KR20060029686A - 통신 장치, ｒｆ 모듈 및 안테나 - Google Patents

통신 장치, ｒｆ 모듈 및 안테나 Download PDF

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Abstract

셀룰라 전화(10)와 같은 통신 장치는 rf 회로, 및 피드 및 단락 종단부를 갖는 PIFA 안테나(16)를 포함한다. 전기 도전성 자체 지지 부재(18)가 제공되어, rf 회로 및 안테나의 콘택트 포인트들 사이에 접속을 형성한다. 부재(18)는 rf 회로의 각각의 콘택트 포인트에 실질적으로 영구 접속되는 적어도 하나의 피드 필라(24, 26) 및 단락 필라(22)와, 안테나의 종단부와의 압력 접속을 형성하는 안테나 인터페이스(28)를 갖는다.

Description

통신 장치, ｒｆ 모듈 및 안테나{COMMUNICATION DEVICE AND AN ANTENNA THEREFOR}
본 발명은 셀룰라 전화와 같은 통신 장치 및 통신 장치에서 이용하기 위한 안테나에 관한 것이다.
PIFA(Planar Inverted-F Antenna)는, 낮은 SAR 성능을 나타내고, 하우징 부분에 의해 형성된 공간내의 전화 회로 위에 설치되기 때문에, 셀룰라 전화의 제조와 함께 널리 보급되었다. 따라서, 나선형 안테나가 이용되었던 경우에서처럼, 하우징으로부터 돌출된다. 통상적으로, PIFA로부터, 전화 회로를 포함하는 PCB(printed circuit board)로의 전기 접속은 단락 탭 및 하나 이상의 피드 탭을 포함한다. 통상적으로, PCB 또는 안테나 최상부면과의 인터페이스에서, 압력 접속이 행해진다.
특허 명세서 WO 01/37369는 접지(또는 단락) 요소 및 피딩 요소를 구성하는 2개의 포개진 직각 레그를 갖는 시트 금속 또는 플렉스 막으로 형성되는 안테나를 개시하고 있다. 레그의 다른 단부들은 자유로우며, U 자형 콘택트 영역을 제공하 도록 폴딩백(folded-back)된다. 이용시에, U 자형 콘택트 영역은 PCB상에 제공된 콘택트 포인트와 나란히 놓여지며, 어셈블리가 클램핑되어 잘 정의된 고정밀의 높은 콘택트 압력을 달성한다. 또한, 이 명세서는 레그들 사이에서 연장되는 임피던스 정합 요소의 제공을 개시한다.
Kevin Boyle에 의한 "Radiating and Balanced Mode Analysis of PIFA Shorting Pins" 라는 제목의, IEEE AP-S International Symposium and USNC/URSI National Radio Science Meeting, San Antonio, Texas, 16-21 June, Vol.4, pp.508-511의 문헌에는, 통상적인 PIFA의 피드 및 단락 핀에 중요한 공통의 및 상이한 모드 전류가 존재하는 것으로 기술되어 있다. 이것은 피드 및 단락 핀의 압력 접속의 품질에 관한 요구를 가지며, 또한 임의의 근접 지지 구조에서의 손실을 초래한다.
더욱이, K. R. Boyle에 의한 "Differentially Slotted and Differentially Filled PIFAs" 라는 제목의, Electronics Letters Vol.39, No.1, pp.9-10, Jan. 2003의 문헌에는, 피드 및 단락 핀들 사이의 갭을 채워서, 대역폭 확장 공진 회로의 부분을 형성하는 것이 기술되어 있다. 이것은 피드 및 단락 핀에서의 순환 전류를 증가시키는 경향이 있다. 공진 회로의 나머지, 즉, 이산 캐패시터는 PCB(또는 모듈)상에 위치된다. 그러므로, 피드 및 단락 핀과 PCB 사이의 인터페이스는 더욱 중요해진다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 피드 및 단락 핀과 PCB 사이의 인터페이스를 덜 중요하게 만드는 것이다.
본 발명의 제 1 양상에 따르면, rf 회로 및 안테나―rf 회로는 rf 회로를 안테나에 접속하기 위한 접속 수단을 포함하고, 접속 수단은 적어도 하나의 피드 필라 및 단락 필라를 갖는 전기 도전성 자체 지지 부재를 포함하며, 필라들은 rf 회로의 각각의 콘택트 포인트에 실질적으로 영구 접속됨―와, 안테나와의 압력 접속을 형성하는 안테나 인터페이스를 포함하는 통신 장치가 제공된다.
본 발명의 제 2 양상에 따르면, 지지 부재―지지 부재는 자신의 위에 rf 회로 구성요소를 갖고, rf 출력을 안테나에 접속하기 위한 접속 수단을 가지며, 접속 수단은 적어도 하나의 피드 필라 및 단락 필라를 갖는 전기 도전성 자체 지지 부재를 포함하고, 필라들은 rf 회로의 각각의 콘택트 포인트에 실질적으로 영구 접속됨―와, 안테나에 대한 접속을 위한 안테나 인터페이스를 포함하는 rf 모듈이 제공된다.
본 발명의 제 3 양상에 따르면, 적어도 하나의 rf 피드 종단부 및 단락 종단부를 갖는 신호 전달 및/또는 수신 요소와, rf 회로의 각각의 콘택트 포인트에 실질적으로 영구 접속될 적어도 하나의 피드 필라 및 단락 필라를 갖는 전기 도전성 자체 지지 요소와, 적어도 하나의 rf 피드 종단부 및 단락 종단부와의 압력 접속을 제공하는 안테나 인터페이스를 포함하는 안테나가 제공된다.
자체 지지 부재는 안테나 인테페이스를 이동시키도록 기능하여, 모든 중요 영역이 PCB 또는 모듈의 부분이 되도록 한다. 피드 및 단락 필라를 포함하는 자체 지지 부재는, rf 회로의 일부인 비교적 작은 구성요소이며, 따라서, 잘 제어된다. 자체 지지 구성요소인 부재의 이점은, 그것이 지지 구조와 관련된 손실을 겪지 않는다는 것이다. rf 회로의 각각의 콘택트 포인트에 대한 필라의 실질적인 영구 접속은 직접적으로 납땜함으로써 수행될 수 있다. 이것은 납땜이 잘 제어될 수 있고, 반복가능하므로, 높은 전류와 조합된 불량한 접속으로 인한 문제점들이 회피된다고 하는 이점을 갖는다. 안테나는 상이한 모드 전류가 더 이상 존재하지 않는 포인트에서 이러한 자체 지지 구성요소와 인터페이스한다.
이제, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하면서, 예를 통해 기술될 것이다.
도 1은 자체 지지 구성요소에 의해 PCB상의 rf 회로에 접속된 이중 대역 안테나를 갖는 셀룰라 전화의 개략도이다.
도 2는 이중 대역 안테나와 함께 이용하기 위한 자체 지지 구성 요소의 사시도이다.
도 3은 안테나와 자체 지지 구성요소 사이의 전기 접속을 수행하는 일실시예를 도시하는 도면이다.
도면에서, 대응하는 특징들을 나타내기 위해, 동일한 참조 번호가 이용된다.
도 1을 참조하면, 이중 표준, 즉 GSM 및 DCS 셀룰라 전화(10)는 rf, AF 및 다른 구성요소를 운반하며, 전화(10)의 동작을 위해 요구되는 프로그램된 마이크로콘트롤러를 포함하는 PCB(14)를 포함하는 하우징을 구비한다. 간결성 및 명료성을 위해, 언급된 다른 구성요소는, 본 발명의 이해를 위해 요구되지 않으므로, 도시되지 않는다.
이중 대역 PIFA(16)는 자체 지지되는 전기 도전성 피드 구성요소(18) 및 3개의 탑재 포스트(20)를 이용하여 PCB(14)상에서 운반된다. 예시되지 않은 다른 실시예에서, PIFA는 전화(10)의 백커버에 의해 지지되며, 피드 구성요소(18)와 접촉한다.
도 2를 참조하면, 구성요소(18)는 전체가 금속성, 예를 들면, 구리이거나, 또는, 금속화된 절연 재료, 예를 들면, 플라스틱 혹은 세라믹일 수 있다. 예시된 이중 피드 예에서, 구성요소(18)는 중간의 단락 또는 접지 필라(22) 및 각각 GSM 및 DCS 신호를 위한 외곽의 피드 필라(24, 26)를 포함한다. 단일의 표준 전화인 셀룰라 전화의 경우에, 단지 1개의 피드 필라가 요구된다.
필라(22, 24, 26)의 자유 단부는 안전하게 보관되는데, 예를 들면, rf 구성요소를 갖는 PCB(14)의 부분상의 각각의 콘택트 패드(도시되지 않음)에 대해 납땜된다. 납땜은 표준의 정확한 피크 및 배치 기법이 이용될 수 있도록 한다. 그리고 이것은 공진 구조의 훨씬 더 정확하고 반복가능한 제조를 허용한다.
구성요소(18)의 상부 표면은 안테나 인터페이스(28)를 포함한다. 안테나(16)와의 콘택트는 압력 접속에 의한 것이다. 도 3은 안테나 인터페이스(28)에 대해 탄력적으로 누르는 복수의 스프링 콘택트(30)를 갖는 안테나의 예를 도시한다. 인터페이스(28)의 이용가능한 큰 영역 및 이러한 포인트에서의 상이한 모드 전류의 부족은 인터페이스의 품질을 향상시킨다. 또한, 이 포인트에서의 인터페이싱은 안테나 임피던스의 반복가능성을 향상시키고, 그것은 rf 성능 파라미터에서의 일관성을 향상시킨다.
예시된 실시예의 변형예에서, 피드 필라(24, 26)와 단락 필라(22) 사이의 갭(들)(32, 34)을 채워서, 대역폭 확대 공진 회로의 부분을 형성할 수 있다. 공진 회로의 나머지, 예를 들어, 이산 캐패시터가 PCB(14)상에 위치된다. 피드 및 단락 필라와 PCB 사이의 인터페이스는 더 중요해진다. 필요한 경우, 하나 이상의 공진 캐패시터, 예를 들면, 캐패시터(36)(도 2)가, 구성요소(18)의 금속화된 절연 재료, 예를 들면, 세라믹에 내장될 수 있다.
명세서 및 특허 청구 범위에 있어서, 요소 앞의 "하나" 라는 단어는 그러한 요소가 복수개 존재하는 것을 배제하지 않는다. 더욱이, "포함하는" 이라는 단어는 열거된 것 이외의 다른 요소들 또는 단계들이 존재하는 것을 배제하지 않는다.
당업자라면, 본 발명의 개시 내용으로부터, 다른 수정이 가능함을 명백히 알 것이다. 그러한 수정은 통신 장치 및 그것에 대한 구성요소 부분의 설계, 제조 및 이용에 있어서 이미 알려져 있고, 본 명세서에서 이미 기술된 특징들 대신에 또는 그것에 추가하여 이용될 수 있는 다른 특징들을 포함할 수 있다. 비록, 특허 청구 범위는 특징들의 특정 조합에 대한 응용으로 형성되었지만, 본 발명의 응용의 개시 영역은, 그것이 임의의 특허 청구 범위에서 제공된 것과 동일한 발명에 관련되든지, 그것이 본 발명과 같이 동일한 기술적 문제들 중 임의의 문제 또는 모든 문제를 완화시키든지, 본 명세서에서 명시적으로 또는 암시적으로 또는 그것의 임의의 일반화된 형태로 개시된 임의의 신규한 특징 또는 특징들의 임의의 신규한 조합을 또한 포함함을 이해해야 한다. 새로운 특허 청구 범위는 본 발명의 응용의 실행 동안 그러한 특징들 및/또는 그러한 특징들의 조합을 형성하도록 형성되거나, 또는 그로부터 도출된 임의의 다른 응용일 수 있음을 주지해야 한다.

Claims (12)

  1. 통신 장치에 있어서,
    rf 회로 및 안테나와,
    상기 안테나와의 압력 접속을 형성하는 안테나 인터페이스(28)를 포함하되,
    상기 rf 회로는 자신을 상기 안테나에 접속하기 위한 접속 수단을 포함하고,
    상기 접속 수단은 적어도 하나의 피드 필라(feed pillar)(24, 26) 및 단락 필라(shorting pillar)(22)를 갖는 전기 도전성 자체 지지 부재(self supporting member)(18)를 포함하며,
    상기 필라들은 상기 rf 회로의 각각의 콘택트 포인트에 실질적으로 영구 접속되는
    통신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 이중 대역의 이중 피드 안테나를 포함하고, 상기 자체 지지 부재(18)는 상기 단락 필라(22)의 양측에 배치된 2개의 피드 필라(24, 26)를 갖는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자체 지지 부재(18)는 금속성인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자체 지지 부재(18)는 금속화된 절연 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자체 지지 부재(18)는 적어도 하나의 내장된 캐패시터(36)를 갖는 금속화된 절연 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나(16)는 PIFA인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  7. rf 모듈에 있어서,
    지지 부재(14)와,
    상기 안테나에 대한 접속을 위한 안테나 인터페이스(28)를 포함하되,
    상기 지지 부재는 자신의 위에 rf 회로 구성요소를 갖고, rf 출력을 안테나(16)에 접속하기 위한 접속 수단을 가지며,
    상기 접속 수단은 적어도 하나의 피드 필라(24, 26) 및 단락 필라(22)를 갖는 전기 도전성 자체 지지 부재(18)를 포함하고,
    상기 필라들(22, 24, 26)은 상기 rf 회로의 각각의 콘택트 포인트에 실질적으로 영구 접속되는
    rf 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 안테나는 이중 대역의 이중 피드 안테나를 포함하고, 상기 자체 지지 부재(18)는 상기 단락 필라(22)의 양측에 배치된 2개의 피드 필라(24, 26)를 갖는 것을 특징으로 하는 rf 모듈.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 자체 지지 부재(18)는 금속성인 것을 특징으로 하는 rf 모듈.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 자체 지지 부재(18)는 금속화된 절연 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 rf 모듈.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 자체 지지 부재(18)는 적어도 하나의 내장된 캐패시터(36)를 갖는 금속화된 절연 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 rf 모듈.
  12. 안테나에 있어서,
    적어도 하나의 rf 피드 종단부(26) 및 단락 종단부(26)를 갖는 신호 전달 및/또는 수신 요소(16)와,
    rf 회로의 각각의 콘택트 포인트에 실질적으로 영구 접속될 적어도 하나의 피드 필라(24, 26) 및 단락 필라(22)를 갖는 전기 도전성 자체 지지 요소(18)와,
    상기 적어도 하나의 rf 피드 종단부 및 상기 단락 종단부와의 압력 접속을 제공하는 안테나 인터페이스(28)를 포함하는
    안테나.
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