KR20090033367A - 안테나 장치 및 휴대형 단말 장치 - Google Patents

Abstract

유전 재료로 인한 손실을 최소로 유지하고 소형 및 경량을 달성하기 위하여, 안테나 도체의 일부만을 보드에 접촉시킨, 안테나 장치 및 휴대형 단말 장치는, 고주파수 송/수신 회로가 탑재된 평탄한 회로 보드(1)와, 그 회로 보드(1)의 단부 위로 부분적으로 지지되고 이용된 주파수에 대해 필요한 파장을 갖는 스트라이프 형상 또는 와이어 형상의 안테나 도체(2)를 포함한다.

Description

안테나 장치 및 휴대형 단말 장치{ANTENNA DEVICE AND PORTABLE TERMINAL DEVICE}

본 발명은 이동 전화 또는 다른 휴대형 단말의 내장 안테나용으로 이용하기에 적합한 안테나 장치 및 휴대형 단말 장치에 관한 것이다.

이동 전화 또는 자동차 장착 디바이스 또는 다른 휴대형 단말 장치에서는 소형, 경량 및 고성능형 안테나 장치가 요구되어 왔다.

예컨대, 시장에 나와 있는 이동 전화 중에서, 두가지 타입의 안테나, 즉, 송신 및 수신용으로 이용되는 휩 안테나(whip antenna) 및 수신 전용 내장 안테나가 마련된 다이버시티 시스템(diversity system)을 이용하는 이동 전화가 늘고 있다.

이 경우, 단극 안테나가 휩 안테나로서 널리 이용되고, 역 F 타입 안테나, 세라믹을 이용하는 칩 안테나 등이 내장 안테나로서 널리 이용되고 있다.

모두가 소형 및 경량화를 가능하게 하고, 동시에, 고성능 및 광대역을 가능하게 하는 기술을 채용하고 있다. 이와 관련한 많은 기술이 제안되었다.

예컨대, 슬롯 안테나를 실현함으로써 우수한 송/수신 성능을 유지하면서 소 형화 및 박형화를 실현하기 위해 넓고 구부러진 판 금속(sheet metal)을 이용하는 기술(예컨대, 특허 문헌 1 참조), 관통 구멍(through-hole) 및 보드의 주위 에지에 도체 패턴을 이용하고 출력을 최고 상한까지 증가시키도록 나선형 패턴을 형성하는 기술(예컨대, 특허 문헌 2 참조), 등이 알려져 있다.

[특허 문헌 1] : 일본 특허 공보(A) 제 1995-193416 호

[특허 문헌 2] : 일본 특허 공보(A) 제 1997-71189 호

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 내장 안테나로 칩 안테나를 이용할 경우, 큰 부피를 갖는 부품을 이용하지 않는 한 이득이 없다. 탑재 공간에 의존하는 한, 보드를 제외하고 탑재될 수 없으므로, 용적을 확보하는데 한계가 있다.

또한, 이러한 문제를 해결하기 위해, 하우징에 판 금속을 부착하고, 그것을 보드의 안테나 부분과 접촉시킴으로써 구성된 안테나가 또한 있다.

그러나, 이 경우에는, 하우징측에 부착하기 위한 설계가 필요하게 된다. 또한, 보드와의 접점에 있어서, 하우징내에 조립되지 않는 한, 안테나와 보드측 사이의 도전이 확보될 수 없다.

또, 특허 문헌 1에 개시된 기술에 따르면, 파장을 더욱 길게 보이게 하기 위해 안테나에 유전 재료가 부착된다. 그러나, 어느 주파수까지 처리할 수 있는지를 즉시 알 수 없다. 또한, 세트의 형상과 설치 공간이 상이한 경우 등에는 설계가 어렵다.

또한, 특허 문헌 2에 개시된 기술에 따르면, 보드의 주위 에지에 안테나를 탑재할 때, 보드상에 또는 보드와 접촉하여 방사에 기여하는 안테나 도체를 형성하는 경우, 방사 파워가 손실되고 성능이 저하한다고 하는 결점이 있었다.

본 발명은 유전 재료로 인한 손실을 최소로 유지하고 소형 및 경량을 달성하기 위하여 안테나 도체의 일부만을 보드와 접촉시키는 안테나 장치 및 휴대형 단말 장치를 제공한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 제 1 측면의 안테나 장치는 고주파수 송/수신 회로가 탑재되는 회로 보드(circuit board)와, 그 회로 보드의 단부 위로 부분적으로 지지되고 이용되는 주파수에 대해 필요한 파장 길이를 갖는 접힌 형상(folded shape)을 갖는 도체 요소(conductor element)에 의해 형성된 안테나 도체(antenna conductor)를 구비한다.

바람직하게는, 안테나 도체에서 회로 보드상에 지지된 도체 요소는 구불구불한 형상(meandering shape)을 포함한다.

바람직하게는, 안테나 도체는 도체 요소의 구불구불한 형상을 갖는 굴곡부(meander portion)를 구부림으로써 형성된 스프링 컨택트(spring contact)에 의해 회로 보드상에 지지된다.

바람직하게는, 안테나 도체는, 도체 요소가 회로 보드상에 배열된 단극 안테나로서, 도체 요소의 단부로 파워가 공급된다.

바람직하게는, 안테나 도체는, 스트라이프 형상(strip-shaped)의 도체 요소가 회로 보드 상에 배열된 양극 안테나로서, 도체 요소의 중심부 근방으로 파워가 공급된다.

바람직하게는, 회로 보드에는, 도체 요소를 회로 보드의 단부 위로 지지하는 스프링 컨택트의 접촉에 의해 파워를 공급하는 파워 공급부(power supply part)가 형성된다.

바람직하게는, 도체 요소에는 웨지부(wedge portion)가 형성되고, 회로 보드에는 웨지부가 삽입될 수 있는 도전 구멍(conduction hole)이 형성되고, 도체 요소는 웨지부가 회로 보드에 형성된 도전 구멍에 삽입됨으로써 고정된다.

본 발명의 제 2 측면의 휴대형 단말 장치는 고주파수 회로부가 탑재되는 회로 보드와 안테나 장치를 구비하고, 안테나 장치는, 회로 보드의 단부 위로 부분적으로 지지되고 이용되는 주파수에 대해 필요한 파장 길이를 갖는 접힌 형상을 갖는 도체 요소에 의해 형성된 안테나 도체를 포함한다.

발명의 효과

본 발명에 따르면, 유전 재료로 인한 손실을 최소로 유지하고 소형 및 경량을 달성할 수 있도록 안테나 도체의 일부만이 보드와 접촉하는 안테나 장치 및 휴대형 단말 장치가 제공될 수 있다.

도 1(a)∼1(d)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 구성을 도시한 도면,

도 2(a)∼2(d)는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치의 구성을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에서 안테나 장치의 회로 보드(1)에 안테나 도체를 고정하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 4(a) 및 4(b)는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치를 탑재하는 휴대형 단말 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1(a)∼1(d)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 구성을 도시하는 도면으로서, 단극 안테나의 구성의 예를 나타낸다.

도 1(a)는 제 1 실시예에 따른 단극 안테나의 측면도이고, 도 1(b)는 그의 정면도, 도 1(c)는 그의 평면도, 도 1(d)는 그의 사시도이다.

이러한 단극 타입 안테나 장치(ANT1)는, 예컨대, 평탄 형상(planar shape)을 이루는 회로 보드(1) 위에, 스트라이프형상 또는 와이어형상의 도체가 사전결정된 회수 접힘으로써 형성된 안테나 도체(2)가 배열되고, 이 안테나 도체(2)의 단부에 파워가 공급됨으로써 구성된다.

도 1(a)∼1(d)에 도시된 바와 같이, 회로 보드(1)는 평탄형 유전 재료로 형 성된다. 예컨대, 회로 보드(1)의 주 표면(1a)상에, 고주파수 송/수신 회로를 포함하는 회로부(3)가 탑재된다. 회로 보드(1) 상에, 회로 보드(1)의 에지부(X) 위로 접혀서 부분적으로 지지되도록 형성된 안테나 도체(2)가 또한 형성된다.

여기서, 안테나 도체(2)는 구불구불한 형상의 도체 패턴을 갖는다. 안테나 도체(2)의 두께 방향(f)의 안쪽을 향해 그 굴곡부(Y)(접히는 부분)를 구부림으로써, 즉, 안테나 도체를 회로 보드(1)에 부착할 때 보드 표면 방향으로 안테나 도체를 구부림으로써, 하나 또는 복수의 스프링 컨택트(21)가 형성된다. 도체는 스프링 컨택트(21)에 의해 회로 보드(1) 상에 지지된다.

안테나 장치(ANT1)의 송신 효율 또는 수신 효율은 이용된 신호의 파장과 안테나 길이 사이의 비율로 정의된다. 여기서, 도 1(a) 및 도 1(b)에서 a∼e로 표시된 안테나 도체(2)의 치수와 안테나 도체(2)의 구불구불한 형상의 굴곡수(턴(turns) 수)를 변화시켜, 안테나 도체(2)의 형상을 변화시킬 수 있고, 신호에 이용된 주파수와 정합하는 파장을 갖는 안테나 도체(2)를 구성할 수 있다.

요컨대, 회로 보드(1)에서 파워 공급부(11)는, 회로 보드(1)의 단부 위로 안테나 도체(2)를 지지하면서 형성된 스프링 컨택트(21a)와 접촉 또는 결합함으로써 파워를 공급한다.

이 예에서, 파워 공급부(11)는 이 에지부(X)의 일단부측에서 그 에지부(X)쪽의 회로 보드(1)의 주 표면(1a) 상에 형성된다.

도 2(a)∼2(d)는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치의 구성을 도시하는 도면으로서, 양극 안테나의 구성의 예를 나타낸다.

도 2(a)는 제 2 실시예에 따른 양극 안테나의 측면도, 도 2(b)는 그의 정면도, 도 2(c)는 그의 평면도, 도 2(d)는 그의 사시도이다.

제 1 실시예에 따른 단극 안테나(ANT1)로부터 제 2 실시예에 따른 양극 안테나(ANT2)가 다른 점은, 파워가 하나의 파워 공급부(11)에 의해서가 아니라 두 개의 파워 공급부(12, 13)에 의해 안테나 도체(2A)에 공급된다는 것이다.

여기서, 파워 공급부(12, 13)에 의한 파워 공급 이외에는, 앞서 설명된 단극 시스템과 차이가 없다. 그러므로, 중복을 피하는 의미에서 설명을 생략한다.

파워 공급부(12, 13)는 에지부(X)의 일단부측이 아니라 에지부(X)의 중앙부에서 에지부(X)쪽의 회로 보드(1)의 주 표면(1a) 상에 형성된다.

또한, 안테나 도체(2A)에는 그의 두 개의 컨택트부(21b, 21c)가 파워 공급부(12, 13)와 접촉 또는 결합함으로써 전기적 파워가 공급된다.

본 발명의 상기한 실시예의 안테나 장치(ANT1, ANT2)에 따르면, 안테나 도체(2, 2A)의 부분만이 보드와 접촉함으로써, 안테나 도체(2)가 하우징에 부착될 필요가 없어진다. 단지 회로 보드(1)만으로 조립이 완료될 수 있다. 그러므로, 안테나 도체(2)와 회로 보드(1) 사이의 도전 등의 체크가 용이해진다.

또한, 안테나 도체(2, 2A)는 필요한 파장 길이로 설계될 수 있으므로, 설계를 위한 일반 규칙을 얻기 쉬워진다. 또한, 빈 공간을 최대한 이용할 수 있고, 위치 등에 따라 회로 보드(1)로부터 거리를 변화시킴으로써 안테나 길이를 변경할 필요없이 방사 파워의 최대한의 이득을 확보할 수 있다.

요컨대, 이상 설명된 본 발명의 실시예에 따르면, 회로 보드(1) 상에 스트라 이프형상 안테나 도체(2)를 형성하는 예만이 도시되었다. 그러나, 와이어 형상의 안테나 도체를 형성하고 그것을 단극 또는 양극 타입 안테나로서 이용하는 경우에도 동일한 효과가 얻어진다.

도 3은 본 발명의 일실시예에서 안테나 장치의 회로 보드(1)에 안테나 도체(2)를 고정하는 방법을 설명하기 위해 이용되는 도면이다. 도 3은 단극 안테나를 고정하는 방법을 나타낸다.

앞서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 안테나 장치에 따르면, 구불구불한 형상을 갖는 안테나 도체(2)의 굴곡부(Y)에 형성된 하나 이상의 스프링 컨택트(21)가 회로 보드(1)의 단부 위로 지지하는데 이용된다.

그러나, 이것만으로는, 탑재 구조가 불안정해 지기 쉽다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 단극 안테나에서는, 안테나 도체(2)의 단부에 형성된 웨지부(22)를 이 웨지부(22)와 마주하는 회로 보드(1)에 형성된 도전 구멍(14)에 삽입함으로써 고정할 수 있다.

이상 설명된 본 발명의 실시예에 따르면, 스프링 컨택트(21)에 의해 지지하는 것에 부가하여 회로 보드(1)에 대해 안테나 도체(2, 2A)를 맞추어 고정함으로써 구조적으로 안정한 안테나 장치가 제공될 수 있다.

요컨대, 이상 설명된 본 발명의 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 스프링 컨택트(21)에 의해 지지하는 것과 도 3에 도시된 회로 보드(1)에 맞추어 고정하는 것에 관하여만 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 안테나 도체(2)를 납땜하는 방법, 에폭시 수지 또는 바인더를 이용해 고정하는 방법 등이 이용될 수 있다.

도 4(a) 및 4(b)는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치를 탑재하는 휴대형 단말 장치의 구성을 설명하기 위해 이용되는 도면이다. 이들은 카드 단말(card terminal) 및 이동 전화 단말 상에 안테나 장치를 탑재할 때 구성의 예를 설명하기 위해 이용된다.

도 4에서, 도 1 및 2와 동일한 구성요소에는 이해를 용이하게 하기 위해 동일 부호를 붙였다.

도 4(a)에 도시된 무선 카드(10)는, 예컨대, 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 카드 슬롯(card slot)에 장착되는 카드와 동일한 카드이다.

앞서 설명된 구불구불한 형상을 갖는 스트라이프형상 안테나 장치(단극 안테나)가 카드 케이스(15) 상에 탑재된 회로 보드(1)의 단부에 탑재된다.

또한, 도 4(b)에 도시된 플립-오픈 타입(flip-open type) 이동 전화 단말에서, 앞서 설명된 구불구불한 형상을 갖는 스트라이프형상 내장 안테나(단극 안테나)는, LCD(액정 디스플레이) 모니터를 포함하는 회로 보드(1)가 탑재되는 제 1(상측) 하우징(20)과, 이 제 1(상측) 하우징(20)과 힌지(30)를 통해 접속되고 키 스위치 또는 다른 회로 보드(1)가 탑재된 제 2(하측) 하우징(40)의 단부의 각각에 탑재된다.

이상 설명된 본 발명의 휴대형 단말 장치에 따르면, 안테나 도체의 일부만을 보드와 접촉시킴으로써, 유전 재료로 인한 손실을 최소로 유지하고 컴팩트하게 형성된 내장 안테나를 탑재하는 소형, 경량 및 고성능 타입의 휴대형 단말 장치가 제 공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 유전 재료로 인한 손실을 최소로 유지하고 컴팩트하게 형성된 내장 안테나를 탑재하는 소형, 경량 및 고성능 장치를 형성할 수 있고, 따라서, 이것은 이동 전화 또는 다른 휴대형 단말 장치에 적용될 수 있다.

Claims (15)

1. 고주파수 송/수신 회로가 탑재된 회로 보드와,

   상기 회로 보드의 단부 위로 부분적으로 지지되고, 이용된 주파수에 대해 필요한 파장 길이를 갖는 접힌 형상을 갖는 도체 요소로 형성된 안테나 도체

   를 포함하는 안테나 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 안테나 도체의, 상기 회로 보드 상에 지지된 상기 도체 요소는 구불구불한 형상(meandering shape)을 포함하는 안테나 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 안테나 도체는, 상기 도체 요소의 구불구불한 형상을 갖는 굴곡부(meander portion)를 구부림으로써 형성된 스프링 컨택트(spring contact)에 의해 상기 회로 보드상에 지지되는 안테나 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 안테나 도체는, 상기 도체 요소가 상기 회로 보드상에 배열된 단극 안테나(monopole antenna)이고,

   상기 도체 요소의 단부로 파워가 공급되는

   안테나 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 안테나 도체는, 스트라이프형상의 도체 요소가 상기 회로 보드 상에 배열된 양극 안테나(dipole antenna)이고,

   상기 도체 요소의 중심부 근방으로 파워가 공급되는

   안테나 장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 회로 보드에는, 상기 도체 요소를 상기 회로 보드의 단부 위로 지지하는 스프링 컨택트의 접촉에 의해 파워를 공급하는 파워 공급부가 형성되는 안테나 장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 회로 보드에는, 상기 도체 요소를 상기 회로 보드의 단부 위로 지지하는 스프링 컨택트의 접촉에 의해 파워를 공급하는 파워 공급부가 형성되는 안테나 장치.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 회로 보드에는, 상기 도체 요소를 상기 회로 보드의 단부 위로 지지하는 스프링 컨택트의 접촉에 의해 파워를 공급하는 파워 공급부가 형성되는 안테나 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 도체 요소에는 웨지부(wedge portion)가 형성되고,

   상기 회로 보드에는 상기 웨지부가 삽입될 수 있는 도전 구멍(conduction hole)이 형성되며,

   상기 도체 요소는 상기 회로 보드에 형성된 상기 도전 구멍내로 상기 웨지부를 삽입함으로써 고정되는

   안테나 장치.
10. 휴대형 단말 장치로서,

    고주파수 회로부가 탑재되는 회로 보드와,

    안테나 장치

    를 포함하되,

    상기 안테나 장치는, 상기 회로 보드의 단부 위로 부분적으로 지지되고 이용된 주파수에 대해 필요한 파장을 갖는 접힌 형상으로 된 도체 요소로 형성된 안테나 도체를 포함하는 휴대형 단말 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 안테나 도체는 상기 도체 요소의 구불구불한 형상을 갖는 굴곡부를 구부림으로써 형성되는 스프링 컨택트에 의해 상기 회로 보드 상에 지지되는 휴대형 단말 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 안테나 도체는, 상기 도체 요소가 상기 회로 보드상에 배열된 단극 안테나이고,

    상기 도체 요소의 단부로 파워가 공급되는

    휴대형 단말 장치.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 안테나 도체는, 스트라이프 형상 도체 요소가 상기 회로 보드상에 배열된 양극 안테나이고,

    상기 도체 요소의 중심부 근방으로 파워가 공급되는

    휴대형 단말 장치.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 회로 보드에는, 상기 회로 보드의 단부 위로 상기 도체 요소를 지지하는 스프링 컨택트의 접촉에 의해 파워를 공급하는 파워 공급부가 형성되는 휴대형 단말 장치.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 도체 요소에는 웨지부가 형성되고,

    상기 회로 보드에는 상기 웨지부가 삽입될 수 있는 도전 구멍이 형성되고,

    상기 도체 요소는, 상기 회로 보드에 형성된 상기 도전 구멍내로 상기 웨지 부를 삽입함으로써 고정되는

    휴대형 단말 장치.

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