KR19980701748A - 휴대형 통신 장치 - Google Patents

Abstract

루프 안테나를 포함하는 휴대형 통신 장치가 상술된다. 상기 루프 안테나는 양쪽에 중첩하는 전도성 플레이트를 구비하는 유전 스트립을 구성되어, 커패시터가 형성되고, 상기 커패시터는 서로 직렬로 접속된다. 양호한 효율을 얻으면서 동시에 사용자 몸에 대한 안테나의 용량성 연결(capacitive coupling)로 인한 이조현상에 대해 아주 무관하게 위해, 커패시터의 수는 5개 미만이라야 되고 상기 커패시터는 루프에 대해서 넓은 간격을 유지해야 한다.

Description

휴대형 통신 장치

서두에 따른 휴대형 통신 장치는 미국 특허원 제 4,922,260호로부터 공지된다. 이 특허는 손목 밴드 내에 삽입된 안테나를 구비하는 손목시계를 상술한다. 상기 안테나는 유전 스트립의 앙쪽 상에서 중첩 커패시터 플레이트(overlapping capacitor plates)에 의해 형성되는 다수의 커패시터를 포함한다. 그러나, 만족스러운 효율을 얻기 위해서 필요한 상기 안테나와 커패시터의 크기(dimensions)에 대한 아무런 언급도 없으며, 동시에 상기 안테나와 상기 휴대형 통신 장치를 운반하는 사용자의 몸체 사이의 커패시턴스(capacitance)로 인한 이조 현상(detuning)에 심하게 영향을 받는다.

본 발명은 루프 안테나(loop antenna)를 포함하는 휴대형 통신 장치(portable communication device)에 관한 것으로, 상기 루프 안테나는 유전 스트립(dielectric strip)과 분리된 커패시터를 형성하기 위해서 상기 유전 스트립의 양쪽에 배치된 다수의 커패시터 플레이트를 포함하며, 상기 커패시터는 서로 직렬로 접속된다. 이러한 휴대형 통신 장치로는 예를 들면 무선 호출기(pager)나 또는 휴대폰(hand set for mobile telephony)이 있다. 본 발명은 또한 루프 안테나와 이러한 루프 안테나의 제조 방법에 관한 것이다.

도1은 휴대형 통신 장치의 블럭도.

도2는 본 발명에 따른 루프 안테나의 3차원의 도시도.

만족스러운 효율과 사용자의 접근(proximity)으로 인한 이조 현상(detuning)이 쉽게 발생하지 않는, 서두에 따른 휴대형 통신 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

서두에 따른 지금까지의 휴대형 통신 장치는 커패시터의 수가 5개 이하라는 점과 루프 주위의 커패시터가 넓게 벌어져 있다는 점이다. 출원인에 의해 수행된 측정에서 커패시터의 수가 5개 이하인 경우 적당한 효율이 얻어졌다. 루프에 대해 커패시터를 넓게 벌어지도록 정렬하는 것에 의해, 사용자의 몸에 의한 이조에 대한 민감성(susceptibility)의 감소가 또한 실현되었다.

본 발명에 따른 휴대형 통신 장치의 한 실시예는 커패시터 플레이트가 20:1 보다 큰 폭/두께 비율을 갖는다는 점을 특징으로 한다. 이러한 방식에서 높은 효율이 얻어진다.

본 발명에 따른 휴대형 통신 장치의 다른 실시예는 전도체 플레이트(conductor plates)의 폭이 루프 양단 거리 보다 같거나 크다는 점을 특징으로 한다. 루프 양단의 더 작은 거리는 휴대형 장치 내에서 유효한 간격에 의해 결정되는 데, 실제에 있어서 이 간격은 제한된다. 상기 커패시터 플레이트의 폭을 더 작은 거리보다 같거나 크게 함으로써, 가장 좋은 효율이 유효한 간격 내에서 얻어진다.

본 발명에 따른 휴대형 통신 장치의 다른 실시예는 상기 커패시터가 5pF 이상의 값을 갖는다는 점을 특징으로 한다. 이 값은 루프 안테나와 휴대형 통신 장치 사이의 커패시턴스 값을 휠씬 초과한다. 따라서, 사용자의 근접으로 인한 이조에 대한 아주 무감각하게 된다.

본 발명은 또한 유전 스트립과 분리된 커패시터를 형성하기 위해 상기 유전 스트립의 양쪽 상에 배치된 다수의 커패시터를 포함하는 루프 안테나와 이러한 루프 안테나를 쉽고 값싸게 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 커패시터는 서로 직렬로 접속되며, 커패시터의 수가 5 이하라는 점과 상기 루프 주위의 커패시터가 아주 넓은 간격으로 위치한다는 점을 특징으로 한다.

본 발명은 도면을 참조로 해서 더욱 상세하게 설명될 것이다.

도1은 휴대폰(a hand set for mobile telephony)과 같은 휴대형 통신 장치(10)의 블럭도를 일반적으로 도시하고 있다. 상기 휴대형 통신 장치는 안테나(11), 듀플렉서(12), 주파수 신디사이저(frequency synthesizer; 13), 제1 및 제2의 믹서(14, 15), 컨트롤러(16), 베이스밴드 처리 유닛(baseband processing unit; 17), 코덱(codec; 18), 확성기(loudspeaker; 19) 및 마이크로폰(20)을 포함한다. 이러한 휴대형 통신 장치는 널리 공지되어 있다. 이들 장치는 수십 MHz 또는 수 GHz 사이의 범위 내의 주파수에서 동작하는데, 이것은 이들 장치가 의도된 시스템에 의존한다. 상기 듀플렉서(12)는 신호가 전송되는지 또는 수신되는지를 제어한다. 상기 제1의 믹서(14)는 전송될 고주파 신호(high frequency signal)를 얻기 위해서 상기 주파수 신디사이저(13)에 의해 생성된 고주파(high frequency wave)를 베이스밴드 신호와 혼합한다. 상기 제2의 믹서(15)는 베이스밴드 신호를 얻기 위해서 고주파를 수신된 고주파 신호와 혼합한다. 상기 베이스밴드 처리부(16)와 코덱(17)은 마이크로폰(20)을 통해 들어오는 아날로그 신호를 처리하고 코딩해서 베이스밴드 신호(디지탈)를 얻고 상기 베이스밴드 신호를 디코딩해서 상기 확성기(19)에 의해 재생될 아날로그 신호를 얻도록 정렬된다. 상기 휴대형 통신 장치가 무선 호출기인 경우, 아주 단순한 블럭도가 얻어지는데, 여기서는 베이스밴드 처리부(16), 코덱(17), 마이크로폰(20) 및 제1의 믹서(14)가 생략된다.

현대의 휴대형 통신 장치에 있어서, 상기 안테나는 휴대형 통신 장치에 알맞게 들어맞는 소형 안테나이다. 본 발명에 있어서, 이러한 안테나는 도2에 도시된 바와 같은 소형의 루프 안테나이다. 상기 루프 안테나는 절연 스트립(110)으로 구성된다. 상기 절연 스트립은 수십 밀리미터의 두께를 갖는 PTFE-시트(PTFE-sheet)일 것이다. 상기 스트립의 양쪽 상에 예를 들면 구리로 이루어진 중첩의 전도성 플레이트(111, 112, 113, 114, 115)가 정렬된다. 상기 플레이트의 중첩 부분으로 인해 커패시터(117, 118, 119, 120)가 얻어지며, 이들은 서로 직렬로 정렬된다. 상기 안테나는 자신의 맨 끝 지점 사이에 정렬된 분리된 튜닝 커패시터(a discrete tuning capacitor; 16)를 또한 포함한다. 커패시터의 존재로 인해 상기 안테나는 사용자의 몸에 대한 용량성 연결(capacitive coupling)로 인한 이조에 무관하게 된다. 특히 커패시터의 값이 용량성 연결의 최고의 가능한 값 보다 명백하게 높은 경우 아주 무관하게 된다. 아주 양호한 결과를 제공하는 커패시터의 값은 5pF나 그 이상이지만 그 이하의 값도 만족스러운 결과를 제공한다. 모든 커패시터는 고유의 저항부(intrinsic resistive part)를 구비한다. 이 부분은 안테나에 있어서의 손실을 초래한다. 따라서 양호한 효율과 동시에 사용자 근접 이조에 대한 높은 무감각(insensitive)을 얻기 위해서, 커패시터의 수는 5개 이하라야 한다. 도2에 도시된 안테나에 있어서, 4개의 커패시터가 존재한다. 그러나, 루프 내에 정렬된 두 개만의 커패시터로 아주 양호한 결과가 얻어질 수 있다. 상기 커패시터는 루프에 걸쳐 아주 넓은 간격으로 위치되어야만 한다.

높은 효율을 얻기 위해서 상기 안테나는 다음의 특성을 만족하도록 최상으로 디자인 된다. 상기 안테나의 폭(W)은 허용되는 유효한 폭만큼 크게 만들어져야 하지만, 상기 스트립의 두께(t)는 작게 유지되어야 한다. 근접 이조에 대한 무감각을 높게 유지하기 위해서 안테나(D)의 더 작은 폭이 상대적으로 작게 유지되어야 한다. 양호한 결과는 적어도 20:1의 커패시터 플레이트의 폭/두께 비율과 상기 루프의 작은 거리보다 같거나 큰 폭(W)을 갖는 안테나로 얻어질 것이다.

도2에 도시된 상기 안테나는 직사각형 모양을 갖는다. 이것은 실제의 휴대형 통신 장치에 있어서, 안테나의 유효한 간격이 보통 직사각형의 모양을 갖기 때문이다. 따라서, 이러한 방식에서 상기 유효한 간격은 최적으로 이용된다.

유전 스트립 주위에 커패시터 플레이트를 구비하는 안테나를 제조하는 아주 간단하고 값싼 방법은 다음의 단계를 포함한다.

- 전도체 시트를 유전 시트의 양쪽에 적용한다. 이것은 상기 도전체(보통 구리)를 유전 시트에 말거나(rolling) 또는 이 둘을 전착(electrodeposit)시키는 것에 의해 달성된다. 실제적인 차이는 말려진 도전체가 약간 더 전도적이지만, 전착된(electrodeposited) 도전체가 유전 시트에 조금 더 잘 접착된다.

- 커패시터 플레이트의 패턴이 얻어지도록 도전체 시트를 에칭한다. 이것은 포토레지스터(photoresistors)가 잔류하는 곳에서 전도체 시트를 보호하는 표준의 포토레지스터를 이용해서 수행될 수 있다.

- 유전 시트에서 스트립을 절단한다.

루프가 얻어지도록 상기 스트립을 굽힌다(bending).

대안으로, 커패시터 플레이트의 패턴이 얻어지도록, 상기 도전체는 스트립의 형태로서 상기 유전 시트에 직접적으로 적용될 수 있다. 이들 스트립의 폭은 얻어질 루프 안테나의 폭과 동일하다. 상기 스트립을 유전체에 적용한 후에, 상기 전도체 스트립이 부착되는 상기 유전체의 스트립은 유전 시트에서 절단된다. 이러한 방식으로 에칭 단계가 절약될 수 있다.

Claims (7)

1. 루프 안테나를 포함하는 휴대형 통신 장치로서, 상기 루프 안테나는 유전 스트립과 상기 유전 스트립의 양쪽에 배치되어 분리된 커패시터를 형성하는 다수의 커패시터 플레이트를 포함하고, 상기 커패시터가 서로 직렬로 접속되는, 휴대형 통신 장치에 있어서,

   커패시터의 수는 5개 이하이고 상기 루프 주위의 커패시터는 간격이 넓은 것을 특징으로 하는 휴대형 통신 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 커패시터 플레이트는 20:1 보다 큰 폭/두께 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 휴대형 통신 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전도체(conductor) 플레이트의 폭은 상기 루프 양단의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 휴대형 통신 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커패시터는 5pF 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 휴대형 통신 장치.
5. 유전 스트립과 상기 유전 스트립의 양쪽에 배치되어 분리된 커패시터를 형성하는 커패시터 플레이트를 포함하는 루프 안테나로서, 상기 커패시터가 서로 직렬로 접속되는, 루프 안테나에 있어서,

   커패시터의 수는 5개 이하이고 상기 루프 주위의 커패시터는 간격이 넓은 것을 특징으로 하는 루프 안테나.
6. 유전 스트립과 상기 유전 스트립의 양쪽에 배치되어 분리된 커패시터를 형성하는 커패시터 플레이트를 포함하는 루프 안테나를 제조하는 방법으로서, 상기 커패시터가 서로 직렬로 접속되는, 루프 안테나 제조 방법에 있어서,

   전도체 시트(conductor sheet)를 유전 시트의 앙쪽에 적용하는 단계와;

   커패시터 플레이트의 패턴이 얻어지도록 상기 전도체 시트를 에칭하는 단계와;

   상기 유전체 스트립에서 스트립을 절단(cutting)하는 단계; 및

   루프가 얻어지도록 상기 스트립을 굽히는(bending) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 루프 안테나 제조 방법.
7. 유전 스트립과 상기 유전 스트립의 양쪽에 배치되어 분리된 커패시터를 형성하는 커패시터 플레이트를 포함하는 루프 안테나를 제조하는 방법으로서, 상기 커패시터가 서로 직렬로 접속되는, 루프 안테나 제조 방법에 있어서,

   커패시터 플레이트의 패턴이 얻어지도록 전도체 스트립을 유전 스트립의 양쪽에 적용하는 단계와;

   상기 전도체 스트립이 부착된 상기 유전 시트의 스트립을 상기 유전 시트의 나머지 부분에서 절단하는 단계; 및

   루프가 얻어지도록 상기 스트립을 굽히는(bending) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 루프 안테나 제조 방법.