KR20080111978A

KR20080111978A - 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조

Info

Publication number: KR20080111978A
Application number: KR1020070060618A
Authority: KR
Inventors: 김승한
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2008-12-24

Abstract

본 발명은 휴대 단말기의 안테나 구조에 관한 것으로, 휴대 단말기에 있어서 메인보드가 설치되는 금속성 프론트 케이스와, 프론트 케이스와 대면한 리어 케이스에 장착되는 안테나와, 안테나를 상기 메인보드에 접속시키는 연결 수단을 포함함으로써, 별로도 요구되는 휴대 단말기의 프론트 케이스에 별도의 실장 공간을 확보하지 않고도 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 금속으로 형성된 프론트 케이스로부터 이격거리가 최대한 확보되어 금속으로의 간섭 없이 동작할 수 있다. 또한, 리어 케이스에 장착된 안테나의 접점을 휴대 단말기의 메인보드에 구비하여 리어 케이스를 프론트 케이스에 결합 시 메인보드와의 전기적 접속을 안정적으로 유지하는 휴대 단말기의 내장형 안테나를 제공할 수 있다.

프론트, 리어, 안테나, 블루투스, 급전, 접지, 탄성, 금속, 플라스틱

Description

휴대 단말기의 내장형 안테나 구조{A STRUCTURE OF INTERNAL ANTENNA FOR MOBILE PHONE}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 슬림형 휴대 단말기를 도시한 분해 사시도

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 내장형 안테나가 슬림형 휴대 단말기의 리어 케이스에 결합된 상태를 도시한 평면도

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 슬림형 휴대 단말기의 프론트 케이스를 도시한 예시도

본 발명은 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조에 관한 것이다.

통상적으로 휴대 단말기는 사용자와 다른 사용자 또는 사용자와 서비스 업자 사이에서 전기통신 기능을 제공하는 통신 기기로서, 사용자는 휴대 단말기를 휴대하고 다니면서 음성 통화, 단문 메시지, 멀티미디어 서비스, 엔터테인먼트 등의 다 양한 서비스를 즐길 수 있다.

이러한 휴대 단말기는 외형에 따라 하나의 하우징에 송화부, 수화부, 데이터 입출력 장치 등을 하나의 하우징에 설치한 바형 단말기, 바형 단말기와 같이 하나의 하우징에 송화부, 수화부, 데이터 입출력 장치 등을 하나의 하우징에 설치하고서 키패드와 같은 데이터 입력 장치를 개폐시키는 플립 커버가 부착된 플립형 단말기, 한 쌍의 하우징이 접철 가능하게 구성되면서 송화부, 수화부, 데이터 입출력 장치들을 한 쌍의 하우징에 각각 적절하게 분산 배치한 폴더형 단말기로 분류된다.

최근에는 사용자들의 취향이 다양해지면서, 슬라이딩형, 팝업형, 스윙형 단말기들이 등장하여 상용화되고 있다. 상기와 같은 휴대 단말기들은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 휴대 단말기를 이용한 이동통신 서비스는 서비스 업자가 제공하는 무선 통신망을 통해 이루어지는데, 최근에는 블루투스를 이용하여 단말기와 단말기를 직접적으로 연결하는 근거리 무선 통신이 개발되어 실용화 단계에 이르게 되었다.

블루투스를 이용한 근거리 무선 통신이 가장 쉽게 적용될 수 있는 분야로서 홈 네트워킹이 있다. 즉, 텔레비젼, 오디오 등의 영상 / 음향기기, 전자 레인지, 식기 세척기 등의 주방 용품, 조명 등 기타 모든 전기, 전자 제품에 블루투스 모듈을 탑재하고, 사용자는 하나의 리모콘만으로 집안 어디에서든 모든 가전제품을 동작시킬 수 있게 되는 것이다.

블루투스를 이용한 근거리 무선 통신이 실용화에 이르면서, 리모콘과 같은 별도의 단말 장치 없이 휴대용 단말기에 블루투스 모듈을 탑재하여 휴대용 단말기 를 이용한 이동통신 서비스 이용뿐만 아니라, 근거리 무선 통신까지 수행할 수 있도록 하기 위한 노력이 경주되고 있다.

그러나, 휴대용 단말기의 소형, 박형화로 휴대성을 향상시키고자 하는 추세에 있어서, 이동통신 서비스를 이용하기 위한 안테나 장치 이외의 블루투스 모듈과 같은 통신 모듈과 그 안테나를 휴대용 단말기에 탑재하는 것은 단말기의 휴대성을 저하시키는 요인이 되고 있다.

특히, 단말기의 소형화 추세 속에서, 블루투스 모듈의 송수신 기능을 원활하게 하기 위한 안테나 장치의 탑재에는 더 많은 어려움이 있다. 즉, 안테나 장치의 특성상 다른 회로 장치들과의 간섭을 회피할 수 있게 배치되어야 하고, 휴대 단말기의 송수신 기능을 수행하는 안테나 장치와의 간섭 없이 각각이 독립적으로 동작할 수 있게 배치해야 한다는 점에서 상당한 어려움을 겪고 있다.

따라서, 최근 단말기의 내부에 실장되는 내장형 안테나(소위 '인터널 안테나' 또는 '인테나' 라고 함)가 주류를 이루고 있다. 단말기 제조자들은 상술한 내장형 안테나의 특성을 향상시킴과 동시에 조립성 및 생산성을 향상시키기 위하여 경주하고 있는 실정이다. 상술한 내장형 안테나 장치로는 소정의 세라믹 유전체상에 적용되는 단말기의 주파수 특성에 따라 구리체를 일정 횟수만큼 권선시켜 단말기 메인 보드에 실장시키는 칩 안테나 모듈(chip antenna module)를 주로 사용하고 있다.

상술한 칩 안테나 모듈의 경우, 메인 보드인 RF 보드 상에 SMD(Surface Mounted Device) 형태로 실장되기 때문에 단말기의 경박 단소화에 더욱 주력할 수 있는 장점을 가지고 있는 반면, 메인 보드와 일정 거리가 이격되도록 설치되기 때문에 설치 공간 확보에 따라 크기를 최소화하는데 한계가 있었다.

또한, 상술한 칩 안테나 모듈이 구비된 슬림형 바-형 단말기의 경우 그 내구성을 확보하기 위하여, 합성수지로 제작된 하우징의 외관에 도금을 실시하거나, 하우징의 모서리 또는 하우징의 외장에 금속성 물질들이 구성됨에 따라 안테나 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 안테나 주변의 금속 물체는 단말기의 미관이나 기능의 실현을 위해 수반되는 필수적인 경우가 많으므로, 보다 통신 상태가 원활하도록 금속 물체에 의하여 간섭받지 않는 전자파의 송수신이 가능한 휴대 단말기의 필요성이 대두되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 내장형 안테나를 리어 케이스에 설치하여 별로도 요구되는 휴대 단말기의 프론트 케이스의 실장 공간을 최소화함으로써 휴대 단말기의 소형화에 부합하는 안테나를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 금속으로 형성된 프론트 케이스로부터 이격거리가 최대한 확보되어 금속으로의 간섭 없이 동작하는데 있다.

한편, 본 발명은 리어 케이스에 장착된 안테나의 접점을 휴대 단말기의 메인보드에 구비하여 리어 케이스를 프론트 케이스에 결합 시 메인보드와의 전기적 접속을 안정적으로 유지하는 휴대 단말기의 내장형 안테나를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 휴대 단말기에 있어서, 메인보드가 설치되는 금속성 프론트 케이스와, 상기 프론트 케이스와 대면한 리어 케이스에 장착되는 안테나와, 상기 안테나를 상기 메인보드에 접속시키는 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 확인되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 슬림형 휴대 단말기를 도시한 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 슬림형 휴대 단말기(100)는 바형 단말기로서, 다양한 형태의 하우징들이 본체로 사용되고 있다.

상기 본체는 내구성 확보 차원으로 금속재질의 프론트 케이스(110)로 이루어져 있으며, 프론트 케이스(110)는 액정표시장치(120)(Liquid Crystal Display : LCD )와 상기 액정표시장치(120)의 후면에는 상기 프론트 케이스(110)와 대면하는 플라스틱재 리어 케이스(130)가 구비된다.

또한, 상기 액정표시장치(120)의 하부면에 키패드(140)가 구비된다.

상기 리어 케이스(130)는 프론트 케이스(110)에 결합하기 위한 체결 수단임 을 당업자라면 용이하게 이해할 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 내장형 안테나가 슬림형 휴대 단말기의 리어 케이스에 결합된 상태를 도시한 평면도이다.

상기 리어 케이스(130)의 상부에는 프론트 케이스(110)의 상부에 장착된 스피커(200) 및 카메라 렌즈 모듈(210)과 대응되어 수용할 수 있는 수용부(150)와 인접한 일측단에 제1안테나(160)가 위치하는 공간이 제공된다.

상기 제1안테나(160)는 상기 리어 케이스(130)의 일측단에 장착되어 블루투스 주파수 대역인 2.4 GHz의 주파수 대역에서 동작하는 방사 소자의 일종으로 2.4 GHz 공진주파수 대역에 해당하는 길이와 간격의 도전성 금속재질로 급전선로가 형성된 PIFA 형 안테나일 수 있으나 이에 국한되지 않으며 다양한 형상의 안테나가 설치될 수 있을 것이다.

상기 제1안테나(160)는 상기 프론트 케이스(110)에 상기 리어 케이스(130)를 결합함과 아울러 금속으로 형성된 프론트 케이스(110)와 이격거리가 최대한 확보되며, 상기 리어 케이스(130)의 내면 중 일측단의 크기에 대응되게 그 크기가 설계되어 공간 활용성을 최대한 높일 수 있다. 한편, 상기 제1안테나(160)는 상기 리어 케이스(130)의 일측단에 장착된다고 해도 급전선로의 임피던스가 변화하게 되어 블루투스 대역에 인접한 2.5GHz의 공진주파수 대역으로 이동하게 된다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 슬림형 휴대 단말기의 프론트 케이스를 도시한 예시도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 프론트 케이스(110)의 소재는 알루미늄, 황 동 및 스테인리스 스틸로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나의 물질인 것이 바람직하다.

상기 프론트 케이스(110)의 내부에는 각종 정보를 입력하고, 통신을 제어할 수 있도록 메인 보드(180)가 설치된다.

상기 메인 보드(180)의 일면 중 일정 영역에는 송수신 모듈(190)이 형성된다.

상기 메인 보드(180)의 상부에는 스피커 장치(200) 및 카메라 렌즈 모듈(210)이 구비된다.

상기 메인 보드(180)는 일면에 형성된 상기 송수신 모듈(190)과 리어 케이스(130)에 장착된 제1안테나(160)를 접속시키기 위한 연결 수단인 안테나 커넥터 부싱(220)이 설치되고, 미도시 되었으나 상기 안테나 커넥터 부싱(220)과 대응된 타면에 금속으로 형성된 상기 프론트 케이스(110)와 전기적으로 접속하는 접지 패턴이 형성된다.

이때, 상기 안테나 커넥터 부싱(220)은 주로 판형상의 도전체가 프레스 가공되어 형성된다.

상기 안테나 커넥터 부싱(220)은 그 길이 일부가 대략 'V'형상으로 절곡되어 송수신 모듈(190)로부터 송수신된 신호를 리어 케이스(130)에 장착된 제1안테나(160)로 급전하기 위해 적절한 탄성을 가지는 탄성급전부(230)와, 상기 제1안테나(160)에 안정적인 접지를 지속적으로 이룰 수 있도록 하기 위한 탄성접지부(240)를 갖도록 형성된다.

여기에서, 상기 탄성접지부(240)는 메인 보드(180)의 타면에 형성된 접지 패턴과 접속됨으로 인해 금속으로 형성된 프론트 케이스(110)에 접지되어 블루투스 대역에 인접한 2.5GHz의 공진주파수 대역에 대해 확보함으로써, 반사손실 특성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 2와 같이, 상기 리어 케이스(130)의 일측 단부에는 요홈부(250)가 구비된다. 상기 요홈부(250)는 상기 리어 케이스(130)의 일측벽 내면에 형성되는 것이다.

상기 요홈부(250)의 내면에는 도전성 금속재질의 방사소자에 연장하여 단자의 형상을 ㄷ자 형태로 절곡된 제1안테나(160)로부터 블루투스 대역에 인접한 2.5GHz의 공진주파수 대역을 2.4GHz의 공진주파수 대역으로 이동시키기 위한 러버(260)가 설치된다.

상기 러버(260)는 상기 제1안테나(160)를 고정하기 위한 플라스틱 재질로 형성하는 것이 바람직할 것이다.

결국, 상기 제1안테나(160)는 도전성 금속재질로 리어 케이스(130)에 장착되어 금속으로 형성된 프론트 케이스(110)에 결합함과 아울러 프론트 케이스(110)로부터 이격거리가 최대한 확보되어 금속으로부터의 간섭 없이 안정적으로 동작하며, 송수신 모듈(190)로부터의 접점을 메인보드에 구비하여 리어 케이스(130)를 프론트 케이스(110)에 결합 시 메인보드(180)와의 전기적 접속을 안정적으로 유지한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 프론트 케이스(110)의 내부에는 상기 키패드(140) 하부에 마이크 장치(270)와 상기 휴대 단말기(100)의 무선 송수신 기능을 수행하는 방사 소자로 동작하는 제2안테나(280)가 구비된다. 예를 들면 GSM 주파수 대역인 850MHz에 인접한 주파수 대역의 신호를 송수신 한다.

또한, 상기 제2안테나(280)를 구비함에 있어서, 상기 제1안테나(160)와의 이격거리를 확보함이 바람직하며, 상기 제2안테나(280)와 상기 제1안테나(160)가 동작함에 있어서 상호 간섭을 최소화하고 각각 독립적으로 동작할 수 있게 구성된다.

상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조가 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 다양한 실시예가 있을 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 내장형 안테나를 리어 케이스에 설치하여 그 설치 위치를 다양하게 할 수 있으므로 휴대 단말기의 프론트 케이스에 별도의 실장 공간을 확보하지 않고도 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 금속으로 형성된 프론트 케이스로부터 이격거리가 최대한 확보되어 금속으로의 간섭 없이 블루투스 대역에서 동작할 수 있다.

한편, 본 발명은 리어 케이스에 장착된 안테나의 접점을 휴대 단말기의 메인보드에 구비하여 리어 케이스를 프론트 케이스에 결합 시 메인보드와의 전기적 접속을 안정적으로 유지하는 휴대 단말기의 내장형 안테나를 제공할 수 있다.

Claims

휴대 단말기에 있어서,

메인보드가 설치되는 금속성 프론트 케이스와;

상기 프론트 케이스와 대면한 리어 케이스에 장착되는 안테나와;

상기 안테나를 상기 메인보드에 접속시키는 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조.
제1항에 있어서, 상기 메인 보드는 일면에 상기 안테나의 무선 송수신 기능을 수행하도록 하는 무선 송수신회로와;

상기 무선 송수신회로와 대응된 타면에 상기 프론트 케이스와 접속하는 접지 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조.
제1항에 있어서, 상기 안테나는 상기 프론트 케이스의 상부와 대면한 일측단에 설치되어 프론트 케이스와의 이격거리를 확보하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조.
제3항에 있어서, 상기 안테나는 블루투스 대역에 해당하는 길이와 간격의 도전성 금속재질로 급전선로가 형성된 PIFA형 안테나인 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조.
제1항에 있어서, 상기 연결 수단은 상기 안테나로 급전하기 위한 탄성을 가지는 탄성급전부와,

상기 탄성급전부와 인접하여 상기 안테나를 접지시키기 위한 탄성을 가지는 탄성접지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조.
제5항에 있어서, 상기 탄성접지부는 상기 메인 보드의 타면에 형성된 접지 패턴과 접속되어 상기 리어 케이스에 장착된 안테나의 블루투스 대역에 인접한 주파수 대역에 대해 확보하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조.
제6항에 있어서, 상기 리어 케이스는 일측벽 내면에 블루투스 대역에 인접한 주파수 대역을 블루투스 대역으로 이동시키기 위한 러버를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조.
제7항에 있어서, 상기 러버는 상기 안테나를 고정하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기의 내장형 안테나 구조.