KR101068723B1 - 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈 - Google Patents

휴대 컴퓨터용 안테나 모듈 Download PDF

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Abstract

생산 효율성을 상승시키고 불량품 발생율을 저하시킬 수 있도록 한 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈을 제시한다. 제시한 휴대 검퓨터용 안테나 모듈은 인쇄회로기판의 일면 상에 설치되되 끼움 홈이 형성된 캐리어, 및 끼움 홈에 연결되는 끼움 돌기가 형성되고 캐리어를 매개로 인쇄회로기판에 대해 이격되게 설치되는 도전성의 라디에이터를 포함한다. 작은 면적의 캐리어를 사용하므로 유전율로 인한 안테나 성능 열화를 최소화하게 되고 생산 단가를 절감하게 된다. 캐리어와 안테나간의 고정을 위해 삽입 방식(끼움 방식)을 채용함으로써 생산 효율성을 상승시킬 뿐만 아니라 불량품 발생율을 저하시키게 된다. 인쇄회로기판과 캐리어간의 고정을 위해 사용되는 금속체의 사용을 최소화할 수 있어서 안테나 성능 열화를 방지하고 생산 단가의 상승을 최소화시키게 된다.

Description

휴대 컴퓨터용 안테나 모듈{Antenna module for portable computer}
본 발명은 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터에 내장되는 안테나 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대가 가능한 노트북 컴퓨터에 무선통신 기능을 부여하기 위해서는 안테나의 탑재가 필수적인 사항이다.
최근 들어서는 일반 데스크 탑용 PC, 노트북 PC, 프린터, 모바일폰, 서버 등을 상호 근접무선통신에 의해 연결하는 소위 블루투스 네트워킹(bluetooth networking)을 실현하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 블루투스 네트워킹을 실현하기 위해서는, 각 장치들 각각에 안테나가 필수적으로 탑재되어야 한다.
2.45GHz 대역의 근거리 통신이 상용화됨에 따라 종래의 노트북 PC 등에는 그에 상응하는 안테나 모듈이 필요하게 되었다. 그에 따라, 대부분의 휴대 컴퓨터의 경우 안테나와 통신모듈은 별도로 위치한다. 별도의 안테나와 통신모듈은 RF 케이블을 통해 서로 연결되는 구조이었다.
이를 좀 더 개량하기 위해, 또는 단가 개선 등의 이유로 도 1 내지 도 3에 예시된 바와 같이 안테나와 통신모듈이 일체로 된 제품이 개발되었다. 즉, 노트북 PC 등과 같은 휴대 컴퓨터에 장착되는 안테나가 통신모듈에 거치되는 형태로 설치된다. 인쇄회로기판(10)상에 소정 형상의 도전성의 라디에이터(12)가 설치된다. 인쇄회로기판(10)과 라디에이터(12)는 일정한 간격을 유지한다.
인쇄회로기판(10)과 라디에이터(12) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해, 사출물(14)이 인쇄회로기판(10)과 라디에이터(12) 사이에 개재된다.
사출물(14)은 직사각형 형상으로 인쇄회로기판(10)상에 설치되어 넓은 면적을 차지하게 된다. 라디에이터(12)와 사출물(14)간의 고정을 위해, 초음파 융착 방식 또는 스팟 웰딩(spot welding) 방법으로 라디에이터(12)의 네 군데의 모서리 부분(A, B, C, D; 도 1 참조)을 고정(납땜)시킨다.
또한, 인쇄회로기판(10)과 사출물(14)간의 고정을 위해, 길이가 긴 금속의 지지체(22; 도 1, 도 3 참조)가 인쇄회로기판(10)상에 설치된다. 지지체(22)는 중앙의 걸림 고리(20)를 이용하여 사출물(14)에 걸리게 된다.
도 1 내지 도 3에서, 사출물(14)은 넓은 면적을 차지하고 있다. 그로 인해, 이러한 사출물(14)의 유전율은 안테나의 성능을 저하시키는 요인이 되기도 한다. 그리고, 사출물(14)의 면적을 넓게 가져가야 하므로 생산 단가가 상승하는 문제가 발생한다.
라디에이터(12)와 사출물(14)간의 고정을 위해 초음파 융착 방식 또는 스팟 웰딩(spot welding) 방법이 사용되므로, 작업의 단계가 증가한다. 초음파 융착 또는 스팟 웰딩의 불량으로 인한 생산 효율성이 저하되는 문제가 있다.
인쇄회로기판(10)과 사출물(14)간의 고정을 위해 지지체(22)를 추가로 설치하는데, 이는 안테나 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다. 안정성(신뢰성 확보)을 위해 길이가 긴 지지체(22)가 필요하므로 이는 생산 단가를 상승시키는 문제를 일으킨다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 생산 효율성을 상승시키고 불량품 발생율을 저하시킬 수 있도록 한 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈은, 인쇄회로기판의 일면 상에 설치되되, 끼움 홈이 형성된 캐리어; 및 끼움 홈에 연결되는 끼움 돌기가 형성되고, 캐리어를 매개로 인쇄회로기판에 대해 이격되게 설치되는 도전성의 라디에이터;를 포함한다.
끼움 홈은 캐리어의 상면에 형성된다.
끼움 돌기는 라디에이터에서 하방향으로 돌출되게 형성된다.
캐리어는 인쇄회로기판과의 결합을 위해 하나 이상의 결합 홈을 추가로 포함한다. 이 경우, 결합 홈은 캐리어의 저면에 형성된다.
캐리어는 인쇄회로기판에 고정된 결합 핀이 결합 홈에 결합됨에 따라 인쇄회로기판과 결합된다.
캐리어는 역 기역자 형상으로 형성된다.
라디에이터는 일측에 급전부가 형성된다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
1) 작은 면적의 캐리어를 사용하므로, 유전율로 인한 안테나 성능 열화를 최소화하게 되고, 생산 단가를 절감하게 된다.
2) 캐리어와 안테나간의 고정을 위해 삽입 방식(끼움 방식)을 채용함으로써, 생산 효율성을 상승시킬 뿐만 아니라 불량품 발생율을 저하시키게 된다.
3) 인쇄회로기판과 캐리어간의 고정을 위해 사용되는 금속체의 사용을 최소화할 수 있어서, 안테나 성능 열화를 방지하고 생산 단가의 상승을 최소화시키게 된다.
도 1은 종래의 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 사시도이다.
도 3은 도 1의 좌측 부분에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 캐리어의 저면도이다.
도 6은 도 4의 도전체(라디에이터)의 저면도이다.
도 7은 도 4의 결합상태도이다.
도 8은 종래의 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈과 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 레이 아웃을 예시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 캐리어의 저면도이다. 도 6은 도 4의 도전체(라디에이터)의 저면도이다. 도 7은 도 4의 결합상태도이다.
캐리어(36)가 인쇄회로기판(30)의 상면에 고정되게 설치된다. 본 발명의 실시예에서는 캐리어라는 용어를 사용하였으나, 이를 사출물, 지지체, 결합 보조체 등의 용어로 바꾸어도 무방하다.
캐리어(36)는 사출 방식에 의해 소정 두께로 형성된다. 캐리어(36)는 역 기역자 형상 또는 엘(L)자 형상으로 형성된다. 물론, 캐리어(36)의 형상은 역 기역자 이외로, 인쇄회로기판(30)상에서 면적을 적게 차지할 수 있는 형상이라면 얼마든지 바뀌어도 무방하다. 본 발명의 실시예에서는 적은 면적의 캐리어(36)를 사용하므로, 기존에 비해 유전율로 인한 안테나 성능 열화를 최소화하게 되고, 생산 단가를 절감하게 된다.
캐리어(36)의 상면에는 복수의 끼움 홈(36a, 36b)이 형성된다. 캐리어(36)의 저면에는 인쇄회로기판(10)과의 결합을 위해 하나 이상의 결합 홈(36c, 36d)이 형성된다. 결합 홈(36c, 36d)은 상호 이격되게 형성된다. 캐리어(36)는 인쇄회로기판(30)에 고정된 결합 핀(32, 34; 예컨대, 금속 재질)이 결합 홈(36c, 36d)에 결합됨에 따라 인쇄회로기판(30)과 결합된다. 결합 핀(32, 34)은 상호 이격된다. 즉, 결합 핀(32, 34)의 일단은 인쇄회로기판(30)의 상면에 각각 고정되고, 결합 핀(32, 34)의 타단은 대향된 결합 홈(36c, 36d)에 끼워진다. 기존에는 인쇄회로기판과 캐리어(사출물)와의 고정을 위해 길이가 긴 금속 지지체를 별도로 사용하였다. 본 발명의 실시예에서는 금속 지지체를 사용하지 않고 최소한의 결합 핀을 사용하므로, 금속체의 사용을 최소화할 수 있어서 안테나 성능 열화를 방지하고 생산 단가의 상승을 최소화시키게 된다.
라디에이터(38)가 소정 두께의 캐리어(36)의 상면에 얹혀진다. 라디에이터(38)는 도전성의 재질로 구성된다. 라디에이터(38)는 끼움 방식(또는 삽입 방식으로 표현 가능함)에 의해 캐리어(36)와 결합된다. 라디에이터(38)의 일측 단면 및 타측 단면에는 끼움 돌기(38a, 38b)가 형성된다. 끼움 돌기(38a, 38b)는 하방향으로 돌출되게 형성된다. 여기서, 끼움 돌기(38a)는 끼움 홈(36a)에 끼워지고, 끼움 돌기(38b)는 끼움 홈(36b)에 끼워진다. 기존에는 캐리어와 안테나간의 고정을 위해 초음파 융착 방식 또는 스팟 웰딩 방식으로 네 군데를 납땜하였다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 삽입 방식(끼움 방식)을 채용함으로써, 서로간의 결합이 쉬워서 생산 효율성을 상승시킬 뿐만 아니라 불량품 발생률을 저하시키게 된다.
라디에이터(38)의 또 다른 일측 단면에는 급전부(40) 및 접지부(42)가 형성된다. 급전부(40) 및 접지부(42)는 상호 이격되게 형성된다. 급전부(40)는 인쇄회로기판(30)의 급전단자(도시 생략)에 연결된다. 접지부(42)는 인쇄회로기판(30)의 접지단자(도시 생략)에 연결된다.
도 8은 종래의 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈과 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 레이 아웃을 예시한 도면이다.
종래의 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈(도 1 내지 도 3)의 레이 아웃을 살펴보면, 라디에이터의 가로 길이는 15.0mm 정도이고, 라디에이터의 세로 길이는 10.3mm 정도이고, 안테나 모듈의 두께는 2.7T 정도이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 레이 아웃을 살펴보면, 라디에이터의 가로 길이는 13.4mm 정도이고, 라디에이터의 세로 길이는 8.1mm 정도이고, 안테나 모듈의 두께는 2.5T 정도이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예의 안테나 모듈을 제작하게 되면 종래의 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈에 비해 적은 사이즈로 제작가능함을 알 수 있다.
그리고, 상술한 레이 아웃을 갖는 종래의 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈과 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 성능을 측정하여 본 결과 하기의 표와 같은 방사 이득 테이블(Radiation Gain Table)을 구할 수 있었다. 하기의 표 1은 종래의 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 성능을 측정한 결과이다. 하기의 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈의 성능을 측정한 결과이다.
Freq(MHz) Efficiency(%) Avg.Gain(dBi) Peak Gain(dBi)
2550 57.3 -2.4 2.9
2560 53.3 -2.7 2.3
2570 70.0 -1.5 3.4
2580 75.7 -1.2 3.7
2590 70.2 -1.5 4.0
2600 69.0 -1.6 4.1
2610 74.1 -1.3 4.4
2620 63.7 -2.0 3.8
2630 53.1 -2.8 3.1
2640 52.2 -2.8 2.9
2650 39.3 -4.1 1.7
Freq(MHz) Efficiency(%) Avg.Gain(dBi) Peak Gain(dBi)
2550 56.7 -2.5 2.8
2560 52.7 -2.8 2.6
2570 64.8 -1.9 3.8
2580 65.8 -1.8 3.9
2590 60.8 -2.2 4.3
2600 58.4 -2.3 4.3
2610 62.8 -2.0 4.6
2620 60.6 -2.2 4.4
2630 50.0 -3.0 3.6
2640 53.6 -2.7 3.8
2650 42.2 -3.7 2.7
상기의 표 1 및 표 2를 보면, 불루투스 대역(대략 2.485GHz 정도)보다 높은 대역의 데이터들만 기입되어 있는데, 이는 실제 세트에 안테나가 장착될 경우 세트의 유전율로 인하여 실제 공진되는 안테나의 공진 포인트가 낮은 주파수쪽으로 하향 이동하게 된다. 이를 감안하여 단품상에서 개발, 측정시 블루투스 대역보다 높은 대역으로 설정하여 측정한 것이다.
상기의 표 1 및 표 2를 근거로 기존과 본 발명의 실시예의 안테나 모듈의 성능을 요약하여 보면 하기의 표 3과 같다.
기존 본 발명의 실시예
Dimension 15*10.3*2.7 ㎣ 13.4*8.1*2.5 ㎣
Bandwidth
(Efficiency ≥50%)		 90 MHz
(2550 ~ 2640 MHz)		 90 MHz
(2550 ~ 2640 MHz)
Average gain -1.2 dBi ~ -2.8 dBi -1.8 dBi ~ -3.0 dBi
이와 같은 측정 결과를 살펴보더라도, 본 발명의 실시예에 따른 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈은 예컨대, 블루투스 대역에 대한 안테나 기능을 수행하는데 전혀 문제가 없음을 알 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
30 : 인쇄회로기판 32, 34 : 결합 핀
36 : 캐리어 38 : 라디에이터
40 : 급전부 42 : 접지부

Claims (8)

  1. 인쇄회로기판의 일면 상에 설치되되, 끼움 홈이 형성된 캐리어; 및
    상기 끼움 홈에 연결되는 끼움 돌기가 형성되고, 상기 캐리어를 매개로 상기 인쇄회로기판에 대해 이격되게 설치되는 도전성의 라디에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 끼움 홈은 상기 캐리어의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 끼움 돌기는 상기 라디에이터에서 하방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 인쇄회로기판과의 결합을 위해 하나 이상의 결합 홈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 결합 홈은 상기 캐리어의 저면에 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 인쇄회로기판에 고정된 결합 핀이 상기 결합 홈에 결합됨에 따라 상기 인쇄회로기판과 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐리어는 역 기역자 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 라디에이터는 일측에 급전부가 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 컴퓨터용 안테나 모듈.

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