KR101054528B1 - 내장형 안테나 및 이를 구비한 이동통신용 무선 단말기 - Google Patents

내장형 안테나 및 이를 구비한 이동통신용 무선 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내장형 안테나 및 이를 구비한 이동통신용 무선 단말기에 관한 것이다.
본 발명은, PCB에 형성된 급전패드와 전기적으로 접촉하는 핑거와, 상기 핑거와 전기적으로 연결되고 전자기파를 외부로 방사하는 복수개의 방사체를 포함하되, 상기 핑거는, 상기 급전패드와 전기적으로 접촉하는 접촉부; 및 상기 접촉부와 상기 급전패드가 접촉하는 과정에서 상기 접촉부가 상기 PCB에 수직한 방향을 따라서만 이동할 수 있도록 상기 접촉부와 상기 복수개의 방사체 각각을 연결하는 복수개의 연결부;를 포함하고, 상기 접촉부는 상기 접촉부와 상기 급전패드의 접촉이 완료되었을 때 상기 복수개의 연결부의 탄성복원력으로 인해 상기 급전패드를 가압하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나를 제공한다.
내장형 안테나, 이동통신용 무선 단말기, PCB, 급전패드, 핑거, 방사체, 유전체

Description

내장형 안테나 및 이를 구비한 이동통신용 무선 단말기{Embedded antenna and Wireless terminal for mobile communication with the same}
본 발명은 내장형 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀룰러 폰, 지상파 DMB용 단말기, PDA 등과 같은 이동통신용 무선 단말기의 내부에 장착되어 전파를 송신 또는 수신하는 내장형 안테나에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 내장형 안테나를 구비한 이동통신용 무선 단말기에 관한 것이다.
일반적으로 셀룰러 폰(Cellular phone), 피시에스 폰(PCS phone), 지상파 DMB용 단말기, PDA 등과 같은 이동통신용 무선 단말기에는 전파를 송수신하기 위한 안테나가 구비되어 있다. 이러한 안테나는 여러 종류가 사용될 수 있으나, 과거에는 안테나 몸체부의 내부에 전파를 송수신하기 위한 헬리컬 모양의 안테나선을 내장하는 헬리컬 안테나가 주로 이용되었다. 이러한 헬리컬 안테나는 필요 시 로드를 인출하여 안테나의 길이를 신장한 상태로 사용하는 로드 안테나와는 달리 단말기의 본체 상단부 일측에 고정설치하여 이용된다.
한편, 최근에는 휴대의 용이함 측면에서 매우 효율적인 내장형 안테나가 주로 사용되고 있다. 이와 같은 내장형 안테나는 단말기의 내부에 장착되고 단말기의 외부로 돌출되어 있지 않기 때문에 단말기의 소형화 및 간소화를 추구하는 현대인들에게 매우 선호되고 있다. 이하, 종래기술에 따른 내장형 안테나를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 내장형 안테나를 도시한 단면도이다.
종래의 내장형 안테나는 도 1에 도시된 바와 같이 핑거(10)와, 방사체(20)를 포함한다.
상기 핑거(10)는 PCB(40)의 상면에 형성된 급전패드(42)로부터 전력을 공급받아 상기 방사체(20)에 전달할 수 있도록 도전성 물질로 형성되고, 일단이 굽혀진 형태로 형성되며, 고정핀(32)에 의해 유전체(30)에 고정된다. 상기 방사체(20)는 상기 핑거(10)의 일단에 연결되어 외부로 전자기파를 방사한다.
상기 내장형 안테나를 포함하는 종래의 이동통신용 무선 단말기의 조립은 상기 PCB(40)가 부착된 하판(미도시)과 상기 내장형 안테나가 부착된 상판(미도시)을 결합함으로써 완료된다. 상기 상판과 하판을 결합하는 과정에서 핑거(10)는 상기 급전패드(42)가 위치하는 방향(아래방향)으로 이동하다가 상기 급전패드(42)와 최초로 접촉하는 시점부터는 아래방향으로 이동하지 못하고 상기 PCB(40)와 평행한 방향(도 1에서 화살표 방향)으로 이동한다.
상기 내장형 안테나에 의하면 앞서 설명한 바와 같이 상기 핑거(10)와 상기 급전패드(42)가 접촉하는 과정에서 상기 핑거(10)가 상기 PCB(40)와 평행한 방향으로도 이동한다. 이와 같은 경우, 상기 하판과 상판의 결합이 완료되었을 때 상기 핑거(10)가 상기 급전패드(42)의 영역으로부터 벗어나는 현상이 발생할 수 있는바, 상기 급전패드(42)의 길이(L)를 필요 이상으로 길게 형성하여야 하는 문제가 있다. 실제로 길이(L)가 2mm로 형성되어도 충분한 급전패드(42)가 위와 같은 이유로 인해 그 길이가 4mm로 형성되어 제조되고도 있다.
또한, 상기 내장형 안테나에 의하면, 하나의 방사체(20)가 상기 핑거(10)의 일단에만 연결되기 때문에 방사체 패턴의 구현에 한계가 있는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, PCB의 상면에 형성된 급전패드의 길이를 필요 이상으로 길게 형성할 필요가 없고, 종래에 비해 더욱 다향한 방사체 패턴을 구현할 수 있는 내장형 안테나와 이를 구비한 이동통신용 무선 단말기를 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, PCB에 형성된 급전패드와 전기적으로 접촉하는 핑거와, 상기 핑거와 전기적으로 연결되고 전자기파를 외부로 방사하는 복수개의 방사체를 포함하되, 상기 핑거는, 상기 급전패드와 전기적으로 접촉하는 접촉부; 및 상기 접촉부와 상기 급전패드가 접촉하는 과정에서 상기 접촉부가 상기 PCB에 수직한 방향을 따라서만 이동할 수 있도록 상기 접촉부와 상기 복수개의 방사체 각각을 연결하는 복수개의 연결부;를 포함하고, 상기 접촉부는 상기 접촉부와 상기 급전패드의 접촉이 완료되었을 때 상기 복수개의 연결부의 탄성복원력으로 인해 상기 급전패드를 가압하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나를 제공한다.
바람직하게 상기 복수개의 연결부는 상기 PCB에 수직한 축을 기준으로 원주방향을 따라 동일한 간격으로 이격되어 나열된다. 이와 같은 경우 상기 복수개의 연결부의 설계 및 제조가 용이한 장점이 있다.
바람직하게 상기 복수개의 연결부가 홀수개로 이루어진 경우, 상기 복수개의 연결부는 모두 동일한 크기의 탄성복원력을 갖는 동일한 형태로 형성되고, 상기 복수개의 연결부가 짝수개로 이루어진 경우, 상기 접촉부를 기준으로 서로 대향하여 위치하는 연결부들은 동일한 크기의 탄성복원력을 갖는 동일한 형태로 형성된다.
또한, 본 발명은 상기 내장형 안테나를 구비한 이동통신용 무선 단말기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 핑거의 접촉부가 PCB의 급전패드와 접촉하는 과정에서 상상기 PCB에 수직한 방향을 따라서만 이동하기 때문에 상기 접촉부와 상기 급전패드의 접촉이 완료되었을 때 상기 접촉부가 상기 급전패드의 영역으로부터 이탈하는 현상, 또는 이와 같은 현상을 방지하기 위해 상기 급전패드의 폭을 불필요하게 증가시켜야 하는 현상을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.
또한, 본 발명에 의하면 복수개의 방사체가 포함될 수 있기 때문에 방사체 패턴을 종래에 비해 더욱 다양하게 구현할 수 있는 효과가 발생한다.
이하, 본 발명에 따른 내장형 안테나 및 이를 구비한 이동통신용 무선 단말기를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 내장형 안테나의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A'에 따른 단면도이고, 도 4는 도 2의 A-A'에 따른 단면도로서, 내장형 안테나와 PCB가 접촉하고 있는 상태를 도시한 것이고, 도 5는 도 2에 도시된 내장형 안테나의 핑거를 도시한 사시도이고, 도 6 내지 도 10은 도 5에 도시된 핑거 의 변형예를 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 이동통신용 무선 단말기는 도 2에 도시된 바와 같이 PCB(100)와 본 발명에 따른 내장형 안테나(200)를 포함한다. 상기 PCB(100)의 상면에는 상기 내장형 안테나(200)로 전력을 공급하기 위한 급전패드(102)가 형성되어 있다.
상기 내장형 안테나(200)는 핑거(210)와 복수개의 방사체(250)를 포함한다. 상기 핑거(210)는 상기 급전패드(102)로부터 공급되는 전력을 상기 방사체(250)에 전달할 수 있도록 도전성 물질로 형성되고, 접촉부(220)와 연결부(230)를 포함한다.
상기 접촉부(220)는 도 5, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이 꼭지점(222)으로부터 상기 PCB(100)가 위치하는 방향과 반대방향으로 연장되는 복수개의 곡선 암으로 이루어지거나, 도 6, 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이 꼭지점(222)이 둥글게 형성되고 속이 빈 원뿔형태로 이루어질 수 있다. 도 5 내지 도 10에는 상기 곡선 암의 개수가 2개 내지 4개인 경우만 도시되어 있으나, 상기 곡선 암의 개수는 이에 한정되지 아니하고 주변 여건에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 한편, 상기 꼭지점(222)은 상기 내장형 안테나(200)가 상기 이동통신용 무선 단말기에 장착되었을 때 도 4에 도시된 바와 같이 상기 급전패드(102)와 접촉하게 된다.
상기 연결부(230)는 상기 접촉부(220)와 상기 복수개의 방사체(250)를 연결하기 위한 것으로서, 상기 방사체(250)의 개수와 동일한 개수로 이루어진다. 상기 접촉부(220)가 복수개의 곡선 암으로 이루어진 경우 상기 복수개의 연결부(230)는 상기 복수개의 곡선 암과 상기 복수개의 방사체(250)를 각각 연결하고, 상기 접촉부(220)가 상기 원뿔형태로 이루어진 경우 상기 복수개의 연결부(230)는 상기 원뿔형태의 상단과 상기 복수개의 방사체(250) 각각을 연결한다.
여기서, 상기 복수개의 연결부(230)는 상기 접촉부(220)와 상기 급전패드(102)가 접촉하는 과정에서 상기 접촉부(220)가 상기 PCB(100)에 수직한 방향을 따라서만 이동할 수 있도록, 그리고 상기 접촉부(220)와 상기 급전패드(102)의 접촉이 완료되었을 때 상기 복수개의 연결부(230)의 탄성복원력으로 인해 상기 접촉부(220)가 상기 급전패드(102)를 가압할 수 있도록 상기 접촉부(220)와 상기 방사체(250)를 연결한다. 이를 위해, 상기 접촉부(220)가 상부로 이동함으로 인해 상기 연결부(230)에 변형이 가해질 경우 상기 연결부(230)는 원래의 형태로 복귀할 수 있도록 구비되고, 상기 복수개의 연결부(230)들의 탄성복원력 성분들 중 상기 PCB(100)와 평행한 방향으로 작용하는 성분들은 그 합이 제로가 되도록 이루어진다.
이와 같이 상기 접촉부(220)가 상기 급전패드(102)와 접촉하는 과정에서 상기 PCB(100)에 수직한 방향을 따라서만 이동하도록 구비되는 경우, 상기 접촉부(220)와 상기 급전패드(102)의 접촉이 완료되었을 때 상기 접촉부(220)가 상기 급전패드(102)의 영역으로부터 이탈하는 현상, 또는 이와 같은 현상을 방지하기 위해 상기 급전패드(102)의 폭을 불필요하게 증가시켜야 하는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 접촉부(220)가 상기 급전패드(102)와의 접촉이 완료되었을 때 상기 급전패드(102)를 가압하도록 구비되는 경우, 상기 접촉부(220)와 상기 급전패 드(102) 간에 안정적인 접촉이 보장된다.
한편, 도 2 내지 도 10에는 상기 연결부(230)가 2개의 "V"자 형태가 서로 반전된 형태로 연결되어 구비되도록 도시되어 있으나, 앞서 설명한 바와 동일한 기능을 수행한다면 이와 상이한 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 복수개의 방사체(250)는 도전성 물질로 형성되고, 유전체(270)의 외면에 부착된다. 상기 방사체(250)를 복수개로 구성할 경우, 하나의 방사체를 구비하는 종래기술에 비해 더욱 다양한 방사체 패턴을 구현할 수 있다.
도 2 내지 도 4에는 상기 방사체(250)가 직사각형 형태로 도시되어 있으나, 상기 방사체(250)의 형태 및 상기 방사체(250)의 기하학적 파라미터는 상기 내장형 안테나(200)의 작동 주파수에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 도 2 내지 도 4에는 상기 유전체(270)가 사각기둥 형태로 도시되어 있으나, 상기 유전체(270)의 형태는 상기 방사체(250)의 개수에 따라 다양한 형태로 구비될 수 있다. 또한, 상기 유전체(270)의 유전율은 상기 내장형 안테나(200)의 작동 주파수에 따라 다양하게 설정될 수 있고, 상기 유전체(270)의 하면에는 상기 연결부(230)가 변형되었을 때 상기 연결부(230)의 일부위가 삽입되기 위한 복수개의 홈(272)이 형성된다.
한편, 상기 복수개의 연결부(230)는 상기 PCB(100)에 수직한 축을 기준으로 원주방향을 따라 동일한 이격각도로 나열되는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 복수개의 연결부(230)가 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 2개로 이루어진 경우 상기 이격각도(R1)는 180도이고, 상기 복수개의 연결부(230)가 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 3개로 이루어진 경우 상기 이격각도(R2)는 120도이며, 상기 복수개의 연 결부(230)가 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 4개로 이루어진 경우 상기 이격각도(R3)는 90도이다. 이와 같이 상기 복수개의 연결부(230)가 동일한 이격각도로 나열되는 경우, 상기 복수개의 연결부(230)가 동일한 크기의 탄성복원력을 갖는 동일한 형태로 형성되어도 상기 접촉부(220)가 상기 급전패드(102)와 접촉하는 과정에서 상기 PCB(100)에 수직한 방향을 따라서만 이동하기 때문에 상기 복수개의 연결부(230)의 설계 및 제조가 용이하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 복수개의 연결부(230)가 동일한 이격각도로 나열되는 경우, 원칙적으로 상기 복수개의 연결부(230)는 모두 동일한 크기의 탄성복원력을 갖는 동일한 형태로 형성된다. 그러나, 상기 복수개의 연결부(230)가 짝수개로 이루어진다면, 동일한 탄성복원력을 갖는 동일한 형태가 적용되는 연결부(230)들은 상기 복수개의 연결부(230)들 중 서로 반대편에 위치하는 연결부(230)들에만 한정되어도 무방하다.
상기 이동통신용 무선 단말기의 조립은 상기 PCB(100)가 부착된 하판과 상기 내장형 안테나(200)가 부착된 상판을 서로 결합시킴으로써 완료된다. 상기 하판과 상판을 결합하는 과정에서 상기 급전패드(102)는 상기 접촉부(220)의 꼭지점(222)을 가압하고 이로 인해 상기 접촉부(220)는 상기 유전체(270)가 위치하는 방향으로 이동한다. 이때, 상기 접촉부(220)는 상기 PCB(100)에 수직한 방향을 따라서만 이동하기 때문에 상기 이동통신용 무선 단말기의 조립이 완료되었을 때 상기 급전패드(102)의 영역 밖으로 이탈하는 현상은 발생하기 않는다. 그리고, 상기 이동통신용 무선 단말기의 조립이 완료되면 상기 접촉부(220)는 상기 급전패드(102)를 가압 하게 된다. 한편, 상기 내장형 안테나(220)는 핑거(210)와 일체형으로 형성된 방사체(250)를 유전체(270)의 외면에 부착함으로써 제조된다.
도 1은 종래의 내장형 안테나를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 내장형 안테나의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 A-A'에 따른 단면도로서, 내장형 안테나와 PCB가 접촉하고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 내장형 안테나의 핑거를 도시한 사시도이다.
도 6 내지 도 10은 도 5에 도시된 핑거의 변형예를 도시한 사시도이다.

Claims (8)

  1. PCB에 형성된 급전패드와 전기적으로 접촉하는 핑거와, 상기 핑거와 전기적으로 연결되고 전자기파를 외부로 방사하는 복수개의 방사체를 포함하되,
    상기 핑거는,
    상기 급전패드와 전기적으로 접촉하는 접촉부; 및
    상기 접촉부와 상기 급전패드가 접촉하는 과정에서 상기 접촉부가 상기 PCB에 수직한 방향을 따라서만 이동할 수 있도록 상기 접촉부와 상기 복수개의 방사체 각각을 연결하는 복수개의 연결부;를 포함하고,
    상기 접촉부는 상기 접촉부와 상기 급전패드의 접촉이 완료되었을 때 상기 복수개의 연결부의 탄성복원력으로 인해 상기 급전패드를 가압하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 연결부는 상기 PCB에 수직한 축을 기준으로 원주방향을 따라 동일한 간격으로 이격되어 나열되는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 연결부가 홀수개로 이루어진 경우, 상기 복수개의 연결부는 모두 동일한 크기의 탄성복원력을 갖는 동일한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하 는 내장형 안테나.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 연결부가 짝수개로 이루어진 경우, 상기 접촉부를 기준으로 서로 대향하여 위치하는 연결부들은 동일한 크기의 탄성복원력을 갖는 동일한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
  5. 급전패드가 형성된 PCB; 및
    상기 급전패드와 전기적으로 접촉하는 핑거와, 상기 핑거와 전기적으로 연결되고 전자기파를 외부로 방사하는 복수개의 방사체를 포함하는 내장형 안테나;를 포함하되,
    상기 핑거는,
    상기 급전패드와 전기적으로 접촉하는 접촉부; 및
    상기 접촉부와 상기 급전패드가 접촉하는 과정에서 상기 접촉부가 상기 PCB에 수직한 방향을 따라서만 이동할 수 있도록 상기 접촉부와 상기 복수개의 방사체 각각을 연결하는 복수개의 연결부;를 포함하고,
    상기 접촉부는 상기 접촉부와 상기 급전패드의 접촉이 완료되었을 때 상기 복수개의 연결부의 탄성복원력으로 인해 상기 급전패드를 가압하는 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선 단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수개의 연결부는 상기 PCB에 수직한 축을 기준으로 원주방향을 따라 동일한 간격으로 이격되어 나열되는 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선 단말기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 연결부가 홀수개로 이루어진 경우, 상기 복수개의 연결부는 모두 동일한 크기의 탄성복원력을 갖는 동일한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선 단말기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 연결부가 짝수개로 이루어진 경우, 상기 접촉부를 기준으로 서로 대향하여 위치하는 연결부들은 동일한 크기의 탄성복원력을 갖는 동일한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선 단말기.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060109866A (ko) * 2003-07-16 2006-10-23 그리픽스, 인코포레이티드 상호 결합 접촉 시스템을 구비한 전기 상호 연결 조립체
JP2006332834A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Toshiba Corp 無線装置
KR100663431B1 (ko) * 2005-09-30 2007-01-02 삼성전자주식회사 휴대 단말기의 내장형 안테나 장치

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