KR101093879B1

KR101093879B1 - 휴대용 단말기의 안테나 장치

Info

Publication number: KR101093879B1
Application number: KR1020070053896A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 류영무; 김학상; 김지화
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2011-12-13
Also published as: KR20070064305A

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서, 일단이 급전회로에 접속되는 제1 안테나 패턴; 및 상기 제1 안테나 패턴과 상응하게 제공되고, 일단이 그라운드에 접속되는 제2 안테나 패턴을 구비하고, 상기 제1 안테나 패턴의 타단부가 상기 제2 안테나 패턴의 타단부를 둘러싸는 형상으로 제공되어 용량성 결합을 형성함으로써, 상기 제2 안테나 패턴은 상기 제1 안테나 패턴과 함께 분산형 안테나(divergent type antenna)를 구성하는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 개시한다. 상기와 같이 구성된 휴대용 단말기의 안테나 장치는 한 쌍의 곡류형 안테나로 구성되면서, 이들이 서로 용량성 결합을 구성함으로써, 단말기 내에 안테나 장치를 내장시키는 것이 용이하면서 잡음 발생을 억제할 수 있게 된다. 더욱이, 안테나 장치의 성능과 품질을 규정하는 주요 요소인 인체 비흡수율, 즉 SAR 개선이 용이한 장점이 있다.

단말기, 분산형 안테나, 용량성 결합, SAR

Description

휴대용 단말기의 안테나 장치 {ANTENNA APPARATUS FOR PORTABLE TERMINAL}

도 1은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안테나 장치를 구비하는 휴대용 단말기를 나타내는 분리 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 휴대용 단말기를 나타내는 조립 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 안테나 장치를 나타내는 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 안테나 장치의 안테나 패턴들을 나타내는 평면도,

도 6은 도 4에 도시된 안테나 장치의 하부면을 나타내는 평면도.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

200 : 안테나 장치 201 : 안테나 베이스

221 : 제1 안테나 패턴 222 : 제2 안테나 패턴

223 : 급전점 225 : 그라운드

227 : 그라운드 203 : 인쇄회로기판

본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히 휴대용 단말기의 안테나 장치에 관한 것이다.

통상적으로 휴대용 단말기라 함은 이동통신 기지국 등을 통해 사용자와 사용자 또는 사용자와 서비스 업자 사이에서 무선통신 기능을 제공해주는 기기를 의미하는 것으로서, 음성 통화, 단문 메시지 전송 서비스로부터 모바일 뱅킹(mobile banking), TV 시청, 온라인 게임, 주문형 비디오 서비스 등 다양한 형태의 콘텐츠(contents)가 휴대용 단말기를 통해 사용자에게 제공되고 있다.

휴대용 단말기는 주변 환경에 따라 변화되는 전파 환경에서도 일정 수준 이상의 수신율 및 통화품질을 확보하기 위하여 안테나 장치를 구비하게 된다. 휴대용 단말기에 구비되는 안테나 장치는 가입된 서비스 업자의 사용 주파수 대역에 따라 그 길이 등 상이한 규격을 갖게 된다.

이러한 안테나 장치들은 단말기의 하우징 내에 설치되는 내장형 안테나와 하우징의 외부로 돌출된 형태의 외장형 안테나로 분류할 수 있다. 이러한 내장형 안테나로는 곡류형(meander line) 안테나, 루프(loop) 안테나, 역 L(inverted L)형 안테나, 평판형 역 F 안테나(PIFA; planar inverted F antenna) 등이 이용되고 있으며, 외장형 안테나로는 안테나 하우징 내에 안테나 소자, 예를 들면 헬리컬 안테나를 수용한 형태 또는 단말기의 하우징 상에 인입/인출 가능하게 설치된 형태의 휩 안테나가 사용된다. 최근에는 단말기의 휴대성 향상 등을 고려하여 내장형 안테나를 주로 채용하는 추세이다.

도 1은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치(100)를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 일 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치(100)는 합성수지 재질의 안테나 베이스(101)에 안테나 패턴(102)을 구성하고, 급전을 위한 인쇄회로기판(103), 급전점(121) 및 그라운드(123)를 제공함으로써 평판형 역 에프 안테나(planar inverted F antenna; 이하 'PIFA 안테나'라 칭함)를 구성한 것이다.

그러나, 평판형 역 에프 안테나를 포함하는 종래의 내장형 안테나 장치들의 구성은 급전 전류의 흐름이 한 방향으로 진행되어 인체 비흡수율(specific absorption ratio; 이하 'SAR'라 칭함)을 개선하는데 한계가 있다. 또한, 이러한 종래의 내장형 안테나 장치들은 SAR 뿐만 아니라 잡음 발생으로 인한 통화 품질이 저하되는 문제점을 안고 있다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 단말기 내에 내장되면서 SAR 개선이 용이한 휴대용 단말기의 안테나 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 단말기 내에 내장되면서 잡음 발생을 억제하여 통화 품질을 개선할 수 있는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서,

일단이 급전회로에 접속되는 제1 안테나 패턴; 및

상기 제1 안테나 패턴과 상응하게 제공되고, 일단이 그라운드에 접속되는 제2 안테나 패턴을 구비하고,

상기 제1 안테나 패턴의 타단부가 상기 제2 안테나 패턴의 타단부를 둘러싸는 형상으로 제공되어 용량성 결합을 형성함으로써, 상기 제2 안테나 패턴은 상기 제1 안테나 패턴과 함께 분산형 안테나(divergent type antenna)를 구성하는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안테나 장치(200)를 구비하는 휴대용 단말기(10)는 하나의 하우징에 키패드(11)와 디스플레이 장치(13), 수화부(15)와 송화부(17)가 설치된 바형 단말기로서, 상기 안테나 장치(200)는 상기 단말기(10)의 하우징 상단부에 내장된다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 상기 안테나 장치(200)의 구체적인 구성을 살펴보기로 한다.

상기 안테나 장치(200)는 제1 안테나 패턴(221)과 제2 안테나 패턴(222)이 용량성 결합(C coupling)을 구성하는 분산형 안테나(divergent type antenna)로서, 상기 제1, 제2 안테나 패턴(221, 222)들을 구성하기 위하여 합성수지 재질의 안테나 베이스(201)를 구비하고 있다.

상기 안테나 베이스(201)는 상기 단말기(10)의 하우징 상단 내부에 설치되어 상기 제1, 제2 안테나 패턴(221, 222)들의 형상을 유지시켜 주면서 상기 단말기(10)의 하우징 내부에 설치될 수 있는 수단을 제공하게 된다.

상기 안테나 베이스(201)의 하단면에는 급전 회로가 구성된 인쇄회로기판(203)이 장착되어 있다. 상기 인쇄회로기판(203)의 일측에는 그라운드(225)가 설치되며, 상기 제1 안테나 패턴(221)의 일단은 상기 인쇄회로기판(203)의 급전회로에 접속되어 급전된다. 상기 제2 안테나 패턴(222)의 일단부에는 그라운드 단자(227)가 제공되어 상기 안테나 베이스(203)의 하단면에서 단말기에 제공되는 그라운드에 접속된다.

상기 제1, 제2 안테나 패턴(221, 222)은 각각 곡류형 안테나(meander line antenna)로 구성되어 있으며, 그들의 일단부는 각각 급전 회로 또는 그라운드에 접속되고, 그들의 타단부는 용량성 결합을 구성하게 된다.

상기 제1 안테나 패턴(221)은 상기 안테나 베이스(201)의 일면에서 일측 단부와 중앙부를 잇는 횡방향으로 지그재그 형상을 구성하게 되며, 그 총 길이는 상기 단말기(10)에 요구되는 특성 파장의 절반에 해당하게 된다.

상기 제2 안테나 패턴(222)은 상기 제1 안테나 패턴(221)과 마찬가지로 상기 안테나 베이스(203)의 일면에서 타측 단부와 중앙부를 잇는 횡방향으로 지그재그 형상을 구성하게 되며, 그 총 길이는 상기 단말기(10)에 요구되는 특성 파장의 절 반에 해당하게 된다.

이때, 상기 제1 안테나 패턴(221)을 흐르는 전류들의 흐름 방향이 상기 안테나 베이스(203)의 중앙부에서 일측 단부로 향하는 때, 그와 일직선 상에 위치되는 상기 제2 안테나 패턴(222)에서의 전류의 흐름도 상기 안테나 베이스(203)의 중앙부에서 타측 단부로 향하도록 상기 제1, 제2 안테나 패턴(221, 222)들의 형상이 설정된다.

또한, 상기 제1 안테나 패턴(221)을 흐르는 전류들의 흐름 방향이 상기 안테나 베이스(203)의 중앙부로 향하는 때, 그와 일직선 상에 위치되는 상기 제2 안테나 패턴(222)에서의 전류의 흐름도 상기 안테나 베이스(203)의 중앙부로 향하도록 상기 상기 제1, 제2 안테나 패턴(221, 222)들의 형상이 설정된다.

이로써, 상기 제1, 제2 안테나 패턴(221, 222)들의 구성에 의해 상기 안테나 장치(200)는 분산형 안테나로 구성되어 진다. 이때, 각각의 상기 제1, 제2 안테나 패턴(221, 223)들을 각각 흐르는 전류의 방향이 그 위치에 따라 서로 상반되어 상기 제1, 제2 안테나 패턴(221, 222)들을 각각 흐르는 전류에 의해 발생되는 전자파를 상쇄시킴으로써 SAR를 개선하게 되는 것이다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 안테나 패턴(222)의 타측 단부는 상기 제1 안테나 패턴(221)의 타측 단부에 의해 둘러 싸여 용량성 결합을 구성하게 된다. 상기 제1 안테나 패턴(221)과 제2 안테나 패턴(222)의 용량성 결합은 상기 단말기(10)의 송수신 동작에서 잡음 발생을 억제하여 통화 품질을 개선할 수 있는 효과를 갖게 된다.

이하에서는 종래의 내장형 안테나 장치와, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상기 안테나 장치(200)의 특성을 비교해 설명하기로 한다.

다음의 [표 1]은 종래의 PIFA 안테나와 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안테나 장치(200)에 대한 팬텀 테스트(Phantom test)를 통해 측정된 TIS/TRP 값 및 SAR 테스트를 통해 측정된 값을 나타내고 있다.

PIFA 안테나				분산형 안테나
363 CH	779 CH	1011 CH	채널	363 CH	779 CH	1011 CH
-92.9 dBm	-96.7 dBm	-97.8 dBm	TIS	-94.8 dBm	-98.6 dBm	-96.3 dBm
15.4 dBm	14.7 dBm	13.4 dBm	TRP	15.6 dBm	14.9 dBm	12.9 dBm
2.07 dBm	1.94 dBm	1.77 dBm	SAR	1.54 dBm	1.3 dBm	1.3 dBm

여기서, 'TIS'란, 'Total Isotropic Sensitivity'의 약자로서, 단말기의 수신 성능을 체크하기 위하여 단말기의 전방향에서 측정한 감도를 의미하고, 'TRP'란, 'Total Radiated Power'의 약자로서, 단말기의 전체적인 특성을 측정하기 위하여 단말기의 전방향에서 측정한 방사 파워값을 의미한다.

상기 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 팬텀 테스트를 통해 측정된 TIS/TRP 값, 즉 방사 특성에서는 종래의 PIFA 안테나와 본 발명에 따른 안테나 장치(200)가 서로 비슷한 성능을 나타내면서, SAR 특성에서는 종래의 PIFA 안테나에 비해 본 발명에 따른 안테나 장치, 즉 분산형 안테나를 사용함으로써 25% 이상 개선되고 있음을 알 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치는 한 쌍의 곡류형 안테나로 구성되면서, 이들이 서로 용량성 결합을 구성함으로써, 단말기 내에 안테나 장치를 내장시키는 것이 용이하면서 잡음 발생을 억제할 수 있게 된다. 더욱이, 안테나 장치의 성능과 품질을 규정하는 주요 요소인 인체 비흡수율, 즉 SAR 개선이 용이한 장점이 있다.

Claims

휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서,

일단이 급전회로에 접속되는 제1 안테나 패턴; 및

상기 제1 안테나 패턴과 상응하게 제공되고, 일단이 그라운드에 접속되는 제2 안테나 패턴을 구비하고,

상기 제1 안테나 패턴의 타단부가 상기 제2 안테나 패턴의 타단부를 둘러싸는 형상으로 제공되어 용량성 결합을 형성함으로써, 상기 제2 안테나 패턴을 흐르는 전류의 흐름 방향이 상기 제1 안테나 패턴을 흐르는 전류의 흐름 방향과 반대되어 상기 제1, 제2 안테나소자를 흐르는 전류에 의한 전자파가 상쇄되는 분산형 안테나(divergent type antenna)를 구성함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서,

상기 단말기의 하우징 내에 수용되는 안테나 베이스를 더 구비하고,

상기 제1 및 제2 안테나 패턴은 각각 상기 안테나 베이스 상에 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제2 항에 있어서,

상기 안테나 베이스 상에 장착되는 인쇄회로기판을 더 구비하고,

상기 인쇄회로 기판은 상기 제1 안테나 패턴의 급전회로를 제공함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 안테나 패턴은 각각 상기 단말기 특성 파장의 절반의 길이로 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 안테나 패턴은 각각 곡류형 안테나(meander line type antenna)로 구성되어짐을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제5 항에 있어서, 상기 단말기의 하우징 내에 수용되는 안테나 베이스를 더 구비하고,

상기 제1 및 제2 안테나 패턴은 각각 상기 안테나 베이스 상에 형성되며, 상기 제1 안테나 패턴은 상기 안테나 베이스의 일면에서 일측 단부와 중앙부를 잇는 지그재그 형상으로, 상기 제2 안테나 패턴은 상기 안테나 베이스의 일면에서 타측 단부와 중앙부를 잇는 지그재그 형상으로 구성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제6 항에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴을 흐르는 전류들의 흐름 방향이 상 기 안테나 베이스의 중앙부에서 일측 단부로 향하는 때, 그와 일직선 상에 위치되는 상기 제2 안테나 패턴에서의 전류의 흐름도 상기 안테나 베이스의 중앙부에서 타측 단부로 향하고;

상기 제1 안테나 패턴의 전류의 흐름이 상기 안테나 베이스의 중앙부로 향하는 때, 그와 일직선 상에 위치되는 상기 제2 안테나 패턴에서의 전류의 흐름도 상기 안테나 베이스의 중앙부로 향하도록 상기 제1, 제2 안테나 패턴이 각각 설정됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.