KR101850389B1 - 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명과 관련된 이동 단말기는, 단말기 바디와, 상기 단말기 바디에 내장되며, 그라운드를 구비하는 회로기판과, 상기 회로기판의 측면으로부터 기설정된 간격으로 이격되어 배치되고, 서로 인접한 상기 회로기판의 제1 측면과 제2 측면의 적어도 일부를 덮도록 절곡되어 연장되고, 무선 신호를 송수신할 수 있도록 형성되는 제1 도전 멤버와 제2 도전 멤버와, 루프를 형성하도록, 상기 제1 및 제2 도전 멤버를 서로 연결하는 제1 연결 멤버와 상기 제1 측면에서 상기 제1 도전 멤버와 그라운드를 급전 연결하는 급전 연결부 및 상기 제1 측면에서 상기 제2 도전 멤버와 그라운드를 접지 연결하는 접지 연결부를 포함함으로써, 안테나와 회로기판과의 거리가 일정 거리 이내이더라도 안테나의 성능을 유지할 수 있으므로 이동 단말기를 보다 소형화시킬 수 있다.

Description

이동 단말기{MOBILE TERMINAL}

본 발명은 무선 전자기파를 송수신하는 안테나를 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.

이동통신 기술의 발전과 보다 다양한 서비스를 원하는 소비자의 요구가 맞물리면서 이동통신서비스가 계속 진화하고 있다. 초기의 이동통신은 단순한 음성통신에 초점을 맞추어 서비스되어왔다. 하지만 최근에는 음악이나 영화와 같은 멀티미디어 서비스, 이동 중에도 초고속으로 인터넷을 이용할 수 있는 무선휴대인터넷 서비스 및 국경을 초월하여 이동통신을 제공하는 위성통신 서비스와 같은 다양한 이동통신서비스가 나타나고 있다.

한편, 일반적인 이동통신단말기는 그 이동통신단말기의 안테나를 소형화하면서 안테나의 방사효율이 저하되고, 주파수 대역이 좁아지며, 안테나 이득이 작아진다. 그러나 이러한 성능 저하에도 불구하고 이동통신단말기는 소형화, 다기능화, 고성능화가 끊임없이 요구되고 있다. 따라서 이동통신시스템에 사용되는 안테나 역시 소형화 및 고성능화가 요구된다.

기존의 이동통신단말기용 안테나는 1/4 파장 모노폴이나 헬리컬 형태로써 이동통신단말기 외부로 돌출되어 사용자가 휴대하기에 불편하고 견고성의 문제도 갖고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 내장형 안테나에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

특히, 단말기의 소형화와 관련하여, 안테나가 차지하는 부피를 줄이고자 하는 시도가 지속되고 있으며, 이중 공진 구조를 가지는 멀티 멀티 무선신호를 송수신하는 안테나 장치가 고려될 수 있다.

본 발명의 일 목적은 보다 성능이 향상된 안테나 장치를 가지는 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 보다 작은 공간내에서 저주파 및 고주파 대역의 멀티 무선신호를 송수신하는 안테나 장치 및 이를 구비하는 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명과 관련된 이동 단말기는, 단말기 바디와, 상기 단말기 바디에 내장되며, 그라운드를 구비하는 회로기판과, 상기 회로기판의 측면으로부터 기설정된 간격으로 이격되어 배치되고, 서로 인접한 상기 회로기판의 제1 측면과 제2 측면의 적어도 일부를 덮도록 절곡되어 연장되고, 무선 신호를 송수신할 수 있도록 형성되는 제1 도전 멤버와 제2 도전 멤버와, 루프를 형성하도록, 상기 제1 및 제2 도전 멤버를 서로 연결하는 제1 연결 멤버와 상기 제1 측면에서 상기 제1 도전 멤버와 회로기판을 급전 연결하는 급전 연결부 및 상기 제1 측면에서 상기 제2 도전 멤버와 그라운드를 접지 연결하는 접지 연결부를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 연결 멤버는 상기 제2 측면에 근접하여 배치되어, 상기 제1 및 제2 도전 멤버를 서로 연결도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 및 제2 도전 멤버는 각각 특정 주파수의 λ/4 에 해당하는 공진 길이를 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 제1 주파수 대역의 대역폭 확장을 위하여 형성되는 제1 부도전 멤버 및 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 대역폭 확장을 위하여 형성되는 제2 부도전 멤버를 포함하고, 상기 부 도전 멤버들은 상기 도전 멤버들 중 어느 하나에 각각 연결될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 부 도전 멤버는, 상기 급전 연결부 또는 접지 연결부가 연결되는 상기 도전 멤버의 일단에 근접하여 연결될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2 부 도전 멤버는, 상기 급전 연결부 또는 접지 연결부가 연결되는 일단으로부터 상기 특정 주파수의 λ/8 에 해당하는 공진 길이만큼 떨어진 일지점에서 상기 어느 하나의 도전 멤버에 연결될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2 부 도전 멤버는 상기 제1 도전 멤버와 상기 제2 도전 멤버 사이에 배치되고, 상기 제2 부 도전 멤버와 연결되지 않은 다른 도전 멤버 사이의 이격된 거리는 3 mm 내지 6 mm 로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2 부 도전 멤버는, 상기 제2 주파수 대역의 무선 신호 송수신시에 PIFA 모드로 동작할 수 있도록 적어도 일부가 평면 패치(Planar Patch) 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2 주파수 대역은 LTE(long term evolution)에 대응하는 주파수 대역을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1 도전 멤버와 제2 도전 멤버 중 적어도 어느 하나를 경유하는 경로에 해당하는 주파수 공진 길이를 조절하기 위하여, 상기 제1 연결 멤버로부터 이격된 위치에서, 상기 제1 및 제2 도전 멤버를 서로 연결하는 제2 연결 멤버를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 이동 단말기는, 안테나와 회로기판과의 거리가 일정 거리 이내이더라도 안테나의 성능을 유지할 수 있으므로 이동 단말기를 보다 소형화시킬 수 있다. 또한, 저 주파수 대역에서 이중 공진을 할 수 있으며, 대역폭을 현저하게 상승시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르는 안테나 장치는, 방사 저항이 높고, 안테나 Q값이 낮다. 이로 인해, 안테나 장치를 장착하기 위하여 안테나 장치와 디스플레이 패널 사이, 또는 안테나와 단말기 케이스 사이에 여유 공간을 둘 필요가 없으므로, 단말기를 더욱 소형화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 전면 모습을 보인 전면 사시도.
도 2는 도 2에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도.
도 3은 도 1의 간략화된 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 안테나 및 회로기판의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 안테나의 사시도.
도 6은 도 4의 개념도.
도 7은 도 4에서 도시한 안테나의 방사효율을 도시한 그래프.
도 8 및 도 9는 도 4의 변형 실시예를 도시한 개념도.

이하, 본 발명에 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 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. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 다만, 본 명세서에서 설명되는 기술사상은 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용이 가능하다.

도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.

개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 본체를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.

바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 제1케이스(101)와 제2케이스(102)로 구분될 수 있다. 제1케이스(101)와 제2케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 제1케이스(101)와 제2케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 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.

단말기 본체, 주로 제1케이스(101)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(131,132), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 제1케이스(101)의 주면의 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 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 본체의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 본체의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)는 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

인터페이스(170)는 이동 단말기 이외 유/무선 헤드셋, 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 카드 소켓(예를 들어, 메모리 카드(Memory card), SIM/UIM card) 등을 이동 단말기에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 한다. 이와 같은 인터페이스(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 이동 단말기 내부의 각 구성 요소에 전달하거나 이동 단말기 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

사용자 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131,132)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(131,132)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

제1 또는 제2조작 유닛들(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작 유닛(131)은 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2 조작 유닛(132)은 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 이동 단말기(100)의 후면 사시도이다.

도 2를 참조하면, 단말기 본체의 후면, 다시 말해서 제2케이스(102)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')는 카메라(121)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라(121)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.

예를 들어, 카메라(121)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 카메라(121')는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 카메라(121,121')는 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 본체에 설치될 수도 있다.

카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(129)와 거울(124)이 추가로 배치될 수 있다. 플래쉬는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울(124)은 사용자가 카메라(121')를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

단말기 본체의 후면에는 음향 출력부(130)가 추가로 배치될 수도 있다. 음향 출력부는 음향 출력부(152)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 본체의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나(미도시)가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈의 일부를 이루는 안테나는 단말기 본체에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.

단말기 본체에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 장착된다. 전원공급부는 단말기 본체에 내장되거나, 단말기 본체의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다. 전원공급부는 배터리 커버(190)에 의해 내장될 수 있다.

제2케이스(102)에는 터치를 감지하기 위한 터치 패드(미도시)가 추가로 장착될 수 있다. 터치 패드 또한 디스플레이부(151)와 마찬가지로 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이부(151)가 양면에서 시각 정보를 출력하도록 구성된다면, 터치 패드를 통해서도 상기 시각 정보를 인지할 수 있게 된다. 상기 양면에 출력되는 정보는 상기 터치 패드에 의해 모두 제어될 수도 있다. 이와 달리, 터치 패드에는 디스플레이가 추가로 장착되어, 제2케이스(102)에도 터치 스크린이 배치될 수도 있다.

터치 패드는 제1케이스(101)의 디스플레이부(151)와 상호 관련되어 작동한다. 터치 패드는 디스플레이부(151)의 후방에 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 터치 패드는 디스플레이부(151)와 동일하거나 작은 크기를 가질 수 있다.

도 3은 도 1의 간략화된 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 안테나 및 회로기판의 평면도이다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르는 이동 단말기(100)는 적어도 일부가 루프를 형성하는 안테나 장치(180)를 구비하는 이동 단말기(100)로서, 제1 케이스(101)의 일면에 디스플레이 모듈(153)이 장착되고, 회로 기판(160)은 디스플레이 모듈(153)을 덮도록 배치된다.

회로 기판(160)의 일면에는 각종 전자소자가 장착되며, 상기 일면에는 전자소자를 보호하기 위한 쉴드부재(미도시)가 장착될 수 있다. 상기 쉴드부재는 회로 기판(160)의 그라운드를 확장하기 위하여 회로 기판(160)과 전기적으로 연결될 수 있다.

회로 기판(160)은 이동 단말기(100)의 각종 기능을 동작시키기 위한 제어부의 일 예로서 구성될 수 있다. 회로 기판(160)은 복수로 구비되어, 서로의 조합에 의하여 제어부의 기능을 수행할 수도 있다. 또한 회로 기판(160)은 안테나 장치(180)와 전기적으로 연결되며, 안테나 장치(180)에 의하여 송수신되는 무선 신호(또는 무선 전자기파)를 처리하도록 이루어진다. 무선 신호의 처리를 위해, 복수의 송수신 회로들이 회로 기판(160)에 형성되거나 장착될 수 있다.

송수신기 회로들(161, 162)은 하나 이상의 집적 회로 및 관련 전기적 소자들을 포함하여 형성될 수 있다. 일 예로, 송수신기 회로는 송신 집적 회로, 수신 집적회로, 스위칭 회로, 증폭기 등을 포함할 수 있다.

복수의 송수신기 회로들(161, 162)은 복수의 도전 멤버들(182)로 형성되는 방사체를 동시 급전함으로써, 동시에 작동할 수 있다. 예를 들면, 어느 하나가 송신하는 동안, 다른 하나는 수신할 수 있으며, 둘 다 송신하거나 둘다 수신을 할 수 있다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 단말기의 내부에는 전원공급부의 일 예로서 배터리(191)가 배치되며, 배터리(191)는 안착공간을 형성하는 금속재질의 안착부재에 수용된다. 안착부재는 회로 기판(160)와 전기적으로 연결되어, 회로 기판(160)의 그라운드를 확장하는 역할을 할 수 있다. 나아가, 안착부재, 쉴드부재 및 회로 기판(160)의 그라운드 레이어는 전기적으로 연결되어 단말기의 그라운드를 형성할 수 있다.

그리고, 안테나 장치(180)는 그 일부가 단말기 본체의 케이스나 배터리 커버 또는 캐리어에 열융착 또는 압착(적절한 형상을 갖는 플라스틱 캐리어에 방사체가 될 도전성 금속 플레이트를 프레스 장착시킨 것을 말한다)되거나, 프린팅 또는 필름타입으로 형성되어 어느 일면에 부착되어 구현될 수 있다. 도 4 및 도 5는 중간 케이스(103)에 부착된 캐리어에 도전성 도체들이 프린팅된 것을 도시하고 있다. 이와 같이 캐리어는 단말기 바디의 일단에 인접하게 배치된다. 보다 구체적으로, 배터리(191)의 반대측에 배치되며, 캐리어와 배터리(191) 사이에는 스피커 등이 배치될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르는 안테나 장치(180)는 복수로 구비되어 각각 단말기 본체의 상단 또는 하단에 근접하게 형성될 수 있다. 또한 단말기 본체의 측단에 근접하게 형성될 수 있다.

복수로 구비되는 경우 안테나 장치(180)는 PCS(personal communication system), AWS(advanced wireless service), DCN(digital communications network) 및 LTE(long term evolution) 중 적어도 하나에 대응하는 무선신호를 송수신하도록 형성되는 안테나이거나, FM radio 주파수 대역, Blue Tooth 또는 WIFI 등과 같은 대역에서 동작하는 방송신호 수신용 안테나, 블루투스(Bluetooth) 안테나, 위성신호 수신 안테나, 무선 인터넷의 데이터 수신 안테나 중의 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르는 안테나 장치(180)는 이 중 PCS(personal communication system), AWS(advanced wireless service), DCN(digital communications network) 및 LTE(long term evolution) 중 적어도 하나에 대응하는 무선신호를 송수신하도록 형성되는 안테나에 사용될 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일실시예에 따르는 안테나 장치(180)는, MIMO(Multi Input Multi Out) 기술을 구현하기 위한 스마트 안테나 시스템으로서, '하이브리드 안테나'의 일종으로 여겨질 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(180)는 단말기 본체의 상단 또는 하단에 근접하게 형성되고, 안테나와 배터리(191) 사이에는 스피커나 모터와 같은 전기 소자들이 배치될 수 있다. 전기적 소자에 의한 방사 효율을 고려하여 각 전기적 소자들로부터 안테나 장치(180)는 이격되어 배치될 수 있으나, 본 실시예에 의한 안테나 장치(180)는 보다 향상된 안테나 특성을 갖으므로, 디스플레이 모듈(153)의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 안테나의 사시도이고, 도 6은 도 4의 개념도이며, 도 7은 도 4에서 도시한 안테나의 방사효율을 도시한 그래프이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 안테나 장치(180)는 제1 도전 멤버(181) 및 제2 도전 멤버(182), 제1 연결 멤버(183) 및 급전 연결부(187)와 접지 연결부(188)를 포함한다.

제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182)는 회로기판(160)의 어느 일 지점에서 연결되어 제1 측면(161)을 따라 연장되다가 모서리에서 절곡되어 제2 측면(162)을 따라 연장된다. 제1 측면(161)과 제2 측면(162)은 회로기판(160)의 상측, 하측, 좌측 및 우측 중 서로 근접한 두 측면이다. 제2 측면(162)은 단말기 바디의 상단 또는 하단에 근접하게 배치될 수 있는데, 제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182)를 서로 연결하는 제1 연결 멤버(183)를 제2 측면(162)에 근접하여 배치하게 되면, 안테나의 주 방사 방향을 단말기 바디의 상단 또는 하단으로 유도할 수 있다.

이 때, 제1 모드(동상 모드, Common mode)에서 제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182)를 따라 흐르는 전류를 서로 동일하게 하면, 전계 분포를 변형시킬 수 있고, 이로 인해 hand effect로 인한 방사 효율의 저하를 감소시킬 수 있다.

제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182)는 서로 커플링이 일어나도록 기설정된 간격 이내로 서로 근접하게 배치될 수 있다. 상기 간격은, 제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182) 사이에 용량 결합(capacitive coupling)이 발생할 수 있도록, 특정 주파수에 해당하는 파장의 1/10 이내의 간격을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182) 중 적어도 어느 하나를 경유하는 경로에 해당하는 주파수 공진 길이를 조절하기 위하여, 제1 연결 멤버(183)로부터 이격된 위치에서, 상기 제1 및 제2 도전 멤버(181, 182)를 서로 연결하는 제2 연결 멤버(184)를 더 포함할 수 있다. 제2 연결 멤버(184)의 위치에 따라 저주파수에 해당하는 공진 길이 또는 고주파수에 해당하는 공진 길이를 조절할 수 있다.

제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182)는 서로 평행하게 연장되는 데, 이로 인해, 제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182) 사이의 용량 결합(capacitive coupling)이 증가하므로, 더 짧은 경로로도 특정 주파수의 송수신할 수 있는 공진 길이를 형성할 수 있으므로, 안테나를 소형화할 수 있다.

단말기의 소형화 경향에 따라, 안테나(180)와 회로기판(160)과의 거리는 더욱 축소될 것이 요구된다. 하지만, 상기 거리가 축소됨에 따라, 회로기판(160)과 안테나를 구성하는 각 도전 멤버 간에 전기적 간섭에 의하여 공진이 어렵게 된다. 또한, 부정합 효율(mismatch efficiency)도 상승할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 안테나(180)는 상기와 같이 구성함으로써, 도 7에 도시된 바와 같이, 특정 주파수에서 일정한 방사 효율을 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나(180)와 회로기판(160)과의 거리가 1.5 mm 이내(도 4 참조)더라도 안테나(180)의 일정 성능을 유지할 수 있다.

제1 도전 멤버(181)와 제2 도전 멤버(182)는 각각 특정 주파수의 λ/4 에 해당하는 공진 길이를 갖는다.

제1 도전 멤버(181)와 회로기판(160)이 급전 연결부(187)에 의해 급전 연결된다. 급전 연결부(187)는 제1 도전 멤버(181)를 전기적 연결(또는 EM(Electro-Magnetic)급전방식)로 급전시킨다. 급전 연결부(187)는 급전 장치(미도시)와 제1 도전 멤버(181)를 전기적으로 연결한다.

이러한 연결을 위하여 급전 연결부(187)는 급전판, 급전용 클립 및 급전선을 포함하여 형성될 수 있다. 여기서, 급전판, 급전용 클립 및 급전선은 서로 전기적으로 연결되어, 급전 장치를 통해 급전되는 전류(또는 전압)를 방사부의 도체로 전달한다. 여기서, 급전선은 기판 상에 인쇄되는 마이크로스트립(microstrip)을 포함할 수 있다.

이러한 복수의 도전 멤버들(182)은 적어도 일부가 도체로 형성되며 방사체로 작동하게 된다. 복수의 도전 멤버들(182)은 공진 또는 주파수 특성에 따라 다양한 형태로 제작될 수 있다. 이러한 도체에는 급전 연결부(187)를 통해 전류가 급전되며, 접지 연결부(188)를 통해 급전된 전류가 단락된다.

제2 도전 멤버(182)는 그라운드를 구비한 회로기판(160)과 접지 연결부(188)에 의해 접지 연결될 수 있다. 접지 연결부(188)는 이와 같이, 제2 도전 멤버(182)와 접지 연결되고 전기적으로 단락시켜서 안테나 공진 주파수 및 임피던스 정합을 이루게 한다. 급전 연결부(187)와 접지 연결부(188) 간의 간격은 임피던스 정합을 위해 조절될 수 있다. 일 예로 급전 연결부(187)와 접지 연결부(188)로 근접할수록 대역폭이 감소하고, 멀어질수록 임피던스가 증가하는 경향이 있다.

접지 연결부(188)는 전기적 접지와 제2 도전 멤버(182)의 일단을 전기적으로 연결하여 제2 도전 멤버(182)를 접지시킨다. 전기적 접지는 회로기판(160)상의 그라운드가 될 수 있다.

여기서, 접지 연결부(188)는 적어도 2개의 서로 다른 길이를 가지는 패스(path)를 구비하며, 각 패스에 대응하는 스위치를 구비하여 형성될 수 있다. 또한 각 패스를 선택하는 스위치를 통해 각 패스는 선택적으로 전기적 접지와 방사체들을 서로 다른 길이로 연결시킨다. 여기서, 패스는 접지와 방사체를 연결하는 전기적 통로로, 접지판, 접지용 클립, 및 접지선을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 접지선을 서로 다른 길이로 형성함으로써 패스의 길이를 달리 형성할 수 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 달리 제2 도전 멤버(182)가 급전 연결되고, 제1 도전 멤버(181)가 접지 연결될 수도 있다.

도전 멤버들(181, 182) 어느 하나에는 제1 부 도전 멤버(185) 또는 제2 부 도전 멤버(186)가 형성된다. 부 도전 멤버들(185, 186)은 제1 도전 멤버(181)에 형성될 수 있으며, 이와 달리 다른 도전 멤버에 형성될 수도 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 도전 멤버(181)에 제1 부 도전 멤버(185)와 제2 부 도전 멤버(186)가 배치된다. 제1 부 도전 멤버(185)는 고주파수 대역에서 대역폭을 확장할 수 있도록 형성되며, 제2 부 도전 멤버(186)는 저주파수 대역에서 대역폭을 확장할 수 있도록 형성된다.

부 도전 멤버들(185, 186)은 도전 멤버들(181, 182) 사이에 배치될 수 있으며, 이와 달리 도전 멤버들(181, 182)의 외측에 형성될 수도 있다. 하지만, 용량 결합(capacitive coupling)이나 유도 결합(inductive coupling)을 위해, 도전 멤버들(181, 182)과 일정 간격을 유지하며, 평행하게 연장된다.

도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 제1 부 도전 멤버(185)는 급전 연결부(187)가 연결되는 제1 도전 멤버(181)의 일단에 근접하여 연결되어 제1 도전 멤버(181)와 평행하게 연장된다. 또한 이와 달리 제2 도전 멤버(182)의 일단에서 제2 도전 멤버(182)와 평행하게 연장될 수도 있다.

제2 부 도전 멤버(186)는 제1 도전 멤버(181)의 일단으로부터 특정 주파수의 λ/8 에 해당하는 공진 길이만큼 떨어진 일지점에서 제1 도전 멤버(181)에 연결된다. 제2 부 도전 멤버(186)는 제2 도전 멤버(182)와의 이격 거리를 3 mm 내지 6 mm 이내로 유지하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 제2 부 도전 멤버(186)와 제2 도전 멤버(182) 사이에서 유도 결합이 발생할 수 있다. 제2 부 도전 멤버(186)와 제2 도전 멤버(182)의 이격 거리를 넓게 형성하는 경우에는 방사 효율은 상승할 수 있으나, 부정합 효율은 떨어질 수 있다.

그리고, 제2 부 도전 멤버(186)의 적어도 일부를 평면 패치 형상을 갖도록 형성하면, 제2 부 도전 멤버(186)는 저 주파수 대역에서 PIFA 안테나의 공진 모드로 동작할 수 있다. 이로 인해, 저 주파수 대역에서 이중 공진을 할 수 있으며, 대역폭을 현저하게 상승시킬 수 있다. 이러한 저 주파수 대역은 LTE(long term evolution)에 대응하는 주파수 대역까지 포함할 수 있다.

또한, 앞서 살펴본 바와 달리 제2 부 도전 멤버(186)는 제2 도전 멤버(182)의 일단으로부터 특정 주파수의 λ/8 에 해당하는 공진 길이만큼 떨어진 일지점에서 제2 도전 멤버(182)에 연결될 수도 있다.

도 7에 도시된 중심 주파수들은 저주파수 대역부터, 각각 LTE(long term evolution) 대역(700 ~ 787 MHz, ), GSM(Global System for Mobile communication) 대역(850 ~ 950 MHz), DCS(Digital Cellular System) 및 PCS(Personal Communication System) 대역(1700~1900 MHz) 및 WCDMA(Wideband CDMA) 통신 대역(2.4GHz)에 해당한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 회로기판(160)과 안테나의 각 도전 멤버들(181, 182)이 서로 근접하게 배치되더라도 충분한 안테나 성능을 발휘할 수 있음을 알 수 있다.

도 8 및 도 9는 도 4의 변형 실시예를 도시한 개념도로서, 이동 단말기가 보다 소형화되는 경우 충분한 안테나의 공진 길이를 갖도록 도전 멤버들(181, 182)의 형상이 변형되는 것을 도시하고 있다.

도 8은, 제1 도전 멤버(281)와 제2 도전 멤버(282)가 회로기판(160)의 제2 측면(162)에 근접한 영역에서 특정 주파수에 대응하는 일정 길이를 형성하도록 구불구불한 형태의 도체로 형성되는 미앤더(meander) 구조를 포함하는 것을 도시하고 있다.

이로 인해, 안테나의 크기를 보다 소형화시킬 수 있다.

또한, 도 9는 제1 도전 멤버(381)와 제2 도전 멤버(382)가 회로기판(160)의 제2 측면(162)에 근접한 영역에서 절곡되어 공진 길이가 연장되는 것을 도시하고 있다. 이 경우 각 멤버들과 절곡된 멤버들의 사이에서 커플링이 발생하므로, 기존의 안테나의 동작 특성과 다른 동작 특성을 가질 수 있다.

이와 같이 안테나를 구성하는 경우 도 6에 도시한 안테나에 비해, 그 크기를 보다 소형화시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 단말기는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (11)

1. 단말기 바디;
   상기 단말기 바디에 내장되며, 그라운드를 구비하는 회로기판;
   상기 회로기판의 측면으로부터 기설정된 간격으로 이격되어 배치되고, 서로 인접한 상기 회로기판의 제1 측면과 제2 측면의 적어도 일부를 덮도록 절곡되어 연장되고, 무선 신호를 송수신할 수 있도록 형성되는 제1 도전 멤버와 제2 도전 멤버;
   루프를 형성하도록, 상기 제1 및 제2 도전 멤버를 서로 연결하고, 상기 단말기 바디의 상단 또는 하단에 배치되는 제1 연결 멤버;
   상기 단말기 바디의 상단 또는 하단에 배치되고, 상기 제1 연결 멤버로부터 이격된 위치에서, 상기 제1 및 제2 도전 멤버를 서로 연결하는 제2 연결 멤버;
   상기 제1 측면에서 상기 제1 도전 멤버와 상기 회로기판을 급전 연결하는 급전 연결부; 및
   상기 제1 측면에서 상기 제2 도전 멤버와 상기 그라운드를 접지 연결하는 접지 연결부를 포함하는 이동 단말기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회로기판과 상기 도전 멤버들 간의 이격된 간격은 1.5 mm 이내인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연결 멤버는 상기 제2 측면에 근접하여 배치되어, 상기 제1 및 제2 도전 멤버를 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 도전 멤버는 각각 특정 주파수의 λ/4 에 해당하는 공진 길이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
5. 제4항에 있어서,
   제1 주파수 대역의 대역폭 확장을 위하여 형성되는 제1 부도전 멤버; 및
   상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역의 대역폭 확장을 위하여 형성되는 제2 부도전 멤버를 포함하고,
   상기 부 도전 멤버들은 상기 도전 멤버들 중 어느 하나에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 부 도전 멤버는,
   상기 급전 연결부 또는 접지 연결부가 연결되는 상기 도전 멤버의 일단에 근접하여 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제2 부 도전 멤버는,
   상기 급전 연결부 또는 접지 연결부가 연결되는 일단으로부터 상기 특정 주파수의 λ/8 에 해당하는 공진 길이만큼 떨어진 일지점에서 상기 어느 하나의 도전 멤버에 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 부 도전 멤버는 상기 제1 도전 멤버와 상기 제2 도전 멤버 사이에 배치되고, 상기 제2 부 도전 멤버와 연결되지 않은 다른 도전 멤버 사이의 이격된 거리는 3 mm 내지 6 mm 인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
9. 제7항에 있어서,
   상기 제2 부 도전 멤버는,
   상기 제2 주파수 대역의 무선 신호 송수신시에 PIFA 모드로 동작할 수 있도록 적어도 일부가 평면 패치(Planar Patch) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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