KR102322209B1 - 직렬로 연결된 와이어 안테나를 포함하는 안테나 시트 - Google Patents

Abstract

주변의 전자기장의 변화에 감응하기 위한 안테나 시트는, 중심에 위치한 제1 영역, 제1 영역의 주변에 형성되는 제2 영역 및 제2 영역의 주변에 형성되는 제3 영역을 제공하는 기판, 제1 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 제1 와이어를 포함하는 제1 임베디드 안테나, 제3 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 제3 와이어를 포함하고, 제1 임베디드 안테나와 직렬로 연결되는 제3 임베디드 안테나, 및 제2 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 제2 와이어를 포함하는 제2 임베디드 안테나를 포함하며, 제2 임베디드 안테나는 제1 임베디드 안테나와 제3 임베디드 안테나의 직렬 연결에 병렬로 연결될 수 있다.

Description

직렬로 연결된 와이어 안테나를 포함하는 안테나 시트 {ANTENNA SHEET INCLUDING WIRE ANTENNAS CONNECTED IN SERIES}

본 발명은 와이어 임베딩 또는 인레이 안테나 시트에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 병렬 와이어의 직렬 연결을 통해 와이어 임베딩을 이용한 안테나에서도 선폭 변화를 구현할 수 있는 안테나 시트에 관한 것이다.

현대사회에 있어서 모바일 기기의 대중화가 확대되면서, 모바일 기기가 주변장치와 무선으로 데이터 통신을 하거나 배터리를 충전하는 기술도 진화하고 있다. NFC기능이 스마트폰에서 필수적인 기능으로 자리 잡고 과거에 일반적으로 사용되던 유선충전방식을 넘어서서 최근에는 스마트폰을 중심으로 무선 충전이 상용화가 이루어지고 있으며 점차로 확산되는 양상이다.

그러한 목적을 수행하기 위한 모바일 기기에는 신호는 물론 에너지까지 송수신할 수 있는 송수신 모듈이 장착되며, 이러한 송수신 모듈에는 코일 구조의 안테나가 사용될 수 있다. 이러한 안테나는 구리 소재의 와이어를 감는 것이 과거에 일반적인 기술이었지만, 기술이 발전하면서 얇은 안테나 구조를 위해서 FPCB 등에 구리 박막을 형성하고 이를 화학 에칭이나 레이저 식각으로 제거하여 미세한 안테나 패턴을 형성하는 기술로 대체되었다.

이와 관련하여, 한국등록특허 제10-1926594호에 "무선충전형 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈"이 개시되어 있으며, 상기 안테나유닛에는 에칭으로 위치에 따라 선폭을 달리하는 안테나 패턴을 형성하는 내용이 포함되어 있다.

하지만, 구리 박막을 에칭하는 기술은 패턴을 형성하기 위해 많은 전처리 및 후처리 공정을 거쳐야 하며, 에칭에 사용된 화학물질로 인한 환경오염의 문제가 거론되고 있다.

또한, 기존의 와이어를 이용한 기술은 얇은 구조를 형성하기에 부족하며, 긴 와이어 코일에 의한 저항 증가, 인접한 와이어 간의 신호의 간섭, 그리고 와이어 단선으로 인한 문제점 발생 등을 해결할 필요가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 한국공개특허 제10-2003-0040243호에는 초음파를 이용하여 코일을 매립하는 기술이 개시되어 있다. 상기 초음파를 이용하면 코일이 열가소성 또는 열가연성 재질의 기판에 부분적으로 매립되는 내용이 개시되어 있다.

하지만, 와이어 매립을 이용하는 안테나에서도 한번 세팅된 와이어의 굵기를 변경하는 것이 어려운 것은 물론, 위치에 따라 단면적을 변경하는 것이 어렵기 때문에 다양한 설계 자유도를 부여하는 것이 어려울 수 있다.

본 발명은 구리 등의 금속 재질의 와이어를 이용하여 안테나를 형성하면서도 선폭 변화와 같이 다양한 설계 자유도를 제공할 수 있는 와이어 임베딩 방식의 안테나 시트를 제공한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 주변의 전자기장의 변화에 감응하기 위한 안테나 시트는 중심에 위치한 제1 영역 및 제1 영역의 주변에 형성되는 제2 영역을 정의하며, 제1 단자, 제2 단자 및 중간 단자를 제공하는 기판, 제1 단자와 중간 단자에 연결되며, 제1 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 제1 병렬 와이어를 포함하는 제1 임베디드 안테나, 및 제2 단자와 중간 단자에 연결되며, 제2 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 제2 병렬 와이어를 포함하는 제2 임베디드 안테나를 포함하며, 제1 병렬 와이어의 개수는 제2 병렬 와이어의 개수와 상이하다.

제1 병렬 와이어 또는 제2 병렬 와이어는 단선으로 매립된 단일 와이어 또는 병렬로 매립된 다중 와이어일 수 있다.

중간 단자는 제1 단자 또는 제2 단자에 인접하게 형성될 수도 있지만, 인접하게 모여 있지 않고 1 단자 또는 제2 단자와 이격된 제2 영역의 외부에 형성될 수 있으며, 다르게는 제1 영역 및 제2 영역 사이 또는 경계에 인접하게 형성될 수도 있다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 안테나 시트는 중심에서부터 순차적으로 그 주변을 둘러싸는 동심 구조의 복수의 주변 영역(perimeter area)을 제공하는 기판 및 각각의 주변 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 와이어를 포함하는 복수의 임베디드 안테나를 포함하며, 임베디드 안테나 중 적어도 2개가 기판의 일 지점에 형성된 중간 단자를 매개로 직렬로 연결되며, 중간 단자로 연결되는 와이어의 개수는 임베디드 안테나에 따라 상이한 할 수 있다.

와이어는 단선으로 매립된 단일 와이어 또는 병렬로 매립된 다중 와이어일 수 있다.

중간 단자는 연결회로 시트와 연결되는 기판의 단자들과 같이 인접하게 모여 형성될 수도 있지만, 연결회로 시트와 연결되는 기판의 다른 단자들과 분리되어 위치될 수도 있고, 직렬로 연결되는 임베디드 안테나의 주변 영역 사이 또는 경계에 인접하게 형성될 수도 있다.

본 발명의 안테나 시트는 기판 상에 동심 구조의 복수의 주변 영역(perimeter area)를 형성하고, 상기 주변 영역에 나선 구조 또는 권선 구조의 와이어 안테나를 형성함으로써 제공될 수 있다. 이들을 형성함에 있어서 서로 다른 와이어 개수로 구성된 병렬 와이어를 상호 연결함으로써 위치에 따른 선폭 변화의 효과를 제공할 수 있다.

와이어 임베딩이나 인레이 방식은 에칭 설비 및 방법에 의한 방법보다 원자재 비용 및 제조비용을 저렴하게 유지할 수 있으며, 공장이나 설비 등 생산투자비가 적을 수 있다. 하지만, 영역에 따라 실질적으로 다른 선폭을 형성할 수 없고, 설계 자유도가 낮다는 문제점이 있었는데, 본 발명의 안테나 시트에서는 주변 영역에 따라 분리된 단일 또는 다중 와이어를 매립하고, 영역 또는 피치 등을 조절하여 기존의 문제점을 극복할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트 및 적용 가능한 모바일 기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 안테나 시트 중 기판의 단자를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 w-w' 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 구조의 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용은 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트 및 적용 가능한 모바일 기기를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 안테나 시트 중 기판의 단자를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2의 w-w' 단면 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 시트(100)는 모바일 기기(1)의 내부에 장착될 수 있으며, 외부와의 기기에 감응하여 무선 충전, 신호 송수신 등을 할 수 있다. 도면에서 모바일 기기(1)의 디스플레이가 있는 면을 상면이라 가정할 때, 안테나 시트(100)는 모바일 기기(1)의 저면에 인접하게 기기 내부에 설치될 수 있다.

안테나 시트(100)는 주변의 전자기장의 변화에 감응하기 위한 것으로서, 무선 충전, 근거리 통신, 마그네트 보안 통신 등 다양한 무선 충전, 신호 송수신 등의 매개체로 사용될 수 있다. 하나의 안테나 모듈에 2가지 이상의 안테나 기능이 부여될 수 있지만, 본 실시예에서는 하나의 단자 그룹(121, 123)을 기준으로 연결된 제1 임베디드 안테나(130)와 제2 임베디드 안테나(140)가 직렬로 연결될 수 있다.

다만, 와이어 임베딩 또는 인레이 과정의 특성상, 한번 세팅된 와이어들은 동일한 단면 및 동일한 개수의 와이어만 매립할 수 있으므로, 본 실시예에서는 중간 단자(122)를 이용하여 서로 다른 개수의 병렬 와이어(132, 142)를 연결할 수 있다.

도시된 안테나 시트(100)는 안테나가 매립된 기판(110)을 포함하며, 그 외에도 FPCB 등의 연결회로 시트(170), 기판(110)과 연결회로 시트의 상하로 적층되는 차폐 시트와 쿠션 시트를 더 포함할 수 있다.

안테나 시트(100)는 기판(110), 무선 충전을 위한 제1 임베디드 안테나(130)와 제2 임베디드 안테나(140), NFC나 RFID를 위한 근거리 통신 안테나(150) 및 결재 정보의 송수신을 위한 마그네트 보안 안테나(160) 및 FPCB로서 단자들이 형성된 연결회로 시트(170)를 포함할 수 있다.

제1 임베디드 안테나(130) 및 제2 임베디드 안테나(140)와 관련하여, 기판(110)은 중앙 근처에 위치한 제1 영역(A) 및 제1 영역(A)의 주변에 형성되는 제2 영역(B)을 정의하며, 기판(110)의 우측 상부에 관통홀(112)이 형성되고, 연결회로 시트(170) 또는 기판(110)에 직접 형성된 제1 단자(121), 중간 단자(122), 제2 단자(123), 제3 단자(124) 내지 제6 단자(127)가 차례로 배열될 수 있다.

제1 임베디드 안테나(130)는 가장 내측에 위치할 수 있으며, 일단은 제1 단자(121)와 연결되고 타단은 제1 단자(121)에 인접한 중간 단자(122)에 연결될 수 있다. 제1 임베디드 안테나(130)는 3가닥의 제1 병렬 와이어(132)로 구성될 수 있다.

제2 임베디드 안테나(140)는 제1 임베디드 안테나(130)의 외측에 위치하며, 일단은 제2 단자(123)와 연결되고, 타단은 제1 임베디드 안테나(130)와 함께 중간 단자(122)에 연결될 수 있다. 제2 임베디드 안테나(140)는 6가닥의 제2 병렬 와이어(142)로 구성될 수 있다.

따라서, 전체 안테나 영역에서 제2 영역(B)은 6가닥의 제2 병렬 와이어(142)가 나선구조를 형성하며, 제1 영역(A)에서는 3가닥의 제1 병렬 와이어(132)가 나선 구조를 형성할 수 있다. 이러하나 직렬 연결을 통해서 다중 와이어를 채용한 안테나에서 선폭을 달리하는 기능을 구현할 수가 있다.

본 실시예에서는 전체 안테나 영역이 제1 영역(A)과 제2 영역(B)으로 구분되지만, 경우에 따라서는 주변 영역들을 3개 이상 동심 구조 또는 나이테 형상(annual rings)으로 형성될 수 있으며, 이들 각각에 임베디드 안테나를 형성할 수 있다. 임베디드 안테나는 중간 단자를 매개로 직렬로 연결될 수 있지만, 모두 그렇게 형성되지 않고 일부만 중간 단자를 통해 연결되는 구조를 가질 수도 있다.

직렬로 연결된 제1 임베디드 안테나(130)와 제2 임베디드 안테나(140)는 주변의 전자기장의 변화에 감응하여 유도 전력을 발생시키거나 신호를 무선으로 송수신할 수 있다. 본 발명에서 임베디드 안테나들은 무선 충전용으로서, 주변의 무선 충전장치에 대응하여 유도 전력을 형성할 수 있고, 다른 전자기기를 무선 충전하기 위한 용도로도 사용될 수 있다.

도 3을 보면, 제1 단자(121)는 제1 임베디드 안테나(130)의 일단과 연결되고, 제2 단자(123)는 제2 임베디드 안테나(140)의 일단과 연결된다. 그리고 제1 단자(121)와 제2 단자(123) 사이에는 중간 단자(122)가 위치하여, 제1 임베디드 안테나(130) 및 제2 임베디드 안테나(140)와 동시에 연결되어 있다. 제2 단자(123)의 외측으로 제3 단자(124)가 제공되고, 제1 단자(121)의 외측으로 제4 단자(125)가 제공되며, 제3 단자(124)와 제4 단자(125)는 단선 와이어(152)로 이루어진 근거리 통신 안테나(150)와 연결된다. 또한, 제4 단자(125)의 외측으로 제5 단자(126) 및 제6 단자(127)가 제공되며, 제5 단자(126)와 제6 단자(127)는 마그네트 보안 안테나(160)와 연결될 수 있다.

본 실시예에서는 제2 임베디드 안테나(140)와 제1 임베디드 안테나(130)를 형성한 후, 그 외부로 근거리 통신 안테나(150)를 형성하고, 안테나 시트(100)의 하부로 마그네트 보안 안테나(160)를 형성한다. 하지만, 안테나의 형상, 형성 순서, 단선 또는 다중 와이어 여부 등은 이에 한정되지 아니하며, 다양한 형상 또는 순서로 형성되는 것도 가능하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 제2 임베디드 안테나를 먼저 형성하지만, 다른 경우에서는 동일한 형상이라고 해도 제1 임베디드 안테나를 먼저 형성할 수 있다. 또한, 형성 순서도 외부에서 내부로 점차 좁히며 나선 구조를 형성하지 않고, 내부로 먼저 진입부를 형성하고 내부에서 외부로 점차 벌리면서 나선 구조를 형성할 수도 있다.

제1 임베디드 안테나(130) 및 제2 임베디드 안테나(140)는 단선 또는 다중 와이어를 매립하여 형성될 수 있으며, 다른 재질 또는 다른 와이어 개수로 형성될 수가 있으며, 중간 단자(122)를 매개로 직렬로 연결될 수 있다.

도 4를 보면, 매립되는 안테나들은 6중의 제2 병렬 와이어(142), 3중의 제1 병렬 와이어(132), 단선 와이어(152, 162) 등을 이용하여 형성될 수 있으며, 이들은 기판(110)에 초음파 융착 또는 열 융착 등을 통해 매립될 수 있다.

참고로, 본 명세서에서 동심 구조라 함은 정확히 중심이 일치하는 경우 외에도, 대략적인 중심을 공유하면서 그 주변을 둘러싸는 구도를 포함하는 개념으로 이해될 수 있으며, 모두 영역의 중심점이 일치하지 않을 수도 있으며 나무의 나이테 형상도 이러한 관점에서 동심 구조라 할 수 있다.

제2 임베디드 안테나(140)는 기판(110)에 매립되는 6가닥의 제2 병렬 와이어들(142)을 포함할 수 있으며, 제2 병렬 와이어들(142)은 제2 단자(123)로부터 이어진 직선의 진입부 및 그 진입부와 연결되어 제2 영역(B)의 외곽에서부터 내부로 점차 좁혀지며 원형의 나선형으로 권선 형성된 나선부를 형성할 수 있다.

그리고 제2 임베디드 안테나(140)의 나선부의 내측 단부는 직선의 배출부를 통해서 중간 단자(122)와 연장될 수 있다.

제1 임베디드 안테나(130)는 제2 병렬 와이어들(142)과 다른 3가닥의 제1 병렬 와이어들(132)을 포함할 수 있으며, 제1 병렬 와이어들(132)은 중간 단자(122)에서부터 직선의 진입부를 형성하며 제2 임베디드 안테나(140)의 상부를 통과하고, 제1 영역(A)의 경계에서부터 내부로 점차 좁혀지며 나선 구조를 형성하는 나선부 및 그 나선부의 내측 단부에서부터 제1 단자(121)까지 이어지는 배출부를 형성할 수 있다.

도 5의 (a)를 보면, 제2 단자(123), 중간 단자(122) 및 제1 단자(121)가 형성된 원판(111)에서 6가닥의 와이어를 매립할 수 있는 초음파 혼(Hn-6)이 제2 병렬 와이어들(142)을 제2 단자(123)에서부터 정해진 형상으로 매립시킬 수가 있다. 우선, 제2 단자(123)에서부터 제2 임베디드 안테나(140)를 위한 직선 형태의 진입부를 형성할 수 있으며, 제2 영역(B)에 진입한 이후에는 반시계 방향으로 혼(Hn-6)을 상대적으로 이동하면서 제2 영역(B) 내에 나선부를 형성할 수 있다.

이때 초음파 혼(Hn-6)이 움직이든지 정지된 초음파 혼(Hn-6)에 대해 원판(111)을 상대적으로 이동시켜 제2 병렬 와이어들(142)을 매립할 수 있다. 초음파 혼(Hn-6)은 원판(111)과의 상대적 이동을 통해서 6가닥의 제2 병렬 와이어(142)로 이루어진 나선부를 형성할 수 있다.

도 5의 (b)를 보면, 제2 영역(B)에서 나선부를 형성한 다음, 초음파 혼(Hn-6)은 나선부의 상부를 통과하여 직선 형태의 배출부를 형성하며, 중간 단자(122) 또는 중간 단자(122)가 위치할 영역을 통과할 수 있다.

도 6의 (c)를 보면, 6가닥의 와이어를 매립하는 초음파 혼(Hn-6)을 다른 초음파 혼으로 교체하던지, 아니면 와이어를 3가닥으로 줄일 수 있다. 이 경우 3가닥의 와이어를 매립하는 또 하나의 초음파 혼(Hn-3)이 중간 단자(122)를 통과하고, 제1 영역(A)까지 진입한 후에, 제1 영역(A)과 제2 영역(B)의 경계에서부터 반시계 방향으로 이동하면서 나선부를 형성할 수 있다.

초음파 혼(Hn-3)은 제1 영역(A)에서 나선부를 형성한 다음, 제1 임베디드 안테나(130) 및 제2 영역(B)의 제2 임베디드 안테나(140)를 통과하는 직선 형태의 배출부를 형성할 수 있다.

여기서, 진입부와 배출부는 신호의 방향이나 전류의 방향과 무관하며, 처음 병렬 와이어들의 매립이 시작되는 부분을 진입부로 정의하고, 나선부를 형성한 다음에 단자로 이어지는 부분을 배출부로 정의할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 나선형이라고 해서 전체적으로 원형으로 한정될 필요는 없으며, 원형 이외에도 타원형, 다각형, 비정형 등 다양한 전체 외곽을 형성하며, 규칙적으로 점차 좁혀지거나 점차 벌어지며 형성된 형상을 포괄적으로 나선형으로 정의할 수 있다.

도 6의 (d)를 보면, 초음파 혼(Hn-3)은 제1 단자(121)를 통과하면서, 하나의 제1 임베디드 안테나(130)와 제2 임베디드 안테나(140)의 조합이 완성될 수 있다. 제1 임베디드 안테나(130)와 제2 임베디드 안테나(140)는 중간 단자(122)를 매개로 직렬로 연결될 수 있으며, 결과적으로 제2 영역(B)의 실질 선폭과 제1 영역(A)의 실질 선폭이 다른 안테나를 구현할 수 있다.

도 7의 (e)를 보면, 초음파 혼은 단선 와이어를 매립할 수 있는 장치로 교체되거나 1가닥의 와이어만 장착될 수 있으며, 근거리 통신 안테나(150) 및 마그네트 보안 안테나(160)를 형성할 수 있다.

도 7의 (f)를 보면, 모든 안테나들을 형성한 후, 이러한 과정을 통해서 제1 영역(A)의 제1 임베디드 안테나(130), 제2 영역(B)의 제2 임베디드 안테나(140), 근거리 통신 안테나(150) 및 마그네트 보안 안테나(160)가 형성될 수 있고, 7개의 단자(121~127)들은 안테나의 와이어들과 매립 과정에서 연결되던지 혹은 관통홀(112)에 고정된 상태에서 나중에 웰딩으로 연결될 수 있다.

원판(111)에 임베디드 안테나들을 형성한 다음, 원판(111)을 점선과 같이 기판(110) 형상으로 재단하고 연결회로 시트(170)를 부착하여 도 2에 도시된 안테나 시트(100)를 제공할 수 있다.

본 실시예에서 제1 영역(A) 및 제2 영역(B)이 서로 순차적으로 형성되어 있지만, 다른 실시예에서는 제1 영역(A)과 제2 영역(B) 사이에 다른 주변 영역이 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이고, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 8 내지 도 11을 보면, 본 실시예에 따른 안테나 시트(200)는 기판(210), 무선 충전을 위한 제1 임베디드 안테나(230)와 제2 임베디드 안테나(240), 근거리 통신 안테나(250) 및 마그네트 보안 안테나(260) 및 연결회로 시트(270)를 포함할 수 있다.

제1 임베디드 안테나(230) 및 제2 임베디드 안테나(240)와 관련하여, 기판(210)은 중앙 근처에 위치한 제1 영역(A) 및 제1 영역(A)의 주변에 형성되는 제2 영역(B)을 정의하며, 기판(210)의 우측 상부에 관통홀 없이 단자들(221~227)이 직접 형성될 수 있고, 연결회로 시트(270)는 기판(210)의 후면 등에서 단자들과 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 임베디드 안테나(230)는 가장 내측에 위치할 수 있으며, 일단은 제1 단자(221)와 연결되고 타단은 제1 단자(221)에 인접한 중간 단자(222)에 연결될 수 있다. 제1 임베디드 안테나(230)는 3가닥의 제1 병렬 와이어(232)로 구성될 수 있다.

다만, 본 실시예에서 중간 단자(222)는 전체적으로 ㄷ-자 또는 U-자 형상으로 형성될 수 있으며, 제1 단자(221)를 우회하여 제1 단자(221)와 제2 단자(223) 사이에서는 제1 임베디드 안테나(230)의 제1 병렬 와이어(232)와 연결되고, 제1 단자(221)와 제4 단자(225) 사이에서는 제2 임베디드 안테나(240)의 제2 병렬 와이어(242)와 연결될 수 있다.

제2 임베디드 안테나(240)는 제1 임베디드 안테나(230)의 외측에 위치하며, 일단은 제2 단자(223)와 연결되고, 타단은 제1 임베디드 안테나(230)와 함께 제1 단자(221)와 제4 단자(225) 사이에 노출된 중간 단자(222)에 연결될 수 있다. 제2 임베디드 안테나(240)는 6가닥의 제2 병렬 와이어(242)로 구성될 수 있다.

따라서, 전체 안테나 영역에서 제2 영역(B)은 6가닥의 제2 병렬 와이어(242)가 나선구조를 형성하며, 제1 영역(A)에서는 3가닥의 제1 병렬 와이어(232)가 나선 구조를 형성할 수 있다. 이러하나 직렬 연결을 통해서 다중 와이어를 채용한 안테나에서 선폭을 달리하는 기능을 구현할 수가 있다.

제2 임베디드 안테나(240)는 기판(210)에 매립되는 6가닥의 제2 병렬 와이어들(242)을 포함할 수 있으며, 제2 병렬 와이어들(242)은 제2 단자(223)로부터 이어진 직선의 진입부 및 그 진입부와 연결되어 제2 영역(B)의 외곽에서부터 내부로 점차 좁혀지며 원형의 나선형으로 권선 형성된 나선부를 형성할 수 있다.

그리고 제2 임베디드 안테나(240)의 나선부의 내측 단부는 직선의 배출부를 통해서 제1 단자(221)와 제4 단자(225) 사이에 노출된 중간 단자(222)로 연장될 수 있다.

제1 임베디드 안테나(230)는 제2 병렬 와이어들(242)과 다른 3가닥의 제1 병렬 와이어들(232)을 포함할 수 있으며, 제1 병렬 와이어들(232)은 제1 단자(221)와 제2 단자(223) 사이로 노출된 중간 단자(222)에서부터 직선의 진입부를 형성하며 제2 임베디드 안테나(240)의 상부를 통과하고, 제1 영역(A)의 경계에서부터 내부로 점차 좁혀지며 나선 구조를 형성하는 나선부 및 그 나선부의 내측 단부에서부터 제1 단자(221)까지 이어지는 배출부를 형성할 수 있다.

도 9의 (a)를 보면, 제2 단자(223), 중간 단자(222) 및 제1 단자(221)가 형성된 원판(211)에서 6가닥의 와이어를 매립할 수 있는 초음파 혼(Hn-6)이 제2 병렬 와이어들(242)을 제2 단자(223)에서부터 정해진 형상으로 매립시킬 수가 있다.

도 9의 (b)를 보면, 제2 영역(B)에서 나선부를 형성한 다음, 초음파 혼(Hn-6)은 나선부의 상부를 통과하여 직선 형태의 배출부를 형성하며, 중간 단자(222)를 통과할 수 있다.

도 10의 (c)를 보면, 3가닥의 와이어를 매립하는 또 하나의 초음파 혼(Hn-3)이 제1 단자(221)와 제2 단자(223) 사이로 노출된 중간 단자(222)의 일측을 통과하고, 제1 영역(A)까지 진입한 후에, 제1 영역(A)과 제2 영역(B)의 경계에서부터 반시계 방향으로 이동하면서 나선부를 형성하고, 내측 단부에서부터 직선의 배출부를 형성하면서 제1 단자(221)까지 연결될 수 있다.

초음파 혼(Hn-3)은 제1 영역(A)에서 나선부를 형성한 다음, 제1 임베디드 안테나(230) 및 제2 영역(B)의 제2 임베디드 안테나(240)를 통과하는 직선 형태의 배출부를 형성할 수 있다.

도 10의 (d)를 보면, 초음파 혼은 단일 와이어를 매립할 수 있는 초음파 혼으로 교체되고, 단선 와이어로 이루어진 근거리 통신 안테나(250)를 형성할 수 있다. 근거리 통신 안테나(250)를 형성하기 위해서 초음파 혼은 가장 좌측에 위치한 제3 단자(224)를 통과하고, 안테나 시트의 외곽을 따라 움직이는 단선 와이어의 나선부를 형성한 다음, 중간 단자(222)의 우측에 위치한 제4 단자(225)를 통과할 수 있다.

도 11의 (e)를 보면, 단선 와이어를 매립하는 초음파 혼은 마그네트 보안 안테나(260)를 형성할 수 있다. 마그네트 보안 안테나(260)를 형성하기 위해서 초음파 혼은 제5 단자(226)를 통과하고, 안테나 시트의 하부에서 비정형의 나선부를 형성한 다음 가장 우측에 위치한 제6 단자(226)를 통과할 수 있다.

도 11의 (f)를 보면, 모든 안테나들을 형성한 후, 원판(211)을 점선과 같이 기판(210) 형상으로 재단하고 연결회로 시트(270)를 부착하여 도 8에 도시된 안테나 시트(200)를 제공할 수 있다.

본 실시예에서 하나의 원판(211)에 하나의 기판(210)이 형성되지만, 경우에 따라서는 하나의 원판에 다수의 기판에 대응하는 다수의 안테나들을 형성하고, 이들을 재단하여 다수의 안테나 시트를 형성할 수도 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다른 구조의 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이다.

도 12를 보면, 안테나 시트에는 다른 안테나들 없이 제1 임베디드 안테나(330) 및 제2 임베디드 안테나(340)를 포함할 수 있으며, 제1 단자(321) 및 제2 단자(323)에 연결될 수 있다. 중간 단자(322)에 제1 임베디드 안테나(330)의 와이어와 제2 임베디드 안테나(340)의 와이어를 연결하기 위한 것으로서, 연결회로 시트에 인접하게 위치할 필요가 없을 수도 있다.

따라서, 중간 단자(322)는 제1 단자(321), 제2 단자(323) 및 기타 단자들과 같이 집중되어 있지 않을 수 있으며, 도시된 바와 같이, 그 반대편에 위치할 수도 있다.

도 13을 보면, 안테나 시트에는 제1 임베디드 안테나(430) 및 제2 임베디드 안테나(440)를 포함할 수 있으며, 제1 단자(421) 및 제2 단자(423)에 연결될 수 있다. 중간 단자(422)에 제1 임베디드 안테나(430)의 와이어와 제2 임베디드 안테나(440)의 와이어를 연결하기 위한 것으로서, 제1 임베디드 안테나(430)가 형성된 제1 영역과 제2 임베디드 안테나(440)가 형성된 제2 영역의 사이 또는 그 경계에 인접하게 배치될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 모바일 기기 100 : 안테나 시트
110 : 기판 130 : 제1 임베디드 안테나
132 : 제1 병렬 와이어들 140 : 제2 임베디드 안테나
142 : 제2 병렬 와이어들

Claims (10)

1. 주변의 전자기장의 변화에 감응하기 위한 안테나 시트에 있어서,
   중심에 위치한 제1 영역 및 상기 제1 영역의 주변에 형성되는 제2 영역을 정의하며, 제1 단자, 제2 단자 및 중간 단자를 제공하는 기판;
   상기 제1 단자와 상기 중간 단자에 연결되며, 상기 제1 영역에서 나선 구조를 형성하며 상기 기판에 매립된 제1 병렬 와이어를 포함하는 제1 임베디드 안테나; 및
   상기 제2 단자와 상기 중간 단자에 연결되며, 상기 제2 영역에서 나선 구조를 형성하며 상기 기판에 매립된 제2 병렬 와이어를 포함하는 제2 임베디드 안테나;를 포함하며,
   상기 제1 임베디드 안테나와 상기 제2 임베디드 안테나가 상기 중간 단자에 공통으로 연결되며,
   상기 제1 병렬 와이어의 개수는 상기 제2 병렬 와이어의 개수와 상이한 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 병렬 와이어 또는 상기 제2 병렬 와이어는 단선으로 매립된 단일 와이어 또는 병렬로 매립된 다중 와이어인 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 중간 단자는 상기 제1 단자 또는 상기 제2 단자에 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 중간 단자는 상기 제1 단자 또는 상기 제2 단자와 이격된 상기 제2 영역의 외부에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 중간 단자는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이 또는 경계에 인접하게 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
6. 안테나 시트에 있어서,
   중심에서부터 순차적으로 그 주변을 둘러싸는 동심 구조의 복수의 주변 영역(perimeter area)을 제공하는 기판; 및
   각각의 상기 주변 영역에서 나선 구조를 형성하며 상기 기판에 매립된 와이어를 포함하는 복수의 임베디드 안테나;를 포함하며,
   상기 임베디드 안테나 중 적어도 2개가 상기 기판의 일 지점에 형성된 중간 단자에 공통으로 연결되어 직렬로 연결되며, 상기 중간 단자로 연결되는 상기 임베디드 안테나 각각을 형성하는 와이어의 개수는 상기 임베디드 안테나에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
7. 제6항에 있어서,
   상기 와이어는 단선으로 매립된 단일 와이어 또는 병렬로 매립된 다중 와이어인 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
8. 제6항에 있어서,
   상기 중간 단자는 연결회로 시트와 연결되는 상기 기판의 단자들과 같이 인접하게 모여 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
9. 제6항에 있어서,
   상기 중간 단자는 연결회로 시트와 연결되는 상기 기판의 단자들과 분리되어 위치된 것을 특징으로 하는 안테나 시트.
10. 제6항에 있어서,
    상기 중간 단자는 직렬로 연결되는 상기 임베디드 안테나의 상기 주변 영역 사이 또는 경계에 인접하게 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 시트.

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