KR20050120518A

KR20050120518A - 안테나모듈

Info

Publication number: KR20050120518A
Application number: KR1020040045890A
Authority: KR
Inventors: 이재호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-06-19
Filing date: 2004-06-19
Publication date: 2005-12-22
Also published as: CN1710817A; US20050280597A1; EP1608078B1; KR100678275B1; EP1608078A3; US7154448B2; CN1710817B; EP1608078A2

Abstract

본 발명은 안테나모듈에 있어서, 전자기파를 전기적신호로 변환하는 적어도 하나의 수신용 안테나와, 전기적신호를 전자기파로 변환하는 적어도 하나의 송신용 안테나와, 상기 수신용 안테나를 통해 수신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과, 상기 송신용 안테나로 송신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과, 접지시키기 위해 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과, 상기 수신용 안테나로부터 수신되는 전기적신호를 수신기로 전송하며, 송신기에서 송신되는 전기적신호를 상기 송신용 안테나로 전송하는 하나의 급전점으로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

안테나모듈{ANTENNA MODULE}

본 발명은 안테나에 관한 것으로, 특히 분리된 송수신 안테나 및 하나의 급전점을 가지는 안테나모듈에 관한 것이다.

일반적인 휴대단말기에서는 하나의 안테나를 통해 송신 및 수신을 동시에 구현하는 방법을 사용하며, 이는 듀플렉서를 사용하여 신호 송수신을 분리함으로써 구현하는 방법이다. 그러나 상기와 같이 단일 안테나를 통해 송신 및 수신을 동시에 구현하는 상기 휴대단말기에는 송수신간의 간섭이 발생하여 휴대 단말기의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라, 송수신 신호를 분리하기 위하여 듀플렉서라는 부품을 사용하여야 한다. 그러나 상기 듀플렉서의 로스(loss)에 의해 성능이 저하되며, 듀플렉서의 크기로 인해 휴대 단말기의 소형화에 어려움이 많았다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 휴대단말기에 듀플렉서가 제거된 송수신 분리형 안테나를 제공하고 있다. 듀플렉서가 제거된 상기 송수신 분리형 안테나에서는 수신용 안테나를 통해 수신되는 신호를 연결된 수신기로 전송하며, 송신기에서 송신되는 신호를 송신용 안테나를 전송하는 두 개의 급접점을 가지고 있다. 그러나, 상기 송수신 분리형 안테나가 하나의 모듈로 이루어진다면 보다 편리하게 휴대단말기에 장착될 수 있으며, 안테나의 대역폭이 더 넓어진다면 송수신 성능이 더욱 개선될 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 송수신 안테나로 분리되면서 하나의 급전점을 가지는 안테나모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 장착이 편리한 안테나 모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 넓은 대역폭을 가지는 안테나 모듈을 제공합에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 안테나모듈에 있어서, 신호를 각각 송수신하는 적어도 두 개의 안테나와, 상기 안테나로부터 송수신되는 신호의 임피던스 및 접지시키기 위한 임피던스를 조절하는 적어도 세 개의 코일과, 상기 안테나로부터 송수신되는 신호를 송수신기로 전송하는 하나의 급전점으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 안테나모듈에 있어서, 전자기파를 전기적신호로 변환하는 적어도 하나의 수신용 안테나와, 전기적신호를 전자기파로 변환하는 적어도 하나의 송신용 안테나와, 상기 수신용 안테나를 통해 수신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과, 상기 송신용 안테나로 송신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과, 접지시키기 위해 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과, 상기 수신용 안테나로부터 수신되는 전기적신호를 수신기로 전송하며, 송신기에서 송신되는 전기적신호를 상기 송신용 안테나로 전송하는 하나의 급전점으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 안테나모듈에 있어서, 전자기파를 전기적신호로 변환하는 제1 및 제2 수신용 안테나와, 전기적신호를 전자기파로 변환하는 송신용 안테나와, 상기 제1 및 제2 수신용 안테나를 통해 수신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 제1 및 제2코일과, 상기 송신용 안테나로 송신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 제3 및 제4코일과, 접지시키기 위해 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 제5코일과, 상기 제1 및 제2 수신용 안테나로부터 수신되는 전기적신호를 수신기로 전송하며, 송신기에서 송신되는 전기적신호를 상기 송신용 안테나로 전송하는 하나의 급전점으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 휴대단말기에서 신호를 송수신하기 위한 장치가, 상기 휴대단말기에 장착되는 안테나모듈과, 상기 안테나모듈로부터 수신되는 전기적신호를 수신하는 수신기 및 상기 안테나모듈로 전기적신호를 송신하는 송신기를 구비하는 RF부와, 상기 안테나모듈로부터 송수신되는 전기적신호를 통해 무선통신기능을 수행하도록 제어하는 제어부로 구성되며; 상기 안테나모듈은, 전자기파를 전기적신호로 변환하는 적어도 하나의 수신용 안테나; 전기적신호를 전자기파로 변환하는 적어도 하나의 송신용 안테나; 상기 수신용 안테나를 통해 수신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일; 상기 송신용 안테나로 송신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일; 접지시키기 위해 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일; 및 상기 수신용 안테나로부터 수신되는 전기적신호를 상기 수신기로 전송하며, 상기 송신기에서 송신되는 전기적신호를 상기 송신용 안테나로 전송하기 위해 상기 RF부와 연결되는 하나의 급전점로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

본 발명의 실시 예에서 안테나 모듈은 한 개의 송신용 안테나, 두 개의 수신용 안테나, 상기 송신용 안테나로 송신되는 신호의 임피던스를 조절하기 위한 두 개의 코일, 상기 수신용 안테나로부터 수신되는 신호의 임피던스를 조절하기 위한 두 개의 코일 및 접지시키기 위한 한 개의 코일로 구성됨을 가정하여 설명한다. 그러나 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나모듈이 장착된 휴대단말기의 구성을 도시한 도면이며, 도 2는 상기 안테나모듈의 구성을 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 휴대단말기에 장착된 안테나모듈200은 전기적인 신호를 전자기파로 바꾸어 주거나 그 반대의 기능을 수행하는 장치이다,

상기 도 4를 참조하여 상기 안테나모듈200을 상세히 설명하면, 상기 안테나모듈200은 제1수신용 안테나201 및 제2수신용 안테나202와, 송신용 안테나205와, 제1-제5코일과, 그라운드(GND)와 단일 급전점210으로 구성된다.

상기 제1수신용 안테나201 및 제2수신용 안테나202는 내장형 안테나로. 공중망(기지국)에서 수신되는 전자기파를 수신하여 수신 주파수 대역의 신호만 수신한다. 상기 내장형 안테나인 제1수신용 안테나201 및 제2수신용 안테나202는 세라믹 칩 안테나로 구성될 수 있다. 상기 제1,제2코일203,204는 상기 수신용 안테나201로부터 수신되는 수신신호를 일정량의 임피던스로 조절하여, 상기 단일 급전점210으로 전송한다.

상기 제3,제4코일203,204는 송신기와 연결된 상기 단일 급전점210을 통해 전송되는 송신신호를 일정량의 임피던스로 조절하여 상기 송신용 안테나205로 전송한다. 상기 송신용 안테나205는 내장형 안테나로, 전기적인 신호의 송신신호를 전자기파로 변환하여 상기 공중망(기지국)으로 송신한다. 상기 내장형 안테나인 송신용 안테나205는 세라믹 칩 안테나로 구성될 수 있다. 상기 제5코일205는 접지(GND)시키기 위해 일정량의 임피던스로 조절하는 기능을 수행한다.

RF부123은 휴대 단말기의 무선 통신 기능을 수행한다. 상기 RF부123은 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강변환하는 RF수신기등을 포함한다. 또한 상기 RF부123은 본 발명의 실시 예에 따라 상기 안테나모듈200의 단일 급전점210과 연결되며, 상기 단일 급전점210으로부터 수신되는 수신신호를 상기 RF수신기로 전송한다, 또한 상기 RF부123은 본 발명의 실시 예에 따라 상기 RF송신기에서 송신되는 송신신호를 상기 단일 급전점210으로 전송한다.

모뎀(MODEM)120은 상기 송신되는 신호를 부호화 및 변조하는 송신기 및 상기 수신되는 신호를 복조 및 복호화하는 수신기 등을 구비한다. 오디오 처리부125는 코덱을 구성할 수 있으며, 상기 코덱은 패킷데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코덱을 구비한다. 상기 오디오 처리부125는 상기 모뎀120에서 수신되는 디지털 오디오신호를 상기 오디오코덱을 통해 아날로그신호 변환하여 재생하거나 또는 마이크로부터 발생되는 송신되는 아날로그 오디오신호를 상기 오디오코덱을 통해 디지털 오디오신호로 변환하여 상기 모뎀120으로 전송하는 기능을 수행한다. 상기 코덱은 별도로 구비거나 또는 제어부110에 포함될 수 있다.

메모리130은 프로그램 메모리, 데이터 메모리들로 구성될 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 휴대 단말기의 일반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램들을 저장할 수 있다. 또한 상기 데이터 메모리는 상기프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 일시 저장하는 기능을 수행한다.

제어부110은 휴대 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 또한 상기 제어부10은 상기 모뎀120 및 코덱을 포함할 수도 있다. 또한 상기 제어부110은 본 발명의 실시 예에 따라 상기 안테나모듈200을 통해 무선통신기능을 수행하도록 제어한다.

카메라부(camera module)140은 영상 데이터를 촬영하며, 촬영된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 카메라 센서와, 상기 카메라센서로부터 촬영되는 아날로그 영상신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호처리부를 구비한다. 여기서 상기 카메라 센서는 CCD센서라 가정하며, 상기 신호처리부는 DSP(Digital Signal Processor: DSP)로 구현할 수 있다. 또한 상기 카메라 센서 및 신호처리부는 일체형으로 구현할 수 있으며, 또한 분리하여 구현할 수도 있다.

영상처리부150은 상기 카메라부140에서 출력되는 영상신호를 표시하기 위한 화면 데이터를 발생하는 기능을 수행한다. 상기 영상처리부150은 상기 카메라부40에서 출력되는 영상신호를 프레임 단위로 처리하며, 상기 프레임 영상데이터를 상기 표시부160의 특성 및 크기에 맞춰 출력한다. 또한 상기 영상처리부50은 영상코덱을 구비하며, 상기 표시부160에 표시되는 프레임 영상데이터를 설정된 방식으로 압축하거나, 압축된 프레임 영상데이터를 원래의 프레임 영상데이터로 복원하는 기능을 수행한다. 여기서 상기 영상코덱은 JPEG 코덱, MPEG4 코덱, Wavelet 코덱 등이 될 수 있다. 상기 영상처리부150은 OSD(On Screen Display) 기능을 구비한다고 가정하며, 상기 제어부110의 제어하여 표시되는 화면크기에 따라 온스크린 표시데이터를 출력할 수 있다.

표시부160은 상기 영상처리부50에서 출력되는 영상신호를 화면으로 표시하며, 상기 제어부110에서 출력되는 사용자 데이터를 표시한다. 여기서 상기 표시부160은 LCD를 사용할 수 있으며, 이런 경우 상기 표시부160은 LCD제어부(LCD controller), 영상데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD표시소자 등을 구비할 수 있다. 여기서 상기 LCD를 터치스크린(touch screen) 방식으로 구현하는 경우, 입력부로 동작할 수도 있다. 키입력부127은 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능키들을 구비한다.

상기 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 안테나모듈을 구비한 휴대단말기의 동작을 살펴보면, 발신 시 사용자가 키입력부127을 통해 다이알링 동작을 수행한 후 발신모드를 설정하면, 상기 제어부110은 이를 감지하고 모뎀120을 통해 수신되는 다이알 정보를 처리한 후 RF부123을 통해 상기 안테나모듈200으로 출력한다. 상기 안테나모듈200에서 상기 RF부123으로부터 입력된 송신신호는 상기 제3,제4코일203,204를 통해 일정량의 임피던스로 조절된 후, 상기 송신용 안테나205에서 전자기파로 변환하여 상기 공중망(기지국)으로 송신된다. 이후 상대 가입자가 응답신호를 발생하면, 상기 안테나모듈200에서 상기 제1수신용 안테나201 및 제2수신용 안테나202는 수신되는 전자기파를 전기적신호로 변환하며, 상기 제1,제2코일203,204는 상기 수신용 안테나201로부터 수신되는 수신신호를 일정량의 임피던스로 조절 후 상기 RF부123 및 모뎀120으로 출력한다. 상기 RF부123 및 모뎀120을 통해 이를 감지한 상기 제어부110은 오디오처리부125를 통해 음성 통화로가 형성되어 통신 기능을 수행하게 된다.

또한 착신모드 시 상기 안테나모듈200에서 상기 제1수신용 안테나201 및 제2수신용 안테나202는 수신되는 전자기파를 전기적신호로 변환하며, 상기 제1,제2코일203,204를 통해 상기 수신용 안테나201로부터 수신되는 수신신호를 일정량의 임피던스로 조절 후 상기 RF부123 및 모뎀120으로 출력한다. 상기 RF부123 및 모뎀120을 통해 이를 감지한 상기 제어부110은 착신모드임을 감지하고, 오디오처리부125를 통해 링신호를 발생한다. 이후 사용자가 응답하면 상기 제어부110은 이를 감지하고, 역시 오디오처리부125를 통해 음성 통화로가 형성되어 통신 기능을 수행하게 된다. 상기 발신 및 착신모드에서는 음성통신을 예로 들어 설명하고 있지만, 상기 음성 통신 이외에 패킷 데이터 및 영상데이터를 통신하는 데이터 통신 기능을 수행할 수도 있다.

도 3a는 종래기술에 따라 두 개의 급전점을 가지는 송수신 분리형 안테나의 주파수 대역폭을 나타내는 그래프이며, 도 3b는 본 발명에 따라 하나의 급전점을 가지며 송수신 안테나를 분리한 안테나모듈의 주파수 대역폭을 나타내는 그래프이다. 상기 도 3에서와 같이, 본 발명에 따라 하나의 급전점을 가지며 송수신 안테나를 분리한 안테나모듈에서의 주파수 대역폭이 종래기술에 따라 두 개의 급전점을 가지는 송수신 분리형 안테나의 주파수 대역폭보다 더 넓음을 알 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 휴대 단말기와 같은 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시 할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

즉, 상술한 바와 같이 본 발명은 송수신 안테나가 분리되었으나 하나의 급접전을 가지는 안테나모듈을 제공함으로써, 종래 송수신 안테나가 분리되어 두 개의 급전점을 가지는 안테나보다 넓은 대역폭을 제공하는 효과가 있다. 또한 단일모듈로 이루어져 간편하고 편리하게 장착 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나모듈이 장착된 휴대단말기의 구성을 도시한 도면,

도 2는 상기 도 1의 안테나모듈의 구성을 도시한 도면.

도 3a는 종래기술에 따라 두 개의 급전점을 가지는 송수신 분리형 안테나의 대역폭을 나타내는 그래프이며,

도 3b는 본 발명에 따라 하나의 급전점을 가지는 송수신 분리형 안테나의 대역폭을 나타내는 그래프.

Claims

안테나모듈에 있어서,

신호를 각각 송수신하는 적어도 두 개의 안테나와,

상기 안테나로부터 송수신되는 신호의 임피던스 및 접지시키기 위한 임피던스를 조절하는 적어도 세 개의 코일과,

상기 안테나로부터 송수신되는 신호를 송수신기로 전송하는 하나의 급전점으로 구성됨을 특징으로 하는 상기 안테나모듈.
제1항에 있어서,

상기 안테나는 내장형임을 특징으로 하는 상기 안테나모듈.
안테나모듈에 있어서,

전자기파를 전기적신호로 변환하는 적어도 하나의 수신용 안테나와,

전기적신호를 전자기파로 변환하는 적어도 하나의 송신용 안테나와,

상기 수신용 안테나를 통해 수신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과,

상기 송신용 안테나로 송신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과,

접지시키기 위해 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일과,

상기 수신용 안테나로부터 수신되는 전기적신호를 수신기로 전송하며, 송신기에서 송신되는 전기적신호를 상기 송신용 안테나로 전송하는 하나의 급전점으로 구성됨을 특징으로 하는 상기 안테나모듈.
제3항에 있어서,

상기 안테나는 내장형임을 특징으로 하는 상기 안테나모듈.
안테나모듈에 있어서,

전자기파를 전기적신호로 변환하는 제1 및 제2 수신용 안테나와,

전기적신호를 전자기파로 변환하는 송신용 안테나와,

상기 제1 및 제2 수신용 안테나를 통해 수신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 제1 및 제2코일과,

상기 송신용 안테나로 송신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 제3 및 제4코일과,

접지시키기 위해 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 제5코일과,

상기 제1 및 제2 수신용 안테나로부터 수신되는 전기적신호를 수신기로 전송하며, 송신기에서 송신되는 전기적신호를 상기 송신용 안테나로 전송하는 하나의 급전점으로 구성됨을 특징으로 하는 상기 안테나모듈.
제5항에 있어서,

상기 안테나는 내장형임을 특징으로 하는 상기 안테나모듈.
휴대단말기에서 신호를 송수신하기 위한 장치에 있어서,

상기 휴대단말기에 장착되는 안테나모듈과,

상기 안테나모듈로부터 수신되는 전기적신호를 수신하는 수신기 및 상기 안테나모듈로 전기적신호를 송신하는 송신기를 구비하는 RF부와,

상기 안테나모듈로부터 송수신되는 전기적신호를 통해 무선통신기능을 수행하도록 제어하는 제어부로 구성되며;

상기 안테나모듈은,

전자기파를 전기적신호로 변환하는 적어도 하나의 수신용 안테나;

전기적신호를 전자기파로 변환하는 적어도 하나의 송신용 안테나;

상기 수신용 안테나를 통해 수신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일;

상기 송신용 안테나로 송신되는 전기적신호를 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일;

접지시키기 위해 일정량만큼의 임피던스로 조절하는 적어도 하나의 코일; 및

상기 수신용 안테나로부터 수신되는 전기적신호를 상기 수신기로 전송하며, 상기 송신기에서 송신되는 전기적신호를 상기 송신용 안테나로 전송하기 위해 상기 RF부와 연결되는 하나의 급전점로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 안테나모듈.
제7항에 있어서,

상기 안테나는 내장형임을 특징으로 하는 상기 안테나모듈.