KR20040012401A - 휴대전화기의 루프 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금융 서버에서 사용자가 지불하여야할 이용료를 정산할 수 있는 각종 카드를 휴대전화기에 내장하였을 때 그 카드용 전자 칩과 카드 리더기가 비접촉식으로 통신할 수 있도록 휴대전화기에 설치되는 루프 안테나의 구조에 관련 된 것으로써, 루프 안테나와 카드 리더기 간의 비접촉식 통신 거리를 크게 하는데 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명은 상판부(130)와 하판부(120)가 힌지 결합에 의하여 개폐 가능하도록 구성되고, 상기 상판부 및 하판부를 구동하는 배터리(105)가 상기 상판부 또는 하판부 외면에 착탈가능하도록 부착되어지되, 상기 배터리에 루프 안테나(111)를 구성하고, 상기 루프 안테나와 상기 배터리 사이에는 페라이트씨트(33)로 된 자성체 막이 개재되는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대전화기의 루프 안테나{Loop antenna of wireless phone}

정보화의 발전으로 소정의 서비스의 이용료를 현금으로 지불하는 대신에 카드를 이용하여 지불하는 방법 등이 다양하게 개발되고 있다.

하나의 예로 전자 칩이 내장된 교통카드는 주파수 방식의 비접촉식 카드로 구성되어 있다.

즉, 상기 비접촉 카드는 그 내부에 루프 안테나가 내장되고, 주파수 통신이 가능한 전자 칩이 내장되어 있어, 상기 전자 칩과 교통수단으로 이용되는 버스, 지하철 등에 설치된 카드 리더기와 통신하여 사용 요금이 지불되도록 구성할 수 있고, 상기 지불되는 사용 요금은 별도의 금융 서버를 개재하여 서비스 이용 금액에 따라 금융 서버에서 정산할 수 있다.

상기 정산방법은 사용자가 제공받은 서비스에 대한 이용료 정보와 그 카드에 내장된 전자 칩의 고유 식별정보가 금융 서버로 전송되면 카드의 형식에 따라 즉시또는 일정기간을 경과한 후 결제하도록 되어 있다.

본 발명은 상기 금융 서버에서 사용자가 지불하여야할 이용료를 정산할 수 있는 각종 카드를 휴대전화기에 내장하였을 때 그 카드용 전자 칩과 카드 리더기가 비접촉식으로 통신할 수 있도록 휴대전화기에 설치되는 루프 안테나의 구조에 관련 된 것이다.

일반적으로 상기 비접촉식 카드용 루프 안테나가 휴대폰에 내장되는 구조로 설치되는 경우에는 휴대폰 자체에서 발생되는 전자파의 간섭이 일어나지 않도록 하여 카드용 전자 칩과 카드 리더기 사이의 통신이 원활히 이루어지도록 하여야 한다.

상기 휴대폰에 설치되는 비접촉식 카드용 루프 안테나의 예는 한국 실용신안등록번호 0193237호 등에 개시되어 있다.

상기 종래의 비접촉식 카드용 루프 안테나가 내장된 휴대폰의 구조를 도 1을 참고하여 설명한다.

종래의 휴대전화기는 하판부(20)와 상판부(30)가 힌지 결합에 의하여 여닫을 수 있도록 폴더형으로 구성된다. 상기 하판부(20)는 기능버튼(3)과 액정표시소자(2) 등이 설치된 하측인쇄회로기판(6)과, 상기 하측인쇄회로기판과 액정표시소자를 내장하는 하측프레임(4)과, 상기 하측인쇄회로기판(6)으로부터 발생되는 전자파 잡음을 제거하기 위한 하측전자파흡수씨트(7)와, 상기 하측프레임과 결합되어 하측인쇄회로기판과 하측전자파흡수시트를 커버하는 하측프레임케이스(8)로 이루어진다.

한편, 상기 휴대폰의 상판부(30)는 배터리(5)가 설치되는 상측프레임(1)과, 전자칩(10) 및 루프 안테나(11)가 설치되는 상측인쇄회로기판(9)과, 전자파 잡음을 제거하기 위한 상측전자파흡수씨트(12)와, 상기 상측프레임과 결합되어 상측인쇄회로기판과 상측전자파흡수씨트를 커버하는 상측프레임케이스(13)로 이루어진다.

상기 하측전자파흡수씨트(7)는 액정표시소자(2)와, 기능버튼(3)이 위치한 영역을 제외하고 나머지 영역의 하측인쇄회로기판을 커버하도록 설치되고, 상기 상측전자파흡수씨트(12)는 상측인쇄회로기판(9)의 형상을 따라 상측인쇄회로기판과 접하도록 설치된다.

상기와 같이 종래의 비접촉식 카드용 루프 안테나가 설치된 휴대폰은 하측전자파흡수씨트(7)와, 상측전자파흡수씨트(12)를 인쇄회로기판 사이에 설치함으로써 하측인쇄회로기판(7)으로부터 발생되는 유도기전력이 루프 안테나(11)에 최소한의 간섭을 일으키도록 하여 접자 칩(10)과 카드 리더기 사이에서 비접촉식으로 신호 교신을 하는 루프 안테나의 감도를 어느 정도 향상하고 접자 칩과 카드 리더기 사이의 통신 거리를 일정 거리만큼 연장할 수 있는 장점은 있으나, 상측인쇄회로기판(9) 및 배터리(5)로부터 발산되는 유도기전력의 간섭을 방지할 수 없는 단점이 있다.

즉, 종래의 루프 안테나의 구조는 상측인쇄회로기판(9)과 직접 접촉되는 구조로 고정 설치되기 때문에 상측인쇄회로기판 및 배터리로부터 발산되는 유도기전력에 의한 루프 안테나의 통신 주파수 왜곡을 피할 수 없는 구조적인 문제점이 있어 비접촉식 통신 거리를 확장하는데 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 루프 안테나를 인쇄회로기판이 아닌 배터리부에 설치하고 상기 배터리부와 루프 안테나 사이에는 페라이트씨트를 개재하여 배터리부에서 발산되는 유도기전력이 루프 안테나에 영향을 미치지 않도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 카드용 전자 칩과 루프 안테나가 내장된 휴대폰에 있어서, 휴대폰의 배터리 전원 및 인쇄회로기판 등에 의하여 발생되는 유도기전력이 루프 안테나의 주파수 통신에 영향을 미치지 않도록 구성하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 루프 안테나의 감도를 향상시켜 비접촉식 통신 거리를 크게 하는데 있다.

도 1은 비접촉식 카드용 루프 안테나가 설치되는 종래 휴대전화기의 분해사시도 이고,

도 2는 비접촉식 카드용 루프 안테나가 설치되는 본 발명의 휴대전화기의 분해사시도 이고,

도 3은 도2의 배터리에 대한 분해사시도 이고,

도 4는 도 2의 입체도이고,

도 5는 본 발명의 휴대전화기를 카드 리더기에 접근시키는 상태를 나타내는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 101 - 상측프레임 2 - 액정표시소자

3 - 기능버튼 4, 104 - 하측프레임

5, 105 - 배터리 6, 106 - 하측인쇄회로기판

7 - 하측전자파흡수씨트 8, 108 - 하측프레임케이스

9, 109 - 상측인쇄회로기판 10, 110 -전자 칩

11, 111 - 루프 안테나 12 -상측전자파흡수씨트

13, 113 - 상측프레임케이스 20, 120 - 하판부

30, 130 - 상판부 33 - 페라이트씨트

40 - 배터리 하케이스 60 - 배터리 상케이스

100 - 휴대전화기

본 발명은 상기 목적 달성을 위하여 상판부와 하판부가 힌지 결합에 의하여 개폐 가능하도록 구성되고, 상기 상판부 및 하판부를 구동하는 배터리가 상기 상판부 또는 하판부 외면에 착탈 가능하게 부착되어지되, 상기 배터리에 루프 안테나를 구성하고, 상기 루프 안테나와 상기 배터리 사이에는 페라이트씨트로 된 자성체 막이 개재되는 것을 특징으로 한다.

상기 상판부 및 하판부에는 각각 회로기판이 설치된다.

상기 선택되는 회로기판에는 비접촉식 카드용 전자 칩이 구성되고, 상기 전자 칩은 회로적으로 상기 루프안테와 연결되도록 구성된다.

특히, 상기 페라이트씨트 막 두께는 0.1mm-2mm 범위가 되도록 한다.

이하, 도 2내지 도 5를 참고하여 본 발명의 기술적 구성 및 작용에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2와 같이 본 발명의 본 발명의 루프 안테나를 구성하는 휴대전화기의 하판부(120) 구조는 하부에 배터리(105)가 부착되는 영역을 갖는 하측프레임(104),

상기 하측 프레임 위에 내장되는 하측인쇄회로기판(106), 상기 하측인쇄회로기판에 구성되어 상기 루프 안테나와 회로적으로 연결되는 비접촉식 전자 칩(110), 하측프레임(104)과 결합되어 하측인쇄회로기판 등을 커버하는 하측프레임케이스(108)로 이루어진다. 상기 전자 칩은 상측인쇄회로기판(109)에 구성할 수도 있고, 경우에 따라서 배터리(105) 내에 구성할 수 있다.

특히 본 발명의 배터리(105)는 도 3의 구조와 같이 배터리 셀이 내장되는 배터리 하케이스(40)의 내부에는 페라이트씨트(33)와 루프 안테나(111)가 내장되고, 배터리 상케이스(60)에 의하여 배터리셀과 함께 밀폐된다.

도 2 및 도 3에는 도시를 생략하였으나 상기 배터리의 외면에는 배터리셀에 의하여 상하측인쇄회로기판에 전원을 공급할 수 있도록 접촉단자가 구성되고, 상기 루프 안테나가 상기 상하측인쇄회로기판 및 전자 칩에 회로적으로 연결되도록 접촉단자가 구성된다.

즉, 배터리(105)가 하측프레임(104)에 착탈가능하도록 구성되기 때문에 배터리 셀 및 루프 안테나는 접촉단자에 의하여 인쇄회로기판 및 전자 칩과 연결가능하도록 구성되어야 한다.

특히, 상기 페리이트씨트(33)는 0.1mm-2mm 것을 이용할 수 있으나 0.25mm-0.4mm 것이 가장 바람직하다. 상기 페라이트씨트의 투자률은 20이하의 것을 이용한다.

한편, 상판부(130)에는 하측인쇄회로기판과 회로적으로 연결되는 상측인쇄회로기판(109)을 내장하는 상측프레임(101)이 구성되고, 상기 상측 프레임과 결합되어 상측인쇄회로기판을 커버하는 상측프레임케이스(113)가 구성된다.

상기와 같이 구성되는 상판부(130)와 하판부(120)는 힌지결합에 의하여 개폐가 가능하도록 구성된다.

휴대전화기의 배터리 부착 영역에 본 발명의 페라이트씨트(33)를 개재하고 그 위에 루프 안테나(111)를 구성한 후, 그 루프 안테나와 연결된 비접촉식 전자 칩(110)과 카드 리더기(50)의 교신 가능 거리를 측정한 결과 아래의 표1에서 알 수 있는 바와 같이 약 6cm까지 확장됨을 확인하였다. 교신 가능거리 측정방법으로는 도 5의 구조와 같이 루프 안테가 내장된 배터리(105) 부분이 하방으로 향하는 상태로 본 발명의 휴대전화기를 지하철 역사에 설치된 카드 리더기(50)에 접근시켜 카드 리더기와 휴대전화기간의 교신이 이루어지는 최대거리를 측정하였다.

	본 발명의 휴대전화기	종래 휴대전화기
	페라이트씨트 두께 0.4mm		페라이트씨트 두께 0.25mm	페라이트씨트 두께 0,075mm
루프안테나9회턴(1550mm)	36.4mm까지 교신가능	47.9mm까지 교신가능	20.6mm까지 교신가능	9.2mm까지 교신가능
루프안테나10회턴(1665mm)	58.7mm까지 교신가능	57.9mm까지 교신가능	49.1mm까지 교신가능	10.2mm까지 교신가능
루프안테나11회턴(1790mm)	49.7mm까지 교신가능	33.6mm까지 교신가능	27.2mm까지 교신가능	10.5mm까지 교신가능

상기 표1에서 0.4mm 및 0.075mm 두께의 페라이트씨트의 투자률은 20, 0.25mm 두께의 페라이트씨트의 투자률은 12의 것을 각각 이용하였다.

상기 측정결과를 보면 페라이트씨트 두께 및 루프 안테나의 권선 회수(루프 안테나의 길이)에 따라 다소의 차이는 있으나, 도 1의 종래의 휴대폰 루프 안테나의 구조와 비교하여 본 발명의 페라이트씨트를 사용하는 루프 안테나의 교신 거리가 커지는 것을 알 수 있다. 상기 교신거리가 확장되는 원인은 배터이와 루프 안테나 사이에 페라이트씨트 막을 개재함으로써 배터리의 유도기전력에 의한 전자파 간섭이 루프 안테나에 미치지 않도록 작용하기 때문으로 판단된다.

본 발명은 루프 안테나를 배터리가 설치되는 영역에 구성하고 배터리와 루프 안테나 사이에는 소정의 투자률과 두께를 갖는 페라이트씨트 막을 개재함으로써 루프 안테나와 커드 리더기의 교신 거리를 크게 확장하는 효과를 얻을 수 있다.

또, 휴대전화기의 구조를 크게 변경시키지 않으면서 비접촉식 신호교환에 따른 루프 안테나의 감도를 향상시킬 수 있는 구조를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 상판부와 하판부가 힌지 결합에 의하여 개폐 가능하도록 구성되고, 상기 상판부 및 하판부를 구동하는 배터리가 상기 상판부 또는 하판부 외면에 착탈 가능하게 부착되어지되, 상기 배터리에 루프 안테나를 구성하고, 상기 루프 안테나와 상기 배터리 사이에는 페라이트씨트로 된 자성체 막이 개재되는 것을 특징으로 하는 휴대전화기의 루프 안테나.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상판부 및 하판부에는 각각 회로기판이 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대전화기의 루프 안테나.
3. 제2항에 있어서, 상기 선택되는 회로기판에는 비접촉식 카드용 전자 칩이 구성되고, 상기 전자 칩은 회로적으로 상기 루프안테와 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대전화기의 루프 안테나.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 페라이트씨트 막 두께는 0.1mm-2mm 이고 투자률이 20이하인 것을 특징으로 하는 휴대전화기의 루프 안테나.