KR101584551B1 - Reradiation antenna and wireless charger - Google Patents
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Abstract
절연판; 서로 이격된 복수개의 전도성 테이프를 포함하고, 전원을 공급받아 무선신호를 방사하는 방사부; 및 그라운드(ground)와 연결되는 접지부를 포함하는 재방사 안테나를 제공한다. Insulating plate; A radiation part including a plurality of conductive tapes spaced apart from each other and radiating a radio signal by being supplied with electric power; And a grounding portion connected to the ground.
Description
본 발명은 무선신호를 수신하여 재방사할 수 있는 재방사 안테나와, 재방사 안테나가 무선충전 성능을 저하시키지 않는 무선충전장치에 관한 것이다. The present invention relates to a re-radiating antenna capable of receiving and re-radiating a radio signal, and a wireless recharging device in which a re-radiating antenna does not deteriorate wireless charging performance.
최근에는 고층 건물과 내부의 공간이 날로 복잡해짐에 따라 무선통신 시스테에서 전파환경이 열악한 음영지역이 건물 내부 곳곳에 발생하게 되었다. 또한, 차량안에 위치하는 경우 차체가 전체적으로 금속으로 이루어져 있어 전파의 송수신율이 저하된다. In recent years, high-rise buildings and interior spaces have become increasingly complicated, resulting in shaded areas in the interior of buildings with poor radio wave conditions in wireless communication systems. Further, when the vehicle body is located in the vehicle, the transmission / reception ratio of the radio wave is reduced because the vehicle body is entirely made of metal.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로서 중계기를 이용하여 열악한 전파환경을 개선하였다. 중개기를 이용하는 기술은 2개의 안테나와 그 사이에 양방향 증폭회로를 사용하는 능동중계기나 2개의 안테나를 동축케이블 또는 도파관으로 연결하는 수동 중계기를 사용하여 전파환경을 개선하는 기술이다. As a technique to solve such a problem, a repeater is used to improve a poor radio wave environment. Intermediary technology is a technology that improves the propagation environment by using two antennas, active repeaters using bi-directional amplification circuits therebetween, and passive repeaters connecting two antennas with coaxial cables or wave guides.
보다 구체적으로 설명하자면 건물이나 차량 외부에 안테나를 설치하고, 이 안테나를 도파관 또는 동축케이블을 통해 건물이나 차량 내부에 설치된 재방사 안테나에 연결함으로써 음영지역의 전파환경을 개선할 수 있다. More specifically, it is possible to improve the propagation environment of a shaded area by installing an antenna on the outside of a building or a vehicle, and connecting the antenna to a re-radiating antenna installed in a building or a vehicle through a waveguide or a coaxial cable.
다만, 중계기를 이용한 기술은 전자기파를 방사하므로 주변의 전자장치에 영향을 주고 특히 차량과 같이 전자장비가 내부에 밀집된 경우에는 다른 장치에 영향을 주는 문제가 있다. 또한, 다른 대역의 주파수를 갖는 다양항 통신 표준에 적용하기에는 어려움이 있었다. However, the technology using the repeater emits electromagnetic waves, thus affecting the surrounding electronic devices. Especially, when electronic equipment such as a vehicle is densely packed inside, there is a problem that it influences other devices. In addition, it has been difficult to apply to diverse communication standards with frequencies in different bands.
따라서 이러한 문제점을 발생시키지 않으면서 통신환경을 개선할 수 있는 재방사 안테나에 대한 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop a re-radiating antenna capable of improving the communication environment without causing such a problem.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해, 무선충전장치에 인접하게 배치되는 재방사 안테나에 있어서, 무선충전장치능을 저하시키지 않으면서 통신환경을 개선할 수 있는 재방사 안테나 및 이를 구비한 무선충전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problem, the present invention provides a re-radiating antenna disposed adjacent to a wireless recharging device, comprising: a re-radiating antenna capable of improving a communication environment without deteriorating the capability of the wireless recharging device; And to provide the above-mentioned objects.
본 발명의 일 측면에 따르면, 절연판; 서로 이격된 복수개의 전도성 테이프를 포함하고, 전원을 공급받아 무선신호를 방사하는 방사부; 및 그라운드(ground)와 연결되는 접지부를 포함하는 재방사 안테나를 제공한다. According to an aspect of the present invention, A radiation part including a plurality of conductive tapes spaced apart from each other and radiating a radio signal by being supplied with electric power; And a grounding portion connected to the ground.
상기 방사부와 상기 접지부는 상기 절연판의 동일면에 형성될 수 있다. The radiating part and the grounding part may be formed on the same surface of the insulating plate.
상기 방사부는 제1 방향으로 연장되고, 제2 방향으로 나란히 배치되는 복수개의 전도성 테이프를 포함하고, 상기 전도성 테이프 사이에 제1 방향으로 연장된 복수개의 슬릿이 위치할 수 있다. The radiating portion may include a plurality of conductive tapes extending in a first direction and arranged in parallel in a second direction, and a plurality of slits extending in a first direction may be disposed between the conductive tapes.
상기 복수개의 전도성 테이프는 길이가 상이한 전도성 테이프를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.The plurality of conductive tapes may include at least one conductive tape having a different length.
상기 복수개의 전도성 테이프는 길이가 길 수록 제2 방향의 가운데 위치하고 길이가 짧을수록 제2 방향의 단부에 위치할 수 있다. The plurality of conductive tapes may be positioned at the center of the second direction as the length is longer and at the end of the second direction as the length is shorter.
상기 제1 방향으로 연장되고 길이가 상이한 복수개의 전도성 테이프의 단부는 V 형상으로 배치될 수 있다. The end portions of the plurality of conductive tapes extending in the first direction and having different lengths may be arranged in a V shape.
상기 접지부와 연결되는 제1 핀 및 상기 방사부와 연결되는 제2 핀을 포함하는 커넥터를 더 포함하고, 상기 제1 핀은 그라운드와 연결되고, 상기 제2 핀은 피더와 연결될 수 있다. And a connector including a first pin connected to the ground portion and a second pin connected to the radiation portion, wherein the first pin is connected to the ground, and the second pin is connected to the feeder.
상기 복수개의 전도성 테이프 중 최대 길이는 상기 재방사 안테나가 송수신하는 신호의 최단 주파수의 파장의 1/4에 상응하고, 상기 복수개의 전도성 테이프 중 최단 길이는 상기 재방사 안테나가 송수신하는 신호의 최장 주파수의 파장의 1/4에 상응할 수 있다.Wherein a maximum length of the plurality of conductive tapes corresponds to 1/4 of a wavelength of a shortest frequency of a signal transmitted and received by the re-radiating antenna, and a shortest length of the plurality of conductive tapes corresponds to a longest frequency Lt; / RTI > of the wavelength of < / RTI >
상기 접지부는 상기 절연판의 단부에 위치하고, 중앙에 형성된 슬릿을 더 포함하며, 상기 방사부는 상기 접지부와 접촉하지 않으면서 상기 슬릿 사이로 연장된 급전부를 포함할 수 있다.The ground portion may further include a slit formed at an end portion of the insulating plate and formed at the center, and the radiating portion may include a feeding portion extending between the slits without contacting the ground portion.
상기 방사부는 일단은 피더와 연결되어 안테나 신호를 인가받는 급전부; 상기 급전부의 타단으로부터 두 방향으로 벌어지는 한 쌍의 분배부; 및 상기 분배부로 부터 연장된 상기 복수개의 전도성 테이프를 포함할 수 있다.The radiating part includes a feeding part connected to the feeder at one end and receiving an antenna signal; A pair of distribution parts extending in two directions from the other end of the feeding part; And the plurality of conductive tapes extending from the distribution portion.
상기 분배부는 상기 급전부에 인접할수록 두께가 두꺼울 수 있다.The distributor may be thicker in thickness adjacent to the power feeder.
상기 전도성 테이프는 금속, 폴리실리콘(Polysilicon), 세라믹(Ceramic), 카본파이버(Carbon fiber), 전도성 잉크(Conductive ink), 전도성 페이스트(Conductive paste), ITO(Indium Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube) 또는 전도성 고분자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The conductive tape may be formed of a metal, a polysilicon, a ceramic, a carbon fiber, a conductive ink, a conductive paste, an indium tin oxide (ITO), a carbon nanotube ) Or a conductive polymer.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하며 외부 단말기에 전력을 무선으로 전송하는 전력송신코일; 상기 무선충전 코일의 상부에 위치하며, 안테나 신호를 입력받아 이를 다시 방사하는 재방사 안테나를 포함하고, 상기 재방사 안테나는, 절연판; 서로 이격된 복수개의 전도성 테이프를 포함하고, 전원을 공급받아 무선신호를 방사하는 방사부; 및 그라운드(ground)와 연결되는 접지부를 포함하는 무선충전장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, A power transmission coil located inside the housing and wirelessly transmitting power to an external terminal; And a re-radiating antenna positioned above the wireless recharging coil for receiving an antenna signal and radiating it again, the re-radiating antenna comprising: an insulating plate; A radiation part including a plurality of conductive tapes spaced apart from each other and radiating a radio signal by being supplied with electric power; And a grounding portion connected to the ground.
상기 방사부와 상기 접지부는 상기 절연판의 동일면에 형성될 수 있다. The radiating part and the grounding part may be formed on the same surface of the insulating plate.
상기 방사부는 제1 방향으로 연장되고, 제2 방향으로 나란히 배치되는 복수개의 전도성 테이프를 포함하고, 상기 전도성 테이프 사이에 상기 복수개의 슬릿이 위치할 수 있다. The radiating portion includes a plurality of conductive tapes extending in a first direction and disposed in parallel in a second direction, and the plurality of slits may be positioned between the conductive tapes.
상기 복수개의 전도성 테이프는 길이가 상이한 전도성 테이프를 적어도 하나 이상 포함하며, 길이가 길 수록 제2 방향의 가운데 위치하고 길이가 짧을수록 제2 방향의 단부에 위치할 수 있다. The plurality of conductive tapes may include at least one conductive tape having a different length. The conductive tapes may be located at a middle portion of the second direction as the length of the conductive tape increases, and may be located at the end of the second direction as the length thereof is shorter.
상기 전도성 테이프의 연장 방향과 직교하는 방향으로 연장된 도전성 패턴을 포함하는 전자기장 차폐시트를 더 포함할 수 있다.And an electromagnetic shielding sheet including a conductive pattern extending in a direction perpendicular to the extending direction of the conductive tape.
상기 전자기장 차폐시트는 상기 무선충전 코일과 상기 재방사 안테나 사이에 배치될 수 있다. The electromagnetic shielding sheet may be disposed between the wireless charging coil and the re-radiating antenna.
상기 접지부와 연결되는 제1 핀 및 상기 방사부와 연결되는 제2 핀을 포함하는 커넥터를 더 포함하고, 상기 제1 핀은 그라운드와 연결되고, 상기 제2 핀은 피더와 연결될 수 있다.And a connector including a first pin connected to the ground portion and a second pin connected to the radiation portion, wherein the first pin is connected to the ground, and the second pin is connected to the feeder.
상기 방사부는 일단은 피더와 연결되어 안테나 신호를 인가받는 급전부; 상기 급전부의 타단으로부터 두 방향으로 벌어지는 한 쌍의 분배부; 및 상기 분배부로 부터 연장된 상기 복수개의 전도성 테이프를 포함하고, 상기 분배부는 상기 급전부에 인접할 수록 두께가 두꺼울 수 있다. The radiating part includes a feeding part connected to the feeder at one end and receiving an antenna signal; A pair of distribution parts extending in two directions from the other end of the feeding part; And the plurality of conductive tapes extending from the distribution portion, and the distribution portion may be thicker as it is adjacent to the feeding portion.
본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 무선충전장치의 성능을 저하시키지 않으면서, 무선신호를 수신하여 단말기에 전달할 수 있는 재방사 안테나를 제공할 수 있다. According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to provide a re-radiating antenna capable of receiving and transmitting a radio signal to a terminal without deteriorating the performance of the wireless charging device.
또한, 본 발명의 재방사 안테나는 무선충전장치의 전자기장 차폐 시트에 의해 성능이 저하되지 않아 우수한 효율의 재방사 안테나를 제공할 수 있다. In addition, the re-radiating antenna of the present invention does not deteriorate the performance of the electromagnetic shielding sheet of the wireless charging device, and can provide a re-radiating antenna with excellent efficiency.
또한, 본 발명의 재방사 안테나는 다양한 길이의 전도성 테이프를 구비하여 다양한 주파수의 신호를 송수신할 때 적용 가능하여 범용성이 있다는 장점이 있다. In addition, the re-radiating antenna of the present invention is advantageous in that it is applicable to transmission and reception of signals of various frequencies by using conductive tapes of various lengths and is versatile.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, such as the preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 재방사 안테나의 개념을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 무선충전장치가 차량에 거치된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 무선충전장치의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 재방사 안테나의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 재방사 안테나의 저면도이다.
도 6은 본 발명의 재방사 안테나의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 재방사 안테나의 커넥터 부분을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 재방사 안테나의 슬릿 방향과 전자기장 차폐시트 패턴의 방향에 따른 효율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 재방사 안테나와 단말기의 안테나 사이의 공명 여부에 따른 효율을 나타낸 그래프이다. 1 is a view showing the concept of a re-radiating antenna according to the present invention.
2 is a view showing a state in which the wireless charging device of the present invention is mounted on a vehicle.
3 is an exploded perspective view of the wireless charging apparatus of the present invention.
4 is a plan view of the re-radiating antenna of the present invention.
5 is a bottom view of the re-radiating antenna of the present invention.
6 is a side view of the re-radiating antenna of the present invention.
7 is a view showing a connector portion of a re-radiating antenna according to the present invention.
8 is a graph showing efficiency according to the slit direction of the re-radiating antenna of the present invention and the direction of the electromagnetic shielding sheet pattern.
9 is a graph showing efficiency according to resonance between the re-radiating antenna of the present invention and the antenna of the terminal.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 재방사 안테나(200)의 개념을 나타낸 도면이다. 건물 내부나 차량(400)안에 위치하는 단말기(600)는 기지국(500)에서 송신한 전파가 건물에 부딪히거나 차량(400)의 외관을 이루는 금속에 차폐되어 전파 송수신율이 현저히 저하될 수 있다. 이렇게 부분적으로 전파가 전달되지 않는 곳을 음영지역이라고 하며, 음영지역의 전파 송수신율을 높이기 위해 재방사 안테나(200)를 구비할 수 있다. Fig. 1 is a view showing the concept of the re-radiating
차량(400) 외부에 외부 안테나(300)를 구비하고 상기 외부 안테나(300)에서 수신한 신호를 차량(400) 내부에 있는 재방사 안테나(200)를 통해 차량(400) 내부에 위치하는 단말기(600)에 전송하여 단말기(600)의 전파 송수신율을 높일 수 있다. The
다만, 재방사 안테나(200)는 전자기파를 이용하여 신호를 송수신하기 때문에 주변 기기에 영향을 많이 주고 받는다. 따라서 주변의 다른 기기와의 관계를 고려하면, 다른 기기에 영향을 적게 미치는 위치에 재방사 안테나(200)를 배치시켜야 한다. 그러나 단말기(600)와 거리가 멀면 재방사 안테나(200)의 성능도 저하되는 문제가 있는 바, 단말기(600)와의 거리를 줄이면서 재방사 안테나(200)와 주변기기의 영향을 최소화 할 수 있는 재방사 안테나(200)에 대한 연구가 이루어지고 있다. However, since the
도 2는 본 발명의 무선충전장치(100)가 차량(400)에 거치된 상태를 도시한 도면이다. Fig. 2 is a diagram showing a state in which the
무선충전방식으로 단말기(600)를 충전기가 등장하고 있다. 무선충전방식은 무선충전장치(100)와 단말기(600)를 케이블로 연결하지 않고 무선충전장치(100) 위에 단말기(600)를 거치하는 것만으로 충전이 되는 장점이 있다. 또한, 사용시마다 충전 케이블을 분리해야하는 불편함을 줄일 수 있다. A charger for the terminal 600 appears in a wireless charging mode. The wireless charging method is advantageous in that charging is performed only by mounting the terminal 600 on the
특히 단말기(600)를 이용하다가 단말기(600)를 다시 거치하는 경우 케이블을 일일히 꼈다 빼야하면 운전에 방해가 될 수 있을 뿐만 아니라 케이블에 끼운 채로 사용함에도 어려움이 있어 차량(400)에 무선충전장치(100)를 탑재하여 단말기(600)를 충전할 수 있다. Particularly, when the terminal 600 is re-mounted while using the terminal 600, if the cable is completely worn and pulled out, it may interfere with the operation, and it is difficult to use the cable while being inserted in the cable. The
무선충전장치(100)를 구비한 차량(400) 내부에서 단말기(600)는 대부분 무선충전장치(100) 위에 거치된 상태로 이용된다. 또한 통화 시에도 거치된 상태로 블루투스 기능을 이용해 핸즈프리로 통화를 할 가능성이 높은 바, 무선충전장치(100) 상에 단말기(600)가 안착된 상태에서 안테나 신호의 수신율이 매우 중요하다. 따라서 차량(400) 내부의 재방사 안테나(200)의 효율을 최대로 높이기 위해서는 재방사 안테나(200)가 단말기(600)에 가까울 수록 유리한 바, 재방사 안테나(200)는 무선충전장치(100) 자체에 구비되는 것이 좋다. In the
다만, 전술한 바와 같이 재방사 안테나(200)와 무선충전장치(100)의 전력송신코일(140)이 서로 영향을 미치는 문제가 있는 바, 본 발명은 전력송신코일(140)과 재방사 안테나(200) 사이의 영향을 최소화할 수 있는 재방사 안테나(200)와 이를 구비한 무선충전장치(100)를 제공한다. However, since the
도 3은 본 발명의 무선충전장치(100)의 분해사시도이다. 무선충전장치(100)는 내부에 전장부를 갖는 하우징(110a, 110b), 상기 하우징(110a, 110b)의 내부에 실장되는 제어부로서 인쇄회로기판(120), 실드캔(125), 페라이트 시트(130), 전력송신코일(140), 전자기장 차폐시트(150), 재방사 안테나(200)가 도시되어 있다. 3 is an exploded perspective view of the
하우징(110a, 110b)은 상부 하우징(110a)과 하우 하우징(110b)로 구성될 수 있으며, 내부에 전력송신코일(140) 및 재방사 안테나(200)가 실장되고, 외부에 상기 전력송신코일(140)에 공급할 전원을 공급하는 단자와, 차량(400) 외부에 위치하는 외부 안테나(300)를 통해 수신한 안테나 신호를 재방사 안테나(200)에 공급하기 위한 단자가 노출될 수 있다. The
단말기(600)가 하우징(110a, 110b)의 상면에 안착되도록 하우징(110a, 110b) 상면 둘레에 요철을 형성하거나, 상면에 마찰력이 큰 소재(부직포, 실리콘, 고무 등)을 부가하여 단말기(600)가 하우징(110a, 110b)의 상면에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다. The upper surface of the
제어부는 인쇄회로기판(120)으로 외부 전원을 인가받아 전력송신코일(140)에 공급하고, 외부 안테나(300)로부터 전달받은 신호를 재방사 안테나(200)로 전송하는 역할을 한다. 인쇄회로기판(120)의 상면에는 열을 방사하고 그 위에 부품을 실장할 수 있는 공간을 제공하는 쉴드캔(125)을 더 구비할 수 있다. The control unit receives external power from the printed
인쇄회로기판(120) 위에 위치하는 전력송신코일(140)은 전류가 흐르면 전자기장이 형성되고 상기 전자기장에 의해 외부 단말기(600)의 전력수신 코일에 전류가 흐르게 되어 외부 단말기(600)를 충전할 수 있다. 본 실시예에서는 쉴드캔(125)위에 전력송신코일(140)이 위치한다. The electric
무선충전방식은 자기공명방식과 전자기 유도방식이 있다. 전자기유도방식은 유도전류 원리를 이용하여 충전이 필요한 전자장치를 충전하는 방식으로, 휴대용 충전장치에 실장 된 전력송신코일(140)에 흐르는 전류가 전자기장을 형성하고 상기 전자기장 내에 위치하는 전력수신코일은 전자기장에 의해 전류가 흐를 수 있다. The wireless charging method is magnetic resonance method and electromagnetic induction method. The electromagnetic induction method is a method of charging an electronic device requiring charging by using the induction current principle. The electric current flowing in the electric
자기공명방식은 특정 주파수에서 큰 진폭으로 진동하는 현상인 공명방식을 이용하여 충전하는 방식으로 동일한 공진주파수를 갖는 전력송신코일(140)과 전력수신코일(13) 사이에 형성되는 강한 자계결합 현상을 이용한다. In the magnetic resonance method, a strong magnetic field coupling phenomenon is formed between the
전자기유도방식은 효율이 높으나 전력송신코일(140)과 전력수신코일이 인접하게 위치해야하 하며, 이격되거나 비스듬하게 배치되는 경우에는 효율이 크게 떨어진다. 따라서, 전자기유도방식의 충전에서는 전력송신코일(140)과 전력수신코일 사이의 배치가 매우 중요하다. The electromagnetic induction method has high efficiency, but the
반면 자기공명방식은 효율이 전자기유도방식에 비해 높지는 않으나, 이격된 거리에서도 충전 가능하기 때문에 사용에 제한을 받지 않는 장점이 있다. 또한 사용하지 않은 에너지 부분은 전자장으로 재흡수되는 장점이 있다. On the other hand, the magnetic resonance method does not have a higher efficiency than the electromagnetic induction method. However, since the magnetic resonance method can be charged even at a distance, there is an advantage that it is not restricted in use. Also, the unused energy part has the advantage of being reabsorbed into the electromagnetic field.
전력송신코일(140)에 상면 또는 하면에 페라이트 시트(130)를 더 포함할 수 있다. 페라이트 시트(130)는 코일의 자속선의 회로 흐름을 향상시킬 수 있으며, 전력송신코일(140)에서 나오는 전자기 방사량을 줄일 수 있다. The
다만 전자기장을 이용하는 장치는 EMI(Electro Magnetic Interference)의 규제를 받는다. 즉 외부 장치에 영향을 주는 것을 방지하기 위해 일정크기 이상 전자파를 방출하는 것을 제한하며, 이러한 규제를 충족하기 위해 전자기장 차폐시트(150)를 이용한다. However, devices using electromagnetic fields are subject to EMI (Electro Magnetic Interference) regulations. That is, the
전자기장 차폐시트(150)는 도전성물질을 포함하고 있으며, 전력송신코일(140)이 형성하는 전자기장 중 충전에 직접적으로 영향을 주는 전자기장에 주는 영향은 최소화 하며 노이즈를 일으키는 불필요한 전자기장을 차폐하기 위해 상기 도전성물질은 일 방향으로 패턴(이하에서는 '전자기장 차폐시트(150) 패턴'이라고 한다.)을 형성하며 배치될 수 있다. The
전자기장 차폐시트(150) 주변의 전자기장의 세기를 작게 하는 효과가 있어 EMI규제 기준에 충족하도록 전력송신코일(140)이 방출하는 전자기장의 세기를 줄일 수 있으나, 재방사 안테나(200)의 성능을 저하시키는 문제가 있다. It is possible to reduce the intensity of the electromagnetic field around the
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 재방사 안테나(200)가 전력송신코일(140)의 상면에 위치하면, 재방사 안테나(200)를 관통하여 전력송신코일(140)을 통해 전력이 전송되기 어렵다. 따라서, 하우징(110a, 110b)의 상면에 안착되는 단말기(600)에 전력 전달 효율이 저하될 수 있다. 반대로 재방사 안테나(200)를 전력송신코일(140) 하부에 두면 안테나에서 방사하는 신호가 전력송신코일(140)에 의해 노이즈가 섞이게 되어 통신품질이 저하되는 문제가 있다. 3, when the
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은 재방사 안테나(200)는 전력송신코일(140)의 상면에 두되 전력송신코일(140)에서 전송하는 전력이 단말기(600)에 전달되는 것을 방해하지 않으면서, 자기장 차폐시트(150)에 의한 영향을 최소화할 수 있는 재방사 안테나(200)를 제공한다. 이하에서는 도 4 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 재방사 안테나(200)에 대해 살펴보도록 한다. In order to solve the above problem, the present invention is characterized in that the
도 4는 본 발명의 재방사 안테나(200)의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 재방사 안테나(200)의 저면도이다. 도 6은 본 발명의 재방사 안테나(200)의 측면도이고, 도 7은 본 발명의 재방사 안테나(200)의 커넥터(240) 부분을 도시한 도면이다. FIG. 4 is a plan view of the
재방사 안테나(200)는 절연판(210), 방사부(220), 절연부 및 커넥터(240)를 포함한다. 절연판(210)은 비전도성 물질로 이루어진 형부재로 FR-4과 같이 에폭시와 유리섬유 등으로 이루어질 수 있다. 절연판(210) 위에 방사부(220)와 절연부를 형성한다. The
방사부(220)는 피더로부터 안테나 신호에 상응하는 전류를 공급받아 수신한 안테나 신호를 방사하는 역할을 한다. 방사부(220)는 전도성 물질로 이루어진 도체로 이루어지며, 일측에서 신호를 입력받는 형태인 모노폴안테나이다. 도면상 좌측의 단부에서 신호가 입력되고 우측 방향으로 신호가 전달되어 방사된다. The
방사부(220)는 단일 평면부재로 이루어지는 경우 하부에 위치하는 전력송신코일(140)이 형성하는 전자기장이 재방사 안테나(200)의 방사부(220)에 의해 와류가 생기면서 충전효율이 떨어질 뿐만아니라 제품 내부에 열이 발생하는 문제가 있다. When the radiating
상기 문제를 해결하기 위해 방사부(220)에 제1 방향으로 연장된 복수개의 슬릿(222)을 형성하여 슬릿(222)사이로 전력송신코일(140)의 전자기장이 통과할 수 있다. 슬릿(222)을 통해, 무선충전장치(100)의 성능을 유지하며 단말기(600)의 충전이 가능하고 와류에 의한 발열을 방지할 수 있다. A plurality of
슬릿(222)의 방향은 전자기장 차폐시트(150)의 영향을 받아 재방사 안테나(200)의 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해 전자기장 차폐시트(150) 패턴 방향과 직교하는 방향으로 형성하여 전자기장 차폐시트(150)와 격리(isolation)하는 것이 바람직하다. The direction of the
도 8은 본 발명의 재방사 안테나(200)의 슬릿(222) 방향과 전자기장 차폐시트(150) 패턴의 방향에 따른 효율을 나타낸 그래프이다. 가로축은 파장을 나타내고 세로축은 반사계수로서, 반사계수 값이 작을 수록 전파의 방사/수신 성능이 우수하다. 실선은 재방사 안테나(200) 슬릿(222) 방향과 전자기장 차폐시트(150) 패턴의 방향이 나란히 배치된 경우이고, 점선은 직교하여 배치된 상태에서 재방사 안테나(200)의 효율을 나타낸다. 8 is a graph showing the efficiency of the
반사계수의 값이 작을수록 성능이 우수하며, 저주파에서는 큰 차이는 없으나 2.5GHz이상의 고주파에서는 성능 차이가 나타난다. 즉, 재방사 안테나(200)의 슬릿(222) 방향과 전자기장 차폐시트(150) 패턴의 방향이 직교할 때 성능이 더 우수하다.The smaller the value of the reflection coefficient, the better the performance. At low frequencies, there is no significant difference. That is, the performance is superior when the direction of the
제1 방향으로 형성된 슬릿(222)으로 인해 방사부(220)는 제1 방향으로 연장된 복수개의 전도성 테이프(221)가 제2 방향으로 나란히 배치되는 형태의 모노폴 안테나로 구성될 수 있다. 방사부(220)의 길이는 송수신하는 신호의 파장의 길이에 관련되며, 송수신하고자 하는 파장의 1/4 크기 이상이 되어야 하므로, 도 4에 도시된 바와 같이 전도성 테이프(221)의 길이를 다르게 구성하면 다양한 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.Due to the
도 9는 본 발명의 재방사 안테나(200)와 단말기(600)의 안테나 사이의 공명 여부에 따른 효율을 나타낸 그래프로, 가로축은 주파수를 나타내고 세로축은 신호의 손실율을 나타낸다.9 is a graph showing the efficiency according to resonance between the antenna of the terminal 200 and the antenna of the present invention, wherein the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the signal loss rate.
점선은 재방사 안테나(200)의 공진 주파수와 단말기(600)의 안테나의 공진주파수가 같은 경우이고, 실선은 재방사 안테나(200)의 공진 주파수가 상이한 경우로서, 후자에 비해 전자의 손실되는 에너지가 작아 효율이 좋다고 할 수 있다. 즉, 다양한 단말기(600)의 안테나와 공진주파수가 일치하여 상호 동조화(mutual coupling)될 수 있도록 다양한 길이의 전도성 테이프(221)를 구비하는 경우 안테나의 신호 전송효율이 향상될 수 있다.The dotted line indicates the case where the resonant frequency of the
전도성 테이프(221)의 길이 배치는 다양하게 가능하나, 급전부(223)에서 각 전도성 테이프(221)로 전류를 전달하기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 양단부에 길이가 짧은 전도성 테이프(221)를 두고 가운데 길이가 긴 전도성 테이프(221)를 둘 수 있다.The length of the
급전부(223)에서 각 전도성 테이프(221)에 전류를 전달하기 위해 V자 형상의 분배부(225)를 구비할 수 있으며, 분배부(225)는 급전부(223)에 가까울 수록 크고 단부로 갈 수록 더 작게 형성하여 각 전도성 테이프(221)에 고르게 전류가 전달될 수 있다.
접지부(230)는 그라운드와 연결되어 접지된다. 재방사 안테나(200)의 방사부(220)를 접지시키는 이유는 안테나의 노이즈를 차단하고, 미러효과에 의해 방사부(220)의 길이를 파장의 길이를 1/4 로 줄일 수 있다. 방사부(220)의 길이를 줄이고, 노이즈를 감소시키기 위해 절연판(210)의 일측에 접지부(230)를 둘 수 있다. The
접지부(230)는 전도성 물질로 이루어지며, 방사부(220)와 닿지 않도록 이격하여 형성한다. 종래의 접지부(230)는 절연판(210)의 저면에 형성하였으나, 본 발명의 재방사 안테나(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 절연판(210)의 저면에 접지부(230)를 형성하지 않고 일면에 방사부(220)와 같이 하여, 접지부(230) 형성을 위해 절연판(210)의 저면을 가공하는 공정을 생략할 수 있다. The
접지부(230)는 그라운드와 연결되어 접지되어야 하고 방사부(220)는 신호를 수신해야하므로 접지부(230)를 그라운드와 연결하고 방사부(220)에 신호를 전송하기 위한 커넥터(240)를 일측에 구비할 수 있다. (도 6 및 도 7 참조)The
커넥터(240)에 복수개의 핀이 형성되고 제1 핀(241)은 접지부(230)에 연결되어 그라운드와 연결되고, 제2 핀(242)은 방사부(220)의 급전부(223)에 연결되어 피더와 연결된다. 단부에 위치하는 커넥터(240)와 연결을 위해 도 4에 도시된 바와 같이 접지부(230)에 슬릿(232)을 형성하고 상기 접지부(230)의 슬릿(232) 사이로 접지부(230)와 닿지 않도록 급전부(223)를 연장하고 급전부(223)의 단부를 커넥터(240)의 핀과 연결시킬 수 있다. The
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 무선충전장치(100)의 성능을 저하시키지 않으면서, 무선신호를 수신하여 단말기(600)에 전달할 수 있는 재방사 안테나(200)를 제공할 수 있다. As described above, according to at least one embodiment of the present invention, there is provided a
또한, 본 발명의 재방사 안테나(200)는 무선충전장치(100)의 전자기장 차폐시트(150)에 의해 성능이 저하되지 않아 우수한 효율의 재방사 안테나(200)를 제공할 수 있다. In addition, the
또한, 본 발명의 재방사 안테나(200)는 다양한 길이의 전도성 테이프(221)를 구비하여 다양한 주파수의 신호를 송수신할 때 적용 가능하여 범용성이 있다는 장점이 있다. In addition, the
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The foregoing detailed description should not be construed in all aspects as limiting and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
100: 무선충전장치 110: 하우징
120: 인쇄회로기판; 125: 쉴드캔
130: 페라이트 시트
140: 전력송신코일 150: 전자기장 차폐시트
200: 재방사 안테나 210: 절연판
220: 방사부 221: 전도성 테이프
222: 슬릿 223: 급전부
225: 분배부 230: 접지부3
240: 커넥터 241; 제1 핀
242: 제2 핀 100: wireless charging device 110: housing
120: printed circuit board; 125: Shield cans
130: ferrite sheet
140: electric power transmission coil 150: electromagnetic shielding sheet
200: re-radiating antenna 210: insulating plate
220: Radiation section 221: Conductive tape
222: slit 223:
225: distribution part 230: ground part 3
240:
242:
Claims (20)
제1 방향으로 연장되고 서로 이격된 복수개의 전도성 테이프를 포함하고, 전원을 공급받아 무선신호를 방사하는 방사부;
상기 전도성 테이프 사이에 제1 방향으로 연장된 복수개의 슬릿;및
그라운드(ground)와 연결되는 접지부를 포함하는 재방사 안테나.Insulating plate;
A radiation unit including a plurality of conductive tapes extending in a first direction and spaced apart from each other, the radiation unit being supplied with power and emitting a radio signal;
A plurality of slits extending in a first direction between the conductive tapes;
And a grounding portion connected to a ground.
상기 방사부와 상기 접지부는 상기 절연판의 동일면에 형성된 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the radiating part and the grounding part are formed on the same surface of the insulating plate.
상기 복수개의 전도성 테이프는 제2 방향으로 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.The method of claim 1, wherein
And the plurality of conductive tapes are arranged side by side in a second direction.
상기 복수개의 전도성 테이프는
길이가 상이한 전도성 테이프를 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.The method according to claim 1,
The plurality of conductive tapes
And at least one conductive tape having a different length.
상기 복수개의 전도성 테이프는
길이가 길 수록 제2 방향의 가운데 위치하고 길이가 짧을수록 제2 방향의 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.5. The method of claim 4,
The plurality of conductive tapes
Is located at the center of the second direction as the length is longer and is located at the end of the second direction as the length is shorter.
상기 제1 방향으로 연장되고 길이가 상이한 복수개의 전도성 테이프의 단부는 V 형상으로 배치된 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.6. The method of claim 5,
Wherein ends of the plurality of conductive tapes extending in the first direction and having different lengths are arranged in a V-shape.
상기 접지부와 연결되는 제1 핀 및 상기 방사부와 연결되는 제2 핀을 포함하는 커넥터를 더 포함하고,
상기 제1 핀은 그라운드와 연결되고, 상기 제2 핀은 피더와 연결되는 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.The method according to claim 1,
Further comprising a connector including a first pin connected to the ground portion and a second pin connected to the radiation portion,
Wherein the first pin is connected to the ground and the second pin is connected to the feeder.
상기 복수개의 전도성 테이프 중 최대 길이는 상기 재방사 안테나가 송수신하는 신호의 최단 주파수의 파장의 1/4에 상응하고,
상기 복수개의 전도성 테이프 중 최단 길이는 상기 재방사 안테나가 송수신하는 신호의 최장 주파수의 파장의 1/4에 상응하는 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.The method according to claim 1,
The maximum length of the plurality of conductive tapes corresponds to 1/4 of the wavelength of the shortest frequency of the signal transmitted / received by the re-radiating antenna,
Wherein the shortest length of the plurality of conductive tapes corresponds to 1/4 of the wavelength of the longest frequency of signals transmitted and received by the re-radiating antenna.
상기 접지부는 상기 절연판의 단부에 위치하고, 중앙에 형성된 슬릿을 더 포함하며,
상기 방사부는 상기 접지부와 접촉하지 않으면서 상기 슬릿 사이로 연장된 급전부를 포함하는 재방사 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the ground portion is located at an end portion of the insulating plate and further includes a slit formed at the center,
Wherein the radiating portion includes a feeding portion extending between the slits without contacting the grounding portion.
상기 방사부는
일단은 피더와 연결되어 안테나 신호를 인가받는 급전부;
상기 급전부의 타단으로부터 두 방향으로 벌어지는 한 쌍의 분배부; 및
상기 분배부로 부터 연장된 상기 복수개의 전도성 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.The method according to claim 1,
The radiating portion
A feeding part connected to the feeder and receiving an antenna signal;
A pair of distribution parts extending in two directions from the other end of the feeding part; And
And the plurality of conductive tapes extending from the distribution portion.
상기 분배부는 상기 급전부에 인접할수록 두께가 두꺼운 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.11. The method of claim 10,
Wherein the distributor is thicker in thickness adjacent to the feeder.
상기 전도성 테이프는 금속, 폴리실리콘(Polysilicon), 세라믹(Ceramic), 카본파이버(Carbon fiber), 전도성 잉크(Conductive ink), 전도성 페이스트(Conductive paste), ITO(Indium Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube) 또는 전도성 고분자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 재방사 안테나.The method according to claim 1,
The conductive tape may be formed of a metal, a polysilicon, a ceramic, a carbon fiber, a conductive ink, a conductive paste, an indium tin oxide (ITO), a carbon nanotube ) Or a conductive polymer. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 하우징 내부에 위치하며 외부 단말기에 전력을 무선으로 전송하는 전력송신코일;
상기 전력송신코일의 상부에 위치하며, 안테나 신호를 입력받아 이를 다시 방사하는 재방사 안테나를 포함하고,
상기 재방사 안테나는,
절연판;
제1 방향으로 연장되고 서로 이격된 복수개의 전도성 테이프를 포함하고, 전원을 공급받아 무선신호를 방사하는 방사부;
상기 전도성 테이프 사이에 제1 방향으로 연장된 복수개의 슬릿;및
그라운드(ground)와 연결되는 접지부를 포함하는 무선충전장치.housing;
A power transmission coil located inside the housing and wirelessly transmitting power to an external terminal;
And a re-radiating antenna positioned above the power transmission coil for receiving an antenna signal and radiating it again,
Wherein the re-
Insulating plate;
A radiation unit including a plurality of conductive tapes extending in a first direction and spaced apart from each other, the radiation unit being supplied with power and emitting a radio signal;
A plurality of slits extending in a first direction between the conductive tapes;
And a grounding portion connected to a ground.
상기 방사부와 상기 접지부는 상기 절연판의 동일면에 형성된 것을 특징으로 하는 무선충전장치.14. The method of claim 13,
Wherein the radiating part and the grounding part are formed on the same surface of the insulating plate.
상기 전도성 테이프는 제2 방향으로 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.The method of claim 13, wherein
And the conductive tapes are arranged side by side in the second direction.
상기 복수개의 전도성 테이프는 길이가 상이한 전도성 테이프를 적어도 하나 이상 포함하며,
길이가 길 수록 제2 방향의 가운데 위치하고 길이가 짧을수록 제2 방향의 단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.14. The method of claim 13,
Wherein the plurality of conductive tapes include at least one conductive tape having a different length,
Wherein the second position is located at the center of the second direction as the length is longer and is located at the end of the second direction as the length is shorter.
상기 전도성 테이프의 연장 방향과 직교하는 방향으로 연장된 도전성 패턴을 포함하는 전자기장 차폐시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.16. The method of claim 15,
Further comprising an electromagnetic shielding sheet including a conductive pattern extending in a direction perpendicular to the extending direction of the conductive tape.
상기 전자기장 차폐시트는
상기 전력송신코일과 상기 재방사 안테나 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.18. The method of claim 17,
The electromagnetic shielding sheet
And the antenna is disposed between the power transmission coil and the re-radiating antenna.
상기 접지부와 연결되는 제1 핀 및 상기 방사부와 연결되는 제2 핀을 포함하는 커넥터를 더 포함하고,
상기 제1 핀은 그라운드와 연결되고, 상기 제2 핀은 피더와 연결되는 것을 특징으로 하는 무선충전장치.14. The method of claim 13,
Further comprising a connector including a first pin connected to the ground portion and a second pin connected to the radiation portion,
Wherein the first pin is connected to the ground and the second pin is connected to the feeder.
상기 방사부는
일단은 피더와 연결되어 안테나 신호를 인가받는 급전부;
상기 급전부의 타단으로부터 두 방향으로 벌어지는 한 쌍의 분배부; 및
상기 분배부로 부터 연장된 상기 복수개의 전도성 테이프를 포함하고,
상기 분배부는 상기 급전부에 인접할 수록 두께가 두꺼운 것을 특징으로 하는 무선충전장치.14. The method of claim 13,
The radiating portion
A feeding part connected to the feeder and receiving an antenna signal;
A pair of distribution parts extending in two directions from the other end of the feeding part; And
And a plurality of conductive tapes extending from the distribution portion,
Wherein the distributor is thicker in thickness adjacent to the power feeder.
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JP2014039238A (en) * | 2012-08-16 | 2014-02-27 | Hon Hai Precision Industry Co Ltd | Substrate antenna |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102111143B1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-05-14 | 국방과학연구소 | Semiconductor on-chip antenna |
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Publication number | Publication date |
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KR20150122973A (en) | 2015-11-03 |
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