KR20070047383A - 이동통신단말기의 핸드이펙트 저감형 내부 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신단말기의 내부 안테나 장치에 관한 것으로, 소형화 슬림화된 구조를 갖는 폴더형 이동통신단말기에서, 화면부와 본체부가 겹치지 않는 본체부 최하단부위에 마련되는 안테나 내장공간과; 상기 안테나 내장공간에 설치되는 MLMA, IFA, PIFA 중에서 선택된 어느 하나의 내장형 안테나와; 상기 안테나 내장공간의 본체부 케이스 특정위치에 끼워지는 유전체를 포함하여 구성된다.

본 발명은 소형 슬림형 단말기에서도 내장형 안테나 사용시 핸드이펙트를 줄여 콜 드랍율을 낮출 수 있으며, 손으로 감싸 쥐더라도 수신감도 저하나 대역폭의 감소를 줄일 수 있어 통화품질을 향상시킬 수 있게 된다.

내장형 안테나, 내부 안테나, 소형화, 슬림화, 핸드이펙트

Description

이동통신단말기의 핸드이펙트 저감형 내부 안테나 장치{HAND EFFECT REDUCING TYPE INTERNAL ANTENNA DEVICE OF TELECOMMUNICATION TERMINAL}

도 1은 본 발명에 따른 내장형 안테나의 구조를 보인 예시적인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 내장형 안테나의 대역폭 증가상태를 보인 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 내장형 안테나가 설치된 이동통신단말기에 유전체 설치위치를 예시한 요부 단면도,

도 4는 도 3에 따른 이득을 유전체 설치 전,후로 비교하여 보인 예시도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....피씨비 200....안테나

210....급전부 220....전류리턴패스

300...화면부 400....본체부

410....안테나 내장공간 500....유전체

본 발명은 이동통신단말기의 내부 안테나 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단말기의 소형화와 슬림화에 따른 내장형 안테나가 갖는 핸드이펙트에 의한 호 끊김현상 등의 문제를 해소시킬 수 있도록 개선된 이동통신단말기의 핸드이펙트 저감형 내부 안테나장치에 관한 것이다.

일반적으로, 안테나는 외부로부터 유입된 전파를 수신하고 내부의 다른 장치로부터 전달된 신호를 외부로 송신하는 수단으로서, 특히 무선통신기기인 이동통신단말기에서는 필수 부품으로서 기지국과의 신호 송/수신시 매개체 역할을 수행하여 통신감도를 향상시키는 동작을 수행하게 된다.

이와 같은 이동통신단말기용 안테나로는 이를테면, 모노폴안테나, 헬리컬안테나 등과 같은 외부돌출형 안테나가 주로 사용된다.

그런데, 이러한 외부돌출형 안테나는 사용중 외부간섭체에 걸려 부러지거나 파손되기 쉬우며, 휴대하기 불편하고, 외관형상이 미려하지 않는 단점을 가진다.

그럼에도 불구하고, 단말기용 안테나는 동작주파수의 λ/4 혹은 3λ/4 정도로 설계되어야 하기 때문에 대략 90mm 혹은 40mm의 길이를 가져야 하며, 이러한 이유 때문에 안테나를 외부로 돌출시킬 수 밖에 없었다.

최근에는 상술한 바와 같은 많은 문제점들도 해소하면서 갈수록 소형화, 슬림화되어 가는 이동통신단말기의 발전경향에 대응하기 위한 일환으로 안테나를 아예 단말기 내부에 내장하려는 노력들이 경주되었으며, 일 예로 MLMA(Meander Line Monopole Antenna), IFA(Inverted F Antenna), PIFA(Planar Inverted F Antenna) 등을 들 수 있다.

하지만, 단말기의 소형화와 더블어 내장형 안테나(일명 '인테나'라고도 함)를 채용하게 됨으로써 다음과 같은 문제가 유발된다.

첫째, 단말기가 소형화되면서 사용자의 한손에 들어가게 되므로 핸드이펙트(Hand Effect)로 인해 주파수이동이 발생되고 이에 따라 호 끊김현상(Call Drop)이 빈발하게 된다.

둘째, 내장형 안테나는 단말기의 외관을 미려하게 하기는 하지만 수신감도가 낮다.

세째, 수신감도를 높이기 위해 내장형 안테나 전체를 유전체로 형성할 경우에는 대역폭이 줄어들게 된다.

네째, 내장형 안테나가 단말기의 하부에 배치된 폴더형의 경우에는 화면부가 안테나 부위를 덮는 구조이므로 화면부가 닫혀있을 때에는 수신특성에 악영향을 끼친다.

다섯째, 음성통화가 아닌 영상통화가 구현되는 단말기의 경우 손으로 감싸는 빈도가 높기 때문에 핸드이펙트의 영향을 훨씬 더 많이 받게 되어 영상통화품질이 급격히 떨어지고, 심할 경우에는 영상 호(Call)이 끊어진다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 단말기의 슬림화 소형화와 더블어 안테나의 내장화 추세에 따른 핸드이펙트를 최소화할 수 있도록 내장형 안테나의 구조를 개선함과 동시에 수신감도 및 대역폭을 높여 통화품질도 향상시킬 수 있도록 한 이동통신단말기의 핸드이펙트 저감형 내부 안테나 장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 소형 슬림화된 구조를 갖는 폴더형 이동통신단말기에서, 화면부와 본체부가 겹치지 않는 본체부 최하단부위에 마련되는 안테나 내장공간과; 상기 안테나 내장공간에 설치되는 MLMA, IFA, PIFA 중에서 선택된 어느 하나의 내장형 안테나와; 상기 안테나 내장공간의 본체부 케이스 특정위치에 끼워지는 유전체를 포함하여 구성되는 이동통신단말기의 핸드이펙트 저감형 내부 안테나 장치를 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 내장형 안테나에 피씨비와 접지되는 적어도 하나 이상의 저항성분으로 동작하는 전류리턴패스를 구비한 것에도 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 특히, 소형 폴더형 단말기에 내장된 안테나가 하부에 배치된 경우 사용자가 손에 쥠으로써 생기는 핸드이펙트에 의한 여러가지 단점들 및 화면부가 구조적으로 내장형 안테나를 덮게 됨으로써 발생되는 수신감도 저하, 통화품질 저하 등의 악영향을 제거하기 위해 적절한 유전체의 선택 및 그 배치, 형상 그리고 저항을 로딩(Loading)하는 기술을 안테나의 주위에 반영하여 이를 개선시키고자 한 것이다.

고려할 사항은 사용자마다 단말기를 파지하는 습관과 모양이 다르기 때문에 핸드이펙트를 정량화하는 것은 무리가 있으나 외장형 안테나에 비해 내장형 안테나가 훨씬 더 핸드이펙트를 받으며, 특히 소형 그중에서도 화면부가 내장형 안테나를 덮은 폴더형 단말기의 경우 그 영향이 더욱 크므로 그에 촛점을 맞추어 예시적으로 설명하도록 한다.

나아가, SAR(Specific Absorption Rate)을 낮추기 위하여 일부러 안테나의 내장 위치를 단말기의 하부에 설계한 경우도 포함된다 할 것이며, 또한 영상통화를 지원하는 단말기의 경우에는 대부분 단말기의 무게중심을 하부에 두기 때문에 안테나의 내장 위치는 당연히 하부 설계가 주류이며, 이 경우 핸드이펙트는 더욱 크게 작용할 수 있다.

여기에서, SAR이란 전자파인체흡수율(電磁波人體吸收率)을 일컫는 것으로 사람의 생체조직에 흡수되는 생체의 단위질량당 전자파의 양을 에너지로 표시한 것, 즉 이동통신단말기에서 방출되는 전자파를 인체가 얼마나 흡수하는지를 보여주는 수치로서, 단말기의 전자파 인체 보호 기준은 생체 실험을 통해 인체에 해롭지 않은 전자파의 양(한국·미국·호주·캐나다는 1.6W/kg(1g평균), 일본·유럽은 2.0W/kg(10g 평균))을 기준으로 삼고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내장형 안테나의 구조를 보인 예시적인 단면도이다.

본 발명에 따른 내장형 안테나는 가장 보편화된 PIFA 형태를 예시적으로 설명하기로 한다.

예컨대, 도 1에서와 같이, 본 발명은 핸드이펙트(Hand Effect)는 안테나의 공진주파수를 쉬프트(Shift)시키거나 안테나의 송수신 이득을 저하시켜서 콜 드랍(Call Drop)을 유발하거나 수신율감소 혹은 통화감도 저하의 원인이 되게 되므로 이의 방지를 위해 안테나(200)의 일단에 피씨비(100)와 접지되는 전류리턴패스(Current Return Path)(220)를 형성한 것이다.

이때, 상기 전류리턴패스(220)는 칩 저항이나 혹은 패턴이나 재질변경을 통해 저항성 성분으로 구성함으로써 약간의 이득이 감소하지만 전반적으로 도 2의 그래프에서와 같이 공진 대역폭이 증가하게 된다.

따라서, 공진 대역폭의 증가는 핸드이펙트에 의한 공진주파수의 쉬프트가 어느 정도 있더라도 안테나(200)에서 받아들 일 수 있는 주파수대역의 폭이 커지므로 콜 드랍과 같은 현상을 줄일 수 있게 된다.

그리고, 상기 안테나(200)의 급전부(210)는 기존과 같은 형태로 피씨비(100)에 연결된다.

도 3은 본 발명에 따른 내장형 안테나가 설치된 이동통신단말기에 유전체 설치위치를 예시한 요부 단면도이며, 도 4는 도 3에 따른 이득을 유전체 설치 전,후로 비교하여 보인 예시도이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신단말기는 엘시디(310), 리시브스피커(320), 카메라(330) 등이 설치되는 화면부(300)와, 본체부(400)가 서로 겹쳐지는 부위를 제외하고 남은 부위, 즉 오버랩(Overlap)되지 않는 부위의 본체부(400) 적소에 안테나 내장공간(410)를 마련하고, 그 전단 예컨대, 본체부(400)를 구성하는 케이스에는 일정크기로 유전체(500)를 끼워넣는 형태로 마련된다.

그리하여, 상기 안테나 내장공간(410)에는 전술한 내장형 안테나(200)가 설치되며, 화면부(300)와 본체부(400)가 오버랩되지 않는 부위에 고정된 유전체(500)는 그 자체가 공진기 특성(예. 유전체 공진기:Dielectric Resonator)을 가지고 있 어 전파를 끌어당기는 기능을 가지므로 이와 같은 특성을 이용하여 특정방향으로의 전파방사특성을 강화시킴으로써 핸드이펙트에 의한 이득감소와 주파수 쉬프트 현상을 저감시킬 수 있게 된다.

즉, 도 4에서와 같이, 화면부(300)와 본체부(400)가 겹치지 않는 부위에 안테나(200)를 내장한 상태에서 그 전방인 본체부 케이스에 일정크기의 구멍을 내고, 그 구멍에 유전체(500)를 삽입함으로써 안테나(200)의 방사특성이 상기 유전체(500)로 집중되게 되어 수신감도 증대 및 핸드이펙트를 줄일 수 있게 된다.

예시된 비교예에서와 같이, 화면부(300)의 열리고, 닫힘에 상관없이 유전체(500) 측으로의 이득(A)이 기존 구조물의 이득(B)보다 현저히 크게 나타나므로 방사패턴의 강화에 따른 수신감도증대, 핸드이펙트 감소 특성을 얻을 수 있게 된다.

이때, 상기 유전체(500)가 설치된 부위는 대부분 단말기의 최하단부위이기 때문에 통화중 손으로 감싸는 일이 거의 없어 핸드이펙트를 더욱 줄일 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 소형 슬림형 단말기에서도 내장형 안테나 사용시 핸드이펙트를 줄여 콜 드랍율을 낮출 수 있으며, 손으로 감싸 쥐더라도 수신감도 저하나 대역폭의 감소를 줄일 수 있어 통화품질을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 소형화 슬림화된 구조를 갖는 폴더형 이동통신단말기에서,

   화면부와 본체부가 겹치지 않는 본체부 최하단부위에 마련되는 안테나 내장공간과;

   상기 안테나 내장공간에 설치되는 MLMA, IFA, PIFA 중에서 선택된 어느 하나의 내장형 안테나와;

   상기 안테나 내장공간의 본체부 케이스 특정위치에 끼워지는 유전체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 핸드이펙트 저감형 내부 안테나 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 내장형 안테나에는,

   피씨비에 접지되는 적어도 하나 이상의 저항성분으로 동작하는 전류리턴패스가 구비된 것을 특징으로 하는 이동통신단말기의 핸드이펙트 저감형 내부 안테나 장치.

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