KR101791129B1 - 이동통신 단말기 - Google Patents

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KR101791129B1
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엘지전자 주식회사
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Abstract

다중 모드를 이용한 다중 대역 안테나를 갖는 이동통신 단말기가 개시된다. 안테나 패턴부와 그라운드 급전부 사이에 배치되어, 주파수에 따라 임피던스를 변화시켜 상기 안테나 패턴부를 복수의 모드에서 동작하게 하는 주파수 선택단을 포함한다. 주파수 선택단을 그라운드 급전부에 개방 또는 단락시킴으로써 안테나를 모노폴 또는 PIFA(Plannar Inverted F Antenna)의 복수의 모드에서 동작하도록 하여 다중 대역에서 다양하고 통합적인 통신 서비스의 제공이 가능하다.

Description

이동통신 단말기 {MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}
본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 다중 모드를 이용한 다중 대역 안테나에 관한 것이다.
이동통신 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화 기능, 정보를 입, 출력하는 기능 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 기기이다.
기능이 다양화됨에 따라 이동통신 단말기는 예를 들어, 사건이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복잡한 기능들을 갖추고 있으며, 이들은 종합적으로 탑재되어 있는 멀티미디어 기기(Multimedia Player)를 구현하기도 한다.
이러한 멀티 미디어 기기에는 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어의 면에서 새로운 다양한 시도들이 적용되고 있다. 일 예로 사용자가 쉽고 편리하게 기능을 검색하거나 선택하기 위한 사용자 인터페이스(User Interface)환경이 제공되고 있다.
무선신호를 송수신하고 처리하기 위해서 이동통신 단말기는 RF(Radio Frequency) 부품들을 포함한다.
이동통신 단말기는 무선 통신을 이용하여 무선 기지국들과 통신할 수 있다. 예를 들면, 셀룰러 폰은 850MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 및 1900 MHz의 셀룰러 폰 대역들(cellular telephone bands)(예를 들면, 주요 글로벌 이동통신 시스템(Global System for Mobile Communications) 또는 GSM 셀룰러 폰 대역들)을 이용하여 통신할수 있다. 또한 WCDMA(Wideband Code division Mutiple Accees)서비스를 위하여 1.92 ~ 2.17 GHz 대역에서도 통신이 가능해야 한다. 나아가 LTE(Long Term Evolution) 서비스를 위하여 720 ~ 820 MHz 대역에서도 통신이 가능해야 한다.
이러한 다중 대역 서비스를 한 이동통신 단말기에서 모두 제공하기 위하여 부품들의 광대역화가 요구되며, 특히 안테나 소자는 공진 소자로 협대역 특성을 가진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안한 것으로 안테나의 대역폭 특성을 개선하기 위하여 주파수에 따라 임피던스를 변화시켜 복수의 모드에서 동작하게 하는 주파수 선택단을 포함하는 급전구조와, 다중 모드에서 동작하는 대역폭 특성이 향상된 다중 대역 안테나를 구비한 이동통신 단말기를 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명과 관련된 이동통신 단말기는, 단말기 바디에 형성되는 그라운드; 상기 단말기 바디에 설치되는 안테나 패턴부; 상기 안테나 패턴부 및 그라운드에 신호를 급전하는 급전부를 포함하고, 상기 급전부는, 상기 안테나 패턴부에 신호를 급전하는 신호 급전부; 상기 그라운드에 연결되는 그라운드 급전부; 및 상기 안테나 패턴부와 그라운드 급전부 사이에 배치되어, 주파수에 따라 임피던스를 변화시켜 상기 안테나 패턴부를 복수의 모드에서 동작하게 하는 주파수 선택단;을 포함한다.
상기 주파수 선택단은 제 1 대역에서 상기 안테나 패턴부를 상기 그라운드에 단락 시키는 제 1 모드;및 상기 제 1 대역과 다른 적어도 하나의 대역에서 상기 안테나 패턴부와 상기 그라운드 급전부 사이의 임피던스를 무한대가 되도록 하는 제 2 모드;를 갖을 수 있다.
상기 주파수 선택단은 복수의 단을 가지고, 각 단은 인덕터와 커패시터의 조합일 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명과 관련된 이동통신 단말기는, 단말기 바디에 형성되는 그라운드; 상기 단말기 바디에 설치되는 제 1 패턴부; 상기 제 1 패턴부의 적어도 일 부분과 전자기적 커플링될 수 있게 배치되며, 상기 그라운드에 연결되는 제 2 패턴부; 상기 제 1 패턴부에 신호를 급전하는 신호 급전부; 상기 그라운드에 연결되는 그라운드 급전부; 및 상기 제 1 패턴부와 상기 그라운드 급전부 사이에 배치되어, 제 1 대역에서 상기 제 1 패턴부를 상기 그라운드 급전부에 단락시키는 주파수 선택단;을 포함한다.
상기 제 1 패턴부는 루프이고 상기 신호 급전부는 루프의 내부에 위치할 수 있다.
상기 제 1 패턴부는 4개의 변을 가지는 패치일 수 있다.
상기 이동통신 단말기는 상기 제 1 패턴부의 적어도 일 부분과 전자기적 커플링 될 수 있게 배치되는 제 3 패턴부를 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 패턴부는 상기 제 2 패턴부의 일 부분과 전자기적 커플링될 수 있게 배치될 수 있다.
상기 제 3 패턴부는 상기 그라운드에 연결될 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 의하면, 다중대역에서 다중 모드로 동작하는 급전구조와 다중 대역 안테나에 의하여 안테나의 대역폭 특성을 향상시킴으로써 광대역에서 전자기파의 송신 및 수신 성능의 향상시킬 수 있으며, 통신 서비스 간 컨버전스가 요구되는 최근의 경향에 부합하는 다양하고 통합적인 통신 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동통신 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 주파수 선택단을 포함하는 급전부를 나타낸 회로도이고,
도 3은 도 2의 급전부의 특정 주파수 대역에서 등가회로를 나타낸 회로도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 다중 대역 안테나를 나타낸 회로도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 다중 대역 안테나를 나타낸 회로도이고,
도 6은 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 다중 대역 안테나의 주파수에 따른 반사계수 특성을 나타낸 도이다.
이하, 본 발명과 관련된 이동통신 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사1용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되는 이동통신 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등과 같은 이동통신 단말기와, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기가 있다. 이하의 설명에서는 상기 단말기가 이동통신 단말기인 것으로 가정하고 설명한다. 그러나, 이하의 설명에 따른 구성은 이동통신 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동통신 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.
개시된 이동통신 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디(101)를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않으며, 하나의 바디로만 이루어진 바(bar) 타입, 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.
단말기 바디(101)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(104)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(104)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(102)와 리어 케이스(104) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가(103)로 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.
상기 단말기 바디(101)의 전체 혹은 일부나 상기 단말기의 베젤 부분 또는 상기 케이스들은 전도성을 갖는 상기의 금속 재질로 구성되어 전자기 신호의 기준 전위에 해당하는 그라운드로 활용될 수 있다.
단말기 바디, 주로 프론트 케이스(102)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 제1사용자 입력부(131), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다.
디스플레이부(151)는 프론트 케이스(102)의 전면(front surface)의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(151)와 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스(170) 등은 프론트 케이스(102) 및 리어 케이스(104)의 측면들에 배치될 수 있다. 디스플레이부(151)의 상면에는 디스플레이부(151)를 보호하기 위한 윈도우가 설치된다. 윈도우의 상세한 구조에 대하여는 뒤에서 설명한다.
사용자 입력부는 이동통신 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받을 수 있게 구성되어 있으며, 도 2에서는 단말기바디(101)의 전면에 배치된 제1사용자입력부(131) 및 측면에 배치된 제2사용자입력부(132)를 개시하고 있다. 제1 및 제2사용자 입력부(131,132)는 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.
제1 또는 제2사용자 입력부(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1사용자 입력부(131)는 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2사용자 입력부(132)는 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 주파수 선택단(260)을 포함하는 급전부(250)를 나타낸 회로도이다.
상기 이동통신 단말기는 단말기 바디에 형성되는 그라운드(110), 상기 단말기 바디에 설치되는 안테나 패턴부(221), 상기 안테나 패턴부(221) 및 상기 그라운드(110)에 신호를 급전하는 급전부(250)를 포함한다.
상기 급전부(150)는 상기 안테나 패턴부(221)에 신호를 급전하는 신호 급전부(151), 상기 그라운드(210)에 연결되는 그라운드 급전부(252) 및 상기 안테나 패턴부(221)와 상기 그라운드 급전부(252) 사이에 배치되어, 주파수에 따라 임피던스를 변화시켜 상기 안테나 패턴부(221)를 복수의 모드에서 동작하게 하는 주파수 선택단(260)을 포함한다.
상기 주파수 선택단(260)은 제 1 대역에서 상기 안테나 패턴부(221)를 상기 그라운드(210)에 단락시키는 제 1 모드 및 상기 제 1 대역과 다른 적어도 하나의 대역에서 상기 안테나 패턴부(221)와 상기 그라운드 급전부(252) 사이의 임피던스가 무한대가 되도록 하는 제 2 모드를 갖는다.
제 1 모드로 동작하는 경우 상기 안테나 패턴부(221)는 상기 신호 급전부(251)와 상기 그라운드 급전부(252)에 전기적으로 직접 연결되며 이는 PIFA(Plannar Inverted F Antenna)와 유사하게 동작한다.
제 2 모드로 동작하는 경우 상기 안테나 패턴부(220)는 상기 신호 급전부(251)에만 전기적으로 직접 연결되며 이는 모노폴(monopole)이나 다이폴(dipole) 안테나와 유사하게 동작한다.
여기서 일 예로 상기 제 1 모드에서 동작하는 상기 제 1 대역은 1.7 ~ 2.1 GHz의 일부 대역이다. 상기 제 2 모드는 제 2 대역인 820 ~ 960 MHz 대역과, 제 3 대역으로 1.7 ~ 2.1 GHz에서 상기 제 1 대역을 제외한 나머지 대역을 포함한 대역에서 동작한다. 또한 상기 제 2 모드는 제 2 대역으로 720 ~820 MHz의 대역을 더 포함한 대역에서도 동작할 수 있다.
상기 주파수 선택단(260)은 복수의 단(stage)를 가지고, 각 단은 인덕터(inductor)와 커패시터(capacitor)의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 주파수 선택단(260)의 각 단은 상기 안테나 패턴부(120)가 동작하는 모드에 대응하며 2개의 모드를 가지므로 단의 개수는 2개로 할 수 있다.
상기 주파수 선택단(260)은 제 1 주파수 선택단(261)과 제 2 주파수 선택단(262)를 포함할 수 있다. 상기 각 주파수 선택단(261, 262)은 인덕터와 커패시터가 병렬로 연결된 구조를 가질 수 있고, 각 단의 어드미턴스(Y)와 공진주파수 (f r )는 하기의 수학식 1과 같이 결정된다. 여기서 L, C는 각각 상기 인덕터와 상기 커패시터의 인덕턴스와 커패시턴스의 값이다.
Figure 112010043165318-pat00001
도 3은 도 2의 상기 급전부(250)의 특정 주파수 대역에서 등가회로를 나타낸 회로도이다. 도 3A는 상기 주파수 선택단(260)이 개방(open)회로인 경우에 해당하며, 도 3B는 상기 주파수 선택단(260)이 단락(close)회로인 경우에 해당한다.
따라서, 상기 제 1 주파수 선택단(261)의 공진 주파수 (f r1 )는 상기 제 2 모드의 상기 제 2 대역의 중간 주파수일 수 있다. 이 때 상기 주파수 선택단(260)의 상기 어드미턴스 값은 0이 되므로 이의 역수에 해당하는 임피던스 값은 무한대이다.
또한 상기 제 2 주파수 선택단(162)의 공진 주파수 (f r2 )는 상기 제 1 모드의 상기 제 3 대역의 중간 주파수일 수 있다. 이 때 상기 주파수 선택단(160)의 상기 어드미턴스 값은 0이 되므로 이의 역수에 해당하는 임피던스 값은 무한대이다. 따라서 각 단의 어드미턴스의 값이 0이 되는 경우에, 도 5A와 같이 상기 안테나 패턴부(221)와 상기 그라운드 급전부(252) 사이는 개방 회로가 되어 상기 안테나 패턴부(221)는 모노폴 또는 다이폴 안테나와 유사하게 동작한다.
반면에 상기 제 1 주파수 선택단(261)과 상기 제 2 주파수 선택단(262)의 조합에 의하여 상기 주파수 선택단(260)이 단락 회로가 되는 공진주파수 (f r )는 하기의 수학식 2와 같이 결정된다.
Figure 112010043165318-pat00002
상기 공진 주파수(f r )는 상기 제 1 대역의 중심 주파수일 수 있다. 이 때 상기 주파수 선택단(260)는 상기 임피던스 값이 0에 해당하므로, 도 5B와 같이 단락회로가 되며, 상기 안테나 패턴부(221)는 상기 신호 급전부(251) 및 상기 그라운드 급전부(252)에 전기적으로 모두 연결되므로 PIFA와 유사하게 동작한다.
안테나의 구현에 있어서, 안테나 패턴부(221)는 유전체 캐리어에 금속판(방사체)를 몰딩 또는 융착시켜 만들거나, 플렉시블 피시비 형태로 만들거나, 회로기판에 직접 패터닝하여 만들 수 있다.
급전부(251, 252)는 회로기판에 접촉하는 형태로 구현될 수 있으며 이 경우 탄성핀(또는 핑거)등이 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 다중 대역 안테나(200)를 나타낸 회로도이다.
상기 다중 대역 안테나(200)는 그라운드(210), 제 1 패턴부(220), 제 2 패턴부(230), 신호 급전부(251), 그라운드 급전부(252) 및 주파수 선택단(260)을 포함한다.
상기 그라운드(210)는 상기 단말기 바디에 형성되어 전자기 신호의 기준 전위를 제공한다. 상기 그라운드(210)는 그라운드 급전부(252)가 포함된 영역으로 상기 제 2 패턴부(230)가 상기 그라운드(210)에 연결되는 지점까지에 해당하는 제 1 그라운드(211) 및 상기 지점부터 시작되는 제 2 그라운드(212)를 포함한다.
상기 그라운드(210)는 회로기판의 그라운드 외에도 전도성을 갖는 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다. 또한 상기 그라운드(210)는 상기 단말기 바디(101)의 전체 혹은 일부나 상기 단말기의 베젤 부분 또는 케이스들 또는 상기 케이스 내의 도전막 형태로 구현될 수 있다.
상기 제 1 패턴부(220)는 상기 단말기 바디에 설치되어 전자기 신호를 인가받아 전자기파를 방사한다.
상기 신호 급전부(251)는 상기 제 1 패턴부(220)와 연결되어 상기 제 1 패턴부(220)에 신호를 급전한다.
상기 제 1 패턴부(220)는 루프이고, 상기 신호 급전부(251)는 루프의 내부에 위치할 수 있다.
상기 제 1 패턴부(220)는 제 1 구획 패턴(221)에서 제 4 구획 패턴(224)의 4개의 부분으로 구획될 수 있다.
상기 신호 급전부(251)는 상기 루프의 일 변의 중심과 나머지 변의 중심에서 오프셋(offset)된 지점에 배치된다. 상기 오프셋은 상기 다중 대역 안테나(200)의 임피던스 정합을 위한 것이다.
상기 제 1 패턴부(220)는 4개의 변을 가지는 패치일 수 있다. 상기 패치의 일 변의 중심 지점과 나머지 변의 중심에서 오프셋(offset)된 지점에 배치된다.
상기 제 2 패턴부(230)는 상기 제 1 패턴부(220)의 적어도 일 부분과 전자기적 커플링될 수 있게 배치되며 상기 그라운드(210)에 연결된다.
상기 제 2 패턴부(230)는 상기 제 1 패턴부(220)의 제 2 구획 패턴(222)과 평행한 길이 방향으로 그라운드 연결단(235)까지 형성된 제 1 구획 패턴(231), 상기 제 1 구획 패턴(231)에서 연장되어 상기 제 1 패턴부(220)의 제 2 구획 패턴(222)과 평행한 길이 방향으로 형성된 제 2 구획 패턴(232), 상기 제 2 구획 패턴(232)에서 연장되어 상기 제 1 패턴부(220)의 제 4 구획 패턴(224)과 평행한 길이 방향으로 형성된 제 3 구획 패턴(233), 상기 제 3 구획 패턴(233)에서 연장되어 상기 제 1 패턴부(220)의 제 1 구획 패턴(221)과 평행한 길이 방향으로 형성된 제 4 구획 패턴(234) 및 상기 제 2 패턴부(230)를 상기 그라운드(210)에 연결하는 그라운드 연결단(235)을 포함한다.
상기 제 2 패턴부(230)의 상기 제 1 구획 패턴(131)은 상기 제 1 패턴부(220)의 상기 제 2 구획 패턴(222)과 강한 전자기적 커플링을 형성하고, 상기 제 2 패턴부(230)의 상기 제 2 구획 패턴(232)과 상기 제 3 구획 패턴(233)은 주로 임피던스 정합을 위한 것이며, 약한 전자기적 커플링을 형성한다.
상기 다중 대역 안테나(200)가 상기 제 2 모드로 동작하는 경우에 상기 다중 대역 안테나(200)는 모노폴(monopole) 안테나와 유사하게 동작한다. 따라서 상기 제 2대역과 상기 제 3 대역에 해당하는 전기적인 공진 길이는 각각 상기 제 1 구획 패턴(131)과 상기 제 1 그라운드(211)의 길이 또는 상기 제 1 구획 패턴(231)과 기 제 2 그라운드(212)의 길이를 매질에 따른 유전율을 고려하여 각각 더한 것에 해당한다. 상기 제 1 구획 패턴(231), 상기 제 1 그라운드(211) 및 상기 제 2 그라운드(212)의 물리적인 길이를 각각 l1, l2, l3이라고 하면, 상기 제 2 대역과 상기 제 3 대역에 해당하는 파장 단위로 나타낸 전기적인 공진 길이는 하기의 수학식 3과 같이 주어진다.
Figure 112010043165318-pat00003
상기 제 1 구획 패턴(231)은 유전체 기판 위에 배치되므로 전기적인 공진 길이 연산 시 상기 기판의 유전율과 자유공간의 유전율을 고려한 유효 유전율(εe :effective permittivity)이 반영되어야 한다. 여기서 f는 주파수[Hz], c는 광속으로 3×108m/s의 값을 가진다.
상기 제 1 패턴부(230)의 루프 형상은 비교적 짧은 물리적 길이로 상기 제 2 패턴과 강한 커플링을 형성할 수 있다. 상기 제 1 패턴부(230)만에 의한 공진 주파수는 상기 제 1 대역 에서 상기 제 3 대역이 아닌 주파수 대역인 것이 바람직하며, 상기 루프의 크기를 고려할 때 상기 제 1 대역보다 낮은 주파수 대역일 것이다.
상기 그라운드 급전부(252)는 상기 그라운드(210)에 연결되어 전자기 신호의 기준 전위를 제공한다.
상기 주파수 선택단(260)은 상기 제 1 패턴부(220)와 상기 그라운드 급전부(252) 사이에 배치되어, 상기 제 1 대역에서 상기 제 1 패턴부(220)를 상기 그라운드 급전부(251)에 단락시킨다. 따라서 상기 제 1 대역에서 상기 제 1 패턴부(220)는 PIFA와 유사하게 동작한다.
또한 상기 주파수 선택단(260)은 상기 제 2 대역 또는 상기 제 3 대역에서 개방회로로 동작하므로, 상기 제 1 패턴부는 모노폴 또는 다이폴 안테나와 유사하게 동작한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 다중 대역 안테나(300)를 나타낸 회로도이다.
상기 다중 대역 안테나(300)는 그라운드(310), 제 1 패턴부(220), 제 2 패턴부(230), 제 3 패턴부(340), 신호 급전부(251), 그라운드 급전부(252) 및 주파수 선택단(260)을 포함한다.
상기 그라운드(310)는 그라운드 급전부(352)가 포함된 영역으로 상기 제 3 패턴부(340)가 상기 그라운드(310)에 연결되는 지점까지에 해당하는 제 1 그라운드(311), 상기 지점부터 시작하여 상기 제 2 패턴부(230)가 상기 그라운드(310)에 연결되는 지점까지에 해당하는 제 2 그라운드(312) 및 상기 지점부터 시작되는 제 3 그라운드(313)를 포함한다.
상기 제 3 패턴부(340)는 상기 제 1 패턴부(220)의 적어도 일 부분과 전자기적 커플링될 수 있게 배치된다. 상기 제 3 패턴부(340)는 상기 제 1 패턴부(220)의 상기 제 1 구획 패턴(221)과 평행한 길이 방향으로 형성된 제 1 구획 패턴(341) 및 상기 제 1 구획 패턴(341)에서 연장되어 상기 제 1 패턴부(220)의 상기 제 3 구획 패턴(223)과 평행한 길이 방향으로 형성된 제 2 구획 패턴(342)을 포함한다. 상기 제 1 구획 패턴(341) 및 상기 제 2 구획 패턴(342)는 상기 제 1 패턴부(220)와 전자기적으로 커플링된다.
또한 상기 제 2 구획 패턴(342)에서 연장되어 상기 제 2 패턴부(230)의 상기 제 1 구획 패턴(231)과 평행한 길이 방향으로 형성되어 상기 제 2 패턴부(230)의 상기 제 1 구획 패턴(231)과 전자기적 커플링되는 제 3 구획 패턴(343)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 패턴부(340)의 상기 제 1 구획 패턴(341) 및 상기 제 2 구획 패턴(342)는 상기 제 1 패턴부(220)와 전자기적으로 커플링되어 상기 다중 대역 안테나(300)의 대역폭 특성을 개선할 수 있다. 특히 상기 제 3 패턴부(340)의 상기 제 3 구획 패턴(243)은 상기 제 2 패턴부(230)와 전기적으로 커플링되어 상기 제 2 대역 중 720 ~ 820 MHz 대역에서도 상기 다중 대역 안테나(300)가 동작하도록 한다.
상기 제 3 패턴부(340)는 상기 그라운드(310)에 상기 제 2 그라운드 연결부(344)에 의해 연결될 수 있다. 상기 제 2 그라운드 연결부(344)에 의해 상기 제 3 패턴부(340)에 의한 전기적인 공진 길이는 상기 그라운드(310)에 의해 증가하여 원하는 주파수 대역에서 다중 공진을 일으켜 대역폭 특성을 향상시킨다.
상기 그라운드(310)에 의해 증가되는 물리적인 길이는 각각 제 1 그라운드(311)에 해당하는 길이 및 상기 제 2 그라운드(312)와 상기 제 3 그라운드(313)를 합한 길이이다.
도 6은 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 다중 대역 안테나(300)의 주파수에 따른 반사 계수(Return loss) 특성을 나타낸 도이다.
도 6A는 도 5의 다중 대역 안테나(300)에서 상기 제 3 패턴부(340)의 상기 제 3 구획 패턴(343)이 존재하지 않는 경우에 반사 계수(301) 특성을, 도 8B는 상기 제 3 패턴부(340)의 상기 제 3 구획 패턴(343)이 존재하는 경우에 반사 계수 (302) 특성을 나타낸 도이다.
안테나의 성능 중 반사 계수 측면에서 대역폭은 -10dB 이하를 기준으로 하며, 이는 약 10% 이하의 고주파 신호의 전력량이 상기 안테나 단자에서 반사된다는 것을 의미한다.
도 6A에서 제 1 대역은 1.7 ~ 2.1 GHz의 저주파 영역이고, 제 2 대역은 820 ~ 960MHz 대역이고, 제 3 대역은 1.7 ~ 2.1 GHz의 고주파 영역이다.
도 6B에서 상기 제 2 대역은 도 8A에서 820~960MHz 대역 외에도 720 ~820 MHz의 대역을 더 포함한 대역인 720~960MHz 에서도 동작할 수 있다.
상기 제 3 패턴부(340)의 상기 제 3 구획 패턴(343)에 의해 상기 제 1 패턴부(220)에서 상기 제 2 패턴부(230)로 커플링 된 전자기파가 다시 상기 제 3 패턴부(240)로 커플링되는데, 상기 경로는 공진 길이가 가장 긴 경로에 해당되므로 가장 낮은 주파수 대역인 720~820 MHz의 대역에서 동작한다.
상기와 같이 설명된 이동통신 단말기는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (9)

  1. 단말기 바디에 형성되는 그라운드;
    상기 단말기 바디에 설치되는 안테나 패턴부;
    상기 안테나 패턴부 및 그라운드에 신호를 급전하는 급전부를 포함하고,
    상기 급전부는,
    상기 안테나 패턴부에 신호를 급전하는 신호 급전부;
    상기 그라운드에 연결되는 그라운드 급전부; 및
    상기 안테나 패턴부와 그라운드 급전부 사이에 배치되어, 주파수에 따라 임피던스를 변화시켜 상기 안테나 패턴부를 복수의 모드에서 동작하게 하는 주파수 선택단;을 포함하고,
    상기 안테나 패턴부는 4개의 변을 가지는 루프이고, 상기 신호 급전부는 상기 루프의 일 변인 제 1 구획 패턴의 중심과 상기 제 1 구획 패턴과 평행한 나머지 변인 제2 구획 패턴의 중심에서 오프셋된 지점에서 상기 루프와 연결되고, 상기 신호 급전부는 상기 제 1 및 제 2 구획 패턴과 각각 연결된 제3 및 제4 구획패턴과 평행하게 구성되는 이동통신 단말기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주파수 선택단은,
    제 1 대역에서 상기 안테나 패턴부를 상기 그라운드에 단락시켜, 상기 안테나 패턴부를 PIFA (Planar Inverted F) 안테나로 동작시키는 제 1 모드;및
    상기 제 1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제 2 대역과 상기 제1 대역보다 높은 주파수 대역인 제 3 대역에서 상기 안테나 패턴부와 상기 그라운드 급전부 사이의 임피던스를 무한대가 되도록 하여, 상기 안테나 패턴부를 모노폴(monopole) 안테나로 동작시키는 제 2 모드;를 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주파수 선택단은
    복수의 단을 가지고, 각 단은 인덕터와 커패시터의 조합인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  4. 단말기 바디에 형성되는 그라운드;
    상기 단말기 바디에 설치되는 제 1 패턴부;
    상기 제 1 패턴부의 적어도 일 부분과 전자기적 커플링될 수 있게 배치되며, 상기 그라운드에 연결되는 제 2 패턴부;
    상기 제 1 패턴부에 신호를 급전하는 신호 급전부;
    상기 그라운드에 연결되는 그라운드 급전부; 및
    상기 제 1 패턴부와 상기 그라운드 급전부 사이에 배치되어, 제 1 대역에서 상기 제 1 패턴부를 상기 그라운드 급전부에 단락시키는 주파수 선택단;을 포함하고,
    상기 안테나 패턴부는 4개의 변을 가지는 루프이고, 상기 신호 급전부는 상기 루프의 일 변인 제 1 구획 패턴의 중심과 상기 제 1 구획 패턴과 평행한 나머지 변인 제2 구획 패턴의 중심에서 오프셋된 지점에서 상기 루프와 연결되고, 상기 신호 급전부는 상기 제 1 및 제 2 구획 패턴과 각각 연결된 제3 및 제4 구획패턴과 평행하게 구성되는 이동통신 단말기.
  5. 제 4항에 있어서,
    제 1 대역에서 상기 제 1 패턴부를 상기 그라운드에 단락시켜, 상기 안테나 패턴부를 PIFA (Planar Inverted F) 안테나로 동작시키는 제 1 모드;및
    상기 제 1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제 2 대역과 상기 제 1 대역보다 높은 주파수 대역인 제 3 대역에서 상기 제 1 패턴부와 상기 그라운드 급전부 사이의 임피던스를 무한대가 되도록 하여, 상기 제 1 및 제 2 패턴부를 모노폴(monopole) 안테나로 동작시키는 제 2 모드;를 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  6. 삭제
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 이동통신 단말기는
    상기 제 1 패턴부의 적어도 일 부분과 전자기적 커플링될 수 있게 배치되는 제 3 패턴부를 더 포함하는 이동통신 단말기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 3 패턴부는
    상기 제 2 패턴부의 일 부분과 전자기적 커플링될 수 있게 배치되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제 3 패턴부는
    상기 그라운드에 연결되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
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