KR101289662B1 - Mathod for optimum coupling of contactless comunication antenna and dual-resonance booster coil - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부스터 코일의 끝단 패턴을 통해 메인 안테나로 신호가 전달되도록 부스터 코일과 메인 안테나의 일정영역을 이웃하여 커플링함으로써 우수한 성능을 달성하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 목적은 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 커플링 방법에 있어서, 단말 내부에 형성된 요홈에 삽입되는 메인안테나 코일 및 상기 단말 내부를 보호하기 위한 단말커버에 안착되는 부스터 코일을 포함하되, 상기 부스터 코일의 일단부가 상기 메인안테나 코일의 단부에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법에 의해 달성된다.The present invention relates to an optimal coupling method of a non-contact communication antenna and a dual resonance booster coil. The present invention relates to an optimal coupling method of an antenna for contactless communication and a booster coil for dual resonance, which achieves excellent performance by coupling.
The object of the present invention is a coupling method of a non-contact communication antenna and a dual resonance booster coil, comprising: a main antenna coil inserted into a recess formed in a terminal and a booster coil seated on a terminal cover for protecting the inside of the terminal; However, one end of the booster coil is achieved by the optimal coupling method of the antenna for contactless communication and the booster coil for dual resonance, characterized in that arranged in contact with the end of the main antenna coil.
Description
본 발명은 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부스터 코일의 끝단 패턴을 통해 메인 안테나로 신호가 전달되도록 부스터 코일과 메인 안테나의 일정영역을 이웃하여 커플링함으로써 우수한 성능을 달성하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an optimal coupling method of a non-contact communication antenna and a dual resonance booster coil. The present invention relates to an optimal coupling method of an antenna for contactless communication and a booster coil for dual resonance, which achieves excellent performance by coupling.
비접촉식 통신을 위한 안테나가 시스템과 함께 단말 내부에 탑재되어 RF 신호를 읽거나 쓸 때, 구현 공간이 협소한 경우 안테나는 매우 작게 설계되어야 한다. 이에, 그 방사성능 역시 저하되어 원활한 RF 통신이 어려운 문제점이 있었다. 더욱이, 안테나는 단말 내부에 탑재되기 때문에 주변 금속물질로부터 전파방해를 받기 때문에 그 어려움이 가중되는 문제점도 있었다. When an antenna for contactless communication is mounted inside a terminal with a system to read or write an RF signal, the antenna should be designed to be very small when the implementation space is small. Thus, the radiation performance is also lowered, there was a problem that smooth RF communication is difficult. In addition, since the antenna is mounted inside the terminal, the antenna is subjected to radio interference from surrounding metallic materials, thereby increasing its difficulty.
이러한 문제점을 해결하기 위해 부스터 코일을 메인 안테나와 커플링하여 부스터 코일에서 메인 안테나의 신호를 전달받아 방사성능을 개선시켜 주고, 이중 공진을 통하여 대역폭을 넓혀주는 역할을 하는 방안이 고안되었다.In order to solve this problem, the booster coil is coupled with the main antenna to improve the radio performance by receiving the signal of the main antenna from the booster coil, and a method of increasing the bandwidth through double resonance has been devised.
일반적으로 메인 안테나와 부스터 코일은 도 1과 같이 부스터 코일(210)의 패턴 전반에 커플링을 일으키기 위하여 메인안테나 코일(110)이 부스터 코일(210)의 중앙에 위치하는 것이 유리하다. 그러나, 메인안테나 코일(110)과 부스터 코일(210)의 물리적 크기 차가 큰 경우 부스터 코일(210)의 중앙에 메인안테나 코일(110)을 위치시켜 커플링을 유도하여도 커플링 영역의 공간적 차로 인해 방사성능에 한계가 생겨 원활한 커플링이 이루어지지 않아 성능개선이 전혀 이루어 지지 않는 문제점이 있었다.
In general, the main antenna and the booster coil is advantageously located in the center of the
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 메인 안테나와 부스터 코일의 물리적 크기 차가 큰 경우에도 우수한 방사성능으로 원활한 커플링을 유도하여 소형 단말에서도 원활한 비접촉식 통신을 수행하는 최적의 커플링 구조를 제공하기 위한 목적이 있다.
The present invention devised to solve the problems of the prior art as described above, even when the physical size difference between the main antenna and the booster coil is large, the optimum couple to conduct a smooth contactless communication even in a small terminal by inducing a smooth coupling with excellent radiation performance The purpose is to provide a ring structure.
본 발명의 상기 목적은 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 커플링 방법에 있어서, 단말 내부에 형성된 요홈에 삽입되는 메인안테나 코일 및 상기 단말 내부를 보호하기 위한 단말커버에 안착되는 부스터 코일을 포함하되, 상기 부스터 코일의 일단부가 상기 메인안테나 코일의 단부에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법에 의해 달성된다.The object of the present invention is a coupling method of a non-contact communication antenna and a dual resonance booster coil, comprising: a main antenna coil inserted into a recess formed in a terminal and a booster coil seated on a terminal cover for protecting the inside of the terminal; However, one end of the booster coil is achieved by the optimal coupling method of the antenna for contactless communication and the booster coil for dual resonance, characterized in that arranged in contact with the end of the main antenna coil.
바람직하게는, 상기 메인안테나 코일 또는 상기 부스터 코일 중 어느 하나 이상은 보조기판에 안착되어 상기 요홈에 삽입 또는 상기 단말커버에 안착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, at least one of the main antenna coil or the booster coil is seated on an auxiliary substrate and is inserted into the groove or seated on the terminal cover.
또한 바람직하게는, 상기 메인안테나 코일의 배면에 부착되는 제1페라이트 또는 상기 부스터 코일의 배면에 부착되는 제2페라이트 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the method may further include at least one of a first ferrite attached to the rear surface of the main antenna coil and a second ferrite attached to the rear surface of the booster coil.
또한 바람직하게는, 상기 제1페라이트는 메인안테나 코일의 전면적에 적용되고, 상기 제2페라이트는 메인안테나 코일과의 커플링이 발생하는 영역을 제외한 나머지 부분에 적용되는 것을 특징으로 한다.
Also preferably, the first ferrite is applied to the entire area of the main antenna coil, and the second ferrite is applied to the remaining portions except for the region where the coupling with the main antenna coil occurs.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 메인 안테나와 부스터 코일의 물리적 크기 차가 큰 경우에도 우수한 방사성능으로 원활한 커플링을 유도하여 소형 단말에서도 원활한 비접촉식 통신을 수행하는 최적의 커플링 구조를 제공할 수 있는 효과가 있다.
The present invention devised to solve the problems of the prior art as described above, even when the physical size difference between the main antenna and the booster coil is large, the optimum couple to conduct a smooth contactless communication even in a small terminal by inducing a smooth coupling with excellent radiation performance There is an effect that can provide a ring structure.
도 1은 종래기술에 따른 메인 안테나와 부스터 코일의 커플링 구조를 나타낸 도면((a)평면도, (b)정면도),
도 2는 본 발명에 따른 메인 안테나와 부스터 코일의 커플링 구조를 나타낸 도면((a)평면도, (b)정면도),
도 3은 종래기술과 본 발명의 주파수별 인덕턴스(Inductance) 차이를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 메인 안테나와 부스터 코일의 커플링 구조를 나타낸 상세구성도이다.1 is a view showing a coupling structure of a main antenna and a booster coil according to the prior art ((a) plan view, (b) front view),
2 is a view showing a coupling structure of a main antenna and a booster coil according to the present invention ((a) plan view, (b) front view),
Figure 3 is a view showing the difference in frequency inductance (Inductance) according to the prior art and the present invention,
4 is a detailed configuration diagram illustrating a coupling structure of a main antenna and a booster coil according to the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 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.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
이하 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 메인 안테나와 부스터 코일의 커플링 구조를 나타낸 도면((a)평면도, (b)정면도)이다. 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 커플링 방법에 있어서, 단말(100) 내부에 형성된 요홈에 삽입되는 메인안테나 코일(110) 및 단말(100) 내부를 보호하기 위한 단말커버(200)에 안착되는 부스터 코일(210)을 포함하되, 부스터 코일(210)의 일단부가 메인안테나 코일(110)의 단부에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 2 is a view showing a coupling structure of a main antenna and a booster coil according to the present invention ((a) plan view, (b) front view). As shown in Figure 2 (a) and 2 (b), the present invention in the coupling method of the antenna for contactless communication and the dual resonance booster coil, the main antenna coil is inserted into the groove formed inside the
여기에서, 메인 안테나의 신호를 전달받아 방사성능을 개선시켜 주고, 이중 공진을 통하여 대역폭을 넓혀주어 통신장애를 억제하는 기능을 수행한다. In this case, the main antenna receives a signal from the main antenna to improve radioactivity, and widens the bandwidth through double resonance to suppress communication failure.
일반적으로 메인안테나 코일(110)을 부스터 코일(210)의 중앙에 위치시켜 패턴 전반에 커플링을 유도하였으나 메인안테나 코일(110)과 부스터 코일(210)의 물리적 크기차가 큰 경우 커플링 영역의 공간적 차로 인해 방사성능에 한계가 생겨 원활한 커플링이 이루어지지 않았다. 이에 본 발명에서는 도 2(b)와 같이 메인안테나 코일(110)과 부스터 코일(210)의 커플링 효과를 최대화하기 위하여 메인안테나 코일(110)을 부스터 코일(210)의 끝단 패턴을 통해 신호가 전달되도록 배치한 것이다.In general, the
도 3은 종래기술과 본 발명의 주파수별 인덕턴스(Inductance) 차이를 나타낸 도면이다. 여기에서, 종래기술은 메인안테나 코일(110)을 부스터 코일(210)의 중앙에 위치시키는 것이며, 인덕턴스는 비접촉식 통신을 위한 안테나에 있어서 안테나의 전류 전달특성을 결정하는 중요한 요소이다. 또한, 도 3에 도시된 도면에서 메인안테나 코일(110)과 부스터 코일(210)의 물리적 크기차는 1:5 이상이다.3 is a view showing a difference in frequency inductance (frequency inductance) of the prior art and the present invention. Here, the prior art is to place the
도 3에 도시된 바와 같이, 같은 환경 및 동일한 안테나를 적용한 경우 각 주파수 영역별로 1nH 이상의 인덕턴스 차이를 보인다. 이는 소형 안테나의 일반적인 인덕턴스가 0.8 내지 1.5nH 인 것을 감안할 때 매우 큰 비중을 차지하는 값이다.As shown in FIG. 3, when the same environment and the same antenna are applied, an inductance difference of 1 nH or more is shown for each frequency region. This is a very large value given that the typical inductance of a small antenna is 0.8 to 1.5 nH.
도 4는 본 발명에 따른 메인 안테나와 부스터 코일의 커플링 구조를 나타낸 상세구성도이다. 단말(100)의 일반적인 폼팩터에서 도 4에 도시된 바와 같이, 메인안테나 코일(110) 또는 부스터 코일(210) 중 어느 하나 이상은 제1,2보조기판(120, 220)에 안착되어 요홈에 삽입되거나 단말커버(200)에 안착되는 것이 바람직하다.4 is a detailed configuration diagram illustrating a coupling structure of a main antenna and a booster coil according to the present invention. As shown in FIG. 4 in the general form factor of the
이때, 메인안테나 코일(110) 또는 부스터 코일(210) 중 어느 하나 이상은 이러한 제1,2보조기판(120, 220)의 일면에 피복코일로 임베딩(Embedding)하여 형성되거나 보조기판의 일면에 전도성 잉크로 프린팅하여 형성될 수 있다.At this time, any one or more of the
여기에서, 피복코일의 코일은 Cu, Ag 또는 Al 중 어느 하나 이상으로 구성되는 것이 바람직하다. Here, the coil of the coating coil is preferably composed of any one or more of Cu, Ag or Al.
또한, 메인안테나 코일(110) 또는 부스터 코일(210) 중 어느 하나 이상의 배면에는 전파방해를 해소하기 위한 제1,2페라이트(130, 230)가 적용되는 것이 바람직한데, 이러한 제1,2페라이트(130, 230)는 접착시트에 의해 메인안테나 코일(110) 또는 부스터 코일(210) 중 어느 하나 이상에 부착된다.In addition, it is preferable that the first and
더욱 상세하게, 메인안테나 코일(110)의 배면에 부착되는 제1페라이트는 메인안테나 코일(110)의 전면적에 적용되고, 부스터 코일(210)의 배면에 부착되는 제2페라이트는 부스터 코일(210)의 전면적 중 메인안테나 코일(110)과 접하여 커플링이 발생하는 패턴의 영역을 제외한 나머지 부분에 적용되는 것이 바람직하다.In more detail, the first ferrite attached to the rear surface of the
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.
100 : 단말 110 : 메인안테나 코일
120 : 제1보조기판 130 : 제1페라이트
200 : 단말커버 210 : 부스터 코일
220 : 제2보조기판 230 : 제2페라이트100: terminal 110: main antenna coil
120: first auxiliary substrate 130: first ferrite
200: terminal cover 210: booster coil
220: second auxiliary substrate 230: second ferrite
Claims (7)
단말 내부에 형성된 요홈에 삽입되는 메인안테나 코일; 및
상기 단말 내부를 보호하기 위한 단말커버에 안착되는 부스터 코일
을 포함하되,
상기 부스터 코일의 일단부가 상기 메인안테나 코일의 단부에 접하도록 배치되며, 상기 메인안테나 코일 또는 상기 부스터 코일 중 어느 하나 이상은 보조기판에 안착되어 상기 요홈에 삽입 또는 상기 단말커버에 안착되는 것을 특징으로 하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법.
In the coupling method of a non-contact communication antenna and a double resonance booster coil,
A main antenna coil inserted into a groove formed inside the terminal; And
Booster coil mounted on the terminal cover to protect the inside of the terminal
Including,
One end of the booster coil is disposed to contact the end of the main antenna coil, wherein at least one of the main antenna coil or the booster coil is seated on an auxiliary substrate and inserted into the groove or seated on the terminal cover. Optimal coupling method of a non-contact communication antenna and a double resonance booster coil.
상기 메인안테나 코일 또는 상기 부스터 코일 중 어느 하나 이상은 상기 보조기판의 일면에 피복코일로 임베딩(Embedding)하여 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법.
The method of claim 1,
Any one or more of the main antenna coil or the booster coil is formed by embedding (embedding) with a covering coil on one surface of the auxiliary substrate.
상기 피복코일의 코일은 Cu, Ag 또는 Al 중 어느 하나 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법.
The method of claim 3, wherein
The coil of the covering coil is an optimal coupling method of the antenna for contactless communication and the booster coil for dual resonance, characterized in that composed of any one or more of Cu, Ag or Al.
상기 메인안테나 코일 또는 상기 부스터 코일 중 어느 하나 이상은 상기 보조기판의 일면에 전도성 잉크로 프린팅하여 형성한 것을 특징으로 하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법.
The method of claim 1,
Any one or more of the main antenna coil or the booster coil is formed by printing with conductive ink on one surface of the auxiliary substrate, the optimal coupling method of the antenna and the dual resonance booster coil for communication.
상기 메인안테나 코일의 배면에 부착되는 제1페라이트 또는 상기 부스터 코일의 배면에 부착되는 제2페라이트 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법.
The method of claim 1,
Optimum coupling method of the non-contact communication antenna and the dual resonance booster coil further comprises any one or more of the first ferrite attached to the back of the main antenna coil or the second ferrite attached to the back of the booster coil. .
상기 제1페라이트는 메인안테나 코일의 전면적에 적용되고, 상기 제2페라이트는 메인안테나 코일과의 커플링이 발생하는 영역을 제외한 나머지 부분에 적용되는 것을 특징으로 하는 비접촉 통신용 안테나 및 이중 공진용 부스터 코일의 최적 커플링 방법.The method according to claim 6,
The first ferrite is applied to the entire area of the main antenna coil, and the second ferrite is applied to the remaining portion except for the region where the coupling with the main antenna coil occurs, the antenna for non-contact communication and the double resonance booster coil Optimal coupling method.
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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