 장치(210)를 휴대 단말기에 결합시켜 사용하기도 한다. 결합시에는 외장형 디지털 방송용 안테나 장치(210)의 결합 돌기(211)를 이용하여 결합시킨다.

본 발명의 제1 목적은 지상파 디지털 방송용 안테나와 같이 저주파 대역에 사용되는 안테나를 안테나 장치로 구현하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 저주파 대역의 안테나를 인테나 장치로 구현하면서도 안테나 성능을 저하시키지 않는 것이다.

본 발명의 제3 목적은 휴대 단말기에서 저주파 대역 안테나의 실장 공간을 줄여 휴대 단말기를 소형화하는 것이다.

위와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 휴대 단말기의 안테나 장치는 케이스, 제1 안테나 패턴, 제2 안테나 패턴을 포함한다. 제1 안테나 패턴과 제2 안테나 패턴은 케이스의 내부에 실장된다. 제1 안테나 패턴과 제2 안테나 패턴은 접촉에 의해 서로 전기적으로 연결된다.

본 발명에 따른 휴대 단말기의 안테나 장치는 케이스 내부에 실장되는 캐리어를 더 포함할 수 있다. 제1 안테나 패턴은 캐리어에 형성할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기는 케이스(case), 캐리어(carrier), 급전점(feeding point), 기판을 포함한다. 케이스는 상부 케이스와 하부 케이스를 포함한다. 상부 케이스와 하부 케이스는 서로 결합되어 휴대 단말기의 외형을 이룬다. 캐리어는 케이스 내부에 실장되어, 상부 케이스와 하부 케이스가 결합되었을 때 케이스의 안쪽에 위치한다. 급전점은 휴대 단말기의 케이스 내부에 위치하며, 안테나 패턴을 통하여 송수신되는 신호를 기판에 전달한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캐리어에 형성되어 있는 제1 안테나 패턴을 나타내는 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 안테나 패턴(310)은 캐리어(300)에 형성되어 있다. 제1 안테나 패턴(310)은 한쪽 끝단에 제1 접점부(312)을 포함한다. 캐리어(300)는 안테나 장치에서 안테나 패턴을 휴대 단말기 내부에 실장하기 위해서 사용한다.

본 실시예에서 캐리어(300)는 상부면(301), 하부면(도시되지 않음), 상부면(301)과 하부면을 연결하는 측면(302)을 구비한다. 제1 안테나 패턴(310)은 캐리어(300)의 측면(302)에 형성되어 있다. 제1 접점부(312)는 캐리어(300)의 상부면(301)에 형성되어 있다. 제1 안테나 패턴(310)과 제1 접점부(312)는 일체로 형성되어 있다.

캐리어(300)에는 제1 안테나 패턴(310)과 다른 주파수 대역에 사용하는 또 다른 안테나 패턴을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 안테나 패턴(310)은 지상파 디지털 방송용 안테나 패턴이고, 또 다른 안테나 패턴은 휴대 단말기의 통신 용 안테나 패턴(330)이다. 통신용 안테나 패턴(330)이란 휴대 단말기의 사용자가 통화를 하기 위하여 사용하는 안테나 패턴이다. 본 실시예에서 통신용 안테나 패턴(330)은 캐리어(300)의 상부면(301)에 형성되어 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기의 하부 케이스에 실장되어 있는 제2 안테나 패턴을 나타내는 평면도이다.

본 실시예에서 제2 안테나 패턴(320)은 휴대 단말기의 하부 케이스(400)의 내부 표면에 형성되어 있다. 휴대 단말기의 케이스에는 그 내부에 아무것도 실장되지 않는 빈 공간인 아이들(idle) 공간이 존재한다. 제2 안테나 패턴(320)은 이러한 아이들 공간 중에서 제1 안테나 패턴(310)과 연결할 수 있는 아이들 공간에 실장할 수 있다. 따라서 제2 안테나 패턴(320)이 실장되어도 휴대 단말기의 케이스의 크기가 커지지 않는다. 제2 안테나 패턴(320)의 형상은 아이들 공간과 안테나 의 방사 성능을 고려하여 결정한다.

제2 안테나 패턴(320)은 한쪽 끝단에 제2 접점부(322)를 포함한다. 제2 안테나 패턴(320)과 제2 접점부(322)는 일체로 형성된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캐리어와 제2 안테나 패턴이 각각 케이스에 실장되어 있는 것을 나타내는 분해 사시도이다.

도 5에서 좌측에 도시되어 있는 케이스가 상부 케이스(500)이고, 우측에 도시되어 있는 케이스가 하부 케이스(400)이다. 상부 케이스(500)의 상단에 캐리어(300)가 실장되어 있다. 캐리어(300)는 제1 접점부(312)가 형성되어 있는 상부면이 위쪽으로 향하도록 상부 케이스(500)에 실장된다. 이 때, 캐리어(300)의 상부면 에는 통신용 안테나 패턴(330)도 형성되어 있다.

상부 케이스(500)에는 기판(501)도 실장되어 있다. 기판(501)과 제1 접점부(312)가 만나는 지점에는 급전점(도시되지 않음)이 형성되어 있다.

하부 케이스(400)의 좌측 상단에 제2 안테나 패턴(320)이 실장되어 있다. 제2 안테나 패턴(320)은 제2 접점부(322)가 위쪽으로 향하도록 실장된다.

한편, 본 실시예에서는 캐리어(300)는 상부 케이스(500)에 실장되고, 제2 안테나 패턴(320)은 하부 케이스(400)에 실장된다. 그러나, 실시예에 따라 캐리어(300)와 제2 안테나 패턴(320)이 실장되는 케이스가 달라질 수 있다.

상부 케이스(500)와 하부 케이스(400)가 결합되면, 제1 안테나 패턴(310)의 제1 접점부(312)와 제2 안테나 패턴(320)의 제2 접점부(322)는 서로 접하여 전기적으로 연결된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 안테나 패턴과 제2 안테나 패턴이 전기적으로 연결되어 있는 것을 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 휴대 단말기의 상부 케이스와 하부 케이스가 결합되면, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 안테나 패턴(310)과 제2 안테나 패턴(320)은 제1 접점부(312)와 제2 접점부(322)를 통하여 서로 전기적으로 연결된다.

본 실시예에서 급전점(도시되지 않음)은 제1 접점부(312)의 끝단(313)에 위치하여 제1 접점부(312)와 연결된다. 이 경우 안테나 패턴은 다이폴(dipole) 형태가 된다. 즉, 급전점을 중심으로 안테나 패턴이 좌우로 펼쳐진 형태가 된다.

다른 실시예에서는 급전점이 제1 안테나 패턴(310)의 제1 접점부(312)가 위 치하는 끝단의 반대쪽 끝단(314)에 위치하여, 제1 안테나 패턴(310)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우 안테나 패턴은 모노폴(monopole) 형태가 된다. 즉, 급전점을 중심으로 안테나 패턴이 한 방향으로 펼쳐진 형태가 된다.

안테나 패턴의 실장 위치와 급전점 위치에 따른 방사판의 감도(sensitivity)를 구체적인 수치로 살펴보면 다음의 표 1과 같다.

구분 측정방향	앞 방향	왼쪽 측면	오른쪽 측면
캐리어에만 구현	-50 dBm	-44 dBm	-40.5 dBm
케이스에만 구현	-51.5 dBm	-46 dBm	-40 dBm
캐리어와 케이스에 구현 (모노폴 방식)	-54 dBm	-48.5 dBm	-43.5 dBm
캐리어와 케이스에 구현 (다이폴 방식)	-54 dBm	-48 dBm	-43.5 dBm

표 1은 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 테스터를 이용하여 방사판의 감도를 측정한 결과를 나타내는 표이다. 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 캐리어와 케이스에 안테나 패턴을 구현하여 전기적으로 연결시킨 안테나 장치는 캐리어에만 안테나를 구현한 경우 또는 케이스에만 안테나 패턴을 구현한 경우보다 각 방향별로 약 4 dBm 정도 감도가 개선되었다. 모노폴 방식과 다이폴 방식은 효과에 있어서 거의 차이가 없다.

다른 실험에서는 약전계 필드 테스트를 위하여 커버리지(coverage)를 측정하였다. 커버리지란 최종단(출력단)의 화면이 얼마나 끊김이 있는지를 측정하는 것으로 측정 시간대 화면 출력의 비율로 나타낸다. 그 결과 캐리어에만 구현한 경우에는 커버리지가 71%이나, 본 발명의 다이폴 방식의 경우에는 커버리지가 86%로 나타났다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 휴대 단말기의 안테나 장치는 외장형 안테나 장치를 삽입할 수 있는 삽입 구멍을 더 포함할 수 있다. 삽입 구멍은 급전점과 연결되어 있다. 외장형 안테나 장치를 삽입 구멍에 삽입하면 외장형 안테나 장치가 급전점과 연결된다. 휴대 단말기는 이동하면서 사용한다는 점을 고려할 때, 음영지역과 같은 전파 수신이 아주 미약한 약전계 지역에서 휴대 단말기를 사용할 경우가 발생할 수 있다. 이런 경우에 도 2에 도시된 것과 같은 외장형 안테나 장치를 휴대 단말기의 삽입 구멍에 삽입하여 외장형 안테나 장치로 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 휴대 단말기의 안테나 장치는 지상파 디지털 방송과 같은 저주파 대역의 주파수를 사용하는 신호에 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 휴대 단말기는 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, 디지털 방송 수신기 등과 같은 휴대용 전자기기 장치를 말한다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

본 발명은 휴대 단말기의 케이스에 제2 안테나 패턴을 형성하여 캐리어에 형 성되어 있는 제1 안테나 패턴과 접촉시킴으로써, 별도의 외장형 안테나 장치를 사용하거나 안테나를 휴대 단말기 외부로 돌출시키지 않고서도 안테나 장치를 저주파 대역에 사용할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 휴대 단말기의 안테나 장치는 일반적인 전파 환경에서는 안테나 장치만으로 지상파 디지털 방송용 안테나로 사용할 수 있다.

또한 안테나 패턴을 케이스의 아이들 공간에 실장함으로써 휴대 단말기의 소형화 및 박형화할 수 있다.

Claims (10)

1. 케이스를 구비하는 휴대 단말기의 안테나 장치로서,

   상기 케이스 내부에 실장되는 제1 안테나 패턴;

   상기 케이스의 내부 표면에 실장되며, 상기 제1 안테나 패턴과 접촉에 의해 서로 전기적으로 연결되는 제2 안테나 패턴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 안테나 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 안테나 패턴은 상기 케이스의 내부에 실장되는 캐리어에 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 안테나 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 안테나 패턴과 상기 제2 안테나 패턴은 각각 일단에 제1 접점부와 제2 접점부를 포함하고, 상기 제1 접점부와 상기 제2 접점부는 서로 접하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 안테나 장치.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서,

   상기 제1 안테나 패턴은 상기 제1 접점부와 연결되는 급전점을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 안테나 장치.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 제1 안테나 패턴은 제1 접점부가 위치하는 끝단의 반대쪽 끝단과 연결되는 급전점을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 안테나 장치.
7. 제 3항에 있어서,

   상부면, 하부면, 상기 상부면과 상기 하부면을 연결하는 측면을 구비하는 캐리어를 더 포함하며,

   상기 제1 안테나 패턴은 상기 캐리어의 측면에 형성되어 있고, 상기 제1 접점부는 상기 캐리어의 상부면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 안테나 장치.
8. 제 2항에 있어서,

   상기 케이스는 상부 케이스와 하부 케이스를 구비하며,

   상기 캐리어는 상기 상부 케이스에 실장되고, 상기 제2 안테나 패턴은 상기 하부 케이스에 실장되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 안테나 장치.
9. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 케이스에는 외장형 안테나 장치를 삽입할 수 있는 삽입 구멍이 형성되어 있으며,

   상기 삽입 구멍에 삽입된 상기 외장형 안테나 장치는 상기 급전점과 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 안테나 장치.
10. 삭제

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