KR101686784B1 - 휴대 단말기용 안테나 구조 - Google Patents

휴대 단말기용 안테나 구조 Download PDF

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KR101686784B1 KR1020150081852A KR20150081852A KR101686784B1 KR 101686784 B1 KR101686784 B1 KR 101686784B1 KR 1020150081852 A KR1020150081852 A KR 1020150081852A KR 20150081852 A KR20150081852 A KR 20150081852A KR 101686784 B1 KR101686784 B1 KR 101686784B1
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Abstract

본 발명은 리어 금속커버(41)로부터 슬릿팅(Slitting)된 분절 금속커버(42)를 방사패치로 활용하고, 이를 위하여 분절 금속커버(42)와 서포팅 금속플레이트(30) 또는 분절 금속커버(42)와 회로기판(20)을 접지라인(60)으로 접속시킨 상태에서, 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 제1안테나패턴(71)으로 공급할 경우 유전체 브래킷(50)을 사이에 두고 분절 금속커버(42)의 일측에 커플링되면서 접지라인(60)에 이르기까지 제1고주파대역, 예를 들면 제1안테나패턴(71)의 길이를 짧게 튜닝시켜 1.7∼2.4㎓ 대역의 무선통신을 구현할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조에 관한 것이다.

Description

휴대 단말기용 안테나 구조{ANTENNA STRUCTURE FOR PORTABLE PHONE}
본 발명은 휴대 단말기용 안테나 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리어 금속커버로부터 슬릿팅된 분절 금속커버를 방사패치로 활용할 수 있도록 함은 물론이거니와 접지라인을 경계로 극히 좁은 공간에서도 제1고주파대역 내지 제4고주파대역의 무선통신을 구현케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조에 관한 것이다.
휴대 단말기는 사용자가 간편하게 휴대할 수 있도록 경량화 및 슬림화되면서 통신품질의 확보를 담보하여야 한다.
이대, 휴대 단말기용 안테나는 외부로 노출되는 외장형 안테나(External Antenna)와 내부에 설치되는 내장형 안테나(Internal Antenna)로 구분될 수 있는데, 초기에는 외장형 안테나를 주로 사용하였으나 외부의 충격에 의하여 파손되기 쉬운 단점이 있어 점차 내장형 안테나로 전향되는 추세이다.
그런데, 내장형 안테나는 대역폭 확보가 어렵고, 손이나 얼굴 등에 의하여 방사패턴을 왜곡하거나 대역을 변동시키는 등의 단점이 있다. 이러한 점을 감안하면서 안테나는 다른 부품과의 상호영향을 줄일 수 있는 배치 구조를 만족하여야 하고 작은 면적을 차지하면서도 원하는 성능을 발휘할 수 있도록 설계되어야 한다.
한편, 휴대 단말기의 외형 강화 및 디자인 개선을 위하여 메탈로 형성하는 모델이 시도되고 있으나, 이로 인한 안테나의 방사특성이 저하되는 문제점이 발생되고 있다.
도 1은 선행기술문헌(대한민국 공개특허 제2014-0135350호)에 따른 이동 단말기의 블록 구성도이다.
이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리부(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함한다.
이때, 무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치 정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.
도 2는 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 전면 사시도이다.
이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고, 바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다.
선행기술문헌에서 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스들이 추가로 배치될 수도 있다.
케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어, 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다. 또한, 전면 케이스는 합성수지를 사출하여 형성하고, 후면 케이스는 금속 재질을 갖도록 각각 분리하여 형성할 수 있다.
선행기술문헌의 이동 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(102)에는 후면 카메라가 추가로 장착될 수 있다.
단말기 바디의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 장착된다.
일반적으로, 이동 단말기는 방송 수신, 음성/데이터 송수신, GPS 정보 송수신을 위하여 무선 통신부(110)를 구비하고 있으며, 무선통신 성능을 보장하기 위하여 안테나를 구비하고 있다.
선행기술문헌에 따른 이동 단말기는 별도로 외장형 또는 내장형 안테나를 구비하지 않고, 도전성 금속으로 형성된 리어 케이스(102)를 안테나로 사용함으로써 단말기를 경량화하고 슬림하게 제작할 수 있다.
선행기술문헌에 따르면 이동 단말기의 프론트 케이스(101)는 합성수지로 사출 성형하고 이동 단말기의 리어 케이스(102)는 도전성 금속으로 각각 형성한 후 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 결합하여 단말기의 바디를 형성할 수 있다.
이때, 이동 단말기의 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)는 단말기 바디의 측면 또는 하면까지 커버할 수 있도록 측면이 경사를 가지도록 형성되거나, 수직으로 구부러진 형태로 형성될 수 있다.
구체적으로, 리어 케이스(102)는 알루미늄, 마그네슘 또는 스틸 합금류 등과 같은 도전성 금속으로 형성됨으로써, 무게 대비 강성을 높일 수 있고 박형화를 달성할 수 있기 때문에 디자인이 우수하고 내구성이 향상될 수 있다. 이와 같은 금속 케이스는 성형성이 우수하므로 슬롯을 일정 패턴으로 제작하기에 유리하다.
도 3은 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 후면 사시도이다.
이동 단말기(100)의 리어 케이스(102)는 도전성 금속으로 형성되고 리어 케이스(102)의 적어도 일부 영역에 대칭되는 슬롯(s1, s2)이 형성될 수 있다. 또한, 이동 단말기의 리어 케이스(102)는 후면 카메라를 외부로 노출할 수 있도록 후면 카메라가 배치되는 영역(c)을 오픈하도록 형성될 수 있다.
상기와 같이 슬롯(s1, s2)에 의해 분리된 리어 케이스(102)의 특정 영역(R1)은 방사체로 사용될 수 있다.
본원 출원인은 휴대 단말기에서 금속재질로 된 부분을 활용하여 선행기술문헌을 뛰어넘는 안테나로서 활용토록 할 수 있는 발명을 제안하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제2014-0135350호 - 이동 단말기
본 발명의 목적은 리어 금속커버로부터 슬릿팅된 분절 금속커버를 방사패치로 활용할 수 있도록 함은 물론이거니와 접지라인을 경계로 극히 좁은 공간에서도 제1고주파대역 내지 제4고주파대역의 무선통신을 구현케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 LTE, GPS, WiFi 등과 같이 데이터통신, 화상통신, 음성통신 나아가 무선랜통신 등을 가능케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 제1안테나패턴으로 공급할 경우 유전체 브래킷을 사이에 두고 분절 금속커버의 일측에 커플링되면서 접지라인에 이르기까지 제1고주파대역의 무선통신을 구현케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 제2안테나패턴으로 공급할 경우 유전체 브래킷을 사이에 두고 분절 금속커버의 타측에 커플링되면서 접지라인에 이르기까지 제2고주파대역의 무선통신을 구현케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 제1안테나패턴 주변에 기생된 무선통신 신호전력을 커플링시켜 제3고주파대역의 무선통신을 구현케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 신호전력을 공급받아 방사시키면서 무선통신을 구현하는 제4고주파대역의 무선통신을 구현케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
디스플레이부를 통해 화상을 디스플레이토록 하면서 무선통신 신호전력을 공급하여 안테나를 구현토록 하는 회로기판과, 상기 디스플레이부를 받쳐주는 서포팅 금속플레이트와, 상기 회로기판, 서포팅 금속플레이트의 후방을 커버링하는 리어 금속커버 및 분절 금속커버와, 상기 리어 금속커버 및 분절 금속커버로부터 상기 회로기판 및 서포팅 금속플레이트를 절연시키는 유전체 브래킷을 포함하는 휴대단말기용 안테나 구조에 있어서,
상기 분절 금속커버를 상기 서포팅 금속플레이트 또는 회로기판에 접속시키는 접지라인과,
상기 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 상기 유전체 브래킷을 사이에 두고 상기 분절 금속커버의 일측에 커플링되면서 상기 접지라인을 통해 제1고주파대역의 무선통신을 구현하는 제1안테나패턴을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 리어 금속커버로부터 슬릿팅된 분절 금속커버를 방사패치로 활용할 수 있도록 함은 물론이거니와 접지라인을 경계로 극히 좁은 공간에서도 제1고주파대역 내지 제4고주파대역의 무선통신을 구현케 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 LTE, GPS, WiFi 등과 같이 데이터통신, 화상통신, 음성통신 나아가 무선랜통신 등을 가능케 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 제1안테나패턴으로 공급할 경우 유전체 브래킷을 사이에 두고 분절 금속커버의 일측에 커플링되면서 접지라인에 이르기까지 제1고주파대역(예를 들면 1.7∼2.4㎓ 대역)의 무선통신을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 제2안테나패턴으로 공급할 경우 유전체 브래킷을 사이에 두고 분절 금속커버의 타측에 커플링되면서 접지라인에 이르기까지 제2고주파대역(예를 들면 700∼900㎒ 대역)의 무선통신을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 제1안테나패턴 주변에 기생된 무선통신 신호전력을 커플링시켜 제3고주파대역(예를 들면 2.5∼2.7㎓ 대역)의 무선통신을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 신호전력을 공급받아 방사시키면서 무선통신을 구현하는 제4고주파대역(예를 들면 2.5∼2.7㎓ 대역)의 무선통신을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 선행기술문헌(대한민국 공개특허 제2014-0135350호)에 따른 이동 단말기의 블록 구성도.
도 2는 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 전면 사시도.
도 3은 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 후면 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위한 휴대단말기를 정면에서 바라본 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위한 휴대단말기를 배면에서 바라본 사시도.
도 6a는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위하여 리어 금속커버 및 분절 금속커버를 제거한 상태의 휴대단말기를 배면에서 바라본 사시도.
도 6b는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위하여 리어 금속커버 및 분절 금속커버를 제거한 상태의 휴대단말기를 배면에서 바라본 요부 사시도.
도 7은 본 발명에 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위하여 리어 금속커버 및 분절 금속커버 그리고 서포팅 금속플레이트를 제거한 상태의 다른 실시예의 휴대단말기를 나타내는 배면도.
본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위한 휴대단말기를 정면에서 바라본 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위한 휴대단말기를 배면에서 바라본 사시도이다.
휴대단말기(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 디스플레이부(10)를 통해 화상을 보면서 터치입력 또는 키입력하여 무선통신을 하거나 데이터 송수신을 하게 된다.
도 6a는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위하여 리어 금속커버 및 분절 금속커버를 제거한 상태의 휴대단말기를 배면에서 바라본 사시도이고, 도 6b는 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위하여 리어 금속커버 및 분절 금속커버를 제거한 상태의 휴대단말기를 배면에서 바라본 요부 사시도이며, 도 7은 본 발명에 휴대단말기용 안테나 구조를 설명하기 위하여 리어 금속커버 및 분절 금속커버 그리고 서포팅 금속플레이트를 제거한 상태의 다른 실시예의 휴대단말기를 나타내는 배면도이다.
본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 디스플레이부(10)를 통해 화상을 디스플레이토록 하면서 무선통신 신호전력을 공급하여 안테나를 구현토록 하는 회로기판(20)과, 디스플레이부(10)를 받쳐주는 서포팅 금속플레이트(30)와, 회로기판(20) 및 서포팅 금속플레이트(30)의 후방을 커버링하는 리어 금속커버(41) 및 분절 금속커버(42)와, 리어 금속커버(41) 및 분절 금속커버(42)로부터 회로기판(20) 및 서포팅 금속플레이트(30)를 절연시키는 유전체 브래킷(50)을 포함한다.
서포팅 금속플레이트(30)는 디스플레이부(10)를 받쳐주면서 무선통신 신호전력의 그라운드(접지)로서 활용될 수 있고, 리어 금속커버(41) 및 분절 금속커버(42)는 서로 슬릿(Slit; S)되어 분절되는 구조로 이루어질 수 있으며, 유전체 브래킷(50)은 폴리카보네이트나 플라스틱 계열의 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조는 도 6a 내지 도 7에 나타난 바와 같이 분절 금속커버(42)를 서포팅 금속플레이트(30) 또는 회로기판(20)에 접속시키는 접지라인(60)과, 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 유전체 브래킷(50)을 사이에 두고 분절 금속커버(42)의 일측에 커플링되면서 접지라인(60)을 통해 제1고주파대역의 무선통신을 구현하는 제1안테나패턴(71)을 포함한다.
리어 금속커버(41)로부터 슬릿팅(Slitting)된 분절 금속커버(42)를 방사패치로 활용하고, 이를 위하여 분절 금속커버(42)와 서포팅 금속플레이트(30) 또는 분절 금속커버(42)와 회로기판(20)을 접지라인(60)으로 접속시킨 상태에서, 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 제1안테나패턴(71)으로 공급할 경우 유전체 브래킷(50)을 사이에 두고 분절 금속커버(42)의 일측에 커플링되면서 접지라인(60)에 이르기까지 제1고주파대역, 예를 들면 제1안테나패턴(71)의 길이를 짧게 튜닝시켜 1.7∼2.4㎓ 대역의 무선통신을 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조는 도 6a 내지 도 7에 나타난 바와 같이 분절 금속커버(42)를 서포팅 금속플레이트(30) 또는 회로기판(20)에 접속시키는 접지라인(60)과, 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 유전체 브래킷(50)을 사이에 두고 분절 금속커버(42)의 타측에 커플링되면서 접지라인(60)을 통해 제2고주파대역의 무선통신을 구현하는 제2안테나패턴(72)을 포함한다.
리어 금속커버(41)로부터 슬릿팅(Slitting)된 분절 금속커버(42)를 방사패치로 활용하고, 이를 위하여 분절 금속커버(42)와 서포팅 금속플레이트(30) 또는 분절 금속커버(42)와 회로기판(20)을 접지라인(60)으로 접속시킨 상태에서, 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 제2안테나패턴(72)으로 공급할 경우 유전체 브래킷(50)을 사이에 두고 분절 금속커버(42)의 타측에 커플링되면서 접지라인(60)에 이르기까지 제2고주파대역, 예를 들면 제2안테나패턴(72)의 길이를 길게 튜닝시켜 700∼900㎒ 대역의 무선통신을 구현할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조는 도 6a 내지 도 7에 도시된 바와 같이 회로기판(20) 또는 서포팅 금속플레이트(30)에 접속되면서 제1안테나패턴(71) 주변에 기생되는 무선통신 신호전력을 커플링시켜 제3고주파대역의 무선통신을 구현하는 제3안테나패턴(73)을 포함한다.
회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 유전체 브래킷(50)을 사이에 두고 분절 금속커버(42)의 일측에 커플링되면서 접지라인(60)을 통해 제1고주파대역의 무선통신을 구현하는 제1안테나패턴(71) 주변에는 무선통신 신호전력이 기생(Parasitic)될 수 있는데, 본 발명에서는 이러한 기생 무선통신 신호전력을 커플링시켜 제3고주파대역의 무선통신을 구현할 수 있도록 제3안테나패턴(73)을 서포팅 금속플레이트(30)에 접속시킴과 동시에 제1안테나패턴(71) 주위로 배치시켜 예를 들면 2.5∼2.7㎓ 대역의 무선통신을 구현토록 하는 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조는 도 6a 내지 도 7에 나타난 바와 같이 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 방사시켜 제4고주파대역의 무선통신을 구현하는 제4안테나패턴(74)을 포함할 수 있다.
제4안테나패턴(74)은 제1안테나패턴(71) 내지 제3안테나패턴(73)과 달리 접지를 하지 않더라도 수직의 직선상으로 무선통신 신호전력을 발진시켜 예를 들면 2.5∼2.7㎓ 대역의 무선통신을 구현할 수 있도록 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조는 리어 금속커버(41)로부터 슬릿팅된 분절 금속커버(42)를 방사패치로 활용할 수 있도록 함은 물론이거니와 접지라인(60)을 경계로 극히 좁은 공간에서도 제1고주파대역 내지 제4고주파대역의 무선통신을 구현케 하여 LTE, GPS, WiFi 등과 같이 데이터통신, 화상통신, 음성통신 나아가 무선랜통신 등을 가능케 할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 스마트 폰, 테블릿 PC, 노트북 및 PDA 등에 쓰여지는 무선통신 분야에 이용될 수 있다.
100 : 휴대단말기 10 : 디스플레이부
20 : 회로기판 30 : 서포팅 금속플레이트
41 : 리어 금속커버 42 : 분절 금속커버
50 : 유전체 브래킷 60 : 접지라인
71 : 제1안테나패턴 72 : 제2안테나패턴
73 : 제3안테나패턴 74 : 제4안테나패턴

Claims (4)

  1. 디스플레이부(10)를 통해 화상을 디스플레이토록 하면서 무선통신 신호전력을 공급하여 안테나를 구현토록 하는 회로기판(20)과, 상기 디스플레이부(10)를 받쳐주는 서포팅 금속플레이트(30)와, 상기 회로기판(20), 서포팅 금속플레이트(30)의 후방을 커버링하는 리어 금속커버(41) 및 분절 금속커버(42)와, 상기 리어 금속커버(41) 및 분절 금속커버(42)로부터 상기 회로기판(20) 및 서포팅 금속플레이트(30)를 절연시키는 유전체 브래킷(50)을 포함하는 휴대단말기용 안테나 구조에 있어서,
    상기 분절 금속커버(42)를 상기 서포팅 금속플레이트(30) 또는 회로기판(20)에 접속시키는 접지라인(60)과, 상기 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 상기 유전체 브래킷(50)을 사이에 두고 상기 분절 금속커버(42)의 일측에 커플링되면서 상기 접지라인(60)을 통해 제1고주파대역의 무선통신을 구현하는 제1안테나패턴(71)을 포함하고,
    상기 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 상기 유전체 브래킷(50)을 사이에 두고 상기 분절 금속커버(42)의 타측에 커플링되면서 상기 접지라인(60)을 통해 제2고주파대역의 무선통신을 구현하는 제2안테나패턴(72)을 포함하며,
    상기 회로기판(20) 또는 서포팅 금속플레이트(30)에 접속되면서 제1안테나패턴(71) 주변에 기생되는 무선통신 신호전력을 커플링시켜 제3고주파대역의 무선통신을 구현하는 제3안테나패턴(73)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로기판(20)으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 방사시켜 제4고주파대역의 무선통신을 구현하는 제4안테나패턴(74)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 안테나 구조.
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