KR101232035B1 - 안테나에서 발생하는 자기장 차폐장치 - Google Patents

안테나에서 발생하는 자기장 차폐장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 안테나에서 발생하는 자기장 차폐장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예는 무선통신용 안테나가 발생시키는 인체방향의 자기장을 감소 또는 차폐하고, 반대방향의 자기장은 증가시키기 위한 자기장 차폐장치에 있어서, 상기 안테나와 인접하여 배치되는 자기코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치를 제공한다.

Description

안테나에서 발생하는 자기장 차폐장치{Apparatus for Partially Shielding Magnetic Field from Antenna}
본 발명의 일 실시예는 안테나에서 발생하는 자기장 차폐장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 휴대폰과 같은 단말기 내에 자기코어를 구비하고 자기코어의 일측면에 안테나를 구비함으로써 인체 방향으로의 자기장은 감소하지만 다른 방향으로는 동일한 전류에 대해 자기장의 세기가 최대 2배까지 증가하는 자기장 차폐장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
도 1은 휴대폰에서 발생하는 전파가 안테나 주변에 형성되는 자기장을 예시한 도면이다.
휴대폰(100) 내에는 주변의 기지국과 전파를 송수신하기 위하여 안테나가 장착된다. 휴대폰에 장착되는 안테나는 일반적으로 다이폴 안테나 및 모노폴 안테나와 같은 막대형 안테나(110)와 코일형 안테나(120) 등이 있다. 도 1에서와 같이 안테나 주변에는 안테나의 종류에 따라 다양한 형태의 자기장이 형성된다. 휴대폰은 인체의 귀 부분에 직접적으로 접촉되어 사용되는 것이 일반적이므로 휴대폰의 안테나에서 발생하는 자기장은 인체에까지 형성될 수 있으며, 인체에 형성된 자기장은 인체에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있어 문제가 될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시예는, 휴대폰과 같은 단말기 내에 자기코어를 구비하고 자기코어의 일측면에 안테나를 위치시킴으로써 인체 방향으로의 자기장은 감소하지만 다른 방향으로는 동일한 전류에 대해 자기장의 세기를 최대 2배까지 증가시키는 데 주된 목적이 있다.
또한, 안테나가 직접 접촉되는 면과 같이 자기장이 강하게 형성되는 부분의 자기코어를 두껍게 함으로써 해당 부분의 자기코어에 자기포화가 발생하는 가능성을 줄이는 데에도 그 목적이 있다. 그리고, 두께가 두껍도록 형성된 자기코어의 돌출부가 돌출된 방향을 다양하게 함으로써 부피를 최소화하는 데에도 그 목적이 있다.
그리고, 자기장 형성방향과 일치하는 방향으로 일자형의 긴 형상의 자기코어를 불연속적으로 여러 개 사용하여 차폐부를 형성하도록 함으로써 차폐부의 무게를 감소시키고자 하는 데에도 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 코일 형태의 안테나에서 발생하는 자기장을 차단하는 자기장 차폐장치에 있어서, 일측면에 상기 안테나가 위치하되 상기 안테나가 이루는 평면과 대략 평행하도록 하고, 상기 안테나의 코일 형상의 내측의 중공부에 대향되는 부분에 돌출부를 갖는 자기코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치를 제공한다.
상기 자기코어의 돌출부는, 상기 중공부의 중심에 가까울수록 돌출 정도가 큰 것일 수 있다.
상기 자기코어의 돌출부는, 상기 자기코어의 양면 중 상기 안테나가 설치되는 면 또는 상기 안테나가 설치되는 면의 반대쪽에 형성되는 것일 수 있다.
상기 자기코어의 면적은 상기 안테나의 코일이 형성하는 면적보다 큰 것일 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예는, 막대형 안테나에서 발생하는 자기장을 차단하는 자기장 차폐장치에 있어서, 상기 막대형 안테나에 근접한 긴 바(Bar) 형상의 복수개의 자기코어를 구비하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치를 제공한다.
상기 자기코어는 복수의 막대 형태의 바가 상하 간격을 갖고 가로로 나란하게 배치되는 것일 수 있다.
상기 차폐부는, 상기 막대형 안테나가 위치하는 방향과 반대되는 방향으로 돌출된 것일 수 있다.
상기 차폐부는, 상기 막대형 안테나에 가까울수록 크게 돌출된 것일 수 있다.
상기 차폐부는 상기 안테나의 막대 부분의 길이보다 긴 것일 수 있다.
상기 막대형 안테나는 상기 바와 근접하여 배치되되, 상기 바와 수직으로 배치되는 것일 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예는, 코일 형태의 안테나에서 발생하는 자기장을 차단하는 자기장 차폐장치에 있어서, 상기 안테나가 이루는 평면의 일측면에 대략 평행한 복수개의 긴 형상의 자기코어를 구비하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치를 제공한다.
상기 차폐부는, 상기 안테나의 코일 형상의 내측의 중공부에 대향되는 부분에 돌출부를 갖는 것일 수 있다.
상기 돌출부는, 상기 안테나가 위치하는 방향 또는 그 반대 방향인 것일 수 있다.
상기 돌출부는, 상기 중공부의 중심에 가까울수록 돌출 정도가 큰 것일 수 있다.
상기 차폐부의 면적은 상기 안테나의 코일이 형성하는 면적보다 큰 것일 수 있다.
상기 차폐부는, 복수의 막대 형태의 바(bar)가 가로 및 세로로 배치되어 격자를 이루는 구조의 자기코어일 수 있다.
상기 자기코어의 재질은 규소강판 또는 페라이트를 포함하는 자성물질인 것일 수 있다.
상기 안테나는 무선통신단말기에 포함되는 안테나일 수 있다.
상기 자기코어는 상기 무선통신단말기를 사용자의 귀에 대고 사용할 때 상기 안테나와 상기 귀 사이에 위치하여 상기 귀 측으로 형성되는 자기장을 감소 또는 차폐하는 것일 수 있다.
상기 자기코어는 상기 귀 측으로 형성되는 자기장을 감소시키되 상기 귀 반대측으로 형성되는 자기장은 증가시키는 것일 수 있다.
상기 자기장 차폐장치는 상기 자기코어를 중심으로 상기 안테나 반대편에 상기 자기코어에 인접하여 자기장감쇄판을 포함할 수 있다.
상기 자기장 차폐장치는 상기 차폐부를 중심으로 상기 안테나 반대편에 상기 차폐부에 인접하여 자기장감쇄판을 포함할 수 있다.
상기 자기장 차폐장치는 상기 차폐부를 중심으로 상기 안테나 반대편에 상기 차폐부에 인접하여 자기장감쇄판을 포함하고, 상기 자기장감쇄판은 중심부 부근에 상기 안테나 길이방향으로 절개부를 구비할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 휴대폰과 같은 단말기 내에 자기코어를 구비하고 자기코어의 일측면에 안테나를 위치시킴으로써 자기코어의 타측면 방향으로 발생하는 안테나의 자기장의 세기를 최소화하여 휴대폰 사용시 인체로 향하는 자기장을 감쇄시키고 그 반대 방향으로는 자장의 세기가 2배 가까이 증대되는 효과가 있다.
또한, 자기장이 강하게 형성되는 부분의 자기코어를 두껍게 함으로써 해당 부분의 자기코어에 자기포화가 발생하는 가능성을 줄이는 효과가 있다.
그리고, 두께가 두껍도록 형성된 자기코어의 돌출부가 돌출된 방향을 다양하게 함으로써 부피를 최소화하는 효과가 있다.
또한, 일자형의 긴 형상의 자기코어를 여러개 사용하거나 격자형으로 차폐부를 형성하도록 함으로써 자기장 감쇄효과를 일정부분 유지하면서 차폐부의 무게를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 휴대폰에서 발생하는 전파가 안테나 주변에 형성되는 자기장을 예시한 도면이다.
도 2는 전류가 흐르는 전선 및 주변에 발생되는 자기장을 도시한 도면이다.
도 3은 전류가 흐르는 전선 하단에 자기코어가 존재하는 경우의 전선 주변에 발생되는 자기장을 도시한 도면이다.
도 4는 전류가 흐르는 전선(410) 하단에 평판형 자기코어(420)가 존재하는 경우 자기장을 해석할 수 있는 자기거울 모델(Magnetic mirror model)을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기장 차폐장치를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에서 A-A'으로 절단한 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 자기장 차폐장치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 자기장 차폐장치에서 차폐부(820)의 형상이 격자형으로 구성된 경우를 도시한 도면이다.
도 9는 도 7 및 도 8에서 각각 X 방향으로 바라본 형상을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 자기장 차폐장치를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에서 A-A'으로 절단한 단면을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 자기장 차폐장치에서 차폐부(1220)의 형상이 격자형으로 구성된 경우를 도시한 도면이다.
도 13은 도 12에서 A-A'으로 절단한 단면을 도시한 도면이다.
도 14는 자기코어를 기준으로 안테나 반대방향에 자기장감쇄판을 구비한 경우를 도시한 도면이다.
도 15는 안테나에서 발생하는 자기장에 의해 자기장감쇄판의 에지쪽을 돌며 흐르게 되는 와전류와 이 와전류에 의해 발생되는 상쇄자기장을 예시한 도면이다.
도 16은 막대형 안테나(710)를 사용하는 경우 자기장감쇄판(1410)의 다른 예를 예시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 전류가 흐르는 전선 및 그 주변에 발생되는 자기장을 도시한 도면이고, 도 3은 전류가 흐르는 전선 하단에 자기코어가 존재하는 경우의 전선 주변에 발생되는 자기장을 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이 전류가 흐르는 전선(210) 주변에는 동심원을 이루며 전선을 감싸는 형상으로 자기장이 사방으로 형성되는 모습을 보인다. 하지만, 도 3에 도시한 바와 같이, 평판형 자기코어(320)를 놓고 자기코어(320)의 일측면에 전선(210)을 위치시키면 자기코어(320) 표면에서 자기장은 자기코어(320)에 수직하게 되고, 자기코어(320)의 일측면 방향의 자기장은 약 2배로 강해지고 자기코어(320)의 타측면 방향의 자기장은 매우 약해지는 모습을 보인다.
도 4는 전류가 흐르는 전선(410) 하단에 평판형 자기코어(420)가 존재하는 경우 자기장을 해석할 수 있는 자기거울 모델(Magnetic mirror model)을 도시한 도면이다.
도 4의 (A)와 같이 넓은 평판형 자기코어(420)의 일측면 방향에 전류가 흐르는 전선(410)이 놓인 구조에서, 자기코어 표면에서의 자기장이 수직인 조건을 이용하여 자기코어를 (B)와 같이 자기코어(420)를 기준으로 자기코어(420)의 타측면 쪽에 같은 방향과 같은 크기를 갖는 이미지 전류소스로 등가할 수 있다. 자기코어를 이미지 전류소스로 등가하는 경우, 같은 방향과 같은 크기를 갖는 두 전류원으로 인해 자기코어 표면에서 자기장은 수평한 성분이 모두 상쇄되고 수직한 성분만 남게 되므로 자기코어 표면에서 자기장이 수직한 조건을 만족시킬 수 있다.
도 4와 같은 모델을 통해 자기코어(420)의 일측면 방향의 어느 위치에서든지 자기장의 세기를 구할 수 있다. 자기코어(420)가 없을 경우, 도 4의 측정위치(x, y)에서 자기장의 세기 B(x, y)는 수학식 1과 같다.
Figure 112011024812092-pat00001
(단, μ0 : 공기의 투자율, Io: 전류의 크기(A))
만일, 자기코어(420)가 존재하는 경우, 도 4의 등가모델을 이용하여 자기코어(420)의 일측면 방향 공간의 어느 한 점의 측정위치(x, y)에서 자기장의 세기 B(x, y)를 구하면 수학식 2와 같다.
Figure 112011024812092-pat00002
(단, μ0 : 공기의 투자율, Io: 전류의 크기, d: 자기코어표면과 전류원 중심 사이의 거리)
따라서, 자기코어(420)에서 전선(410)이 위치하지 않는 방향인 타측면 방향으로 자기장의 세기가 감소하는 특징을 이용하여 휴대폰에서 안테나의 어느 한 측면 방향으로 발생하는 자기장을 차폐할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기장 차폐장치를 도시한 도면이다.
도 5에 도시하듯이, 본 발명의 제1실시예에 따른 자기장 차폐장치는 안테나(510) 및 자기코어(520)를 포함한다.
안테나(510)는 휴대폰(500) 내에서 무선통신을 하기 위해 무선 송수신장치(530)에 의해 발생하는 전자기파를 공간에 효율적으로 방사하거나 또는 외부에서 외부에서 전송되는 특정대역의 전파를 수신하기 위한 도선으로 된 장치이다. 안테나(510)는 대략 평면 형상으로 와인딩된 코일형태로 구성될 수 있다.
자기코어(520)는 일측면에 안테나(510)가 위치하되 안테나(510)가 이루는 평면과 대략 평행하도록 위치하고, 안테나(510)에서 발생하여 자기코어(520)의 일측면 방향의 자기장을 차폐하되 안테나(510)가 둘러싸는 영역인 중공부에 대향되는 부분이 돌출된 돌출부(522)를 가질 수 있다. 즉, 대략 중앙부위에 돌출부(522)를 갖되 돌출부(522)는 자기코어(520)를 측단면으로 볼 때 주변부보다 돌출된 것일 수 있다.
돌출부(522)에 대한 설명은 도 6의 설명에서 후술한다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 안테나(510)는 소용돌이 형태로 와인딩될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 안테나(510)는 중공부를 형성하면서 다양한 형태로 와인딩된 형태를 가질 수 있다.
여기서, 자기코어(510)의 면적은 안테나(510)의 코일이 형성하는 면적보다 크도록 할 수 있다. 즉, 자기코어(510)의 세로 및 가로가 안테나(510)의 세로 및 가로보다 크도록 할 수 있다.
도 6은 도 5에서 A-A'으로 절단한 단면을 도시한 도면이다.
도 6에 도시하듯이, 자기코어(520)의 일측면에 안테나(510)가 위치하며, 안테나(510)가 둘러싸는 영역인 중공부에 대향되는 부분에 돌출부(522)를 갖는다.
돌출부(522)의 돌출 방향은 도 6의 (A)에서와 같이 자기코어(520)의 타측면 방향(안테나(510)가 위치하는 방향과 반대되는 방향)일 수도 있으며, (B)에서와 같이 자기코어(520)의 일측면 방향(안테나(510)가 위치하는 방향)일 수도 있다. 이와 같이 돌출부(522)가 다양한 방향으로 돌출될 수 있도록 함으로써 돌출부(522)에 의해 부피가 커지는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 도 6의 중공부는 안테나(510)에 의해 발생하는 자기장이 강한 곳이기 때문에 중공부에 대향되는 부분의 자기코어(520)에 자기포화가 발생될 가능성이 높아진다. 따라서, 도 6의 (A), (B)에서와 같이 중앙 부분이 돌출되고 가장자리로 갈수록 얇아질 수 있다. 즉, 중공부의 중심에 가까울수록 자기코어(520)의 두께가 크도록 돌출된 형태의 돌출부(522)를 가질 수 있으며, 도 5에서 B-B'으로 자른 경우의 단면의 형상도 도 6과 동일한 형상일 수 있다.
여기서, 자기코어(520)의 재질은 규소강판 또는 페라이트 등의 자성물질을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 자기장 차폐장치를 도시한 도면이다.
도 7에 도시하듯이, 본 발명의 제2실시예에 따른 자기장 차폐장치는 휴대폰(700) 내에서 막대형 안테나(710)에서 발생하는 자기장을 차단하는 자기장 차폐장치로서, 자기코어를 복수의 막대 형태의 바가 상하 간격을 갖고 가로 또는 세로로 나란하게 배치할 수 있다. 즉, 막대형 안테나(710)의 길이 방향과 대략 수직한 방향으로 긴 형상의 복수개의 자기코어(721, 722, 723, 724, 725)를 구비하는 차폐부(720)를 포함한다. 긴 형상의 복수개의 자기코어(721, 722, 723, 724, 725)는 막대형 안테나(710)에서 발생하는 자기장이 제1방향으로 향하는 것을 감쇄시켜 주고, 반대방향으로 향하는 세기는 약 2배 증가시켜 준다.
여기서 자기코어(721, 722, 723, 724, 725)가 이루는 면이 안테나(710)의 막대 부분의 길이보다 길도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 자기장 차폐장치에서 차폐부(820)의 형상이 격자형으로 구성된 경우를 도시한 도면이다.
차폐부(820: 721+722+723+724+725+821+822+823+824+825)는 자기코어가 복수의 막대 형태의 바(bar)가 가로 및 세로로 배치되어 격자를 이루는 구조로 배치될 수 있다. 즉, 막대형 안테나(710)의 길이 방향과 대략 수직한 방향으로 긴 형상의 복수개의 자기코어(721, 722, 723, 724, 725) 및 자기코어(721, 722, 723, 724, 725)에 대략 수직한 형태의 복수개의 연결부(821, 822, 823, 824, 825)를 포함함으로써 격자형으로 형성될 수 있다. 이와 같은 격자형 차폐부(820)는 막대형 안테나(710)에서 발생하는 자기장이 제1방향으로 향하는 것을 감쇄시켜주는 효과는 도 7의 경우보다는 클 수 있으나 차폐부(820)의 무게는 도 7의 차폐부(720)보다 더 증가하게 된다.
여기서 차폐부(820)가 이루는 면이 안테나(710)의 막대 부분의 길이보다 길도록 할 수 있다.
도 9는 도 7 및 도 8에서 각각 X 방향으로 바라본 형상을 도시한 도면이다.
막대형 안테나(710)에 대향되는 부분은 안테나(710)에 의해 발생하는 자기장의 밀도가 큰 곳이기 때문에 막대형 안테나(710)에 대향되는 부분의 차폐부(720, 820)에 자기포화가 발생될 가능성이 높아진다. 따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 차폐부(720, 820)는 막대형 안테나(710)에 대향되는 부분이 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 대략 중앙부위에 돌출부(922)를 갖되 돌출부(922)는 차폐부(720, 820)를 측단면에서 볼 때 주변부보다 돌출된 것일 수 있다.
차폐부(720, 820)에서 돌출부(922)의 돌출 방향은 막대형 안테나(710)가 위치하는 방향과 반대되는 방향으로 돌출되도록 차폐부(720, 820)를 형성할 수 있다. 여기서 차폐부(720, 820)의 재질은 규소강판 또는 페라이트 등의 자성물질을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 자기장 차폐장치를 도시한 도면이다.
도 10에 도시하듯이, 본 발명의 제3실시예에 따른 자기장 차폐장치는 휴대폰(1000) 내에서 와인딩된 형태의 안테나(1010)에서 발생하는 자기장을 차단하는 자기장 차폐장치로서, 안테나(1010)가 이루는 평면의 일측면에 대략 평행한 복수개의 긴 형상의 자기코어(1021, 1022, 1023, 1024, 1025)를 구비하는 차폐부(1020)를 포함하여 구성될 수 있다. 긴 형상의 복수개의 자기코어(1021, 1022, 1023, 1024, 1025)는 안테나(1010)에서 발생하는 자기장이 제1방향으로 향하는 것을 감쇄시켜 준다.
도 10에 도시한 바와 같이, 안테나(1010)는 소용돌이 형태로 와인딩될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 안테나(1010)는 전술한 바와 같이 안테나(510)는 중공부를 형성하면서 다양한 형태로 와인딩된 형태를 가질 수 있다.
차폐부(1020)는 일측면에 안테나(1010)가 위치하되 안테나(1010)가 이루는 평면과 대략 평행하도록 위치하고, 안테나(1010)에서 발생한 자기장 중에서 차폐부(1020)의 일측면 방향의 자기장을 차폐하되 안테나(1010)가 둘러싸는 영역인 중공부에 대향되는 부분이 돌출된 돌출부(1022)를 가질 수 있다. 즉, 대략 중앙부위에 돌출부(1022)를 갖되 돌출부(1022)는 차폐부(1020)를 측단면에서 볼 때 주변부보다 돌출된 것일 수 있다.
여기서, 차폐부(1020)의 면적은 안테나(1010)의 코일이 형성하는 면적보다 크도록 할 수 있다. 즉, 차폐부(1020)의 세로 및 가로가 각각 안테나(1010)의 세로 및 가로보다 크도록 할 수 있다.
도 11은 도 10에서 A-A'으로 절단한 단면을 도시한 도면이다.
도 11은, 도 10에서 차폐부(1020)의 일측면에 안테나(1010)가 위치하며, 안테나(1010)가 둘러싸는 영역인 중공부에 대향되는 부분에 위치하는 자기코어(1022)에 돌출부(1022a)를 갖는 형상을 단면으로 도시한 것이다. 만일, 도 10에서 B-B'으로 자른 경우에도 자기코어(1023)의 단면의 형태 및 돌출부(1023a)의 형성은 도 11의 자기코어(1022) 및 돌출부(1022a)와 유사한 형상을 할 것이다.
도 11의 중공부는 자기장이 집중되는 곳이기 때문에 중공부에 대향되는 부분에 위치하는 자기코어(1022, 1023)에 자기포화가 발생되기 쉽다. 따라서 중앙 부분이 돌출되고 가장자리로 갈수록 얇아질 수 있다. 즉, 중공부의 중심에 가까울수록 자기코어(1022, 1023)의 두께가 크도록 돌출된 형태의 돌출부(1022a, 1023a)를 가질 수 있다. 즉, 대략 중앙부위에 돌출부(1022a, 1023a)를 갖되 돌출부(1022a, 1023a)는 차폐부(1020)를 측단면에서 볼 때 주변부보다 돌출된 것일 수 있다.
돌출부(1022a, 1023a)의 돌출 방향은 도 11의 (A)에서와 같이 차폐부(1020)의 타측면 방향(안테나(1010)가 위치하는 방향과 반대되는 방향)일 수도 있으며, (B)에서와 같이 차폐부(1020)의 일측면 방향(안테나(1010)가 위치하는 방향)일 수도 있다. 이와 같이 돌출부(1022a, 1023a)가 다양한 방향으로 돌출될 수 있도록 함으로써 돌출부(522)에 의해 부피가 커지는 것을 최소화할 수 있다.
여기서 차폐부(1020)의 재질은 규소강판 또는 페라이트 등의 자성물질을 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 자기장 차폐장치에서 차폐부(1220)의 형상이 격자형으로 구성된 경우를 도시한 도면이다.
차폐부(1220: 1021+1022+1023+1024+1025+1221+1222+1223+1224+1225))는 자기코어가 복수의 막대 형태의 바(bar)가 가로 및 세로로 배치되어 격자를 이루는 구조로 배치될 수 있다. 즉, 막대형 안테나(1010)의 길이 방향과 대략 수직한 방향으로 긴 형상의 복수개의 자기코어(1021, 1022, 1023, 1024, 1025) 및 자기코어(1021, 1022, 1023, 1024, 1025)에 대략 수직한 형태의 복수개의 연결부(1221, 1222, 1223, 1224, 1225)를 포함함으로써 격자형으로 형성될 수 있다. 이와 같은 격자형 차폐부(1220)는 막대형 안테나(1010)에서 발생하는 자기장이 제1방향으로 향하는 것을 감쇄시키는 효과는 도 10의 경우보다는 클 가능성이 높으나 차폐부(1220)의 무게는 도 10의 차폐부(1020)보다 더 커지게 된다.
여기서, 차폐부(1220)의 면적은 안테나(1010)의 코일이 형성하는 면적보다 크도록 할 수 있다. 즉, 차폐부(1220)의 세로 및 가로가 각각 안테나(1010)의 세로 및 가로보다 크도록 할 수 있다.
도 13은 도 12에서 A-A'으로 절단한 단면을 도시한 도면이다.
도 13은 도 12에서 차폐부(1220)의 일측면에 안테나(1010)가 위치하며, 안테나(1010)가 둘러싸는 영역인 중공부에 대향되는 부분에 돌출부를 갖는 형상을 단면으로 도시한 것이다. 또한, 도 12에서 B-B'으로 자른 경우의 단면의 형상도 도 13과 동일한 형상일 수 있다.
차폐부(1220)에서 도 12의 중공부에 대향되는 부분은 자기장이 세기가 클 가능성이 높은 곳이기 때문에 자기포화가 발생되기 쉽다. 따라서 중앙 부분이 돌출되고 가장자리로 갈수록 얇아질 수 있다. 즉, 중공부의 중심에 가까울수록 차폐부(1220)의 두께가 크도록 돌출된 형태의 돌출부(1223a)를 가질 수 있다. 돌출부(1223a)의 돌출 방향은 도 12의 (A)에서와 같이 차폐부(1220)의 타측면 방향(안테나(1010)가 위치하는 방향과 반대되는 방향, 즉 제1방향)일 수도 있으며, (B)에서와 같이 차폐부(1220)의 일측면 방향(안테나(1010)가 위치하는 방향)일 수도 있다. 즉, 대략 중앙부위에 돌출부(1223a)를 갖되 돌출부(1223a)는 차폐부(1220)를 측단면에서 볼 때 주변부보다 돌출된 것일 수 있다.
이와 같이, 자기코어의 일측면에 안테나를 위치시킴으로써 안테나에 의해 발생하는 자기장 중에서 인체방향으로 향하는 자기장은 감소하지만 다른 방향으로는 동일한 전류에 대해 자장의 세기가 2배 가까이로 증대될 수 있다. 또한, 안테나에서 발생하는 자기장의 방향성이 증대되더라도 도심에서는 반사파가 많기 때문에 중계소에서 발생한 전파가 휴대폰으로 도달하는데는 실용적으로 큰 문제가 없다.
이와 같이 자기코어는 무선통신단말기를 사용자의 귀에 대고 사용할 때 안테나와 사용자의 귀 사이에 위치하여 귀 측으로 형성되는 자기장을 감소 또는 차폐할 뿐만 아니라, 사용자의 귀 반대측으로 형성되는 자기장은 증가시킬 수 있다.
도 14는 자기코어를 기준으로 안테나 반대방향에 자기장감쇄판을 구비한 경우를 도시한 도면이다.
도 4에서 보듯이, 자기코어가 안테나에서 발생되는 인체방향의 자기장을 완벽히 차폐하지 못하여 자기코어 타측면 방향의 자기장이 일부 형성됨을 알 수 있다. 이렇게 안테나 반대방향으로 일부 형성되는 자기장까지 좀 더 효과적으로 차폐하기 위하여, 도 14와 같이 자기코어(520, 720, 820, 1020, 1220)를 기준으로 안테나 반대방향에 자기장감쇄판(1410)을 구비한다.
도 14에서, (A)는 코일형 안테나(510, 1010)를 사용하는 경우에 자기코어(520, 1020, 1220)에서 코일형 안테나(510, 1010)의 반대편에 자기장감쇄판(1410)을 구비한 경우이고, (B)는 막대형 안테나(710)를 사용하는 경우에 자기코어(720, 820)에서 막대형 안테나(710)의 반대편에 자기장감쇄판(1410)을 구비한 경우를 도시한 것이다. 자기장감쇄판(1410)은 자기코어(520, 720, 820, 1020, 1220)에 밀착되어 위치할 수도 있으며, 일정거리 이격되어 위치할 수도 있다.
도 15는 안테나에서 발생하는 자기장에 의해 자기장감쇄판의 에지쪽을 돌며 흐르게 되는 와전류와 이 와전류에 의해 발생되는 상쇄자기장을 예시한 도면이다. 여기서, 상쇄자기장은 안테나에서 발생하는 자기장을 상쇄시키는 방향으로 형성되므로 인체방향의 자기장을 좀 더 효과적으로 차폐할 수 있다.
도 15와 같이, 안테나에서 발생하는 자기장 중에 자기코어(520)에서 차폐되지 않은 일부의 자기장에 의해 자기장감쇄판(1410)의 에지쪽을 돌며 흐르는 와전류(맴돌이전류)가 유도될 수 있다. 자기장감쇄판(1410)의 와전류에 의해 발생하는 상쇄자기장은 통상 안테나가 발생하는 자기장의 방향과 반대방향이 되므로 안테나가 발생하는 인체방향의 자기장이 좀 더 효과적으로 차폐되는 효과가 있다. 여기서 안테나가 발생하는 인체방향의 자기장이 상쇄되는 효과를 극대화하기 위해서는 자기장감쇄판(1410)의 넓이가 자기코어(520)가 형성하는 넓이보다 크도록 구성할 수 있다. 도 15에는 코일형 안테나(510, 1010)에 사용되는 자기코어(520)와 자기장감쇄판을 예시하였으나, 막대형 안테나 경우에도 동일한 형태로 자기장감쇄판(1410)을 구비할 수 있다.
도 16은 막대형 안테나(710)를 사용하는 경우 자기장감쇄판(1410)의 다른 예를 예시한 도면이다.
도 4에서 보듯이, 막대형 안테나(710)의 좌우측 각각의 자기장의 방향은 반대이므로 효과적으로 인체방향의 자기장을 상쇄하기 위해서 자기장감쇄판(1410)의 중심부 근처에 막대형 안테나(710)의 길이 방향으로 절개부(1412)를 구비할 수 있다. 도 16과 같이 절개부(1412)를 구비하는 경우에 절개부(1412)를 중심으로 분리된 막대형 안테나(710)의 좌우측의 자기장감쇄판(1410a, 1410b)은 각각 반대방향의 와전류가 흘러 막대형 안테나(710)가 발생시키는 좌측 및 우측의 자기장을 효과적으로 감쇄할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 휴대폰과 같은 단말기 내에 자기코어를 구비하고 자기코어의 일측면에 안테나를 위치시킴으로써 자기코어의 타측면 방향으로 발생하는 자기장을 최소화하여 휴대폰 사용시 인체로 향하는 자기장을 감쇄시키고 그 반대 방향으로는 자장의 세기가 2배 가까이 증대되는 효과가 있어 유용한 발명이다.

Claims (23)

  1. 코일 형태의 안테나에서 발생하는 자기장을 차단하는 자기장 차폐장치에 있어서,
    일측면에 상기 안테나가 위치하되 상기 안테나가 이루는 평면과 대략 평행하도록 하고, 상기 안테나의 코일 형상의 내측의 중공부에 대향되는 부분에 돌출부를 갖는 자기코어
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 자기코어의 돌출부는,
    상기 중공부의 중심에 가까울수록 돌출 정도가 큰 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 자기코어의 돌출부는,
    상기 자기코어의 양면 중 상기 안테나가 설치되는 면 또는 상기 안테나가 설치되는 면의 반대쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 자기코어의 면적은 상기 안테나의 코일이 형성하는 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  5. 막대형 안테나에서 발생하는 자기장을 차단하는 자기장 차폐장치에 있어서,
    상기 막대형 안테나에 근접한 긴 바(Bar) 형상의 복수개의 자기코어를 구비하는 차폐부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 자기코어는 복수의 막대 형태의 바가 상하 간격을 갖고 가로로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 차폐부는,
    상기 막대형 안테나가 위치하는 방향과 반대되는 방향으로 돌출된 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 차폐부는,
    상기 막대형 안테나에 가까울수록 크게 돌출된 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 안테나의 막대 부분의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 막대형 안테나는 상기 바와 근접하여 배치되되, 상기 바와 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  11. 코일 형태의 안테나에서 발생하는 자기장을 차단하는 자기장 차폐장치에 있어서,
    상기 안테나가 이루는 평면의 일측면에 대략 평행한 복수개의 긴 형상의 자기코어를 구비하는 차폐부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 차폐부는,
    상기 안테나의 코일 형상의 내측의 중공부에 대향되는 부분에 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 돌출부는,
    상기 안테나가 위치하는 방향 또는 그 반대 방향인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 돌출부는,
    상기 중공부의 중심에 가까울수록 돌출 정도가 큰 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 차폐부의 면적은 상기 안테나의 코일이 형성하는 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  16. 제 5항 또는 제 11항에 있어서, 상기 차폐부는,
    복수의 막대 형태의 바(bar)가 가로 및 세로로 배치되어 격자를 이루는 구조의 자기코어인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  17. 제 1항, 제 5항 및 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기코어의 재질은 규소강판 또는 페라이트를 포함하는 자성물질인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  18. 제 1항, 제 5항 및 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나는 무선통신단말기에 포함되는 안테나인 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 차폐장치는 상기 자기코어를 중심으로 상기 안테나 반대편에 상기 자기코어에 인접하여 자기장감쇄판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  22. 제5항 또는 제11항에 있어서,
    상기 자기장 차폐장치는 상기 차폐부를 중심으로 상기 안테나 반대편에 상기 차폐부에 인접하여 자기장감쇄판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
  23. 제5항에 있어서,
    상기 자기장 차폐장치는 상기 차폐부를 중심으로 상기 안테나 반대편에 상기 차폐부에 인접하여 자기장감쇄판을 포함하고,
    상기 자기장감쇄판은 중심부 부근에 상기 안테나 길이방향으로 절개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐장치.
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