KR20060070791A - 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기 - Google Patents

인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신단말기의 외장형 안테나로 사용되는 PCB안테나가 한쌍의 구조로 구성되고, 또한 PCB안테나의 잔여영역을 이용하여 매칭소자 없이 새로운 패턴부가 별도로 패터닝된 구조로 개선함으로써, 단일 PCB안테나가 갖는 공간적 한계를 극복하면서, 이중 구조에 의해 안테나의 활용공간을 3차원적으로 활용하여 안테나의 임피던스 대역폭을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
특히, PCB안테나에 추가로 패터닝되어지는 다른 주파수 대역용 패턴에 의하여 새로운 주파수 대역을 더 형성할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은, 소정의 면적을 각각 가지면서 대향되도록 배치되는 제 1,2인쇄회로기판과; 상기 제 1인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴과 제 2인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴이 서로 통전연결되는 제 1패턴부와; 상기 제 1,2인쇄회로기판의 일측이 각각 결합되어 고정되는 고정부재로; 이루어진 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기가 제공된다.
또한, 상기 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 중 하나의 일면에는 다른 주파수 대역을 형성하는 제 2패턴부가 제 1패턴부와 단락되는 상태로 패터닝되는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기가 제공된다.
단말기, PCB, 패턴, 기판, 안테나, 주파수, 대역, 갭

Description

인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기{Mobile Communication Terminal With Print Circuit Board Antenna}
도 1은 이동통신단말기에 종래의 일반적인 PCB안테나가 설치된 상태를 보여주는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 PCB안테나를 보여주는 사시도이다.
도 3은 종래의 단일 PCB안테나에 대한 임피던스 대역폭을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 대한 PCB안테나를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 PCB안테나에 대한 임피던스 대역폭을 보여주는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 이동통신단말기 12,30 : PCB안테나
14 : 인쇄회로기판 16 : 패턴부
18 : 급전부 20 : 라인
32 : 제 1인쇄회로기판 34 : 제 2인쇄회로기판
36 : 에어갭 38 : 급전부
40 : 고정부재 42 : 제 1패턴부
44 : 도전핀 46 : 제 2패턴부
본 발명은 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판형 안테나가 서로 에어갭을 형성하면서 대향되도록 배치되는 구조와, 이를 포함하면서 잔여영역에 새로운 패턴이 추가적으로 구성되는 구조를 통하여, 종래의 단일 PCB안테나가 가지는 패터닝 설계에 대한 공간적 한계를 극복하여 안테나의 임피던스 대역폭을 향상시키고, 아울러 추가적으로 형성되는 패턴에 의하여 새로운 주파수 대역이 더 유도될 수 있도록 한 것이다.
일반적으로, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant)등과 같은 이동통신단말기에서 사용되는 외장형 안테나는, 크게 헬리컬 안테나와 PCB 안테나가 사용되고 있으며, 현재 이동통신단말기의 소형 슬림화 추세에 따라 헬리컬 안테나에서 PCB안테나로 바뀌어가고 있는 실정이다.
첨부된 예시도면 도 1은 이동통신단말기에 종래의 PCB안테나가 설치된 상태를 보여 주는 것이고, 도 2는 종래의 PCB안테나의 구성을 보여주는 것이다.
첨부된 예시도면을 참조하면, 이동통신단말기(10)에는 PCB안테나(12)가 설치되는데, 이런 PCB안테나(12)는 먼저 사각모양인 인쇄회로기판(Print Circuit Board)(14)의 일면에 해당 주파수 대역을 형성하는 방사체, 즉 도전성 패턴부(16)가 패터닝되는 구조로 도시되어 있다.
여기서, 상기 인쇄회로기판(14)은 유전율을 가지고 있으며, 일측면에는 도시되지 아니한 이동통신단말기(10)의 메인 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있도록 급전부(18)가 돌출되어 있다.
위와 같이 구성되는 PCB안테나(12)를 다중 대역 이동통신단말기(10)에 적용할 경우, 상기 패턴부(16)는 첨부된 예시도면 도 3에 도시된 그래프에서 보는 바와 같이 낮은 주파수 대역(A)(예를들어 850MHZ 또는 900MHZ)과, 높은 주파수 대역(B)(예를들어 1800MHZ 또는 1900MHZ)에 대하여 송,수신이 가능하게 된다.
앞서 예시된 850MHZ,900MHZ,1800MHZ,1900MHZ는 낮은 주파수 대역(A)과 높은 주파수 대역(B)을 설명상 구분함으로써, 막연한 설명을 피하기 위한 하나의 일 예일 뿐이며, 상기 패턴부(16)의 패턴닝의 구조에 따라서 대역폭은 얼마든지 가변적으로 변동될 수 있다.
그러나, 종래의 PCB안테나(12)는, 단일 인쇄회로기판(14)이 가지는 면적을 최대한 활용하여 해당 대역에 맞게 패턴부(16)가 설계됨으로써, 그 면적이 작은 경우에는 불가피하게 패턴부(16)의 라인(20)과 라인(20)간에 간격(D1)이 자연적으로 좁아지는 형태로 설계될 수 밖에 없다.
따라서, 상기 간격(D1)이 좁게 되면, 라인(20)과 라인(20)간에 화살표와 같이 반대방향으로 흐르게 되는 전류의 간섭 영향이 크게 형성되어 첨부된 예시도면 도 3에 도시된 바와 같이 안테나의 임피던스 대역폭이 약간씩 저하되는 특성이 있으나, 특히 공진 길이가 크게 요구되는 낮은 주파수 대역(A)에서 그 저하 현상이 크게 발생되는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해소하기 위하여 인쇄회로기판(14)의 면적을 넓게 형성할 경우, PCB안테나(12)의 크기가 커지게 되어 소형 슬림화되어가는 추세에 적합하지 아니하고, 아울러 사용자의 요구에 대한 역행과, 휴대시에 불편함이 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, PCB안테나는 한쌍의 인쇄회로기판이 서로 에어갭을 가지며 대향되도록 배치되는 구조로 형성하여, 패터닝 설계에 대한 한계를 극복하고, 그에 따라 안테나의 임피던스 대역폭이 전체적으로 향상되도록 하는 점에 목적이 있다.
또한, 상기 PCB안테나의 잔여영역에 새로운 패턴이 추가되는 구조로 구성하여 새로운 주파수 대역이 더 유도될 수 있도록 하는 점에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 면적을 각각 가지면서 대향되도록 배치되는 제 1,2인쇄회로기판과; 상기 제 1인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴과 제 2인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴이 서로 통전연결되는 제 1패턴부와; 상기 제 1,2인쇄회로기판의 일측이 각각 결합되어 고정되는 고정부재로; 이루어진 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기에 기술적 특징이 있다.
또한, 상기 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 사이에는 에어갭이 형성되는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기에 기술적 특징이 있다.
또한, 상기 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 사이에는 유전체 물질이 형성되는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기에 기술적 특징이 있다.
또한, 상기 제 1패턴부를 구성하는 제 1인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴과 제 2인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴이 도전핀을 통해서 통전 연결되는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기에 기술적 특징이 있다.
또한, 상기 도전핀은, 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 사이에 수직으로 배치되면서, 그 양측 단부가 제 1,2인쇄회로기판에 형성된 각 패턴과 접촉하도록 설치되는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말에 기술적 특징이 있다.
또한, 상기 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 중 하나의 일면에는 다른 주파수 대역을 형성하는 제 2패턴부가 제 1패턴부와 단락된 상태로 패터닝되는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기에 기술적 특징이 있다.
이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
첨부된 예시도면 도 4는 본 발명에 대한 PCB안테나를 보여주는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 PCB안테나에 대한 임피던스 대역폭을 보여주는 그래프이다.
첨부된 예시도면 도 4에 도시된 PCB안테나(30)는, 우선 한쌍으로 이루어진 제 1,2인쇄회로기판(32,34)이 서로 대향되도록 배치되면서, 그 사이에는 에어갭(36)이 형성되는 구조로 구성된다. 그러나 이러한 구조로 한정되거나 국한되지 않고, 상기 에어갭(36)에 통상적으로 사용하는 유전체 물질이 구비되는 구성도 본 발명에 포함될 것이다.
아울러, 급전부(38)가 구비된 고정부재(40)에는 1,2인쇄회로기판(32,34)의 일측이 각각 결합되어짐으로써, 지지고정은 물론 에어갭(36)이 유지되도록 기능을 발휘한다. 여기서 상기 고정부재(40)는 전기적으로 통전이 가능한 재질이 사용된다.
이러한, 상기 제 1인쇄회로기판(32)의 일면과 제 2인쇄회로기판(34)의 일면에는 해당 대역을 형성하는 패턴이 연장되는 상태로 제 1패턴부(42)가 형성되는데, 상기 제 1패턴부(42)에서 제 1인쇄회로기판(32)에 형성되는 패턴과, 제 2인쇄회로기판(34)에 형성되는 패턴은 별도의 도전핀(44)를 통해서 서로 통전 연결된다.
상기 도전핀(44)은, 제 1,2인쇄회로기판(32,34)의 사이에 수직으로 배치되면서 그 양측단이 제 1,2인쇄회로기판(32,34)에 형성된 패턴에 각각 접촉되도록 설치된다.
한편, 상기 제 2인쇄회로기판(34)의 잔여영역에는 제 1패턴부(42)와 단락되는 상태로 다른 주파수 대역(B)용 제 2패턴부(46)가 추가적으로 패터닝되는 구조로 도시되어 있다. 이러한 상기 제 2패턴부(46)는 특히, 주파수 대역(B)에서의 새로운 주파수 대역(C)을 유도하는 기능을 발휘하게 된다.
나아가, 본 발명의 첨부된 도면에서는 제 1,2패턴부(42,46)가 직각으로 굴곡되는 구조로 도시되어 있지만, 이는 본 발명에 대한 이해를 쉽게 하기 위하여 하나의 제시된 예일 뿐, 이러한 패터닝 구조로 반드시 한정되거나 국한될 필요는 없다. 예를 들어 해당하는 주파수 대역을 만족할 수 있다면 다양한 패터닝 구조로 변형 가능할 것이다.
따라서, 종래기술에 설명되었던 PCB안테나(12)는, 단일 인쇄회로기판(14)에 패턴부(16)가 모두 패턴닝되어지는 구조에 의하여 패턴부(16)의 라인(20)간에 간격(D1)이 좁아지게 되고, 이에 따라 임피던스 대역폭이 감소하게 되는 점을 해소할 수 없었으나, 본 발명은 제 1,2인쇄회로기판(32,34)이 서로 대향되는 배치구조를 가지면서, 또한 제 1,2인쇄회로기판(32,34) 사이에 유전체 손실이 없는 에어갭(36)이 형성된 구조로 구성되어, 마치 헬리컬방식과 같은 3차원 공간을 활용함으로써, 제 1패턴부(42)가 제 1인쇄회로기판(32)과 제 2인쇄회로기판(34)에 연장되는 패턴닝 구조로 구현이 가능하고, 그에 따라 제 1패턴부(42)의 라인(20)과 라인(20)간에 간격(D2)이 크게 형성되어 서로 반대방향으로 흐르는 전류의 간섭 영향이 감소하게 된다.
이에 따라 첨부된 예시도면 도 5에 도시된 그래프에서 보는 바와 같이 종래에 비해 낮은 주파수 대역폭(A)과 높은 주파수 대역폭(B)이 전체적으로 향상됨을 알 수 있으며, 이에 따라 PCB안테나(30)의 효율도를 높일 수 있게 된다.
특히, 상기 제 2인쇄회로기판(34)의 잔여영역에 추가되는 제 2패턴부(46)로 인하여 주파수 대역(B)에서 또 다른 주파수 대역(C)이 유발되어 매칭소자 없이도 임피던스 대역폭을 확대 개선시킬 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 PCB안테나(30)에 대한 구성을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 실시에 대한 하나의 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 이상과 같은 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 속함이 당연한 것이다.
위와 같이 본 발명은 제 1,2인쇄회로기판이 대향되는 배치구조를 가지면서, 그 사이에 에어갭이 형성되도록 구성하여, 패턴부의 라인과 라인간에 넓은 간격을 가지도록 패터닝이 형성되어 전제적으로 대역폭을 향상시키고, 이에 따라 PCB안테나의 효율도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 제 2인쇄회로기판의 잔여영역에 추가로 패터닝되는 다른 주파수 대역용 패턴에 의하여 새로운 주파수 대역을 더 형성함으로써, 별도의 매칭소자 없이도 임피던스 대역폭을 확대 개선시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (6)

  1. 소정의 면적을 각각 가지면서 대향되도록 배치되는 제 1,2인쇄회로기판과;
    상기 제 1인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴과 제 2인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴이 서로 통전연결되는 제 1패턴부와;
    상기 제 1,2인쇄회로기판의 일측이 각각 결합되어 고정되는 고정부재로; 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 사이에는 에어갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 사이에는 유전체 물질이 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1패턴부를 구성하는 제 1인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴과, 제 2인쇄회로기판의 일면에 형성된 패턴이 도전핀을 통해서 통전 연결되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 도전핀은, 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 사이에 수직으로 배치되면서, 그 양측 단부가 제 1,2인쇄회로기판에 형성된 각 패턴과 접촉되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1인쇄회로기판과 제 2인쇄회로기판 중 하나의 일면에는 다른 주파수 대역을 형성하는 제 2패턴부가 제 1패턴부와 단락된 상태로 패터닝되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판형 안테나를 구비한 이동통신단말기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100825324B1 (ko) * 2006-05-09 2008-04-28 주식회사 스카이크로스코리아 비디오 수신 기능을 갖는 이동 통신 단말기용 안테나

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