KR101185681B1

KR101185681B1 - 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나

Info

Publication number: KR101185681B1
Application number: KR1020110055073A
Authority: KR
Inventors: 김선섭
Original assignee: (주) 씨아이디티
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-09-24

Abstract

본 발명에 따른 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나는, 나선형으로 배선된 코일부(11), 상기 코일부(11)의 일단에 형성된 제1 단자(12), 상기 코일부(11)의 타단에 형성된 제2 단자(13), 및 상기 제1 단자(12)와 제2 단자(13) 사이의 상기 코일부(11)로부터 인출된 제3단자(14)를 포함하고, 상기 제1 단자(12)와 상기 제2 단자(13) 사이의 상기 코일부(11)는 무접점 충전을 위한 주파수의 유도기전력을 발생시키고, 상기 제1 단자(12)와 제3 단자(14) 사이의 상기 코일부(11)는 NFC를 위한 주파수의 유도기전력을 발생시키는 특성을 가지며, 이동통신단말기(2)의 배터리 커버(3)에 설치되는 안테나부(10); 상기 제1 단자(12)와 상기 제2 단자(13)에 연결되어 상기 안테나부(10)를 통해 상기 무접점 충전을 실현하고, 상기 이동통신단말기(2)의 본체(4)에 설치되는 무접점 충전회로(20); 및 상기 제1 단자(12)와 상기 제3 단자(14)에 연결되어 상기 안테나부(10)를 통해 상기 NFC를 실현하고, 상기 이동통신단말기(2)의 상기 본체(4)에 설치되는 NFC 회로(30); 를 포함한다.

Description

이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나{Antenna for Both Wireless Power and Near Field Communication in Mobile}

본 발명은 이동통신단말기에 장착된 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 안테나에 관한 것이다.

휴대전화기로 대표되는 각종 이동통신단말기가 작동하기 위해서는 전원 공급을 필요로 하고, 이를 위해서는 배터리가 장착되어야 하며, 이동통신단말기용 배터리로는 1회용이 아닌 다회용의 충전식 배터리가 널리 사용되고 있다.

이동통신단말기용 배터리의 충전에는 전통적으로 유선충전방식이 널리 사용되어 왔으나, 유선충전은 이동통신단말기의 최대 장점인 이동성을 제한할 뿐만 아니라, 반복적 탈착으로 인한 충전단자의 노쇠 등으로 인하여 충전 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

이런 배경에 따라, 대표적인 이동통신단말기인 휴대전화기의 충전에 무접점(무선) 충전 방식이 도입되었다.

가장 일반적인 무접점 충전의 원리는 유도전류이며, 무접점 충전기에 설치된 1차 코일 위에 2차 코일을 내장한 휴대전화기를 올려놓으면, 1차 코일과 2차 코일 사이에 수백 kHz(예, 300kHz 이하) 주파수 대역에서 유도기전력이 발생하여 휴대전화기의 배터리가 충전되는 원리이다.

이러한 무접점 충전은 개발회사 마다 다양한 통신방식이 진행되어 서로 호환성을 갖지 못하는 문제점이 있었으나, 최근에 WPC(Wireless Power Consortium)를 통해 국제 표준화가 이루어졌다.

이와 같이 이동통신단말기에 무접점 충전을 적용하기 위해서는 유도기전력을 발생시킬 수 있는 코일, 즉 나선형 코일 형태의 루프 안테나(이하, 안테나라고 한다)를 필요로 한다.

일반적으로 무접점 충전용 안테나는 휴대전화기의 배터리 커버에 설치되는 바, 최근 안테나가 연결되는 충전회로가 소형화되어 휴대전화기 본체에 내장됨에 따라, 배터리 커버에는 단지 안테나(부)만 남게 되었다.

이동통신단말기에는 무접점 충전의 환경과는 별도로 RFID(Radio Frequency Identification: 무선식별)의 무선 환경이 널리 활용되고 있는바, 예를 들어 휴대전화기에 근거리무선통신(Near Field Communication: NFC)을 실현하는 NFC 칩을 설치하고, 여기에 USIM 카드와 같은 비접촉식 스마트카드를 장착하여 외부의 RF 리더기에 접근시키면, 근거리무선통신에 의해 휴대전화기의 USIM 카드의 정보가 RF 리더기에 의해 판독되고 필요한 정보를 기록함으로써 예를 들어 전자화폐기능과 같은 탑재된 기능(예, 전자화폐기능)이 실현된다.

이때, NFC 칩과 RF 리더기 사이의 정보교환은, RF 리더기에 설치된 1차 코일(안테나)과 휴대전화기에 설치된 NFC 칩의 코일(안테나) 사이의 13.56MHz에서의 유도 기전력에 의해 USIM 카드의 구동을 위한 전력을 공급함으로써 이루어진다.

아울러 휴대전화기에 설치된 NFC 칩은, RFID 리더기로서도 작동하여 외부의 RFID 태그 등에 기록된 정보를 판독할 수 있도록 개발되어 있다. NFC 칩이 RF 리더기로 작동할 경우 NFC 칩에 연결된 안테나(코일)가 1차 코일로 작용하여 전력을 송출하게 되고, 외부에 있는 RFID 태그 등에 설치된 코일(안테나)에서 유도기전력이 발생하여 무선통신이 실현될 수 있도록 한다.

즉, 이동통신단말기에 RFID 시스템(NFC)을 적용하기 위해서는 유도기전력을 발생시킬 수 있는 나선형 코일 형태의 루프 안테나가 필요하게 된다. NFC용 안테나도 배터리 커버에 설치된다.

결과적으로, 휴대전화기로 대표되는 이동통신단말기에 무접점 충전 기능과 근거리무선통신 기능을 모두 탑재하기 위해서는 각각에 기전력을 유도하기 위한 2개의 안테나(코일)가 필요하게 되고, 따라서 배터리 커버에는 2개의 안테나가 장착된다.

도5는 휴대전화기에 적용된 무접점 충전과 근거리무선통신의 안테나 연결 계략도이다.

도시된 바와 같이, 배터리의 커버(110)에는 무접점 충전용 안테나(120)와 NFC 칩용 안테나(130)가 설치되고, 이들 2개 안테나의 양 끝단을 휴대전화기 메인보드(210)에 설치된 충전회로(220)와 NFC 회로(230)에 연결하기 위해, 메인보드(210)에는 각각 WPC 기반 무접점 충전용 2개의 안테나단자(WC+, WC-)와 NFC용 2개의 안테나 단자(NFC +, NFC -)의 총 4개의 단자가 필요하게 된다. 도면부호 101은 무접점 충전기이다.

본 발명의 목적은, 무접점 충전(WPC)과 근거리무선통신(NFC) 양자 모두가 장착된 이동통신단말기에 관련하여, 무접점 충전과 근거리무선통신에 필요한 안테나를 2개에서 1개로 단일화함과 아울러, 무접점 충전과 근거리무선통신의 사용 모드에 따라 안테나를 무접점 충전용 또는 근거리무선통신용으로 선택적으로 활성화하여 사용할 수 있도록 함으로써, 이동통신단말기에의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 안테나 설치의 부담을 경감시키고자 하는 것이다.

본 발명에 따라 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나가 제공된다.

본 발명의 제1 구체예에 따른 겸용안테나는, 안테나부, 접점 충전회로, 및 NFC 회로를 포함한다.

상기 안테나부는, 나선형으로 배선된 코일부, 상기 코일부의 일단에 형성된 제1 단자, 상기 코일부의 타단에 형성된 제2 단자, 및 상기 제1 단자와 제2 단자 사이의 상기 코일부로부터 인출된 제3단자를 포함한다. 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 상기 코일부는 무접점 충전을 위한 주파수의 유도기전력을 발생시키고, 상기 제1 단자와 제3 단자 사이의 상기 코일부는 NFC를 위한 주파수의 유도기전력을 발생시키는 특성을 가진다. 상기 안테나부는 이동통신단말기의 배터리 커버에 설치된다.

상기 무접점 충전회로는, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 연결되어 상기 안테나부를 통해 상기 무접점 충전을 실현하고, 상기 이동통신단말기의 본체에 설치된다.

상기 NFC 회로는, 상기 제1 단자와 상기 제3 단자에 연결되어 상기 안테나부를 통해 상기 NFC를 실현하고, 상기 이동통신단말기의 상기 본체 설치된다.

바람직하게, 본 발명에 따른 제1 구체예의 겸용 안테나는, 스위치부, 검출부 및 제어부를 더 포함한다.

상기 스위치부는, 상기 제1 단자를 상기 무접점 충전회로에 선택적으로 연결하여 상기 무접점 충전을 활성 또는 비활성화하거나 상기 제1 단자를 상기 NFC 회로에 선택적으로 연결하여 상기 NFC를 활성 또는 비활성화한다.

상기 검출부는, 상기 이동통신단말기가 무접점 충전기에 접근할 때 발생하는 주파수를 커플링 회로로 인지하여 상기 무접점 충전기에의 접근을 검출한다.

상기 제어부는, 상기 검출부가 상기 무접점 충전을 위한 주파수를 인지하면 상기 스위치부가 상기 제1 단자를 상기 무접점 충전회로에 연결하여 상기 무접점 충전이 활성화되게 하고, 그렇지 않으면 상기 스위치부가 상기 제1 단자를 상기 NFC 회로에 연결하여 상기 NFC가 활성화되도록 한다.

바람직하게, 제1 구체예의 겸용 안테나는, 상기 이동통신단말기의 전원이 오프일 때, 상기 안테나부는 상기 무접점 충전회로에 연결된다.

바람직하게, 제1 구체예의 겸용 안테나는, 상기 이동통신단말기의 전원이 온이고 상기 NFC가 사용 비사용 모드일 때, 상기 안테나부는 상기 무접점 충전회로에 연결된다.

바람직하게, 제1 구체예의 겸용 안테나는, 상기 이동통신단말기의 전원이 온이고, 상기 NFC가 사용모드인 때, 상기 안테나부는 상기 NFC 회로에 연결된다.

바람직하게, 본 발명에 따른 제1 구체예의 겸용 안테나는, 로패스필터 및 밴드패스필터를 더 포함한다.

상기 로패스필터는, 상기 제1 단자) 및 상기 제2 단자와 상기 무접점 충전회로 사이에 설치되어 상기 무접점 충전을 위한 주파수가 포함된 일정 이하의 주파수만을 상기 무접점 충전회로에 전달한다.

상기 밴드패스필터는, 상기 제1 단자 및 상기 제3 단자와 상기 NFC 회로(30) 사이에 설치되어 상기 NFC를 위한 주파수가 포함된 일정 범위의 주파수 대역을 상기 NFC 회로에 전달한다.

본 발명의 제2 구체예에 따른 겸용안테나는, 안테나부, 무접점 충전회로, NFC 회로, 로패스필터 및 밴드패스필터를 포함한다.

상기 안테나부는, 나선형으로 배선된 코일부, 상기 코일부의 일단에 형성된 제1 단자, 및 상기 코일부의 타단에 형성된 제2 단자를 포함하고, 무접점 충전을 위한 주파수의 유도기전력과 NFC를 위한 주파수의 유도기전력을 발생시키는 특성을 가지며, 이동통신단말기의 배터리 커버에 설치된다.

상기 NFC 회로는, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 연결되어 상기 안테나부를 통해 상기 NFC를 실현하고, 상기 이동통신단말기의 상기 본체에 설치된다.

상기 로패스필터는, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자와 상기 무접점 충전회로 사이에 설치되어 상기 무접점 충전을 위한 주파수가 포함된 일정 이하의 주파수만을 상기 무접점 충전회로(20)에 전달한다.

상기 밴드패스필터는, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자와 상기 NFC 회로 사이에 설치되어 상기 NFC를 위한 주파수가 포함된 일정 범위의 주파수 대역을 상기 NFC 회로에 전달한다.

본 발명에 따른 겸용 안테나에 의하면, 무접점 충전과 근거리무선통신 양자 모두가 장착된 이동통신단말기에 있어서, 무접점 충전과 근거리무선통신에 필요한 안테나를 2개에서 1개로 단일화하여 겸용으로 사용하고, 겸용 안테나를 처해진 상황에 맞게 무접점 충전용과 근거리무선통신용으로 선택적으로 사용할 수 있으므로, 이동통신단말기의 배터리 커버에의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 안테나 설치의 부담을 경감시킬 수 있다.

도1은 본 발명에 적용되는 예시적인 3단자 안테나부의 개략도,
도2는 본 발명의 제1 구체예에 따른 예시적인 겸용 안테나의 개략도,
도3은 본 발명의 제1 구체예에 따른 다른 예시적인 겸용 안테나의 개략도,
도4는 본 발명의 제2 구체예에 따른 예시적인 겸용 안테나의 개략도,
도5는 휴대전화기에 적용된 종래의 무접점 충전과 근거리무선통신의 안테나 연결 계략도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 겸용 안테나를 예시적으로 설명하는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

제1 구체예

도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 구체예의 겸용 안테나(1)는, 안테나부(10), 무접점 충전회로(20) 및 NFC 회로(30)를 포함한다.

도2와 도3에 도시된 바와 같이, 안테나부(10)는 이동통신단말기(2)의 배터리 커버(3)에 설치되고, 무접점 충전회로(20)와 NFC 회로(30)는 이동통신단말기(2)의 본체에 설치된다.

상기 안테나부(10)는, 도1에 도시된 바와 같이, 관련 기술 분야의 종래 기술과 마찬가지로, 동박과 같은 전도체를 나선형 코일 형태(루프 형태)로 에칭한 코일부(11)와, 코일부(11)의 일단에 형성된 제1 단자(12)와 코일부(11)의 타단에 형성된 제2 단자(12)를 구비하지만, 본 발명의 특징에 따라, 제1 단자(12)와 제2 단자(13) 사이에서 코일부(11)로부터 인출된 제3단자(14)를 더 포함한다.

즉, 본 발명에 적용되는 안테나부(10)는, 양단의 제1 단자(12)와 제2 단자(13) 사이의 적당한 위치의 코일부(11)를 탭 분기하여 제3 단자(14)를 추가로 형성한 3단자의 안테나부이다.

이때, 제1 단자(12)와 제2 단자(13) 사이의 코일부(11)는 상대적으로 긴 무접점 충전을 위한 주파수(300kHz)의 유도기전력을 발생시키는 특성을 가지도록 형성하고, 제3 단자(14)의 분기 위치는 제1 단자(12)와 제3 단자(14) 사이의 코일부(11)가 상대적으로 짧은 NFC를 위한 주파수(13.56MHz)의 유도기전력을 발생시키도록 설정한다.

이와 같이 코일부(11)의 양 단자 사이에 제3 단자를 추가적으로 형성함에 따라, 단일의 안테나부로 무접점 충전을 위한 유도기전력과 NFC를 위한 유도기전력을 발생시킬 수 있게 된다.

상기 무접점 충전회로(20)는 WPC(Wireless Power Consortium) 표준에 부합하도록 설계된 회로로서, 널리 무접점 충전에 적용되고 있는 회로를 본 발명에 맞게 적용할 수 있는바, 무접점 충전회로 자체는 본 발명의 특징과 직접적으로 관련이 없으므로 이에 관한 구체적인 설명은 생략한다.

이동통신단말기(2)의 본체(4)에서 배터리 커버(3) 쪽으로 인출된 무접점 충전회로(20)의 두 단자(21, 22)에는 제1 단자(12)와 제2 단자(13)가 연결되며, 무접점 충전 회로(20)는 제1 단자와 제2 단자 사이의 안테나부(10)를 통해 무접점 충전을 실현한다.

즉, 이동통신단말기(2)에 무접점 충전이 활성화 되어 있는 상태에서 무접점 충전 회로(20)의 두 단자(21, 22)는 안테나부(10)의 제1 단자(12)와 제2 단자(13)에 연결되어 무접점 충전기에 내장된 안테나(도시 생략)와의 사이에 주파수 300kHz의 유도기전력을 통해 전력을 송출 받아 배터리를 충전하게 되는 것이다.

상기 NFC 회로(30)는 표준화된 NFC에 부합하도록 설계된 회로(칩)로서, 널리 NFC에 적용되고 있는 회로를 본 발명에 맞게 적용할 수 있으며, NFC 회로(30)도 그 자체는 본 발명의 특징과 직접적으로 관련이 없으므로 이에 관한 구체적인 설명은 생략한다.

이동통신단말기(2)의 본체(4)에서 배터리 커버(3) 쪽으로 인출된 NFC 회로(30)의 두 단자(31, 32)는 제1 단자(12)와 제3 단자(14)에 연결되며, NFC 회로(30)는 제1 단자와 제3 단자 사이의 안테나부(10)를 통해 RFID 환경의 근거리무선통신을 실행한다.

즉, 이동통신단말기(2)에 NFC가 활성화 되어 있는 상태에서 NFC 회로(30)의 두 단자(31, 32)는 안테나부(10)의 제1 단자(12)와 제3 단자(14)에 연결되어 전자화폐 리더기 등에 내장된 안테나(도시 생략)와의 사이에 주파수 13.56MHz의 유도기전력을 통해 전력을 송출 받아 근거리무선통신을 실행하는 것이다.

본 발명에 따른 겸용 안테나(1)는, 무접점 충전과 NFC에 겸용으로 사용되는 안테나이고, 이동통신단말기에서 무접점 충전과 NFC는 상호 연관관계가 없는 별개의 기능이므로, 안테나부(10)를 무접점 회로(20)에 사용할 것인지 NFC 회로(30)에 사용할 것인지의 선택을 위한 별도의 제어를 할 수 없다.

즉, NFC는 그 기능의 특성상 필요치 않을 경우 배터리의 충전사용시간을 늘리기 위해 ON/OFF 제어할 수 있지만, 무접점 충전은 이동통신단말기에 배터리가 장착되어 있는 상태라면 이동통신단말기 전원의 ON/OFF와 무관하게 항상 동작할 수 있어야 하는 특징이 있다. 다만, 배터리의 충전은 무접점 충전보다 접점(유선) 충전이 우선하므로 접점 충전의 유무와 배터리의 잔량을 확인하여 무접점 충전의 시작과 종료를 결정한다.

이와 같은 이동통신단말기에서의 무접점 충전과 NFC의 특성에 따라, 본 발명의 겸용안테나에는 안테나부(10)를 무접점 충전용으로 사용할 것인지 NFC용으로 사용할 것인지를 선택하기 위한 안테나부 선택수단이 필요할 수 있다.

이런 안테나부의 선택은, 도2에 도시된 바와 같이, 스위치부(40), 검출부(50) 및 제어부(60)에 의해 실현할 수 있다.

상기 스위치부(40)는 제1 단자(12)를 무접점 충전회로(20)에 선택적으로 연결하여 무접점 충전을 활성 또는 비활성화하거나 제1 단자(12)를 NFC 회로(30)에 선택적으로 연결하여 NFC를 활성 또는 비활성화하는 스위치이다.

도2에 도시된 구체 예에서 스위칭부(40)가 W 단자에 연결되면 제1 단자(12)가 무접점 충전회로(20)에 연결되고 제2 단자(13)는 항상 무접점 충전회로(20)에 연결되어 있으므로, 무접점 충전이 활성화 되어 충전할 수 있는 상태가 되고 NFC는 비활성화 된다.

반대로 스위칭부(40)가 N 단자에 연결되면 제1 단자(12)가 NFC 회로(30)에 연결되고 제3 단자(14)는 항상 NFC 회로(30)에 연결되어 있으므로, NFC가 활성화되어 사용할 수 있는 상태가 되고, 무접점 충전은 비활성화된다.

상기 검출부(50)는 이동통신단말기(2)가 무접점 충전기에 접근할 때 발생하는 주파수를 커플링 회로(51)로 인지하여 이동통신단말기의 무접점 충전기에의 접근을 검출하는 작용을 한다. 즉, 사용자가 무접점 충전을 위해 이동통신단말기(2)를 무접점 충전기의 유도기전력의 범위(수백 kHz)에 접근하면 검출부(50)가 커플링 회로(51)를 통해 그 접근을 감지하게 되므로, 사용자의 충전의도를 파악하게 되는 것이다.

상기 제어부(60)는 검출부(50)가 무접점 충전을 위한 주파수를 인지하면 스위치부(40)가 제1 단자(12)를 무접점 충전회로(20)에 연결하도록 하여 무접점 충전이 활성화되도록 하고, 그렇지 않은 상태에서는 스위치부(40)가 제1 단자(12)를 NFC 회로(30)에 연결하여 NFC가 활성화되도록 한다.

결국 도2에 도시된 겸용안테나에 의하면, 무접점 충전을 하지 않은 평상시에는 안테나부(10)가 NFC 회로(30)에 연결되어 NFC 기능을 사용할 수 있도록 하고 있다가, 충전을 위해 이동통신단말기를 충전기에 근접시키면 안테나부(10)가 무접점 충전회로(20)에 연결되어 충전이 이루어지도록 하는 것이다.

물론 충전이 완료되거나 이동통신단말기를 충전기로부터 이탈시키면 검출부(50)가 이를 검출하고 제어부(60)의 제어에 의해 스위칭부(40)가 N 단자에 연결되면서 다시 NFC 기능을 활성화시키게 된다.

이상에서 설명한 본 구체예에 따른 겸용 안테나가 적용된 이동통신단말기(2)에 의해 본 발명의 겸용 안테나를 제어함에 있어서, 이동통신단말기(2)의 전원이 오프일 경우에 NFC는 사용이 불가능한 상태가 되므로, 안테나부(10)가 무접점 충전회로(20)에 연결되도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 이동통신단말기(2)의 전원이 온이고 NFC가 사용 비사용 모드일 경우에, NFC를 사용하지 않고자 하는 상태이므로, 안테나부(10)가 무접점 충전회로(20)에 연결되도록 제어하는 것이 바람직하다.

아울러, 이동통신단말기(2)의 전원이 온이고 NFC가 사용모드인 때, 안테나부(10)는 NFC 회로(30)에 연결되도록 제어하는 것이 바람직하다.

안테나부 선택수단의 다른 예로서는 도3에 도시된 바와 같이, 로패스필터(70: Low Pass Filter)와 밴드패스필터(80: Band Pass Filter)를 포함할 수 있다.

로패스필터(70)는, 도3에 도시된 바와 같이, 제1 단자(12) 및 제2 단자(13)와 무접점 충전회로(20) 사이에 설치되며, 무접점 충전을 위한 주파수(300kHz)가 포함된 일정 이하의 주파수만(예, 500kHz 이하)을 필터링하여 무접점 충전회로(20)에 전달한다.

밴드패스필터(80)는 제1 단자(12) 및 제3 단자(14)와 NFC 회로(30) 사이에 설치되며, NFC를 위한 주파수(13.56MHz)가 포함된 일정 범위의 주파수 대역을 필터링하여 NFC 회로(30)에 전달한다.

도3의 구체예에 의하면, 하나의 겸용 안테나부(10)를 사용하면서, 스위칭 회로 없이, 무접점 충전과 NFC를 동시에 사용 가능하게 된다.

제2 구체예

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 구체예의 겸용 안테나(1)는, 안테나부(10), 무접점 충전회로(20), 및 NFC 회로(30), 로패스필터(70) 및 밴드패스필터(80)를 포함한다.

본 구체예의 겸용 안테나도, 안테나부(10)는 이동통신단말기(2)의 배터리 커버(3)에 설치되고, 무접점 충전회로(20), NFC 회로(30), 로패스필터(70) 및 밴드패스필터(80)는 이동통신단말기(2)의 본체(4)에 설치된다.

제1 구체예는 안테나부(10)에 3개의 단자가 있는 경우인 반면, 본 구체예에 따른 겸용 안테나(1)는 제3 단자(14)가 없이 일반적인 안테나와 마찬가지로 코일부(11)의 일단과 타단에 제1 단자(12)와 제2 단자(12)가 형성된 광대역의 안테나부(10)가 사용된다.

제2 구체예의 안테나부(10)는 무접점 충전을 위한 주파수(300kHz)의 유도기전력과 NFC를 위한 주파수(13.56MHz)의 유도기전력이 혼합하여 발생하는 특성을 가진다.

상기 무접점 충전회로(20)는 제1 단자(12)와 제2 단자(13)에 연결되어 안테나부(10)를 통해 무접점 충전을 실현한다.

상기 NFC 회로(30)도 제1 단자(12)와 제2 단자(13)에 연결되며, 안테나부(10)를 통해 NFC를 실현한다.

상기 로패스필터(70)는 제1 단자(12) 및 제2 단자(13)와 무접점 충전회로(20) 사이에 설치되며, 무접점 충전을 위한 주파수(300kHz)가 포함된 일정 이하의 주파수만(예, 500kHz 이하)을 필터링하여 무접점 충전회로(20)에 전달함으로써 무접점 충전을 활성화시킨다.

밴드패스필터(80)는 제1 단자(12) 및 제2 단자(13)와 NFC 회로(30) 사이에 설치되어 NFC를 위한 주파수(13.56MHz)가 포함된 일정 범위의 주파수 대역을 필터링하여 NFC 회로(30)에 전달함으로써 NFC를 활성화시킨다.

이와 같은 구성을 위해, 이동통신단말기(2)의 본체(4)에 있는 단자(23, 33)는 다이오드(90)를 이용하여 2개로 분리할 수 있다.

본 구체예의 겸용 안테나에 의하면, 하나의 겸용 안테나부(10)를 사용하면서, 제3 단자를 형성하지 않고, 스위칭 회로도 없이, 무접점 충전과 NFC를 동시에 사용 가능하게 된다.

1: 본 발명의 겸용 안테나
2: 이동통신단말기
3: 배터리 커버
4: 이동통신단말기 본체
10: 안테나부
11: 코일부
12: 제1 단자
13: 제2 단자
14: 제3 단자
20: 무접점 충전회로
30: NFC 회로
40: 스위치부
50: 검출부
51: 커플링 회로
60: 제어부
70: 로패스필터
80: 밴드패스필터
90: 다이오드
21, 22, 23, 31, 32, 33: 단자

Claims

나선형으로 배선된 코일부(11), 상기 코일부(11)의 일단에 형성된 제1 단자(12), 상기 코일부(11)의 타단에 형성된 제2 단자(13), 및 상기 제1 단자(12)와 제2 단자(13) 사이의 상기 코일부(11)로부터 인출된 제3단자(14)를 포함하고, 상기 제1 단자(12)와 상기 제2 단자(13) 사이의 상기 코일부(11)는 무접점 충전을 위한 주파수의 유도기전력을 발생시키고, 상기 제1 단자(12)와 제3 단자(14) 사이의 상기 코일부(11)는 NFC를 위한 주파수의 유도기전력을 발생시키는 특성을 가지며, 이동통신단말기(2)의 배터리 커버(3)에 설치되는 안테나부(10);
상기 제1 단자(12)와 상기 제2 단자(13)에 연결되어 상기 안테나부(10)를 통해 상기 무접점 충전을 실현하고, 상기 이동통신단말기(2)의 본체(4)에 설치되는 무접점 충전회로(20); 및
상기 제1 단자(12)와 상기 제3 단자(14)에 연결되어 상기 안테나부(10)를 통해 상기 NFC를 실현하고, 상기 이동통신단말기(2)의 상기 본체(4)에 설치되는 NFC 회로(30);
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나.
제1항에 있어서,
상기 제1 단자(12)를 상기 무접점 충전회로(20)에 선택적으로 연결하여 상기 무접점 충전을 활성 또는 비활성화하거나 상기 제1 단자(12)를 상기 NFC 회로(30)에 선택적으로 연결하여 상기 NFC를 활성 또는 비활성화하는 스위치부(40);
상기 이동통신단말기(2)가 무접점 충전기에 접근할 때 발생하는 주파수를 커플링 회로(51)로 인지하여 상기 무접점 충전기에의 접근을 검출하는 검출부(50); 및
상기 검출부(50)가 상기 무접점 충전을 위한 주파수를 인지하면 상기 스위치부(40)가 상기 제1 단자(12)를 상기 무접점 충전회로(20)에 연결하여 상기 무접점 충전이 활성화되게 하고, 그렇지 않으면 상기 스위치부(40)가 상기 제1 단자(12)를 상기 NFC 회로(30)에 연결하여 상기 NFC가 활성화되도록 하는 제어부(60);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나.
제2항에 있어서,
상기 이동통신단말기(2)의 전원이 오프일 때, 상기 안테나부(10)는 상기 무접점 충전회로(20)에 연결되고;
상기 이동통신단말기(2)의 전원이 온이고 상기 NFC가 사용 비사용 모드일 때, 상기 안테나부(10)는 상기 무접점 충전회로(20)에 연결되며;
상기 이동통신단말기(2)의 전원이 온이고, 상기 NFC가 사용모드인 때, 상기 안테나부(10)는 상기 NFC 회로(30)에 연결되는 것;
을 특징으로 하는 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나.
제1항에 있어서,
상기 제1 단자(12) 및 상기 제2 단자(13)와 상기 무접점 충전회로(20) 사이에 설치되어 상기 무접점 충전을 위한 주파수가 포함된 일정 이하의 주파수만을 상기 무접점 충전회로(20)에 전달하는 로패스필터(70); 및
상기 제1 단자(12) 및 상기 제3 단자(14)와 상기 NFC 회로(30) 사이에 설치되어 상기 NFC를 위한 주파수가 포함된 일정 범위의 주파수 대역을 상기 NFC 회로(30)에 전달하는 밴드패스필터(80);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리무선통신을 위한 겸용 안테나.
나선형으로 배선된 코일부(11), 상기 코일부(11)의 일단에 형성된 제1 단자(12), 및 상기 코일부(11)의 타단에 형성된 제2 단자(13)를 포함하고, 무접점 충전을 위한 주파수의 유도기전력과 NFC를 위한 주파수의 유도기전력을 발생시키는 특성을 가지며, 이동통신단말기(2)의 배터리 커버(3)에 설치되는 안테나부(10);
상기 제1 단자(12)와 상기 제2 단자(13)에 연결되어 상기 안테나부(10)를 통해 상기 무접점 충전을 실현하고, 상기 이동통신단말기(2)의 본체(4)에 설치되는 무접점 충전회로(20);
상기 제1 단자(12)와 상기 제2 단자(13)에 연결되어 상기 안테나부(10)를 통해 상기 NFC를 실현하고, 상기 이동통신단말기(2)의 상기 본체(4)에 설치되는 NFC 회로(30);
상기 제1 단자(12) 및 상기 제2 단자(13)와 상기 무접점 충전회로(20) 사이에 설치되어 상기 무접점 충전을 위한 주파수가 포함된 일정 이하의 주파수만을 상기 무접점 충전회로(20)에 전달하는 로패스필터(70); 및
상기 제1 단자(12) 및 상기 제2 단자(13)와 상기 NFC 회로(30) 사이에 설치되어 상기 NFC를 위한 주파수가 포함된 일정 범위의 주파수 대역을 상기 NFC 회로(30)에 전달하는 밴드패스필터(80);
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동통신단말기의 무접점 충전과 근거리선통신을 위한 겸용 안테나.