KR100850058B1 - 내장형 안테나 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 단말기의 내장형 안테나를 제공한다. 제 1방사체 패턴 및 도전성패드가 형성된 평판형상의 제 1유전체 블럭; 및 제 2방사체 패턴이 형성된 평판형상의 제 2유전체 블럭을 포함하고, 상기 제 1유전체 블럭은 체결수단에 의해 상기 제 2유전체 블럭의 단변방향으로 중앙부에 수직하게 결합되고, 상기 제 2방사체 패턴의 일단이 상기 전도성패드와 전기적으로 연결되며, 상기 제 2방사체 패턴의 타단이 제 1방사체 패턴과 전기적으로 연결된다. 이러한 구성의 본 발명의 내장형 안테나는 'T'자 형상을 통해 PIFA안테나의 수직 방사부가 이동통신 단말기 내에서 차지하는 부피를 최소화하여 슬림(Slim)한 이동통신 단말기에 적용가능한 내장형 안테나를 구현할 수 있다.
내장형, 안테나, 미앤더, 유전체, 결합
Description
도 1은 종래의 PIFA형태의 내장형 안테나 구조를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 결합상태도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나가 이동통신 단말기의 인쇄회로기판상에 장착된 모습을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 4의 "A"방향에서 바라본 인쇄회로기판의 저면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제 1 유전체블럭 120 : 급전패드
140 : 접지패드 160 : 제 1체결구
180 : 제 1 방사체 패턴 200 : 제 2 유전체 블럭
260 : 제 2체결구 280 : 제 2 방사체 패턴
400 : 급전부 500 : 접지부
본 발명은 이동통신 단말기의 내장형 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개인 휴대 전화 단말기등 멀티미디어 휴대 통신 단말기에 사용되는 미앤더(Meander)형태의 이동통신 단말기의 내장형 안테나에 관한 것이다.
현재 세계적으로 통신기술의 급속한 발전으로 셀룰러, PCS, PHS 등 다양한 종류의 이동통신 서비스가 시행되고 있다.
이동통신 단말기는 소형화, 다기능화, 경량화 및 저전력화를 목표로 발전되고 있다. 이러한 추세는 이동통신 단말기의 주요부품 중의 하나인 안테나에서도 동일하게 요구되고 있다.
이동통신 단말기에서의 안테나는 신호 입출력의 처음과 끝을 담당하며 통화품질을 결정하는 핵심부품으로서의 역할을 담당하고 있다.
이동통신 단말기용 안테나는 크게 내장형과 외장형으로 구분할 수 있다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 외장형 안테나는, 이동통신 단말기 외부에 돌출되도록 설치된 것으로, 여러 다양한 형태로 적용되고 있다.
이러한 안테나는 높은 이득을 얻을 수 있는 장점이 있으나, 무지향성으로 인해 유해기준인 SAR특성이 좋지 않다. 또한, 외부에 돌출되는 그 형태로 인하여, 단말기의 외관을 해치고 부피를 많이 차지하게 되는 문제점이 발생하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 안테나의 베이스전체로 고유전체를 사용하여 안테나 방사소자의 전기적인 길이를 증가시키는 방식으로 안테나를 소형화하고, 단말기 내부 인쇄회로기판에 장착이 가능한 내장형 안테나의 채용이 점차 늘어나고 있다. 이러한 내장형 안테나가 내장되는 이동통신 단말기의 형태는 바 형태, 플립 형태, 폴더형 또는 슬라이드형 등에 따라 여러가지가 있으나, 그 중 평면 역-F 안테나(Plannar Inverted-F Antenna; 이하, 'PIFA'라 함)가 주종을 이루고 있다.
도 1은 종래의 PIFA형태의 내장형 안테나 구조(등록번호:10-0602710)를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 방사부(10, 20), 제 1 및 제 2 급전부(30, 40)를 포함하고 있다. 제 1 및 제 2 방사부(10, 20)는 서로 다른 평면에 배치되어 있으며, 각각 제 1 및 제 2 급전부(30, 40)에 의해 급전을 받게 된다.
제 1방사부(10)는 이동 단말기의 본체 인쇄회로기판(Printed Circuit board:이하 PCB)와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 PCB의 일측면상에 수직으로 직접 고정 설치될 수 있다. 제 2 방사부(20)는 상기 제 1 방사부(10)에 접속되도록 배치되며, 제 1 방사부(10)에 수직하고, PCB에는 수평하게 배치된다.
종래의 PIFA형태의 안테나의 경우, 두 개의 방사부(10, 20)를 서로 다른 평면상에 배치하도록 하여 서로 다른 밴드가 미치는 서로 간의 커플링영향은 최소화 할 수 있었다. 하지만, 수직으로 배치되는 제 1 방사부(10)가 PCB상에서 차지하는 높이로 인해, 갈수록 슬림(Slim)화를 추구하는 이동통신 단말기에 적용하는 데는 한계가 있었다. 또한, 소형의 내장형 안테나의 경우는 장착되는 이동통신 단말기의 형태 및 재질에 따라 성능이 변함에 따라서 다른 핵심부품들과 달리 최적 성능을 얻기 위해서는 단말기 모델에 따라 설계가 달라져야 한다. 하지만, 종래의 PIFA형 안테나의 경우는 상기 PCB의 일측면상에 수직으로 직접 고정 설치되어 있기 때문에 단말기 모델에 따라 방사체 패턴의 형상 또는 유전 재료 등이 변경되어야 하므로 많은 시간과 비용이 소용되는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이동통신 단말기의 본체 PCB상에서 차지하는 내장형 안테나의 높이를 최소화하여 이동통신 단말기의 슬림(Slim)화 추세에 부합하는 내장형 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이동 단말기의 내장형 안테나는 제 1방사체 패턴 및 도전성패드가 형성된 평판형상의 제 1유전체 블럭; 및 제 2방사체 패턴이 형성된 평판형상의 제 2유전체 블럭을 포함하고, 상기 제 1유전체 블럭은 체결수단에 의해 상기 제 2유전체 블럭의 단변방향으로 중앙부에 수직하게 결합되고, 상기 제 2방사체 패턴의 일단이 상기 전도성패드와 전기적으로 연결되며, 상기 제 2방사체 패턴의 타단이 제 1방사체 패턴과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 체결수단은, 상기 제 1유전체 블럭의 양측단부에 돌기모양 구조로 형성된 제 1체결구; 및 상기 제 2유전체블럭의 양측단부에 요(凹)형상의 구조로 형성되는 제 2체결구로 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나를 제 1 유전체 블럭과 제 2유전체 블럭으로 분해한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합상태도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내장형 안테나는 제 1방사체 패턴(180)이 형성된 평판형상의 제 1유전체 블럭(100) 및 제 2방사체 패턴(280)이 형성된 평판형상의 제 2유전체 블럭(200)을 포함한다.
제 1유전체 블럭(100)은 소정의 폭과 길이를 갖으며, 일면 양측 단부에는 제 1체결구(160a, 160b)가 형성되되, 수평부의 상면에는 미앤더라인 형태(선폭 및 선간 간격이 동일 또는 상이하여도 됨)의 제 1방사체 패턴(180)이 인쇄되어 있다. 제 1 방사체 패턴(180)의 일단은 상기 제 1체결구(160b) 수평부의 상면에 형성된다. 제 1방사체 패턴(180)은 하이밴드(High band)의 주파수대역(대략 1710~1880MHz정도)을 구현하는 방사부로써 작용하게 된다. 제 1 유전체 블럭(100)의 일측 끝단에는 제 1방사체 패턴(180)과 이격되어 도전성의 급전패드(120)와 접지패드(140)가 형성되어 있다.
급전패드(120)는 제 1체결구(160a) 수평부의 상면에서 형성되되, 제 1체결구(160)가 형성된 수직면에 대향하는 수직면을 따라 하향 절곡된 후 다시 내향 절곡되어 형성된다. 다르게는, 제 1유전체 블럭(100)의 상면에서 저면으로 이어진 급전패드(120)는 전도성 재질로 도금된 비아홀(미도시) 또는 금속핀(미도시)을 통해 상면에서 저면으로 전기적으로 연결되게 할 수도 있다.
접지패드(140)는 제 1유전체 블럭(100)의 일측 제 1체결구(160a)의 저면에 형성된다.
제 2유전체 블럭(200)은 소정의 폭과 길이를 갖으며, 양측 단부에는 요(凹)형상의 결합 홈(260a, 260b)이 각각 형성되어 있어, 제 1유전체 블럭(100)의 양측 단부에 구비된 제 1체결구(160a, 160b)를 수용한다. 따라서, 제 1유전체 블럭(100)과 제 2유전체 블럭(200)이 결합시, 제 1유전체 블럭(100)은 상기 제 2유전체 블럭(200)의 단변방향으로 중앙부에 수직으로 결합하게 된다. 즉, 제 1 및 제 2유전체 블럭(100, 200)이 도 2에 도시한 것처럼 위치한 상태에서, 제 1유전체 블럭(100)의 일측면이 제 2유전체 블럭(200)의 수직면 중앙부에 안착하게 된다.
상기 중앙부는 정중앙을 의미하는 것은 아니며 본 발명이 이루고자 하는 목적을 달성할 수 있는 범주 내에서 당업자가 용이하게 도출할 수 있는 범위라면 모두 해당 될 것이다.
제 2유전체 블럭(200)의 수직면에는 미앤더라인 형태(선폭 및 선간 간격이 동일 또는 상이하여도 됨)의 제 2방사체 패턴(280)이 인쇄되어 있다. 제 2방사체 패턴(280)은 로우밴드(Low band)의 주파수대역(대략 880~960MHz정도)을 구현하는 방사부로써 작용하게 된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1체결구(160a)는 제 2체결구(260a)와 결합되되, 급전패드(120)는 제 2체결구(260a)의 내측 상단면과 솔더링(Soldeing)되어 전기적으로 연결되며, 접지패드(140)는 제 2체결구(260a)의 내측 하단면과 솔더링되어 전기적으로 연결된다. 제 1체결구(160b)는 제 2체결구(260b)과 결합되되, 제 1체결구(160b)의 상단에 형성되어 있는 제 1방사체 패턴(180)과 제 2체결구(260a)의 내측 상단면과 솔더링되어 전기적으로 연결된다. 이 과정에서, 제 2체결구(260a)의 내측 상단면과 하단면에는 제 2방사체 패턴의 일측과 전기적으로 연결되는 도전성패드가 형성되고, 제 2체결구(260b)의 내측 상단면에는 제 2방사체 패턴의 타측과 전기적으로 연결된 도전성패드가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
따라서, 상술한 바와 같이, 제 2방사체 패턴(280)의 일단은 제 1유전체 블럭(100)의 급전패드(120) 및 접지패드(140)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2방사체 패턴(280)의 타단은 제 1방사체 패턴(180)과 전기적으로 연결된다.
한편, 상기 상술한 방사체 패턴은 원하는 공진 주파수에 따라 달라지게 되며, 방사체패턴 길이와 선폭 및 선간 간격 등은 원하는 공진 주파수에 따라 달라지게 된다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나가 이동통신 단말기의 인쇄회로기판상에 장착된 모습을 설명하기 위한 사시도이며, 도 5는 도 4의 "A"방향 에서 바라본 인쇄회로기판의 저면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 내장형 안테나(300)는 이동통신 단말기의 인쇄회로기판상에 장착되게 된다. 인쇄회로기판의 일측 끝단에 제 2유전체 블럭(200)과는 평행하되, 제 1유전체 블럭(200)과는 수직하게 설치된다. 그리고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 급전패드(120)와 접지패드(140)는 인쇄회로기판상에 구비된 급전부(400)와 접지부(500)에 전기적으로 연결되게 된다. 본 발명에 인쇄회로기판상에 구비된 급전부(400)와 접지부(500)는 서로 분리 형성되어 있는 것은 당 업계에 종사하는 당사자라면 본 명세서로부터 용이하게 도출가능한 자명한 사실일 것이다.
상술한 바와 같이, 이동통신 단말기의 PCB에 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나가 장착되었을 경우, 제 2유전체 블럭(200)이 인쇄회로기판의 일측 단면에 안착부를 형성하며 안착됨으로 인해 종래 PIFA안테나의 제 1방사부(10)가 인쇄회로기판상에서 차지하던 높이를 감소할 수 있게 된다. 따라서, 제 1 및 제 2 유전체 블럭(200, 300)을 서로 다른 평면상에 배치하여 서로 다른 밴드가 미치는 서로 간의 커플링영향은 최소화해줄 수 있는 다중 대역에 적용가능한 구조를 취하면서도, 이동통신 단말기의 PCB상에서 공간을 차지하는 부피가 최소화되는 슬림(Slim)한 내장형 안테나를 구현해 줄 수 있게 된다.
또한, 도 2 내지 5에서와 같이, 본 발명의 실시예의 내장형 안테나는 각기 다른 방사체 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 유전체 블럭을 원하는 특성에 맞게 결합 하게 되면, 간단하면서도 빠른시간 내에 원하는 특성을 구현하는 내장형 안테나를 얻을 수 있게 된다. 따라서, 종래의 방사체 패턴의 형상 또는 유전 재료 등의 변경에 따른 정밀한 공정이 필요 없게 되고 비용 역시 절감할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져는 안될 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 내장형 안테나는 로우밴드를 구현하는 유전체와 하이밴드를 구현하는 유전체 블럭을 'T'자 형상의 서로 다른 평면상에 배치하여 줌으로써, 공진되는 주파수 대역을 상이하게 하여 다중대역에 적용하기 용이하다. 또한, 'T'자 형상을 통해 PIFA안테나의 수직 방사부가 이동통신 단말기내에서 차지하는 부피를 최소화하여 슬림(Slim)한 이동통신 단말기에 적용가능한 내장형 안테나를 구현할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2유전체 블럭을 원하는 특성에 맞게 결합하게 되면 간단하면서도 빠른 시간안에 원하는 특성을 구현하는 내장형 안테나를 얻을 수 있게 됨으로써, 종래의 방사체 패턴의 형상 또는 유전 재료 등의 변경에 따른 정밀한 공정이 필요 없게 되고 비용 역시 절감할 수 있게 된다.
Claims (2)
- 제 1방사체 패턴 및 도전성패드가 형성된 평판형상의 제 1유전체 블럭; 및제 2방사체 패턴이 형성된 평판형상의 제 2유전체 블럭을 포함하고,상기 제 1유전체 블럭은 체결수단에 의해 상기 제 2유전체 블럭의 짧은 변쪽으로 중앙부에 수직하게 결합되고, 상기 제 2방사체 패턴의 일단이 상기 도전성패드와 전기적으로 연결되며, 상기 제 2방사체 패턴의 타단이 제 1방사체 패턴과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
- 청구항 1에 있어서,상기 체결수단은,상기 제 1유전체 블럭의 양측단부에 돌기모양 구조로 형성된 제 1체결구; 및상기 제 2유전체블럭의 양측단부에 요(凹)형상의 구조로 형성되는 제 2체결구로 구성되는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20130701 Year of fee payment: 6 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140701 Year of fee payment: 7 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150701 Year of fee payment: 8 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |