KR101740831B1

KR101740831B1 - 무 분절 외곽 도체를 이용한 캐리어-어그리게이션(ca) 지원을 위한 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스

Info

Publication number: KR101740831B1
Application number: KR1020150189250A
Authority: KR
Inventors: 김남기; 전대성; 천영민; 박현도; 임대기
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2017-05-26
Also published as: KR20170015083A

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나는, 커버, 기판 및 외곽 도체를 포함하는 전자 디바이스에서, 전자 디바이스의 일측 영역에는 무 분절 도체 부분과 협력하는 안테나 패턴을 포함하여 배치된 저역 및 중역 밴드용 제1 안테나 장치와, 전자 디바이스의 타측 영역에는 무 분절 도체 부분과 협력하는 안테나 패턴을 포함하여 배치된 중역 고역 밴드용 제2 안테나 장치를 포함하고, 상기 제1 안테나 장치의 저역 밴드 및 제2 안테나 장치의 고역 밴드를 스위치를 이용하여 조절할 수 있도록 함으로써, 캐리어-어그리게이션(CA) 지원할 수 있다.

Description

무 분절 외곽 도체를 이용한 캐리어-어그리게이션(CA) 지원을 위한 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스{ELECTRONIC DEVICE WITH MULTI-BAND ANTENNA FOR SUPPORTING THE CARRIER AGGREGATION USING CONDUCTIVE BORDER MEMBER OF NON-SEGMENTED}

본 출원은 외곽 도체(또는 도전성 테두리 부재)를 갖는 전자 디바이스에서, 무 분절 외곽 도체를 이용한 캐리어-어그리게이션(CA: Carrier Aggregation) 지원을 위한 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.

스마트폰 등의 휴대 전자 디바이스에서 점차 금속 디자인의 인기가 상승하고 있다. 이런 금속 디자인은 휴대 전자 디바이스의 외관 디자인 측면 및 내부 견고성 측면에서 관심을 받고 있다.

일 예로, 전자 디바이스의 외관 디자인 측면에서는 외곽 도체가 이용되고, 전자 디바이스의 내부 견고성 측면에서는 도체 프레임이 내부에 내장될 수 있다.

최근 금속 디자인을 이용하는 휴대 전자 디바이스 업체중 일부에서는 이러한 외곽 도체를 안테나의 일부로 사용하려는 연구 및 개발이 진행중에 있다.

일 예로, 휴대 전자 디바이스의 외곽 도체를 이용하는 기존의 안테나에서는, 외곽 도체를 안테나의 일부로 이용하기 위해서, 외부에 노출된 외곽 도체의 일부 도체가 제거된 갭(Gap)(또는 분절)이 형성되고, 이 갭에 의해 분절된 외곽 도체가 안테나로 이용될 수 있다.

이때, 외곽 도체를 분절시키는 경우에는 안테나 길이의 구현 및 성능의 관점에서 용이하다는 장점이 있으나, 외곽 도체를 분절시키다 보니 외관상 보기 좋지 않고 금속 가공에서 낮은 수율을 보이는 단점이 있다.

또한, 외곽 도체를 가진 전자 디바이스의 개발이 여러 제조사에 의해 이루어지고 있다. 하지만 대부분의 전자 디바이스들이 안테나의 성능 확보를 위해, 상단 2개의 분절, 하단 2개의 분절을 포함한 전체 4개의 분절 구조 등과 같이 분절된 외곽 도체 구조를 이용하는 경우가 있다.

일 예로, 4개의 분절 구조는 상단 및 하단의 중앙에 있는 독립된 외곽 도체를 안테나로 이용될 수 있다. 그런데 4분절 구조는 메탈 프레임 제작시 분절 부분에 대해서는 별도의 제조 공정이 부가되어야 하므로 생산성 저하와 불량률이 높다는 문제가 있다. 이에 따라, 기존 분절된 구조가 아닌, 무 분절의 외곽 도체를 갖는 전자 디바이스에서, 안테나 성능 확보에 대한 요구가 증가하고 있다.

한편, LTE-어드밴스트(Long Term Evolution-Advanced) 통신시스템 진화방향의 일환으로, 3GPP Rel-10(3rd Generation Partnership Project Release-10)의 핵심요소 기술인 캐리어-어그리게이션(Carrier Aggregation: CA) 기술은 주파수의 효율적인 사용 및 최대 전송률을 향상시키기 위해 2개 이상의 반송파를 결합하는 기술들을 표준화하고 있다.

전술한 LTE-어드밴스트 CA(Carrier Aggregation)를 지원하는 통신 방식중 일예로는, 1UL/2DLs inter-band CA, 1UL/3DLs inter-band CA, 및 TDD-FDD CA 등이 있다.

특히, 하향링크 데이터 전송률은 전자 디바이스의 수신 안테나가 2개인 2레이어(Layer)전송일 경우 최대 150Mbps(Category 4UE)이며, 전자 디바이스의 수신 안테나가 4개인 4레이어(Layer) 전송이거나, 수신 안테나 2개이고 2DL CA를 사용할 경우 최대 300Mbps(Category 6UE) 지원 가능하다. 이를 위해서, 수신 안테나를 설계하는 기법이 중요 문제로 대두되고 있다.

또한, 외곽 도체를 이용하는 전자 디바이스에서는 그 구조상 수신 안테나가 늘어나게 되면서, 필연적으로 발생되는 서로간의 아이솔레이션(Isolation) 문제가 해결되어야 한다.

전술한 사항들을 고려하면, 각 국가별 통신사별 주파수 지원을 위해서는, 외곽 도체를 이용하는 전자 디바이스에서, 새로운 안테나 구조가 요구된다.

하기 선행기술문헌들은, 전술한 종래의 기술적인 해결과제에 대한 해결책을 개시하고 있지 않다.

한국 공개특허 제2012-0102517호 공보 한국 공개특허 제2014-0119928호 공보

본 발명의 일 실시 예는, 외곽 도체를 갖는 전자 디바이스에서, 분절이 없는 무 분절 외곽 도체를 이용하여, 캐리어-어그리게이션(CA) 지원할 수 있는 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 의해, 주변부를 갖는 전자 디바이스에 내장된 기판의 회로부에 전기적으로 연결된 제1 급전단; 상기 기판의 회로부에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 급전단과는 전기적으로 분리된 제2 급전단; 상기 기판에 배치된 접지부; 상기 주변부를 따라 연속 배치된 외곽 도체; 상기 제1 급전단 및 상기 외곽 도체 각각에 전기적으로 연결되는 제1 안테나 패턴부를 포함하여, 복수의 대역을 갖는 제1 다중 대역을 커버하기 위한 다중 공진을 형성하는 제1 안테나 장치; 상기 제2 급전단 및 상기 외곽 도체 각각에 전기적으로 연결되는 제2 안테나 패턴부를 포함하여, 상기 제1 다중 대역과 일부 중첩되지 않는 제2 다중 대역을 커버하기 위한 다중 공진을 형성하는 제2 안테나 장치; 및 상기 제1 안테나 장치와 상기 제2 안테나 장치 각각에 의한 간섭 신호를 상기 기판의 접지부로 바이패스 하는 바이패스 경로; 를 포함하는 전자 디바이스가 제안된다.

본 과제의 해결 수단에서는, 하기 상세한 설명에서 설명되는 여러 개념들중 하나가 제공된다. 본 과제 해결 수단은, 청구된 사항의 핵심 기술 또는 필수적인 기술을 확인하기 위해 의도된 것이 아니며, 단지 청구된 사항들중 하나가 기재된 것이며, 청구된 사항들 각각은 하기 상세한 설명에서 구체적으로 설명된다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 외곽 도체를 갖는 전자 디바이스에서, 분절이 없는 무 분절 외곽 도체를 이용하여, 저역, 중역 및 고역 밴드를 다양하게 조절할 수 있음으로써, 주파수 환경 또는 시스템 환경에 따라 안테나 성능이 확보되면서 캐리어-어그리게이션(CA)을 지원할 수 있다.

도 1 의 (a)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스의 외관 사시도이다.
도 1의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 제1 구현예를 보이는 사시도이다.
도 3은 도 2의 다중대역 안테나의 제1 구현예를 보이는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 제2 구현예를 보이는 사시도이다.
도 5는 도 3의 다중대역 안테나의 제2 구현예를 보이는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 배치조건 설명도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 안테나 장치의 급선 선로의 구조 설명도이다.
도 8의 (a), (b), (c)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 안테나 장치의 전류 패스 및 주파수 밴드를 보이는 도면이다.
도 9의 (a), (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 안테나 장치의 전류 패스를 보이는 도면이다.
도 10의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 주파수 대역별 방사 효율 특성도이다.

이하에서는, 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 개념을 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 각 실시 예에 있어서, 하나의 예로 설명되는 구조, 형상 및 수치는 본 발명의 기술적 사항의 이해를 돕기 위한 예에 불과하므로, 이에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 실시 예 각각은 그 전부 또는 일부가 서로 조합되어 다양한 형태의 새로운 실시 형태가 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명에 참조된 도면에서 본 발명의 전반적인 내용에 비추어 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 출원에서는 기존의 4개의 분절 구조중 하단 2개의 분절 대신에 무 분절의 외곽 도체를 이용하면서, 통신 감도의 저하 없이, LTE-어드밴스트 CA(Carrier aggregation)를 지원할 수 있는 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스를 제안한다.

일반적으로, 스마트폰(Smart-phone)의 안테나는 세트 구조에 영향을 많이 받는데, 특히, 하단부에 배치되는 메인 안테나의 경우는 전면부의 액정 표시부, 접지 조건, 진동모터, 스피커, 이어잭(Ear-jack), USB 커넥터로 인해 성능열화가 발생될 수 있으며, 특히 외곽 도체 구조하에서 메인 안테나의 방사성능이 심하게 저하될 수 있다.

또한, 외곽 도체 구조하에서는 기존의 피파(PIFA), 루프(Loop) 타입의 안테나 구조로는 협대역 특성을 극복하기 힘들다는 단점이 있다. 또한 CA 기술을 지원하는 LTE-어드밴스트 통신 주파수의 효율적인 사용 및 최대 전송률을 향상시키기 위해, 2개 이상의 반송파를 결합하는 주파수 집성기술을 이용하여 현행 국가별 상이한 통신 주파수대역을 지원하고 주파수 집성을 구현하는 연구 및 개발이 필요하다.

그리고, 외곽 도체 구조하에서의 다중대역 구조를 지원하는 안테나를 설계하기는 더욱 힘들어지게 된다. 이를 보완하기 위해, 기존의 안테나 구조와 차별화 되는 하기와 같은 새로운 안테나 구조를 설계할 필요성이 있다.

- 무 분절의 외곽 도체 구조를 갖고, USB 포트를 중심으로 일측(예, 좌측)의 외곽 도체를 이용하여 LM(Low-Middle Band) 안테나 장치로 구현하고, 다른 일측(예, 우측)의 외곽 도체를 이용하여 MH(Middle-High Band) 안테나 장치로 구현할 수 있음.

- 무 분절의 외곽 도체와 급전단 연결시 하나 이상의 용량성 소자로 연결되는 구조를 가질 수 있음.

- 무 분절의 외곽 도체 구조하에 USB 포트(IO 포트)의 기생 공진으로 인한 성능열화를 제거하기 위한 USB 커넥터 연결시 인덕터 소자를 통해 시스템 접지로 연결되는 구조를 가질 수 있음.

- 무 분절의 외곽 도체를 이용하면서, 협대역 특성 및 CA(Carrier Aggregation)지원을 위해 스위치(Switch) 소자를 사용하는 구조를 가질 수 있음.

전술한 본 발명의 구조에 대해, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

도 1 의 (a)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스의 외관 사시도이다.

도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스(10)는 분절 없는 외곽 도체(300)를 포함하고 있다.

도 1의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 전자 디바이스의 개략도이다.

도 1의 (b)의 전자 디바이스(10)는 휴대용 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 컴퓨터, 이동 전화기, 미디어 플레이어 기능을 갖는 이동 전화기, 핸드헬드 컴퓨터, 리모트 컨트롤, 게임 플레이어, GPS(global positioning system) 디바이스, 이러한 디바이스들의 조합, 또는 임의의 다른 적합한 휴대용 전자 디바이스일 수 있다.

도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 상기 커버(100) 내측에 배치되어 급전단에 신호를 제공하는 회로부(11)를 포함할 수 있다. 여기서, 회로부(11)는 전자 디바이스(10)에서 필요로 하는 기능을 지원하기 위해, 일 예로, 중앙제어장치(CPU), 신호처리기(ISP), 메모리(Memory), 통신모뎀 및 입출력 인터페이스를 포함할 수 있고, 또한, 회로부(11)는 동작상 기준 전위를 제공하는 접지가 기판(200)의 접지부(GND)에 전기적으로 접속되어 있다.

일 예로, 커버(100), 기판(200), 외곽 도체(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이 순서대로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

일 예로, 상기 회로부(11)는 데이타의 입력 및 출력을 위한 입출력 회로(11A), 데이타의 저장 및 처리를 위한 저장 및 처리 회로(11B) 및 근거리 통신부 및 휴대전화 통신부를 포함하는 무선 통신 회로(11C)를 포함할 수 있다.

이와 같은 회로부(11)는 다중대역 안테나를 이용하여 무선 통신을 수행할 수 있으며, 이때, 상기 다중대역 안테나는 제1 안테나 장치(500) 및 제2 안테나 장치(700)를 포함할 수 있다.

상기 입출력 회로(11A)는, 데이터를 전자 디바이스(10)에 입력하거나 데이터를 전자 디바이스(10)의 외부 디바이스로 출력하는데 사용될 수 있다.

일 예로, 입출력 회로(11A)는 터치 스크린 및 다른 사용자 입력 인터페이스와 같은 입출력 디바이스를 포함할 수 있고, 버튼, 조이스틱, 클릭 휠, 스크롤링 휠, 터치 패드, 키패드, 키보드, 마이크로폰, 카메라 등과 같은 사용자 입출력 디바이스를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 사용자 입력 디바이스는, 전자 디바이스(10)의 동작 제어를 위해, 외부에서 입력되는 커맨드를 제공받을 수 있다.

또한, 입출력 디바이스는 디스플레이 및 비주얼 정보와 상태 데이터를 제시하는 다른 컴포넌트와 같은 디스플레이 및 오디오 디바이스를 포함할 수 있다.

일 예로, 디스플레이 및 오디오 디바이스는 스피커 및 사운드를 생성하기 위한 다른 디바이스와 같은 오디오 장비를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 입출력 디바이스는 잭 및 외부 헤드폰과 모니터에 대한 다른 커넥터와 같은 오디오-비디오 인터페이스 장비를 포함할 수 있다.

상기 저장 및 처리 회로(11B)는 하드 디스크 드라이브 스토리지, 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리 또는 프로그램가능 ROM(read-only memory)), 휘발성 메모리(예를 들어, 정적 또는 동적 RAM(random-access-memory)) 등과 같은 스토리지를 포함할 수 있다. 상기 저장 및 처리 회로(11B)는 전자 디바이스(10)의 동작을 제어하는데 사용될 수 있다.

상기 저장 및 처리 회로(11B)는, 일 예로, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, ASIC(applications specific integrated circuits)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 저장 및 처리 회로(11B)는 전자 디바이스(10)에서 인터넷 브라우징 애플리케이션, VOIP(voice-over-internet-protocol) 전화 통화 애플리케이션, 이메일 애플리케이션, 미디어 재생 애플리케이션, 운영 체제 기능 등과 같은 소프트웨어를 실행하는데 사용될 수 있다. 또한, 외부 장비와의 상호작용을 지원하기 위해서, 저장 및 처리 회로(11B)는 통신 프로토콜들의 구현 시에 사용될 수 있으며, 저장 및 처리 회로(11B)를 이용하여 구현될 수 있는 통신 프로토콜은 인터넷 프로토콜, WLAN(wireless local area network) 프로토콜(예를 들어, IEEE 802.11 프로토콜(또는 WiFi®), 블루투스® 프로토콜 등과 같이 다른 단거리 무선 통신 링크를 위한 프로토콜, 휴대 전화 프로토콜 등을 포함할 수 있다.

그리고, 무선 통신 회로(11C)는, 하나 이상의 집적 회로, 전력 증폭기 회로, 저잡음 입력 증폭기, 수동 RF 컴포넌트, RF 무선 신호를 핸들링하기 위한 다른 회로로부터 형성된 무선 주파수(RF) 송수신기 회로를 포함할 수 있다.

또한, 무선 통신 회로(11C)는 다수의 무선 주파수 통신 대역들을 핸들링하기 위한 무선 주파수 송수신기 회로를 포함할 수 있다.

일 예로, 전자 디바이스(10) 및 무선 통신 회로(11C)에 의해 지원될 수 있는 휴대 전화 표준의 예로는, GSM(Global System for Mobile Communications) "2G" 휴대 전화 표준, EVDO(Evolution-Data Optimized) 휴대 전화 표준, "3G" UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 휴대 전화 표준, "3G" CDMA 2000(Code Division Multiple Access 2000) 휴대 전화 표준, 및 3GPP LTE(Long Term Evolution) 휴대 전화 표준이 포함될 수 있다. 여기서, 무선 통신 표준이면 적용 가능하며, 이들 휴대 전화 표준들에 한정될 필요는 없다.

특히, 상기 무선 통신 회로(11C)는, 캐리어-어그리게이션(CA: Carrier Aggregation) 지원을 위한 다중대역 통신을 수행하기 위해, 상기 제1 안테나 장치(500)와 제2 안테나 장치(700)를 이용할 수 있고, 상기 제1 안테나 장치(500)와 제2 안테나 장치(700) 각각은, CA를 지원하기 위해, 전자 디바이스의 무 분절 외곽 도체(300)를 이용할 수 있으며, 이에 대해서는 하기에 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 제1 구현예를 보이는 사시도이다. 도 3은 도 2의 다중대역 안테나의 제1 구현예를 보이는 평면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 전자 디바이스(10)는 주변부, 커버(100), 기판(200), 상기 주변부를 따라 연속 배치된 외곽 도체(300)를 포함할 수 있다.

이때, 기판(200)은 회로부(11) 및 접지부(GND)를 포함하고, 상기 회로부(11)는 상기 커버(100) 내측에 배치되어, 접지부(GND), 제1 급전단(501), 제2 급전단(701), 제1 안테나 장치(500) 및 제2 안테나 장치(700) 각각과 전기적으로 연결되어 있다.

이때, 상기 제1 급전단(501) 및 제2 급전단(701) 각각은 전기적으로 서로 분리되어 상호 간섭을 미치지 않도록 배치되어 있다.

또한, 기판(200)은 금속 영역(도전성 영역)(A1)과 비금속 영역(비도전성 영역)(A2)을 포함하고, 상기 금속 영역(A1)에는 적어도 하나의 회로부(도 2의 11)가 배치되어 제1 급전단(501) 및 제2 급전단(701)에 신호를 제공할 수 있고, 상기 비금속 영역(A2)에는 제1 및 제2 안테나 장치에 포함되는 전송 라인 및 소자가 배치될 수 있다. 여기서, 금속 영역(A1)에는 기판(200)의 기준전위를 유지하기 위한 접지부(GND)가 배치될 수 있다.

여기서, 본 발명의 각 실시 예에서, 기판(200)의 금속 영역(A1)은 접지부(GND)로 설명되는데, 이는 기판(200)의 금속 영역(A1) 전체가 반드시 접지부(GND)가 되어야 하는 것을 의도한 것은 아니다.

도 1 내지 도 3에서, 외곽 도체(300)는 전자 디바이스(10)의 주변부, 즉 외부 측면 테두리에 배치되고, 외곽 도체(300)중 적어도 일부는 안테나의 방사체의 기능을 수행하기 위해 분절 없는 도전성 물질로 이루어질 수 있다.

또한, 외곽 도체(300)는 전자 디바이스(10)의 내부에 배치되는 내부의 도전성 프레임과 일체로 형성될 수 있거나 내부의 도전성 프레임과는 무관하게 독립적으로 형성되어 전자 디바이스에 조립될 수 있다. 일 예로, 상기 외곽 도체(300)는 전자 디바이스(10)의 몸체와 하나일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 외곽 도체(300)는 적어도 안테나로 기능하는 부분에는 분절이 없다. 따라서, 안테나로 기능하지 않은 부분에는 분절이 존재하여도 무방하다.

따라서, 본 발명의 각 실시 예에서, 외곽 도체(300)가 안테나의 기능 구현을 위해 분절될 필요는 없다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나는 제1 다중대역을 지원하는 제1 안테나 장치(500)와 제2 다중대역을 지원하는 제2 안테나 장치(700)를 포함한다.

일 예로, 제1 안테나 장치(500)와 제2 안테나 장치(700)는 전자 디바이스의 입출력포트(IO-port)를 사이에 두고, 서로 반대측에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 안테나 장치(500)와 제2 안테나 장치(700)가 전자 디바이스의 양측 모서리 영역에 배치되어 서로 간섭의 최소화를 위해 전자 디바이스 내에서 가능한 이격 거리가 확보되는 경우라면, 입출력 포트(IO-port)를 기준으로 하는 배치구조에 한정될 필요는 없다.

또한, 제1 안테나 장치(500) 및 제2 안테나 장치(700) 각각은, 임의의 적합한 안테나 타입을 이용하여 형성될 수 있으며, 일 예로, 루프 안테나 구조체, 패치 안테나 구조체, 역F(inverted-F) 안테나 구조체, 그리고 이들 디자인의 하이브리드 등으로부터 형성되는 공진 요소를 갖는 안테나 엘리먼트 또는 패턴을 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 다중대역과 상기 제2 다중대역은 서로 중복되지 않은 주파수 대역을 포함하며, 또한 서로 중복되는 주파수 대역을 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 제1 다중대역은 상대적으로 낮은 주파수 대역인 저역(700MHz~1000MHz)과, 이 저역보다는 높은 중역(1700MHz-2200MHz)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 다중대역은 중역(1700MHz-2200MHz)과 상기 중역보다 높은 고역(2300MHz-2700MHz)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 및 제2 다중 대역은 CA를 지원할 수 있는 대역이라면, 상기 예시에 한정될 필요는 없다.

먼저, 제1 안테나 장치(500)에 대해 설명한다.

제1 안테나 장치(500)는, 상기 제1 급전단(501) 및 상기 외곽 도체(300) 각각에 전기적으로 연결되는 제1 안테나 패턴부(A50)를 포함하고, 상기 제1 안테나 패턴부(A50)와 상기 외곽 도체(300)를 이용하여 복수의 대역을 갖는 제1 다중 대역을 커버하기 위한 다중 공진을 형성할 수 있다.

상기 제1 안테나 패턴부(A50)는 제1 안테나 패턴(A51) 및 1 브릿지 안테나 패턴(A52)을 포함할 수 있다.

상기 제1 안테나 패턴(A51)은, 상기 전자 디바이스의 커버(100)의 가장자리를 따라 배치되어, 일단이 상기 제1 급전단(501) 및 상기 외곽 도체(300) 각각에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 개방되며, 제1 전기적인 길이를 가질 수 있다.

일 예로, 제1 안테나 패턴(A51)은, 기판(200)의 P21 컨택과 전기적으로 연결된 커버(100)의 P11 컨택에서 제1 전기적인 길이(P11-개방단)를 갖도록 커버(100)의 코너를 포함하여 가장자리를 따라 배치될 수 있다.

상기 제1 브릿지 안테나 패턴(A52)은, 상기 전자 디바이스의 커버(100)에 배치되어, 일단이 상기 제1 안테나 패턴(A51)의 일 지점에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 상기 외곽 도체(300)에 전기적으로 연결될 수 있다.

일 예로, 제1 브릿지 안테나 패턴(A52)은, 상기 제1 안테나 패턴(A51)의 일 지점에서 P12 컨택까지 커버(100)의 코너를 포함하여 가장자리를 따라 배치될 수 있다.

상기 제1 안테나 장치(500)는 제1 외곽 도체부(351) 및 제2 외곽 도체부(352)를 포함할 수 있다.

상기 제1 외곽 도체부(351)는, 상기 제1 급전단(501) 및 상기 제1 안테나 패턴(A51) 각각에 연결되는 제1 지점(P31)에서부터 일측 방향으로 제2 전기적인 길이만큼 떨어진 제2 지점(P39)까지의 외곽 도체를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1 외곽 도체부(351)는 커버(100)의 P11 컨택과 연결되는 외곽 도체(300)의 P31 컨택(제1 지점)에서부터 일측 방향으로 제2 전기적인 길이(P31-P39)만큼 떨어진 지점의 P39 컨택(제2 지점)까지의 외곽 도체에 해당될 수 있다.

상기 제2 외곽 도체부(352)는, 상기 외곽 도체(300)의 제3 지점(P32)에서부터 타측 방향으로 제3 전기적인 길이만큼 떨어진 제4 지점(P33)까지의 외곽 도체(300)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제2 외곽 도체부(352)는, 상기 외곽 도체(300)의 P32 컨택(제3 지점)에서부터 타측 방향으로 제3 전기적인 길이(P31-P33)만큼 떨어진 지점의 P33 컨택(제4 지점)까지의 외곽 도체(300)에 해당될 수 있다.

상기 제1 외곽 도체부(351)의 제2 지점(P39)은 상기 기판(200)의 접지부(GND)에 전기적으로 연결되고, 상기 외곽 도체(300)의 제3 지점(P32)은 상기 제1 브릿지 안테나 패턴(A52)의 타단에 연결되며, 상기 제2 외곽 도체부(352)의 제4 지점(P33)은 상기 바이패스 경로(PH52)에 연결될 수 있다.

이때, 상기 외곽 도체(300)의 P39 컨택은 기판(200)의 P29 컨택을 통해 접지부(GND)로 연결되고, 상기 외곽 도체(300)의 P33 컨택은 기판(200)의 P23 컨택과 전기적으로 연결된다. 일 예로, 기판(200)의 P23 컨택과 P21 컨택은 전자 디바이스의 입출력포트(IO-port)를 사이에 두고 배치될 수 있다.

상기 제1 안테나 패턴(A51) 및 제1 브릿지 안테나 패턴(A52)은 기판(200)과 다른 층에 형성될 수 있으며, 일 예로 전자 디바이스(10)의 리어 커버(Rear cover)(100)에 배치되거나 백 커버(Back cover) 내측에 배치될 수 있다.

상기 제1 안테나 패턴(A51)이 리어 커버(Rear cover)(100)에 배치되는 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 수신 감도에 유리한 위치로 배치될 수 있으며, 일 예로, 상기 리어 커버(Rear cover)(100)의 모서리의 가장자리를 따라 배치될 수 있다.

여기서, 본 서류에서는 P11 컨택 및 P21 컨택 등과 같은 컨택은 서로 다른 층에 배치되는 구성요소간의 전기적인 연결을 위한 연결 지점을 의미한다.

한편, 두 컨택 간의 전기적인 연결은 통상의 전자 디바이스에 적용되는 서로 다른 층간의 전기적인 연결방식이 적용될 수 있다. 예를 들면, 도체 관통홀을 통한 연결, 와이어를 통한 연결, 클립을 통한 연결 등이 있다.

다음, 제2 안테나 장치(700)에 대해 설명한다.

제2 안테나 장치(700)는, 상기 제2 급전단(701) 및 상기 외곽 도체(300) 각각에 전기적으로 연결되는 제2 안테나 패턴부(A70)를 포함하고, 상기 제2 안테나 패턴부(A70)와 상기 외곽 도체(300)를 이용하여 상기 제1 다중 대역과 일부 중첩되지 않는 대역을 포함하는 제2 다중 대역을 커버하기 위한 다중 공진을 형성할 수 있다.

상기 제2 안테나 장치(700)는, 제2 안테나 패턴(A71) 및 제2 브릿지 안테나 패턴(A72)을 포함할 수 있다.

상기 제2 안테나 패턴(A71)은, 상기 전자 디바이스의 커버(100)에 배치되어, 일단이 제2 급전단(701)에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 개방되며, 제4 전기적인 길이를 갖도록 배치될 수 있다.

일 예로, 제2 안테나 패턴(A71)은, 기판(200)의 P24 컨택과 전기적으로 연결된 커버(100)의 P14 컨택에서부터 연장되는 제4 전기적인 길이(P14-개방단)를 갖도록 배치될 수 있다.

상기 제2 브릿지 안테나 패턴(A72)은, 상기 전자 디바이스의 커버(100)에 배치되어, 일단이 상기 제2 안테나 패턴(A71)의 일 지점에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 상기 외곽 도체(300)에 전기적으로 연결될 수 있다.

일 예로, 제2 브릿지 안테나 패턴(A72)은, 상기 제2 안테나 패턴(A71)의 일 지점에서 커버(100)의 P15 컨택까지 커버(100)의 코너를 포함하여 가장자리를 따라 배치될 수 있다.

상기 제2 안테나 장치(700)는, 제3 외곽 도체부(371)를 포함할 있다.

상기 제3 외곽 도체부(371)는, 상기 제2 브릿지 안테나 패턴(A72)의 타단에 전기적으로 연결된 외곽 도체(300)의 제5 지점(P35)에서부터 일측 방향으로 제5 전기적인 길이만큼 떨어진 제6 지점(P37)까지의 외곽 도체(300)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제3 외곽 도체부(371)는 P15 컨택과 연결되는 외곽 도체(300)의 P35 컨택에서부터 일측 방향으로 제5 전기적인 길이(P35-P37)만큼 떨어진 지점의 P37 컨택까지의 외곽 도체(300)에 대응될 수 있다.

이때, 상기 P37 컨택은 기판(200)의 P27 컨택과 전기적으로 연결되어 접지부(GND)로 연결된다.

이때, 상기 제3 외곽 도체부(371)의 제6 지점(P37)은 상기 기판(200)의 접지부(GND)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1 안테나 장치(500)는 상기 제1 급전단(501)과 상기 제1 외곽 도체부(351)의 제1 지점(P31)을 전기적으로 연결하는 전송라인에 삽입되는 제1 커패시터 회로부(C51)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1 커패시터 회로부(C51)는, 기판(200)에 배치된 제1 급전단(501)과, 제1 급전단(501)과 P21 컨택 사이에 전송라인(L51)을 통해 연결될 수 잇다.

상기 제2 안테나 장치(700)는 제3 커패시턴스부(C71)를 포함할 수 있다. 상기 제3 커패시턴스부(C71)는 제2 급전단(701)과 P24 컨택 사이에 전송라인(L71)을 통해 연결될 수 있다.

또한, 상기 제2 안테나 장치(700)는 매칭 회로부(C70)를 포함할 수 있고, 상기 매칭 회로부(C70)는, 상기 제2 안테나 패턴(A71)의 일단과 상기 바이패스 경로(PH52)가 연결된 제4 지점(P33) 사이에 배치되어, 상기 제2 다중 대역중 고역에 대해 임피던스 매칭을 형성할 수 있다.

상기 매칭 회로부(C70)는, 서로 직렬로 연결된 제4 및 제5 커패시턴스부(C72,C73)를 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 제4, 제5 커패시턴스부(C72,C73)는 전송라인(L72)을 통해, 기판(200)의 P24 컨택과 기판(200)의 전송라인(L52) 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제4, 제5 커패시턴스부(C72,C73) 각각은 적어도 하나의 커패시턴스 소자를 포함할 수 있으며, 각각은 사전에 정해지는 주파수 대역(예, 고역)에 대한 임피던스 매칭을 위해 설정되며, 제2 커패시터 회로부(C52)의 커패시턴스보다는 작은 용량을 갖는 커패시턴스 소자를 포함할 수 있다.

다음, 바이패스 경로(PH52)에 대해 설명한다.

바이패스 경로(PH52)는 상기 제1 안테나 장치(500)와 상기 제2 안테나 장치(700) 각각에 의한 상호 간섭 신호를 상기 기판(200)의 접지부(GND)로 바이패스할 수 있다.

상기 바이패스 경로(PH52)는, 상기 제1 안테나 장치(500)와 상기 제2 안테나 장치(700) 사이에 배치되어, 상기 제1 안테나 장치(500)와 상기 제2 안테나 장치(700) 사이의 상기 외곽 도체(300)와 상기 기판(200)의 접지부(GND)를 교류적으로 연결하여, 상기 제1 안테나 장치(500)와 상기 제2 안테나 장치(700) 각각에 의한 신호를 상기 기판(200)의 접지부(GND)로 바이패스 할 수 있다.

상기 바이패스 경로(PH52)는, 제2 커패시터 회로부(C52)를 포함할 수 있고, 상기 제2 커패시터 회로부(C52)는, 상기 제2 외곽 도체부(352)와 상기 제4 외곽 도체부(372) 사이의 외곽 도체(300)중 일 지점과 상기 접지부(GND) 사이에 배치되어, 상기 제1 안테나 장치(500)에 의한 신호를 접지로 바이패스하기 위한 커패시턴스를 가질 수 있다.

일 예로, 상기 제2 커패시터 회로부(C52)는 기판(200)의 P23 컨택과 기판(200)의 접지부(GND) 사이에 전송라인(L52)을 통해 연결된다. 여기서, 상기 제2 커패시터 회로부(C52)는 적어도 하나의 커패시턴스 소자를 포함할 수 있으며, 교류 신호를 교류적으로 접지시킬 수 있을 정도의 대용량을 갖는 커패시턴스 소자를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 제2 구현예를 보이는 사시도이고, 도 5는 도 3의 다중대역 안테나의 제2 구현예를 보이는 평면도이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 제2 구현예를 설명하기 의한 도면으로서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 내용과 유사 내지 동일한 사항에 대해서는, 그 중복되는 설명은 생략될 수 있다.

상기 제2 안테나 장치(700)는, 제3 외곽 도체부(371) 및 제4 외곽 도체부(372)를 포함할 있다. 상기 제3 외곽 도체부(371)는, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 바와 같으므로, 그 설명을 생략한다.

상기 제4 외곽 도체부(372)는, 상기 외곽 도체(300)의 제5 지점(P35)에서부터 타측 방향으로 제6 전기적인 길이만큼 떨어진 제7 지점(P36)까지의 외곽 도체(300)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제4 외곽 도체부(372)는 상기 P35 컨택(제5 지점)에서부터 타측 방향으로 제6 전기적인 길이(P35-P36)만큼 떨어진 P36 컨택(제7 지점)까지의 외곽 도체(300)에 대응될 수 있다.

이때, 상기 제4 외곽 도체부(371)의 제7 지점(P36)은 상기 기판(200)의 제2 급전단(701)에 스위치(SW3)를 통해 연결될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 안테나 장치(500)는 전류 패스 및 주파수 대역을 조절하기 위한 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 포함하는 경우에 대해 설명한다.

상기 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 기판(200)에 배치될 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 스위치(SW1)는 일단 및 기판(200)의 접지부(GND)에 연결된 타단을 포함하고, 상기 제1 스위치(SW1)의 일단은 기판(200)의 P28A 컨택, 외곽 도체(300)의 P38A 컨택을 통해 제1 외곽 도체부(351)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 외곽 도체(300)의 P38A 컨택은 P31 컨택과 P39 컨택 사이에 위치될 수 있다.

또한, 상기 제2 스위치(SW2)는 일단 및 기판(200)의 접지부(GND)에 연결된 타단을 포함하고, 상기 제2 스위치(SW2)의 일단은 기판(200)의 P28B 컨택, 외곽 도체(300)의 P38B 컨택을 통해 제1 외곽 도체부(351)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 외곽 도체(300)의 P38B 컨택은 P38A 컨택과 P39 컨택 사이에 위치될 수 있다.

일 예로, 제1 스위치(SW1)가 오프 상태이고, 제2 스위치(SW2)가 온상태이면, 전류 패스가 제1 외곽 도체부(351)의 P39 컨택을 통해서 기판(200)의 접지부(GND)로 형성되는 것 대신에, 제1 외곽 도체부(351)의 P38B 컨택을 통해서 기판(200)의 접지부(GND)로 형성될 수 있고, 이에 따라 전류패스가 짧아지고, 제1 안테나 장치(500)에 의한 주파수 밴드가 높게 조절될 수 있다 (도 8a, 도 8b 참조, B20->B5).

또한, 제2 스위치(SW2)가 오프상태이고, 제1 스위치(SW1)가 온상태이면, 전류 패스가 제1 외곽 도체부(351)의 P39 컨택을 통해서 기판(200)의 접지부(GND)로 형성되는 것 대신에, 제1 외곽 도체부(351)의 P38A 컨택을 통해서 기판(200)의 접지부(GND)로 형성될 수 있고, 이에 따라 전류패스가 더욱 짧아지고, 제1 안테나 장치(500)에 의한 주파수 밴드가 더 높게 조절될 수 있다 (도 8b, 도 8c 참조, B20 또는 B5 -> B8).

도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 안테나 장치(700)는 전류 패스 및 주파수 대역을 조절하기 위한 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 스위치(SW3)를 포함하는 경우에 대해 설명한다.

상기 제3 스위치(SW3)는 기판(200)에 배치될 수 있으며, 이 경우, 상기 제3 스위치(SW3)는 P24 컨택에 연결된 일단 및 타단을 포함하고, 상기 제3 스위치(SW3)의 타단은 기판(200)의 P26 컨택 및 P36 컨택을 통해서 외곽 도체(300)에 전기적으로 연결된다. 여기서, P36 컨택은 P33 컨택과 P35 컨택 사이에 위치될 수 있다.

일 예로, 제3 스위치(SW3)가 온상태이면, 제3 스위치(SW3)를 통하는 새로운 전류 패스가 형성되고, 이에 따라 제2 안테나 장치(700)에 의해 새로운 주파수 대역이 커버될 수 있다. 예를 들어, 하나의 전류 패스는 제2 급전단(701), 제3 커패시턴스부(C71), 제3 스위치(SW3), 26 및 P36 컨택, 제3 및 제4 외곽 도체부(371,372), P37 및 P27 컨택을 통해 접지로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상대적으로 짧은 전류패스가 생성되어, 제3 스위치(SW3)에 의해 주파수 밴드가 높게 조절될 수 있다 (도 9a, 도 9b 참조, B30->B7)

게다가, 또 다른 하나의 전류 패스는 제2 급전단(701), 제3 커패시턴스부(C71), 제3 스위치(SW3), P26 컨택 및 P36 컨택, 제5 외곽 도체부(373), P33 및 P23 컨택, 제2 커패시터 회로부(C52)를 순차로 통해서 접지부(GND)로 형성될 수 있으며, 이 제2 커패시터 회로부(C52)에 의해서 전류 신호가 접지부(GND)로 바이패스 됨에 따라, 제1 안테나 장치(50)에 영향을 미치지 않게 된다.

이때, 상기 제5 외곽 도체부(373)는 외곽 도체(300)중 P36 컨택과 P33 컨택 사이의 외곽 도체 부분에 해당된다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 배치조건 설명도이다.

도 6을 참조하면, 상기 제1 안테나 장치(500)와 관련해서, P31 컨택 및 P33 사이의 이격 거리(D1), 제1 브릿지 안테나 패턴(A52)의 길이(D2), P31 컨택 및 컨택 P32 사이의 이격 거리(D3), 제1 안테나 패턴(A51)의 길이(D4), 그리고, P33 컨택 및 P39 컨택 사이의 이격 거리(D5) 각각은 사용할 주파수 밴드의 파장을 고려해서 결정될 수 있다.

일 예로, 저역(700MHz-1000MHz)에 포함되는 900MHz에 대해 설명하면, D1은 λ/8이고, D2는 λ/11이고, D3은 λ/30이고, D4는 λ/8이고, D5는 λ/3.5 내지 λ/4 사이의 길이가 될 수 있으며, 이는 하나의 예로, 이에 한정되지 않는다.

이와 같은 방식으로, 제2 안테나 장치(700)와 관련해서도, P37 컨택과 P35 컨택간의 이격 거리에 해당되는 제3 외곽 도체부(371)의 길이, P35 컨택과 P36 컨택간의 이격 거리에 에 해당되는 제4 외곽 도체부(371)의 길이, 그리고, P36 컨택과 P33 컨택간의 이격 거리에 해당되는 제5 외곽 도체부(373)의 길이 각각도 사용할 주파수 밴드의 파장을 고려해서 결정될 수 있다.

도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 안테나 장치의 급선 선로의 구조 설명도이다.

도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제2 안테나 장치(700)에서, 기판(200)의 P24 컨택과 제3 커패시턴스부(C71)간의 전송라인(L71)은 사전에 설정된 기울기(θ)를 갖는 사선 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 기울기(θ)는 수평 가상선을 기준으로 영도 보다는 크고 50도 보다는 작을 수 있으며, 일 예로, 45도 일 수 있다.

한편, 전송라인에서, 전류의 세기는 제2 안테나 장치(700)의 제2 안테나 패턴(A71), 제2 브릿지 안테나 패턴(A72)과 기판(200)의 접지부(GND)의 경계면을 따라 강하게 형성되는데, 제2 안테나 장치(700)의 안테나 패턴(A71,A72)과 외곽 도체(300)간 마주 보는 모서리 부근에서도 강하게 형성될 수 있다.

이때, 상기 전송라인(L71)이 사선으로 기울어져 배치되는 경우, 접지부(GND) 경계면에 전류 분포세기가 강하게 형성될 수 있도록 조절하는 경우 대역폭이 개선될 수 있다.

도 8의 (a), (b), (c)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 안테나 장치의 전류 패스 및 주파수 밴드를 보이는 도면이다.

도 4 및 도 8의 (a), (b), (c)를 참조하여, 제1 안테나 장치(500)의 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)가 모두 오프상태인 경우에 대해 설명한다.

먼저, 제1 안테나 장치(500)의 제1 급전단(501)을 통한 전류 신호가 공급되면, 하나의 전류 패스는 제1 커패시턴스부(C51), P21 및 P11 컨택을 거쳐 제1 안테나 패턴(A51)을 통해 형성되고, 이 전류 패스는 도 2 및 도 3에서의 전류 패스와 동일하다. 이와 같은 전류 패스는 제1 중역 밴드(f_M1)에 대응된다.

이때, 제1 중역 밴드(f_M1)는 상기 중역(1700MHz-2200MHz)중 B3(1710MHz-1880MHz), B2(1850MHz-1990MHz) 및 B1(1920MHz-2170MHz)을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 브릿지 안테나 패턴(A52)은 대역폭 확장을 위한 스터브(stub) 기능을 수행할 수 있고, 제1 안테나 패턴(A51)의 길이보다는 짧은 길이로 형성되고, 제1 중역 밴드(f_M1)의 대역폭을 확장시키는 기능을 수행할 수 있다.

도 4 및 도 8의 (a)를 참조하여, 제1 안테나 장치(500)의 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)가 모두 오프상태인 경우에 대해 설명한다.

이 경우, 전류 패스는 제1 커패시턴스부(C51), P21 및 P31 컨택을 거쳐 제1 외곽 도체부(351), P39 및 P29를 통해 기판(200)의 접지부(GND)로 형성되며, 이 전류 패스는 도 2 및 도 3에서의 전류 패스와 동일하다. 이와 같은 전류 패스는 제1 저역 밴드(f_L1)에 대응된다.

이때, 제1 저역 밴드(f_L1)는 상기 저역(700MHz-1000MHz)중 B20(791MHz-862MHz)을 포함할 수 있다.

이때, 제1 커패시턴스부(C51), P21 및 P31 컨택을 거쳐 제2 외곽 도체부(352), P33 및 P23 컨택을 더 거쳐, 제2 커패시터 회로부(C52)를 통해 전류 신호가 기판(200)의 접지부(GND)로 형성될 수 있다. 이에 따라 제2 커패시터 회로부(C52)에 의해 제2 안테나 장치(70)에 영향을 미치지 않고, 접지로 바이패스될 수 있다. 이와 같은 전류 패스는 도 8의(a), (b), (c)에서 모두 동일하게 적용될 수 있다.

이때, 상기 제2 커패시터 회로부(C52)의 커패시턴스는 교류 신호를 교류적으로 접지시킬 수 있을 정도의 대용량일 수 있다. 이에 따라, 제2 커패시터 회로부(C52)에 의해, 전류 신호가 접지로 바이패스 되므로, 상기 제1 안테나 장치(500)와 제2 안테나 장치(700)간 아이솔레이션(Isolation)이 개선될 수 있다.

다음, 도 4 및 도 8의 (b)를 참조하여, 제1 안테나 장치(500)의 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)가 오프 및 온 상태인 경우에 대해 설명한다.

이 경우, 전류 패스는 제1 커패시턴스부(C51), P21 및 P31 컨택을 거쳐 제1 외곽 도체부(351), P38B 및 P28B를 통해 접지로 형성되며, 이 전류 패스는 제2 저역 밴드(f_L2)에 대응된다. 여기서, 제2 저역 밴드(f_L2)는 제1 저역 밴드(f_L1)보다 높은 주파수 밴드이다.

이때, 제2 저역 밴드(f_L2)는 상기 저역(700MHz-1000MHz)중 B5(824MHz-894MHz)를 포함할 수 있다.

그 다음, 도 4 및 도 8의 (c)를 참조하여, 제1 안테나 장치(500)의 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)가 온 및 오프 상태인 경우에 대해 설명한다.

이 경우, 전류 패스는 제1 커패시턴스부(C51), P21 및 P31 컨택을 거쳐 제1 외곽 도체부(351), P38A 및 P28A를 통해 접지로 형성되며, 이 전류 패스는 제3 저역 밴드(f_L3)에 대응된다. 여기서, 제3 저역 밴드(f_L3)는 제2 저역 밴드(f_L2)보다 낮은 주파수 밴드이다.

이때, 제3 저역 밴드(f_L3)는 상기 저역(700MHz-1000MHz)중 B8(880MHz-960MHz)을 포함할 수 있다.

도 9의 (a), (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 안테나 장치의 전류 패스를 보이는 도면이다.

도 4 및 도 9의 (a), (b)를 참조하여, 제2 안테나 장치(500)의 제3 스위치(SW3)가 오프상태인 경우에 대해 설명한다.

먼저, 제2 안테나 장치(700)의 제2 급전단(701)을 통한 전류 신호가 공급되면, 하나의 전류 패스는 제3 커패시턴스부(C71), P24 및 P14 컨택을 거쳐 제2 브릿지 안테나 패턴(A72), P15 및 P35 컨택을 더 거쳐, 제3 외곽 도체부(371), P37 및 P27 컨택을 통해 접지로 형성된다. 이 전류 패스는 제2 중역 밴드(f_M2)에 대응된다. 이와 같은 전류 패스는 도 9의(a), (b)에서 모두 동일하게 적용될 수 있다.

이때, 제2 중역 밴드(f_M2)는 상기 중역(1700MHz-2200MHz)중 B3(1710MHz-1880MHz), B2(1850MHz-1990MHz) 및 B1(1920MHz-2170MHz)을 포함할 수 있다.

게다가, 또 다른 하나의 전류 패스는 제3 커패시턴스부(C71), P24 및 P14 컨택을 거쳐 제2 브릿지 안테나 패턴(A72), P15 및 P35 컨택을 더 거쳐, 제4 및 제5 외곽 도체부(372,373), P33 및 P23 컨택을 더 거처, 제2 커패시터 회로부(C52)를 통해 전류 신호가 기판(200)의 접지부(GND)로 형성된다.

이에 따라, 제2 커패시터 회로부(C52)에 의해, 전류 신호가 기판(200)의 접지부(GND)로 바이패스 되므로, 상기 제1 안테나 장치(500)와 제2 안테나 장치(700)간 아이솔레이션(Isolation)이 개선될 수 있다.

다음, 제2 안테나 장치(700)의 제2 급전단(701)을 통한 전류 신호가 공급되면, 또 다른 하나의 전류 패스는 제3 커패시턴스부(C71), P24 및 P14 컨택을 거쳐 제2 안테나 패턴(A71)을 통해 흐른다. 이 전류 패스는 제1 고역 밴드(f_H1)에 대응된다.

이때, 제1 고역 밴드(f_H1)는 상기 고역(2300MHz-2700MHz)중 B30(2305MHz-2360MHz)을 포함할 수 있다.

도 4 및 도 9의 (a), (b)를 참조하여, 제2 안테나 장치(500)의 제3 스위치(SW3)가 온상태인 경우에 대해 설명한다.

먼저, 제2 안테나 장치(700)의 제2 급전단(701)을 통한 전류 신호가 공급되면, 하나의 전류 패스는 제3 커패시턴스부(C71), 제3 스위치(SW3), P26 및 P36 컨택을 거쳐 제5 외곽 도체부(373), P33, P23 컨택을 더 거친후, 제2 커패시터 회로부(C52)를 통해 흐른다.

또한, 다른 하나의 전류 패스는 제3 커패시턴스부(C71), 제3 스위치(SW3), P26 및 P36 컨택을 거쳐 제3 및 제4 외곽 도체부(372,371), P37, P27 컨택을 통해 접지로 형성된다. 이 전류 패스는 제2 고역 밴드(f_H2)에 대응된다.

이때, 제2 고역 밴드(f_H2)는 상기 고역(2300MHz-2700MHz)중 B7(2500MHz-2690MHz)을 포함할 수 있다.

도 10의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 주파수 대역별 방사 효율 특성도이다.

도 10의 (a)는 제1 안테나 장치(500)에 대한 주파수 대역별 방사 효율 특성도이고, 도 10의 (b)는 제2 안테나 장치(700)에 대한 주파수 대역별 방사 효율 특성도이다.

도 10의 (a)에서, G10인 기존 그래프(G10)는 기존 전자 디바이스의 특성 그래프이고, G21 그래프는 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)가 오프 상태에서의 특성 그래프이고, G22 그래프는 제2 스위치(SW2)만 온상태에서의 특성 그래프이고, G23 그래프는 제1 스위치(SW1)만 온상태에서의 특성 그래프이다.

도 10의 (a)에 도시된 그래프를 참조하면, 제1 안테나 장치(500)에 의해, 제1 중역(f_M1)에 대응되는 대략 1700MHz 내지 2200MHz의 중역 밴드(B3,B2,B1)가 커버될 수 있고, 또한, 제1 안테나 장치(500)에 의해, 제1 및 제2 스위치(SW1,SW2)에 따라 700MHz 내지 1000MHz에서 복수의 저역 밴드(B20,B5,B8)가 커버될 수 있음을 보이고 있다.

도 10의 (b)에서, G10인 기존 그패프는 기존 전자 디바이스의 특성 그래프이고, G31 그래프는 제3 스위치(SW3)가 오프 상태에서의 특성 그래프이고, G32 그래프는 제3 스위치(SW3)가 온상태에서의 특성 그래프이다.

도 10의 (b)에 도시된 그래프를 참조하면, 제2 안테나 장치(700)에 의해, 제2 중역(f_M2)에 대응되는 대략 1700MHz 내지 2200MHz의 중역 밴드(B3,B2,B1)가 커버될 수 있고, 또한, 제2 안테나 장치(700)에 의해, 제3 스위치(SW3)에 따라 2300MHz 내지 2700MHz에서 복수의 고역 밴드(B30,B7)가 커버될 수 있음을 보이고 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 의하면, 외곽 도체를 갖는 전자 디바이스에서, 분절이 없는 무 분절 외곽 도체를 이용하여, 저역, 중역 및 고역 밴드를 다양하게 조절할 수 있음으로써, 주파수 환경 또는 시스템 환경에 따라 안테나 성능이 확보되면서 캐리어-어그리게이션(CA)을 지원할 수 있고, 1UL/2DLs 또는 1UL/3DLS이 구현될 수 있다.

100: 커버
200: 기판
300: 외곽 도체
500: 제1 안테나 장치
700: 제2 안테나 장치

Claims

주변부를 갖는 전자 디바이스에 내장된 기판의 회로부에 전기적으로 연결된 제1 급전단;
상기 기판의 회로부에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 급전단과는 전기적으로 분리된 제2 급전단;
상기 기판에 배치된 접지부;
상기 주변부를 따라 연속 배치된 외곽 도체;
상기 제1 급전단 및 상기 외곽 도체 각각에 전기적으로 연결되는 제1 안테나 패턴부를 포함하여, 복수의 대역을 갖는 제1 다중 대역을 커버하기 위한 다중 공진을 형성하는 제1 안테나 장치;
상기 제2 급전단 및 상기 외곽 도체 각각에 전기적으로 연결되는 제2 안테나 패턴부를 포함하여, 상기 제1 다중 대역과 일부 중첩되지 않는 제2 다중 대역을 커버하기 위한 다중 공진을 형성하는 제2 안테나 장치; 및
상기 제1 안테나 장치와 상기 제2 안테나 장치 각각에 의한 간섭 신호를 상기 기판의 접지부로 바이패스 하는 바이패스 경로;
를 포함하는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴부는,
상기 전자 디바이스의 커버의 가장자리를 따라 배치되어, 일단이 상기 제1 급전단 및 상기 외곽 도체 각각에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 개방되며, 제1 전기적인 길이를 갖는 제1 안테나 패턴; 및
상기 전자 디바이스의 커버에 배치되어, 일단이 상기 제1 안테나 패턴의 일 지점에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 상기 외곽 도체에 전기적으로 연결되는 제1 브릿지 안테나 패턴;
을 포함하는 전자 디바이스.
제2항에 있어서, 상기 제1 안테나 장치는
상기 제1 급전단 및 상기 제1 안테나 패턴 각각에 연결되는 제1 지점에서부터 일측 방향으로 제2 전기적인 길이만큼 떨어진 제2 지점까지의 외곽 도체를 포함하는 제1 외곽 도체부; 및
상기 외곽 도체의 제3 지점에서부터 타측 방향으로 제3 전기적인 길이만큼 떨어진 제4 지점까지의 외곽 도체를 포함하는 제2 외곽 도체부; 를 포함하고,
상기 제1 외곽 도체부의 제2 지점은 상기 기판의 접지부에 전기적으로 연결되고, 상기 외곽 도체의 제3 지점은 상기 제1 브릿지 안테나 패턴의 타단에 연결되며, 상기 제2 외곽 도체부의 제4 지점은 상기 바이패스 경로에 연결되는 전자 디바이스.
제3항에 있어서, 상기 제2 안테나 패턴부는
상기 전자 디바이스의 커버에 배치되어, 일단이 제2 급전단에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 개방되며, 제4 전기적인 길이를 갖도록 배치된 제2 안테나 패턴; 및
상기 전자 디바이스의 커버에 배치되어, 일단이 상기 제2 안테나 패턴의 일 지점에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 상기 외곽 도체에 전기적으로 연결되는 제2 브릿지 안테나 패턴;
을 포함하는 전자 디바이스.
제4항에 있어서, 상기 제2 안테나 장치는
상기 제2 브릿지 안테나 패턴의 타단에 전기적으로 연결된 외곽 도체의 제5 지점에서부터 일측 방향으로 제5 전기적인 길이만큼 떨어진 제6 지점까지의 외곽 도체를 포함하는 제3 외곽 도체부; 및
상기 외곽 도체의 제5 지점에서부터 타측 방향으로 제6 전기적인 길이만큼 떨어진 제7 지점까지의 외곽 도체를 포함하는 제4 외곽 도체부; 를 포함하고,
상기 제3 외곽 도체부의 제6 지점은 상기 기판의 접지부에 전기적으로 연결되고, 상기 제4 외곽 도체부의 제7 지점은 상기 기판의 제2 급전단에 스위치를 통해 연결되는 전자 디바이스.
제5항에 있어서, 상기 제2 안테나 장치는
상기 제2 안테나 패턴의 일단과 상기 바이패스 경로가 연결된 제4 지점 사이에 배치되어, 상기 제2 다중 대역중 고역에 대해 임피던스 매칭을 형성하는 매칭 회로부를 포함하는 전자 디바이스.
제6항에 있어서, 상기 제1 안테나 장치는
상기 제1 급전단과 상기 제1 외곽 도체부의 제1 지점을 전기적으로 연결하는 전송라인에 삽입되는 제1 커패시터 회로부를 더 포함하고,
상기 바이패스 경로는,
상기 제2 외곽 도체부와 상기 제4 외곽 도체부 사이의 외곽 도체중 일 지점과 상기 접지부 사이에 배치되어, 상기 제1 안테나 장치에 의한 신호를 접지로 바이패스하기 위한 커패시턴스를 갖는 제2 커패시터 회로부를 포함하는 전자 디바이스.
제7항에 있어서, 상기 매칭 회로부는,
서로 직렬로 연결된 제4 및 제5 커패시턴스부를 포함하고,
상기 제4 및 제5 커패시턴스부 각각은 상기 제2 커패시터 회로부의 커패시턴스 보다는 작은 용량을 갖는 커패시턴스 소자를 포함하는
전자 디바이스.
주변부를 갖는 전자 디바이스에 내장된 기판의 회로부에 전기적으로 연결된 제1 급전단;
상기 기판의 회로부에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 급전단과는 전기적으로 분리된 제2 급전단;
상기 기판에 배치된 접지부;
상기 주변부를 따라 연속 배치된 외곽 도체;
상기 제1 급전단 및 상기 외곽 도체 각각에 전기적으로 연결되는 제1 안테나 패턴부를 포함하고, 상기 제1 안테나 패턴부와 상기 외곽 도체를 이용하여 복수의 대역을 갖는 제1 다중 대역을 커버하기 위한 다중 공진을 형성하는 제1 안테나 장치;
상기 제2 급전단 및 상기 외곽 도체 각각에 전기적으로 연결되는 제2 안테나 패턴부를 포함하고, 상기 제2 안테나 패턴부와 상기 외곽 도체를 이용하여 상기 제1 다중 대역과 일부 중첩되지 않는 제2 다중 대역을 커버하기 위한 다중 공진을 형성하는 제2 안테나 장치; 및
상기 제1 안테나 장치와 상기 제2 안테나 장치 사이의 상기 외곽 도체와 상기 기판의 접지부를 교류적으로 연결하여, 상기 제1 안테나 장치와 상기 제2 안테나 장치 각각에 의한 신호를 상기 기판의 접지부로 바이패스 하는 바이패스 경로;
를 포함하는 전자 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴부는,
상기 전자 디바이스의 커버의 가장자리를 따라 배치되어, 일단이 상기 제1 급전단 및 상기 외곽 도체 각각에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 개방되며, 제1 전기적인 길이를 갖는 제1 안테나 패턴; 및
상기 전자 디바이스의 커버에 배치되어, 일단이 상기 제1 안테나 패턴의 일 지점에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 상기 외곽 도체에 전기적으로 연결되는 제1 브릿지 안테나 패턴;
을 포함하는 전자 디바이스.
제10항에 있어서, 상기 제1 안테나 장치는
상기 제1 급전단 및 상기 제1 안테나 패턴 각각에 연결되는 제1 지점에서부터 일측 방향으로 제2 전기적인 길이만큼 떨어진 제2 지점까지의 외곽 도체를 포함하는 제1 외곽 도체부; 및
상기 외곽 도체의 제3 지점에서부터 타측 방향으로 제3 전기적인 길이만큼 떨어진 제4 지점까지의 외곽 도체를 포함하는 제2 외곽 도체부; 를 포함하고,
상기 제1 외곽 도체부의 제2 지점은 상기 기판의 접지부에 전기적으로 연결되고, 상기 외곽 도체의 제3 지점은 상기 제1 브릿지 안테나 패턴의 타단에 연결되며, 상기 제2 외곽 도체부의 제4 지점은 상기 바이패스 경로에 연결되는 전자 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 제2 안테나 패턴부는
상기 전자 디바이스의 커버에 배치되어, 일단이 제2 급전단에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 개방되며, 제4 전기적인 길이를 갖도록 배치된 제2 안테나 패턴; 및
상기 전자 디바이스의 커버에 배치되어, 일단이 상기 제2 안테나 패턴의 일 지점에 전기적으로 연결되고, 그 타단이 상기 외곽 도체에 전기적으로 연결되는 제2 브릿지 안테나 패턴;
을 포함하는 전자 디바이스.
제12항에 있어서, 상기 제2 안테나 장치는
상기 제2 브릿지 안테나 패턴의 타단에 전기적으로 연결된 외곽 도체의 제5 지점에서부터 일측 방향으로 제5 전기적인 길이만큼 떨어진 제6 지점까지의 외곽 도체를 포함하는 제3 외곽 도체부; 및
상기 외곽 도체의 제5 지점에서부터 타측 방향으로 제6 전기적인 길이만큼 떨어진 제7 지점까지의 외곽 도체를 포함하는 제4 외곽 도체부; 를 포함하고,
상기 제3 외곽 도체부의 제6 지점은 상기 기판의 접지부에 전기적으로 연결되고, 상기 제4 외곽 도체부의 제7 지점은 상기 기판의 제2 급전단에 스위치를 통해 연결되는 전자 디바이스.
제13항에 있어서, 상기 제2 안테나 장치는
상기 제2 안테나 패턴의 일단과 상기 바이패스 경로가 연결된 제4 지점 사이에 배치되어, 상기 제2 다중 대역중 고역에 대해 임피던스 매칭을 형성하는 매칭 회로부를 포함하는 전자 디바이스.
제13항에 있어서, 상기 제1 안테나 장치는
상기 제1 급전단과 상기 제1 외곽 도체부의 제1 지점을 전기적으로 연결하는 전송라인에 삽입되는 제1 커패시터 회로부를 더 포함하고,
상기 바이패스 경로는,
상기 제2 외곽 도체부와 상기 제4 외곽 도체부 사이의 외곽 도체중 일 지점과 상기 접지부 사이에 배치되어, 상기 제1 안테나 장치에 의한 신호를 접지로 바이패스하기 위한 커패시턴스를 갖는 제2 커패시터 회로부를 포함하는 전자 디바이스.
제15항에 있어서, 상기 제1 안테나 장치는
전류 패스 및 주파수 대역을 조절하기 위한 적어도 하나의 스위치를 포함하는 전자 디바이스.