KR20010052177A - 기판 안테나 - Google Patents

Abstract

소정의 두께를 갖는 절연 기판 (404) 위에 지지되는 한 개 이상의 도전성 트레이스 (402) 를 포함하는 기판 안테나 (400) 에 관한 것이다. 인터리스트 파장, 연결 서자, 및 할당된 공간에 의거하여 적절한 치수가 트레이스의 길이 및 폭에 대하여 선택된다. 지지 기판 (404) 은 일반적으로 안테나가 사용되는 장치와 관련된 접지면 (502) 과 수직이며 오프셋되어 장착된다. 트레이스는 한 끝단에서 도전성 패드 (408) 에 전기적으로 접속된다. 안테아용 신호 피드 (410) 는 도전성 패드 (408) 에 접속된다. 기판 안테나는 적절한 대역을 제공하는 매우 얇고 컴팩트한 구조를 이용한다. 안테나 컴팩트 정도 및 보다 다양하고 유용한 형태로 인해 기판 안테나는 무선 장치용 내부 안테나로서 매우 효율적으로 사용될 수 있다.

Description

기판 안테나{SUBSTRATE ANTENNA}

기술분야

본 발명은 일반적으로 무선 장치용 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판 장착 안테나에 관한 것이다. 본 발명은, 또한 향상된 공간적 커플링 대역 및 방사 특성을 갖는 무선 장치용 내부 안테나에 관한 것이다.

관련 기술의 설명

안테나는 무선 통신 장치 및 시스템의 중요한 구성요소이다. 안테나는 여러가지 형태 및 크기로 이용가능하며, 각각은 동일한 기본적인 전자기 원리에 따라 동작한다. 안테나는 유도파 및 자유 공간파 또는 그 반대 간의 천이 영역과 연관된 구조를 갖는다. 일반적인 원리로서, 개방되는 전송 라인을 따라 이동하는 유도파는, 전자기파로도 또한 알려진 자유 공간파로서 방사할 것이다.

최근에, 핸드헬드 및 이동 셀룰러 및 개인 통신 서비스 (PCS) 전화와 같은 개인용 무선 통신 장치 사용이 증가함에 따라, 이러한 통신 장치용으로 적절한 소형 안테나가 보다 필요하게 되었다. 최근의 집적회로 및 배터리 기술 발전으로 인해 통신 장치의 크기 및 무게가 과거 수년에 비하여 급격히 감소될 수 있었다. 크기 감소가 여전히 요구되는 곳은 통신 장치 안테나에서이다. 이것은 안테나의 크기가 장치 크기를 줄이는데 있어서 중요한 역할을 할 수 있기 때문이라는 사실에 기인하다. 또한, 안테나 크기 및 형태는 장치 미학 및 제조 비용에 영향을 준다.

무선 통신 장치용 안테나를 설계하는데 있어서 중요한 인자는 안테나 방사 패턴이다. 전형적인 응용에서, 통신 장치는 상기 장치로부터 여러 방향으로 위치할 수 있는 또다른 장치 또는 기지국, 허브, 또는 위성과 통신할 수 있어야 한다. 결국, 이러한 무선 통신 장치용 안테나는 적절한 무지향성 방사 패턴, 또는 국부적인 수평으로부터 위쪽으로 연장하는 패턴을 갖는 것이 필요하다.

무선 통신 장치용 안테를 설계하는데 있어서 또다른 중요한 인자는 안테나의 대역이다. 예를 들어, PCS 통신 시스템과 함께 사용되는 전화와 같은 무선 장치는 1.85 내지 1.99 GHz 의 주파수에서 동작하고, 따라서 7.29 퍼센트의 유용한 대역을 필요로 한다. 전형적인 셀룰러 통신 시스템에 사용되는 전화는 824 내지 894 MHz 의 주파수에서 동작하며, 이것은 8.14 퍼센트의 대역을 요구한다. 따라서, 이러한 종류의 무선 통신 장치에서 사용되기 위한 안테나는 적절한 대역 요구사항을 충족하도록 설계되어야 하며, 통신 신호가 상당히 감쇠된다.

무선 통신 장치에 흔히 사용되는 한 종류의 안테나는 휩 안테나이고, 사용되지 않을 때 장치내로 쉽게 들어간다. 그러나, 휩 안테나에는 여러가지 단점이 있다. 흔히, 휩 안테나는 장치내로 들어갈 때 또는 사용하기 위해 꺼낼 때 물체, 사람들과 접촉함으로써 손상을 받기 쉽다. 휩 안테나가 이러한 손상을 최소화하도록 수축가능하게 설계되더라도, 장치의 전체 면적에 걸쳐 확장될 수 있고 장치의 일부 영역내에 향상된 특성 및 회로에 간섭을 줄 수 있다. 또한 장치내로 들어갈 때 필요이상으로 큰 최소한의 장치 수용 면적을 필요로 할 수도 있다.

휩 안테나는 휩 안테나가 전화내로 들어갈 때 활성화되는 짧은 나선형 안테나와 함께 흔히 사용된다. 나선형 안테나는 적절한 방상 커플링 특성을 유지하기 위해 보다 컴팩트한 공간에서 동일한 방사기 길이를 제공한다. 나선형 안테나가 보다 짧지만, 미학에 영향을 주며 물체를 물체를 붙잡는 무선 장치의 표면으로부터 상당한 길이로 여전히 돌출된다. 이러한 안테나를 무선 장치내에 위치시키기 위해서는 상당한 체적이 필요하며, 이것은 바람직하지 못하다.

무선 통신 장치에 사용되기에 적절할 수도 있는 또다른 형태의 안테나는 등각 안테나이다. 일반적으로, 등각 안테나는 장착되어 있는 표면의 형태를 따르며 일반적으로 매우 낮은 프로파일을 나타낸다. 패치, 마이크로스트립, 및 스트립라인 안테나와 같이 여러 종류의 상이한 등각 안테나가 있다. 특히, 마이크로스트립은 최근에 개인용 통신 장치에 사용되고 있다.

예를 들어, 무선 통신 장치에 사용되기에 적절할 수도 있는 한 종류의 안테나는 반전된 F 모양의 안테나이다. 그러나, 이러한 안테나는 여러가지 단점을 갖는다. 이것은 필요 이상으로 커지려는 경향이 있으며, 보다 낮은 대역의 단점을 가지며, 바람직한 무지향성 방상 패턴이 부족하다.

용어에서 제시되듯이, 마이크로스트립 안테나는 패치 또는 마이크로스트립 소자를 포함하고, 흔히 방사기 패치로 언급된다. 마이크로스트립 소자의 길이는 공명 주파수 (f₀) 와 관련된 파장 (λ₀) 과 비례하여 설정되고, 이것은 800 MHz 또는 1900MHz 와 같이 주파수 인터리스트 (interest) 와 정합하도록 선택된다. 흔히 사용되는 마이크로스트립 소자의 길이는 반파장 (λ₀/2) 및 1/4 파장 (λ₀/4) 이다. 그렇지만, 몇몇 종류의 마이크로스트립 안테나는 최근에 무선 통신 장치에 사용되어 왔고, 또한 여러 영역에서 개선이 필요하다. 또다른 개선이 필요한 영역은 전체 크기 감소에서이다. 특정한 개선이 필요한 또다른 영역은 대역에서이다. 현재의 패치 또는 마이크로스트립 설계는 실질적인 크기에 있어서 대부분의 통신 시스템에서 사용되기에 필요한 7.29 내지 8.14 퍼센트 이상의 대역 특성을 얻지 못하는 것으로 보인다.

종래의 패치 및 스트립 안테나는 대부분의 무선 장치내에 배치된 확장 접지면 근처에 배치될 때 문제점을 또한 갖는다. 접지면은 공명 주파수를 변경할 수 있고, 반복될 수 없는 제조 설계를 발생시킨다. 또한, 핸드 로딩, 즉, 안테나 근처에 사용자의 손 배치가 안테나의 성능 및 공명 주파수를 급격히 전환시킨다.

방사 패턴은 상기한 바와 같이 통신 링크를 설정하는데 있어서 뿐만 아니라 무선 장치 사용자용 정부 방사 표준과 관련해서도 매우 중요하다. 방사 패턴은 최소량의 방사가 장치 사용자에 의해 흡수될 수 있도록 제어 또는 조절되어야 한다. 무선 장치 사용자 근처에서 허용될 수 있는 방사량에 대하여 여러가지 정부 표준이 설립되어 있다. 이러한 규제중 한 가지는 사용자를 위한 이론상의 방사 노출때문에 내부 안테나가 무선 장치내의 많은 위치에 배치할 수 없다는 데에 영향을 준다. 그러나, 상기한 바와 같이, 다른 위치에서 현재의 안테나를 사용할 때, 접지면 및 다른 구조는 흔히 효율적인 사용에 있어서 간섭을 받게 된다.

따라서, 엔드 사용자를 위한 진보된 방사 요구사항과 보다 상응하는 방사 패턴을 갖는 내부 무선 장치 안테나 구조를 얻기 위해 안테나를 제조하는 새로운 안테나 구조 및 기술이 필요하다. 동시에, 안테나는 대역, 커플링 효율을 위해 진보된 통신 시스템 요구를 충족시킬 필요가 있으며, 무선 장치내에 보다 유연성있는 구성요소 배치, 크게 향상된 미학, 및 감소된 안테나 손상을 제공하기 위한 내부 장착에 보다 전도성 있다.

발명의 요약

무선 장치용 내부 안테나를 제조하는 관련된 기술에서 발견되는 문제점을 살펴볼 때, 본 발명의 한 목적은 안테나에 무선 장치내부에 장착시 감소된 크기 및 증가된 유연성을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 성능을 열화시킬 수 있는 무선 장치 사용자 및 안테나 간의 상호작용을 감소시키는 것이다.

본 발명의 장점은 무선 장치내에 등각 장착가능하며 물리적으로 변형가능한 지지 기판을 제공한다는 것이다.

다른 장점으로는 무선 장치내에 안테나를 연결 및 설치하는 수동 노동 및 시간의 감소, 및 이러한 목적을 위해 필요한 케이블 및 커넥터 수의 감소된다는 것이다.

이러한 목적, 및 장점은 소정의 두께를 갖는 절연 기판위에 지지되는 한 개 이상의 도전성 트레이스를 포함하는 무선 장치에서 사용되는 기판 안테나에서 실현된다. 무선 장치의 인터리스트의 파장 및 할당된 공간에 의거하여 트레이스 길이 및 폭에 대하여 적절한 체적이 선택된다. 지지 기판은 장치내의 회로 및 구성요소와 관련된 접지면으로부터 일반적으로 수직으로 및 오프셋되어 장착되고, 안테나가 함께 사용된다. 즉, 기판은 접지면의 에지에 인접하여 장착되고 90도 미만의 각도로 접지면의 면으로부터 오프셋된 면을 갖는다. 기판은 접지면 아래 또는 위에 직접 위치하지 않는다.

트레이스는 안테나용 신호 피드와 인터페이스하는 한 쪽 끝이 도전성 패드에 전기적으로 연결된다. 도전성 패드가 사용되기에, 신호 피드는 도전성 패드에 대하여 압력을 통해 전기적으로 접촉하는 로딩된 도전성 스프링, 스트링, 또는 클립형 장치를 포함한다. 이것은 보드가 무선 장치내에 설치될 때 케이블 또는 커넥터 등의 수동 설치가 필요없이 안테나에 자동 접속을 가능하게 한다.

기판 안테나는 적절한 대역을 제공하는 매우 얇고도 컴팩트한 구조를 사용한다. 안테나의 컴팩트 정도 및 보다 다양하고 유용한 형태로 인하여 기판 안테나는 무선 장치용 내부 안테나로서 매우 효율적으로 사용될 수 있다. 하우징 내에서 많은 가능한 간섭 특성 또는 구조에도 불구하고 이용가능한 공간을 활용하기 위해 장치 하우징내에 위치할 수 있다.

본 발명은 첨부한 도면과 함께 설명되며, 유사한 부재번호는 일반적으로 동일한 기능을 갖는 및/또는 구조적으로 유사한 소자를 지정하며, 소자가 우선 나타나 있는 도면은 부재 번호에서 제일 좌측 디지트로 표시된다.

도면의 간단한 설명

도 1a 및 도 1b 는 휩 및 외부 나선형 안테나를 갖는 휴대용 무선 전화기의 투시도 및 측면도.

도 2a 및 도 2b 는 힙 및 외부 나선형 안테나를 갖는 또다른 휴대용 무선 전화기의 투시도 및 측면도.

도 3a 및 도 3b 는 도 1b 전화기의 단면도 및 측면도를 내부 회로와 함께 도시한 도.

도 3c 는 도 2b 전화기의 측면 단면을 내부 회로와 함께 도시한 도.

도 4a 내지 4c 는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 안테나를 도시한 도.

도 5a 및 도 5b 는 본 발명을 이용하는 도 1b 전화기의 측면 및 후면을 도시하는 단면도.

도 5c 는 본 발명을 이용하는 도 1b 전화기의 측면 평면도.

도 6 은 도 5a 전화기의 측면 단면도를 본 발명의 대체 실시예와 함께 도시하는 도.

도 7a 내지 도 7h 는 본 발명의 여러가지 대체 실시예를 도시하는 도.

바람직한 실시예의 상세한 설명

반전된 F 형의 안테나와 같은 종래의 마이크로스트립 안테나는 개인 통신 장치에서 잠재적으로 사용가능한 몇가지 특성을 갖고, 셀룰러 및 PCS 전화기와 같이 이러한 종류의 안테나가 무선 통신 장치에서 유용하기 위해 다른 분야에서 또다른 개선이 여전히 필요하다. 개선이 또한 필요한 한가지 분야는 대역폭이다. 일반적으로, PCS 및 셀룰러 전화기는 안정적으로 동작하기 위해 실질적인 크기에 있어서 마이크로스트립 안테나로 현재 이용가능한 폭보다 넓은 대역폭을 필요로 한다.

개선이 필요한 또다른 분야는 마이크로스트립 안테나의 크기이다. 예를 들어, 마이크로스트립 안테나의 크기 감소로 인해 무선 통신 장치는 보다 컴팩트하고 미학적으로 사용될 수 있다. 사실, 이것은 이러한 안테나가 무선 통신 장치에서 사용될 수 있을지 여부를 결정할 수도 있다. 종래의 마이크로스트립 안테나의 크기 감소는 사용되는 절연 기판의 두께를 줄이거나 절연 상수값을 증가시킴으로써 가능해지고, 이에따라 필요한 길이가 줄어든다. 그러나, 이것은 안테나 대역을 감소시키는 바람직하지 못한 영향이 있으며, 이에따라 무선 통신 장치용으로 적절하지 못하게 된다.

게다가, 패치 방사기와 같은 종래의 마이크로스트립 안테나의 필드 패턴은 특히 방향성을 갖는다. 대부분의 패치 방사기는 안테나용 국부적인 수평에 대하여 상위 반구쪽에서만 방사한다. 이 패턴은 장치의 이동에 따라 이동하거나 회전하고 통신가능영역에서 바람직하지 못한 널을 발생시킬 수 있다. 따라서, 마이크로스트립 안테나는 많은 무선 통신 장치에 사용되기에 적절하지 못해왔다.

본 발명은 상기한 문제점에 대한 해결책을 제공한다. 본 발명은 무선 통신 장치에서 사용하기 위해 바람직한 다른 특성을 유지하는 한편 안테나 설계에 대하여 적절한 대역 및 감소된 크기를 제공하는 기판 안테나에 관한 것이다. 본 발명의 기판 안테나는 휴대용 전화기와 같이 무선 또는 개인용 통신 장치의 최상위면 근처에 형성될 수 있고 또는 지지 포스트, I/O 회로, 키패드 등과 같은 다른 소자뒤에 또는 인접하여 장착될 수도 있다. 기판 안테나는 또한 무선 장치의 표면위로 또는 하우징을 형성하는 플라스틱내에 내장되게 형성될 수 있다.

무선 또는 외부 나선형 안테나와 달리, 본 발명의 기판 안테나는 물체 또는 표면을 잡음으로써 손상을 받지 않는다. 이 안테나는 또한 진보된 특성 및 회로를 위해 필요한 내부 공간을 소모하지 않으며 장치내로 들어갈 때 넓은 수용 체적을 필요로 하지 않는다. 본 발명의 기판 안테나는 자동화 및 최소한의 수동 노동을 이용하여 제조될 수 있으며, 이것은 비용을 감소시키고 신뢰성을 향상시킨다. 게다가, 기판 안테나는 거의 무지향성 패턴을 방사하며, 이것은 많은 무선 통신 장치에서 적절하다.

넓은 의미에서, 본 발명은 개인용 통신 장치, 무선 전화기, 무선 모뎀, 팩스 장치, 휴대용 전화기, 호출기, 메시지 방송 수신기 등과 같은 어떠한 무선 장치에서도 실현될 수 있다. 이러한 환경으로는 셀룰러, PCS 또는 다른 상업용 통신 서비스용으로 사용되는 바와 같이 휴대용 또는 핸드 헬드 무선 전화기가 있다. 상응하는 수용 형태 및 스타일을 갖는 다양한 무선 전화기가 당해 기술에 알려져 있다.

도 1 및 도 2 는 상기한 셀룰러 및 PCS 시스템와 같은 전형적인 무선 전화기를 도시한다. 도 1 (도 1a 및 1b) 에 도시된 전화기는 폴더형의 "clam shell" 이고, 도 2 (도 2a 및 2b) 에 도시된 전화기는 전형적인 직각형인 "bar" 형 전화기이다. 이러한 전화기는 상기한 셀룰러 및 PCS 시스템와 같이 무선 통신 장치에서 사용되는 전형적인 무선 전화기이다. 이러한 전화기는 단지 예로서 사용되며, 다양한 무선 장치 및 전화기가 있으며, 또한 본 발명이 사용될 수도 있는 다른 형태 또는 스타일을 포함하는 관련된 물리적 구성은 다음의 설명에서 명백해질 것이다.

도 1a 및 도 1b 에서, 전화기 (100) 는 휩 안테나 (104) 및 나선형 안테나 (106) 를 지지하는 메인 하우징 또는 본체 (102) 를 갖는 것으로 도시된다. 안테나 (104) 는 일반적으로 안테나 (106) 와 공통 중심 축을 공유하도록 장착되고, 따라서 연장될 때 나선형 안테나 (106) 의 중심을 통해 연장되거나 돌출되지만, 이것은 적절한 동작을 위해 필요한 것은 아니다. 이러한 안테나는 인터리스트의 주파수 또는 특정한 무선 장치용의 사용 주파수에 적절한 길이로 제조된다. 이러한 특정 설계는 관련 기술에서 이해되며 공지되어 있다.

하우징 (102) 의 앞면은 또한 스피커 (110), 디스플레이 패널 또는 스크린 (112), 키패드 (114), 마이크로폰 또는 마이크로폰 개구 (116), 및 커넥터 (118) 를 지지하여 도시되어 있다. 도 1b 에서, 안테나 (104) 는 무선 장치 사용동안 접하는 위치에 연장되는 한편, 도 1a 에서, 안테나 (104) 는 하우징 (102) 내로 이동하여 도시되어 있다.

도 2a 및 도 2b 에서, 전화기 (200) 는 전화기 (100) 용으로 도시된 바와 동일한 방식으로 휩 안테나 (204) 및 나선형 안테나 (206) 를 지지하는 메인 하우징 또는 본체 (202) 를 갖는다. 하우징 (200) 의 앞면은 또한 스피커 (210), 디스플레이 패널 또는 스크린 (212), 키패드 (214), 및 마이크로폰 또는 마이크로폰 개구(216) 를 지지한다. 도 2a 에서, 안테나 (204) 는 연장된 위치로 도시되는 한편, 도 2b 에서, 안테나 (204) 는 하우징 (202) 내로 이동하여 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 휩 안테나 (104 및 204) 는 여러가지 단점을 갖고 있다. 한 가지는, 사용시 연장될 때 표면 또는 다른 아이템을 붙잡으로써 손상을 받기 쉽다는 것이다. 안테나 (104 및 204) 는 또한 배터리와 같은 전원을 포함하는 진보된 특성 및 회로를 위하여 구성요소의 배치가 보다 제한되고 덜 유연성 있게 되는 방식으로 전화기의 내부 공간을 소모한다. 또한, 안테나 (104 및 204) 는 수용하지 못할 만큼 크게 수축될 때 최소 하우징 면적을 필요로 할 수도 있다. 대체하여, 안테나 (104 및 204) 는 수축될 때 크기를 감소시키기 위해 망원부와 함께 구성될 수 있지만, 일반적으로 미관이 떨어지며, 취약하고 불안정하며 소비자에 의해 덜 동작될 수 있는 것으로 인식될 것이다. 안테나 (106 및 206) 는 또한 사용시 다른 아이템 또는 표면을 붙잡는 단점이 있으며, 전화기 하우징 (102 및 202) 내로 각각 수축될 수 없다.

본 발명을 이용하는 것은 이러한 무선 전화기에 대하여 명백하고도 편리하도록 설명된다. 본 발명은 이러한 예에 제한된 것이 아니다. 다음의 설명을 숙지한 후에, 대체 실시예에서 본 발명을 실현하는 당해 기술에 숙련된 당업자에게는 명백해질 것이다. 사실, 무선 통신 기능을 갖는 호출기, 휴대용 팩스기, 휴대용 컴퓨터와 같은 무선 통신 장치에 제한되지 않지만 이러한 장치에 본 발명이 이용될 수 있다는 것은 명백할 것이다.

이러한 각 전화기는 일반적으로 필요한 여러 기능을 수행하기 위해 한 개 이상의 회로 보드위에 지지되는 다양한 내부 구성요소를 갖는다. 도 3a, 3b, 및 3c 는 전형적인 무선 전화기의 일반적인 내부 구조를 도시하는데 사용된다. 도 3a 는 하우징 (102) 내에 회로 또는 구성요소가 어떻게 지지되는지를 보기 위해 한 쪽에서 볼 때 도 1b 에 도시된 전화기의 단면을 나타낸다. 도 3b 는 하우징 (102) 내에 전형적으로 설치되는 회로 또는 구성요소의 관계를 보기 위해 키보드로부터 반대쪽인 뒤에서 볼 때 동일한 전화기의 단면을 나타낸다. 도 3c 는 한 쪽에서 볼 때 도 2b 에 도시된 전화기의 단면부를 도시한다.

도 3a 및 도 3b 에서, 회로 보드 (302) 는 집적회로 또는 칩 (304), 저항기 및 커패시터와 같은 이산 구성요소 (306), 및 다른 커넥터 (308) 와 같은 여러 구성요소를 지지하는 하우징 (102) 의 내부에 도시된다. 패널 디스플레이 및 키보드는 보드 (302) 의 뒷쪽에 전형적으로 장착되고, 그 (도시되지 않은) 전선 및 커넥터는 보드 (302) 위에 회로에 대하여 스피커, 마이크로폰, 또는 다른 유사한 소자와 인터페이스한다. 안테나 (104 및 106) 는 한 쪽에 위치하며 특별한 전선 커넥터 및 클립을 이용하여 회로 보드 (302) 에 연결된다.

특히, 소정 수의 지지 포스트 또는 스탠드 (310) 가 회로 보드 또는 다른 구성요소를 하우징내에 장착하기 위한 하우징 (102) 내에 사용된다. 한 개 이상의 지지 리지 (ridge) 또는 레지 (ledge; 311) 는 회로 보드를 지지하는데 또한 사용될 수 있다. 이러한 포스트는, 주입 주조 플라스틱에 의해 형성될 때 또는 부착제 또는 다른 알려진 메카니즘을 이용하여 제 위치에 고정되는 것과 같이, 하우징의 일부로서 형성될 수 있다. 또한, 특히 하우징 (102) 의 일부를 고착시키기 위해 스크류, 볼트, 또는 유사한 파스너 (313) 를 수용하는 한 개 이상의 추가 파스너 포스트 (312) 가 있다. 즉, 하우징 (102) 은 다중 부분 또는 메인 본체 부분 및 전자부품에 대한 커버를 사용하여 제조된다. 이후 파스너 포스트 (312) 는 하우징 부분을 함께 고착시키기 위해 소자 (313) 를 수용하는데 사용된다. 본 발명은 다양한 포스트 (310 또는 312) 를 고려하는 한편, 매우 효율적인 내부 안테나 설계를 제공한다.

도 3b 의 확대된 도에 도시된 바와 같이, 회로 보드 (302) 는 일반적으로 복작한 회로 상호접속 구조를 형성하기 위해 함께 결합된 컨덕터 및 절연 기판의 여러개의 교대층을 갖는 다중층 회로 보드로서 제조된다. 이러한 보드는 공지되어 있으며 당해 기술에서 이해된다. 전체 구조의 일부로서, 보드 (302) 는 중간 위치에서 보드내에 내장된 또는 대부분 밑면위에 한 개 이상의 접지층 또는 접지면을 가진다.

접지면과 안테나 (104, 106, 204, 206) 의 상호작용은 무선 장치용 방사 패턴을 형성하는 것을 출원인은 인식하였다. 안테나는 접지면을 효과적으로 여기시킨다. 즉, 휩 또는 나선형 안테나에서의 도전성 물질과 접지면 간에 전류가 존재하여 통신 신호를 형성하기 위해 공중으로 방사되는 전자기파를 발생시킨다. 또한 무선 장치에 의해 수신되는 신호를 수신하는 것도 상기 조합에서 이루어진다. 이러한 이유에서 출원인은, 무선 장치의 접지면에 대하여 적절히 배치된다면 크고 덜 유용한 안테나는 보다 작고 보다 컴팩트한 안테나 소자로 대체될 수 있다는 것을 인식하였다.

접지면에 대하여, 특히 소정 량의 방사 실드가 필요한 내부 안테나 위치를 생성하는 다른 시도가 있음에 또한 주의한다. 불행히도, 이것은 정상적인 셀룰러 및 PCS 사용에 대하여 충분히 동작가능한 대역을 갖는 안테나에 낮은 손실 정합을 생성할 수 없게 한다. 그 결과 이러한 안테나는 덜 효율적이며 보다 낮은 이득을 갖고, 약 6dB 정도로 이득이 감소된다.

본 발명의 일실시예에 따라 동작하며 구성된 기판 안테나 (400) 는 도 4a 내지 도 4c 에 도시된다. 도 4a 및 4b 에서, 기판 안테나 (400) 는 스트립 또는 길게 연장된 컨덕터로 또한 알려진 도전성 트레이스 (402), 절연 지지 기판 (404), 및 신호 피드 영역 (406) 을 포함한다. 도전성 트레이스 (402) 는 한 개 이상의 트레이스가 서로 전기적으로 직렬로 접속되어 원하는 안테나 방사기 구조를 형성하는 것처럼 제조 또는 관측될 수 있다. 트레이스 (402) 는 기판 (404) 의 한 쪽 끝에서 또는 끝에 인접한 신호 피드 영역 (406) 의 도전성 패드 (408) 에 전기적으로 접속된다.

기판 (404) 은 회로 보드 또는 유연성있는 물질과 같은 절연 물질 또는 기판으로부터 제조된다. 예를 들어, 작은 광섬유계 인쇄 회로 보드 (PCB) 가 사용될 수 있다. 기판을 제조하는데 있어서 다양한 물질이 이용가능하다. 전형적인 상업용 이용가능한 광섬유, 페놀릭, 플라스틱, 또는 다른 인쇄 회로 보드 또는 기판 물질이 사용될 수 있다. 박판을 사용하는 것은 필요하지 않지만, 변형가능하며 제 위치에 쉽게 배치될 수 있는 장점을 갖는다. 매우 얇은 광섬유 강화 테플론 시트는 상당한 양을 구부리거나 우회하는데 필요한 박판용으로 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 얇은 물질은 안테나 특성이 전화기의 이동에 따라 변경되는 것을 막기 위한 강성 지지를 제공하지 못할 수도 있다. 전자공학 및 안테나 설계 기술에 숙련된 당업자는 원하는 절연 성질 또는 안테나 대역 특성에 의거하여 적절한 안테나 기판을 제조하기 위해 이용가능한 여러 제품에 매우 친숙하다.

기판은 손 또는 다른 방사 흡수 또는 (티슈와 같은) 상호작용 물질로부터 최소 간격을 제공하기 위해 안테나 방사기 소자, 즉, 다른 도전성 트레이스로부터 어떤 트레이스용 지지 및 간격 수단 역할을 한다.

트레이스는 예를 들어, 안테나 소자를 제조하는데 유용한 것으로 알려진 구리, 동, 알루미늄, 은, 또는 금 또는 다른 도전성 물질 또는 화합물과 같은 도전성 물질로부터 제조된다. 이것은 플라스틱 또는 도전성 에폭시내에 내장된 도전성 물질을 포함할 수 있고, 기판 역할을 또한 할 수 있다.

트레이스, 또는 복수의 트레이스는 여러 공지된 기술 즉, 도전성 물질의 표준 포토에칭과 같은 기술, 플레이팅 그렇지않다면 도전성 물질을 기판위에 증착하는 기술, 또는 접착제 등을 사용하여 금속 박판과 같은 도전성 물질을 지지 기판위에 증착하는 기술을 사용하여 유전 또는 절연 기판위에 증착될 수도 있다. 또한, 금속 또는 도전성 물질을 형태를 갖출 수 있는 플라스틱 지지 소자 또는 기판위에 알려진 코팅 또는 증착 기술이 사용될 수 있다.

트레이스 (402) 의 길이는 우선 기판 안테나 (400) 의 공진 주파수를 결정한다. 트레이스 (402), 또는 한 세트 또는 직렬로 연결된 트레이스의 크기는 특별한 동작 주파수용에 적절하게 된다. 도전성 소자를 제공하기 위해 안테나를 포함하기 위한 트레이스는 증착되며 인터리스트의 주파수용으로 효율적인 파장 (λ) 의 1/4 이다. 당해 기술에 숙련된 당업자는 상응하는 송수신 회로에 임피던스를 정합하기 위해 파장 길이가 λ/4 보다 조금 길거나 짧아지는 이점을 인식할 것이다. 또한, 아래에서 설명되는 노출된 케이블, 전선, 또는 클립등과 같이 결합 소자는 안테나의 전체 길이에 기여하며, 트레이스의 면적을 선택할 때 고려된다.

기판 안테나 (400) 가 한 개 이상의 주파수로 통신할 수 있는 무선 장치와 함께 사용될 때, 트레이스 (402) 길이는 주파수 관계에 의존한다. 즉, 다중 주파수는 파장의 분수에 의해 관련되는 한 조정될 수 있다. 예를 들어, 한 주파수용으로 λ/4 길이는 제 2 주파수요의 3λ/4 또는 λ/2 에 상응한다. 다중 주파수에 대하여 단일 방사를 이용하기 위한 이러한 관계는 당해 기술에서 잘 이해된다.

트레이스, 또는 복수의 트레이스 (402) 의 두께는 횡전류 또는 모드를 방지하거나 최소화하기 위해 그리고 최소 안테나 크기 (두께) 를 유지하기 위해 파장의 작은 분수 순서로 되어 있다. 선택된 값은 안테나 설계 기술에 공지되어 있듯이 안테나가 동작해야 하는 대역에 의거한 것이다. 트레이스 또는 복수의 트레이스 (402) 폭은 절연 기판 물질에서 한 파장미만이고, 따라서 보다 높은 차수의 모드가 여기되지 않을 것이다.

트레이스 (402) 의 전체 길이는 약 λ/4 이지만, 트레이스는 접혀질 수 있고, 그렇지 않다면 이동한 방향으로 다시 재설정되어 전체 안테나 구조가 λ/4 길이 미만이 될 수 있다는 것을 주의해야 한다. 비교적 얇고 λ/4 전체 길이보다 작은 지지 기판과 결합된 얇은 컨덕터 치수로 인해 종래의 스트립 또는 패치 안테나와 비교하여 안테나의 전체 크기가 명백히 감소하고, 이에따라 개인용 통신 장치에 사용하기에 보다 적절해진다. 예를 들어, 이 치수를 적절히 동작하기 위해 치수에서 λ/4 이상인 종래의 마이크로스트립 안테나의 접지면과 비교해본다.

도 4a 및 도 4c 에 도시된 바와 같이, 도전성 패드 (408) 는 신호 피드 영역 (406) 내에 배치되며 트레이스 (402)에 전기적으로 결합 또는 연결되어 있다. 일반적으로, 패드 (408) 및 트레이스 (402) 는, 필요한 것은 아니지만 동일한 제조 기술을 사용하여, 동일한 물질로 형성되고 가능한 단일체 또는 구조로서 형성된다. 패드 (408) 는 안테나 성능 또는 임피던스에 역으로 영향을 주지 않고 신호 전송 목적을 위해 단순히 트레이스 (402) 와 전기적 접촉을 형성하면 된다.

일부 구성에서, 트레이스는 회로 보드 및 신호원 또는 수신기를 향하게 되고, 다른 구성에서는 보드로부터 떨어져 향하게 된다. 후자의 경우에, 기판은 트레이스와 보드 간에 배치된다. 이러한 상황에서, 도전성 패드 (408) 는, 기판 주위에 연장하도록 전선 또는 다른 컨덕터를 필요로 하지 않고 회로 보드로부터 직접 신호를 미리 수신하기 위한 기판의 잘못된 위치에 배치될 수 있다. 많은 응용에 있어서, 이것은 보다 복잡한 결합 및 설치 프로시저를 요구하기에 바람직하지 못하다. 따라서, 도 4c 에 도시된 바와 같이, 제 2 컨택 패드 (410) 는 (도 5a 에 도시된 바와 같이) 기판 및 기판을 통해 신호를 전송하는데 사용되는 도전성 비아의 대향하는 측위에 사용될 수도 있다.

신호 전송 피드는 패드 (408) (및 410) 를 사용하여 기판 안테나 (400) 에 연결된다. 도전성 패드 (408) (및 410) 를 사용함으로써 안테나는, 당해 기술에 공지된 스트링형, 또는 스프링 부착된 컨택트 또는 클립을 통하여 편리한 전기적 접속 및 신호 전송을 제공하는 방식으로 설치 및 동작할 수 있다. 이것은 특정한 커넥터의 수동 설치 필요성을 제거함으로써 또는 수동으로 안테나를 컨택트 구조내에 삽입함으로써 무선 장치의 구조 및 제조를 단순화한다. 이러한 형태의 전기적 접속은, 무선 장치의 또다른 주파수로의 변경 또는 업그레이드 또는 수리를 위해 디솔더링 또는 특정한 커넥터 등으로 작업하지 않고, 필요할 때 안테나가 편리하게 대체될 수 있다는 것을 또한 의미한다. 상기한 바와 같이, 스프링 컨택트는 안테나 또는 안테나 방사기 (트레이스) 의 전체 길이에 기여하고, 트레이스의 치수를 정할 때 고려된다.

신호 피드는 회로 보드(302) 위의 신호 처리 유닛 또는 (특별히 도시되지 않은) 회로로부터의 신호를 기판 안테나 (400) 에 결합한다. 여기서 회로라는 용어는, 당해 기술에 공지된 일반적으로 수신기, 전송기, 증폭기, 필터, 송수신기 등을 포함하는 공지된 신호 처리 회로에 의해 제공되는 기능에 관한 것임을 주의한다.

도 5a 및 도 5b 에서, 안테나 (104 및 106) 는 기판 안테나 (400) 로 대체되었다. 회로 보드 (302) 는, 구리 및 광섬유와 같은 도전성 다중층 및 절연 물질을 포함하여 당해 기술에서 다중층 보드 또는 인쇄 회로 보드 (PCB) 로 언급되듯이 도 5a 에 도시되어 있다. 이것은 금속 도전층 (508) 을 지지하거나 옆에 있는 절연물층 (506) 옆의 금속 도전층 (504) 의 윗면 또는 옆에 절연물층 (502) 으로서 도시된다. (도시되지 않은) 도전성 비아는 상이한 층 또는 레벨위에서 다양한 컨덕터를 외부면위의 구성요소와 상호연결하는데 사용된다. 어떤 주어진 층위에서의 에칭된 패턴은 그 층을 위한 상호접속 패턴을 결정한다. 이 구성에서, 층 (504 또는 508) 은, 당해 기술에 공지된 바와 같이, 흔히 보드 (302) 용으로 접지층 또는 접지면을 형성할 수 있다.

안테나 (400) 는 회로 보드 (302) 에 인접하여 장착되지만, 접지면으로부터 오프셋되고 접지면에 실질적으로 수직인 기판 (404) 과 함께 배치된다. 이러한 배열은 안테나 (400) 용으로 매우 얇은 프로파일을 제공하여, 안테나가 매우 좁은 공간내에 그리고 하우징 (102) 의 표면 근처에 배치될 수 있게 된다. 예를 들어, 안테나 (400) 는 파스너 또는 장착 포스트 및 하우징 (102) 의 측면 (상위) 간에 배치될 수 있지만, 때로는 컨벤션 마이크로스트립 안테나 설계를 이용하면 배치될 수 없다.

선택사항으로서, 이러한 포스트는 지지 메카니즘 또는 부착물을 추가로 필요로 하지 않고 자동적으로 안테나 (400) 를 위치시키고 지지하는데 사용될 수 있다. 일부 지지 수단은 기판을 제 위치에 위치시키는데 필요하고, 이것은 매우 간단한 장착 메카니즘, 안테나 설치에 대한 노동 비용 감소 및 잠재적으로는 자동화된 어셈블리 가능을 제공한다. 기판이 제 위치에 장착되는 특성은 다순히 하우징에 대하여 위치하는 것이다. 회로 보드는 하우징에서 개구 또는 패시지를 통해 끼워지는 디스플레이 패널 또는 커넥터 (118) 의 압력 피트를 이용하여 하우징에 대하여 또한 위치할 수 있다.

대체하여, 기판 (404) 은 보드를 위치시키기 위해 사용될 수 있는 하우징 (102) 의 벽을 제조하는데 이용한 물질로 형성된 작은 브래킷, 포스트, 범프, 리지, 슬롯, 채널, 지지 압출부, 및 돌출부 등을 이용하여 무선 장치내의 제 위치에 고착될 수 있다. 즉, 이러한 지지대는 사출 성형에 의해 제조될 때 장치 하우징의 벽에 주조되고, 또는 형성된다. 이후 이러한 지지 소자는 상기 소자에 부착되어 있는 파스너를 이용하여 소자 간에 또는 소자 내부에 기판이 삽입될 때 기판 (404) 을 제 위치에 유지할 수 있다. 하우징 (또는 지지 포스트) 의 벽에 형성된 리지 또는 탭은 보드의 에지 둘러에서 보드를 지지하는 것을 지원하기 위해 잠궈진다.

장착용의 다른 수단은 기판을 측벽 또는 무선 장치의 다른 일부 또는 소자에 대하여 기판을 유지하기 위해 부착제 또는 테이프를 이용하는 것이다.

도 5b 에 도시된 바와 같이, 기판 (404) 은 휘어지거나 굽어져 하우징의 형태와 거의 정합하거나 다른 소자, 특성, 또는 무선 장치내의 구성요소를 수용할 수 있다. 기판은 설치되는 동안 이러한 형태로 제조되거나 변형될 수 있다. 박판을 사용함으로써 기판은 설치될 때 휘어지거나 굽어질 수 있으며, 이것은 일부 장력 또는 압력을 표면에 인접한 기판에 의해 배치할 수 있다. 이러한 압력은 일반적으로 다른 종류의 파스너 또는 스크류를 필요로 하지 않고 기판을 제 위치에 고착시키는 역할을 할 수 있다.

그러나, 당해 기술에 숙련된 당업자는 본발명이 적절히 동작하기 위해 제조 또는 설치되는 동안 기판을 변형시키거나 휘게 할 필요가 없다는 것을 인식할 것이다. 평면 기판은 기저 구성으로서 매우 잘 기능한다.

다른 형태는 다양한 장착 상태를 수용할 수 있는 장점을 갖지만, 본 발명의 동작을 변경하지 않는다.

모든 것이 제 위치에 있다면, 장착용 백 커버 또는 판이 나사로 조여지거나, 볼트로 조여지며, 또는 제 위치에 고정된다. 이것은 인접하는 회로 보드 및 커버 또는 고정되는 하우징의 일부를 단순히 설치함으로써 하우징내에서 안테나 또는 기판을 붙드는 형태를 성취한다. 추가 파스너 또는 고정 소자는 이러한 방법의 안테나용으로 필요하지 않다. 한 세트의 탭, 또는 유사한 돌출부는 제 위치에 있도록 필요한 스크류 수를 줄이기 위해 일부 부분에서 커버와 인터페이스하는데 사용될 수 있다.

도전성 패드 (408) 는 스프링, 스프링 컨택트 또는 클립 (510) 을 이용하여 보드 (302) 에 전기적으로 결합 또는 연결되며 인접하여 배치된다. 스프링 컨택트 또는 클립 (510) 은 솔더링 또는 도전성 부착제와 같은 공지된 기술을 이용하여 회로 보드 (302) 위에 장착된다. 클립 (510) 은 한 끝단에서 적절한 컨덕터 또는 도전성 비아에 전기적으로 연결되어 무선 장치내에서 사용되는 한 개 이상의 원하는 송수신 회로와 신호를 송수신하고, 이것은 안테나 (400) 에 결합된다. 클립 (510) 의 다른 쪽 끝단은 일반적으로 자유 부동상태이며 회로 보드 (302) 로부터 안테나 (400) 가 배치되는 쪽으로 연장된다. 보다 상세하게는, 클립 (510) 은 컨택트 패드 (408) 가 위치해 있는 트레이스 (402) 의 끝단에 인접하여 배치된다. 도에 도시된 바와 같이, 클립 (510) 은 원형으로 휘어져 안테나로부터 떨어져 있으며 이후 안테나쪽으로 다시 향할 때까지 호의 모양을 나타낸다. 이러한 원형 호는 동작하기에 보다 유연성있으며 단순한 구조를 제공한다. 그러나, 도 6 에 도시된 바와 같이, 다른 형태의 클립이 또한 유용한 것으로도 알려져 있으며 본 발명은 이에 제한된 것이 아니다. 스프링 컨택트 또는 클립 (510) 은 구리 또는 동과 같은 금속 물질로부터 특히 제조되지만, 이러한 종류로 알려진 어떠한 변경가능한 도전성 물질이 신호 감쇄 또는 다른 원하는 컨택트 특성에 사용될 수도 있으며, 이것은 당해 기술에 공지되어 있다.

안테나 (400) 는 층 (504) 과 같이 접지면에 바로 인접하거나 평행하게 위치하지 않기 때문에, 안테나는 충분히 넓은 방사 저항을 갖거나 유지한다. 이것은, 명백한 손실없이 안테나 (400) 에 적절한 정합을 제공하는 것, 즉, 안테나가 좋은 정합 임피던스를 갖는다는 것을 의미한다. 이러한 효율은 안테나 (400) 가 회로 보드 (302) 의 한 쪽으로 오프셋된 다양한 위치로 이동, 즉 측면으로 이동하지만 보드 (302) 에 가깝지 않게 이동하더라도 유지된다. 이 안테나 설계는 성능과 절충하지 않고도 접지면을 여기하는데 매우 효율적인 수단으로서 작용한다.

기판은 접지면에 수직일 필요는 없지만 본 발명의 주요한 특징은 작은 크기 및 최소 공간을 이용하는 기능이라는 것이다. 기판이 동일판 면에 위치하여 접지면에 평행하다면, 하우징 및 접지면 간의 공간을 보다 많이 차지할 것이다. 이것은 덜 바람직하다. 그러나, 기판의 배향은 안테나가 동작할 수 있는 것을 막지못한다. 종래의 패치 안테나는 이 때에 사용되어야 하며 이것이 많은 공간을 차지하는 한 이유이다. 본 발명은 무선 장치에서 적은 량의 측면 공간을 이용할 수 있다는 점에 상이하다.

안테나를 하우징에 대하여 접지면의 에지를 벗어나거나 또는 에지에 인접하고 및 위에 위치하게 함으로써, 안테나는 종래의 휩 안테나보다 무지향성 패턴을 제공한다. 이러한 안테나 위치는 결과적으로 발생하는 방사 패턴이 대부분의 무선 통신 장치용에 필요한 실질적으로 수직 분극이라는 것을 또한 의미한다.

기판은 무선 장치의 전자부품에 있어서서 접지면 아래에 또는 위에 위치하지 않으며, 이 위치에서는 상기한 바와 같이 임피던스가 성능과 함께 역으로 영향을 주기 때문이다. 안테나를 접지면위에 위치시키지 않는 것이 중요하다. 이것은 여러가지 방식으로 표현될 수 있다. 예를 들어, (에지에 의해 경계지어진) 에지쪽으로 전체 접지면을 차지하는 접지면의 표면위에 위치한 체적 또는 공간이 있다. 이러한 체적은 기판용 영역 또는 배제 영역이다. 이러한 체적내에 트레이스를 배치하는 것은 접지면위에 위치되는 것을 의미한다. 다른 관점에서, 접지면의 면 및 기판 안테나의 위치간에 상승 또는 오프셋 각도는 90도가 될 수 없다. 사실, 접지면으로부터 충분히 또는 적절히 분리되기 위해서는 실질적으로 90 도 미만이어야 한다.

안테나를 보는 또다른 점, 그리고 이에따라 기판 배치는 이러한 설계에 의해 생성된 장점을 보는 것이다. 이 안테나는 무선 장치의 상위 부분 근처에 접지면과 측벽 (또는 보는 관점에 따라 상위 또는 밑면) 간에 장착될 수 있다. 폴더 전화기의 경우에, 안테나는 힌지 근처 또는 2개의 m 부분간의 회전 또는 피봇 조인트 근처에 장착될 수 있다. 이것은 폴더 전화기가 열리는 특성에 따른 사용동안 사용자의 머리와 같은 사용자로부터 더멀리 이동되는 안테나 위치를 제공하며, 그 조인트는 위치해 있다. 이것은 헤드 흡수 등의 면에서 명백한 장점을 나타낸다. bar형 전화기 또는 무선 장치에서, 기판 안테나는 필요한 측면 또는 상위면 근처에 장착될 수 있다.

본 발명은 이러한 공간 또는 영역을 이용할 수 있는 구성을 갖는 제 1 발명이다. 본 발명은 회로 보드에 인접하며 하우징 옆에 있으며 접지면으로부터 오프세된 무선 장치의 공간, 체적, 또는 영역을 활용한다는 점에서 새로운 방법이다. 새로운 형태의 내부 안테나는 접지면에 측면으로 바로 인접한 영역내에 장착가능하다.

본 발명의 장점은 제 위치에 위치하거나 장착되는 기판의 일부를 제거할 필요가 없다는 것이다. 큰 패치 안테나 또는 소자는 많은 공간 또는 영역을 필요로 하여 장착을 위한 공간을 갖기 위해 회로 보드의 일부가 제거되거나, 또는 회로가 제거될 필요가 있다. 이러한 안테나의 또다른 태양은 둥근면의 면내에 일반적으로 정렬되어 장착된다는 것이다. 즉, 안테나 방사기는 (휘어져 있을 지라도) 평면 구성으로 형성되고 그 평면 축은 접지면의 축과 정렬되며, 이것은 안테나에 의한 과도한 공간 사용을 이어지며, 내부 안테나를 이용하는 목적의 일부를 무효로 하며, 공간이 손실된다.

도 4 및 도 5 에 도시된 트레이스 (402) 의 일부는 효율적인 공명 길이 변화에 보다 민감한 것으로 고려되는 것이 이해되어야 한다. 이 일부는 무선 장치 사용자 손 또는 머리의 존재로부터 대부분 안테나 공진 변화를 나타낼 것이다. 무선 장치에서 안테나 (400) 동작에 영향을 끼치는 3가지 주요한 에너지 손실이 있다. 사용자 손, 사용자 머리 흡수, 및 사용자 손 흡수의 절연 로딩에 의해 야기된 임피던스 부정합이다. 이러한 에너지 흡수 또는 부정합은 성능을 열화시킬 수 있다. 예를 들어, 손 또는 머리 흡수는 무선 장치에 의해 사용되는 신호를 명백히 감쇄시킬 수 있으며, 따라서 성능이 열화된다.

이러한 효과에 민감한 안테나 (400) 의 일부는 개방되어 있으며, 피드되지 않고, 트레이스 (402) 의 휘어진 섹션에 인접한다. 이 안테나의 일부는 사용자 손이 최소한의 컨택트를 갖거나 손과 명백한 간격을 유지하는 것처럼 전화기 하우징내에 위치될 수 있다. 이 안테나 설계로 인하여 무선 장치내의 배치 유연성은 손 흡수를 최소할 수 있고, 보다 중요한 것은 (시프트가 필요할 때를 제외하고) 안테나에 인접한 손 또는 다른 아이템이 존재함으로써 생성될 수 있는 부정합 손실을 감소시킬 수 있다.

작은 안테나 크기 및 배치 유연성의 또다른 태양은 장치 사용자 근처에 존재하는 에너지 레벨에 대하여 가질 수 있는 영향이다. 보다 작은 크기 및 유연성있는 구성의 안테나는 하우징내에서 안테나 배치에 영향을 주며, 이것은 다시 장치 외부의 특정한 위치에서 나타나는 방사 레벨에 크게 영향을 줄 수 있다.

하우징 (102) 내에 유연성있는 배치가 가능하도록 또는 안테나 크기가 감소하기 위해, 안테나는 도전성 물질을 무선 장치내의 하우징 또는 표면위에 배치 또는 증착함으로써 또한 형성될 수 있다. 즉, 하우징 측벽을 따른 경로가 있을 때, 트레이스는 벽에 바로 증착되거나 형성될 수 있다. 이것은 도 6 의 측단면에서 도시된다. 도 6 에서, 트레이스 또는 복수의 트레이스 (402) 는 지지 기판 역할을 하는 하우징위에 바로 배치된다. 이것은 최소량의 공간을 사용하는 것을 제공한다.

사용되는 하우징 벽의 일부가 금속코팅되거나 금속 또는 다른 도전성 물질로 제조될 때, 절연물질의 중간층이 하우징 및 트레이스 (402) 간에 사용될 수 있다. 이러한 구성에서, 원하는 트레이스 구성을 갖는 금속층은 하우징의 측면에 대하여 간단히 압력을 가함으로써 무선 장치내에서 쉽게 배치될 수 있는 부착제 배킹을 갖는 물질의 얇은 층위에 형성될 수 있다. 이러한 단계는 당해 기술에 알려진 pick and place 기계를 이용하여 자동화될 수 있다. 이러한 또는 다른 실시예에서의 트레이스는 표면 보호를 위해 당해 기술에 알려진 바와 같이 코팅을 더 이용할 수 있다.

그러나, 당해 기술에 숙련된 당업자에게는, 안테나의 상대적인 배치 또는 저빚면에 대한 도전성 물질은 접지면 위에서가 아닌 상기한 바와 같이 동일해야 한다는 것이 명백할 것이다.

도 7a 내지 7h 는 본 발명의 안테나를 형성하는데 사용되는 트레이스용 여러가지 대체 실시예를 도시한다. 도 7a 에서, 트레이스 (402) 는 (도시되지 않은) 기판의 길이를 따라 연장되는 한 개의 얇은 도전성 스트립으로서 도시되며, 한 끝단에서 둥근 컨택트 패드 (408) 와 함께 연결되거나 형성된다. 도 7b 에서, 트레이스 (402) 는 컨택트 패드 (408) 에 연결된 한 개의 얇은 도전성 스트립이며, 비 (non) 컨택트 끝단에 형성된 둥근 또는 확대된 일부를 갖는다. 이러한 트레이스는 개뼈다귀 모양을 갖는다. 도 7c 에서, 트레이스 (402) 는 사각형 컨택트 패드 (408) 와 함께 형성되거나 연결된 보다 길고 얇은 도전성 스트립이다. 여기서, 스트립은 기판 (404) 의 길이를 따라 연장되며 이후 비컨택트 끝단 근처에서 접어지거나 휘어지며, 컨택트 패드쪽으로 다시 향하게 된다. 이것은 안테나가 λ/4 길이 소자를 형성하는데 사용되는 트레이스의 길이보다 짧은 전체 길이를 가질 수 있게 한다. 아래에 언급되는 바와 같이, 상이한 방향을 따라 트레이스를 접거나 또는 다시 방향설정하는데 있어서 다양한 패턴 또는 형태가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 교시를 벗어나지 않고 이러한 기능을 위해 사각형 코너, 원형 밴드, 또는 다른 형태가 사용될 수 있다. 트레이스는 다른 부분보다 또한 접혀진 부분에서 넓다. 도 4b 에 도시된 바와 같이, 증가된 폭은 상위 로딩 또는 안테나용 향상된 대력을 제공하며, 이것은 일부 응용에 있어서 유용할 것이다. 그러나, 과다한 폭은 본 발명에서 필요하지 않다.

도 7d 에서, 트레이스 (402) 는 기판 (404) 의 길이를 따라 연장되는 컨택트 패드 (408) 에 연결된 도전성 스트립으로서 다시 도시된다. 이 실시예에서, 트레이스는 한 에지 및 대향하는 에지에서의 디프레션 또는 상응하는 인셋 (inset) 을 따른 탭 또는 돌출부를 갖고 제조된 기판의 에지를 따르는 보다 복잡한 형태를 가정한다. 트레이스는 컨택트 끝단쪽으로 다시 향하는 기판의 끝단에 이르기전에 2번의 꺾임을 갖게 된다. 접혀진 후에 트레이스의 마지막 부분은 트레이스의 초기 길이보다 또한 약간 길다.

기판의 길이를 따른 디프레션 및 다른 각 및 탭은 무선 장치 하우징 및 다양한 지지 소자의 특징 또는 측면과 상호작용한다. 즉, 기판 (404) 의 에지는 하우징 내에 끼워지도록 다양한 형태로 형성되거나 이용될 수 있다. 에지는, 다양한 범프, 사출부, 또는 하우징 벽의 표면으로부터의 알려진 돌출부 또는 불규칙성을 회피하기 위해 또는 무선 장치내에서 배치될 필요가 있는 전선, 컨덕터 및 케이블용 갭을 남기기 위해 상응한 변형 하우징의 벽 주위에 위치하거나 형성될 수 있다. 기판의 측면 또는 에지는 이러한 목적을 위해 다양한 둥근, 사각형의 또는 다른 형태를 사용할 수 있다. 이러한 에지로 인해 안테나는 마이스크스트립 안테나에 부적절한 공간에 장착될 수 있다.

게다가, 트레이스 (402) 또는 기판 안테나 (400) 의 형태는 3차원으로 변경될 수 있다. 즉, 트레이스가 일반적으로 평면으로 형성되는 한편, 기판, 또는 트레이스를 지지하는 기판 평면은 다양한 장착 구성을 수용하기 위해 휘거나 굽어질 수 있다. 즉, 기판은 일반적으로 얇지만 강한 특성때문에 설치동안 간단히 변형되거나, 또는 휘어진 또는 굽어진 구조로서 제조될 수 있다. 이것은 길이를 가로지르는 기판의 최상위 에지가 휘어진 기판 (404) 을 도시하는 7e 에 도시된다. 다양한 곡선 또는 휘어짐이 이 차원에서 사용될 수 있다는 것은 당해 기술에 숙련된 당업자에게는 명백할 것이다. 예를 들어, 기판 표면은 일부 굽어진 패턴을 형성할 수 있다.

구성 및 테스트된 본 발명의 바람직한 실시예는 도 7f 내지 7h 의 정면 평면도에 도시된다. 여기서, 기판 (402) 은 약 1mm 의 트레이스 폭을 갖는 전체 길이 약 52밀리미터로 만들어졌다. 트레이스가 접혀진 부분 (702) 의 끝단 근처에서 넓어지는 한편, 그 폭은 1.5mm에 근사되었다. 컨택트 패드 (408 및 410) 는 2개를 연결하기 위해 기판을통해 연장되는 적절한 도전성 비아 시리즈를 갖는 약 6.75mm 스케어이다. 광섬유 기판은 두께가 약 1mm 이고, 트레이스 및 패드 두께는 약 0.01mm 이다. 접혀진 트레이스의 끝단과 기판의 에지간의 공간 (704) 을 주의한다. 에지를 갖는 이 선택적인 공간 또는 갭은 트레이스를 다시 설정하는 역할을 하며 또한 가까이 다가오는 또는 안테나의 에지와 접촉하는 손의 영향을 감소시킨다.

다양한 형태, 즉, 다음에 같은 형태로 제한되지 않지만, 원형, 타원형, 포물선, 각진형, 및 사각형 C, L, 또는 V형 폴드, 조인트, 및 에지가 트레이스 및 기판용으로 사용될 수 있다는 것은 당해 기술에 숙련된 당업자에게는 명백할 것이다. 컨덕터의 폭은 외부 끝단 (비(non)피드 부분) 쪽으로 보다 넓은 폭 또는 보다 좁은 폭으로 변경되거나 휘어지거나 끝이 가늘어지는 것처럼 길이를 따라 변경될 수 있다. 당해 기술에 숙련된 당업자에게 명백히 이해되듯이, 여러가지 이러한 효과 또는 형태가 한 개의 안테나 구조에 결합될 수 있다. 예를 들어, 또다른 치수를 따라 휘어진 각진 스텝 스트립이 가능하다.

휩 안테나 (104) 및 나선형 안테나 (106) 를 함께 제거함으로써 본 발명을 사용하는 도 1b 의 전화기를 도시하는 도 5c 의 측면 평면도에서 명백하다.

바람직한 실시예의 설명이 제공되어 당해 기술에 숙련된 어떠한 당업자라도 본 발명을 이용 또는 실시할 수 있다. 사용되는 무선 장치의 종류 및 여기서 정의된 일반적인 원리가 독창적인 기능을 이용하지 않고 다른 실시예에 적용될 수도 있는 것처럼, 이러한 실시예의 다영한 변형은 당해 기술에 숙련된 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예에 제한된 것이 아니며 여기서 설명된 원리 및 신규한 특징과 부합하는 가장 넓은 범위에 따른 것이다.

Claims (11)

1. 내장된 회로용 접지면을 갖는 무선 통신 장치에 사용되는 기판 안테나로서,

   기선택된 두께와 길이를 갖는 비도전성 지지 기판; 및

   한 개 이상의 기선택된 주파수에서 전자기 에너지의 액티브 방사기 역할을 하도록 선택된 길이를 갖는 상기 지지 기판위에 형성된 도전성 트레이스를 포함하고,

   상기 지지 기판은 상기 접지면의 에지에서 떨어져 있으며 그리고 인접한 상기 무선 장치내에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 트레이스는 금속 물질을 절연 물질위에 증착함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 트레이스의 피드 엔드에 결합된 도전성 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 도전성 패드는 스프링형 신호 피드와 인터페이스하는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 트레이스의 길이 및 폭은 상기 기판 안테나가 824 내지 894 MHz 의 주파수 범위를 갖는 신호를 송수신할 수 있도록 정해지는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 트레이스의 길이 및 폭은 상기 기판 안테나가 1.85 내지 1.99 GHz 의 주파수 범위를 갖는 신호를 송수신할 수 있도록 정해지는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판은 상기 접지면의 에지에 인접하며 90도 미만의 각도로 상기 접지면으로부터 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판은 상기 접지면의 에지에 평행하게 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 기판은 또한 상기 접지면에 실질적으로 수직하여 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 기판은 상기 접지면 바로 아래 또는 바로 위에 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 기판은 상기 접지면의 에지 및 상기 무선 장치의 하우징 벽 간에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 안테나.