KR20110090836A

KR20110090836A - 무선 통신 장치용 안테나 장치

Info

Publication number: KR20110090836A
Application number: KR1020110010442A
Authority: KR
Inventors: 악셀 본 아르빈; 울프 팔린; 페르 엘란드쏜
Original assignee: 레어드 테크놀러지스 에이비
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2011-08-10
Also published as: EP2355241A1; CN102244315A; TW201203691A; US20110187610A1

Abstract

본 발명은 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치에 관한 것이다. 상기 안테나 장치는, 금속제의 정면부(3)와, 금속제의 상면부(4)를 통해 상기 정면부와 전기적으로 접속된 금속제의 제1 배면부(1)와, 금속제의 저면부(5)를 통해 상기 정면부와 전기적으로 접속된 금속제의 제2 배면부(2) 를 포함하며, 상기 저면부 및 상면부는 상기 정면부의 마주보는 반대 단부에 위치하며, 상기 제1 배면부 및 제2 배면부는 슬롯에 의해 상호 이격되어 있으며, 상기 정면부는, 상기 안테나 장치를 상기 휴대가능한 무선 통신 장치의 디스플레이 수단(37)으로부터 전자기적으로 차단하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 장치용 안테나 장치{AN ANTENNA DEVICE FOR A RADIO COMMUNICATION DEIVCE}

본 발명은 전반적으로 무선 통신 장치용 안테나 장치에 관한 것이며, 특히 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치에 관한 것이다.

모바일 폰, PDA, 휴대가능한 컴퓨터 및 유사한 장치와 같은 휴대가능한 무선 통신 장치에 대한 현재의 트랜드는, 금속 커버를 갖는 장치를 제공하는 것이다. 휴대가능한 무선 통신 장치용 금속 커버는, 금속 커버가 무선 주파수용 장치의 내부를 차폐하므로, 비-돌출형 안테나를 갖는 장치의 제공을 어렵게 만든다. 빌트인 안테나(built in antenna)의 사용을 허용하기 위해서, 커버의 일부만을 금속 커버로 제공하는 것이 가능하기는 하나, 전체를 금속 커버로 제공하는 것이 바람직하다.

모바일 폰 및 유사한 장치와 같은 휴대가능한 무선 통신 장치에 대한 또다른 트랜드는, 일례로 GSM850, GSM900, GSM1800, GSM1900, UMTS 2100 MHz, LTE, GPS, BT 및 WLAN 2.4 GHz를 커버하는 고 브로드밴드 망을 갖는 장치를 제공하는 것이다. 이는, 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나의 설계에 있어 추가적인 제한을 가하게 된다.

본 발명의 목적은, 금속 커버를 갖는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치를 제공하는 것이다.

이 목적 및 다른 목적들은, 첨부되는 청구범위에 의해 규정되듯이, 휴대가능한 무선 통신 장치 및 안테나 장치에 의해 달성되는 본 발명에 따르게 된다.

휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치로서, 금속제의 정면부(3)와, 금속제의 상면부(4)를 통해 상기 정면부와 전기적으로 접속된 금속제의 제1 배면부(1)와, 금속제의 저면부(5)를 통해 상기 정면부와 전기적으로 접속된 금속제의 제2 배면부(2) 를 포함하며, 상기 저면부 및 상면부는 상기 정면부의 마주보는 반대 단부에 위치하며, 상기 제1 배면부 및 제2 배면부는 슬롯에 의해 상호 이격되어 있으며, 상기 정면부는, 상기 안테나 장치를 상기 휴대가능한 무선 통신 장치의 디스플레이 수단(37)으로부터 전자기적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치를 제공함으로써, 지향성 방사 패턴을 갖는 브로드밴드 안테나는, 안테나 장치에 많은 모바일 폰 모델과 같은 응용을 제공할 수 있게 된다.

안테나 모듈 지향성의 유용한 활용은, 슬라이더 폰의 디스플레이 수단에 안테나 장치의 부착을 위해, 상기 정면부에 슬라이딩 수단을 적절하게 구비하는 것이다.

바람직하게는, 브로드 주파수 밴드의 제공을 가능하게 하기 위해, 슬롯 중앙 근처의 제1 배면부에 급전점이 위치하도록 하는 것이다. 더욱 바람직하게는, 주파수 밴드 망을 동조하기 위해, 제1 배면부 상의 접지점이 상면부의 코너 근처에 위치하도록 하는 것이다.

바람직하게는, 제2 배면부는 상기 슬롯에서 접지점을 포함하고, 제2 배면부가 제1 배면부 상의 급전점으로부터 기생적으로 공급(parasitically feed)되어지도록 한다.

휴대가능한 무선 통신 장치의 시각적인 외관을 변경하기 위해, 바람직하게는, 휴대가능한 무선 통신 장치의 시각적 코팅의 내부에 금속 커버가 배열되어질 수 있다.

바람직하게는, 안테나 장치 내부의 유용한 공간은, 금속 커버 안에 오디오 공명 공동을 포함하며, 바람직하게는, 스테레오 사운드를 제공하기 위해 두개의 가청 등가 공명 공동(audibly equivalent resonant cavity)을 포함할 수 있다.

본 안테나 장치의 구성에 의하면, 바람직하게는, 정면부는, 측면 엣지와 상면부 및 저면부 상에서 각각 적어도 2 mm를 커버하면서, 제1 및 제2 배면부에 각각 접속된 4개의 금속 코너를 구비할 수 있다.

바람직하게는, 상면부를 통한 제1 배면부와 정면부 간의 전기적 접속은, 제1 배면부의 잘 정의된 접지용으로 복수개의 도전성 커넥터를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 저면부를 통한 제2 배면부와 정면부 간의 전기적 접속은, 제2 배면부의 잘 정의된 접지용으로 복수개의 도전성 커넥터를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상면부 및 저면부의 최소한의 주요부와 정면부는, 단조된 금속으로 제조되며, 제1 및 제2 배면부는 바람직하게 스탬핑(stamp)된 금속으로 제조된다.

일례로 개선된 안테나 효율을 위해, 상기 스탬핑된 금속은 적어도 부분적으로는, 구리, 은, 티타늄, 금 또는 그들의 합금과 같은 산화 및/또는 내마모성 도전체로 코팅되어진다.

개선된 RF 차단(screen) 및 유용한 공간의 활용을 위해, 정면부는 바람직하게, 정면부 내의 개구부에 배치된 인쇄 배선 기판(printed wiring board)을 포함하며, 이때 인쇄 배선 기판은, 바람직하게는 도전성 가스켓의 수단에 의해, 정면부에 대해 RF 밀봉 되어진다.

RF 비차폐(unshield) 케이블을 갖는 디스플레이의 차단을 위한 효율적인 방식을 위해, 상기 안테나 장치는, 정면부 내의 개구부에 배치된 인쇄 배선 기판을 포함하며, 제1 및 제2 배면부로부터 RF 비차폐된 케이블을 전자기적으로 차단하기 위해, 인쇄 배선 기판과 정면부 사이에 배치된 도전성 가스켓을 포함한다.

모바일 폰과 같은 휴대가능한 무선 통신 장치는, 상기 기술된 바와 같은 안테나 장치를 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점이 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.

본 발명에 의하면, 금속 커버를 갖는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치를 제공함으로써, 지향성 방사 패턴을 갖는 브로드밴드 안테나는, 안테나 장치에 많은 모바일 폰 모델과 같은 응용을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은, 첨부 도면 및 이하에 주어진 실시예의 상세한 설명으로부터 더 완전하게 이해되어질 것이며, 발명을 설명하기 위해서만 주어지며, 따라서 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 폰용 금속 커버의 측면을 개략적으로 보여준다.
도 2는 피드 및 접지 선을 구비한 금속 커버의 배면을 개략적으로 보여준다.
도 3은 도 2에 도시된 금속 커버의 정면을 개략적으로 보여준다.
도 4는 도 1에 도시된 금속 커버의 변형예를 개략적으로 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 모바일 폰용 금속 커버의 정면 및 배면 간의 그라운드 접속을 개략적으로 보여준다.
도 6은 도 5의 부분 확대도로서, 위치결정된 와이어를 더욱 상세하게 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 모바일 폰용 금속 커버의 정면 및 배면 간의 변형된 그라운드 접속을 개략적으로 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 모바일 폰용 금속 커버의 정면 및 배면 간의 또다른 변형된 그라운드 접속을 개략적으로 보여준다.
도 9는 스크린 박스 내에 위치한 터치 스크린 접속 케이블 접속을 개략적으로 보여준다.
도 10은 도 9의 부분 확대도이다.
도 11은 배터리용 공동을 갖지 않는 금속 커버를 개략적으로 보여준다.
도 12는 배터리를 일부 수용하는 공동을 갖는 금속 커버를 개략적으로 보여준다.
도 13은 슬라이더 폰을 개략적으로 보여준다.
도 14는 변형된 슬라이더 폰을 개략적으로 보여준다.
도 15는 급전점의 변형된 위치를 개략적으로 보여준다.
도 16은 급전점의 또다른 변형된 위치를 개략적으로 보여준다.
도 17은 로우 밴드부는 물론 하이 밴드부와 로우 밴드부 위에 배치되어 있는 배터리의 위치지정을 개략적으로 보여준다.
도 18은 배터리의 일부 수용을 위한 정면 커버 조정을 개략적으로 보여준다.
도 19는 금속 커버 내부의 금속성 특징을 위한 실제적인 유효 공간을 개략적으로 보여준다.
도 20은 금속 커버 내부의 금속성 특징을 위한 수학적 유효 공간을 개략적으로 보여준다.
도 21은 모바일 폰용 금속 커버의 금속 코너의 물질 크기를 개략적으로 보여준다.
도 22는 안테나 장치의 공통 접지점에 대한 정합회로를 개략적으로 보여준다.
도 23은 본 발명의 제2 실시예에 따른 모바일 폰용 금속 케이싱의 배면을 개략적으로 보여준다.
도 24는 본 발명의 제3 실시예에 따른 모바일 폰용 금속 케이싱의 배면을 개략적으로 보여준다.
도 25는 본 발명의 제4 실시예에 따른 모바일 폰용 금속 케이싱의 측면을 개략적으로 보여준다.
도 26은 본 발명의 제5 실시예에 따른 모바일 폰용 금속 케이싱의 측면을 개략적으로 보여준다.
도 27은 본 발명의 제6 실시예에 따른 모바일 폰용 금속 케이싱의 측면을 개략적으로 보여준다.
도 28은 본 발명의 제7 실시예에 따른 모바일 폰용 금속 케이싱의 배면 및 측면을 개략적으로 보여준다.

다음의 상세한 설명에서는 본 발명의 철저한 이해를 돕기 위해서 특정 하드웨어, 특정 애플리케이션, 특정 기술 등과 같은 특정한 세부 사항들이 제시될 것이지만 이들은 단지 예시적일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 그러나, 본 기술 분야의 당업자에게 자명한 바와 같이 본 발명은 이러한 특정한 세부 사항들과는 달리 구현되는 다른 실시예들로 구현될 수 있다. 또한, 불필요한 사항으로 본 발명의 설명을 모호하지 않도록 하기 위해서 잘 알려진 공지 방법 및 장치들에 대한 세부적인 설명은 생략하였다.

이제, 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치가 도 1 내지 3을 참조하여 기술될 것이다.

본 안테나 장치는, 이하에서 모바일 폰으로 기술되는 휴대가능한 무선 통신 장치용 금속 커버를 포함한다. 모바일 폰의 배면에 배치되는 금속 커버의 배면은 두 부분으로 나뉘어진다. 제1 배면부(1)는 상면부(4)를 통해 금속 커버의 정면부(3)에 접속된다. 제2 배면부(2)는 저면부(5)를 통해 금속 커버의 정면부(3)에 접속된다. 제1 배면부(1) 및 제2 배면부(2)는 필수적으로 공통면 상에 존재하며, 약 2~5 mm, 바람직하게는 3 mm 의 슬롯에 의해 상호 이격되어 있다. 제1 및 제2 배면부는 적어도 슬롯을 따라서는 공통면 상에 존재하여야 하며, 슬롯을 따라서 상호 작용을 하게 된다.

제1 배면부(1)는, 제2 배면부(2)와 대면하는 슬롯 근처의 일 코너에 있는 급전점(6)에서 급전되어짐으로써, 제2 배면부와 대면하는 슬롯 근처의 반대 코너에 있는 접지점(7)에서 접지되어짐으로써, 그리고 상면부(4)를 따라 접지되어짐으로써, 다중 밴드 안테나 소자로서 구동되어진다. 따라서, 모바일 폰에 대하여, 그 금속 커버가 약 110 mm의 길이, 약 65 mm의 폭, 및 약 5 mm의 두께를 가질 때, 약 1550~2500 MHz 의 주파수 밴드폭이 달성 가능하게 된다. 이 실시예에서, 제1 배면부(1)는, 약 35 mm의 길이 및 약 65 mm의 폭을 갖는 대체로 사각형의 형상을 갖게 된다.

제2 배면부(2)는, 제1 배면부(1)와 대면하는 슬롯 근처의 일 코너에 있는 급전점(8)에서 급전되어짐으로써, 그리고 저면부(5)를 따라 접지되어짐으로써, 안테나 소자로서 구동되어진다. 따라서, 모바일 폰에 대하여, 그 금속 커버가 약 110 mm의 길이, 약 65 mm의 폭, 및 약 5 mm의 두께를 가질 때, 약 750~1050 MHz 의 주파수 밴드폭이 달성 가능하게 된다. 이 실시예에서, 제2 배면부(2)는, 약 72 mm의 길이 및 약 65 mm의 폭을 갖는 대체로 사각형의 형상을 갖게 된다.

제1 배면부(1) 및 제2 배면부(2)는, 접지면 상에서, 즉, 정면부(3) 상에서 방사 소자로서 기능하고 있다. 휴대가능한 무선 통신 장치의 경우에, 정면부로부터 슬롯을 통해 후방으로 지향된, 고 방향성 방사 패턴을 갖는 고 브로드 밴드 안테나가, 상측 접지 수단 및 하측 접지 수단을 통해 각각 상기 정면부에 접속되는 제1 및 제2 배면부를 가짐으로써 달성되는바, 이때 상기 정면부는 대형 접지면이다. 제2 배면부의 길이 및 폭의 조합이 로우-밴드 동작의 밴드폭을 제공한다. 만약 길이 혹은 폭이 증가하면, 로우-밴드 동작의 최저 주파수가 감소하며, 길이 혹은 폭이 감소하면, 로우-밴드 동작의 최저 주파수가 증가하게 된다. 만약 슬롯의 폭이 감소하면, 하이-밴드 동작이 턴다운(turn down)되며, 슬롯의 길이가 감소하면, 하이-밴드 동작이 턴업(turn up)된다. 만약 제1 배면부의 길이가 감소하면, 하이-밴드 동작이 턴업된다.

슬롯이, 두 평면부 사이에서 직선 슬롯으로서 도시되어 있다. 그러나, 상기 슬롯 및 두 평면부는, 길이 방향으로 및/또는 폭 방향으로 약간 커브지는 것처럼, 상이한 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 슬롯이 완전히 직선일 필요는 없으며, 슬롯의 폭이 필수적으로 일정하게 유지되는 한, 그 길이를 따라 변형을 포함할 수 있다.

디스플레이 수단 및/또는 키 패드는 전형적으로, 정면부를 따라서, 접지된 차폐 수단을 구비한다. 그리하여 접지된 차폐 수단은, 정면부의 일부를 형성한다. 더욱이, 일례로, 필수적으로 그 전체 정면을 차지하는 터치 스크린을 갖는 모바일 폰에 있어서, 그때 금속 커버의 정면부는 터치 스크린의 차폐 수단으로 제조되어질 것이다.

제1 및 제2 배면부는 각각 급전점 6 및 8을 갖는 것으로 기술되어질 수 있다. 급전점(6, 8)들의 급전은, 그들 사이의 절연을 개선하기 위해서 바람직하게는 RF 회로망에 대해 두 개의 분리된 부분을 통한 두개의 분리된 급전부 11 및 10으로 제공되어진다. 그러나, 상기 급전점(6, 8)의 급전부는 택일적으로, RF 회로망을 향하는 및 RF 회로망으로부터의 신호화(signaling)를 분리하기 위해, 필터링 수단을 갖는 공통 포트를 통해 제공되어질 수 있다. 접지점(7)은 급전부(9)를 통해 급전되어진다.

바람직하게는, 제2 배면부(2)는, 모바일 폰의 전체 배터리를 커버한다. 바람직하게는, 제2 배면부는, 일례로 배터리를 교체하기 위한 혹은 모바일 폰의 심(SIM)을 교체를 위한, 모바일 폰 안으로의 액세스를 편리하게 하기 위해, 저면부 주위에 피봇되어지거나 및/또는 저면부에 불가분적으로 부착되어진다.

개선된 안테나 기능을 위해, 바람직하게는, 금속 커버가 양호한 도전성 물질로 제조되거나 혹은 양호한 도전성 물질로 금속화되어질 수 있다. 바람직하게는, 상면부 및 저면부의 주요부와 정면부가 일체화된 단조된 금속편으로 제조되어진다. 상기 단조된 금속은, 일례로 알루미늄 합금, 스테인레스 스틸, 니켈/황동, 혹은 마그네슘으로 제조되어 진다. 바람직하게는, 배면부는, 일례로 알루미늄 합금과 같은 스탬핑된 금속 쉬트로 제조되어지며, 일례로 구리, 은, 금, 티타늄, 혹은 이들의 합금과 같은 산화 및 내마모성 도전체로 (전형적으로 3~5 ㎛으로) 코팅되어질 수 있다. 또한 그러한 코팅은, 일례로 금속의 표면 피니싱 처리 및/또는 컬러링을 위해 양극 산화 처리가 수행될 때에, 마스킹으로 사용되어질 수 있다.

플라스틱, 목재 혹은 가죽 외관과 같은 모바일 폰의 상이한 외관들을 위해, 그러한 외부 윤곽의 내부는, 일례로 PVD, 무전해 도금, 접착제, 단조 페인팅, 스프레잉 혹은 라미네이팅을 통한 금속화(metallization)에 의해 내면에 코팅되어질 수 있다. 고 유전체 물질, 저 손실(low loss) 물질, 고 도전성 물질, RF 투과성 물질, 광 투과성 물질, 고 내마모성 및 내마모성이 양호한 물질과 같은, 상이한 성질 및 특성을 갖는 물질들을 적층함으로써, 특정 파라미터가 최적화될 수 있으며, 그리하여 성능을 향상시키게 된다. 상기 적층된 물질들은, 전체 영역을 커버할 수도 있고 혹은 선택적으로 행하여질 수도 있다. 일 실시예의 경우, 안테나 성능을 향상시키기 위해, 기계적 캐리어 및 방사 구조 간의 저 손실(low loss) 물질층이 추가되어질 수 있다. 그러한 솔루션의 경우, 제1 및 제2 배면부의 비민감성 영역에, 즉, 상면부 및 저면부 근처와 같은 접지가 잘 되는 영역 근처에, 추가적인 안테나 방사체를 추가하는 것이 가능하다.

바람직하게는, 금속 커버의 코너는, 저면부 및 측면 엣지부 사이에서는 물론, 상면부와 측면 엣지부 사이에서도 라운드되어질 수 있다. 단조된 정면부는 상이한 영역에서 상이한 물질 두께로 설계되어질 수 있으며, 그리하여 기계적 강도, 가격 및 하중/체적 특성을 최적화할 수 있다. 더 높은 기계적 충격 및 마모를 겪는 코너에 더 많은 물질을 추가할수록, 더 높은 강도를 갖는 및 더 낮은 민감성을 갖는 제품이 얻어질 수 있다. 코너의 형상은 도 21에 도시되어 있다. 단조되어질 때에 현재 물질의 두께는 최소한 0.3 mm로 제한되나, 바람직하게는, 구조적 강도 및 내마모성을 위해 약 0.8 mm의 두께를 갖는다. 단조된 금속으로 코너의 전체 덮개를 제공함으로써 모바일 폰의 가장 마모가 심한 노출된 부분이 양호한 내마모성 금속편으로 형성되며, 이는 매우 박형의 모바일 폰의 설계를 가능하게 한다.

일례로 슬롯 및 측면 엣지와 같은 안테나 장치의 비금속성 부분은, 플라스틱 혹은 다른 RF 투과성 물질로 형성되어질 수 있다. RF 투과성 PVD 코팅 기법을 사용하여 약 0.1~1 nm의 금속층을 적용함으로서, 이들 영역이 시각적으로 금속처럼 보이도록 형성할 수 있다. 그러한 층은 전형적으로 광택층(layer of varnish)에 의해 보호된다. 또한 안테나 장치의 금속편은 전형적으로 광택층에 의해 보호되며 및/또는 그의 산화를 방지하도록 처리되어진다.

상면부 및 저면부는, 휴대가능한 무선 통신 장치의 상면 및 저면을 각각 전기적으로 커버링하는 부분으로서 설명되어져 왔으나, 택일적으로 상면 및 저면을 각각 완전히 전기적으로 커버링하지 않는 다수개의 접지부들을 함께 포함할 수 있다. 그러한 접속은, 일례로 탄지(spring loaded) 커넥터 수단에 의해 구비되어질 수 있다. 바람직하게는, 상면 및 저면의 전기적 보급은 밀도가 높도록 하여, 안테나 효율성의 손실을 야기하는 RF 에너지의 너무 많은 누설을 방지하도록 한다. 택일적인 솔루션이 도 5 내지 도 8에 도시되어 있다.

도 5는, 접촉 수단(17) (이 경우에는 도전성 가스켓, 바람직하게는 방향성(oriented) 와이어 가스켓) 이 제2 배면부(2)와 정면부(3) 사이에서 어떻게 전기적 접속을 제공하는데 사용되어지는지에 대하여 설명하고 있다. 이 경우에, 저면부(5)는 5a 부분과 5b 부분으로 분할되며, 정면부는 물론 제2 배면부가 모두 구부러진 엣지를 포함하도록 하고, 그리하여 그들의 구조적 강성을 개선하고 있다. 도 6에서는, 도 5의 접촉 수단(17)이 확대 도시되어 있는바, 방향성 와이어 가스켓 내에 방향성 도전성 와이어가 있음을 보여주고 있다. 상기 접촉 수단(17)이 금속 커버의 코너 주위에 전기적 접속을 제공하지 않는 경우에는, 일례로 탄지 커넥터와 같은 추가적인 접촉 수단이 코너(20)의 외부 단부에 배치되며, 그리하여 잘 정의된 접지 위치지정을 제공하도록 한다, 잘 정의된 코너의 단부화(ending)를 위해, 금속 커버의 측면 엣지에서 개구부의 시작 지점까지 접지가 제공되어져야 한다. 또한 유사한 접속 수단이 금속 커버의 상면부에 제공되어질 수 있다.

도 7은, 접촉 수단(18) (이 경우에는 복수개의 접촉 클립) 이 제2 배면부(2)와 정면부(3) 사이에서 어떻게 전기적 접속을 제공하는데 사용되어지는지에 대하여 설명하고 있다. 이 경우에, 저면부(5)는 5a 부분과 5b 부분으로 분할되며, 정면부는 물론 제2 배면부가 모두 구부러진 엣지를 포함하도록 하고, 그리하여 그들의 구조적 강성을 개선하고 있다. 상기 접촉 수단(18)이 금속 커버의 코너 주위에 전기적 접속을 제공하지 않는 경우에는, 일례로 탄지 커넥터와 같은 추가적인 접촉 수단이 코너(20)의 외부 단부에 배치되며, 그리하여 잘 정의된 접지 위치지정을 제공하도록 한다, 잘 정의된 코너의 단부화(ending)를 위해, 금속 커버의 측면 엣지에서 개구부의 시작 지점까지 접지가 제공되어져야 한다. 또한 유사한 접속 수단이 금속 커버의 상면부에 제공되어질 수 있다.

도 8은, 접촉 수단(19) (이 경우에는 일체화된 스프링 박(leaf)) 이 제2 배면부(2)와 정면부(3) 사이에서 어떻게 전기적 접속을 제공하는데 사용되어지는지에 대하여 설명하고 있다. 이 경우에, 저면부(5)는 5a 부분과 5b 부분으로 분할되며, 정면부는 물론 제2 배면부가 모두 구부러진 엣지를 포함하도록 하고, 그리하여 그들의 구조적 강성을 개선하고 있다. 상기 접촉 수단(19)이 금속 커버의 코너 주위에 전기적 접속을 제공하지 않는 경우에는, 일례로 탄지 커넥터와 같은 추가적인 접촉 수단이 코너(20)의 외부 단부에 배치되며, 그리하여 잘 정의된 접지 위치지정을 제공하도록 한다, 잘 정의된 코너의 단부화(ending)를 위해, 금속 커버의 측면 엣지에서 개구부의 시작 지점까지 접지가 제공되어져야 한다. 또한 유사한 접속 수단이 금속 커버의 상면부에 제공되어질 수 있다.

금속 커버로 제조되어진 안테나 장치의 동조를 위해, 추가적인 접지점이 휴대가능한 무선 통신 장치의 측면에 추가되어질 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 안테나 장치의 동조는, 도 15 내지 도 16에 도시된 급전점 및 접지점을 위한 변형된 지점을 선택함으로써 제공되어진다.

바람직하게는, 제1 배면부(1)는, 안테나 장치의 하이-밴드부(high-band part)로서 급전되어짐으로써, 65 mm의 폭을 갖는 금속 커버의 측면 엣지로부터 약 30 mm 떨어져서 제1 배면부와 제2 배면부 사이의 슬롯의 중앙에 가까이 위치지정되어지는 급전점(12)을 갖는다. 금속 커버의 상측 엣지에 있는 접지부에 추가하여, 바람직하게는, 안테나 장치의 하이-밴드부의 접지점(13)이, 도 15에 도시된 바와 같이, 접지된 코너로부터 약간 거리를 두고 위치지정된다. 이 방식에서, 점선으로 표시된 영역은 매우 잘 접지되어 있으며, 안테나 장치의 해당 볼륨(volume)은, 상기 안테나 장치의 소망하는 안테나 기능을 해치지 않고, 안테나 기능 외의 필수적인 어떤 다른 목적을 위해 활용되어질 수 있다. 슬롯의 중심에 가까운 급전점(12) 위치를 선택함으로써, 제2 배면부로부터 로우-밴드 오버톤(low-band overtones)이 절단되어지고, 로우 밴드 및 하이 밴드 간의 결합이 감소될 수 있다.

택일적으로, 제1 배면부(1)는, 안테나 장치의 하이-밴드부(high-band part)로서 급전되는바, 바람직하게는, 65 mm의 폭을 갖는 금속 커버의 측면 엣지로부터 약 30 mm 떨어져서 제1 배면부와 제2 배면부 사이의 슬롯의 중앙에 가까이 위치지정되어지는 급전점(12)을 갖는다. 바람직하게는, 안테나 장치의 하이-밴드의 두개의 추가적인 접지점(14, 15), 도 16에 도시된 바와 같이, 접지된 코너로부터 약간 거리를 두고 제1 배면부의 측면을 따라 위치지정된다. 이 방식에서, 점선으로 표시된 영역은 매우 잘 접지되어 있으며, 안테나 장치의 해당 볼륨(volume)은, 일례로 모바일 폰의 상면의 라운드진 혹은 타원형의 형태와 같이, 상기 안테나 장치의 소망하는 안테나 기능을 해치지 않고, 안테나 기능 외의 필수적인 어떤 다른 목적을 위해 활용되어질 수 있다. 더욱이, 제1 배면부의 전기적 길이가 단축될 수 있으며, 이는 안테나 장치의 동조를 위해 유용할 수 있다.

공통 포트를 통해 접속된 두개의 급전점 6 및 8의 정합회로가 도 22에 도시되어 있다. 커패시터 24는 약 1 pF의 커패시턴스를 가지며, 커패시터 25는 약 100 pF의 커패시턴스를 가지며, 커패시터 26은 약 100 pF의 커패시턴스를 가지며, 커패시터 30은 약 1 pF의 커패시턴스를 가지며, 커패시터 31은 약 2 pF의 커패시턴스를 가지며, 인덕터 28은 약 12 nH의 인덕턴스를 가지며, 인덕터 32는 약 10 nH의 인덕턴스를 가진다. 스위치 29는 공통 RF 포트(27)에 대해 급전점 8을 접속하거나 급전점 6을 접속하도록 실렉트를 행한다. 또한 상기 스위치를 디플렉스(diplex) 필터로 교체하는 것도 가능하다.

바람직하게는, 안테나 장치의 정면부(3)는 인쇄 배선 기판(PWB)을 포함하는바, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 일례로 모바일 폰용 메인 PWB를 포함한다.

일반적으로, FPC (34)(Flexible Printed Circuit) 및 LIF/ZIF 커넥터가 디스플레이(33)를 PWB에 접속하는데 사용되어진다. 하나의 문제점은, FPC 상에 흐르는 전류가 종종 전자 부품들 (특히 RF 회로망) 을 방해한다. 일례로 RF 회로망으로부터 FPC를 전자기적으로 효과적으로 차단하기 위해서, 도전성 가스켓(36)이 정면 커버(36)(개구부 주위)와 PWB(35) 사이에 배치되며, 상기 부품들의 메인 파트가 위치되는 반대면에 대해 RF 누설을 방지하게 된다.

안테나 장치의 내부 볼륨(volume)은, 즉 제1 및 제2 배면부, 정면부 상면부 및 저면부 사이는, 상이한 것들을 위해 활용가능하다. 내부 볼륨의 임의의 부분은 필수적으로 비금속성 물질, 혹은 적어도 비도전성 물질이 활용가능하다. 내부 볼륨의 어떤 부분은 안테나 기능에 영향을 주는 도전성 물질이 활용되는데 유용하지 않다. 상기 안테나 장치는, 제2 배면부로부터 고성능 배터리까지 약 2 mm의 공간을 필요로 할 것이며, 전형적으로 모바일 폰에 대해 약 5 mm의 높이를 필요로 할 것이며, 그것은 오늘날 전형적으로, 68×65×3 ㎣의 유효 공간을 가지고 68×65×5 ㎣의 제2 배면부 아래에서 내부 볼륨 내에 구비되어질 수 없다. 그러나, 본 안테나 장치의 형성으로 인하여, 도 17에 도시된 바와 같이, 약 2 mm의 높이(32)를 필요로 하는 경우에, 필수적으로 전체 정면부 위로 펼쳐지는(spread out) 모바일 폰용 고성능 배터리를 수용하는 것이 가능하다. 그러한 스프레드아웃(spread out) 배터리가 110×65×2 ㎣의 볼륨을 활용할 수 있다.

제2 배면부 아래의 유효 공간을 활용하기 위해, 바람직하게는, 도 18에 도시된 바와 같이, 정면부(3)가 그 공간을 줄이도록 프로파일될 수 있다.

일반적으로, 안테나 장치의 유효 내부 볼륨은, 도 19에 도시된 바와 같이, 다소 유효 공간을 허용하도록, 상이한 영역들로 분할되어질 수 있다. 로우-밴드부 혹은 제2 배면부 아래에, 적절한 안테나 성능을 위해 약 2 mm의 거리가 필요하다. 슬롯 아래에, 어떤 유용한 볼륨도 남기지 않으면서 적절한 안테나 성능을 위해 약 5 mm의 거리가 필요하며, 바람직하게는, 슬롯 근처에도 또한 필요하다. 제1 배면부의 슬롯에 가장 가까운 부분은 적절한 안테나 성능을 위해 약 3 mm의 거리가 필요하다. 제1 배면부의 상면부에 가장 가까운 부분은 적절한 안테나 성능을 위해 약 1 mm의 거리가 필요하다. 유효 공간에 대한 더 수학적인 설명이 도 20에 도시되어 있다.

공명을 일으키는 공동(cavities)이 반드시 도전성으로 제조될 필요는 없으므로, 유효 내부 볼륨, 혹은 그들의 부분들은, 바람직하게는 오디오 목적을 위해 활용되어질 수 있다. 모바일 폰에 관하여, 상기 내부 볼륨은 매우 깊은 공명을 제공하기에 충분히 크나, 유사한 특성을 갖는 스테레오 스피커를 제공할 수 있도록 바람직하게는 두개의 유사한 볼륨이 제공되는 것이 좋다.

안테나 장치의 디자인으로 인하여, 그것은 복수개의 상이한 모바일 폰 모델에 부착가능한 안테나 모듈로서 사용되는 것이 바람직하다. 고 브로드 밴드이므로, 배면부로부터 슬롯을 통해 방사되어지는 고 방향성 방사 패턴(very directed radiation pattern)을 가지므로, 및 정면부를 통해 고 차단성(very well screened)을 가지므로, 상기 안테나 장치는 거의 영향을 받지 않으면서 정면에 부착되며, 배면으로부터 방향이 빗나가 있게 된다. 더욱이, 상기 정면부를 단조된 금속으로 제조하므로, 그 형태는 상이한 높이의 관점에서 융통성이 있으며, 훌륭한 구조적 강도를 지닌다. 바람직하게는, 상기 안테나 모듈은 나사 결착을 통해 혹은 스냅단추식의 결착방식을 통해 모바일 폰에 부착되어진다. 도 11에, 모바일 폰 모듈에 안테나 모듈을 결착하는 세부구성(39), 접지면 수단(3), 접촉 수단(9~11), 안테나 기능을 포함하는 금속 커버가 도시되어 있다. 도 12에는, 유사한 안테나 모듈이 도시되어 있는바, 적어도 부분적으로, 접지면 수단(3)이 배터리를 수용하는 공동을 갖도록 하는 형태를 갖는다.

바람직하게는, 상기 모듈은 정면부 상에 슬라이딩 수단을 구비하는바, 슬라이더 모바일 폰에 상기 안테나 장치를 부착하는 것이 가능하도록 하며, 이때 슬라이더 폰의 노출가능부(38)는 안테나 모듈의 정면부 내에 부분적으로 수용가능하며, 슬라이더 폰의 전면(37)은 안테나 장치로부터 방향이 빗나가 있게 된다. 이러한 슬라이더 폰이 도 13에 도시되어 있는바, 이 경우에는 외측으로 향하는 부분 37 및 38에 터치 스크린 디스플레이를 갖고 있다. 또다른 이러한 슬라이더 폰이 도 14에 도시되어 있는바, 최외측 부분 38에 터치 스크린 디스플레이를 그리고 노출된 부분 37에 쿼티(qwerty) 방식 자판을 가지고 있다.

비록 제1 배면부가 고주파 밴드를 생성하도록 기술되고 제2 배면부가 저주파 밴드를 생성하도록 기술되었을지라도, 그 반대 또한 가능하다. 또한, 제1 혹은 제2 배면부 중의 어느 하나가 저주파 밴드 및 고주파 밴드 모두를 생성할 수도 있었다.

안테나 장치의 추가적인 동조가 도 4를 참조하여 기술될 것이다. 제1 배면부(1) 및 제2 배면부(2)는 정면부 쪽으로 연장하는 접힌 측면 엣지부(23, 24)를 포함하는바, 이는 약 3 mm 정도 연장하며, 따라서 정면부(3)에 약 2 mm 정도의 슬롯을 남겨놓게 된다. 비록 접힌 측면 엣지부가 제1 및 제2 배면부 전체를 따라 연장하도록 도시되어 있을지라도, 정면부 쪽으로 접히는 제1 및 제2 배면부 엣지의 부분을 갖는 것만도 또한 가능하다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 장치가, 도 23을 참조하여 다음에 기술될 것이다. 본 발명의 제2 실시예는 상기 기술된 제1 실시예와 비슷하나, 정면부(3) 엣지가 배면부 쪽으로 접히며, 제1 및 제2 배면부(1, 2)가 정면부보다 더 작은 연장을 갖는다는 점에서 상이하다. 따라서 상기 갑의 형태는 휴대가능한 무선 통신 장치의 후편(back piece)에서 'H'자의 형태를 갖는다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 장치가, 도 24를 참조하여 다음에 기술될 것이다. 본 발명의 제3 실시예는 상기 기술된 제1 실시예와 비슷하나, 정면부(3)가 상기 배면부(1, 2)보다 더 작은 연장을 갖으며, 따라서 안테나 소자의 주파수 밴드폭이 부분적으로 오프-그라운드(off-ground)되는 안테나 소자에 의해 증가된다는 점에서 상이하다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 장치가, 도 25를 참조하여 다음에 기술될 것이다. 본 발명의 제4 실시예는 상기 기술된 제1 실시예와 비슷하나, 제1 및 제2 배면부(1, 2)가 공통 평면상에 존재하지 않는다는 점에서 상이하다. 제1 배면부와 정면부 간의 거리가 갭에 있어서 가장 크며, 상면부 및 저면부에 있어서 가장 작다. 이 방식에서는, 휴대가능한 무선 통신 장치가 라운드진 엣지를 채택할 수 있으며, 따라서 휴대가능한 무선 통신 장치의 외측 부분들에 있어서의 두께를 더 얇게 하는 것이 가능하다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 안테나 장치가, 도 26을 참조하여 다음에 기술될 것이다. 본 발명의 제5 실시예는 상기 기술된 제4 실시예와 비슷하나, 제1 배면부가 평면이고 정면부와 평행하며, 제2 배면부가 저면부 쪽으로 테이퍼져 있다는 점에서 상이하다. 이 방식에서는, 휴대가능한 무선 통신 장치가 일례로 라운드진 엣지를 채택할 수 있으며, 따라서 휴대가능한 무선 통신 장치의 외측 부분들에 있어서의 두께를 더 얇게 하는 것이 가능하다.

본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나 장치가, 도 27을 참조하여 다음에 기술될 것이다. 본 발명의 제6 실시예는 상기 기술된 제1 실시예와 비슷하나, 제2 배면부와 정면부 간의 거리가 제1 배면부와 정면부 간의 거리보다 더 작다는 점에서 상이하다. 이 방식에서는, 휴대가능한 무선 통신 장치가, 휴대가능한 무선 통신 장치의 상이한 부분들에 대해 상이한 볼륨 요건을 채택할 수 있다.

본 발명의 제7 실시예에 따른 안테나 장치가, 도 28을 참조하여 다음에 기술될 것이다. 본 발명의 제7 실시예는 상기 기술된 제4 실시예와 비슷하나, 제1 및 제2 배면부가 측면 엣지부 쪽으로는 물론 상면부 및 저면부 쪽으로도 테이퍼져 있다는 점에서 상이하다. 더욱이 이는, 휴대가능한 무선 통신 장치의 전체에 걸쳐 라운드진 엣지가 가능함은 물론, 휴대가능한 무선 통신 장치를 더 얇게 제조하는 것이 가능하게 한다.

본 발명이 다양한 방식으로 변형될 수 있음은 명백할 것이다. 그러한 변형은, 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 여겨져서는 안 된다. 그러한 모든 변형은, 첨부된 청구범위에 의해 규정되는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 당업자에게 명백할 것이다.

1 : 제1 배면부 2 : 제2 배면부
3 : 정면부 4 : 상면부
5 : 저면부 6 : 급전점
7 : 접지점 8 : 급전점
9 : 급전부 10 : 급전부
11 : 급전부 12 : 급전점

Claims

휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치로서,
금속제의 정면부(3)와,
금속제의 상면부(4)를 통해 상기 정면부와 전기적으로 접속된 금속제의 제1 배면부(1)와,
금속제의 저면부(5)를 통해 상기 정면부와 전기적으로 접속된 금속제의 제2 배면부(2) 를 포함하며,
상기 저면부 및 상면부는 상기 정면부의 마주보는 반대 단부에 위치하며, 상기 제1 배면부 및 제2 배면부는 슬롯에 의해 상호 이격되어 있으며, 상기 정면부는, 상기 안테나 장치를 상기 휴대가능한 무선 통신 장치의 디스플레이 수단(37)으로부터 전자기적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 슬롯에 위치하는 급전점(6: 12), 바람직하게는 상기 슬롯 중앙 근처네 위치하는 급전점과,
접지점(7: 13; 14, 15)
을 더 포함하며,
상기 제1 배면부는 상기 급전점을 통해 급전되어지는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 배면부는 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 커버는 상기 휴대가능한 무선 통신 장치의 시각적 코팅의 내면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 커버 안에 오디오 공명 공동(audio resonant cavity)을 포함하며, 바람직하게는, 두개의 가청 등가 공명 공동(audibly equivalent resonant cavity)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정면부는, 측면 엣지와 상면부 및 저면부 상에서 각각 적어도 2 mm를 커버하면서, 상기 제1 및 제2 배면부에 각각 접속된 4개의 금속 코너를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상면부는 상기 제1 배면부와 상기 정면부를 전기적으로 접속하는 복수개의 도전성 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저면부는 상기 제2 배면부와 상기 정면부를 전기적으로 접속하는 복수개의 도전성 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상면부 및 저면부의 최소한의 주요부와 상기 정면부는, 단조된 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 배면부는 스탬핑(stamp)된 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 스탬핑된 금속은 적어도 부분적으로는, 구리, 은 또는 금과 같은 산화 및/또는 내마모성 도전체로 코팅되어지는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정면부는 상기 정면부 내의 개구부에 배치된 인쇄 배선 기판(printed wiring board)을 포함하며, 이때 인쇄 배선 기판은, 바람직하게는 도전성 가스켓의 수단에 의해, 상기 정면부에 대해 RF 밀봉 되어지는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 휴대가능한 무선 통신 장치는 RF 비차폐(unshield) 케이블을 갖는 디스플레이를 포함하며, 상기 안테나 장치는 상기 정면부 내의 개구부 위에 배치된 인쇄 배선 기판을 포함하며, 상기 안테나 장치는 상기 제1 및 제2 배면부로부터 상기 RF 비차폐된 케이블을 전자기적으로 차단하기 위해 상기 인쇄 배선 기판과 상기 정면부 사이에 배치된 도전성 가스켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라이더 폰의 디스플레이 수단에 상기 안테나 장치를 부착하기 위해 상기 정면부 상에 슬라이딩 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 배면부는 상호 거울과 같이 마주보는 갭 엣지 프로파일(gap edge profiles)를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및/또는 제2 배면부는 상기 정면부의 외측으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 휴대가능한 무선 통신 장치용 안테나 장치.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따르는 안테나 장치를 포함하는 휴대가능한 무선 통신 장치.