KR20050105859A - 휴대 단말기용 내장형 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대단말기용 내장형 안테나에 관한 것으로서, 휴대단말기 내부에 장착되는 내장형 안테나로서, 전기 신호 공급 수단에서 공급한 전기 신호를 급전하기 위한 급전수단과, 상기 급전수단으로부터 공급된 전기 신호를 전자기파 신호로 복사하는 다수의 방사수단을 포함하고, 상기 방사수단은 다수의 방사수단이 다단으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 내장형 안테나의 다수의 방사체를 다단으로 형성하여 공진길이를 충분하게 해줌으로써 내장형 안테나에서 방사한 전자기파 신호의 방사효율을 증대(출력 임피던스 향상)시키기 때문에 전파 환경이 약한 지역에서도 내장형 안테나의 성능 저하없이 효율적으로 통신을 수행할 수 있고, 안테나의 크기는 작아지는 효과가 있다.

Description

휴대 단말기용 내장형 안테나 {Internal antenna for using a wireless telecommunication terminal}
본 발명은 휴대단말기에 장착되는 내장형 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대단말기의 내부에 장착되는 안테나의 방사체의 구조를 다단으로 구성함으로써 전자기파 신호의 방사효율을 증대시키고 그 대역폭을 확장시키기 위한 휴대단말기용 내장형 안테나에 관한 것이다.
최근에는 무선통신 단말기의 외관을 미려하게 하기 위해서 무선통신 단말기 내부에 작은 크기의 안테나(일명 인테나(intenna))를 실장하고 있는 추세이다.
특히, 무선통신 단말기의 소형화 추세에 맞춰 무선신호를 송수신하기 위한 안테나(antenna)의 크기 역시 매우 작이지고 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 내장형 안테나의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 종래의 내장형 안테나는 다중 밴드를 사용하기 위한 GSM 대역(900MHz) 방사체(3) 및 DCS 대역(1800MHz) 방사체(4)를 구비하고, 안테나에 전자기 신호를 공급하는 급전점(1)이 안테나 왼쪽 상부에 존재한다. 상기 안테나는 단말기 PCB 기판(2)을 접지면으로 하여 기판 상부에 부착되고, 단말기 내부에 장착된다.
한편, 단말기에 안테나를 장착하기 위한 공간은 매우 협소하기 때문에 안테나의 성능을 유지하면서 안테나 크기를 최소화할 필요가 있다. 따라서 최소 크기의 안테나에 최대의 안테나 공진 길이를 얻기 위해서 도 1에 도시된 바와 같이 급전점(1)을 안테나 모서리 일단에 위치시켜 사용하였다.
이러한 종래의 안테나는 바타입(또는 플립타입)의 단말기의 경우 접지면이 비교적 넓게 고정되어 있기 때문에 좋은 성능을 기대할 수 있지만, 폴더형 단말기의 경우는 단말기의 내부 공간이 매우 작을뿐더러 폴더 커버 개폐상태에 따라 안테나 접지면 크기가 변화되기 때문에 안테나 특성이 심각하게 변화된다. 특히, 단말기가 폐상태인 경우 안테나 접지면이 매우 작아지기 때문에 상대적으로 파장이 짧은 DCS 대역 및 PCS 대역(1800MHz ~ 1900MHz 대역)에서 안테나 특성이 매우 열화되는 문제점이 있었다.
또한, 다중대역을 구현하기 위해서는 각 주파수 대역을 방사할 수 있도록 최대의 안테나 공진 길이를 구현해야하고 각 방사체간에 용량성 결합이 되지 않도록 일정간격을 띄워줘야 하는데 단말기의 내부 공간이 매우 작기 때문에 다중대역의 방사체를 구현하기 어렵거나 안테나의 크기가 커지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다중 주파수 대역(예; CDMA/GPS/USPCS 등)을 방사하는 다수의 방사수단을 다단으로 구성함으로써, 안테나 성능은 유지하면서 내부공간이 작은 단말기에 장착할 수 있는 최소 크기의 내장형 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 휴대단말기 내부에 장착되는 내장형 안테나로서, 전기 신호 공급 수단에서 공급한 전기 신호를 급전하기 위한 급전수단과, 상기 급전수단으로부터 공급된 전기 신호를 전자기파 신호로 복사하는 다수의 방사수단을 포함하고, 상기 다수의 방사수단은 다단으로 형성되는 것을 특징으로다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서는 최근 국제 로밍 서비스를 시도하고자 CDMA 대역(800MHz) 및 USPCS 대역(1800MHz)을 동시에 지원하는 다중 대역 단말기에 실장되는 내장형 안테나를 본 발명의 실시예로 설명한다. 하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 아니하고 단일 PCS 대역 또는 삼중 USPCS 대역 또는 GPS 방식 주파수 대역(예; 1575 MHz) 또는 DMB 방식 주파수 대역 등에 사용되는 단말기 전반에 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내장형 안테나를 내장형 휴대단말기의 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중대역 내장형 안테나를 실장한 무선통신 단말기에는 본체(10) 내부의 상단 일측에 내장형 안테나(11)가 실장되어 있다.
상기 내장형 안테나(11)는 플라스틱 재질의 프레임(사출물 또는 캐리어) 내부의 일측에 고정 부착되어 상기 무선통신 단말기 본체(10) 상단 일측에 실장된다. 이러한 프레임의 구조에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다단으로 구성된 휴대단말기용 내장형 안테나의 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 내장형 안테나(11)는 휴대단말기 내부에 전기신호 공급수단(미도시)으로 부터 출력되는 전자기 신호를 공급하는 급전수단(23)과, 상기 급전수단(23)으로부터 공급되는 전자기 신호에 대하여 800MHz(코드분할 다중 접속, CDMA) 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하는 제 1 방사체(20)와, 상기 급전수단(23)으로부터 공급되는 전자기 신호에 대하여 1800MHz(북미지역 개인 휴대통신, USPCS) 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하는 제 2 방사체(21)와, 상기 급전수단(23)으로부터 공급되는 전자기 신호에 대하여 1575MHz(위성위치확인 시스템, GPS) 방식 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하기 위한 제 3 방사체와, 상기 방사체들을 휴대단말기 내부의 접지면(미도시)에 접지시키기 위한 단락수단(24)을 포함한다.
제 1 방사체(20)는 도시된 바와 같이 구불구불한 미앤더 라인(meander line) 형태를 가지며, 일측은 급전수단(23)과 연결되어 있다.
또한, 제 2 방사체(21)도 도시된 바와 같이 제 1 방사체(20) 하단에 형성되어 있으며, 미앤더 라인 형태를 가지며 일측은 급전수단(23)과 연결되어 해당 주파수대역의 전자파 신호를 방사한다.
제 3 방사체(22)는 상기 제 2 방사체(21) 하단에 형성되어 있으며, 미앤더 라인 형태를 가지며, 일측은 급전수단(23)과 연결되어 해당 주파수대역의 전자파 신호를 방사하고, 타측 또는 일측은 단락수단(24)과 연결되어 방사체를 휴대단말기의 접지면에 접지시킨다.
상기 제 1 방사체(20), 제 2 방사체(21) 및 제 3 방사체(22)는 각각의 프레임의 일측에 장착 또는 프린팅되여 다단으로 형성되어 있으며, 상기 각각의 프레임 사이에는 유전체가 삽입되어, 각각의 방사체 사이에 용량성 결합을 방지한다. 상기 유전체는 유전율이 1인 공기를 주로 사용한다.
상기 프레임은 플라스틱 재질 또는 세라믹 또는 유전율이 낮은 재질의 도체를 사용할 수 있으며, 프레임의 두께는 재질에 따라서 실험치에 의하여 결정된다.
그러나, 상기와 같이 방사체를 다단으로 형성하고, 단락수단을 최하단 방사체에만 연결하는 경우에는 방사체간에 서로 영향을 주게 되어 정확한 주파수 대역으로 방사를 하지 못하는 문제점이 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다단으로 구성된 휴대단말기용 내장형 안테나의 사시도로서, 상기 도 3와 동일한 구성 및 동작에 대해서는 설명을 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 휴대단말기의 내장형 안테나는 상기 안테나 상단 프레임에 형성된 제 4 방사체(30)와, 상기 제 4 방사체(30)의 하단 프레임에 형성된 제 5 방사체(31)와, 상기 제 5 방사체(31)의 하단 프레임에 형성되고, 급전수단에서 급전한 전기 신호를 1800MHz(북미지역 개인 휴대 통신 방식, USPCS) 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하기 위한 제 6 방사체를 포함하고 있다.
상기 제 4 방사체(30)에 전기신호 공급수단(미도시)으로 부터 출력되는 전기신호가 급전되면 상기 제 5 방사체(31)와 커플링 결합하여 800MHz 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사한다.
상기 제 5 방사체(31)의 일측에는 단락수단(34)과 연결되어 방사체를 휴대단말기의 접지면(미도시)에 접지시킨다.
방사체가 800MHz 주파수 대역 신호를 방사하기 위해서는 방사체 길이가 길어지므로 방사체를 다단으로 구성하고 방사체가 커플링 결합을 함으로써, 방사체의 공진길이를 최대이 되게된다.
또한, 제 5 방사체(31)에 접지수단을 연결하여 방사체를 접지를 시킴으로써 방사체간의 서로 영향을 주지 않고, 각각의 방사체가 해당 주파수 대역을 충분히 공진하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 내장형 안테나의 다수의 방사체를 다단으로 형성하여 공진길이를 충분하게 해줌으로써 내장형 안테나에서 방사한 전자기파 신호의 방사효율을 증대(출력 임피던스 향상)시키기 때문에 전파 환경이 약한 지역에서도 내장형 안테나의 성능 저하없이 효율적으로 통신을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 방사체를 다단으로 형성함으로써 공진길이, 방사체간의 간격 및 접지면적을 충분히 함으로써 전자기파 신호의 대역폭을 확장시키기 때문에 통화품질이 향상되고 이용 가능한 주파수 대역의 범위를 늘릴 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 본 발명은 내장형 안테나의 특정 방사체간을 커플링시켜 특정 공진 주파수 대역의 전자기파 신호의 출력 임피던스를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 본 발명은 내장형 안테나의 방사체를 다단으로 형성함으로써 크기를 작게하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 내장형 안테나의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내장형 안테나를 내장형 휴대단말기의 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다단으로 구성된 휴대단말기용 내장형 안테나의 사시도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다단으로 구성된 휴대단말기용 내장형 안테나의 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 휴대단말기 본체 11 : 내장형 안테나
12 : 휴대단말기 폴더 20, 30 : 제 1 복사체
21, 31 : 제 2 복사체 22, 32 : 제 3 복사체
23, 33 : 급전부 24, 34 : 단락부

Claims (7)

  1. 휴대단말기 내부에 장착되는 내장형 안테나로서,
    전기 신호 공급 수단에서 공급한 전기 신호를 급전하기 위한 급전수단과,
    상기 급전수단으로부터 공급된 전기 신호를 전자기파 신호로 복사하는 다수의 방사수단을 포함하고,
    상기 방사수단은 다수의 방사수단이 다단으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 내장형 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사수단은
    안테나의 상단에 형성되어, 상기 급전수단에서 안테나 상부로 분기된 전기 신호를 800MHz 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하기 위한 제 1 방사체;
    상기 제 1 방사체의 하단에 형성되며, 상기 급전수단에서 급전한 전기 신호를 1800MHz 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하기 위한 제 2 방사체;
    상기 제 2 방사체 하단에 형성되며, 상기 급전수단에서 급전한 전기 신호를 1575MHz 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하기 위한 제 3 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 내장형 안테나.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방사수단을 접지시키기 위한 단락수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 내장형 안테나.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 방사체, 제 2 방사체 및 제 3 방사체 사이에는 유전체 또는 유전체 프레임이 포함되는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 내장형 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사수단은
    상기 안테나 상단 프레임에 형성된 제 4 방사체와;
    상기 제 4 방사체 하단 프레임에 형성된 제 5 방사체와;
    상기 제 5 방사체 하단 프레임에 형성되고, 급전수단에서 급전한 전기 신호를 1800MHz 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하기 위한 제 6 방사체를 포함하고,
    상기 제 4 방사체에 전기신호가 급전되면 상기 제 5방사체와 커플링 결합하여 800MHz 주파수 대역의 전자기파 신호로 방사하는 것을 특징으로 하는 휴대단말기용 내장형 안테나.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 4 방사체, 제 5 방사체 및 제 6 방사체 사이에는 유전체 또는 유전체 프레임을 포함하는 것을 특징으로하는 휴대단말기용 내장형 안테나.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 5 방사체는 일측에 방사수단을 접지시키기 위한 단락수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 휴대단말기용 내장형 안테나.
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