KR102045483B1 - Terminal Antenna for Millimeter Wave - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단말기 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밀리미터 웨이브 대역에서 사용 가능한 단말기 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to a terminal antenna, and more particularly to a terminal antenna usable in the millimeter wave band.
향후 5G 환경에서는 28GHz의 밀리미터 웨이브 대역에서 통신이 이루어질 것으로 예상된다. 이러한 밀리미터 웨이브 대역에서의 통신은 매우 높은 경로 손실이 발생하고 장애물에 대한 투과 특성이 매우 열악하여 다른 주파수 대역에 비해 새로운 형태의 안테나가 요구되고 있다. In the future, 5G environment is expected to communicate in the millimeter wave band of 28GHz. In the millimeter wave band, communication has a very high path loss and a very poor transmission characteristic for obstacles, requiring a new type of antenna compared to other frequency bands.
밀리미터 웨이브 대역에서는 높은 경로 손실로 인해 적절한 통신이 이루어지려면 높은 지향성을 가진 빔 신호로 통신할 필요가 있으며, 하이 파워의 송신 신호가 요구되고 있다. In the millimeter wave band, due to the high path loss, proper communication requires a beam signal with high directivity, and a high power transmission signal is required.
한편, 스마트폰과 같은 이동통신 단말기에서 발생되는 무선 신호는 인체에 유해한 영향을 줄 수 있으며, 이를 검증하기 위한 파라미터로 비흡수율(SAR)이 있다. 밀리미터 웨이브 대역에서의 적절한 통신을 위해 송신 신호의 파워가 높아지고 고지향성의 빔이 단말기로부터 방사될 경우 비흡수율 특성은 더욱 악화될 수 밖에 없게 된다. On the other hand, a wireless signal generated from a mobile communication terminal such as a smartphone may have a harmful effect on the human body, and has a specific absorption rate (SAR) as a parameter for verifying this. If the power of the transmission signal is high for proper communication in the millimeter wave band and the high-direction beam is emitted from the terminal, the specific absorption rate is further deteriorated.
또한, 단말기는 제한된 사이즈를 가지는 장치이기에 한정된 영역에서 특정 지향성을 가지는 빔을 생성하는 것은 용이하지 않다. In addition, since the terminal is a device having a limited size, it is not easy to generate a beam having a specific directivity in the limited area.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 밀리미터 웨이브 대역에서 인체에 대한 영향을 최소화할 수 있는 단말기 안테나를 제안한다. In order to solve the problems as described above, the present invention proposes a terminal antenna that can minimize the effect on the human body in the millimeter wave band.
또한, 본 발명은 밀리미터 웨이브 대역에서 고지향성의 방사 신호를 적절히 송수신할 수 있는 단말기 안테나를 제안한다. In addition, the present invention proposes a terminal antenna capable of properly transmitting and receiving a high-direction radiation signal in the millimeter wave band.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말기의 측부를 둘러싸는 금속 프레임에 배치되는 제1 서브 안테나부; 단말기의 디스플레이에 대향하는 하부 커버에 배치되는 제2 서브 안테나부; 및 상기 제1 서브 안테나부 및 상기 제2 서브 안테나부의 급전선과의 연결 경로를 스위칭하는 스위칭 모듈을 포함하되, 단말기가 데이터 통신 모드일 경우, 상기 스위칭 모듈은 상기 제1 서브 안테나부가 상기 급전선과 연결되도록 스위칭을 수행하고, 단말기가 음성 통화 모드일 경우 상기 스위칭 모듈은 상기 제2 서브 안테부가 상기 급전선과 연결되도록 스위칭을 수행하는 단말기 안테나가 제공된다. According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, a first sub-antenna portion disposed in a metal frame surrounding the side of the terminal; A second sub antenna unit disposed on a lower cover facing the display of the terminal; And a switching module for switching a connection path between a feed line of the first sub antenna unit and the second sub antenna unit, wherein when the terminal is in a data communication mode, the switching module connects the first sub antenna unit to the feed line. The switching module is provided to perform the switching, and when the terminal is in the voice call mode, the switching module is provided with a terminal antenna that performs switching so that the second sub antenna part is connected to the feed line.
상기 제1 서브 안테나부 및 상기 제2 서브 안테나부는 배열 구조를 가지는 다수의 방사체를 포함한다. The first sub antenna unit and the second sub antenna unit include a plurality of radiators having an array structure.
상기 다수의 방사체는 다수의 슬롯 방사체를 포함한다. The plurality of radiators includes a plurality of slot radiators.
상기 단말기 안테나는 상기 다수의 방사체로 급전되는 신호의 위상 조절을 위한 위상 천이 모듈을 더 포함한다. The terminal antenna further includes a phase shift module for phase adjustment of a signal fed to the plurality of radiators.
상기 제1 서브 안테나부의 상기 다수의 슬롯 방사체는 상기 단말기의 측부를 둘러싸는 금속 프레임에 형성되고, 상기 제2 서브 안테나부의 상기 다수의 슬롯 방사체는 상기 하부 커버에 형성된다. The plurality of slot radiators of the first sub antenna part are formed in a metal frame surrounding the side of the terminal, and the plurality of slot radiators of the second sub antenna part are formed in the lower cover.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 배열 구조를 가진 다수의 방사체를 포함하는 제1 서브 안테나부; 상기 제1 서브 안테나부와 이격되어 설치되며 배열 구조를 가진 다수의 방사체를 포함하는 제2 서브 안테나부; 및 상기 제1 서브 안테나부 및 상기 제2 서브 안테나부의 급전선과의 연결 경로를 스위칭하는 스위칭 모듈을 포함하되, 단말기가 데이터 통신 모드일 경우, 상기 스위칭 모듈은 상기 제1 서브 안테나부가 상기 급전선과 연결되도록 스위칭을 수행하고, 단말기가 음성 통화 모드일 경우 상기 스위칭 모듈은 상기 제2 서브 안테부가 상기 급전선과 연결되도록 스위칭을 수행하는 단말기 안테나가 제공된다. According to another aspect of the invention, the first sub-antenna part including a plurality of radiators having an array structure; A second sub antenna unit spaced apart from the first sub antenna unit and including a plurality of radiators having an array structure; And a switching module for switching a connection path between a feed line of the first sub antenna unit and the second sub antenna unit, wherein when the terminal is in a data communication mode, the switching module connects the first sub antenna unit to the feed line. The switching module is provided to perform the switching, and when the terminal is in the voice call mode, the switching module is provided with a terminal antenna that performs switching so that the second sub antenna part is connected to the feed line.
본 발명의 단말기 안테나에 의하면, 밀리미터 웨이브 대역에서 인체에 대한 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있으며, 밀리미터 웨이브 대역에서 고지향성의 방사 신호를 적절히 송수신할 수 있는 장점이 있다. According to the terminal antenna of the present invention, there is an advantage to minimize the effect on the human body in the millimeter wave band, there is an advantage that can properly transmit and receive a high-directional radiation signal in the millimeter wave band.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나의 개념적 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나가 적용되는 모바일 단말기를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나에서 각 모드에서 본 발명이 의도하는 방사 패턴을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나에서 하나의 서브 안테나부의 세부 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나 빔의 조향각 0°및 40°각각에 대해 각 서브 안테나부로 인한 인체 머리 팬텀에서의 비흡수율 분포를 나타낸 도면.1 is a view showing a conceptual structure of a terminal antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a mobile terminal to which a terminal antenna is applied according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a radiation pattern intended by the present invention in each mode in a terminal antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a detailed structure of one sub antenna unit in a terminal antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a specific absorption rate distribution in a human head phantom due to each sub antenna unit for steering angles 0 ° and 40 ° of the terminal antenna beam according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나의 개념적 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a conceptual structure of a terminal antenna according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나는 제1 서브 안테나부(100), 제2 서브 안테나부(110), 모드 판단부(120) 및 스위칭 모듈(130)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a terminal antenna according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first
모드 판단부(120)는 현재의 단말기의 통신 모드를 판단하는 기능을 한다. 구체적으로, 모드 판단부(120)는 단말기가 현재 음성 통화 모드인지 데이터 통신 모드인지 여부를 판단한다. 음성 통화 모드로 단말기를 사용하는 경우와 데이터 통신 모드로 단말기를 사용하는 경우 단말기의 파지 형태 및 사용 형태는 상이하다. The
음성 통화 모드에서 사용자는 단말기를 사용자의 귀에 밀착하여 상대방의 음성을 들으면서 단말기를 사용하게 된다. 이러한 음성 통화 모드에서는 사용자의 귀에 단말기가 밀착되기 때문에 인체에 상당히 높은 비흡수율(SAR)을 가지게 되는 문제가 발생한다. In the voice call mode, the user is in close contact with the user's ear and uses the terminal while listening to the other party's voice. In such a voice call mode, since the terminal is in close contact with the user's ear, there is a problem in that the human body has a relatively high specific absorption rate (SAR).
특히, 5G에서는 28GHz의 밀리미터 웨이브 대역이 사용될 것으로 예상되며, 이와 같이 높은 주파수 대역에서는 열악한 경로 감쇠 특성으로 인해 높은 파워로 신호를 송출하게 되며, 이는 인체에 대한 비흡수율(SAR) 특성을 더욱 악화시키는 문제를 발생시킬 수 있다. In particular, it is expected that the millimeter wave band of 28 GHz will be used in 5G, and in this high frequency band, the signal will be transmitted at high power due to poor path attenuation characteristics, which worsens the specific absorption rate (SAR) characteristics of the human body. It can cause problems.
한편, 데이터 통신 모드에서 사용자는 단말기의 화면을 보면서 단말기를 지면에 대해 수직으로 세운 상태 또는 지면에 대해 수평한 상태로 단말기를 사용하는 것이 일반적이다. 데이터 통신 모드에서 사용자가 단말기를 인체에 밀착하여 사용하지는 않기 때문에 음성 통화 모드에서와 같이 비흡수율이 심각한 영향을 미치지 않으나 안테나로부터 형성되는 빔이 인체를 향하게 될 경우 여전히 비흡수율 문제가 발생할 수 있다. On the other hand, in the data communication mode, the user generally uses the terminal while standing upright with respect to the ground or horizontally while looking at the screen of the terminal. Since the user does not use the terminal in close contact with the human body in the data communication mode, the specific absorption rate does not have a serious effect as in the voice call mode, but the specific absorption rate problem may still occur when the beam formed from the antenna is directed toward the human body.
또한, 데이터 통신 모드에서 사용자는 다양한 방식으로 단말기를 파지한 후 화면을 보게 되는데, 안테나의 주빔이 지면을 향하게 되는 경우가 종종 발생하여 통신 상태가 열악해지는 문제가 발생하게 된다. In addition, in the data communication mode, the user views the screen after gripping the terminal in various ways, which often causes the main beam of the antenna to face the ground, resulting in poor communication.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 단말기의 모드에 따라 안테나의 빔 패턴이 적응적으로 조절될 수 있는 구조를 제안하며, 모드 판단부(120)는 안테나의 빔 패턴을 적응적으로 조절하기 위해 안테나의 모드를 선행하여 판단한다. The present invention proposes a structure in which the beam pattern of the antenna can be adaptively adjusted according to the mode of the terminal to solve the above problems, the
단말기의 통신 모드는 다양한 방식으로 판단할 수 있으며, 이는 일반적인 기술에 해당되므로 모드 판단을 위한 구체적인 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다. The communication mode of the terminal may be determined in various ways. Since this corresponds to a general technology, a description of a specific method for mode determination will be omitted.
제1 서브 안테나부(100) 및 제2 서브 안테나부(110)는 각각 데이터 통신 모드와 음성 통화 모드를 위해 서로 이격되어 설치되는 안테나부이다. 제1 서브 안테나부(100) 및 제2 서브 안테나부(110)는 스위칭 모듈(130)을 통해 급전선과 연결되며, 통신 모드에 따라 어느 하나의 안테나부만이 스위칭 모듈(130)에 의해 급전선과 연결되어 급전 신호를 제공받거나 수신된 신호를 급전선을 통해 제공하게 된다. The first
제1 서브 안테나부(100)는 데이터 통신 모드를 위한 안테나이며 모드 판단부(120)에서 데이터 통신 모드라고 판단되는 경우 스위칭 모듈(130)을 통해 급전선과 연결되어 데이터 통신을 위한 RF 신호를 방사하거나 RF 신호를 수신한다. The first
제2 서브 안테나부(110)는 음성 통화 모드를 위한 안테나이며 모드 판단부(120)에서 모드라고 판단되는 경우 스위칭 모듈(130)을 통해 급전선과 연결되어 음성 통화를 위한 RF 신호를 방사하거나 RF 신호를 수신한다. The
앞서 설명한 바와 같이, 제1 서브 안테나부(100)와 제2 서브 안테나부(110)는 단말기에서 서로 다른 영역에 배치된다. As described above, the first
요컨대, 데이터 통신 모드에서는 제1 서브 안테나부(100)만이 RF 신호를 방사하거나 수신하고, 음성 통화 모드에서는 제2 서브 안테나부(1110)만이 RF 신호를 방사하거나 수신하는 것이다. That is, in the data communication mode, only the first
본 발명의 단말기 안테나는 5G의 고주파 대역인 28GHz 대역에서 사용 가능하도록 안출된 안테나이며, 28GHz의 밀리미터 웨이브 대역에서는 매우 열악한 경로 감쇠 특성이 나타날 뿐만 아니라 장애물에 대한 투과 특성 역시 매우 열악해지는 특성을 보인다. 따라서, 적절한 통신이 이루어지기 위해 단말기 안테나는 다른 주파수 대역에 비해 높은 지향성을 가질 필요가 있다. The terminal antenna of the present invention is an antenna designed to be used in the high frequency band of 5G, 28 GHz band, and in the millimeter wave band of 28 GHz, not only a very poor path attenuation characteristic but also a transmission characteristic against an obstacle is also very poor. Therefore, the terminal antenna needs to have a higher directivity than other frequency bands for proper communication.
높은 지향성을 구현할 수 있도록, 제1 서브 안테나부(100)와 제2 서브 안테나부(110)는 다수의 방사체가 이격되어 배치되는 어레이 구조를 가진다. 일례로, 제1 서브 안테나부(100)는 8개의 방사체가 이격되어 배열된 구조를 가질 수 있다. 제2 서브 안테나부(110) 역시 8개의 방사체가 이격되어 배열된 구조를 가질 수 있다. 물론, 어레이를 형성하는 방사체의 개수는 요구되는 빔 패턴 및 특성에 따라 달라질 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. 어레이를 형성하는 다수 방사체의 배열 형태 역시 요구되는 빔 패턴 및 특성에 따라 다양하게 설정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 8개의 방사체가 사용되는 경우, 8개의 방사체가 일렬로 배열될 수도 있으며, 4개의 방사체가 각각 두 개의 열을 형성하면서 배열될 수도 있을 것이다. In order to implement high directivity, the first
도 1에는 도시되어 있지 않으나, 어레이 구조를 가지는 각 방사체로 급전되는 신호의 위상을 조절하기 위해 위상 천이 모듈(미도시)이 추가적으로 구비될 수 있다. Although not shown in FIG. 1, a phase shift module (not shown) may be additionally provided to adjust a phase of a signal fed to each radiator having an array structure.
일례로, 위상 천이 모듈은 어레이를 형성하는 각 방사체로 급전되는 신호의 경로 길이를 조절함으로써 각 방사체로 급전되는 신호의 위상을 조절할 수 있다. 위상 천이 모듈의 위상 역시 요구되는 빔 패턴 및 특성에 기초하여 결정될 수 있을 것이다. In one example, the phase shift module may adjust the phase of the signal fed to each emitter by adjusting the path length of the signal fed to each emitter forming the array. The phase of the phase shift module may also be determined based on the desired beam pattern and characteristics.
한편, 제1 서브 안테나부(100)와 제2 서브 안테나부(110)를 형성하는 방사체는 슬롯 방사체일 수 있다. 단말기의 하우징이 금속으로 형성될 때 슬롯 방사체가 좋은 방사 특성을 제공할 수 있다. 그러나, 단말기의 하우징이 금속이 아닐 경우 알려진 다양항 종류의 방사체가 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. Meanwhile, the radiator forming the first
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나가 적용되는 모바일 단말기를 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 제1 서브 안테나부(100)와 제2 서브 안테나부(110)의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a mobile terminal to which a terminal antenna according to an embodiment of the present invention is applied. 2 is a view for explaining the position of the first
도 2를 참조하면, 제2 서브 안테나부(110)는 단말기의 디스플레이 패널과 대향하는 하부 커버(200) 영역에 위치한다. 슬롯 방사체의 형태로 제2 서브 안테나부(110)가 구현될 경우, 하부 커버의 일정 영역에 다수의 슬롯이 형성되어 제2 서브 안테나부(110)로 기능할 수 있다. Referring to FIG. 2, the second
단말기의 하부 커버(200)가 금속이 아닐 경우 제2 서브 안테나부(110)는 하부 커버(200)에 결합되거나 하부 커버(200)에 인접하여 위치할 수 있을 것이다. When the lower cover 200 of the terminal is not metal, the second
제1 서브 안테나부(100)는 단말기의 측부를 둘러싸는 금속 프레임 영역에 위치하며, 바람직하게는 4면 중 디스플레이의 상단에 인접한 금속 프레임 영역에 위치하는 것이 바람직하다. 제2 서브 안테나부 역시 다수의 슬롯이 디스플레이의 상단에 인접한 금속 프레임에 형성되는 형태로 구현될 수 있을 것이다. The first
제1 서브 안테나부(100)와 제2 서브 안테나부(110)를 서로 다른 위치에 배치하는 것은 데이터 통신 모드와 음성 통화 모드에서 단말기의 사용 형태가 다르기 때문이며, 이하에서는 도 3을 참조하여 제1 서브 안테나부(100) 및 제 2서브 안테나부(110)의 위치가 각 통신 모드에서 최적 위치인 이유에 대해 설명하기로 한다. The first
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나에서 각 모드에서 본 발명이 의도하는 방사 패턴을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating a radiation pattern intended by the present invention in each mode in a terminal antenna according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제2 서브 안테나부(110)는 음성 통화 모드에서 단말기의 하부 커버에 배치되며, 하부 커버로부터 정면으로 빔 패턴이 형성되도록 설정된다. 하부 커버에서 정면을 향해 빔 패턴이 형성되도록 설정될 경우, 사용자의 머리 방향으로는 빔이 전송되지 않으며, 따라서 단말기가 사용자의 귀에 밀착 되었을 때 비흡수율(SAR) 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다. 특히, 하부 커버가 금속일 경우, 인체 방향으로의 빔은 금속으로 인해 방사되지 않게 된다. Referring to FIG. 3, the second
결국, 본 발명은 음성 통화 시 인체 방향으로 빔이 전송되는 것을 최소화하기 위해 하부 커버에 제2 서브 안테나부(110)를 배치시키며, 제2 서브 안테나부(110)를 어레이 구조로 형성하여 인체의 반대 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 한다. 빔 패턴의 형성은 어레이 구조를 형성하는 각 방사체로 급전되는 신호의 위상을 조절을 통해 이루어질 수 있다. As a result, the present invention arranges the second
데이터 통신 모드에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 단말기를 지면에 대해 수직으로 세운 상태에서 이용하는 경우가 일반적이다. 또한, 단말기를 지면에 대해 평행하게 파지한 상태에서 사용하기도 한다. 데이터 통신 모드에서는 제1 서브 안테나부(100)가 활성화되고 제1 서브 안테나부(100)는 디스플레이의 상단에 인접한 단말기 측부를 둘러싸는 금속 프레임에 배치되며, 배치된 측부 프레임에 대해 정면을 향하도록 빔 패턴이 형성된다. In the data communication mode, as shown in FIG. 3, the terminal is generally used in a state in which the terminal is placed perpendicular to the ground. Also, the terminal may be used while being held in parallel with the ground. In the data communication mode, the
이와 같이, 측부 프레임에 대해 정면을 향하도록 빔 패턴이 형성할 경우 빔이 사용자의 인체를 향하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 대부분의 경우에 있어 빔이 지면을 향하게 되는 것을 방지할 수 있게 된다. 데이터 통신 모드에서 빔이 측부 프레임에 대해 정면을 향하도록 설정하는 것 역시 어레이를 형성하는 방사체들로의 위상 조절을 통해 이루어질 수 있을 것이다. As such, when the beam pattern is formed to face the side frame, the beam may be prevented from facing the human body of the user. In most cases it is also possible to prevent the beam from pointing to the ground. In data communication mode, setting the beam to face the side frame may also be accomplished through phase adjustment to the emitters forming the array.
한편, 위상 조절을 위한 위상 천이 모듈은 본 발명에서 필수적으로 필요한 구성 요소는 아니다. 각 방사체로의 위상은 급전선으로부터의 경로 길이에 의해 결정되는 것이므로 제1 서브 안테나부(100) 및 제2 서브 안테나부(110)가 미리 설정된 빔 패턴을 가지도록 초기에 경로 길이를 설정하는 것에 의해서도 도 3과 같은 빔 패턴 형성이 가능하다는 것은 당업자에게 있어 자명할 것이다. On the other hand, the phase shift module for phase adjustment is not a necessary component in the present invention. Since the phase to each radiator is determined by the path length from the feed line, the path length is also initially set so that the first
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나에서 하나의 서브 안테나부의 세부 구조를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a detailed structure of one sub antenna unit in a terminal antenna according to an embodiment of the present invention.
도 4에서(a)는 슬롯 방사체의 구조를 나타낸 도면이고, (b)는 (a)에 도시된 슬롯 방사체로의 급전을 위한 급전 선로를 나타낸 도면이다. In Figure 4 (a) is a view showing the structure of the slot radiator, (b) is a view showing a feed line for feeding power to the slot radiator shown in (a).
도 4의 (a)를 참조하면, 금속판에 슬롯을 형성한 구조로 슬롯 방사체(400)가 다수개 형성된다. 제1 서브 안테나부(100)의 경우 금속판은 측부를 둘러싸는 금속 프레임일 수 있으며, 제2 서브 안테나부(110)의 경우 하부 커버일 수 있다. Referring to FIG. 4A, a plurality of
도 4의 (b)에서 급전 선로는 하나의 메인 선로(410)로부터 분기되는 형태를 가진다. 메인 선로로부터 2개로 분기되는 제1 분기 선로(420)가 형성되고 제1 분기 선로로부터 각각 4개의 제2 분기 선로(430)가 형성되며, 제2 분기 선로(430)로부터 각각 8개의 제3 분기 선로(440)가 형성된다. 8개의 제3 분기 선로(440) 각각은 (a)에 도시된 8개의 슬롯(400)에 대응되며, 각 슬롯(400)에 커플링 방식으로 급전 신호를 제공한다. In FIG. 4B, the feed line has a form branching from one
도 4에 도시된 하나의 서브 안테나부의 세부 구조는 예시적인 구조일 뿐이며, 다수의 방사체가 어레이를 형성하는 서브 안테나 구조는 다양한 방식으로 구현될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 4에는 커플링 급전을 이용하는 슬롯 안테나 구조가 도시되어 있으나, 각 슬롯 방사체에 직접 급전이 이루어질 수도 있을 것이다. The detailed structure of one sub antenna unit illustrated in FIG. 4 is merely an example structure, and a sub antenna structure in which a plurality of radiators form an array may be implemented in various ways. For example, although a slot antenna structure using coupling feeding is shown in FIG. 4, a feeding may be made directly to each slot radiator.
또한, 도 4에는 슬롯 방사체가 예시적으로 도시되어 있으나 슬롯 방사체가 아닌 모노폴 또는 다이폴 형태의 방사체가 사용될 수도 있을 것이다. In addition, although the slot radiator is exemplarily illustrated in FIG. 4, a monopole or dipole type radiator other than the slot radiator may be used.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 안테나 빔의 조향각 0°및 40°각각에 대해 각 서브 안테나부로 인한 인체 머리 팬텀에서의 비흡수율 분포를 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating a specific absorption rate distribution in a human head phantom due to each sub antenna unit for steering angles 0 ° and 40 ° of a terminal antenna beam according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 24dBm의 파워로 안테나가 빔을 방사할 경우의 비흡수율 분포를 나타낸 것이며, 파워에 따라 비흡수율 분포의 값은 달라질 수 있을 것이다. 5 shows a specific absorption rate distribution when an antenna emits a beam at a power of 24 dBm, and a value of the specific absorption rate distribution may vary according to power.
도 5를 참조하면, 빔 조향각 0°및 40°각각에 대해 음성 통화 모드에서의 인체 머리 팬텀에서의 비흡수율값은 제2 서브 안테나부가 활성화될 경우 0.53W/Kg(0°) 및 0.88W/Kg(40°) 이었다. Referring to FIG. 5, specific absorption values in the human head phantom in the voice call mode for the beam steering angles 0 ° and 40 °, respectively, are 0.53 W / Kg (0 °) and 0.88 W / when the second sub antenna part is activated. Kg (40 °).
제1 서브 안테나부가 단말기의 측부를 둘러싸는 측면 프레임에서 세로 측면에 배치되어 활성화될 경우, 인체 머리팬텀에서의 비흡수율값은 빔 조향각 0°에서는 5.68W/Kg이었고, 빔 조향각 40°에서는 3.27W/Kg이었다. When the first sub-antenna part is disposed on the vertical side in the side frame surrounding the side of the terminal and is activated, the specific absorption rate in the human head phantom was 5.68 W / Kg at the beam steering angle of 0 ° and 3.27 W at the beam steering angle of 40 °. / Kg.
제1 서브 안테나부가 단말기의 측부를 둘러싸는 측면 프레임에서 가로 측면에 배치되어 활성화될 경우, 인체 머리팬텀에서의 비흡수율값은 빔 조향각 0°에서는 4.91W/Kg이었고, 빔 조향각 40°에서는 4.11W/Kg이었다. When the first sub-antenna part is arranged on the horizontal side in the side frame surrounding the side of the terminal and is activated, the specific absorption rate in the human head phantom was 4.91W / Kg at the beam steering angle of 0 ° and 4.11W at the beam steering angle of 40 °. / Kg.
도 5의 실험 결과로부터 제1 서브 안테나부가 활성화되는 경우에 비해 제2 서브 안테나부가 활성화될 때 비흡수율(SAR)이 현저히 저감되는 것을 확인할 수 있다. It can be seen from the experimental result of FIG. 5 that the specific absorption rate (SAR) is significantly reduced when the second sub antenna unit is activated as compared with the case where the first sub antenna unit is activated.
따라서, 본 발명과 같이 두 개의 서로 이격된 서브 안테나부에 의해 단말기 안테나가 구현될 때 비흡수율로 인한 인체 영향을 최소화하면서 양호한 통신이 이루어질 수 있게 되며, 이러한 본 발명의 효과는 밀리미터 웨이브 주파수 대역에서 더욱 큰 효과를 발휘할 수 있다. Therefore, when the terminal antenna is implemented by two mutually spaced sub-antennas as in the present invention, good communication can be achieved while minimizing human influence due to specific absorption, and the effect of the present invention is achieved in the millimeter wave frequency band. Greater effect can be achieved.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will belong to the scope of the present invention. .
Claims (10)
단말기의 디스플레이에 대향하는 하부 커버에 배치되는 제2 서브 안테나부; 및
상기 제1 서브 안테나부 및 상기 제2 서브 안테나부의 급전선과의 연결 경로를 스위칭하는 스위칭 모듈을 포함하되,
단말기가 데이터 통신 모드일 경우, 상기 스위칭 모듈은 상기 제1 서브 안테나부가 상기 급전선과 연결되도록 스위칭을 수행하고, 단말기가 음성 통화 모드일 경우 상기 스위칭 모듈은 상기 제2 서브 안테부가 상기 급전선과 연결되도록 스위칭을 수행하며,
다수의 방사체는 다수의 슬롯 방사체를 포함하고,
상기 제1 서브 안테나부의 상기 다수의 슬롯 방사체는 상기 단말기의 측부를 둘러싸는 금속 프레임에 형성되어 배치된 측부 프레임에 대해 정면을 향하도록 빔 패턴이 형성되고, 상기 제2 서브 안테나부의 상기 다수의 슬롯 방사체는 상기 하부 커버에 형성되어 하부 커버로부터 정면으로 빔 패턴이 형성되고,
상기 제1 서브 안테나부 및 상기 제2 서브 안테나부는 밀리미터웨이브 대역의 신호를 송수신하고,
상기 제1 서브 안테나부 및 상기 제2 서브 안테나부는 상기 다수의 슬롯 방사체가 배열 구조를 형성하며,
상기 제1 서브 안테나부의 빔 패턴과 상기 제2 서브 안테나부의 빔 패턴을 형성하기 위해 상기 다수의 슬롯 방사체로 급전되는 신호의 위상 조정을 위한 위상 천이 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 안테나.
A first sub antenna part disposed on a metal frame surrounding a side of the terminal;
A second sub antenna unit disposed on a lower cover facing the display of the terminal; And
And a switching module for switching a connection path between a feed line of the first sub antenna unit and the second sub antenna unit,
When the terminal is in the data communication mode, the switching module performs switching so that the first sub antenna part is connected to the feed line, and when the terminal is in the voice call mode, the switching module is configured to connect the second sub antenna part to the feed line. Perform switching,
The plurality of radiators comprises a plurality of slot radiators,
The plurality of slot radiators of the first sub-antenna part have a beam pattern formed to face the front side with respect to a side frame formed and disposed in a metal frame surrounding the side of the terminal, and the plurality of slots of the second sub-antenna part The radiator is formed on the lower cover to form a beam pattern from the lower cover to the front,
The first sub antenna unit and the second sub antenna unit transmits and receives a signal of millimeter wave band,
The plurality of slot radiators form an array structure of the first sub antenna unit and the second sub antenna unit.
And a phase shift module for phase adjustment of a signal fed to the plurality of slot radiators to form a beam pattern of the first sub antenna part and a beam pattern of the second sub antenna part.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023241399A1 (en) * | 2022-06-13 | 2023-12-21 | 华为技术有限公司 | Antenna apparatus and mobile terminal |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07318627A (en) * | 1994-05-24 | 1995-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | Satellite data receiver |
| KR20080092218A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-15 | 한국전자통신연구원 | Multi-mode antenna and method of controlling mode of the same antenna |
| KR20090118139A (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-18 | 주식회사 케이티테크 | External antenna supporting various services for mobile telephone and mobile telephone using the same |
| US20110012798A1 (en) * | 2009-07-20 | 2011-01-20 | Telcordia Technologies, Inc. | System and method for improving mimo performance of vehicular based wireless communications |
| KR20110091760A (en) * | 2008-11-12 | 2011-08-12 | 노키아 코포레이션 | Method and apparatus for providing multi-mode antenna switching |
| US20170110787A1 (en) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | Apple Inc. | Electronic Devices With Millimeter Wave Antennas And Metal Housings |
-
2018
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07318627A (en) * | 1994-05-24 | 1995-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | Satellite data receiver |
| KR20080092218A (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-15 | 한국전자통신연구원 | Multi-mode antenna and method of controlling mode of the same antenna |
| KR20090118139A (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-18 | 주식회사 케이티테크 | External antenna supporting various services for mobile telephone and mobile telephone using the same |
| KR20110091760A (en) * | 2008-11-12 | 2011-08-12 | 노키아 코포레이션 | Method and apparatus for providing multi-mode antenna switching |
| US20110012798A1 (en) * | 2009-07-20 | 2011-01-20 | Telcordia Technologies, Inc. | System and method for improving mimo performance of vehicular based wireless communications |
| US20170110787A1 (en) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | Apple Inc. | Electronic Devices With Millimeter Wave Antennas And Metal Housings |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023241399A1 (en) * | 2022-06-13 | 2023-12-21 | 华为技术有限公司 | Antenna apparatus and mobile terminal |
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