KR20100076301A

KR20100076301A - 무선통신모듈

Info

Publication number: KR20100076301A
Application number: KR1020080134307A
Authority: KR
Inventors: 김종국
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-06

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈은, 기판과; 상기 기판에 실장되는 부품과; 상기 부품의 실장면을 차폐하도록 상기 기판에 고정되는 차폐부와; 상기 차폐부의 내측 상면부에 형성되어 상기 부품이 처리하는 주파수대역 신호를 송수신하는 안테나 장치를 포함한다. 본 발명의 실시예에 의하면, 설계공간을 효율적으로 사용할 수 있고 다중대역신호를 처리할 수 있는 무선통신모듈을 제공할 수 있다.

안테나, 다중대역 안테나, 스트립 안테나

Description

무선통신모듈{RF COMMUNICATION MODULE}

본 발명은 무선통신모듈에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)는 셀룰러, 코드리스전화, 무선가입자망 및 무선랜, 위성통신 등 다양한 시스템을 통합하여 세계 어디서나 통화가 가능하도록 국제로밍을 제공하는 통신서비스이다.

이러한, UMTS는 유럽, 아시아, 북미 및 일본 지역을 모두 커버하는 다양한 주파수 밴드를 사용하고 있어 광범위한 지역에서 사용이 가능하다. 이에, UMTS 단말기는 전 세계 어디서나 동작 가능한 다중밴드 기능이 지원되어야 한다.

현재 사용되고 있는 UMTS 주파수 밴드는 8개이며, 주로 사용되는 주파수는 밴드 I(2100MHz), 밴드 II(1900MHz), 밴드V(850MHz)이다. 이에, 하나의 단말기에서 3개의 주파수 밴드 신호를 송수신 처리하기 위한 안테나에 대한 필요성이 높아지고 있다.

또한, 통신단말기의 크기가 소형화됨에 따라, 한정된 설계 영역 내에 탑재 가능한 안테나를 개발하기 위한 연구가 계속되고 있다.

본 발명의 실시예는 설계공간을 효율적으로 사용할 수 있고 다중대역신호를 처리할 수 있는 무선통신모듈을 제공한다.

본 발명의 실시예에 의한 무선통신모듈은, 기판과; 상기 기판에 실장되는 부품과; 상기 부품의 실장면을 차폐하도록 상기 기판에 고정되는 차폐부와; 상기 차폐부의 내측 상면부에 형성되어 상기 부품이 처리하는 주파수대역 신호를 송수신하는 안테나 장치를 포함한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 설계공간을 효율적으로 사용할 수 있고 다중대역신호를 처리할 수 있는 무선통신모듈을 제공할 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈은, 기판(1)과, 기판(1)에 실장되는 RF(Radio Frequency) 소자(3), IC 칩(5) 등의 부품 과, 부품의 실장면을 차폐하는 차폐부(10)와, 차폐부(10)의 내측 상면부에 실장된 안테나 장치(100)를 포함한다.

기판(1)은 HTCC(High temperature cofired ceramic) 혹은 LTCC(Low temperature co-fired ceramic)와 같은 세라믹 기판을 포함한다.

RF 소자(3)와 IC 칩(5) 등의 부품은 기판(1)에 실장되고, 각 부품(3, 5)은 기판(1)에 패터닝된 배선 및 그라운드(미도시)와 전기적으로 연결되어 통신신호를 처리한다.

차폐부(10)는 PVC, PCB 등의 절연체 제 질로 구성되어, RF 소자(3)와 IC 칩(5) 등의 실장면이 차폐되도록 기판(1)에 고정된다.

차폐부(10)의 내측 상면부에는 기판(1)에 실장된 부품들과 연결되는 안테나 장치(100)가 실장된다. 차폐부(10)의 내측 상면부에 실장된 안테나 장치(100)는 기판(1)상의 부품이 처리하는 주파수 대역의 RF신호를 송수신 한다. 여기서, 처리되는 RF신호가 다중대역 신호일 경우, 안테나 장치(100) 또한 다중대역 신호를 송수신 할 수 있도록 설계된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈의 안테나 장치(100)의 실장 상태도로서, 3개의 주파수 대역을 처리하는 안테나 장치(100)를 예시한 것이다.

본발명의 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 절연체 재질로 형성된 차폐부(10)의 내측 상면부에 동박 등의 도체물질로 패터닝된 된다. 안테나 장치(100)는 기판(1)에서 처리하는 주파수 대역 신호에 따라 각 주파수 대역에 해당되는 공진 길이를 갖도록 설계되며, 처리하는 주파수 대역 신호의 개수에 따라 적어도 1개 이 상의 안테나 패턴을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 안테나 장치(100)는 3개의 주파수 대역을 처리하는 경우를 예시하여, 각 주파수 대역에 해당되는 공진 길이를 갖는 제1안테나 패턴(110), 제2안테나 패턴(120), 제3안테나 패턴(130)을 포함하며, 각 안테나 패턴(110, 120, 130)은 전류 공급을 위한 급전부(112, 122, 132)와, 그라운드 연결을 위한 그라운드부(114, 124, 134)를 포함한다.

급전부(112, 122, 132)와 그라운드부(114, 124, 134)는 차폐부(10)의 내측 벽면에 형성되어, 차폐부(10) 내측 상면부에 형성된 안테나 패턴(110, 120, 130)과 기판(1)에 형성된 급전점 및 그라운드점(미도시)을 연결한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈의 안테나 장치의 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(100)는 사각형상의 도체물질을 "ㄱ"자형의 제1슬롯(b)과 제2슬롯(c)으로 분할하여 제1안테나 패턴(110), 제2안테나 패턴(120), 제3안테나 패턴(130)으로 형성한다.

"ㄱ"자 형상의 제1슬롯(b)은 제1안테나 패턴(110)과 제2안테나 패턴(120) 간을 분할하고, 제1슬롯(b)보다 길이가 더 긴 "ㄱ"자 형상의 제2슬롯(c)은 제2안테나 패턴(120)과 제3안테나 패턴(130)을 분할한다. 이에, 제1안테나 패턴(110)은 사각형상을 갖고, 제2안테나 패턴(120) 및 제3안테나 패턴(130)은 "ㄱ"자 형상으로 패터닝되어, 각 안테나 패턴(110, 120, 130)에 전류가 공급될 경우 각기 다른 길이의 커런트 패스(current path)를 갖게 된다.

이에, 세 개의 안테나 패턴(110, 120, 130)의 각 급전부(112)와 그라운드 부(114) 간의 거리(a)와 안테나 패턴들(110, 120, 130)을 분할하는 제1슬롯(b) 및 제2슬롯(c)의 폭을 조절함으로써, 각 안테나 패턴(110, 120, 130)의 커런트 패스의 길이를 조절하여 원하는 주파수 대역의 안테나로 이용할 수 있다. 사용하고자 하는 주파수 대역과 커런트 패스의 길이의 관계는 다음의 수학식으로 나타낼 수 있다.

<수학식>

커런트 패스 길이(current path length) = λ_g / 4

λ_g = 파장(wave length)

본 실시예에서는 세 개의 안테나 패턴(110, 120, 130)이 각각 UMTS밴드의, 밴드 I(2100MHz), 밴드 II(1900MHz), 밴드V(850MHz) 신호를 송수신하는 경우를 예시하기로 한다.

이에, 상대적으로 가장 짧은 커런트 패스를 갖는 제1안테나 패턴(110)은 가장 주파수가 높은 밴드 I(2100MHz) 대역의 신호를 송수신하도록 설계될 수 있다. 그리고, 가장 긴 커런트 패스를 갖는 제3안테나는 가장 낮은 밴드V(850MHz)에 할당될 수 있으며, 나머지 중간 길이의 커런트 패스를 갖는 제3안테나는 밴드 II(1900MHz)에 할당될 수 있다.

각 안테나 패턴(110, 120, 130)의 급전부(112, 122, 132)를 통해 전류를 공급하면, 각 안테나 패턴(110, 120, 130)에 전류가 여기되어 해당 주파대역에서 공진하는 방사패턴이 생성된다. 각 안테나 패턴(110, 120, 130)에서 급전부(112, 122, 132)와 가까울 수록 전류의 크기는 커지고 전계강도(E-field)는 작아진다.

여기서, 제1슬롯(b) 및 제2슬롯(c)의 폭을 조절하거나, 각 안테나 패턴(110, 120, 130)의 급전부(112, 122, 132)와 그라운드부(114, 124, 134)의 거리(a)를 조절하면 각 안테나 패턴(110, 120, 130)에 형성되는 커런트 패스의 길이가 조정된다. 이에, 제1슬롯(b) 및 제2슬롯(c)과 급전부(112, 122, 132)와 그라운드부(114, 124, 134)의 거리(a)를 조절함으로써, 원하는 주파수 대역의 안테나를 설계할 수 있다.

따라서, 안테나 패턴(110, 120, 130)의 형상은 설계하고자 하는 커런트 패스의 길이에 따라, 모두 직사각형 형태로 형성하거나, 복수회 절곡된 미엔더(meander) 형상으로 설계하는 등 다양한 응용이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈은, 실장면을 차폐하는 차폐부에 안테나를 형성함으로써 설계공간의 효율성을 향상시키고 전체 모듈의 사이즈를 줄일 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈의 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈의 안테나 장치의 실장 상태도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신모듈의 안테나 장치의 평면도.

Claims

기판과;

상기 기판에 실장되는 부품과;

상기 부품의 실장면을 차폐하도록 상기 기판에 고정되는 차폐부와;

상기 차폐부의 내측 상면부에 형성되어 상기 부품이 처리하는 주파수대역 신호를 송수신하는 안테나 장치를 포함하는 무선통신모듈.
제1항에 있어서,

상기 차폐부는, PVC, PCB를 포함하는 절연체 물질로 구성되는 무선통신모듈.
제1항에 있어서,

상기 안테나 장치는,

상기 차폐부의 내측 상면부에 도체물질로 패터닝되는 안테나 패턴과;

상기 차폐부의 벽면에 형성되어 상기 기판에서 공급되는 전류를 상기 안테나패턴에 전달하는 급전부와;

상기 차폐부의 벽면에 형성되어 상기 안테나 패턴을 그라운드와 연결하는 그라운드부를 포함하는 무선통신모듈.
제3항에 있어서,

상기 안테나 패턴은,

제1주파수 대역 신호를 송수신하는 사각형상의 제1안테나 패턴과;

상기 제1안테나 패턴의 이웃한 두 면으로부터 이격거리를 갖도록 배치되어 제2주파수 대역 신호를 송수신하는 제2안테나 패턴과;

상기 제2안테나 패턴의 이웃한 두 면으로부터 이격거리를 갖도록 배치되어 제3주파수 대역 신호를 송수신하는 제3안테나 패턴을 포함하는 무선통신모듈.
제4항에 있어서,

상기 기판에서 공급되는 전류를 상기 각 안테나 패턴에 공급하는 급전부와;

상기 각 안테나 패턴을 상기 기판의 그라운드와 연결하는 그라운드부를 포함하는 무선통신모듈.