KR20070038180A - 무선 단말기, 무선 모듈, 및 무선 단말기 또는 무선 모듈을제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

기판을 포함하는 모듈(20), RF 구성요소(32, 33), 특히 PIFA 타입의 안테나(25) 및 안테나와 기판을 연결하는 연결부(30)로 형성되는 무선 단말기가 기술된다. RF 구성요소는 안테나의 동작을 저하시키지 않고서, 연결부 근처에 또는 심지어 연결부상에 위치된다. RF 구성요소를 이러한 연결부상에 위치시킴으로써, 기판상의 회로를 위해 이용가능한 영역이 만들어진다.

Description

무선 단말기, 무선 모듈, 및 무선 단말기 또는 무선 모듈을 제조하는 방법{WIRELESS TERMINAL, WIRELESS MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING SUCH A TERMINAL}

본 발명은 무선 단말기에 관한 것이다. 본 발명은 GSM(880 내지 960 MHz), DCS(1710 내지 1880 MHz), PCS(1850 내지 1990 MHz) 및 선택적으로 Bluetooth^RTM(2.4 GhZ 범위에서의 ISM 대역)과 같은 전화 표준에 따라 동작가능한 다수의 표준 전화에 특히 적용할 수 있으나, 그것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 안테나 시스템 및 결합 단에 포함되는 적어도 그러한 구성요소를 갖는 무선 모듈에 관한 것이다.

더욱이, 본 발명은 그러한 단말기를 제조하는 방법에 관한 것이다.

셀룰라 전화의 계속되는 세대들의 발전에 있어서, 안테나의 감도를 유지하면서 그것의 크기(volume)를 감소시키고자 하는 바램과 함께, 무선 단말기의 크기를 감소시키기 위한 커다란 노력이 있었다. 외부 탑재 단극 안테나의 뒤를 이어, PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 및 노치 안테나(예컨대, 특허 문헌 WO 03/094346을 참조)와 같은 내부 안테나가 개발되고 있다. 그러나, 단말기의 크기를 더 감소시키고, 그것의 제조를 용이하게 하기 위한 보다 많은 노력이 필요하다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 단말기의 모든 부분들을 효율적인 방식으로 이용하는 것이다.

본 발명에 따르면, 기판, RF 구성요소, 안테나 시스템 및 안테나와 기판을 연결하는 연결부를 포함하는 모듈로 형성되는 무선 단말기는, 결합 단의 일부일 수 있는 적어도 하나의 RF 구성요소가 연결부 근처에 위치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 1 양상에 따르면, PCB 그라운드(기판)를 상승시키도록 RF 부분들이 위치된다.

본 발명의 제 2 양상에 따르면, 적어도 하나의 RF 구성요소가 연결부상에 탑재된다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하면서, 예를 통해, 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 단말기를 도시한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무선 모듈을 도시한다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무선 모듈을 도시한다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무선 모듈을 도시한다.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 무선 모듈을 도시한다.

도면에서, 대응하는 특징들은 동일한 참조 번호에 의해 표기된다.

도 1은 무선 단말기(1)를 도시한다. 이러한 단말기는 하우징 및 도 2에 도시된 무선 모듈을 포함한다. 도 1에서, 단말기(1)의 하우징은 스크린(5), 다양한 버튼(7), 마이크로폰(9) 및 확성기(10)를 구비한다.

도 2에 도시된 모듈은 PCB(printed-circuit board)로 형성된 메인 보드(20)로 구성되며, PCB상에는 단말기의 동작을 위한 통상적인 요소 또는 회로가 납땜된다. 명료성을 위해, 이들 요소 또는 회로는 도 2에 도시되지 않는다. 이러한 모듈은 PIFA 타입의 안테나(25)를 포함한다. 이러한 타입의 안테나는, 예컨대, 특허 문헌 WO 03/094346에 개시되어 있다. 안테나 기판상에 위치되는 이러한 안테나는 연결부(30)를 통해 메인 보드(20)에 연결된다.

본 발명의 양상에 따르면, 이러한 연결부는 RF(radio frequency) 구성요소(32, 33)의 지지부이다. 이들 구성요소는 연결부 위에서 개략적으로 표현된다. 사실상, 그들은 이러한 부분(30) 아래에 탑재될 수 있다. 도 2는 차분 슬롯(diffrential slot)(37), 피드 탭(feed tab)(40) 및 단락 탭(shorting tab)(42)을 도시한다. 이들 요소는 안테나의 동작을 위한 필요한 것이다.

바람직하게, 안테나 기판은 연결부(30)를 또한 구성하는 플렉시블 지지 PCB에 의해 구성된다. 처음에, 안테나(25)는 평탄한 구조를 갖는다. 그 후, 도 2에 도시된 바와 같이 라인 A-A'을 따라 구부려진다.

안테나(25) 및 PCB(이들 사이에 전압이 공급됨) 둘다로부터 방사가 존재하므로, 공급의 위치는 안테나(25)/PCB 결합 시스템(메인 보드(20))의 성능에 중요하지 않다. 전체 성능을 저하시키지 않고서, 전체 RF 회로를 수용하기 위해, 안테나(25)상에서 이용가능한 충분한 영역을 만드는 것이 현실적이다. 실제로, 플렉시블 PCB상에 만들어진 RF 회로는 그라운드 층 위에서 실현될 필요가 없기 때문에, RF 성능을 향상시킬 수 있다. 이것은 이들 구성요소내에 회로가 보다 고르게 분포되도록 하며, 따라서, 보다 높은 품질 계수가 되도록 한다.

도 2에 도시된 차분 슬롯(37)은 안테나(25)가 단락 회로로 되는 것을 방지할 필요가 있다. 이러한 실시예에서, 이것은 메인 PCT에 직교하는 구조의 일부, 즉, RF 회로 또는 요소를 또한 지지하는 일부로 실현된다. 그것은 (메인 PCB에 평행한) 안테나 최상부 판상에 또한 형성될 수 있는데, 이것은 사용자 상호작용의 임의의 가능성을 방지하기 위해, 여기서는 회피되는 것이다. 실제로, 안테나 슬롯을 제거하여, 사용자 상호작용과 관련된 문제들을 회피할 수도 있다. 그 대신에, 슬롯의 기능은 (2004년 7월 15일에 출원된 PCT 계류 특허 출원 IB2004/002369에 개시된 바와 같은) 이산적인 구성요소들을 이용하여 복제될 수 있다.

도 3에는 본 발명의 제 2 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예에 따르면, 안테나 피드(40) 및 단락 탭(42)은 안테나(25)의 평탄 부분상으로 이동된다. 이러한 실시예에서는, 회로를 위해 이용가능하게 만들어질 수 있는 영역과 사용자 상호작용(사용자는 안테나의 피드 영역에 대해 그의 손가락을 댈 수 있음)에 종속되는 안테나의 성능 사이의 절충안이 존재할 수 있음을 고려해야 한다.

도 4에는 본 발명의 제 3 실시예가 도시되어 있다.

PIFA 안테나의 대역폭 및 공진 주파수는 PCB 그라운드 위의 안테나 높이에 크게 의존한다. RF 모듈은 국부화된 영역에 대해 유효 그라운드 레벨을 상승시키는 경향이 있고, 그것은 안테나 공진 주파수를 증가시키고, 대역폭을 감소시키는 경향이 있다. 이것의 정도는 모듈의 위치에 의존한다. 본 발명에 따르면, RF 모듈(60, 60'...)은 안테나 피드(40)에 근접하여 위치된다. 그리고, 효과는 최소로 된다. 실제로, 로컬 그라운드 레벨은 안테나의 성능에 악영향을 미치지 않고서, 크게 증가될 수 있다. 이를 나타내기 위해, 도 4에서의 안테나 구성은, 아래의 표 1에 나타낸 바와 같은 결과를 제공한다.

표 1은 (메인 보드상에 돌출되는 방식으로 위치된 RF 모듈이 없는) 종래 구성 및 도 4에 도시된 구성의 공진 주파수와 Q 사이의 관계를 나타낸다.

피드 근처의 PCB 그라운드를 상승시키는 것은 안테나 공진 주파수를 상승시키지만, 안테나 Q를, 그에 따라서 대역폭을 저하시키지는 않는다. 실제로, 증가된 공진 주파수는 이중 대역 애플리케이션에서 유용할 수 있는데, 그 이유는, 최적의 공진 주파수는 슬롯이 적용되기 전에 관련된 2개의 주파수의 대략적인 기하 평균(geometric mean)에 있기 때문이다. 이 때문에, RF 모듈(60, 60' ...)은 전체 성능에 큰 영향을 미치지 않으면서, 서로의 위에 적층될 수 있다. 이것은 PCB 영역을 절약시킨다.

무선 모듈을 제조하는 방법이 도 5에 도시되어 있다. 모든 부분들, 즉, 모듈의 동작을 위한 필수적인 요소들(70, 71, 72, ...)을 이미 포함하는 부분(20), RF 요소(32, 33)를 포함하는 부분(30) 및 안테나를 구성하는 부분(25)은, 동일한 지지부상에 배열되며, 다른 제조 단계에서 구부려져서, 요구되는 형상을 제공하게 된다. 전술한 바와 같이, 하나의 대안은 안테나 및 RF 요소를 플렉시블 PCB상에 위치시킨 후, 플렉시블 PCB를 메인 보드(20)와 연결하고, 동일한 방식으로 그것을 구부리는 것이다.

본 발명의 다른 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 무선 모듈은 구부려지지 않은 상태로 표현된다. 이러한 실시예는 원리적으로 디바이스의 메인 PCB상에 현재 위치된 회로의 큰 부분이 안테나 부분(25)으로 이동할 수 있다는 인식에 근거한 것이다.

종래의 구성에서, RF 신호는 안테나와 메인 PCB 사이에 인가되어, 둘다 (소정의) 방사선을 구성하도록 한다. 모든 구성요소는 메인 PCB상에 위치된다. 이것은 (마이크로폰, 키보드, 배터리 등과 같은) 모든 입력 및 (디스플레이, 확성기 등과 같은) 출력이 또한 메인 PCB(25)와 접속되기 때문에 편리한 것이다.

도 6에서, 안테나(25)는 라인 A-A' 위의 부분인 것으로 고려된다. 그것의 피드 포인트는 참조 번호(40)에 의해 표기된다. PCB(20)는 이러한 라인 아래의 부분이다. 안테나가 플렉시블 PCB 또는 MID 구성으로 만들어진다면, 구성요소(32, 33...)는 안테나 구조상에 위치될 수 있고, 그것은 메인 PCB의 확장부인 것으로 고려될 수 있다. 이것은 공간을 절약하고, RF 구성요소를 위한 안테나를 형성하는데 있어 일반적으로 우수한 기판을 이용할 수 있도록 한다.

회로 기판으로서 안테나를 이용하는 것의 문제점은, 후속하여 요구되는 입력 및 출력을 접속하기 위해, 전력 및 데이터 라인이 메인 PCB(20)에 다시 접속되어야 한다는 것이다. 그러한 접속은 통상적으로 안테나의 성능을 저하시킬 것이다. 그러므로, 메인 PCB의 그라운드에 접속되는 단락 탭(42)으로 안테나를 제조한다. 그 다음, 데이터 및 전력 라인은, 도 6에서 참조 번호(80)에 의해 표기된 바와 같이, 안테나의 성능을 저하시키지 않으면서, 이러한 탭 위 또는 내부로 진행될 수 있다.

단락 탭은 특허 문허 WO 02/06005에 기술된 바와 같은 임피던스 변화를 초래할 것이다. 피드와 단락 탭 사이의 슬롯은 이러한 변화의 레벨을 제어하는데 이용될 수 있다.

안테나는 평탄 단극형 구조 또는 PIFA(여기서, 라인 A-A' 및 B-B'을 따라 구부리는 것이 적용될 것임)일 수 있다.

Claims (10)

1. 기판, RF 구성요소, 안테나 시스템 및 안테나를 기판에 연결하는 연결부를 포함하는 모듈로 형성된 무선 단말기에 있어서,

   적어도 하나의 RF 구성요소가 상기 연결부 근처에 위치되는 것을 특징으로 하는

   무선 단말기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 RF 구성요소는 상기 연결부상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 RF 구성요소는 상기 안테나 시스템상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 안테나 및 상기 연결부는 플렉시블 PCB 형태의 전성(malleable) 기판으로 제조되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 안테나는 IPFA 타입의 안테나인 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 안테나는 피드 탭(feed tab)을 통해 공급되고,

   상기 피드 탭은 상기 연결부상에 위치되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 안테나 기판상에 위치된 상기 안테나는 피드 탭을 통해 공급되고,

   상기 피드 탭은 상기 안테나 기판상에 위치되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
8. 안테나 시스템, 메인 회로를 현저하게 수용하는 기판, RF 구성요소, 및 안테 나를 상기 기판에 연결하는 연결부를 포함하는 무선 모듈에 있어서,

   적어도 하나의 RF 구성요소가 상기 연결부 근처에 위치되는 것을 특징으로 하는

   무선 모듈.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 적어도 하나의 RF 구성요소는 상기 안테나 시스템상에 위치되는 것을 특징으로 하는 무선 모듈.
10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 무선 단말기 또는 제 4 항의 무선 모듈을 제조하는 방법에 있어서,

    상기 안테나, 상기 메인 회로 및 상기 RF 구성요소의 패턴이 제공되는 PCB로부터 시작하는 단계와,

    상기 PCB를 3개의 부분으로 분할하는 단계―제 1 부분은 상기 메인 보드에 할당되고, 제 2 부분은 상기 안테나에 할당되며, 연결부는 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분을 연결함―와,

    적어도 다양한 메인 회로를 상기 제 1 부분상에, 상기 안테나를 상기 제 2 부분상에, 그리고 소정의 RF 구성요소를 상기 연결부상에 위치시키는 단계와,

    상기 부분들이 상기 단말기에 적합한 하우징내에 위치되도록, 상기 부분들을 구부리는 단계를 포함하는

    무선 단말기 또는 무선 모듈을 제조하는 방법.

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