KR101725042B1 - 안테나 장치 및 이를 구비하는 모바일 단말기 - Google Patents

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김영태
황이슬
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이경호
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Abstract

안테나 장치 및 이를 구비하는 모바일 단말기가 개시된다. 예시적인 실시예에 따른 안테나 장치는, 모바일 단말기에 장착되는 안테나 장치로서, 모바일 단말기의 메인 보드 상에 상호 이격되어 형성되는 제1 매칭 회로 및 제2 매칭 회로, 메인 보드 상에 형성되고, 일측이 모바일 단말기의 급전부와 연결되고 타측이 제1 매칭 회로 또는 제2 매칭 회로와 연결되도록 마련되는 스위치부, 모바일 단말기에 마련되고 적어도 하나의 분절부를 포함하며, 제1 매칭 회로 및 제2 매칭 회로와 각각 전기적으로 연결되는 전도성 테두리 구조물, 및 모바일 단말기 내에 마련되고 전도성 테두리 구조물과 이격되어 마련되는 안테나를 포함한다.

Description

안테나 장치 및 이를 구비하는 모바일 단말기{ANTENNA DEVICE AND MOBILE TERMINAL WITH THE SAME}
본 발명의 실시예는 안테나 기술에 관한 것이다.
최근, 모바일 단말기는 단순한 통화 기능 이외에도 근거리 무선 통신(Near Field Communication : NFC), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 와이파이(WiFi), 결제 기능 등 다양한 기능을 구비하고 있다. 모바일 단말기 내에서 이러한 다양한 기능을 수행하기 위해서는 여러 개의 안테나가 구비되어야 하는데, 제한된 공간에 복수 개의 안테나를 장착하는 경우, 모바일 단말기 내의 공간이 부족해지고, 모바일 단말기의 부피가 커지는 문제점이 있게 된다. 또한, 모바일 단말기 내에 복수 개의 안테나가 장착되는 경우, 각 안테나들 간에 간섭이 발생하는 문제가 있게 된다.
한국공개특허공보 제10-2012-0117970호(2012.10.25)
한국공개특허공보 제10-2013-0015197호(2013.02.13)
본 발명의 실시예는 하나의 안테나로 여러 주파수 대역을 구현할 수 있는 안테나 장치 및 이를 구비하는 모바일 단말기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예는 모바일 단말기 내에서 안테나가 차지하는 부피를 줄이고 공간 활용도를 높일 수 있는 안테나 장치 및 이를 구비하는 모바일 단말기를 제공하기 위한 것이다.
예시적인 일 실시예에 따른 안테나 장치는, 모바일 단말기에 장착되는 안테나 장치로서, 상기 모바일 단말기의 메인 보드 상에 상호 이격되어 형성되는 제1 매칭 회로 및 제2 매칭 회로; 상기 메인 보드 상에 형성되고, 일측이 상기 모바일 단말기의 급전부와 연결되고 타측이 상기 제1 매칭 회로 또는 제2 매칭 회로와 연결되도록 마련되는 스위치부; 상기 모바일 단말기에 마련되고 적어도 하나의 분절부를 포함하며, 상기 제1 매칭 회로 및 상기 제2 매칭 회로와 각각 전기적으로 연결되는 전도성 테두리 구조물; 및 상기 모바일 단말기 내에 마련되고 상기 전도성 테두리 구조물과 이격되어 마련되는 안테나를 포함한다.
상기 안테나는, 상기 전도성 테두리 구조물에 의해 커플링 급전될 수 있다.
상기 제1 매칭 회로는, 상기 안테나의 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 조정하고, 상기 제2 매칭 회로는, 상기 안테나의 주파수 대역을 상기 제1 주파수 대역과는 다른 제2 주파수 대역으로 조정할 수 있다.
상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 안테나는, 상기 제1 주파수 대역보다 상기 제2 주파수 대역에 인접한 주파수 대역을 갖도록 마련될 수 있다.
상기 제1 매칭 회로는, 상기 안테나의 주파수 대역을 MST(Magnetic Secure Transmission) 대역으로 조정하고, 상기 제2 매칭 회로는, 상기 안테나의 주파수 대역을 NFC(Near Field Communication) 대역으로 조정할 수 있다.
상기 스위치부는, MST 결제 기능 수행 시 발생되는 스위칭 제어 신호에 따라 상기 스위치부의 타측이 상기 제2 매칭 회로에서 상기 제1 매칭 회로로 스위칭될 수 있다.
상기 안테나 장치는, 상기 메인 보드 상에 형성되고, 상기 제1 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 전도성 테두리 구조물의 일단부와 전기적으로 연결되는 제1 접속 패드; 및 상기 메인 보드 상에 상기 제1 접속 패드와 이격되어 형성되고, 상기 제2 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 분절부에 의해 상기 일단부와 이격되는 상기 전도성 테두리 구조물의 타단부와 전기적으로 연결되는 제2 접속 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 안테나 장치는, 상기 안테나와 적층되어 마련되는 전자파 차폐재를 더 포함할 수 있다.
예시적인 다른 실시예에 따른 안테나 장치는, 모바일 단말기에 장착되는 안테나 장치로서, 상기 모바일 단말기 내에 마련되는 안테나; 상기 안테나와 이격되어 마련되고 상기 안테나와 커플링되는 전도성 테두리 구조물; 상기 전도성 테두리 구조물과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나의 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 조정하는 제1 매칭 회로; 및 상기 전도성 테두리 구조물과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나의 주파수 대역을 제2 주파수 대역으로 조정하는 제2 매칭 회로를 포함하며, 상기 제1 매칭 회로 및 상기 제2 매칭 회로는 상기 모바일 단말기의 급전부와 선택적으로 연결된다.
상기 제1 주파수 대역은, MST(Magnetic Secure Transmission) 대역이고, 상기 제2 주파수 대역은, NFC(Near Field Communication) 대역일 수 있다.
상기 전도성 테두리 구조물은, 상기 모바일 단말기의 테두리를 따라 마련되고, 적어도 하나의 분절부를 포함할 수 있다.
상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고, 상기 안테나는, 상기 제1 주파수 대역보다 상기 제2 주파수 대역에 인접한 주파수 대역을 갖도록 마련될 수 있다.
예시적인 일 실시예에 따른 모바일 단말기는, 모바일 단말기로서, 메인 보드; 상기 메인 보드 상에 상호 이격되어 형성되는 제1 매칭 회로 및 제2 매칭 회로; 상기 메인 보드 상에 형성되고, 일측이 상기 모바일 단말기의 급전부와 연결되고 타측이 상기 제1 매칭 회로 또는 제2 매칭 회로와 연결되도록 마련되는 스위치부; 상기 모바일 단말기의 테두리를 따라 마련되고 적어도 하나의 분절부를 포함하며, 상기 제1 매칭 회로 및 상기 제2 매칭 회로와 각각 전기적으로 연결되는 전도성 테두리 구조물; 및 상기 모바일 단말기 내에 마련되고 상기 전도성 테두리 구조물과 이격되어 마련되는 안테나를 포함한다.
예시적인 다른 실시예에 따른 모바일 단말기는, 모바일 단말기로서, 상기 모바일 단말기 내에 마련되는 안테나; 상기 모바일 단말기의 테두리를 따라 마련되고, 상기 안테나와 이격되며 상기 안테나와 커플링되는 전도성 테두리 구조물; 상기 전도성 테두리 구조물과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나의 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 조정하는 제1 매칭 회로; 및 상기 전도성 테두리 구조물과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나의 주파수 대역을 제2 주파수 대역으로 조정하는 제2 매칭 회로를 포함하며, 상기 제1 매칭 회로 및 상기 매칭 회로는 상기 모바일 단말기의 급전부와 선택적으로 연결된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 모바일 단말기 내에서 하나의 안테나와 스위치 구조를 통해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 모두 구현할 수 있으므로, 모바일 단말기 내의 공간 활용도를 향상시킬 수 있고, 모바일 단말기의 제조 비용을 절감할 수 있게 된다. 여기서, 하나의 안테나로 MST 대역 및 NFC 대역을 모두 구현함으로써, 모바일 단말기가 MST 통신에 의한 결제 방식 및 NFC 통신에 의한 결제 방식을 모두 지원할 수 있게 된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기를 나타낸 도면
도 2는 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기에서, 제1 매칭 회로 및 제2 매칭 회로와 스위치부 간의 관계를 나타낸 블럭도
도 3은 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기의 메인 보드에 스위치부가 형성된 상태를 개략적으로 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기를 나타낸 도면이고, 도 2는 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기에서, 제1 매칭 회로 및 제2 매칭 회로와 스위치부 간의 관계를 나타낸 블럭도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 모바일 단말기(100)는 메인 보드(102), 전도성 테두리 구조물(104), 안테나(106), 및 전자파 차폐재(108)를 포함할 수 있다. 모바일 단말기(100)는 스마트 폰, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 노트북, 넷북, 피디에이(PDA), 피엠피(PMP), 엠피쓰리(MP3) 플레이어, 스마트 카메라, 전자 사전, 스마트 워치, 웨어러블 디바이스 등 다양한 형태의 모바일 통신 장치를 포함할 수 있다.
메인 보드(102)에는 모바일 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 각종 회로 또는 전자 부품들이 실장될 수 있다. 메인 보드(102)로는 PCB(Printed Circuit Board)가 사용될 수 있다. 메인 보드(102)에는 제1 매칭 회로(111), 제2 매칭 회로(113), 및 스위치부(115)가 형성될 수 있다.
제1 매칭 회로(111)는 안테나(106)의 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 조정하기 위한 것이다. 제1 매칭 회로(111)는 소정의 전기적 길이를 갖는 선로 패턴, 인덕터, 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 매칭 회로(111)의 일측은 메인 보드(102) 상에 형성되는 제1 접속 패드(117)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 접속 패드(117)는 제1 매칭 회로(111)와 전도성 테두리 구조물(104)을 전기적으로 접속시킬 수 있다. 제1 매칭 회로(111)의 타측은 스위치부(115)의 제1 단자(115a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 매칭 회로(113)는 안테나(106)의 주파수 대역을 제1 주파수 대역과는 다른 제2 주파수 대역으로 조정하기 위한 것이다. 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 제2 매칭 회로(113)는 소정의 전기적 길이를 갖는 선로 패턴, 인덕터, 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 매칭 회로(113)의 일측은 메인 보드(102) 상에 형성되는 제2 접속 패드(119)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 접속 패드(119)는 제2 매칭 회로(113)와 전도성 테두리 구조물(104)을 전기적으로 접속시킬 수 있다. 제2 매칭 회로(113)의 타측은 스위치부(115)의 제2 단자(115b)에 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 매칭 회로(111)는 안테나(106)의 주파수 대역을 MST(Magnetic Secure Transmission) 대역(예를 들어, 100 KHz 대역)으로 조정하기 위한 것일 수 있다. 제2 매칭 회로(113)는 안테나(106)의 주파수 대역을 NFC(Near Field Communication) 대역(예를 들어, 13.56 MHz 대역)으로 조정하기 위한 것일 수 있다.
스위치부(115)의 일측은 메인 보드(102)에 형성되는 급전부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치부(115)의 타측은 제1 매칭 회로(111) 및 제2 매칭 회로(113) 중 어느 하나와 선택적으로 연결되도록 마련될 수 있다. 즉, 스위치부(115)는 입력되는 스위칭 제어 신호에 따라 스위치부(115)의 타측이 제1 단자(115a)에 접속되어 제1 매칭 회로(111)와 전기적으로 연결되거나 스위치부(115)의 타측이 제2 단자(115b)에 접속되어 제2 매칭 회로(113)와 전기적으로 연결될 수 있다.
스위치부(115)가 제1 매칭 회로(111)에 전기적으로 연결되는 경우, 안테나(106)는 제1 매칭 회로(111)에 의해 제1 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있게 된다. 예를 들어, 제1 주파수 대역이 MST(Magnetic Secure Transmission) 대역인 경우, 안테나(106)는 MST(Magnetic Secure Transmission) 통신을 위한 안테나로 사용되게 된다. 즉, 모바일 단말기(100)가 결제 단말기(Point of Sales : POS)에 근접하는 경우, 안테나(106)는 MST 통신을 통해 결제 정보를 결제 단말기로 전송할 수 있다.
스위치부(115)가 제2 매칭 회로(113)에 전기적으로 연결되는 경우, 안테나(106)는 제2 매칭 회로(113)에 의해 제2 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있게 된다. 예를 들어, 제2 주파수 대역이 NFC(Near Field Communication) 대역인 경우, 안테나(106)는 NFC(Near Field Communication) 통신을 위한 안테나로 사용되게 된다. 이때, 안테나(106)는 NFC 통신을 통해 결제 기능을 수행할 수 있다. 즉, 모바일 단말기(100)가 결제 단말기(Point of Sales : POS)에 근접하는 경우, 안테나(106)는 NFC 통신을 통해 결제 정보를 결제 단말기로 전송할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 안테나(106)는 NFC 통신을 통해 인접 기기간 페어링 기능 또는 태그-리더 기능 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 안테나(106)는 평소에 NFC 통신을 위한 안테나로 사용되다가(즉, 스위치부(115)가 제2 매칭 회로(113)에 전기적으로 연결됨) 모바일 단말기(100)가 MST 결제 기능을 수행하는 경우에는 MST 통신을 위한 안테나로 사용될 수 있다(즉, 스위치부(115)가 제1 매칭 회로(111)에 전기적으로 연결됨). 즉, 스위치부(115)는 모바일 단말기(100)가 MST 결제 기능 수행 시 발생되는 스위칭 제어 신호에 따라 제2 매칭 회로(113)에서 제1 매칭 회로(115)로 스위칭될 수 있다.
전도성 테두리 구조물(104)은 모바일 단말기(100)의 프레임 케이스(미도시)의 테두리를 따라 마련될 수 있다. 전도성 테두리 구조물(104)은 모바일 단말기(100)의 외관을 미려하게 하는 역할을 할 수 있다. 전도성 테두리 구조물(104)은 예를 들어, 금속 등과 같은 전기 전도성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 전도성 테두리 구조물(104)은 적어도 한 곳이 분절되어 있을 수 있다. 즉, 전도성 테두리 구조물(104)은 분절부(104a)를 포함할 수 있다.
전도성 테두리 구조물(104)에는 적어도 하나의 안착부(104b)가 전도성 테두리 구조물(104)의 내측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 여기서, 안착부(104b) 상에 메인 보드(102)가 안착되어 고정될 수 있다. 안착부(104b)는 분절부(104a)가 형성되는 전도성 테두리 구조물(104)의 양단부에 각각 마련될 수 있다. 즉, 분절부(104a)를 사이에 둔 전도성 테두리 구조물(104)의 양단부 중 일단부에 제1 안착부(104b-1)가 형성되고, 전도성 테두리 구조물(104)의 양단부 중 타단부에 제2 안착부(104b-2)가 형성될 수 있다.
메인 보드(102)가 안착부(104b) 상에 안착되는 경우, 제1 접속 패드(117)는 메인 보드(102)에 형성되는 제1 비아홀(117a)을 통해 제1 안착부(104b-1)와 전기적으로 접속될 수 있다. 그리고, 제2 접속 패드(119)는 메인 보드(102)에 형성되는 제2 비아홀(117b)을 통해 제2 안착부(104b-2)와 전기적으로 접속될 수 있다.
또한, 전도성 테두리 구조물(104)은 안테나(106)와 상호 이격되어 마련될 수 있다. 이때, 전도성 테두리 구조물(104)은 안테나(106)와 커플링 되도록 마련되어 방사체로 사용될 수 있다. 이 경우, 안테나(106)의 방사 특성이 전도성 테두리 구조물(104)에 의해 확장되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
여기서, 제1 매칭 회로(111)는 제1 매칭 회로(111)의 전기적 길이, 안테나(106)의 안테나 패턴에 따른 전기적 길이, 전도성 테두리 구조물(104)의 전기적 길이, 및 안테나(106)와 전도성 테두리 구조물(104)의 커플링에 의한 전기적 길이가 제1 주파수 대역이 되도록 마련될 수 있다. 그리고, 제2 매칭 회로(113)는 제2 매칭 회로(113)의 전기적 길이, 안테나(106)의 안테나 패턴에 따른 전기적 길이, 전도성 테두리 구조물(104)의 전기적 길이, 및 안테나(106)와 전도성 테두리 구조물(104)의 커플링에 의한 전기적 길이가 제2 주파수 대역이 되도록 마련될 수 있다.
안테나(106)는 모바일 단말기(100) 내에서 전도성 테두리 구조물(104)과 인접하여 마련될 수 있다. 이때, 안테나(106)는 전도성 테두리 구조물(104)과 이격되어 마련될 수 있다. 예를 들어, 안테나(106)는 전도성 테두리 구조물(104)의 내측에서 전도성 테두리 구조물(104)과 상호 이격될 수 있다. 안테나(106)는 전도성 테두리 구조물(104)과 커플링(Coupling)되도록 전도성 테두리 구조물(104)에 인접하여 마련될 수 있다. 즉, 안테나(106)는 전도성 테두리 구조물(104)에 의해 커플링 급전될 수 있다. 안테나(106)로는 예를 들어, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)가 사용될 수 있다.
안테나(106)는 베이스 부재(106a) 및 안테나 패턴(106b)을 포함할 수 있다. 베이스 부재(106a)는 안테나 패턴(106b)을 지지하는 역할을 한다. 베이스 부재(106a)는 소정 두께를 가지는 절연 부재일 수 있다. 안테나 패턴(106b)은 베이스 부재(106a)의 일면(예를 들어, 상면)에 형성될 수 있다. 이때, 전자파 차폐재(108)는 베이스 부재(106a)의 타면(예를 들어, 하면)에 부착될 수 있다.
안테나 패턴(106b)은 루프(Loop) 또는 스파이럴(Spiral) 형상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 안테나 패턴(106b)은 제2 주파수 대역(제1 주파수 대역 보다 높은 주파수 대역)에 인접한 전기적 길이를 가지도록 마련될 수 있다. 이 경우, 제1 매칭 회로(111) 및 제2 매칭 회로(113)를 통해 안테나(106)의 주파수 대역을 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역으로 용이하게 조절할 수 있게 된다.
전자파 차폐재(108)는 안테나(106)로부터 발생되는 전자파를 차폐시키는 역할을 한다. 전자파 차폐재(108)는 안테나(106)의 하부에서 안테나(106)에 부착될 수 있다. 전자파 차폐재(108)는 안테나(106)의 크기와 대응되는 크기로 마련될 수 있다.
전자파 차폐재(108)는 페라이트 시트 또는 메탈 자성 박판 시트를 사용할 수 있다. 페라이트 시트는 페라이트 분말과 바인더 수지를 혼합하여 제조되는 것으로, 페라이트 분말로는 예를 들어, Mn-Zn 페라이트, Ni-Zn-Cu 페라이트, Mn-Mg 페라이트 등이 사용될 수 있다. 메탈 자성 박판 시트는 Fe계 자성 합금 또는 Co계 자성 합금의 리본 또는 스트립이 플레이크 처리되어 다수의 미세 조각으로 분리된(또는 다수의 크랙이 형성된) 것일 수 있다. Fe계 자성 합금으로는 예를 들어, Fe-Si-B 합금 또는 Fe-Si-B-Co 합금을 사용할 수 있고, Co계 자성 합금으로는 예를 들어, Co-Fe-Ni-Si-B 합금 또는 Co-Fe-Cr-Si-B 합금을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 의하면, 모바일 단말기(100) 내에서 하나의 안테나(106)와 스위치 구조를 통해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 모두 구현할 수 있으므로, 모바일 단말기(100) 내의 공간 활용도를 향상시킬 수 있고, 모바일 단말기(100)의 제조 비용을 절감할 수 있게 된다. 여기서, 하나의 안테나(106)로 MST 대역 및 NFC 대역을 모두 구현함으로써, 모바일 단말기(100)가 MST 통신에 의한 결제 방식 및 NFC 통신에 의한 결제 방식을 모두 지원할 수 있게 된다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기의 메인 보드에 스위치부가 형성된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 메인 보드(102)는 전도성 테두리 구조물(104)에 형성되는 안착부(104b)에 안착되는 경우, 제1 접속 패드(117)가 제1 안착부(104b-1)와 전기적으로 연결되고, 제2 접속 패드(119)가 제2 안착부(104b-2)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 매칭 회로(111)는 제1 선로 패턴(111a)을 포함할 수 있다. 제1 선로 패턴(111a)의 일측은 제1 접속 패드(117)에 연결되고, 제1 선로 패턴(111a)의 타측은 스위치부(115)에 연결될 수 있다.
제2 매칭 회로(113)는 제2 선로 패턴(113a), 제1 매칭 소자(113b), 및 제2 매칭 소자(113c)를 포함할 수 있다. 제2 선로 패턴(113a)의 일측은 제2 접속 패드(119)에 연결되고, 제2 선로 패턴(113a)의 타측은 스위치부(115)에 연결될 수 있다. 제1 매칭 소자(113b) 및 제2 매칭 소자(113c)는 각각 제2 선로 패턴(113a) 상에 형성될 수 있다. 제1 매칭 소자(113b) 및 제2 매칭 소자(113c)는 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
표 1은 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기의 안테나 성능과 기존 모바일 단말기의 안테나 성능을 비교한 표이다. 여기서, 기존 모바일 단말기는 NFC 안테나 및 MST 안테나를 각각 별도로 구비한 단말기이며, NFC 안테나의 성능을 비교한 것이다.
EMV(mm Volt)
기존 단말 본 발명
측정 거리 타입 A 타입 B 타입 A 타입 B
0 mm 13.5 13.2 44.8 44.9
10 mm 10.1 9.8 30.3 30.7
20 mm 7.2 6.9 17.5 17.7
30 mm 4.3 4.4 10.2 10.1
표 1을 참조하면, 기존 모바일 단말기와 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기(100)에 대해 EMV(Europay Mastercard Visa) 항목을 측정하여 성능을 비교하였다. EMV(Europay Mastercard Visa)는 EMV 규격에 부합하는지 여부를 측정하기 위한 것으로, 기준 지점(즉, 0mm), 기준 지점에서 10mm 이격된 거리, 기준 지점에서 20mm 이격된 거리, 및 기준 지점에서 30mm 이격된 거리에서 각각 자기 세기(mmV)를 측정한 것이다. 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 모바일 단말기(100)가 기존 모바일 단말기에 비하여 모든 거리(0mm, 10mm, 20mm, 30mm)에서 자기 세기가 2배 이상 크게 나타나는 것을 볼 수 있다.
표 2는 예시적인 실시예에 따른 모바일 단말기의 안테나 성능과 기존 모바일 단말기의 안테나 성능을 비교한 표이다. 여기서, 기존 모바일 단말기는 NFC 안테나 및 MST 안테나를 각각 별도로 구비한 단말기이며, MST 안테나의 성능을 비교한 것이다.
구분
 MST 테스트
Z=0mm Z=10mm Z=20mm Z=30mm
테스트 포인트 7 49 30 15
기존 단말 5 40 20 7
본 발명 7 43 24 8
표 2에서는, MST 리더 단말기와의 거리가 0mm인 7개의 테스트 포인트, MST 리더 단말기와의 거리가 10mm인 49개의 테스트 포인트, MST 리더 단말기와의 거리가 20mm인 30개의 테스트 포인트, 및 MST 리더 단말기와의 거리가 30mm인 15개의 테스트 포인트에서, 기존 모바일 단말기의 MST 안테나와 모바일 단말기(100)의 MST 안테나가 인식되는 지점의 개수를 측정하였다. 표 2에서 보는 바와 같이, 모든 측정 거리에서 본 발명의 모바일 단말기(100)가 기존 모바일 단말기 보다 더 많은 인식 개수가 나타나는 것을 볼 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 모바일 단말기
102 : 메인 보드
104 : 전도성 테두리 구조물
104a : 분절부
104b : 안착부
104b-1 : 제1 안착부
104b-2 : 제2 안착부
106 : 안테나
106a : 베이스 부재
106b : 안테나 패턴
108 : 전자파 차폐재
111 : 제1 매칭 회로
111a : 제1 선로 패턴
113 : 제2 매칭 회로
113a : 제2 선로 패턴
113b : 제1 매칭 소자
113c : 제2 매칭 소자
115 : 스위치부
115a : 제1 단자
115b : 제2 단자
117 : 제1 접속 패드
119 : 제2 접속 패드
121 : 급전부

Claims (14)

  1. 모바일 단말기에 장착되는 안테나 장치로서,
    상기 모바일 단말기의 메인 보드 상에 상호 이격되어 형성되는 제1 매칭 회로 및 제2 매칭 회로;
    상기 메인 보드 상에 형성되고, 일측이 상기 모바일 단말기의 급전부와 연결되고 타측이 상기 제1 매칭 회로 또는 제2 매칭 회로와 연결되도록 마련되는 스위치부;
    상기 모바일 단말기에 마련되고 적어도 하나의 분절부를 포함하며, 상기 제1 매칭 회로 및 상기 제2 매칭 회로와 각각 전기적으로 연결되는 전도성 테두리 구조물;
    상기 모바일 단말기 내에 마련되고 상기 전도성 테두리 구조물과 이격되어 마련되는 안테나;
    상기 전도성 테두리 구조물에서 상기 분절부를 사이에 두고 상기 전도성 테두리 구조물의 내측으로 각각 돌출되어 형성되며, 상기 메인 보드가 안착되는 제1 안착부 및 제2 안착부;
    상기 메인 보드 상에 형성되고, 상기 제1 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 안착부와 전기적으로 연결되는 제1 접속 패드; 및
    상기 메인 보드 상에 상기 제1 접속 패드와 이격되어 형성되고, 상기 제2 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 안착부와 전기적으로 연결되는 제2 접속 패드를 포함하는, 안테나 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나는,
    상기 전도성 테두리 구조물에 의해 커플링 급전되는, 안테나 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 매칭 회로는, 상기 안테나의 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 조정하고,
    상기 제2 매칭 회로는, 상기 안테나의 주파수 대역을 상기 제1 주파수 대역과는 다른 제2 주파수 대역으로 조정하는, 안테나 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고,
    상기 안테나는, 상기 제1 주파수 대역보다 상기 제2 주파수 대역에 인접한 주파수 대역을 갖도록 마련되는, 안테나 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 매칭 회로는, 상기 안테나의 주파수 대역을 MST(Magnetic Secure Transmission) 대역으로 조정하고,
    상기 제2 매칭 회로는, 상기 안테나의 주파수 대역을 NFC(Near Field Communication) 대역으로 조정하는, 안테나 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스위치부는,
    MST 결제 기능 수행 시 발생되는 스위칭 제어 신호에 따라 상기 스위치부의 타측이 상기 제2 매칭 회로에서 상기 제1 매칭 회로로 스위칭되는, 안테나 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 장치는,
    상기 안테나와 적층되어 마련되는 전자파 차폐재를 더 포함하는, 안테나 장치.
  9. 모바일 단말기에 장착되는 안테나 장치로서,
    상기 모바일 단말기 내에 마련되는 안테나;
    상기 안테나와 이격되어 마련되고 상기 안테나와 커플링되며, 적어도 하나의 분절부를 구비하는 전도성 테두리 구조물;
    상기 전도성 테두리 구조물과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나의 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 조정하는 제1 매칭 회로;
    상기 전도성 테두리 구조물과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나의 주파수 대역을 제2 주파수 대역으로 조정하는 제2 매칭 회로;
    상기 전도성 테두리 구조물에서 상기 분절부를 사이에 두고 상기 전도성 테두리 구조물의 내측으로 각각 돌출되어 형성되며, 상기 모바일 단말기의 메인 보드가 안착되는 제1 안착부 및 제2 안착부;
    상기 메인 보드 상에 형성되고, 상기 제1 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 안착부와 전기적으로 연결되는 제1 접속 패드; 및
    상기 메인 보드 상에 상기 제1 접속 패드와 이격되어 형성되고, 상기 제2 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 안착부와 전기적으로 연결되는 제2 접속 패드를 포함하고,
    상기 제1 매칭 회로 및 상기 제2 매칭 회로는 상기 모바일 단말기의 급전부와 선택적으로 연결되는, 안테나 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역은, MST(Magnetic Secure Transmission) 대역이고,
    상기 제2 주파수 대역은, NFC(Near Field Communication) 대역인, 안테나 장치.
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 높은 주파수 대역이고,
    상기 안테나는, 상기 제1 주파수 대역보다 상기 제2 주파수 대역에 인접한 주파수 대역을 갖도록 마련되는, 안테나 장치.
  13. 모바일 단말기로서,
    메인 보드;
    상기 메인 보드 상에 상호 이격되어 형성되는 제1 매칭 회로 및 제2 매칭 회로;
    상기 메인 보드 상에 형성되고, 일측이 상기 모바일 단말기의 급전부와 연결되고 타측이 상기 제1 매칭 회로 또는 제2 매칭 회로와 연결되도록 마련되는 스위치부;
    상기 모바일 단말기의 테두리를 따라 마련되고 적어도 하나의 분절부를 포함하며, 상기 제1 매칭 회로 및 상기 제2 매칭 회로와 각각 전기적으로 연결되는 전도성 테두리 구조물;
    상기 모바일 단말기 내에 마련되고 상기 전도성 테두리 구조물과 이격되어 마련되는 안테나;
    상기 전도성 테두리 구조물에서 상기 분절부를 사이에 두고 상기 전도성 테두리 구조물의 내측으로 각각 돌출되어 형성되며, 상기 메인 보드가 안착되는 제1 안착부 및 제2 안착부;
    상기 메인 보드 상에 형성되고, 상기 제1 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 안착부와 전기적으로 연결되는 제1 접속 패드; 및
    상기 메인 보드 상에 상기 제1 접속 패드와 이격되어 형성되고, 상기 제2 매칭 회로와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 안착부와 전기적으로 연결되는 제2 접속 패드를 포함하는, 모바일 단말기.
  14. 모바일 단말기로서,
    상기 모바일 단말기의 메인 보드;
    상기 모바일 단말기 내에 마련되는 안테나;
    상기 모바일 단말기의 테두리를 따라 마련되고, 상기 안테나와 이격되며 상기 안테나와 커플링되며, 적어도 하나의 분절부를 구비하는 전도성 테두리 구조물;
    상기 전도성 테두리 구조물과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나의 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 조정하는 제1 매칭 회로; 및
    상기 전도성 테두리 구조물과 전기적으로 연결되고, 상기 안테나의 주파수 대역을 제2 주파수 대역으로 조정하는 제2 매칭 회로를 포함하며,
    상기 전도성 테두리 구조물에서 상기 분절부를 사이에 두고 상기 전도성 테두리 구조물의 내측으로 각각 돌출되어 형성되며, 상기 메인 보드가 안착되는 제1 안착부 및 제2 안착부;
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    상기 제1 매칭 회로 및 상기 매칭 회로는 상기 모바일 단말기의 급전부와 선택적으로 연결되는, 모바일 단말기.
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