KR20030093866A - Battery Pack for Mobile Terminal with RF Antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선주파수(Radio Frequency : RF) 안테나를 이동 단말기용 배터리 팩에 장착하여 교통 및 금융 서비스를 위해 사용할 수 있도록 하기 위하여 기존의 배터리 팩의 구조를 개량한, RF 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack for a mobile terminal having a built-in radio frequency antenna, and more particularly, to mount a radio frequency (RF) antenna on a battery pack for a mobile terminal so that it can be used for transportation and financial services. The present invention relates to a battery pack for a mobile terminal having a built-in RF antenna, in which the structure of an existing battery pack is improved.
최근 이동 단말기의 이동성, 휴대성, 통신성 등의 다양한 기능을 보다 넓게 활용하기 위하여, 이동 단말기에 신용카드 기능 및/또는 교통카드 기능 등을 구비하여 상용할 수 있도록 하는 구체적인 기술들이 제안되고 있는데, 이를 위하여 GSM 통신 시스템에서 적용되는 SIM 카드와 같은 IC 칩을 이동 단말기에 내장하여 그 IC 칩내에 신용카드 기능 및/또는 교통 카드 기능 등을 내장할 수 있도록 하는 방식이 제안된 바 있으며, 통상적으로 기존의 이동 단말기에서 교통 카드 기능을 제공하기 위해서 단말기 본체에 루프(Loop) 안테나를 추가하여 기능을 구현하였다.Recently, in order to make wide use of various functions such as mobility, portability, communication, etc. of the mobile terminal, specific technologies have been proposed to enable the mobile terminal to be commercially equipped with a credit card function and / or a traffic card function. To this end, a method of embedding an IC chip such as a SIM card applied in a GSM communication system in a mobile terminal to embed a credit card function and / or a transportation card function in the IC chip has been proposed. In order to provide a traffic card function in a mobile terminal, a loop antenna is added to the terminal body.
그러나, 상기와 같이 단말기 본체에 안테나가 내장된 기존의 구조는 단말기가 부호분할 다중접속(CDMA) 에어 인터페이스(Air Interface)를 위해 필요한 주파수(즉, DCS는 800MHz대역, PCS는 1.8GHz 대역)와 RFID 주파수(13.56MHz)가 혼합되어 사용되어지므로 개발 기간의 지연, 인터페이스의 어려움, 양산성 미흡 등의 문제점이 대두되었다.However, as described above, the existing structure in which the antenna is built in the terminal body has a frequency required for the terminal for code division multiple access (CDMA) air interface (that is, the 800 MHz band for the DCS and the 1.8 GHz band for the PCS). As the RFID frequency (13.56MHz) is used mixed, problems such as delay of development period, difficulty of interface, and lack of mass production have emerged.
즉, 현재 이동 단말기의 경우 IC 칩을 이용하여 단순한 음성 통화 서비스에서부터 시작하여 지금은 동영상, 신용카드, 심지어는 교통카드의 기능까지 가지는 수단으로 발전되어 가고 있으며, 이에 이동 단말기에 교통카드 기능을 구현하기 위해서는 이동 단말기에 13.56MHz의 무선 주파수 안테나 부분이 추가가 되어야 되는데, 이를 위해 상술된 바와 같은 기존의 문제점을 해결하면서 RF 안테나를 구비할 수 있는 연구가 필요한 실정이다.In other words, the current mobile terminal has been developed as a means of having the function of video, credit card, even traffic card, starting with a simple voice call service using the IC chip, thereby implementing a traffic card function in the mobile terminal In order to do this, a radio frequency antenna portion of 13.56 MHz should be added to the mobile terminal. For this purpose, a research that can be provided with an RF antenna while solving the existing problems as described above is required.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 기존 이동 단말기 본체의 기구적 및 회로적인 변경을 최소화 하면서 교통 카드 기능의 수행시에 RFID 주파수 대역의 사용을 위해 필수적으로 구비되어야 할 RF 안테나를 이동 단말기에 장착할 수 있도록 해 주는, 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is essentially provided for use of an RFID frequency band when performing a traffic card function while minimizing mechanical and circuit changes of an existing mobile terminal body. An object of the present invention is to provide a battery pack for a mobile terminal incorporating a radio frequency antenna, which enables an RF antenna to be mounted on a mobile terminal.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩을 나타내는 도면으로서, 배터리 팩내에 교통 카드 기능을 가진 IC 칩이 내장된 경우의 구조를 나타내고,1 is a view showing a battery pack for a mobile terminal having a radio frequency antenna according to an embodiment of the present invention, showing a structure when an IC chip having a traffic card function is embedded in the battery pack,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩을 나타내는 도면으로서, 이동 단말기의 본체내에 교통 카드 기능을 가진 IC 칩이 내장된 경우의 구조를 나타낸다.FIG. 2 is a diagram illustrating a battery pack for a mobile terminal having a radio frequency antenna according to another embodiment of the present invention, and showing a structure in which an IC chip having a traffic card function is embedded in a main body of the mobile terminal.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
110,220 : 배터리 팩 120,210 : 인쇄회로기판110,220: battery pack 120,210: printed circuit board
121,212 : 커넥터 122, 213 : 임피던스 매칭회로부121,212: connectors 122, 213: impedance matching circuit
123 : 루프 안테나 124 : 일반회로부123: loop antenna 124: general circuit
211 : 마이크로 스트립 라인211: micro strip line
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩의 일 예는, 교통카드 기능을 가진 아이씨 칩(IC Chip)이 내장된 이동 단말기용 배터리 팩에 있어서, 상기 IC 칩과의 신호 연결을 위한 접속부, 상기 접속부의 안테나용 단자에 연결되어 안테나와 궤전선 간의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭회로부, 상기 안테나용 단자에 연결되어 형성된 루프 안테나, 및 상기 배터리의 안전을 위한 배터리 보호회로부와 상기 IC 칩을 제어하는 마이콤 회로부를 가진 인쇄회로기판이 있고, 상기 접속부가 상기 IC 칩에 전기적 연결되도록 상기 인쇄회로기판이 상기 배터리팩의 일면상에 장착된 것을 특징으로 하고, 상기 루프 안테나는 상기 인쇄회로기판상의 가장자리를 따라 상기 안테나용 단자와 연결되는 루프형 홈이 파여지고 그 홈내에 감겨진 도선으로 구성된다.In order to achieve the above object, an example of a battery pack for a mobile terminal having a radio frequency antenna according to the present invention is a battery pack for a mobile terminal having an IC chip having a traffic card function. A connection part for signal connection with the IC chip, an impedance matching circuit part connected to the antenna terminal of the connection part for impedance matching between the antenna and the ground wire, a loop antenna connected to the antenna terminal, and for the safety of the battery And a printed circuit board having a battery protection circuit part and a microcomputer circuit part controlling the IC chip, wherein the printed circuit board is mounted on one surface of the battery pack such that the connection part is electrically connected to the IC chip. The loop antenna is connected to the terminal for the antenna along an edge on the printed circuit board. The grooves are carved consists of a wire wound in the groove.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩의 다른 예는, 교통카드 기능을 가진 아이씨 칩(IC Chip)이 내장된 이동 단말기에 있어서, 마이크로 스트립 라인, 그 마이크로 스트립 라인과 상기 IC 칩간을 연결하는 안테나용 접속 단자 및 상기 안테나용 단자에 연결되어 상기 마이크로 스트립 라인과 궤전선 간의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭회로부가 형성된 인쇄회로기판이 상기 이동 단말기에 장/탈착되어 전원을 공급하는 배터리 팩의 일면상에 장착된 것을 특징으로 한다.Another example of a battery pack for a mobile terminal having a radio frequency antenna according to the present invention for achieving the above object is a microstrip line in a mobile terminal having an IC chip having a traffic card function. And a printed circuit board connected to the antenna terminal for connecting the micro strip line and the IC chip, and an impedance matching circuit portion connected to the terminal for the antenna for impedance matching between the micro strip line and the feed line. It is characterized in that it is mounted on one side of the battery pack detachably supplied power.
이와 같이 구성된 본 발명은 RF 안테나를 배터리 팩에 간단히 장착할 수 있도록 하고 그 RF 안테나를 배터리 팩 또는 이동 단말기 본체에 내장된 교통카드 기능을 가진 IC 칩과 전기적으로 연결함과 아울러 이들간의 임피던스 매칭을 이루도록 함으로써, 이동 단말기의 기구적 및 회로적인 변경을 최소화 하면서 RF 안테나를 구비할 수 있다.The present invention configured as described above allows the RF antenna to be easily mounted on the battery pack, and electrically connects the RF antenna with an IC chip having a traffic card function built in the battery pack or the mobile terminal body, and also performs impedance matching therebetween. By doing so, it is possible to provide an RF antenna while minimizing mechanical and circuit changes of the mobile terminal.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선주파수안테나를 내장한 이동 단말기용 베터리 팩에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery pack for a mobile terminal having a radio frequency antenna according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩을 나타내는 도면으로서, 배터리 팩내에 교통 카드 기능을 가진 IC 칩이 내장된 경우의 구조를 나타낸다.1 is a view showing a battery pack for a mobile terminal having a radio frequency antenna according to an embodiment of the present invention, the structure of the IC chip having a traffic card function in the battery pack.
도 1에 도시된 바와 같이, IC 칩(미도시)이 내장된 배터리 팩(110); 및 상기 배터리 팩(110)의 일면 상에 장착된 RF 안테나 기능을 구비한 인쇄회로기판(120)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a battery pack 110 in which an IC chip (not shown) is embedded; And a printed circuit board 120 having an RF antenna function mounted on one surface of the battery pack 110.
상기 인쇄회로기판(120)은 상기 IC 칩과 신호 연결을 위하여 복수개의 단자(1-8)로 형성된 IC 칩 커넥터(Connector)(121), 상기 커넥터(121)의 안테나용 단자(4,8)에 연결되어 안테나와 궤전선(feeder) 간의 임피던스 매칭(Impedence Matching)을 위한 임피던스 매칭회로부(122), 상기 안테나용 단자(4,8)에 연결되어 형성된 루프 안테나(123), 및 상기 배터리의 안전을 위한 배터리 보호회로부와 상기 IC 칩을 제어하는 마이콤 회로부 등으로 이루어진 일반회로부(124)가 형성되어 있으며, 상기 인쇄회로기판(120)의 상기 커넥터(121)가 상기 IC 칩에 접속되도록 그 인쇄회로기판(120)이 상기 배터리 팩(110)의 일면상에 장착되어 있다.The printed circuit board 120 includes an IC chip connector 121 formed of a plurality of terminals 1-8 for signal connection with the IC chip, and antenna terminals 4 and 8 of the connector 121. Is connected to the impedance matching circuit 122 for impedance matching between the antenna and the feeder, the loop antenna 123 formed connected to the antenna terminals 4 and 8, and the safety of the battery. And a general circuit unit 124 including a battery protection circuit unit for controlling the IC chip and a microcomputer circuit unit for controlling the IC chip. The printed circuit board is connected such that the connector 121 of the printed circuit board 120 is connected to the IC chip. 120 is mounted on one surface of the battery pack 110.
상기 루프 안테나(123)는 상기 인쇄회로기판(120)상의 가장자리를 따라 상기 안테나용 단자(4,8)와 연결되는 루프형 홈(123a)이 파여지고, 그 홈(123a)내에 감겨진 도선(123b)으로 구성되어 있다.The loop antenna 123 is provided with a loop groove 123a connected to the antenna terminals 4 and 8 along the edge of the printed circuit board 120 and wound around the printed circuit board 120. 123b).
상기 일반 회로부(124)는 기본적으로 배터리의 안전을 담당하는 배터리 보호회로부가 있고, IC 칩에 액세스(access)하여 제어하기 위한 마이콤(u-COM) 회로 등이 구비되어 있다.The general circuit unit 124 basically includes a battery protection circuit unit that is responsible for the safety of the battery, and is provided with a microcomputer (u-COM) circuit for accessing and controlling the IC chip.
상기 커넥터(121)는 상기 마이콤 회로에 의한 상기 IC 칩의 제어를 위해 이들간을 전기적으로 연결하는 커넥터 단자(1,2,3,5,6,7) 및 원래의 IC 칩 접속 이외의 기능이 필요할때 사용되고자 여분으로 구비된 단자로서 본 실시예에서 상기 RF 루프 안테나(123)와 상기 IC 칩간을 상호 전기적으로 연결하는 안테나용 단자(4,8)로 구성되어 있다.The connector 121 has a connector terminal (1, 2, 3, 5, 6, 7) for electrically connecting them for control of the IC chip by the microcomputer circuit and functions other than the original IC chip connection. The terminal is provided as a spare to be used when necessary, and consists of antenna terminals 4 and 8 for electrically connecting the RF loop antenna 123 and the IC chip to each other in this embodiment.
상기 임피던스 매칭회로부(122)는 RF 안테나 기술중 가장 중요한 구성 요소로서 전파가 안테나를 통해 공중으로 방사가 되어지기 위해 적절한 임피던스 매칭이 필요한데, 이를 위해 인덕터(Inductor)와 커패시터(Capacitor)를 조합하여 구성된 것이다.The impedance matching circuit unit 122 is the most important component of the RF antenna technology, and appropriate impedance matching is required for radio waves to be radiated to the air through the antenna. For this, a combination of an inductor and a capacitor is configured. will be.
도 1과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예의 작용을 설명하면, 상기 커넥터(121)의 상기 단자들(1-3,5-7)을 통해 상기 배터리 팩(110)에 내장된 IC 칩과 상기 일반회로부(124)의 마이콤이 통신을 하여 그 IC 칩에 내장된 각종 기능을 수행하는데, 이때 교통카드의 기능 수행시 상기 안테나용 단자(4,8)를 통하여 상기 IC 칩과 상기 RF 루프 안테나(123)가 연결되되 이들간을 상기 임피던스 매칭회로부(122)가 상호 임피던스 매칭하여 최적의 RFID용 무선주파수를 방사함으로서, 교통 요금 정산 등을 위한 교통 단말기(예컨대, 버스나 지하철 입/출구에 설치된 비접촉식 요금 정산기로서의 교통 단말기)와 통신하여 교통 카드로서의 기능을 수행한다. 따라서, 도 1과 같이 구성된 배터리 팩을 이동 단말기에 장착하여 전원을 공급받음과 아울러 교통 카드로 사용할 수 있다.Referring to the operation of an embodiment of the present invention configured as shown in Figure 1, the IC chip embedded in the battery pack 110 through the terminals (1-3, 5-7) of the connector 121 and the general The microcomputer of the circuit unit 124 communicates and performs various functions embedded in the IC chip. In this case, the IC chip and the RF loop antenna 123 through the antenna terminals 4 and 8 when performing the function of the traffic card. ) Are connected, but the impedance matching circuit unit 122 radiates an optimal RFID radio frequency by mutual impedance matching between them, so that a non-contact fee installed at a traffic terminal (for example, a bus or subway entrance / exit) for transportation fee settlement, etc. Communication terminal) to perform a function as a transportation card. Therefore, the battery pack configured as shown in FIG. 1 may be mounted on the mobile terminal to be supplied with power and used as a transportation card.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 배터리 팩을 나타내는 도면으로서, 이동 단말기의 본체내에 교통 카드 기능을 가진 IC 칩이 내장된 경우의 구조를 나타낸다.FIG. 2 is a diagram illustrating a battery pack for a mobile terminal having a radio frequency antenna according to another embodiment of the present invention, and showing a structure in which an IC chip having a traffic card function is embedded in a main body of the mobile terminal.
도 2에 도시된 바와 같이, RF 안테나 기능을 하는 마이크로 스트립 라인(211)과, 그 마이크로 스트립 라인(211)과 이동 단말기의 본체(미도시)에 내장된 교통카드 기능을 갖는 IC 칩(미도시)간을 연결하는 안테나용 접속 단자(212) 및 상기 안테나용 접속 단자(212)에 연결되어 상기 마이크로 스트립 라인(211)과 궤전선(미도시) 간의 임피던스 매칭을 위하여 인덕터와 커패시터의 조합으로 구성된 임피던스 매칭회로부(213)가 형성된 인쇄회로기판(210)이 상기 이동 단말기에 장/탈착되어 전원을 공급하는 배터리 팩(220)의 일면상에 장착되어 있다.As shown in FIG. 2, an IC chip (not shown) having a micro strip line 211 functioning as an RF antenna and a traffic card function embedded in the micro strip line 211 and a main body (not shown) of the mobile terminal. Impedance consisting of a combination of inductors and capacitors connected to the antenna connection terminal 212 and the antenna connection terminal 212 for impedance matching between the microstrip line 211 and the feed line (not shown) The printed circuit board 210 on which the matching circuit unit 213 is formed is mounted on one surface of the battery pack 220 which is mounted / removed to the mobile terminal to supply power.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면, 도 2의 배터리 팩을 이동 단말기의 본체에 장착하면, 상기 접속 단자(212)를 통하여 상기 본체내에 내장된 상기 IC 칩과 상기 마이크로 스트립 라인(211)이 전기적으로 연결되되 이들간을 상기 임피던스 매칭회로부(213)가 임피던스 매칭하여 최적의 RFID용 무선주파수를 방사함으로서, 교통 요금 정산 등을 위한 교통 단말기(예컨대, 버스나 지하철 입/출구에 설치된 비접촉식 요금 정산기로서의 교통 단말기)와의 통신하여 교통 카드로서의 기능을 수행한다.Referring to the operation of the present invention configured as described above, when the battery pack of Figure 2 is mounted on the main body of the mobile terminal, the IC chip and the micro strip line 211 embedded in the main body via the connection terminal 212 Electrically connected, but the impedance matching circuit unit 213 is the impedance matching between them to radiate the optimal RFID radio frequency, the traffic terminal (for example, a contactless rate calculator installed at the entrance or exit of the bus or subway) Communication terminal) to perform a function as a transportation card.
상술된 바와 같이 본 발명은 이동 단말기의 본체에 RF 루프 안테나가 내장되었을 때 발생되는 주파수 대역의 혼선을 방지하고자 교통카드 기능을 가진 IC 칩은본체 또는 배터리 팩에 내장하되 RF 안테나는 도 1 또는 도 2와 같은 간단한 구조로 배터리 팩에 장착하여 구성하였다.As described above, the present invention provides an IC chip having a traffic card function in a main body or a battery pack to prevent crosstalk of frequency bands generated when an RF loop antenna is built in a main body of a mobile terminal. A simple structure such as 2 was mounted on the battery pack.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 무선주파수 안테나를 내장한 이동 단말기용 베터리 팩에 의하면, 현재 보급중인 부호분할 다중접속(CDMA) 이동 단말기를 통한 교통카드 기능 수행시 이동 단말기의 기구적 및/또는 회로적인 변경을 최소화하고, 양산성이 극도로 증대되는 효과가 창출된다. 또한 단말기 제조회사와의 규격 통일화가 이루어질 경우 국내 단말기 시장에 여러 기술의 난립을 막을 수 있고, 원가 절감의 효과를 가져다 줄 수 있다.As described in detail above, according to the battery pack for a mobile terminal having a radio frequency antenna according to the present invention, the mechanism and / or the mobile terminal when performing a traffic card function through a current code division multiple access (CDMA) mobile terminal The effect is to minimize circuit changes and increase productivity in the extreme. In addition, if the standardization with the handset manufacturer is made, it can prevent the difficulty of various technologies in the domestic handset market and bring cost reduction effect.
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