KR101559527B1 - Ｎｆｃ 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말 - Google Patents

Ｎｆｃ 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말 Download PDF

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Abstract

방사 시트를 안테나 시트의 일부와 중첩되도록 실장하여 안테나 성능을 최대화하도록 한 NFC 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말이 제시된다. 제시된 NFC 안테나 모듈은 전자파 차폐 시트; 중앙부의 외주를 따라 방사 패턴이 형성되고, 전자파 차폐 시트에 적층되는 안테나 시트; 및 안테나 시트에 적층되어 방사 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 중앙부를 노출시키는 오목부가 형성되는 방사 시트를 포함한다.

Description

ＮＦＣ 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말{NFC ANTENNA MODULE AND PORTABLE TERMINAL DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 NFC 안테나 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 단말에 내장되어 다른 휴대 단말에 내장된 NFC 안테나 모듈과 통신을 수행하는 NFC 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말에 관한 것이다.
기술의 발전과 함께 휴대폰, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP), 내비게이션, 랩톱 등과 같은 휴대 단말들은 통화, 동영상/음악 재생, 길안내 등과 같은 기본 기능 이외에도 디엠비, 무선 인터넷, 기기 간의 근거리 통신 등의 기능을 추가로 제공하고 있다. 그에 따라, 휴대 단말은 무선 인터넷, 블루투스 등과 같이 무선통신을 위한 복수의 안테나를 구비한다.
이외에도, 최근에는 근거리 통신(즉, NFC)을 이용하여 단말 간의 정보 교환, 결제, 티켓 예매, 검색 등의 기능을 휴대 단말에 적용하는 추세에 있다. 이를 위해, 휴대 단말에는 근거리 통신 방식에 사용되는 휴대 단말용 안테나 모듈(즉, NFC 안테나 모듈)이 장착되고 있다. 이때, 사용되는 NFC 안테나 모듈은 전자태그(RFID)의 하나로 대략 13.56㎐ 정도의 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10cm 정도의 가까운 거리에서 단말 간 데이터를 전송한다. NFC는 결제뿐만 아니라 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금장치 등에 광범위하게 활용된다.
최근에는 타블렛, 스마트폰 등의 휴대용 단말의 시장이 급속이 확대되고 있다. 휴대용 단말은 근거리 통신(즉, NFC)을 이용하여 단말 간의 정보 교환, 결제, 티켓 예매, 검색 등의 기능을 포함하는 추세에 있다. 그에 따라, 근거리 통신 방식에 사용되는 NFC 안테나 모듈의 수요가 증가하고 있다.
휴대용 단말에는 차등 안테나 타입(differential antenna type)의 NFC 안테나 모듈이 주로 사용된다. 차등 안테나 타입의 NFC 안테나 모듈에서는 방사체 패턴을 통해 외부의 단말로부터 신호를 수신하고, 방사체 패턴의 일측 종단부에 연결된 신호라인에서만 신호전달이 이루어진다. 그에 따라, 종래의 NFC 안테나 모듈의 경우 수신되는 신호의 수신 세기가 약하기 때문에 리더 모드에서의 수신 성능이 저하되고, 리더모드 인식거리가 감소하는 문제점이 있다.
한국공개특허 10-2009-0126323(명칭: NFC 모듈, 특히 이동 전화기용 NFC 모듈) 한국등록특허 10-1098263(명칭: 엔에프시 루프 안테나)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 방사 시트를 안테나 시트의 일부와 중첩되도록 실장하여 안테나 성능을 최대화하도록 한 NFC 안테나 모듈 및 이를 구비하는 휴대 단말을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈은, 전자파 차폐 시트; 중앙부의 외주를 따라 방사 패턴이 형성되고, 전자파 차폐 시트에 적층되는 안테나 시트; 및 안테나 시트에 적층되어 방사 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 중앙부를 노출시키는 오목부가 형성되는 방사 시트를 포함한다. 이때, 방사 시트는, 방사 패턴의 좌측 패턴 및 우측 패턴 및 하부 패턴과 중첩 영역을 형성한다.
방사 시트는, 오목부의 좌측에 형성되고, 방사 패턴의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1돌출부; 오목부의 우측에 형성되고, 방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2돌출부; 및 오목부의 하측에 형성되고, 방사 패턴의 하부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 베이스부를 포함할 수 있다. 이때, 베이스부는, 하부 패턴과 중첩되는 영역에 하부 패턴의 일부를 노출시키는 하나 이상의 슬롯이 형성될 수도 있다.
방사 시트는, 제1돌출부 및 베이스부의 일부를 포함하고, 방사 패턴의 좌측 패턴 및 하부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1방사 시트; 및 제2돌출부 및 베이스부의 다른 일부를 포함하고, 방사 패턴의 우측 패턴 및 하부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2방사 시트를 포함할 수도 있다. 이때, 제1방사 시트 및 제2방사 시트는 하부 패턴과 중첩되는 영역에서 이격되고, 이격된 영역을 통해 방사 패턴의 하부 패턴이 외부로 노출될 수 있다.
방사 시트는, 오목부의 좌측에 형성되고, 방사 패턴의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1돌출부; 오목부의 우측에 형성되고, 방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2돌출부; 및 오목부의 하측에 형성되고, 방사 패턴의 하부 패턴이 노출되도록 형성되는 베이스부를 포함할 수도 있다. 이때, 방사 시트는, 제1돌출부 및 베이스부의 일부를 포함하고, 방사 패턴의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1방사 시트; 및 제2돌출부 및 베이스부의 다른 일부를 포함하고, 방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2방사 시트를 포함하고, 제1방사 시트 및 제2방사 시트는 이격될 수도 있다.
전자파 차폐 시트는 페라이트 시트를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, NFC 안테나 모듈은 방사 패턴의 상부에 금속 재질의 방사 시트를 중첩 적층함으로써, 방사 패턴의 방사가 방사 시트를 통해 이루어지게 되어 안테나 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 방사 패턴과 중첩되는 방사 시트의 일부 영역에 슬롯을 형성함으로써, 안테나 성능을 극대화하면서 방사 시트의 면적을 줄여 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 안테나 시트를 설명하기 위한 도면.
도 3 내지 도 7은 도 1의 방사 시트를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 NFC 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이고, 도 3 내지 도 7은 도 1의 방사 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, NFC 안테나 모듈은 전자파 차폐 시트(200), 안테나 시트(300), 방사 시트(400)를 포함하여 구성된다. 여기서, 도 1에서는 NFC 안테나 모듈이 휴대 단말의 배터리팩(100)에 실장되는 것으로 도시하였으나, 후면 하우징(미도시)에 실장될 수 있다.
전자파 차폐 시트(200)는 페라이트 시트 등의 전자파 차단 재질의 시트로 구성된다. 전자파 차폐 시트(200)는 휴대 단말의 구동 전원을 공급하는 배터리팩(100)의 일면에 실장된다. 물론, 전자파 차폐 시트(200)는 휴대 단말의 후면 하우징(미도시)에 실장될 수도 있다.
전자파 차폐 시트(200)는 배터리팩(100)의 일면 전체를 덮거나, 일면의 일부만을 덮도록 형성된다. 그에 따라, 전자파 차폐 시트(200)의 면적은 배터리팩(100) 일면의 면적 이하로 형성된다.
안테나 시트(300)는 전자파 차폐 시트(200)의 일면에 적층된다. 즉, 안테나 시트(300)는 배터리팩(100)과 접촉되는 전자파 차폐 시트(200)의 일면과 대향되는 다른 일면에 적층된다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 시트(300)는 연성회로기판(FPCB)으로 형성되며, 연성회로기판의 일면에 NFC 주파수 대역에 공진하는 방사 패턴(320)이 형성된다. 여기서, 방사 패턴(320)은 중앙부(310)의 외주를 따라 와이어가 복수 회 감긴 루프 형상으로 형성되고, 양단은 안테나 시트(300)에 형성된 단자들(미도시)을 통해 휴대 단말의 급전단(미도시)과 연결된다. 여기서, 본 발명의 실시예를 용이하게 설명하기 위해 방사 패턴(320)을 좌측 패턴(322), 우측 패턴(324), 상부 패턴(326), 하부 패턴(328)으로 구분하여 설명한다.
안테나 시트(300)는 전자파 차폐 시트(200)의 일면에 일측으로 치우쳐진 형태로 배치된다. 즉, 안테나 시트(300)는 전자파 차폐 시트(200)의 일면 상측, 하측, 좌측, 우측 중에 하나의 측부로 치우쳐진 형태로 배치된다. 이때, 안테나 시트(300)의 면적은 전자파 차폐 시트(200)의 면적 이하로 형성된다.
방사 시트(400)는 금속(Metal) 재질로 형성되어, 안테나 시트(300)의 일면에 적층된다. 즉, 방사 시트(400)는 전자파 차폐 시트(200)와 접촉되는 안테나 시트(300)의 일면과 대향되는 일면에 적층된다. 이때, 방사 시트(400)는 안테나 시트(300)에 형성된 방사 패턴(320)과 일부 중첩되어 중첩 영역을 형성한다. 방사 시트(400)는 중첩 영역에서 방사 패턴(320)과 접촉되어 보조 방사체로 동작하거나, 소정 간격 이격되어 커플링 효과를 통해 보조 방사체로 동작할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 방사 시트(400)는 일측에 직사각형 형상에 오목부(410)가 형성되어 안테나 시트(300)의 중앙부(310)를 노출시킨다. 방사 시트(400)는 오목부(310)의 좌측에 제1돌출부(420)가 형성되고, 오목부(310)의 우측에 제2돌출부(430)가 형성되고, 오목부(310)의 하측에 베이스부(440)가 형성된다. 이때, 방사 시트(400)는 U 형상으로 형성되며, 베이스부(440)는 방사 패턴(320)의 하부 패턴(328)과 중첩 영역을 형성하고, 제1돌출부(420)는 방사 패턴(320)의 좌측 패턴(322)과 중첩 영역을 형성하고, 제2돌출부(430)는 방사 패턴(320)의 우측 패턴(324)과 중첩 영역을 형성한다. 그에 따라, 방사 시트(400)는 방사 패턴(320)의 보조 방사체로 동작하게 되어 방사 면적이 증가하게 되고, 방사 면적의 증가로 인해 안테나 성능을 극대화할 수 있다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 방사 시트(400)는 베이스부(440)에 하나 이상의 슬롯(450)이 형성될 수도 있다. 즉, 베이스부(440)는 방사 패턴(320)의 하부 패턴(328)과 중첩되는 영역에 복수의 슬롯(450)이 형성된다. 그에 따라, 복수의 슬롯(450)에서 하부 패턴(328)의 일부가 노출된다. 이를 통해, 도 3에 도시된 방사 시트(400)를 적용한 NFC 안테나 모듈에 과 동등한 안테나 특성을 유지하면서, 방사 시트(400)의 면적을 줄여 단가를 절감할 수 있다.
방사 시트(400)는 방사 패턴(320)의 양측부 패턴(즉, 좌측 패턴(322) 및 우측 패턴(324))에만 중첩 영역을 형성할 수도 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 방사 시트(400)는 일측에 직사각형 형상에 오목부(410)가 형성되어 U 형상으로 형성되고, 제1돌출부(420) 및 제2돌출부(430)가 방사 패턴(320)의 좌측 패턴(322) 및 우측 패턴(324)과 중첩 영역을 형성하고, 베이스부(440)가 하부 패턴(328)과 이격되도록 형성된다. 그에 따라, 안테나 시트(300)의 중앙부(310) 및 하부 패턴(328)이 오목부(410)를 통해 노출된다. 이를 통해, 도 4에 도시된 방사 시트(400)를 적용한 NFC 안테나 모듈과 동등한 안테나 특성을 유지하면서, 방사 시트(400)의 면적을 줄여 단가를 절감할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 방사 시트(400)는 제1방사 시트(460) 및 제2방사 시트(470)로 구성되어, 방사 패턴(320)의 양측부 패턴(즉, 좌측 패턴(322) 및 우측 패턴(324)) 및 하부 패턴(328)의 일부와 중첩 영역을 형성할 수도 있다. 즉, 방사 시트(400)는 제1돌출부(420) 및 베이스부(440)의 일부를 포함하여 '
Figure 112014044781777-pat00001
' 형상으로 형성된 제1방사 시트(460)와, 제2돌출부(430) 및 베이스부(440)의 다른 일부를 포함하여 '
Figure 112014044781777-pat00002
' 형상으로 형성된 제2방사 시트(470)로 구성된다. 제1방사 시트(460)는 방사 패턴(320)의 좌측 패턴(322)과 하부 패턴(328)의 좌측 일부와 중첩 영역을 형성한다. 제2방사 시트(470)는 제1방사 시트(460)와 소정간격 이격되어 적층되며, 방사 패턴(320)의 우측 패턴(324)과 하부 패턴(328)의 우측 일부와 중첩 영역을 형성한다.
이때, 제1방사 시트(460)와 제2방사 시트(470)의 사이에 이격 영역(480)이 형성되고, 방사 패턴(320)의 하부 패턴(328) 일부가 이격 영역(480)을 통해 노출된다. 이를 통해, 방사 시트(400)는 방사 패턴(320)의 보조 방사체로 동작하게 되어 방사 면적이 증가하게 되고, 방사 면적의 증가로 인해 안테나 성능을 극대화할 수 있다.
여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1방사 시트(460)는 제1돌출부(420) 및 베이스부(440)의 일부를 포함하고, 방사 패턴(320)의 좌측 패턴(322) 일부와 중첩 영역을 형성한다. 제2방사 시트(470)는 제2돌출부(430) 및 베이스부(440)의 다른 일부를 포함하고, 우측 패턴(324)의 일부와 중첩 영역을 형성한다.
이때, 제1방사 시트(460) 및 제2방사 시트(470)에 포함된 베이스부(440)는 하부 패턴(328)과 이격되도록 형성되고, 제1방사 시트(460)에 포함된 베이스부(440)의 일부와 제2방사 시트(470)에 포함된 베이스부(440)의 일부 사이에 이격 영역(480)이 형성된다. 이를 통해, 도 5에 도시된 방사 시트(400)를 적용한 NFC 안테나 모듈과 동등한 안테나 특성을 유지하면서, 방사 시트(400)의 면적을 줄여 단가를 절감할 수 있다.
상술한 바와 같이, NFC 안테나 모듈은 방사 패턴의 상부에 금속 재질의 방사 시트를 중첩 적층함으로써, 방사 패턴의 방사가 방사 시트를 통해 이루어지게 되어 안테나 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, NFC 안테나 모듈은 방사 패턴과 중첩되는 방사 시트의 일부 영역에 슬롯을 형성함으로써, 안테나 성능을 극대화하면서 방사 시트의 면적을 줄여 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 배터리팩 200: 전자파 차폐 시트
300: 안테나 시트 310: 중앙부
320: 방사 패턴 322: 좌측 패턴
324: 우측 패턴 326: 상부 패턴
328: 하부 패턴 400: 방사 시트
410: 오목부 420: 제1돌출부
430: 제2돌출부 440: 베이스부
450: 슬롯 460: 제1방사 시트
470: 제2방사 시트 480: 이격 영역

Claims (11)

  1. 전자파 차폐 시트;
    중앙부의 외주를 따라 방사 패턴이 형성되고, 상기 전자파 차폐 시트에 적층되는 안테나 시트; 및
    상기 안테나 시트에 적층되어 상기 방사 패턴과 중첩 영역을 형성하고, 상기 중앙부를 노출시키는 오목부가 형성되는 방사 시트를 포함하고,
    상기 방사 시트는,
    상기 방사 패턴의 좌측 패턴 및 우측 패턴 및 하부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방사 시트는,
    상기 오목부의 좌측에 형성되고, 상기 방사 패턴의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1돌출부;
    상기 오목부의 우측에 형성되고, 상기 방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2돌출부; 및
    상기 오목부의 하측에 형성되고, 상기 방사 패턴의 하부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 베이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스부는,
    상기 하부 패턴과 중첩되는 영역에 상기 하부 패턴의 일부를 노출시키는 하나 이상의 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 방사 시트는,
    상기 제1돌출부 및 상기 베이스부의 일부를 포함하고, 상기 방사 패턴의 좌측 패턴 및 하부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1방사 시트; 및
    상기 제2돌출부 및 상기 베이스부의 다른 일부를 포함하고, 상기 방사 패턴의 우측 패턴 및 하부 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2방사 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1방사 시트 및 제2방사 시트는 하부 패턴과 중첩되는 영역에서 이격되고, 이격된 영역을 통해 상기 방사 패턴의 하부 패턴이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방사 시트는,
    상기 오목부의 좌측에 형성되고, 상기 방사 패턴의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1돌출부;
    상기 오목부의 우측에 형성되고, 상기 방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2돌출부; 및
    상기 오목부의 하측에 형성되고, 상기 방사 패턴의 하부 패턴이 노출되도록 형성되는 베이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방사 시트는,
    상기 제1돌출부 및 상기 베이스부의 일부를 포함하고, 상기 방사 패턴의 좌측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제1방사 시트; 및
    상기 제2돌출부 및 상기 베이스부의 다른 일부를 포함하고, 상기 방사 패턴의 우측 패턴과 중첩 영역을 형성하는 제2방사 시트를 포함하고,
    상기 제1방사 시트 및 상기 제2방사 시트는 이격되는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 차폐 시트는 페라이트 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 안테나 모듈.
  10. 제1항, 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 NFC 안테나 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 NFC 안테나 모듈은 휴대 단말의 배터리 팩 또는 후면 하우징에 탑재된 것을 특징으로 하는 휴대 단말.
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