KR101508768B1 - 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체, 안테나 형성방법 및 응용 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체, 안테나 형성방법 및 응용에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대체로 곡면표면을 갖는 프레임상에 안테나 패턴을 열융착하되, 융착시 안테나 패턴을 프레임상에 긴밀히 고정하는 고정핀을 프레임에 돌출형성된 폴의 주변 중 적어도 2군데에 고정시키고, 이후, 폴을 가열 융착하여 안테나 패턴을 프레임에 고정하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체, 안테나 형성방법 및 이를 응용한 무선기기를 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 본 발명은 프레임의 형상을 곡면으로 형성함에도 불구하고 안테나 패턴의 spring back 현상을 줄여 안착성능을 높이고, 제품 불량률을 낮추도록 하는 작용효과가 기대된다.

Description

3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체, 안테나 형성방법 및 응용{Antenna Radiator including 3 dimensional round surface, shaping method and the application}

본 발명은 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체, 안테나 형성방법 및 응용에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대체로 곡면표면을 갖는 프레임상에 안테나 패턴을 열융착하되, 융착시 안테나 패턴을 프레임상에 긴밀히 고정하는 고정핀을 프레임에 돌출형성된 폴의 주변 중 적어도 2군데에 고정시키고, 이후, 폴을 가열 융착하여 안테나 패턴을 프레임에 고정하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체, 안테나 형성방법 및 이를 응용한 무선기기를 제공한다.

최근 단말기의 케이스에 내장되는 형태의 다양한 안테나, 즉 내장형 안테나 및 이를 포함한 전자 장치의 케이스에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 현재 인몰드 안테나(press type), 도금형 안테나(laser type), press 조립형 안테나(press assembly), 프린트형 안테나(print type), 패턴 융착형 안테나(MPA type) 등 다양한 안테나 기술들이 존재하며, 이들은 각각 장단점을 보유하고 있다.

기존의 내장형 안테나 중, 도금형 안테나(laser type)의 경우, 프레임상의 안테나 패턴 안착지점에 레이저를 이용하여 스크래치를 형성하고, 여기에 안테나 패턴을 도금으로 형성하는 방법에 의한다. 그러나, 도금은 그 속성상 안테나 패턴의 완전한 안착이 어려워 불량률이 높고, 도금 물질, 공정에 소요되는 비용이 고가이며, 레이저라는 비싼 장비를 사용하여야 하므로, 비록 곡면상의 프레임에 안테나 패턴의 형성이 가능하다고 할지라도 단가면에서 부담스러운 문제점이 있었다.

또한, 기존의 내장형 안테나중, 패턴 융착형 안테나(MPA type)의 경우 안테나 패턴을 융착하기 위한 프레임의 외관 형상이 3차원 곡면일 경우, 안테나 패턴 프레임과 안테나 패턴간 정합이 용이하지 아니한데, 이는 프레임상에서 안테나 패턴의 들뜸 현상으로 인해 안테나 성능 편차 등 많은 단점이 발생하므로 프레임과 안테나 패턴간의 조립이 용이하지 않은 문제점이 존재한다. 따라서, 3차원 곡면 구조를 가진 프레임 대신 안테나 패턴의 형성이 보다 용이한 2차원 평면구조를 가진 프레임을 적용하여 왔다.

도 1에서는 종래의 2차원 평면형상을 갖는 안테나 방사체를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 2차원 평면구조를 갖는 프레임은 각 평면이 연결되어 전체적으로 3차원의 구조를 갖기는 하나, 각 평면은 2차원 평면인 것에 특징이 있으며, 각 평면간 경계부는 절곡부분을 가지고 있으므로, 소정의 형상을 갖는 안테나 패턴이 절곡부분에 위치하게 되었을 때, 그 절곡부분에 맞추어 안테나 패턴을 절곡함으로써 안테나 패턴을 각 평면에 안착시킬 수가 있다. 이와 같은 안테나 패턴의 안착 가능성 측면에서 3차원 곡면보다는 2차원 평면이 용이한 측면이 존재하므로, 현재까지는 이와 같이 2차원 평면을 갖는 프레임을 사용하여 왔다.

그러나, 이와 같은 안테나 패턴은 상기 2차원 평면을 곡면화하여 표면적은 보다 넓힌 3차원 곡면 프레임에 적용된 안테나 패턴에 비하여 안테나 패턴의 면적이 작고, 또한 2차원 평면 프레임은 그라운드와의 부피공간이 3차원 곡면 프레임에 비하여 보다 협소하므로 안테나의 수신감도 이득 등 기능이 보다 작은 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 프레임의 형상을 곡면으로 형성함에도 불구하고 안테나 패턴의 spring back 현상을 줄여 안착성능을 높이고, 제품 불량률을 낮추는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 그라운드와 안테나 패턴의 거리를 보다 더 길게하고, 그라운드와 프레임간 부피공간을 보다 더 확보하여 안테나 수신감도 이득의 실질적인 향상을 도모하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 프레임과 그라운드 간의 부피공간을 충분히 확보하도록 함으로써 무선기기의 슬림화, 대면적화에도 불구하고 높은 수신감도를 구현할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다. 즉, 디자인 설계의 자유도를 보다 높일 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은 기존의 도금에 비하여 저렴한 공정비용으로 우수한 안테나 성능을 갖는 무선기기를 제조하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 곡면의 표면을 갖는 프레임; 상기 곡면의 표면상에 간격을 두고 일체로 형성되는 폴; 및 상기 폴이 관통되도록 홀이 형성되는 안테나 패턴;을 포함하여 구성되며, 상기 안테나 패턴의 홀에 폴을 관통하여 프레임상에 안착되도록 한 후 , 상기 폴이 열융착되어 안테나 패턴이 프레임상에 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체를 제공한다.

또한 본 발명은 폴이 형성되며 곡면의 표면을 갖는 프레임에, 상기 폴이 관통되도록 홀이 형성된 안테나 패턴을 안착시키는 단계; 상기 폴의 주변부의 적어도 2군데에 고정핀을 접촉 지지하여 프레임상에 안테나 패턴이 안착되도록 하는 단계; 및 상기 고정핀이 접촉된 상태에서 가열펀치를 이용하여 폴을 가압함으로써 안테나 패턴이 프레임에 고정되도록 하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체의 형성방법을 제공한다.

상기 고정핀은 적어도 2개가 일체로 모듈화된 것이 바람직하다.

상기 고정핀의 단부는 상기 프레임 중 곡면부분의 곡률 및 곡면형상에 대응되는 곡률 및 곡면형상을 갖는 것이 바람직하다.

상기 고정핀은 상기 프레임 중 곡면 표면을 지지하는 경우에 그 곡면 표면의 접선과 수직을 이루도록 곡면 표면에 지지되는 것이 바람직하다.

상기 가열펀치의 직경은 상기 홀의 직경 보다 더 큰 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 본 발명은 프레임의 형상을 곡면으로 형성함에도 불구하고 안테나 패턴의 spring back 현상을 줄여 안착성능을 높이고, 제품 불량률을 낮추도록 하는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 그라운드와 안테나 패턴의 거리를 보다 더 길게하고, 그라운드와 프레임간 부피공간을 보다 더 확보하여 안테나 수신감도 이득의 실질적인 향상을 도모할 수 있는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 프레임과 그라운드 간의 부피공간을 충분히 확보하도록 함으로써 무선기기의 슬림화, 대면적화에도 불구하고 높은 수신감도를 구현할 수 있도록 하며, 따라서 무선기기 또는 안테나 패턴을 위한 프레임 디자인 설계의 자유도를 보다 높일 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은 기존의 도금에 비하여 저렴한 공정비용으로 우수한 안테나 성능을 갖는 무선기기를 제조하도록 하는 작용효과가 기대된다.

도 1은 종래의 2차원 평면 표면을 갖는 안테나 방사체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체에서 폴의 가압전과 가압후를 각각 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체의 형성방법을 나타내는 과정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의하여 고정핀이 프레임의 곡면 표면을 지지하는 경우, 그 곡면 표면의 접선과 수직을 이루도록 곡면 표면에 지지되는 것을 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면과 바람직한 실시예를 기초로 보다 상세하게 설명하기로 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.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체(100)를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2의 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 상기 안테나 방사체(100)는 곡면의 표면을 갖는 프레임(101); 상기 곡면의 표면상에 간격을 두고 일체로 형성되는 폴(103); 및 상기 폴(103)이 관통되도록 홀(104)이 형성되는 안테나 패턴(102);을 포함하여 구성된다.

상기 안테나 패턴(102)은 주로 구리 등 재질로 제조되는 독립된 성형물로서, 프레임(101)에 물리적으로 결합되어 사용되는 것이다.

한편, 프레임(101)은 주로 휴대폰 등 무선기기의 내장형 안테나를 지지하는 프레임으로서, 휴대폰의 모서리 등 단부 근처를 구성한다.

상기 안테나 패턴(102)을 상기 프레임(101)에 안착시킬 때, 안테나 패턴(102)의 홀(104)에 폴(103)을 관통하여 프레임(101)의 표면에 안착시키며, 이후, 상기 폴(103)을 가열 융착함으로써, 상기 폴(103)이 고정쇠 역할을 하며, 이로부터 안테나 패턴(102)이 프레임(101)상에 단단히 고정될 수 있다.

이와 같이 3차원 곡면을 갖는 프레임(101)에 안테나 방사체(100)를 완전히 안착시킴으로써 실용화하면 수신감도 등 performance가 보다 향상된 무선기기의 구현이 가능하다. 이는 개념적으로는 필요성이 존재하였어도 실제로 구현이 매우 어려웠었으며, 본 발명은 실용화가 가능하도록 고안된 것이다.

이와 같은 안테나 방사체(100)를 형성하는 방법에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체(100)의 형성방법을 나타내는 과정도이다.

도시된 바와 같이, 먼저, 폴(103)이 형성되며 곡면의 표면을 갖는 무선기기용 프레임(101)에, 상기 폴(103)이 관통되도록 홀(104)이 형성된 안테나 패턴(102)을 홀(104)에 폴(103)이 관통되도록 하여 안착시키는 단계를 수행한다.

상기 안테나 패턴(102)은 예를 들어 박형의 금속재질로 이루어지는데, 탄성을 가지므로 최초의 형상이 프레임(101)과 부합되지 않는 경우에는 프레임(101)의 표면형상에 따라 안착되기 어렵다.

따라서, 상기 안테나 패턴(102)을 프레임(101)에 완전히 고정시키기 위한 부가 장치가 필요한 것이며, 이에 본 발명의 하나의 특징이 구현된다.

즉, 상기 폴(103)의 주변부의 적어도 2군데에 고정핀(105)을 접촉 지지하여 프레임(101)상에 안테나 패턴(102)이 안착되도록 하는데, 이로써 폴(103)의 열융착 과정이 가능해지며, 상기 고정핀(105)의 접촉 지지과정은 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체(100)의 완성에 필수적인 과정이 된다고 볼 것이다.

상기 고정핀(105)은 상기 폴(103)의 서로 대향되는 위치의 두 지점에 접촉되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 고정핀(105)은 적어도 2개 이상 적용되어야 한다.

이후에, 상기 고정핀(105)이 접촉된 상태에서 가열펀치(106)를 이용하여 폴(103)을 가압함으로써 안테나 패턴(102)이 프레임(101)에 고정되도록 하며, 이로써 안테나 방사체(100)가 완성된다.

상기 고정핀(105)은 적어도 2개가 일체로 모듈화될 수 있다. 상기 고정핀(105)은 가압장치에 장착될 수 있으며, 따라서 안테나 방사체(100) 제조과정에서 고정핀(105)의 접촉 지지는 자동화된 가압장치에 의해서 수행되는 것이 바람직하다고 할 것이다.

상기 고정핀(105)이 장착된 가압장치는 본 발명의 범위를 벗어나므로 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 상기 고정핀(105)은 모듈화되어 폴(103)의 열융착 장치의 일 구성요소로서 장착되어 사용될 수도 있을 것이다.

상기 고정핀(105)은 3차원의 곡면형상을 갖는 프레임(101)상에서 안테나 패턴(102)을 고정하여야 하기 때문에, 고정핀(105)의 단부가 곡면부분의 형상과 곡률에 대응되도록 형상화되는 것이 바람직하다. 고정핀(105)은 모든 동일 형태의 프레임(101)상에서 폴(103)의 위치를 동일하게 함으로써, 그 재활용이 가능하며, 대량생산체제에도 적합하게 적용할 수 있다.

물론, 그 단부가 3차원의 곡면표면 형상에 대응되지 않는다고 하여도 고정은 가능하나, 고정력이나 고정의 안정성은 다소 떨어질 것이다.

한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의하여 고정핀(105)이 프레임(101)의 곡면 표면을 지지하는 경우, 그 곡면 표면의 접선과 수직을 이루도록 곡면 표면에 지지되는 것을 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이 고정핀(105)이 곡면 표면을 지지하는 경우에는 그 고정력과 고정의 안정성이 보다 향상될 것으로 기대할 수 있다.

한편, 상기 가열펀치(106)의 직경은 상기 홀(104)의 직경 보다 더 크게 구성되는 경우라야, 융착된 폴(103)이 홀(104)의 직경보다 크게 되어 안테나 패턴(102)이 프레임(101)상에 단단히 고정될 수 있을 것이다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 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.

100 : 안테나 방사체 101 : 프레임
102 : 안테나 패턴 103 : 폴
104 : 홀 105 : 고정핀
106 : 가열펀치

Claims (6)

1. 삭제
2. 폴이 형성되며 곡면의 표면을 갖는 프레임에, 상기 폴이 관통되도록 홀이 형성된 안테나 패턴을 안착시키는 단계;
   상기 폴의 주변부의 적어도 2군데에 고정핀을 접촉 지지하여 프레임상에 안테나 패턴이 안착되도록 하는 단계; 및
   상기 고정핀이 접촉된 상태에서 가열펀치를 이용하여 폴을 가압함으로써 안테나 패턴이 프레임에 고정되도록 하는 단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체의 형성방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정핀은 적어도 2개가 일체로 모듈화된 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체의 형성방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정핀의 단부는 상기 프레임 중 곡면부분의 곡률 및 곡면형상에 대응되는 곡률 및 곡면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체의 형성방법.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정핀은 상기 프레임 중 곡면 표면을 지지하는 경우에 그 곡면 표면의 접선과 수직을 이루도록 곡면 표면에 지지되는 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체의 형성방법.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 가열펀치의 직경은 상기 홀의 직경 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 3차원 곡면 표면을 갖는 안테나 방사체의 형성방법.
   

Images