KR20070114540A - 안테나 및 이를 포함하는 이동통신 단말기 - Google Patents

안테나 및 이를 포함하는 이동통신 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안테나 및 이를 포함하는 이동통신 단말기에 관한 것이다. 본 발명의 이동통신 단말기는, 케이스와, 케이스에 실장되고, 일단이 접지부에 연결되며 전자기파를 방사하기 위한 방사부와, 방사부에 전기적 신호를 공급하는 급전부 및 방사부의 일측에 형성되어 방사부와 접지부와의 연결을 온(ON)/오프(OFF)하는 스위치부를 포함하는 안테나를 포함한다. 이에 따라서, 이동통신 단말기의 폴더를 폐쇄 또는 개방한 상태에 따라 다른 안테나를 사용함으로써 안테나의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
안테나, 이동통신 단말기, 방사부, 패턴, 폴더, PIFA, 모노폴

Description

안테나 및 이를 포함하는 이동통신 단말기{Antenna and Mobile Communication Terminal Using the Same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 스위치부가 구비되는 것을 나타낸 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부를 나타낸 회로도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 포함하는 이동통신 단말기를 나타낸 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 안테나 20 : 이동통신 단말기
130 : 도체판 132: 패턴
140 : 급전부 150 : 접지부
160 : 스위치부
본 발명은 안테나 및 이를 포함하는 이동통신 단말기에 관한 것이다.
일반적으로 안테나(Antenna)는 외부로부터 유입된 전파를 수신하고 내부의 다른 장치로부터 전달된 신호를 외부로 송신하는 수단이다. 이러한 안테나는 무선통신기기인 이동통신 단말기에서는 필수 부품으로서 기지국과의 신호를 송/수신시에 중요한 매개체 역할을 수행하여 통신감도를 향상시키는 동작을 수행한다.
이동통신 단말기에서 안테나는 대부분 외부로 돌출된 형태로 마련되기 때문에 외부 간섭체에 걸려 파손되기 쉬우며 휴대하기가 불편했다.
이에 따라서 안테나가 이동통신 단말기에 내장되는 내장형 안테나(Internal Antenna)가 개발되고 있다. 하지만, 이와 같이 이동통신 단말기의 좁은 공간에 마련되는 내장형 안테나는 그 크기의 제약으로 인해 안테나의 효율이 감소되는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 내장형 안테나가 마련되는 이동통신 단말기가 폴더형인 경우에는 폴더를 폐쇄한 상태와 개방한 상태에서 이동통신 단말기의 보드 및 안테나의 접지면 모양이 완전히 상이하기 때문에 폴더의 개폐상태에 따라 안테나의 특성이 매우 상이해지는 문제점이 있었다.
이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 이동통신 단말기의 폴더를 폐쇄 또는 개방한 상태에 동작 특성을 달리하는 안테나 및 이를 포함하는 이동통신 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 단말기는, 케이스와, 케이스에 실장되고, 일단이 접지부에 연결되며 전자기파를 방사하기 위한 방사부와, 방사부에 전기적 신호를 공급하는 급전부 및 방사부의 일측에 형성되어 방사부와 접지부와의 연결을 온(ON)/오프(OFF)하는 스위치부를 포함하는 안테나를 포함한다.
이때, 안테나는 스위치부가 온(ON)되면, PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 안테나로 동작하고, 스위치부가 오프(OFF)되면, 모노폴(Monopole) 안테나로 동작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본체부와, 폴더부를 추가로 포함하고 안테나는 본체부의 상단부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 스위치부에 전류를 인가하는 제어부가 구비된 메인 인쇄회로 기판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 제어부는 폴더부가 개방되면 스위치부에 전류를 인가하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 안테나의 스위치부는 핀 다이오드(Pin Diode)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서의 본 발명의 안테나는, 일단이 접지부에 연결되며 전자기파를 방사하기 위한 방사부와, 방사부에 전기적 신호를 공급하는 급전부 및 방사부의 일측에 형성되어 방사부와 접지부와의 연결을 온(ON)/오프(OFF)하는 스위치부를 포함한다.
여기서, 스위치부가 온(ON)되면 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 안테나로 동작하고, 스위치부가 오프(OFF)되면 모노폴(Monopole) 안테나로 동작하는 것을 특징으로 한다.
이때, 스위치부는 핀 다이오드(Pin Diode)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 및 이를 포함하는 이동통신 단말기를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(10)는, 방사부(132), 급전부(140) 및 스위치부(160)를 포함한다.
먼저, 방사부(132)는 도체판(130) 위에 소정의 패턴으로 형성되고, 일단이 접지부(150)와 급전부(140)에 각각 연결된다. 이때, 도체판(130)이 이동하게 되면, 안테나(10)가 송수신할 수 있는 전자기파 폭 또한 변하게 되어 캐리어(120)에 고정을 하여야 한다.
급전부(140)는 방사부(132)에 전기적 신호를 공급한다.
스위치부(160)는 방사부(132)의 일측에 형성되어 방사부(132)와 접지부(150)와의 연결을 온(ON)/오프(OFF)한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 살펴 보면 다음과 같다.
인쇄 회로기판(100)에 형성된 접지판(110)과, 그 접지판(110)을 마주보고 일정 간격 이격된 위치에 판 형상의 캐리어(120)가 설치된다. 이러한 캐리어(120)의 상측면에는 도체판(130)이 형성되며, 그 도체판(130)에는 도전성 물질인 라디에이터가 인쇄되어 패턴을 가지는 소정의 방사부(132)가 형성된다.
또한, 방사부(132)에 인쇄회로기판(100)으로부터의 전기적 신호를 공급하기 위해 급전부(140)가 형성되는데, 급전부(140)는 그 일단이 도체판(130)에 형성된 방사부(132)에 연결되며 타단이 인쇄회로기판(100)에 연결된다.
이와 함께, 도체판(130)을 접지판(110)에 접지시키기 위해 접지부(150)의 일단이 방사부(132)에 연결되고 타단이 인쇄 회로기판(100)에 연결된다.
또한, 방사부(132)의 일측에 스위치부(160)가 형성되어 방사부(132)와 접지부(150)와의 연결을 온(ON)/오프(OFF)한다.
여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부(160)가 구비되는 것을 살펴 보면 도 2와 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 스위치부가 구비되는 것을 나타낸 부분 확대도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부(160)는 도체판(130)에 형성된 방사부(132)에서 급전부(140)와 접지부(150)의 사이에 형성된다.
이때, 방사부(132)는 전술한 바와 같이 도전성 물질인 라디에이터로 인쇄되는데 그 일부가 절단된 형태를 가지며 절단된 부분에 스위치부(160)가 형성된다. 즉, 방사부(132)는 접지부(150)와 급전부(140)의 사이가 소정 간격으로 절단되어 형성되고 그 부분에 스위치부(160)가 형성된다.
이에 따라서, 스위치부(160)를 온(ON)/오프(OFF)시켜 방사부(132)와 접지부(150)와의 연결을 온(ON)/오프(OFF)시킬 수 있다.
여기서 이러한 스위치부(160)의 일례를 살펴 보면 도 3과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부를 나타낸 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치부(160)는 핀 다이오드(PIN diode)를 사용할 수 있다. 이러한 핀 다이오드는 핀 접합을 갖는 다이오드로서, 주로 반송파가 주입되는 전도도의 변화를 이용한 마이크로파의 스위칭 감쇠용 다이오드이다.
이러한, 핀 다이오드 스위치는 RF(Radio Frequency) 신호 입력단자와 출력단자, 전원 바이어스 단자, 캐패시터(C1, C2, C3)와 인덕터(L1, L2) 및 핀 다이오드(D)를 포함하여 구성된다.
제1 캐패시터(C1)는 RF 출력단자 바로 전에 위치해 있으며 제1 캐패시터(C1)와 제1 인덕터(L1)는 병렬로 연결되어 있고 다시 제2 캐패시터(C2)가 연결되어 접지되어 있다.
또한, 제 2인덕터(L2)는 입력단자 바로 뒤쪽의 핀 다이오드(D)와 병렬로 연결되어 있다. 제3 캐패시터(C3)는 제2 인덕터(L2)와 직렬로 연결되어 있다.
이와 같이 구성되는 핀 다이오드 스위치의 동작을 살펴보면, 스위치(160)가 온(ON)으로 되기 위해서는 전원 바이어스(Bias) 단자에 직류 +전원이 인가되는데, 인가된 직류 +전원은 제1 인덕터(L1)를 통과하여 핀 다이오드(D)로 유입됨으로써 핀 다이오드(D)가 온(ON) 상태가 된다.
입력된 RF 신호가 출력단자로 전달되고, 핀 다이오드(D)를 통과한 직류전원은 제2 인덕터(L2)로 빠져나가게 된다. 제1 및 제3 캐패시터(C1, C3)는 직류 전원 차단(blocking)을 용이하게 하며, 제2 캐패시터(C2)는 전원선에 발생하는 기생 고주파 신호를 제거한다.
이와 같이, 접지부(150)와 연결된 스위치부(160)가 온(ON)되면 안테나(10)가 PIFA(Planar Inverted-F Antenna, 이하 PIFA) 안테나로 동작하고, 스위치부(160)가 오프(OFF)되면 모노폴(Monopole) 안테나로 동작한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 장착된 이동통신 단말기를 살펴 보면 도 4과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 포함하는 이동통신 단말기를 나타낸 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(10)를 포함하는 이동통신 단말기(20)는 안테나(10), 폴더부(200) 및 본체부(210)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 폴더부(200)에는 디스플레이부(202)가 실장되고 본체부(210)에는 메인 인쇄회로 기판(100)이 구비된다. 이러한, 폴더부(200)와 본체부(210)는 서로 접철되도록 결합되며 본체부(210)의 상단부에는 안테나(10)가 구비된다.
안테나(10)는 본체부(210)의 케이스(220) 내에 실장되며 메인 인쇄회로 기판(100)에 연결된다. 이때, 메인 인쇄회로 기판(100)에는 안테나(10)의 스위치부(160)에 전류를 인가하는 제어부(102)가 구비된다.
따라서, 제어부(102)는 폴더부(200)가 개방되면 스위치부(160)에 전류를 인가하여 스위치부(160)가 온(ON)되도록 하고, 폴더부(200)를 폐쇄하면 스위치 부(160)가 오프(OFF)되도록 한다.
여기서, 스위치부(160)의 온(ON)/오프(OFF) 됨에 따른 안테나(10)의 동작을 좀 더 상세하게 살펴 보면 다음과 같다.
1. 스위치부(160)가 온(ON) 되는 경우 - PIFA 안테나로 동작
폴더부(200)가 개방되면 제어부(102)는 스위치부(160)에 전류를 인가하여 스위치부(160)를 온(ON) 시킨다. 이에 따라서 접지부(150)와 방사부(130, 132)가 연결되며 방사부(130, 132)는 급전부(140)로부터 전기적 신호를 공급받아 전자기파를 방사한다.
이와 같이, 폴더부(200)를 개방하면 디스플레이부(202)의 접지면이 안테나(10) 쪽으로 다가오지만, 스위치부(160)가 온(ON)되어 접지부(150)와 방사부(130, 132)가 연결되어 접지부(150)가 한 면으로 고정된다.
이로 인해서 안테나(10)가 어느 쪽에 위치하던지 비슷한 성능을 보이기 때문에 주변환경에 대한 영향을 적게 받을 수 있다. 또한, 접지면이 가까운 쪽에 위치해도 우수한 특성을 갖는다.
이와 같이 PIFA로 동작하는 안테나(10)는 방사부(130, 132)에 유기된 전기적 신호에 의해 발생하는 전체 빔 중 접지부(150) 측으로 향하는 빔이 재유기되어 인체에 향하는 빔을 감쇠시킨다. 이에 따라서, 이동통신 단말기(20)에서 발생하는 전자파가 인체에 얼마나 흡수되는가를 나타내는 수치인 전자파 인체 흡수율(Specific Absorption Rate; SAR)의 특성을 개선할 수 있다.
또한, 안테나(10)가 인체에 닿았을 때 수신율이 낮아지는 등의 문제점을 개선할 수 있다.
2. 스위치부(160)가 오프(OFF) 되는 경우 - 모노폴 안테나로 동작
폴더부(200)가 폐쇄되면 제어부(102)는 스위치부(160)를 오프(OFF)시킴으로써 접지부(150)와 방사부(130, 132)와의 연결이 끊어지고, 방사부(130, 132)는 급전부(140)로부터 전기적 신호를 공급받아 전자기파를 방사한다.
이와 같이, 폴더부(200)를 폐쇄하면 디스플레이부(202)의 접지면이 사라지고 사방이 열린 구조를 갖아 무지향성인 모노폴 안테나로 동작함으로써 좋은 효율을 얻을 수 있다.
이러한, 본 발명의 이동통신 단말기(20)에 구비되는 안테나(10)는 그 방사부(132)의 넓이 및 길이가 안테나(10)의 작동주파수의 범위에 의해 정해지는 것은 당연할 것이다.
또한, 지금까지 설명한 실시예에서는 스위치부(160)가 핀 다이오드인 것에 대해서만 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 온(ON)/오프(OFF)되도록 동작하는 모든 스위치의 적용이 가능하다.
또한, 스위치부(160)의 일례로서 제시한 핀 다이오드(D)를 이용한 스위치(160)가 도 3에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는다고 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 온(ON)/오프(OFF)가 가능한 핀 다이오드(D)와 동일한 기능을 하는 경우에 한해서 그 구성 및 구조가 다양하게 변경되어도 무방하다 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 안테나(10)가 본체부(210)의 케이스(220) 내에 실장되었지만, 이에 한정되지는 않으며 폴더부(200)의 케이스(부호 미도시) 내에 실장되도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
따라서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 청구범위를 뒷받침하여 해석해야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 이동통신 단말기의 폴더를 폐쇄 또는 개방한 상태에 따라 다른 안테나를 사용함으로써 안테나의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 케이스와;
    상기 케이스에 실장되고, 일단이 접지부에 연결되며 전자기파를 방사하기 위한 방사부와, 상기 방사부에 전기적 신호를 공급하는 급전부 및 상기 방사부의 일측에 형성되어 상기 방사부와 상기 접지부와의 연결을 온(ON)/오프(OFF)하는 스위치부를 포함하는 안테나;
    를 포함하는 이동통신 단말기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는,
    상기 스위치부가 온(ON)되면 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 안테나로 동작하고, 상기 스위치부가 오프(OFF)되면 모노폴(Monopole) 안테나로 동작하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    본체부와;
    폴더부를 추가로 포함하고,
    상기 안테나는 상기 본체부의 상단부에 설치되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치부에 전류를 인가하는 제어부가 구비된 인쇄회로 기판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 폴더부가 개방되면 상기 스위치부에 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나의 상기 스위치부는 핀 다이오드(Pin Diode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
  7. 일단이 접지부에 연결되며 전자기파를 방사하기 위한 방사부;
    상기 방사부에 전기적 신호를 공급하는 급전부; 및
    상기 방사부의 일측에 형성되어 상기 방사부와 상기 접지부와의 연결을 온(ON)/오프(OFF)하는 스위치부;
    를 포함하는 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위치부가 온(ON)되면, PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 안테나로 동작하고, 상기 스위치부가 오프(OFF)되면, 모노폴(Monopole) 안테나로 동작하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위치부는 핀 다이오드(Pin Diode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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