KR20040075548A - 내장 안테나를 갖는 휴대단말기용 커버 케이스 및 이를채용한휴대단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내장형 안테나의 사이즈를 확대하여 복사 에너지의 양을 증가시킬 수 있음과 동시에 사용자의 손에 의해 가려지는 영향을 최소화하여 휴대단말기의 통화 품질을 향상시킬 수 있는 내장 안테나를 갖는 휴대단말기용 커버 케이스 및 이를 채용한 휴대단말기에 관한 것으로,

본 발명은, 폴더형 휴대 단말기의 하우징을 보호하고, 상기 휴대 단말기의 상측 폴더에 착탈되는 케이스 및 상기 케이스의 내부에 상기 휴대 단말기에 신호를 송/수신하는 내장형 안테나를 포함하여 구성되되, 상기 내장형 안테나는 그 급전 영역이 상기 폴더형 휴대 단말기의 메인 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 커버 케이스를 제공한다.

바람직하게는 상기 내장형 안테나는, 루프 형태의 제1 복사체; 상기 제1 복사체 내에 위치하는 루프 형태의 제2 복사체; 상기 제1 복사체와 상기 제2 복사체 사이에 형성되어 상기 제1 복사체와 상기 제2 복사체의 용량성 성분을 조절하기 위한 루프 형상의 제1 슬롯; 상기 제2 복사체의 내부 중앙에 형성되는 공동 형상의 제2 슬롯; 및 상기 제1 복사체에 형성된 급전 영역을 포함한다.

Description

내장 안테나를 갖는 휴대단말기용 커버 케이스 및 이를 채용한 휴대단말기{A ccessory cover case with built-in antenna for portable phone and portable phone using the same}

본 발명은 내장 안테나를 갖는 휴대단말기용 커버 케이스 및 이를 채용한 휴대단말기에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 휴대단말기의 내장형 안테나를 휴대단말기내에 설치하지 않고, 폴더형 휴대단말기의 액세서리로 사용되는 커버 케이스 내부에 설치하여, 휴대단말기 내부에 내장형 안테나를 설치하던 문제점을 개선한 휴대단말기용 커버 케이스 및 이를 채용한 휴대단말기에 관한 것이다.

휴대단말기에 장착되는 안테나로는 모노폴 안테나, 헬리컬 안테나, 상기 모노폴 안테나와 상기 헬리컬 안테나를 조합한 신축가능형 안테나 등이 있다. 하지만, 상기와 같은 안테나들은 휴대단말기에 장착되는 경우 돌출됨으로 인해, 파손의 우려가 존재하고, 이로 인해 휴대단말기 내부에 설치하는 내장형 안테나가 제안되었다. 내장형 안테나로는 크게 인쇄회로 기술을 이용하는 마이크로스트립 패치 안테나, 고유전체의 세라믹 물질을 이용하는 세라믹 칩 안테나, 역 F형 안테나가 있다.

현재 이와 같은 내장형 안테나는 일반적으로 휴대단말기의 배면, 즉 배터리위쪽의 메인 인쇄회로기판(PCB) 위에 직접 탑재된다. 하지만, 폴더형 휴대단말기의 경우 배면에 배터리 팩을 설치하기 위한 공간이 형성되고, 실제적으로 이 공간이 인쇄회로기판의 대부분을 차지하고 있으며, 듀플렉서가 상기 배터리 팩을 설치하기 위한 공간 위에 탑재되므로, 사실적으로 내장형 안테나를 설치하기 위한 공간이 매우 협소한 문제점이 있었다. 이와 같이 내장형 안테나를 설치하기 위한 공간이 협소함으로 인해, 설치된 내장형 안테나의 복사가 제한적으로 이루어졌다. 또한, 폴더형 휴대단말기의 경우 폴더를 여닫는 과정에서 접지면의 크기가 변화하는 현상이 발생하는데, 이러한 현상이 발생할 경우 단락핀을 갖는 역 F형 내장 안테나는 주파수 이동 현상이 심하게 발생된다.

이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 등록실용신안 20-277981호에서는 휴대단말기의 케이스 표면부에 안테나를 설치하는 방안이 제안되었고, 다른 방안으로 배터리 팩에 내장형 안테나를 설치하는 방안도 제안되었다.

배터리 팩에 내장형 안테나를 설치하는 것으로는 대한민국 공개특허공보 2001-88474호의 "휴대용 무선통신 단말용 축전지 안테나"가 있다.

이는 휴대용 무선통신용 단말의 뒷면 지판면상의 설계위치에 구성된 급전선과 지판면, 그리고 휴대용 무선통신 단말용 축전지를 개량된 판형상 역 F형 안테나로 설계된 위치와 일치하도록 구성된 복사 구조를 갖는다. 개량된 판 형상 역 F형 안테나의 구조는 기존의 판형상 역 F형 안테나의 단락판에 대칭으로 단락판에서 확장된 역 L형 복사 구조를 더하여, 이중 공진 구조를 가짐으로, 사용 주파수 대역을 최대 3배까지 증가시킬 수 있어, 안테나의 성능을 향상시키고, 내장형 안테나를 삽입하고자 하던 부피를 없애므로 무선통신 단말의 부피를 크게 늘리지 않고 안테나를 마련할 수 있다.

하지만, 이와 같은 종래 기술도 다음과 같은 문제점을 여전히 가지고 있다.

즉, 배터리 팩에 안테나를 마련하는 경우에는 배터리의 두께에 의해 전파의 송수신이 거의 불가능하고, 설사 송수신이 된다 하더라도 배터리 내부에 포함된 금속 성분이 새로운 방해 요소가 되어 안테나의 성능에 영향을 미치며, 더욱이 사용자가 손으로 감싸쥐는 부분이므로 인체의 차폐에 의해 안테나의 공진 주파수가 변동되어 통화 품질이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 공개특허 제2001-88474호의 경우도 사용자가 손으로 감싸쥐는 부분에 안테나 소자가 위치하여 인체의 차폐에 의해 안테나가 그 기능을 발휘할 수 없는 문제점이 있고, 또한 휴대폰과 배터리 사이에 급전선이 위치하므로 휴대폰의 두께가 매우 두꺼워질 뿐만 아니라 배터리의 외부 형상에 변화가 생겨 충전시 충전기와의 결합이 용이하지 않는 문제점이 있다.

최근 휴대단말기를 사용하는 사용자의 디자인에 대한 다양한 욕구를 경제적으로 충족시키기 위해 휴대단말기 외부 손상 방지 및 디자인 변화가 가능한 액세서리 형태의 커버 케이스가 등장하고 있다. 그리고 상기 액세서리 형태의 커버 케이스의 경우 휴대단말기 보호와 디자인 변화의 두가지 측면 외에 다른 기능을 추가할 수 있는 여유의 사이즈가 되므로, 기타 다른 기능이 추가될 수 있는 가능성이 많은 상황이다. 본 발명자는 이점에 착안하여 휴대단말기의 안테나 문제를 해결하고자 한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 휴대단말기의 내장형 안테나를 휴대단말기내에 설치하지 않고, 폴더형 휴대단말기의 액세서리로 사용되는 커버 케이스 내부에 설치하여, 내장형 안테나의 사이즈를 확대하여 복사 에너지의 양을 증가시킬 수 있음과 동시에 사용자의 손에 의해 가려지는 영향을 최소화하여 휴대단말기의 통화 품질을 향상시킬 수 있는 내장 안테나를 갖는 휴대단말기용 커버 케이스 및 이를 채용한 휴대단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 내장 안테나를 갖는 커버 케이스와 휴대단말기의 결합 관계를 설명하기 위한 도면.

도2는 본 발명에 따른 커버 케이스내에 마련되는 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면.

도3은 본 발명에 따른 안테나가 탑재된 휴대단말기의 800MHz 대역의 복사 패턴 특성을 나타내는 도면.

도4는 본 발명에 따른 안테나가 탑재된 휴대단말기의 1800MHz 대역의 복사 패턴 특성을 나타내는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 제1 복사체

21 : 제2 복사체

22 : 제1 슬롯

23 : 제2 슬롯

24 : 만곡부

25 : 급전 영역

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 폴더형 휴대단말기 하우징을 보호하기 위한 커버 케이스에 있어서, 그 내부에 마련되는 내장형 안테나를 포함하고, 상기 내장형 안테나는 그 급전 영역이 상기 폴더형 휴대 단말기의 메인 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되는 휴대단말기용 커버 케이스를 제공한다.

또한, 본 발명은 사용자가 사용시 손으로 잡지 않는 상측 폴더에 결합되는 커버 케이스를 포함하고, 상기 커버 케이스의 내부에는 내장형 안테나가 설치되고, 상기 내장형 안테나는 상기 폴더형 휴대 단말기의 메인 인쇄회로기판과 착탈 가능하게 연결되는 휴대단말기를 제공한다.

바람직하게는 상기 내장형 안테나는, 루프 형태의 제1 복사체; 상기 제1 복사체 내에 위치하는 루프 형태의 제2 복사체; 상기 제1 복사체와 상기 제2 복사체사이에 형성되어 상기 제1 복사체와 상기 제2 복사체의 용량성 성분을 조절하기 위한 루프 형상의 제1 슬롯; 상기 제2 복사체의 내부 중앙에 형성되는 공동 형상의 제2 슬롯; 및 상기 제1 복사체에 형성된 급전 영역을 포함한다.

바람직하게는 본 발명은 사용자의 손에 의해 가려지는 면적을 최소화하기 위해 상기 제1 복사체의 하단 중앙 부분에 원형 형상으로 형성된 만곡부를 더 포함한다.

바람직하게는 상기 제1 슬롯은 높은 주파수 대역의 공진 주파수를 용이하게 조절하기 위해 일정한 간격을 유지하면서 지그재그 형태로 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 내장 안테나를 갖는 커버 케이스와 휴대단말기의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도2는 본 발명에 따른 커버 케이스내에 마련되는 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도1에서, 폴더형 휴대단말기(12)의 하우징을 보호하고 다양한 외관 디자인을 제공하기 위해 커버 케이스(10)가 폴더형 휴대단말기에 결합된다. 내장형 안테나가 설치된 커버 케이스(10)는 바람직하게는 사용자가 사용시 손으로 잡지않는 상측 폴더에 결합되는 것이 좋다. 그리고 커버 케이스 내부에는 내장형 안테나(11)가 설치되는데, 상기 내장형 안테나는 커버 케이스 내부에 부착되거나, 이중으로 형성된 하우징의 내부 공간에 설치될 수도 있다. 상기 내장형 안테나(11)는 얇은 필름형 인쇄회로기판이나 동판 혹은 구리 필름을 이용하여 제작되며, 그 형태에 대해서는도2를 참조하여 후술하기로 한다.

한편, 커버 케이스(10)내에 설치된 내장형 안테나(11)와 휴대단말기의 메인 인쇄회로기판(도시되지 않음)간에는 전기적으로 연결되어야 하는데, 그 방법으로는 다양한 방식이 있을 수 있다.

첫번째 방법으로는 가는 케이블이나 연성 필름을 이용해 연결하는 방법으로, 이는 제조 당시에 제조사에 의해 조립되거나, 휴대단말기 본체에 안테나 연결을 위한 컨넥터를 마련하고 사용자가 커버 케이스를 결합한 상태에서 연결하도록 할 수도 있다.

두번째 방법으로는 휴대단말기의 외부 표면에 탄성을 갖는 텐션이나 돌출 볼을 마련하여 커버 케이스를 결합하면 내장형 안테나의 급전점과 상기 텐션이나 돌출 볼이 연결되도록 하는 방법이다.

이와 같은 방법들은 공지의 기술들로 당업자가 용이하게 달성할 수 있다.

도2를 참조하여, 본 발명에 따른 안테나 구조를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2에 도시된 바와 같이, 안테나는 루프 형태의 제1 복사체(20)와, 상기 제1 복사체 내에 위치하는 루프 형태의 제2 복사체(21)를 포함한다. 제1 복사체(20)와 제2 복사체(21) 사이에는 제1 복사체와 제2 복사체의 용량성 성분을 조절하기 위한 제1 슬롯(22)이 형성되어 있고, 제2 복사체의 내부 중앙에는 공동 형상의 제2 슬롯(23)이 형성되어 있다. 더욱이 사용자의 손, 특히 폴더형 단말기의 실제 사용시 통상 집게 손가락에 의해 가려지는 면적을 최소화하기 위해 통계적으로 제일 많이 손이 위치하게 되는 가운데 부분에 도2에 도시된 바와 같이 원형 형상의 만곡부(24)를 형성하는데, 상기 만곡부(24)는 제1 복사체(20)의 하단 중앙 부분에 위치한다. 그리고 제1 복사체(20)의 하단 일측 단부에는 연장부를 형성하여 급전 영역(25)을 마련한다. 상기 급전 영역(25)에는 전술한 바와 같이 휴대단말기 메인 PCB와 연결하기 위해 케이블이 연결되거나 볼 혹은 텐션과의 접속을 위한 도금판이 연결될 수 있다.

제1 복사체(20)는 낮은 주파수 대역의 신호를 송수신하고, 제2 복사체(21)는 높은 주파수 대역의 신호를 송수신한다. 제1 복사체(20)와 제2 복사체(21)는 직접적으로 연결되지는 않고 용량성 성분으로 결합된다. 더욱이 본 발명에서는 높은 주파수 대역의 공진 주파수를 용이하게 조절하기 위해 제1 슬롯(22)은 일정한 간격을 유지하면서 지그재그 형태로 형성된다. 이렇게 함으로써, 커플링 양을 많게 하여 공진 주파수를 효과적으로 조절할 수 있다.

본 발명에서 제1 복사체(20)의 세로 길이는 0.35～0.4λ이고, 제1 슬롯(22)의 폭은 0.03λ이며, 제2 복사체(21)의 세로 길이는 0.4λ이다.

도3은 본 발명에 따른 안테나가 탑재된 휴대단말기의 800MHz 대역의 복사 패턴 특성을 나타내는 도면이고, 도4는 본 발명에 따른 안테나가 탑재된 휴대단말기의 1800MHz 대역의 복사 패턴 특성을 나타내는 도면이다. 도면을 통해 알 수 있듯이 본 발명은 일반적인 내장형 안테나의 손에 의한 손실을 감소시키면서 안테나의 이득을 높일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시 예에서는 필름형의 안테나를 예로 들어설명하였으나, 이는 단지 하나의 예를 들기 위한 것에 불과한 것으로, 다양한 변형들은 당업자에 있어 극히 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이상의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 변형들도 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명은 폴더형 휴대단말기의 안테나가 손으로 잡는 부분인 배터리 상단이나 배터리 내에 위치하는 것과는 달리 폴더 커버 케이스에 탑재되므로, 손에 의해 가려지는 전자파 에너지의 손실 성분을 줄일 수 있고, 주파수 천이 현상에 의한 통화 품질 저하 문제를 개선할 수 있는 장점이 있다. 더욱이 본 발명은 안테나를 착탈식으로 구현할 수 있어, 안테나의 고장에 따른 수리 및 교체가 용이하고, 사용자의 취향에 따라 커버의 디자인을 선택할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 폴더형 휴대 단말기의 하우징을 보호하고, 상기 휴대 단말기의 상측 폴더에 착탈되는 케이스; 및

   상기 케이스의 내부에 상기 휴대 단말기에 신호를 송/수신하는 내장형 안테나를 포함하여 구성되되, 상기 내장형 안테나는 상기 폴더형 휴대 단말기의 메인 인쇄회로기판과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 커버 케이스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내장형 안테나는,

   루프 형태의 제1 복사체;

   상기 제1 복사체 내에 위치하는 루프 형태의 제2 복사체;

   상기 제1 복사체와 상기 제2 복사체 사이에 형성되어 상기 제1 복사체와 상기 제2 복사체의 용량성 성분을 조절하기 위한 루프 형상의 제1 슬롯;

   상기 제2 복사체의 내부 중앙에 형성되는 공동 형상의 제2 슬롯; 및

   상기 제1 복사체에 형성된 급전 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 커버 케이스.
3. 제 2 항에 있어서,

   손에 의해 가려지는 면적을 최소화하기 위해 상기 제1 복사체의 하단 중앙 부분에 원형 형상으로 형성된 만곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 커버 케이스.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 슬롯은 높은 주파수 대역의 공진 주파수를 용이하게 조절하기 위해 일정한 간격을 유지하면서 지그재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 커버 케이스.
5. 제 2 항에 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 급전 영역은 상기 휴대단말기 메인 인쇄회로기판의 접점에 전기적으로 접속하기 위하여 상기 제1 복사체의 하단 일측에 연장부를 형성하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 커버 케이스.
6. 폴더형 휴대전화기에 있어서,

   사용자가 사용시 손으로 잡지 않는 상측 폴더에 착탈 가능하게 결합되는 케이스를 포함하고,

   상기 케이스의 내부에는 상기 휴대 단말기에 신호를 송/수신하는 내장형 안테나를 포함하되, 상기 내장형 안테나는 상기 폴더형 휴대 단말기의 메인 인쇄회로기판과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 내장형 안테나는,

   루프 형태의 제1 복사체;

   상기 제1 복사체 내에 위치하는 루프 형태의 제2 복사체;

   상기 제1 복사체와 상기 제2 복사체 사이에 형성되어 상기 제1 복사체와 상기 제2 복사체의 용량성 성분을 조절하기 위한 루프 형상의 제1 슬롯;

   상기 제2 복사체의 내부 중앙에 형성되는 공동 형상의 제2 슬롯; 및

   상기 제1 복사체에 형성된 급전 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기.
8. 제 7 항에 있어서,

   손에 의해 가려지는 면적을 최소화하기 위해 상기 제1 복사체의 하단 중앙부분에 원형 형상으로 형성된 만곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 제1 슬롯은 높은 주파수 대역의 공진 주파수를 용이하게 조절하기 위해 일정한 간격을 유지하면서 지그재그 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 휴대단말기.