KR100872431B1 - 안테나 및 이를 구비한 이동통신 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나 및 이를 구비한 이동통신 단말기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 안테나는 유전재질로 형성되며, 이동통신 단말기의 케이스 내부에 장착되는 캐리어(carrier); 상기 캐리어상에 배치되는 방사체; 및 상기 방사체에 연결되어 상기 방사체와 케이스 사이에 갭(gap)을 형성시키는 갭형성부를 포함하여 구성됨으로써, 안테나의 인체에 대한 영향을 받을 수 있는 부분을 상대적으로 케이스로부터 강제적으로 에어 갭을 확보시키는 것이므로 인체에 의한 영향(hand effect)을 상대적으로 덜 받게 되어 방사성능의 저하를 방지할 수 있다.

핸드폰, 휴대폰, 단말기, 안테나

Description

안테나 및 이를 구비한 이동통신 단말기{MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

도 1은 종래의 기술에 의한 이동통신 단말기의 안테나 부분을 보인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 이동통신 단말기의 분해 사시도,

도 3은 도 2의 이동통신 단말기의 I-I선에 따른 부분 단면도,

도 4는 본원발명의 갭형성부가 없는 경우 인체가 안테나의 이득과 패턴에 영향을 주는 것을 각각 보인 정재파비도표와 스미스차트,

도 5는 갭형성부가 있는 경우 인체가 안테나의 이득과 패턴에 영향을 주는 것을 각각 보인 정재파비도표와 스미스차트,

도 6은 본 발명의 다른 실시예로서, 이동통신 단말기의 분해 사시도이다.

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명*

100,200: 이동통신 단말기 111,211: 제1케이스

112,212: 제2케이스 115,215: 회로기판

120,220: 안테나 121,221: 방사체

122,222: 캐리어 130,230: 갭형성부

131,231: 제1갭형성부 132,232: 제2갭형성부

233: 제3갭형성부

본 발명은 인체에 의한 안테나의 영향을 줄인 이동통신 단말기 및 안테나에 관한 것이다.

이동통신 단말기는 이동중에 이를 이용하여 무선 송수신이나 정보를 열람 또는 처리할 수 있도록 하는 휴대용 전자기기의 하나이다.

이러한 이동통신 단말기는 사용자가 간편하게 휴대할 수 있게 경량화되고 슬림화되어 가는 반면에, 작고 제한된 장치 내에서 다양한 기능을 구현하는 것이 편리하도록 충분한 기구적인 뒷받침과 통신품질의 확보를 동시에 요한다.

이동통신 단말기의 무선통신을 위하여 사용되고 안테나는 단말기의 외부로 노출된 형태인 외장형 안테나(external antenna)가 먼저 개발되었지만 미관을 저해할 수 있고 외부의 충격에 의하여 파손되기 쉬운 단점이 있어 단말기의 내부에 설치되어 외부에서 볼 수 없는 형태인 내장형 안테나(internal antenna 또는 intenna라고 칭하기도 함)로 대체되고 있다.

내장 안테나를 갖는 이동통신 단말기의 일례를 첨부한 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 기술에 의한 이동통신 단말기의 부분 단면도이다.

도 1에서 보는 것과 같이, 종래의 기술에 따른 내장형 안테나를 구비한 이동통신 단말기(1)는 상면에 키버튼(6)이 설치되는 메인바디(2)와, 메인바디(2)에 회전 가능하게 연결되어 메인바디(2)에 개폐되는 폴더바디(3)로 구성된다.

메인바디(2)의 하부에는 단말기(1)에 전원을 공급하는 배터리(5)가 설치되 며, 내부에는 통신이나 입출력 또는 제어를 위한 각종 부품들이 장착되는 회로기판(4)이 설치된다.

회로기판(4)의 일측에는 내장형 안테나(7)가 설치되어 있다. 안테나(7)는 방사체(8)와, 방사체(8)를 지지함과 아울러 회로기판에 대하여 일정한 거리를 유지하기 위해 설치되는 유전체 캐리어(9)로 구성된다.

방사체(8)는 다른 부품이나 금속에 의하여 영향받기 쉽고 송수신 성능에 직접적인 영향을 미치기 쉬우므로 방사체(8)의 주변에는 금속 부품들의 장착이 제한된다. 이러한 제한은 단말기(1)의 슬림화에 제약이 될 수 있다.

반면에 안테나(7)가 메인바디(2)의 내부에 장착되면서 그 길이의 확보가 어렵게 되고 송수신할 수 있는 대역폭도 좁아지게 된다. 특히, 메인바디(2)의 슬림화되는 상황이라면 안테나 설계자들이 취할 수 있는 선택의 폭도 좁아지게 된다.

더욱이, 안테나(7)가 단말기(1) 내부에 들어오게 되면서 사람의 손이나 머리에 의한 무선 성능저하 문제가 발생하기 쉽다.

본 발명은 상기와 같은 점에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 인체에 의하여 발생되는 안테나의 무선 성능의 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 이동통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유전재질로 형성되며, 이동통신 단말기의 케이스 내부에 장착되는 캐리어(carrier); 상기 캐리어상에 배치되는 방사체; 및 상기 방사체에 연결되어 상기 방사체와 케이스 사이에 갭(gap)을 형성 시키는 갭형성부를 포함하여 구성되는 안테나를 개시한다.

본 발명에 따른 실시예로서, 상기 방사체는 상기 케이스의 내면에 평행하게 형성되고, 상기 갭형성부는 상기 방사체보다 높게 상기 캐리어의 상면으로부터 돌출되게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예로서, 상기 방사체는 평판 형태로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예로서, 상기 방사체는 상기 캐리어 상에서 일정 패턴을 형성하며, 상기 갭형성부는 상기 어느 한 패턴과 다른 패턴 사이의 부위를 따라 벽체(wall)를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예로서, 상기 갭형성부는 제1갭형성부와, 상기 제1갭형성부에 대하여 이격되게 배치되는 제2갭형성부를 포함하여 구성되며, 상기 제1갭형성부와 제2갭형성부 사이에 상기 패턴이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예로서, 상기 갭형성부의 단면은 사각형, 삼각형, 또는 라운드형 중의 어느 하나로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예로서, 상기 갭형성부는 상기 캐리어에 일체형으로 형성될 수 있다.

본 발명은 또한, 단말기의 외관을 형성하는 케이스; 유전재질로 형성되며, 상기 단말기의 케이스 내부에 장착되는 캐리어(carrier); 상기 캐리어상에 배치되는 방사체; 및 상기 방사체에 연결되어 상기 방사체와 케이스 사이에 갭(gap)을 형성시키는 갭형성부를 포함하여 구성되는 이동통신 단말기를 개시한다.

이 경우, 상기 갭형성부는 상기 케이스의 내면으로부터 상기 방사체를 향하 여 돌출되게 형성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 안테나 및 이를 구비한 이동통신 단말기를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기의 분해 사시도이다. 도 2에 의하면, 이동통신 단말기(100)는 제1케이스(111) 및 제2케이스(112)를 구비하고 있으며, 양 케이스(111)(112)의 사이에는 무선신호 처리 부품들(114)이 실장되는 회로기판(115)이 장착되어 있다.

도 2에 의하면, 이동통신 단말기(100)는 양 케이스(111)(112)에 의하여 하나의 바디를 이루는 바(bar) 타입의 형태를 보이고 있다. 다만, 도시되지는 않았으나, 본 실시예와 달리 두 개 이상의 바디로 구성되어 어느 한 바디가 다른 바디에 대해 슬라이드 개폐되는 타입인 슬라이드(slide) 타입이나, 두 개의 바디 중 어느 한 바디가 폴딩되어 개폐되는 폴더(folder) 타입의 단말기 등에도 적용 가능함은 물론이다.

회로기판(115)의 일측에는 안테나(120)가 구비된다. 안테나(120)는 도전성의 방사체(121)가 유전질의 캐리어(122)에 지지되어 있는 형태로 되어 있으며, 방사체(121)의 하단에는 회로기판(115)에 형성되는 연결패드(117)에 급전될 수 있는 형상을 갖는 급전부(도 3의 123번 참조)가 구비된다

도 2를 참조하면, 방사체(121)는 배터리 장착부(113)와 겹치지 않는 구석에 둠으로써 다른 부품에 의한 영향을 줄이고, 단말기(100)의 두께의 과도한 증가를 막을 수 있다.

방사체(121)는 전파의 방사 또는 수신을 위하여 도전성 재질로 형성되며, 서비스 대역에 맞는 길이를 확보할 수 있도록 튜닝(tuning)이 가능한 일정 패턴(pattern)을 형성하고 있다. 방사체(121)는 평판 형태로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 회로기판(115)의 그라운드를 활용할 수 있는 평판 역 에프 안테나(Planar Inverted F-Antenna; PIFA)가 될 수 있다.

방사체(121)가 제2케이스(112)의 내면에 일정한 갭(G)을 형성할 수 있도록 방사체(121)와 제2케이스(112)의 내면 사이에는 갭형성부(130)가 구비된다.

도 3은 도 2의 이동통신 단말기의 I-I선에 따른 부분 단면도로서, 갭형성부(130)는 방사체(121)보다 높게 캐리어(122)의 상면으로부터 돌출되게 형성되어 있음을 볼 수 있다.

도 2에 의하면, 갭형성부(130)는 패턴과 패턴 사이의 부위를 따라 벽체(wall)를 형성하고 있다. 갭형성부(130)는 제1갭형성부(131)와 제1갭형성부(131)에 대하여 이격되게 배치되는 제2갭형성부(132)를 포함하고 있다. 방사체(121)의 패턴은 제1갭형성부(131)와 제2갭형성부(132) 사이에 형성되며, 제1갭형성부(131) 및 제2갭형성부(132)는 제2케이스(112)와 방사체(121)와의 갭을 일정하게 유지시킬 수 있도록 제2케이스(112)를 충분히 지지할 수 있는 거리를 두고 형성될 수 있으며, 그 수는 증가될 수 있다.

또한, 갭형성부(130)의 폭이나 길이는 방사체(121)가 제2케이스(112)의 내면에 대하여 일정 갭을 유지할 수 있는 있도록 하기 위해 제2케이스(112)의 변형 또 는 이동에 의하여 방사체(121)와의 거리가 가까와지는 것을 방지하기에 충분한 사이즈로 형성될 수 있다.

도 3에 의하면, 갭형성부(130)의 단면은 사각형을 이루고 있다. 다만, 갭형성부(130)는 이와 달리 삼각형, 또는 라운드형 중의 어느 하나의 단면 형태로도 형성될 수 있다.

갭형성부(130)는 캐리어(122)에 일체형으로 형성됨으로써, 갭형성부(130)를 방사체(121)와 캐리어(122)에 별도로 마련할 필요 없이 캐리어(122)의 제조과정에서 만들어지도록 하여 소요되는 공정의 수를 줄일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 작용을 설명한다. 도 4는 본원발명의 갭형성부가 없는 경우 인체가 안테나의 이득과 패턴에 영향을 주는 것을 각각 보인 정재파비도표와 스미스차트이고, 도 5는 갭형성부가 있는 경우 인체가 안테나의 이득과 패턴에 영향을 주는 것을 각각 보인 정재파비도표와 스미스차트이다.

도 4에서 도시된 것과 같이, 이동통신 단말기에 손을 대지 않는 프리(free) 상태(도 4에서 A상태를 말함)에서는 서비스 대역에 맞는 방사 성능을 확보하였다 하더라도, 통화시 이동통신 단말기를 쥐다 보면 손의 영향에 의하여 유전율(ε)의 변화를 가져오게 되어 공진 대역이 전체적으로 좌측으로 이동(shift)하게 된다(도 4의 B상태 참조).

따라서, 프리 상태에서 824MHz ~ 959MHz 대역에서 최고의 이득을 보인 반면, 통화시 손으로 이동통신 단말기를 쥔 상태에서는 공진 대역의 이동으로 824MHz ~ 959MHz에서의 방사 성능은 각각 정재파비가 1:4.7037과 1:9.3073으로 훨씬 떨어져 있음을 볼 수 있다.

반면, 갭형성부(130)를 둔 본원발명에 따른 이동통신 단말기(100)에 의하면, 도 5에서 보는 것과 같이, 프리상태(도 5에서 A' 상태를 말함)와 통화시 손으로 단말기(100)를 쥔 상태(도 5에서 B'상태를 말함)가 큰 차이를 보이지 않고 있다. 이는 도 5에서 단말기(100)를 쥔 상태(B')에서 '1'과 '2로 마킹된 부분의 정재파비(VSWR)가 프리 상태와 대비하여 큰 변화를 보이지 않는다는 것으로부터 확인할 수 있다.

이는 갭형성부(130)가 제2케이스(112)와 안테나 사이에서 에어 갭(air gap)을 만듦으로써 방사에 민감한 부분에 주는 영향을 줄여준다는 것을 의미한다.

도 6은 본 발명의 따른 다른 실시예로서, 이동통신 단말기의 분해 사시도이다.

도 6을 참조하면, 갭형성부(230)는 제2케이스(212)의 내면으로부터 안테나(222)를 향하여 돌출되게 형성되는 제1갭형성부(231), 제2갭형성부(232) 및 제3갭형성부(233)을 포함하고 있다. 각 갭형성부(231)(232)(233)는 제2케이스(212)의 내면 상에서 방사체(221) 사이에 일정한 갭을 유지시킬 수 있는 정도의 거리를 두고 이격되어 있다.

이와 같이, 제2케이스(212)의 내면에 변화를 주어 제2케이스(212)와 방사체(221) 사이의 에어 갭을 확보하는 것이다. 이 경우, 갭형성부(230)는 제2케이스(212)와 일체로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 제2케이스(212)와 별도로 마련하여 제2케이스(212)와 방사체(221) 사이에 끼워 넣는 구성도 가능하다. 여타의 구성이 나 부품에 대하여는 전술한 실시예와 유사한 번호를 부여하였으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 이동통신 단말기에 의하면, 케이스와 안테나 사이에 갭형성부를 둠으로써 안테나의 인체에 대한 영향을 받을 수 있는 부분을 상대적으로 케이스로부터 강제적으로 에어 갭(air gap)을 확보시키는 것이므로 인체에 의한 영향(hand effect)을 상대적으로 덜 받게 되어 방사성능의 저하를 가져오지 않는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 이동통신 단말기를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 단말기의 외관을 형성하는 케이스;

    유전재질로 형성되며, 상기 단말기의 케이스 내부에 장착되는 캐리어(carrier);

    상기 캐리어상에 고정되며, 대역에 맞는 길이를 확보할 수 있도록 패턴을 형성하는 도전성 방사체; 및

    상기 방사체와 상기 케이스의 내면 사이에 갭(gap)을 형성시키는 갭형성부를 포함하고,

    상기 갭형성부는 상기 케이스의 내면으로부터 상기 방사체를 향하여 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
16. 제15항에 있어서,

    상기 갭형성부는 상기 케이스에 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.

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