KR101090005B1 - 저주파 대역용 내장형 안테나 장치 - Google Patents

저주파 대역용 내장형 안테나 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 저주파 대역용 내장형 안테나 장치는, 다면체 블럭이 인쇄회로기판상에 실장되어 이루어지는 안테나 장치로서, 다면체 블럭에 형성된 복수 개의 상부 패턴, 인쇄회로기판에 형성된 복수 개의 하부 패턴, 및 복수 개의 상부 패턴 및 하부 패턴이 하나의 방사라인을 제공하도록 상부 패턴 및 하부 패턴을 전기적으로 연결하는 복수 개의 연결부를 구비한다. 본 발명에 의하면, 제한된 공간에서 효과적으로 방사체 패턴을 집적화시킬 수 있으며, 보다 긴 전기적 공진 길이를 갖는 방사라인을 제공할 수 있다. 따라서, 공간상의 부담이 줄어들게 되어 공간 활용도가 증가하고, 휴대용 단말기의 슬림화 및 소형화가 가능해진다.

Description

저주파 대역용 내장형 안테나 장치{Internal antenna device for low frequency band}
본 발명은 저주파 대역용 내장형 안테나 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소형화 및 슬림화된 휴대용 단말기에 내장 가능하며 FM 라디오를 수신할 수 있는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치에 관한 것이다.
이동 통신 단말기의 보급을 통해 언제 어디서나 전화를 걸고 받을 수 있게 되었으며, 이를 통해 실생활 전반에 혁신적인 변화가 있게 되었다. 그리고, 이동 통신 단말기를 항시 휴대하는 사용자가 많아지면서 다양한 기능들이 부가되어 실생활에 도움을 주고 있다. 이러한 이동 통신 단말기의 다양한 기능들 중에서 급격한 진보를 보이고 있는 부분이 멀티미디어에 관련된 부분들로, 현재 다양한 멀티미디어 파일들을 생성 및 재생할 수 있는 기능들이 추가된 이동 통신 단말기들이 쏟아져나오고 있다.
즉, 이제 이동 통신 단말기는 더 이상 음성 통화만을 위한 기기가 아니라 다양한 사용자 편의 기능과 엔터테인먼트 기능을 갖는 복합된 통합 휴대 기기로 취급되고 있다. 하나의 단말기를 통해 영화를 보고, 음악을 듣고, 통신하다가 필요 시 음성 통화도 하는 등, 사용자가 이동 통신 단말기를 휴대하고 사용하는 시간은 점차 늘어만 가고 있다.
하지만, 사용자가 이동 통신 단말기를 이용하여 영화를 보거나 음악을 청취하기 위해서는 영화 또는 음악 컨텐츠를 일일이 다운받아 사용하여야 하며, 그에 따른 소정의 추가 비용을 지불하여야만 한다.
반면 FM 라디오 방송의 경우, 사용자가 새로운 내용을 즐기기 위해 컨텐츠를 일일이 다운로드 하지 않아도 되고, 추가 비용이 발생하지 않기 때문에 무료로 방송 컨텐츠를 부담없이 즐길 수가 있다. 때문에, 사용자들은 FM 라디오 수신 기능을 탑재한 이동 통신 단말기를 요구하고 있다.
FM 라디오를 수신하는 내장형 안테나의 경우 대략 87.5 ~ 108MHz의 저주파 대역에서 공진해야하기 때문에 안테나의 방사라인을 길게 형성해 주어야만 하고, 이로 인해 안테나의 물리적인 크기가 커질 수 밖에 없다. 이러한 이유로, 갈수록 소형화되고 슬림화되는 이동 통신 단말기에 적합한 소형화된 내장형 안테나를 구현하기가 쉽지 않았다(안테나의 물리적인 크기는 사용하려는 주파수가 낮을수록, 즉 파장이 길어질수록 커지게 된다).
전술한 종래의 문제점을 극복하기 위해 고유전율의 유전체를 이용하여 안테나의 크기를 소형화하려는 시도가 있었다. 하지만, 고유전율의 유전체를 이용하여 내장형 안테나를 구현하는 경우, 고유전율을 갖는 유전체의 가격이 상대적으로 비싸기 때문에 안테나의 생산원가가 상승하게 된다. 뿐만 아니라, 저주파 대역에서 공진 주파수 대역폭이 좁아지는 문제가 발생하여 원하는 방사 이득 특성을 갖는 저 주파 대역용 내장형 안테나를 구현하기가 매우 어려웠다.
한편, 대부분의 사용자들이 휴대용 단말기를 통해 FM 라디오 방송을 청취할 때 이어폰을 이용한다는 것에 착안하여 이어폰의 선을 FM 라디오 수신용 안테나로 사용하는 경우가 많다. 하지만, 이 경우(이어폰을 FM 수신용 안테나로 이용하는 경우) 이어폰(헤드셋, 이어 마이크)을 휴대용 단말기와 분리하면 FM 라디오 수신 효율이 극히 낮아지게 되는 치명적인 문제점이 발생한다. 예컨대, FM 라디오 방송을 휴대용 단말기에 내장된 스피커로 출력하는 경우나 외부 스피커를 이어폰용 잭에 연결하는 경우(연결부 길이가 FM 수신기용 안테나 기능을 하지만 길이가 맞지 않고 증폭부 등과 간섭이 발생할 수 있음)에는 FM 수신 성능이 현저히 낮아져 정상적인 FM 라디오 청취가 불가능하다. 또한, 최근 들어 많이 보급되는 블루투스 기능을 갖는 이동 통신 단말기의 경우에는, 무선 이어폰을 통해 단말기에서 출력되는 음성신호를 수신하기 때문에 이어폰의 선을 FM 수신용 안테나로 사용하는 방식을 적용할 수가 없는 문제점이 있다.
따라서, 휴대용 단말기에 내장 가능하도록 소형화된 구조를 갖는 저주파 대역용 안테나의 필요성이 갈수록 크게 대두되고 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서,
내장형 안테나가 실장되는 인쇄회로기판의 공간을 활용해 효과적으로 방사체 패턴을 집적화하여 제한된 공간에서 방사라인의 전기적인 길이를 극대화시켜줌으로써, 저주파 대역의 신호(FM 라디오) 수신이 가능하며 소형화된 휴대용 단말기에 적용 가능한 내장형 안테나 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 종래 저주파 대역용 내장형 안테나를 구현할 경우 공진 주파수 대역폭이 좁아지는 현상을 자성체의 투자율을 이용하여 극복해줌으로써, 안테나 특성이 우수한 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 저주파 대역용 내장형 안테나 장치는, 다면체 블럭이 인쇄회로기판의 비접지 영역에 실장되어 이루어지는 안테나 장치로서, 상기 다면체 블럭에 형성된 복수 개의 상부 패턴; 상기 인쇄회로기판의 비접지 영역에 형성된 복수 개의 하부 패턴; 및 상기 복수 개의 상부 패턴 및 하부 패턴이 하나의 방사라인을 제공하도록 상기 상부 패턴 및 하부 패턴을 전기적으로 연결하는 복수 개의 연결부를 구비한다.
특히, 상기 인쇄회로기판에 상기 하부 패턴과는 분리 이격되어 하나 이상 형성되며, 상기 방사라인으로 유입되는 전류의 흐름을 커플링하는 커플링 패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한. 상기 커플링 패턴은, 상기 인쇄회로기판의 접지단과 연결되는 접지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다면체 블럭은 투자율이 유전율 보다 큰 자성체 블럭인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 패턴은 상기 인쇄회로기판의 하면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인쇄회로기판은 복수 개의 기판이 적층되어 형성되고, 상기 하부 패턴은 상기 복수 개의 기판 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방사라인은 헬리컬(helical) 타입으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다면체 블럭은 직방체 구조이고, 상기 상부 패턴은 상기 다면체 블럭의 상면 및 양측면에 걸쳐 'ㄷ' 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결부는 내부가 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 안테나 기판은, 복수 개의 상부 패턴이 형성된 다면체 블럭이 실장되는 안테나 기판으로서, 복수 개의 상부 패턴이 형성된 다면체 블럭이 실장되는 안테나 기판으로서, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 비접지 영역에 형성된 복수 개의 하부 패턴; 및 상기 복수 개의 상부 패턴 및 하부 패턴이 하나의 방 사라인을 제공하도록 상기 상부 패턴 및 하부 패턴을 전기적으로 연결하는 복수 개의 연결부를 구비한다.
특히, 상기 인쇄회로기판에 상기 하부 패턴과는 분리 이격되어 하나 이상 형성되며, 상기 방사라인으로 유입되는 전류의 흐름을 커플링하는 커플링 패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커플링 패턴은, 상기 인쇄회로기판의 접지단과 연결되는 접지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결부는 내부가 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 패턴은 상기 인쇄회로기판의 하면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인쇄회로기판은 복수 개의 기판이 적층되어 형성되고, 상기 하부 패턴은 상기 복수 개의 기판 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 안테나 소자는, 복수 개의 하부 패턴 및 상기 하부 패턴과 전기적으로 연결된 복수 개의 연결부가 형성된 인쇄회로기판의 비접지 영역에 실장되는 안테나 소자로서, 다면체 블럭; 및 상기 연결부를 통해 상기 하부 패턴과 전기적으로 연결되어 하나의 방사라인을 제공하도록 상기 다면체 블럭에 형성된 복수 개의 상부 패턴을 구비한다.
특히, 상기 다면체 블럭은 투자율이 유전율 보다 큰 자성체 블럭인 것을 특 징으로 한다.
또한, 상기 다면체 블럭은 직방체 구조이고, 상기 상부 패턴은 상기 다면체 블럭의 상면 및 양측면에 걸쳐 'ㄷ' 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 패턴은 상기 다면체 블럭의 폭방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 의한 저주파 대역용 내장형 안테나 장치는 FM 라디오 수신이 가능한 저주파 대역을 구현하기 위해 이어폰 등과 같은 별도의 수단이 추가로 필요하지 않기 때문에 그 구성이 간단해진다. 뿐만 아니라, 제한된 공간에서 효과적으로 방사체 패턴을 집적화시킬 수 있으며, 보다 긴 전기적 공진 길이를 갖는 방사라인을 제공할 수 있다. 따라서, 공간상의 부담이 줄어들게 되어 공간 활용도가 증가하고, 휴대용 단말기의 슬림화 및 소형화가 가능해진다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 설명하기 위한 분리 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 통해 구현된 방사라인의 형상를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 안테나 장치는 안테나 소자(100) 및 안테나 소자(100)가 실장되는 안테나 기판(200)을 구비한다.
안테나 소자(100)는 안테나 기판(200)의 일면(예컨대, 상면)에 구비되어 있는 비접지 영역에 실장된다. 비접지 영역은 인쇄회로기판(280) 상에 실장되는 다른 칩들과 이격거리를 두기 위한 공간을 지칭하며, 일반적으로 인쇄회로기판(280)의 일측에 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명에 따른 인쇄회로기판(280)에는 휴대용 단말의 기능을 구현하기 위해 필요한 다양한 칩셋들이 실장될 수 있다.
이하에서는 안테나 소자(100)와 안테나 소자가 실장되는 안테나 기판(200)에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
먼저, 안테나 소자(100)는 다면체의 자성체 블럭(110), 및 자성체 블럭(110)에 형성된 복수 개의 상부 방사체 패턴(120, 이하 '상부 패턴')을 구비한다.
자성체 블럭(110)은 다면체(예컨대, 직방체)의 자성체 재료로 구성될 수 있다. 자성체(Magneto-dielectric)란 자성을 띠는 것이 가능한 물질을 말하며, 산화철, 산화크롬, 코발트, 페라이트 등이 있다.
Figure 112009010439684-pat00001
수학식 1은 안테나 사이즈가 변하지 않을 때, 투자율과 유전율 사이의 비가 증가함에 따라 안테나의 대역폭(BW)이 증가함을 나타내는 식이다. 여기서, λ0 는 파장이고, μr은 투자율이며, εr은 유전율이고, t는 안테나의 두께이다. 일반적으로, 안테나에 적용되는 고유전율의 유전체의 경우 투자율이 유전율보다 작다. 하지만, 투자율이 유전율보다 큰 자성체(본 발명의 실시예에서 적용된 자성체의 투자율은 약 18이며, 유전율은 약 10이다.)를 이용할 경우 수학식 1에 근거하여 동일한 체적을 갖는 유전체를 사용하였을 때보다 넓은 대역폭을 구현할 수가 있다. 따라서, 종래 소형화를 위해 고유전율의 유전체 블럭을 이용하여 저주파 대역용 안테나를 구현할 경우 대역폭이 좁아지는 현상을 자성체의 투자율을 이용하여 극복할 수 있고, 대역폭은 유지하면서 안테나의 소형화가 가능하게 된다. 즉, 본 발명에서는 투자율이 유전율보다 큰 자성체 블럭(110)을 이용해줌으로써 동일한 체적을 갖는 유전체 블럭을 사용하였을 때보다 해당 공진 주파수 대역에서 보다 넓은 대역폭을 갖는 내장형 안테나가 구현되도록 하였다.
한편, 본 발명에 적용되는 자성체 블럭(110)은 각기 다른 투자율 및 유전율을 갖으므로 구현하고자 하는 공진 주파수에 따라 취사선택 할 수 있음은 물론이다. 그리고, 자성체 블럭(110)의 크기 및 모양은 구현하고자 하는 주파수 대역에 따라 달라질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 직방체 구조를 갖는 자성체 블럭(110)에는 상부 패턴(120)이 폭 방향으로 복수 개 형성된다. 이때, 각 상부 패턴(120)은 자성체 블럭(110)의 상면과 양측면에 걸쳐 형성되며, 인접하는 상부 패턴(120)과는 분리 이격되게 형성된다. 예컨대, 도 1에서는 10개의 상부 패턴(120)이 형성되어 있다. 그리고, 자성체 블럭(110)의 상면에 형성된 상부 패턴(120)은 안테나 소자(100)가 안테나 기판(200)에 실장되었을 때, 복수 개의 상부 패턴(120)과 하부 방사체 패턴(220, 이하 '하부 패턴')이 서로 전기적으로 연결되어 헬리컬(helical) 타입을 갖는 하나의 방사라인을 제공할 수 있도록 형성된다. 즉, 자성체 블럭(110)의 상면에 형성된 다수 개의 상부 패턴은 자성체 블럭(110)의 단변에 대해 소정 각도(예컨대, 5°~ 15°) 기울어져 각각 형성된다. 상부 패턴(120)의 길이, 개수, 폭, 패턴 간 간격, 기울기 등은 구현하고자 하는 공진주파수, 자성체 블럭의 크기, 하부 패턴(220)의 형상 및 간격 등에 따라 달라질 수 있다.
그리고, 자성체 블럭(110)의 하면에는 다수 개의 상부 패턴(120)에 각각 대응하여 연결된 접속 패드가 형성된다. 이 접속 패드는 안테나 소자(100)가 안테나 기판(200)에 실장되었을 때, 상부 패턴(120)이 안테나 기판(200)의 하부 패턴(220)과의 용이하도록 접속될 수 있도록 한다(도 5참조).
자성체 블럭(110)의 하면 및 측면에 걸쳐 형성된 접속 패드(132,134)는 인쇄회로기판(280)의 상면에 형성된 접속 패드(232,234)에 접속되며, 상부 패턴(120)과는 분리 이격되어 있다.
접속 패드(132,134)는 안테나 소자(100)가 안테나 기판(200)에 실장될 때, 접속 패드(232,234)와의 솔더링을 통해 결합 강도를 높일 수 있도록 하기 위함이며, 경우에 따라 생략하여도 무방하다.
다음으로, 안테나 기판(200)은 커플링 패턴(210), 하부 패턴(220), 접속 패드(232,234,236,240), 비아홀(238), 급전단(260), 접지단(270), 및 인쇄회로기판(280)을 구비한다.
인쇄회로기판(280)에는 복수 개의 하부 패턴(220)이 형성된다. 예컨대, 도 1에는 11개의 하부 패턴(220)과 2개의 커플링 패턴(210)이 형성되어 있다.
하부 패턴(220)은 인쇄회로기판(280)의 하면에 형성되며, 인접하는 다른 하부 패턴(220)과 소정 간격을 두고 평행하게 형성된다. 그리고, 각각의 하부 패턴(220)은 양끝단에 각각 형성되어 있는 비아홀(238)을 통해 인쇄회로기판(280)의 상면에 형성된 접속 패드(240)와 전기적으로 연결된다.
비아홀(238)은 내부가 도전성 물질로 도금 또는 충진되어 있어 하부 패턴(220)과 접속 패드(240)를 전기적으로 연결한다. 여기서 비아홀(238)은 도전성 수직연결수단으로 제공되는 것으로서 다른 실시형태에서는 인쇄회로기판의 측면에 형성된 도체 패턴일 수 있다.
그리고, 비아홀(238)을 통해 하부 패턴(220)과 연결된 각각의 접속 패드(240)는 하부 패턴(220) 및 상부 패턴(120)이 헬리컬(helical) 타입을 갖는 하나의 방사라인을 제공하도록 상부 패턴(120)과 전기적으로 연결된다.
안테나 소자(100)가 안테나 기판(200)에 결합되면, 도 2에 도시한 바와 같이 일측 모서리에 형성된 비아홀(301)을 시작으로 인쇄회로기판(280)의 타측에 모서리에 형성된 비아홀(303)까지 이어지는 헬리컬 타입을 갖는 하나의 방사라인(300)이 형성된다. 즉, 비아홀-하부 패턴-비아홀-상부 패턴-비아홀-하부 패턴-비아홀-상부패턴의 순으로 연속하여 이어지는 하나의 방사라인이 형성된다.
본 방사체 패턴 구조를 갖는 방사라인은 동일한 공간에서 효과적으로 방사체 패턴을 집적화시킬 수 있으며, 보다 긴 전기적 공진 길이를 갖는 방사라인을 제공할 수 있다. 예컨대, 인쇄회로기판의 두께가 1.5mm 상태에서, 종래에는 원하는 안테나 특성을 얻기 위해서 3mm의 두께를 갖는 안테나 소자가 필요하였다면, 본 발명에서는 그 절반의 두께(1.5mmm)를 갖는 안테나 소자만으로도 종래와 동일한 안테나 특성이 나타나도록 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에서와 같이 유전율이 서로 다른 이종의 베이스(즉, 자성체 블럭과 인쇄회로기판)를 이용하여 방사라인을 구현하면, 일정한 유전율을 갖는 하나의 베이스를 이용하여 방사라인을 구현해주었을 때보다 공진 주파수 대역을 하향 이동시킬 수 있고, 광대역화 시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 인쇄회로기판(280)의 유전율이 자성체 블럭(110)의 유전율과 상이한 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 측면에서 바라본 모양을 나타내는 도면이다(도 1의 'A' 방향에서 바라본 모양).
도 3을 참고하면, 하부 패턴(220)이 형성되어 있는 인쇄회로기판(200)의 하면에는 하나 이상의 커플링 패턴(210)이 다수 개의 하부 패턴(220)과 분리 이격하여 형성된다. 복수 개의 하부 패턴(220)은 비아홀(238)을 통해 자성체 블럭(110)에 형성된 상부 패턴(120)과 연결되지만, 커플링 패턴(210)은 인쇄회로기판(280)의 양끝단에 형성된 비아홀(238)을 통해 접속 패드(134)와 전기적으로 연결될 뿐 상부 패턴(120)과는 직접 연결되지 않는다.
한편, 도 1 내지 도 3에서는 인쇄회로기판(280)의 하면에 두개의 커플링 패턴(210)이 형성되어 있는 것으로 도시하였다. 하지만, 커플링 패턴(210)의 개수 및 위치는 구현하고자 하는 주파수 대역 및 대역폭에 따라 달라질 수 있으며, 저주파 대역에서 FM 라디오 주파수 대역을 만족하도록 커플링 패턴(130)의 개수를 증감시키거나 위치를 변경시킬 수 있다.
커플링 패턴(210)은 비아홀(238)을 통해 인쇄회로기판(280)의 상면에 형성된 접속 패드(234)와 전기적으로 연결된다. 그리고, 접속 패드(234)는 접지단(270)과 전기적으로 연결되고, 접지단(270)은 인쇄회로기판상의 접지 영역(250)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 접속 패드(234)는 접지부로서의 역할을 수행하게 된다.
본 발명에서는 이러한 구조(즉, 커플링 패턴이 인쇄회로기판의 접지단과 직접 연결되어 전자기적 커플링을 이용해 소정거리 이격하여 있는 방사체 패턴을 접지시키는 구조)를 통해, 공진 주파수를 저역화하고, 임피던스 매칭(Impedence matching)을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 설명하기 위한 측면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치는 안테나 소자(100) 및 안테나 기판(400)을 구비한다.
안테나 소자(100)는 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 안테나 소자와 동일한 구성이다. 따라서, 이하에서는 반복되는 설명을 피하기 위해 안테나 소자(100)의 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 안테나 기판(400)에서 도 1 내지 도 3에서 설명한 안테나 기판(200)과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 기판(400)이 도 1의 안테나 기판(200)과 다른 점은, 복수 개의 기판이 적층 형성되어 있는 인쇄회로기판(282)을 구비하고 있고, 하부 패턴(220) 및 커플링 패턴(210)이 복수 개의 기판 사이에 형성되어 있는 것이다.
이하에서는 참조부호 282a의 기판을 '상층 기판'이라 칭하기로 하고, 상층 기판(282a)의 하부에 위치하는 참조부호 282b의 기판을 '하층 기판'으로 칭하기로 한다.
상층 기판(282a)과 하층 기판(282b) 사이에는 다수 개의 하부 패턴(220)이 형성된다. 하부 패턴(220)은 인접하는 다른 하부 패턴과 소정 간격을 두고 평행하게 형성된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에서와 마찬가지로 각각의 하부 패턴(220)은 양끝단에 각각 형성되어 있는 비아홀(238)을 통해 인쇄회로기판(282)의 상면에 형성된 접속 패드(도시 생략)와 전기적으로 연결된다.
비아홀(238)을 통해 하부 패턴(220)과 연결된 각각의 접속 패드는 하부 패 턴(220) 및 상부 패턴(120)이 헬리컬(helical) 타입을 갖는 하나의 방사라인을 제공하도록 상부 패턴(120)과 전기적으로 연결된다.
그리고, 상층 기판(282a)과 하층 기판(282b) 사이에는 하나 이상의 커플링 패턴(210)이 다수 개의 하부 패턴(220)과 분리 이격하여 형성된다. 다수 개의 하부 패턴(220)은 비아홀(238)을 통해 상부 패턴(120)과 연결되지만, 커플링 패턴(210)은 상부 패턴(120)과 직접 연결되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 기판(400)은 방사라인의 전기적인 길이는 다소 짧아지지만, 하부 패턴(220) 및 커플링 패턴(210)이 외부로 직접 노출되지 않기 때문에 외부로 인한 간섭을 최소화시킬 수 있다. 예컨대, 휴대용 단말기 내부에 안테나 기판이 설치되는 경우, 안테나 기판의 하면에 위치하는 금속성 물질, 칩셋 등으로 인해 발생되는 노이즈를 최소화시켜줄 수 있는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치의 공진 주파수를 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, FM 라디오 수신이 가능한 대역(87.5 ~ 108MHz)에 걸쳐 넓은 공진 주파수 대역이 형성된 것을 확인할 수 있다. 이러한 광대역 효과를 통해 외부영향에 의해 저하될 수 있는 송수신기능을 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치는 휴대용 단말기에 만 국한되어 적용될 수 있는 것은 아니며, 소형 음향기기 및 저주파를 수신하기 위한 장치 등에도 적용될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 통해 구현된 방사라인의 형상를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 측면에서 바라본 모양을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는 도 1의 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저주파 대역용 내장형 안테나 장치의 공진 주파수를 나타내는 그래프이다.

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 다면체 블럭이 인쇄회로기판의 비접지 영역에 실장되어 이루어지는 안테나 장치로서,
    상기 다면체 블럭에 형성된 복수 개의 상부 패턴;
    상기 인쇄회로기판의 비접지 영역에 형성된 복수 개의 하부 패턴; 및
    상기 복수 개의 상부 패턴 및 하부 패턴이 하나의 방사라인을 제공하도록 상기 상부 패턴 및 하부 패턴을 전기적으로 연결하는 복수 개의 연결부를 구비하되,
    상기 인쇄회로기판에 상기 하부 패턴과는 분리 이격되어 하나 이상 형성되며, 상기 방사라인으로 유입되는 전류의 흐름을 커플링하는 커플링 패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 커플링 패턴은,
    상기 인쇄회로기판의 접지단과 연결되는 접지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 다면체 블럭은 투자율이 유전율 보다 큰 자성체 블럭인 것을 특징으로 하는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 하부 패턴은 상기 인쇄회로기판의 하면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 복수 개의 기판이 적층되어 형성되고, 상기 하부 패턴은 상기 복수 개의 기판 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 방사라인은 헬리컬(helical) 타입으로 구현되는 것을 특징으로 하는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 다면체 블럭은 직방체 구조이고,
    상기 상부 패턴은 상기 다면체 블럭의 상면 및 양측면에 걸쳐 'ㄷ' 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결부는 내부가 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀인 것을 특징으로 하는 저주파 대역용 내장형 안테나 장치.
  10. 삭제
  11. 복수 개의 상부 패턴이 형성된 다면체 블럭이 실장되는 안테나 기판으로서,
    인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 비접지 영역에 형성된 복수 개의 하부 패턴; 및
    상기 복수 개의 상부 패턴 및 하부 패턴이 하나의 방사라인을 제공하도록 상기 상부 패턴 및 하부 패턴을 전기적으로 연결하는 복수 개의 연결부를 구비하되
    상기 인쇄회로기판에 상기 하부 패턴과는 분리 이격되어 하나 이상 형성되며, 상기 방사라인으로 유입되는 전류의 흐름을 커플링하는 커플링 패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 커플링 패턴은,
    상기 인쇄회로기판의 접지단과 연결되는 접지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 연결부는 내부가 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀인 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 하부 패턴은 상기 인쇄회로기판의 하면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 복수 개의 기판이 적층되어 형성되고, 상기 하부 패턴은 상기 복수 개의 기판 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 기판.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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