KR102018549B1 - 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 이동 단말기는, 단말기 바디에 내장되어 무선 신호를 방사하도록 형성되는 도전 멤버와, 서로 다른 지점에서 상기 도전 멤버에 연결되는 매칭 소자들 및 상기 매칭 소자들 중 어느 하나를 스위칭하여 그라운드에 연결하는 스위치를 포함한다.

Description

이동 단말기{MOBILE TERMINAL}

본 발명의 실시예들은 무선 신호를 송수신하는 안테나 장치를 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.

이동 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화 기능, 정보를 입·출력하는 기능 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 전자기기이다.

이동 단말기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임 및 방송의 수신 등의 복잡한 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia Player) 형태로 구현되고 있다.

멀티 미디어 기기의 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어의 면에서 새로운 다양한 시도들이 적용되고 있다. 일 예로 사용자가 쉽고 편리하게 기능을 검색하거나 선택하기 위한 유저 인터페이스(User Interface) 환경이 제공되고 있다.

상기 시도들에 더하여, 상기 하드웨어 등의 기능을 보다 개선하는 방안이 고려될 수 있다. 이러한 개선 방안에는 사용자가 이동 단말기를 좀더 편리하게 사용하기 위한 구조적인 변화 및 개량이 포함된다. 상기 구조적인 변화 및 개량의 하나로 전파를 송수신하는 안테나에 대해 고려될 수 있다.

안테나는 무선통신을 위해 무선 전자기파를 송수신하도록 형성되는 장치로서, 이동 단말기에 필수적으로 요구되는 구성 요소이다. 이동 단말기는 음성 통화 외에 WiBro, DMB 등과 같은 다양한 기능들을 구현하는 추세이므로, 안테나는 상기 기능들을 만족시키는 대역폭들을 구현하여야 함은 물론, 이동 단말기에 내장될 수 있도록 소형으로 설계되어야 한다.

상기 요구에 따라, 멀티 주파수 대역을 구현할 수 있는 안테나들이 설계되고 있다. 그러나, 안테나의 구조가 복잡하며, 공진 주파수, 대역폭, 이득 등과 같은 특성들을 결정하는 파라미터 값들을 독립적으로 조율하기가 어려운 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 새로운 정합 구조를 갖는 안테나에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

본 발명의 일 목적은, 보다 나은 효율을 가지면서도 보다 소형화된 안테나를 구비한 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 멀티 주파수 대역의 무선 전자기파를 송수신할 수 있는 안테나를 구비하는 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 이동 단말기는, 단말기 바디에 내장되어 무선 신호를 방사하도록 형성되는 도전 멤버와, 서로 다른 지점에서 상기 도전 멤버에 연결되는 매칭 소자들 및 상기 매칭 소자들 중 어느 하나를 스위칭하여 그라운드에 연결하는 스위치를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 매칭 소자들은 상기 도전 멤버와 상기 스위치 사이에 배치되는 제1 매칭 소자와 제2 매칭 소자를 포함하고, 임피던스 정합에 있어서 주요 성분으로 동작하도록 상기 제1 매칭 소자는 상기 제2 매칭 소자에 비해 보다 큰 커패시턴스 값을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 매칭 소자는 상기 제2 매칭 소자에 비해 적어도 2배 이상 큰 커패시턴스 값을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 매칭 소자에 직렬로 연결되는 서브 소자를 더 포함하고, 상기 서브 소자는 상기 제1 매칭 소자보다 큰 커패시턴스 값을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 서브 소자는 상기 제2 매칭 소자에 비해 적어도 10배 이상 큰 커패시턴스 값을 갖도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 스위치는 스위칭될 때, 상기 제1 매칭 소자 또는 상기 제2 매칭 소자를 상기 그라운드에 연결하도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제2 매칭 소자의 커패시턴스 값은 상기 스위치의 커패시턴스 값의 0.9배 이하가 되도록 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 이동 단말기는 매칭 소자들을 병렬로 배치하고, 스위치를 이용하여 매칭 소자들을 스위칭 연결하여 임피던스 정합을 수행함으로써, 해당 주파수 대역에서 대역폭을 향상시키고, 스위치에 의한 이득 손실을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 전면 사시도.
도 3은 도 2의 이동 단말기의 배면 사시도.
도 4는 도 3의 분해 사시도.
도 5는 비교예에 따르는 스위치 및 도전 멤버를 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위치 및 도전 멤버를 도시한 개념도.
도 7a 내지 도 7b는 도 6에서 스위치가 어느 하나의 매칭 소자를 그라운드에 연결할 때, 임피던스가 결정되는 일 예를 도시한 도면들이고, 도 7c는 주파수에 따르는 전압정재파비를 도시한 도면.
도 8a 내지 도 8b는 도 6에서 스위치가 다른 하나의 매칭 소자를 그라운드에 연결할 때, 임피던스가 결정되는 일 예를 도시한 도면들이고, 도 8c는 주파수에 따르는 전압정재파비를 도시한 도면.

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. 그러나 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다. 이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 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 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.

상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), Media FLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 베이스부(265)부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 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(Transparent OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격 되거나 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.

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.

도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 휴대 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송 받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드 셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부(170)는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도이다.

도 2, 도 3을 참조하면, 이동 단말기(200)는 바 형태의 단말기 본체(204)를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다. 나아가, 본 명세서에서 설명되는 이동 단말기는 카메라 및 플래시를 갖는 임의의 휴대 전자 장치, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMO(Portable Multimedia Player) 등에도 적용될 수 있다.

본 발명에 관련된 이동 단말기(200)는 그 외관을 구성하는 단말기 본체(204)를 포함한다.

단말기 본체(204)의 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)는 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202), 그리고 배터리 케이스(203)에 의해 형성된다. 배터리 케이스(203)는 리어 케이스(202)의 배면을 덮도록 형성된다.

상기 프론트 케이스(201) 및 상기 리어 케이스(202) 사이에 형성된 공간에는 각종 전자 부품들이 내장된다. 케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 본체(204)의 전면에는 디스플레이부(210), 제1 음향 출력부(211), 전면 카메라부(216), 사이드키(214), 인터페이스부(215) 및 신호입력부(217)를 포함한다.

디스플레이부(210)는 정보를 시각적으로 표현하는 LCD(liquid crystal display) 모듈, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 모듈, 이페이퍼(e-paper) 등을 포함한다. 상기 디스플레이부(210)는 터치방식에 의하여 입력할 수 있게 터치감지수단을 포함할 수 있다. 이하에서는 터치감지수단을 포함한 디스플레이부(210)를 '터치스크린'으로 칭하기로 한다. 터치스크린(210) 상의 어느 한 곳에 대하여 터치가 있으면 그 터치된 위치에 대응하는 내용이 입력된다. 터치방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다. 터치감지수단은 디스플레이부가 보일 수 있도록 투광성으로 형성되어 있으며, 밝은 곳에서 터치스크린의 시인성(visibility)을 높이기 위한 구조가 포함될 수 있다. 도 2에 의하면, 터치스크린(210)은 프론트 케이스(201)의 전면(front surface)의 대부분을 차지한다.

상기 제1 음향출력부(211)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver) 또는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.

상기 전면 카메라부(216)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(210)에 표시될 수 있다.

상기 전면 카메라(216)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 상기 전면 카메라(216)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

상기 신호입력부(217)는 이동 단말기(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 입력키들을 포함할 수 있다. 입력키들은 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있으며, 사용자가 촉각적인 느낌을 가지며 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

예를 들어 사용자의 푸시 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력받을 수 있는 돔 스위치 또는 터치 스크린, 터치 패드로 구현되거나, 키를 회전시키는 휠 또는 조그 방식이나 조이스틱과 같이 조작하는 방식으로도 구현될 수 있다. 상기 신호입력부(217)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어 시작, 종료, 스크롤 등을 입력하기 위한 것일 수 있다.

상기 프론트 케이스(201)의 측면에는 사이드키(214), 인터페이스부(215) 및 음향입력부(213) 등이 배치된다.

상기 사이드키(214)는 조작유닛으로 통칭될 수 있으며, 이동 단말기(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받을 수 있게 되어 있다. 사이드키(214)는 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 사이드키(214)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 사이드키(214)에 의하여, 영상입력부(216, 221)의 제어, 음향출력부(211)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(210)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

상기 음향입력부(213)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받기 위해, 예를 들어 마이크로폰(microphone)과 같은 형태로 구현될 수 있다.

상기 인터페이스부(215)는 본 발명과 관련된 이동 단말기(200)가 외부 기기와 데이터 교환 등을 할 수 있게 하는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(215)는 유선 또는 무선으로, 이어폰과 연결하기 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트{예를 들어 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port)등}, 또는 이동 단말기(200)에 전원을 공급하기 위한 전원공급 단자들 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(215)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수 있다.

단말기 본체(204)의 후면에는 전원공급부(240), 후면 카메라부(221)가 배치된다.

상기 후면 카메라부(221)에 인접하게 플래쉬(222) 및 거울(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 플래쉬는 상기 후면 카메라부(221)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비춘다.

상기 거울은 사용자가 상기 후면 카메라부(221)을 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

상기 후면 카메라부(221)은 전면에 배치되는 전면 카메라부(216)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 상기 전면 카메라부(216)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라 일 수 있다,

예를 들어, 전면 카메라부(216)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 상기 후면 카메라부(221)는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기 때문에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 상기 전면 및 후면 카메라부(216, 221)은 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 본체(204)에 설치될 수 있다.

상기 배터리(240)는 이동 단말기(200)에 전원을 공급한다. 상기 배터리(240)는 단말기 본체(204)에 내장되거나, 단말기 본체(204)의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.

도 4는 도 3의 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 이동 단말기는 상기 디스플레이부(210)를 구성하는 윈도우(210a) 및 디스플레이 모듈(210b)을 포함한다. 윈도우(210a)는 상기 프론트 케이스(201)의 일면에 결합될 수 있다. 윈도우(210a) 및 디스플레이 모듈(210b)는 일체로 형성될 수 있다.

프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202) 사이에 전기적 소자들이 지지되도록 프레임(260)이 형성된다. 프레임(260)은 단말기 내부의 지지구조로서, 일 예로 디스플레이 모듈(210b), 카메라 모듈(221), 안테나 장치, 배터리(240) 또는 회로 기판(250) 중 적어도 어느 하나를 지지할 수 있도록 형성된다.

프레임(260)은 그 일부가 단말기의 외부로 노출될 수 있다. 또한, 프레임(260)은 바 타입이 아닌 슬라이드 타입의 단말기에서 본체부와 디스플레이부를 서로 연결하는 슬라이딩 모듈의 일부를 구성할 수도 있다.

도 4에 도시한 것은 일 예로서, 프레임(260)과 리어 케이스(202) 사이에 회로 기판(250)이 배치되고, 프레임(260)의 일면에 디스플레이 모듈(210b)이 결합되는 것을 도시하고 있다. 프레임(260)의 타면에는 회로 기판(250)과 배터리가 배치되고, 배터리를 덮도록 배터리 케이스(203)가 리어 케이스(202)에 결합될 수 있다.

상기 윈도우(210a)는 상기 프론트 케이스(201)의 일면에 결합된다. 상기 윈도우(210a)의 일면에는 터치를 감지할 수 있도록 형성되는 터치 감지 패턴(210c)이 형성될 수 있다. 터치 감지 패턴(210c)은 터치 입력을 감지하도록 형성되고, 광투과성으로 이루어진다. 터치 감지 패턴(210c)은 상기 윈도우(210a)의 전면에 장착되며, 윈도우(210a)의 특정 부위에 발생하는 전압 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다.

상기 디스플레이 모듈(210b)은 상기 윈도우(210a)의 후면에 장착된다. 본 실시예에서는 상기 디스플레이 모듈(210b)의 예로서 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD)가 개시되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 디스플레이 모듈(210b)은 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등이 될 수 있다.

상기 회로 기판(250)은 앞서 살펴본 바와 같이, 프레임(260)의 일면에 형성될 수 있지만, 상기 디스플레이 모듈(210b)의 하부에 장착될 수도 있다. 그리고, 상기 회로 기판(250)의 하면 상에 적어도 하나의 전자소자들이 장착된다.

상기 프레임(260)에는 상기 배터리(240)가 수용될 수 있도록 리세스된 형태의 수용부가 형성된다. 상기 배터리 수용부의 일 측면에는 상기 배터리(240)가 단말기 본체에 전원을 공급하도록 상기 회로 기판(250)과 연결되는 접촉단자가 형성될 수 있다.

이동 단말기의 상단 또는 하단에는 안테나 장치가 형성될 수 있다. 또한 안테나 장치는 복수로 형성되어 단말기의 각 단부에 배치되고, 각 안테나 장치는 서로 다른 주파수 대역의 무선 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다. 이러한 안테나 장치는 캐리어(390, 도 6a 참고)의 일면에 형성되는 도전 멤버(310, 도 6a 참고)들을 포함하여 형성될 수 있다. 일 예로 도전 멤버(310)가 형성된 캐리어(390)는 도 4에서 도시한 A부분에 안착될 수 있다. 캐리어(390)는 스크류와 같은 체결수단에 의해 케이스(201)의 A부분에 결합될 수 있다. 이 때, 스크류는 캐리어(390)에 형성되는 관통홀을 지나 케이스(201)에 형성된 홀(262)에 체결될 수 있다. 후술하는 프레임(260)의 리브(263)는 캐리어(390)가 장착되는 공간을 한정할 수 있다.

프레임(260)은 얇은 두께로 형성되더라도 충분한 강성을 유지할 수 있도록 금속 재질로 형성될 수 있다. 금속 재질의 프레임(260)은 그라운드로 동작할 수 있다. 즉, 회로 기판(250) 또는 안테나 장치가 프레임(260)에 접지 연결될 수 있으며, 프레임(260)은 회로 기판(250)이나 안테나 장치의 그라운드로 동작할 수 있다. 이 경우 프레임(260)은 이동 단말기의 그라운드를 확장할 수 있다.

회로 기판(250)은 안테나 장치와 전기적으로 연결되며, 안테나 장치에 의하여 송수신되는 무선 신호(또는 무선 전자기파)를 처리하도록 이루어진다. 무선 신호의 처리를 위해, 복수의 송수신 회로들이 회로 기판(250)에 형성되거나 장착될 수 있다.

송수신기 회로들은 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 회로들은 도전 멤버인 도전 패턴으로 형성되는 도전 멤버들을 동시 급전함으로써, 복수의 안테나 장치가 동시에 작동할 수 있다. 예를 들면, 어느 하나가 송신하는 동안, 다른 하나는 수신할 수 있으며, 둘 다 송신하거나 둘 다 수신을 할 수 있다.

동축 케이블은 회로기판과 각 안테나 장치들을 서로 연결하도록 형성될 수 있다. 일 예로 동축 케이블은 안테나 장치들을 급전시키는 급전 장치에 연결될 수 있다. 급전 장치들은 조작부(217)로부터 입력되는 신호들을 처리하도록 형성되는 연성회로기판(242)의 일면에 형성될 수 있다. 연성회로기판(242)의 타면은 조작부(217)의 신호를 전달하도록 형성되는 신호 전달 유닛과 결합될 수 있다. 이 경우 연성회로기판(242)의 타면에 돔이 형성되고, 신호 전달 유닛에 액추에이터가 형성될 수 있다.

캐리어(390)의 일측과 타측에 각각 안테나 장치(ANT1, ANT2)가 형성될 수 있다. 각각의 안테나 장치(ANT1, ANT2)는 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송수신하도록 형성된다.

예를 들면, 제1 안테나 장치(ANT 1)는 DCN 1x 방식 또는 PCS 1x 방식의 신호를 송수신하기 위해 형성될 수 있고, 제2 안테나 장치(ANT 2)는 DCN EVDO(Evolution-Data Optimized 또는 Evolution-Data Only) 방식에 따른 신호를 송수신하기 위해 형성될 수 있다.

또한, 제1 안테나 장치(ANT 1)가 LTE B4 방식에 따르는 신호를 송수신하면, 제2 안테나 장치(ANT 2)는 LTE B13 방식에 따르는 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다.

이와 달리, 제1 안테나 장치(ANT 1)가 이동 단말기의 음성 서비스에 해당하는 신호를 송수신하면, 제2 안테나 장치(ANT 2)는 이동 단말기의 LTE 서비스에 해당하는 데이터 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다.

캐리어(390)의 하부에는 연성회로기판(242)이 연결될 수 있다. 연성회로기판(242)은 일단이 제어부를 구비하는 회로기판(250)에 연결될 수 있다. 그리고 연성회로기판(242)은 단말기의 조작부(217)와 연결될 수 있다. 이 경우, 연성회로기판(242)은 조작부(217)에서 생성된 신호가 회로기판(250)의 제어부에 전달되도록 형성된다. 일 예로, 연성회로기판(242)은 조작부(217)와 연결되도록 조작부(217)의 하부에 형성되며, 조작부(217)와 연성회로기판(242) 사이에 형성되는 신호전달부(217a)와 접촉하도록 형성될 수 있다.

연성회로기판(242)의 일면이 조작부(217)와 접촉하도록 형성되고, 연성회로기판(242)의 타면에 제1 안테나 장치(ANT1)와 제2 안테나 장치(ANT2)의 급전 연결부(F) 및 접지 연결부(G)와 각각 연결될 수 있도록 접촉부(242a)가 형성될 수 있다.

도 5는 비교예에 따르는 스위치 및 도전 멤버를 도시한 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위치 및 도전 멤버를 도시한 개념도이다.

비교예와 실시예에 따르는 스위치와 도전 멤버는 앞서 설명된 제1 안테나 장치(ANT1) 또는 제2 안테나 장치(ANT2)의 일부를 구성할 수 있다.

도 5를 참조하면, 도전 멤버(31)는 캐리어(290)의 일면에 형성될 수 있다. 일 예로 역 F 타입(PIFA) 안테나의 경우 도전 멤버(31)는 서로 다른 지점에서 급전 및 접지 연결될 수 있다. 도전 멤버(31)를 급전 연결하는 급전 연결부(FC)와 도전 멤버(31)를 접지하는 접지 연결부(SC)는 각각 기판(242, 250) 상에 형성될 수 있다. 급전 연결부(FC)는 급전 장치(35)의 일부를 구성하며, 급전 장치는 송수신 회로에 연결될 수 있다.

안테나가 멀티 주파수 대역에서 공진하는 경우 각 주파수 대역에서 안테나의 이득이나 대역폭을 상승시키기 위하여 안테나의 임피던스를 정합시키는 매칭 소자들(32a, 32b)을 이용한다. 각 매칭 소자는 특정 주파수 대역의 주파수에서 임피던스를 정합시키도록 형성된다. 따라서, 서로 다른 주파수 대역의 주파수 특성을 향상시키는 매칭 소자들(32a, 32b)과 도전 멤버(31)가 스위치(33)에 의해 연결되고, 어느 하나의 매칭 소자와 도전 멤버(31)를 스위칭 연결하여 해당 주파수 대역에서 임피던스 정합을 할 수 있다.

일 예로, 제1 매칭 소자(32a)는 750 MHz의 내외의 주파수 대역에서 안테나 효율을 향상하기 위하여 임피던스 정합을 하도록 형성되고, 제2 매칭 소자(32b)는 850 MHz의 내외의 주파수 대역에서 안테나 효율을 향상하기 위하여 임피던스 정합을 하도록 형성될 수 있다. 그리고 스위치(33)는 각각 도전 멤버(31)와 매칭 소자들(32a, 32b) 중 어느 하나를 스위칭하여 연결한다.

그러나, 스위치(33)는 수동 소자로써 저항 성분을 가진다. 즉, 스위치(33) 자체의 저항 성분으로 인해 적어도 3 dB 내지 5 dB의 안테나의 이득 손실이 발생한다. 특히 이동 단말기와 같이 저전력구조에서는 스위치(33)로 인한 이득손실은 안테나의 효율을 악화시키는 주요 인자가 될 수 있다.

본 발명은 이와 같이, 스위치(330)로 인한 안테나의 효율 저하를 방지하기 위한 것이다. 이하, 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 6을 참조하면, 도전 멤버(310)는 캐리어(290)의 일면에 형성될 수 있다. 또는 이와 달리 회로기판(250)이나 연성회로기판(242)의 일면에 도전성 패턴으로 형성될 수 있다.

도전 멤버(310)는 PIFA 타입 안테나, 폴디드 다이폴 타입 또는 모노폴 타입 등의 안테나에 있어서 방사체로 동작한다. 도전 멤버(310)는 급전 또는 접지 연결되어야 하므로, 도전 멤버(310)의 어느 일부분은 분기되어 기판(회로기판이나 연성회로기판)까지 연장된다. 도전 멤버(310)를 급전하거나 접지하는 연결부들은 도전 멤버(310)에 직접 형성되거나, 기판(242, 252)에 형성될 수 있다.

예를 들면 도 6에서 도시한 바와 같이, 도전 멤버(310)가 PIFA 타입안테나로 형성되는 경우 도전 멤버(310)를 급전시키는 일부나 접지시키는 일부가 도전 멤버(310)로부터 기판(242, 252)을 향하여 일정 길이로 연장될 수 있다. 이와 달리, 캐리어(290)의 상면과 하면를 관통하는 홀을 형성하고, 도전 멤버(310)의 일부가 홀을 통해 하면에 대면하는 기판(242, 252)까지 연장될 수 있다.

도 6을 참조하면, 도전 멤버(310)의 접지 연결되는 일부가 기판(242, 252)에 대면하여 배치되고, 캐리어(290)에 일정길이로 연장될 수 있다. 도전 멤버(310)는 연장된 도전 멤버(310)의 서로 다른 지점에서 각각 기판(242, 252)의 그라운드에 접지 연결될 수 있다. 회로기판(250)이나 연성회로기판(242)은 안테나 장치의 그라운드가 될 수 있다. 접지 연결부는 도전 멤버(310)(310)와 그라운드를 접지 연결시키고, 전기적으로 단락시켜서 안테나의 공진 주파수에 대한 임피던스 정합을 이루게 할 수 있다. 접지 연결부(SC)는 그라운드와 도전 멤버(310)를 연결하는 전기적 통로로, 접지판, 접지용 클립, 또는 접지선 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.

접지 연결부는 적어도 2개 이상으로 형성될 수 있으며, 각각의 접지 연결부(SC1, SC2)는 서로 다른 길이를 가지는 연결 라인의 시작 부분이 될 수 있다. 두 개의 연결 라인을 갖도록 이루어질 때(세개 이상의 연결 라인을 갖도록 형성될 수도 있다), 제1 연결 라인(LINE 1)은 도전 멤버(310)의 제1 지점에서 제1 매칭 소자(321)를 거쳐 그라운드까지 연장되는 라인이고, 제2 연결 라인(LINE 2)은 도전 멤버(310)의 제2 지점에서 제2 매칭 소자(322)를 거쳐 스위치(330)까지 연장되는 라인이 될 수 있다.

이 때, 제1 연결 라인(LINE 1)과 제2 연결 라인(LINE 2)을 서로 연결하도록 스위치(330)가 형성된다. 스위치(330)는 단극 쌍투(Single Pole Double Throw, SPDT) 스위치(330)가 사용될 수 있으며, 연결 라인이 셋 이상의 복수로 이루어지는 경우에는 단극 다투(Single Pole Multithrow, SPMT) 스위치(330)가 사용될 수 있다. 즉, 안테나가 멀티 주파수 대역에서 공진할 때는 각각의 주파수 대역에 해당하는 매칭 소자들이 형성될 수 있고, 매칭 소자들의 일단은 도전 멤버(310)에 타단은 스위치(330)에 연결된다. 스위치(330)를 스위칭하여 도전 멤버(310)와 어느 하나의 매칭 소자가 연결되면, 매칭 소자는 특정 주파수 대역에서 향상된 안테나 성능을 발휘하도록 임피던스를 정합시킨다.

스위치(330)는 그라운드에 접지되도록 연결되는데, 스위칭 연결할 때 어느 하나의 매칭 소자를 그라운드에 연결시킬 수 있다.

접지 연결되는 지점으로부터 이격된 어느 위치에서 도전 멤버(310)는 기판(242, 252)의 급전 연결부(FC)와 접촉하도록 형성될 수 있다. 급전 연결부(FC)는 급전부와 도전 멤버(310)(310)를 전기적 연결 또는 EM(Electro-Magnetic)급전 방식으로 급전시킨다. 이러한 연결을 위하여 급전 연결부(FC)는 급전판, 급전용 클립 또는 급전선 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 여기서, 급전판, 급전용 클립 또는 급전선은 어느 하나가 다른 하나에 서로 전기적으로 연결되어, 급전 장치(350)를 통해 급전되는 전류(또는 전압)를 무선 신호를 송수신하는 도전 멤버(310)(310)들로 전달한다. 여기서, 급전선은 기판(242, 252) 상에 인쇄되는 마이크로스트립(microstrip)을 포함할 수 있다.

급전 연결부(FC)는 급전 장치(350)의 일부를 구성한다. 급전 장치(350)는 도전 멤버(310)를 통해 신호를 송신하도록 도전 멤버(310)를 급전하는 부분을 말하며, 발룬, 이상기, 분배기, 감쇠기, 증폭기 등이 조합되어 구성될 수 있다. 급전 장치(350)는 하나 이상의 송수신 회로에 연결될 수 있다. 송수신 회로는 앞서 살펴본 바와 같이 도전 멤버(310)를 통해 송수신되는 무선 신호를 처리하도록 형성된다.

매칭 소자(321, 322, 340)들은 직렬 소자나 분로 소자 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 직렬 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 허수부인 리액턴스 값(reactance)이 변경될 수 있다. 일 예로 인덕터는 리액턴스를 높이고 커패시터는 리액턴스를 낮추므로 특정 주파수 대역의 임피던스가 변경될 수 있다. 이와 달리, 분로 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 실수부인 저항값(resistance)을 변경될 수 있다. 일 예로 인덕터는 저항값을 높이고 커패시터는 저항값을 낮추어 특정 주파수 대역의 임피던스가 변경될 수 있다.

매칭 소자들은 각각 제1 매칭 소자(321)와 제2 매칭 소자(322)를 포함하도록 형성하는 경우 제1 매칭 소자(321)는 제1 연결 라인(LINE 1) 상에 형성되고, 제2 매칭 소자(322)는 제2 연결 라인(LINE 2) 상에 형성될 수 있다. 이 때, 매칭 소자는 도전 패턴들로 형성되거나, 인덕터나 커패시터와 같이 집중 정수 소자로 구현될 수 있다.

매칭 소자들 중 어느 하나는 임피던스 정합에 있어서, 주요 성분으로 동작한다. 예를 들어, 제1 매칭 소자(321)를 제2 매칭 소자(322)에 비해 큰 커패시턴스 값을 갖도록 형성하면 제1 매칭 소자(321)가 임피던스 정합에 있어서 주요 성분으로 동작한다. 즉, 제2 매칭 소자(322)가 3 pF의 커패시턴스 값을 가질 때, 제1 매칭 소자(321)의 커패시턴스가 두배 이상 큰 8.2 pF이 되면, 임피던스 정합에 있어서, 제1 매칭 소자(321)의 커패시턴스 성분이 주요 성분이 된다. 즉, 병렬로 연결되는 커패시터들은 후술하는 바와 같이 전체 커패시턴스 값이 결정되므로, 제1 매칭 소자(321)의 커패시턴스 성분이 임피던스 정합에 있어서, 주요 성분이 된다.

C = C₁ + C₂

11.2 pF = 8.2 + 3

즉, 병렬로 연결되는 커패시터의 경우 어느 하나의 커패시터가 다른 커패시터에 비해 2배 이상의 값을 가지면, 전체 커패시턴스 값의 66% 이상이 되므로, 주요 성분이 될 수 있다.

안테나의 이득은 안테나를 구성하는 각종 소자들의 저항성 손실에 의해 감소될 수 있다. 특히 SPDT 스위치(330)와 같은 수동 소자는 3.5 pF 내외의 커패시턴스 값을 갖는데 이로 인해 약 3dB 정도의 안테나 이득이 감소한다.

하지만, 이 때 스위치(330)와 병렬로 서브 소자(340)를 사용하고 스위치(330)를 그라운드에 연결시키면, 스위치(330)에 의한 손실을 감소시킬 수 있다.

즉, 스위치(330) 내부의 커패시터가 3.4 pF일 때, 서브 소자(340)의 커패시턴스가 10배 이상 큰 100 pF이 되면, 임피던스 정합에 있어서, 서브 소자(340)의 커패시턴스 성분이 주요 성분이 된다. 즉, 병렬로 연결되는 커패시터들은 후술하는 식과 같이 전체 커패시턴스 값이 결정되므로, 서브 소자(340)의 커패시턴스 성분이 임피던스 정합에 있어서, 주요 성분이 되어 스위치(330)에 의한 이득 손실을 줄일 수 있다.

C = C₁ + C₂

103.4 pF = 100 + 3.4

즉, 스위치(330)에 대하여 병렬로 연결되는 커패시터를 스위치(330)의 내부 커패시턴스 값보다 10배 이상 크게 형성하면, 전체 커패시턴스 값에서 스위치(330)의 영향은 10% 이하가 되므로, 스위치(330)의 커패시턴스 값을 무시할 수 있다.

이하, 매칭 소자들을 병렬로 배치하고, 스위치(330)를 이용하여 매칭 소자들을 스위칭 연결하여, 임피던스 정합을 하는 예를 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 7a 내지 도 7b는 도 6에서 스위치가 어느 하나의 매칭 소자를 그라운드에 연결할 때, 임피던스가 결정되는 일 예를 도시한 도면들이고, 도 7c는 주파수에 따르는 전압정재파비를 도시한 도면이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 제1 연결 라인에는 제1 매칭 소자(321)와 서브 소자(340)가 배치될 수 있으며, 제2 연결 라인에는 제2 매칭 소자(322)가 배치될 수 있다. 그리고, 스위치(330)는 그라운드와 제1 연결 라인 또는 제2 연결 라인을 스위칭하여 연결할 수 있도록 형성된다.

중심 주파수가 750MHz인 제1 주파수 대역에서 임피던스 정합을 하기 위해, 스위치(330)는 제1 연결 라인의 제1 매칭 소자(321)와 서브 소자(340) 사이의 연결 라인에 연결될 수 있다.

커패시터를 이용하여 임피던스 정합을 하는 경우를 예로 들면, 제1 매칭 소자(321)는 8.2pF, 제2 매칭 소자(322)는 3pF, 서브 소자(340)는 100pF의 커패시턴스 값을 갖도록 형성될 수 있으며, 일반적인 SPDH 스위치(330)는 내부 커패시턴스가 3.4pF의 값을 갖는다.

스위치(330)가 제1 연결 라인에 연결되면, 제2 매칭 소자(322)를 무시하고, 제1 매칭 소자(321)와 서브 소자(340) 및 스위치(330)의 커패시턴스 값으로 임피던스를 계산할 수 있다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결되는 커패시터는 그 값을 합할 수 있다. 이로 인해 계산된 커패시턴스는 103.4pF이다. 그리고, 직렬로 연결된 커패시터는 다음의 식과 같이 커패시턴스를 구할 수 있다.

1/C = 1/C₁ + 1/C₂

1/(1/103.4 + 1/8.2) = 7.6pF

따라서, 전체 커패시턴스 값은 7.6pF이 된다.

그라운드에 연결된 스위치(330)를 이용하여 복수의 매칭 소자들 중 어느 하나를 스위칭 연결한 뒤 임피던스 정합을 수행하면, 도 7c에 도시된 바와 같이 제1 주파수 대역의 중심주파수(750MHz)에서 전압 정재파비가 1:3 이하로써, 안테나 효율과 대역폭과 관련하여 향상된 안테나 성능을 발휘하는 것을 알 수 있다.

즉, 스위치(330)를 이용하여 임피던스를 정합시킴으로써, 제1 주파수 대역에서 대역폭을 향상시키고, 스위치(330)에 의한 손실을 최소화시킬 수 있다.

도 8a 내지 도 8b는 도 6에서 스위치가 다른 하나의 매칭 소자를 그라운드에 연결할 때, 임피던스가 결정되는 일 예를 도시한 도면들이고, 도 8c는 주파수에 따르는 전압정재파비를 도시한 도면이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 중심 주파수가 850MHz인 제2 주파수 대역에서 임피던스 정합을 하기 위해, 스위치(330)는 제2 연결 라인(LINE 2)의 제2 매칭 소자(322)와 그라운드를 서로 연결시킬 수 있다.

커패시터를 이용하여 임피던스 정합을 하는 경우를 예로 들면, 제1 매칭 소자(321)는 8.2pF, 제2 매칭 소자(322)는 3pF, 서브 소자(340)는 100pF의 커패시턴스 값을 갖도록 형성될 수 있으며, 일반적인 SPDH 스위치(330)는 내부 커패시턴스가 3.4pF의 값을 갖는다. 이 때, 제2 매칭 소자(322)의 커패시턴스 값은 스위치(330)의 내부 커패시턴스 값보다 0.9배 이내로 형성하여, 제2 매칭 소자(322)가 스위치(330)에 대해 커패시턴스 값 결정에 있어서, 보다 우월한 성분이 되도록 한다.

스위치(330)가 제2 매칭 소자(322)와 그라운드를 서로 연결시키면, 제1 매칭 소자(321), 제2 매칭 소자(322), 서브 소자(340) 및 스위치(330)의 커패시턴스 값으로 임피던스를 계산할 수 있다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 직렬로 연결된 커패시터는 다음의 식과 같이 커패시턴스를 구할 수 있다.

1/C = 1/C₁ + 1/C₂

이 때, 제1 연결 라인의 커패시턴스 값은 다음과 같다.

1/(1/100 + 1/8.2) = 7.6pF

그리고, 제2 연결 라인의 커패시턴스 값은 다음과 같다.

1/(1/3 + 1/3.4) = 1.6pF

병렬로 연결되는 커패시터는 그 값을 합할 수 있다.

7.6 + 1.6 = 9.2pF

따라서, 전체 커패시턴스 값은 9.2pF이 된다.

그라운드에 연결된 스위치(330)를 이용하여 복수의 매칭 소자들 중 어느 하나를 스위칭 연결한 뒤 임피던스 정합을 수행하면, 도 8c에 도시된 바와 같이 제2 주파수 대역의 중심주파수(850MHz)에서 전압 정재파비가 1:3 이하로써, 안테나 효율과 대역폭과 관련하여 향상된 안테나 성능을 발휘하는 것을 알 수 있다.

즉, 스위치(330)를 이용하여 임피던스를 정합시킴으로써, 제2 주파수 대역에서 대역폭을 향상시키고, 스위치(330)에 의한 이득 손실을 최소화시킬 수 있다.

상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (7)

1. 단말기 바디에 내장되어 무선 신호를 방사하도록 형성되는 도전 멤버;
   서로 다른 지점에서 상기 도전 멤버에 연결되는 매칭 소자들; 및
   상기 매칭 소자들 중 어느 하나를 스위칭하여 그라운드에 연결하는 스위치; 를 포함하고,
   상기 매칭 소자들은 상기 도전 멤버와 상기 스위치 사이에 배치되는 제1 매칭 소자와 제2 매칭 소자를 포함하고,
   상기 제1 매칭 소자에 직렬로 연결되는 서브 소자를 더 포함하고,
   상기 서브 소자는 상기 제1 매칭 소자보다 큰 커패시턴스 값을 갖는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
2. 제1항에 있어서,
   임피던스 정합에 있어서 주요 성분으로 동작하도록 상기 제1 매칭 소자는 상기 제2 매칭 소자에 비해 보다 큰 커패시턴스 값을 갖는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 매칭 소자는 상기 제2 매칭 소자에 비해 적어도 2배 이상 큰 커패시턴스 값을 갖는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 서브 소자는 상기 제2 매칭 소자에 비해 적어도 10배 이상 큰 커패시턴스 값을 갖는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스위치는 스위칭될 때, 상기 제1 매칭 소자 또는 상기 제2 매칭 소자를 상기 그라운드에 연결하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 매칭 소자의 커패시턴스 값은 상기 스위치의 커패시턴스 값의 0.9배 이하인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

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