KR20110133372A

KR20110133372A - Mobile communication terminal

Info

Publication number: KR20110133372A
Application number: KR1020100053062A
Authority: KR
Inventors: 이규호; 정강재; 곽대용; 윤창원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-12
Also published as: KR101688142B1

Abstract

PURPOSE: A portable terminal is provided to reduce electronic wave absorption rates by modifying ground patterns which is located around an antenna. CONSTITUTION: A circuit board(200) is formed at a ground surface. An antenna is arranged at the one side of the circuit board. A pad(230) is formed at the one side of the circuit board in order to be connected to the antenna. The ground surface includes a first ground unit and a second ground unit. The second ground unit is extended from the first ground unit. The second ground unit is arranged in a second area.

Description

Mobile communication terminal

본 발명은 이동통신 단말기의 SAR 저감 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a SAR reduction structure of a mobile communication terminal.

이동통신 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화 기능, 정보를 입, 출력하는 기능 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 기기이다.Mobile communication terminals are portable devices that are portable and have one or more functions such as voice and video calling, information input and output, and data storage.

기능이 다양화됨에 따라 이동통신 단말기는 예를 들어, 사건이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복잡한 기능들을 갖추고 있으며, 이들은 종합적으로 탑재되어 있는 멀티미디어 기기(Multimedia Player)를 구현하기도 한다.As functions are diversified, mobile communication terminals have complicated functions, such as shooting an event or a video, playing a music or video file, playing a game, receiving a broadcast, and the like. Player).

이러한 멀티 미디어 기기에는 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어의 면에서 새로운 다양한 시도들이 적용되고 있다. 일 예로 사용자가 쉽고 편리하게 기능을 검색하거나 선택하기 위한 사용자 인터페이스(User Interface)환경이 제공되고 있다.Many new attempts are being applied to these multimedia devices in terms of hardware or software to implement complex functions. For example, a user interface environment is provided for a user to search for or select a function easily and conveniently.

무선신호를 송수신하고 처리하기 위해서 이동통신 단말기는 RF(Radio Frequency) 부품들을 포함한다. 그런데 RF 부품에 의하여 발생되는 전자파가 인체에 유해할 수 있으므로, 이를 줄이기 위한 방안이 개발되고 있다. 따라서, 전자파가 인체에 미칠 수 있는 영향을 수치화하기 위하여 전자파 비흡수율(Specific Absorption Ratio: SAR)을 도입하고, 기준치 이하의 이동통신 단말기만이 생산 및 사용되도록 권장되고 있다. The mobile communication terminal includes RF (Radio Frequency) components for transmitting and receiving radio signals. However, since electromagnetic waves generated by RF components may be harmful to the human body, a method for reducing them has been developed. Therefore, in order to quantify the effects of electromagnetic waves on the human body, it is recommended to introduce a specific absorption ratio (SAR), and to produce and use only mobile communication terminals having a reference value or less.

종래의 기술에 의한 SAR 저감방식은 휴대폰 내부에서 발생하는 전자파에 대한 이중차폐를 실시하여 휴대폰 몸체에서 방출되는 전자파에 대한 인체의 피폭을 방지한다거나, 전자파 차단막으로 분리된 2개 이상의 안테나를 제공하고 통화대기중에는 인체로부터 상대적으로 먼 쪽의 안테나만이 작동하게 함으로써 통화대기중에 인체를 향한 전자파를 차단한다거나, 또는 별도의 차폐물을 제공하지 않고 단순히 휴대폰의 외형을 형성하는 케이스만으로 전자파의 차단이 가능하게 한다는 것 등이 제안되고 있다. 그러나, 그러한 수단들은 그 효과가 미미하여 안전한 수준의 전자파차단효과를 기대할 수 없다.SAR reduction method according to the prior art prevents the exposure of the human body to the electromagnetic waves emitted from the mobile phone body by double shielding the electromagnetic waves generated inside the mobile phone, or provide two or more antennas separated by an electromagnetic wave shield In the air, only the antenna that is relatively far from the human body operates to block electromagnetic waves toward the human body during call waiting, or to block electromagnetic waves with a case that simply forms the appearance of a mobile phone without providing a separate shield. And the like have been proposed. However, such means are insignificant and cannot be expected to have a safe level of electromagnetic interference.

또한, 최근에는 휴대폰의 수화부의 표면상에 유해전자파를 흡수하는 전자파 차단용 패드를 부착해 사용하게 하는 것이 제안되었지만, 이것은 휴대폰의 미관을 해치고 번거로울 뿐만 아니라, 그 효과도 미미하다.In addition, in recent years, it has been proposed to attach and use an electromagnetic wave shielding pad that absorbs harmful electromagnetic waves on the surface of the hydration part of the mobile phone, which not only hurts the aesthetics of the mobile phone but also has little effect.

이 외에도 안테나 패턴의 수정을 통한 안테나의 총 방사전력(Total Radiated Power:TRP)을 줄여서 원하는 성능으로 맞추는 것이었다. 그러나, 안테나 패턴의 수정으로 인한 개발 비용의 증가와 인건비, 사출물의 수정에 의한 재료비 상승 등의 문제가 수반된다.In addition, by modifying the antenna pattern, the total radiated power (TRP) of the antenna was reduced to achieve the desired performance. However, there are problems such as an increase in development cost and labor costs due to the modification of the antenna pattern, and a material cost increase due to the modification of the injection molding.

이와 달리, 기구 케이스에 도전체 증착(sputtering)을 함에 의하여 SAR를 저감시키고자 하는 시도도 있었으나, 증착 작업이라는 추가 작업 및 저항치의 관리 면에서 편차의 발생 등의 문제가 수반된다.On the other hand, attempts have been made to reduce SAR by sputtering conductors on instrument cases, but involve additional work such as deposition and occurrence of deviations in terms of resistance management.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안한 것으로 안테나 주변의 그라운드 패턴의 수정을 통하여 전자파흡수율의 최대치 영역에서 전자파흡수율을 감소시키면서 안테나의 총 방사 전력은 거의 일정하게 유지하여 안테나의 무선성능이 떨어지지 않도록 하는 데 있다.In view of the above, the present invention has been made in such a way that the total radiation power of the antenna is maintained at a constant level while reducing the electromagnetic absorption rate in the maximum region of the electromagnetic absorption rate by modifying the ground pattern around the antenna so that the radio performance of the antenna is not degraded. have.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명과 관련된 이동통신 단말기는, 그라운드면이 형성된 회로기판; 상기 회로기판의 일 면에 배치되는 안테나; 및 상기 회로기판의 일 면에 상기 안테나가 연결될 수 있게 형성되는 적어도 하나의 패드를 포함하고, 상기 그라운드면은 상기 회로기판 상의 상기 안테나가 배치된 영역을 배제한 제 1영역에 형성되는 제1그라운드; 및 상기 제 1그라운드로부터 연장되며, 상기 패드와 이격된 상태로 상기 패드를 둘러싸는 제 2영역에 배치되는 제 2그라운드를 포함한다.In order to realize the above object, a mobile communication terminal according to the present invention includes a circuit board having a ground surface; An antenna disposed on one surface of the circuit board; And at least one pad formed to connect the antenna to one surface of the circuit board, wherein the ground surface comprises: a first ground formed in a first area excluding an area where the antenna is disposed on the circuit board; And a second ground extending from the first ground and disposed in a second area surrounding the pad while being spaced apart from the pad.

상기 제 2 그라운드와 상기 패드 사이의 그라운드 배제 영역은 U자 슬롯 형태로 형성될 수 있으며, 상기 패드는 시그널 패드일 수 있다.The ground exclusion area between the second ground and the pad may be formed in a U-shaped slot, and the pad may be a signal pad.

상기 패드는 상기 안테나로 신호가 급전되는 시그널 패드와, 상기 그라운드에 단락되는 그라운드 패드를 포함할 수 있으며, 상기 그라운드는 제 1 그라운드일 수 있다.The pad may include a signal pad to which a signal is supplied to the antenna, and a ground pad shorted to the ground, and the ground may be a first ground.

상기 그라운드면은 상기 회로기판의 상이한 적어도 2개의 층을 포함하고, 상기 각 층은 상기 회로기판에 형성되는 비아 홀(Via hole)을 통하여 연결될 수 있다.The ground surface may include at least two different layers of the circuit board, and each of the layers may be connected through a via hole formed in the circuit board.

상기 패드는 복수의 변을 갖도록 형성되되, 상기 복수의 변 중 상기 제 1 그라운드로부터 먼 쪽에 있는 변은 상기 제 2 그라운드의 형성이 배제될 수 있다.The pad may be formed to have a plurality of sides, and the side of the plurality of sides that is far from the first ground may exclude the formation of the second ground.

상기 회로기판은 상기 단말기의 회로 부품들이 배치된 메인 보드와 분리되어 상기 단말기의 내부에 배치될 수 있다.The circuit board may be separated from the main board on which the circuit components of the terminal are arranged and may be disposed inside the terminal.

상기 U자 슬롯은 상기 시그널 패드의 하단의 좌측에서 일정한 폭과 너비를 가지는 간극으로 상기 제 2그라운드를 배치하여 형성되는 제 1슬롯부; 상기 시그널 패드의 하단의 중앙에서 일정한 폭과 너비를 가지는 간극으로 상기 제 2그라운드를 배치하여 형성되는 제 2슬롯부; 및 상기 시그널 패드의 하단의 우측에서 일정한 폭과 너비를 가지는 간극으로 상기 제 2그라운드를 배치하여 형성되는 제 3슬롯부;를 포함할 수 있다.The first slot portion is formed by arranging the second ground in a gap having a constant width and width at the left side of the lower end of the signal pad; A second slot portion formed by arranging the second ground in a gap having a predetermined width and width at a center of a lower end of the signal pad; And a third slot formed by disposing the second ground in a gap having a predetermined width and width at a right side of a lower end of the signal pad.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 의하면 안테나의 급전패드의 주변으로 그라운드를 연장한 것이므로 전자파흡수율의 최대치 영역에서 전자파흡수율을 감소시키면서 안테나의 총 방사 전력은 거의 일정하게 유지하는 효과가 있다.According to the mobile communication terminal according to the present invention having the above-described configuration, since the ground is extended around the feeding pad of the antenna, the total radiation power of the antenna is almost constant while reducing the electromagnetic wave absorption in the maximum region of the electromagnetic wave absorption rate. There is.

단말기 본체 및 안테나에서 나와 인체로 흡수되는 유해전자파의 양을 현저하게 감소시킴으로써 사용자가 안심하고 이동통신 단말기를 이용할 수 있고, 안테나의 총 방사전력은 거의 같게 유지함으로써 사용자에게 안정적인 통화품질을 제공할 수 있는 효과가 있다.By significantly reducing the amount of harmful electromagnetic waves absorbed from the terminal body and antenna to the human body, the user can use the mobile communication device with peace of mind, and can provide stable call quality to the user by keeping the total radiated power of the antenna almost the same. It has an effect.

도 1은 본 발명과 관련된 이동통신 단말기의 기능별 구조를 나타낸 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 급전구조의 구성을 나타낸 정면도이고,
도 3은 U자 슬롯이 구비되기 전과 후의 이동통신 단말기의 전류 밀도 분포와 전자파 흡수율이 최대인 지점을 나타낸 전류 분포도이고,
도 4는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 U자 슬롯이 구비된 전자파 흡수율 저감 급전 구조의 형상을 나타낸 정면도이고,
도 5는 U자 슬롯이 구비되기 전과 후의 회로기판의 전류밀도 분포를 나타낸 전류밀도 분포도이다.1 is a block diagram showing a function-specific structure of a mobile communication terminal according to the present invention;
2 is a front view showing the configuration of a power supply structure of a mobile communication terminal according to the present invention;
3 is a current distribution diagram showing a point where a current density distribution and an electromagnetic wave absorption rate of a mobile communication terminal before and after a U-shaped slot is provided are maximum,
Figure 4 is a front view showing the shape of the electromagnetic wave absorption rate reduction feed structure having a U-shaped slot mounted to a mobile communication terminal according to the present invention,
5 is a current density distribution diagram showing a current density distribution of a circuit board before and after the U slot is provided.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 이하의 본 발명의 바람직한 실시예의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention and the configuration and effect of the present invention to achieve the same will be more clearly understood by the following description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 이동통신 단말기(100)의 기능별 구조를 나타낸 블록도를 나타낸 것이다. 1 is a block diagram illustrating a structure of functions of a general mobile communication terminal 100.

상기 이동통신 단말기(100)는 고주파 대역의 전자기 신호를 전자기파의 형태로 자유공간으로 방사하는 안테나(110), 상기 안테나(110)로부터의 RF (Radio Frequency, 고주파) 대역 신호를 고주파회로로 전달하거나 상기 회로로부터 상기 안테나(110)로 RF 대역 신호를 전달하는 급전부(120), 상기 급전부(120)로부터 RF 대역 신호를 전달받아 저잡음 증폭하고 IF (Intermediate Frequency, 중간주파수) 대역으로 주파수 변환하여 원하는 IF 대역 신호를 생성하거나 상기 IF 대역 신호를 RF 대역으로 주파수 변환하고 저잡음 증폭한 RF 대역 신호를 상기 급전부(120)로 The mobile communication terminal 100 transmits the radio frequency (RF) band signal from the antenna 110 and the antenna 110 to radiate an electromagnetic signal of a high frequency band into a free space in the form of electromagnetic waves, or The power supply unit 120 that transmits the RF band signal from the circuit to the antenna 110, receives the RF band signal from the power supply unit 120, low noise amplification and frequency conversion into IF (Intermediate Frequency) band Generating a desired IF band signal or frequency converting the IF band signal into an RF band and low noise amplifying the RF band signal to the power supply unit 120

전달하는 RF/IF 회로부(130), 상기 IF 대역 신호를 중앙처리장치(CPU)에서 처리 가능한 주파수 대역인 기저대역으로 주파수 변환하고 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 비트열(beat stream)을 생성하는 아날로그 기저대역 프로세서(140), 상기 RF/IF 회로부(130) 및 상기 아날로그 기저대역 프로세서(140)와 인터페이스하며 정의된 프로토콜(protocol)을 처리하는 단말기 모뎀(160), 상기 단말기 모뎀(160)과 인터페이스하며 실시간 처리 운영체계와 단말기 호 처리 소프트웨어 프로그램 등과 상기 프로그램의 변수 및 상태 등을 저장하는 메모리 및 주변회로(150), 상기 단말기 모뎀(160)과 인터페이스하며 상기 디지털 신호를 음성으로 변환하거나 반대의 기능을 수행하는 코덱(codec; 170), 스피커 등과 같은 출력수단(181)과 마이크로폰 등과 같은 입력수단(182)을 포함하는 입출력 수단(180)으로 이루어진다.RF / IF circuit unit 130 to transmit, and converts the IF band signal to a baseband which is a frequency band that can be processed by a central processing unit (CPU) and converts the analog signal into a digital signal to generate a bit stream (beat stream) An analog baseband processor 140, the RF / IF circuit unit 130, and the terminal modem 160 for interfacing with the analog baseband processor 140 and defining a protocol, and the terminal modem 160. Interface with the memory and peripheral circuit 150 and the terminal modem 160 to store a real-time processing operating system, a terminal call processing software program, and the like, and the variables and states of the program. A codec (170) for performing the function of, the output means 181, such as a speaker and the input means 182, such as a microphone It comprises a input and output unit 180 for.

본 발명은 상기 이동통신 단말기(100)의 급전부(120)의 구조에 관한 것으로 안테나의 총 방사전력(Total Radiated Power: TRP)은 일정하게 유지하면서 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate: SAR) 저감을 위한 급전부의 구조에 관한 것으로 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The present invention relates to the structure of the power supply unit 120 of the mobile communication terminal 100 to reduce the Specific Absorption Rate (SAR) while maintaining the total radiated power (TRP) of the antenna constant The structure of the power supply unit will be described with reference to FIG. 2 as follows.

상기 이동통신 단말기의 회로기판(200)의 전면과 배면의 일정 영역에서 그라운드 면(220)이 형성된다. 상기 회로기판(200)의 전면의 상단부(210)에는 고주파 신호를 송신하고 수신하기 위한 안테나(211)가 배치된다. 상기 안테나(211) 면적의 약 90%가 상기 그라운드 면(220)으로부터 배제되므로 상기 안테나(211)의 방사패턴은 수평축 방향으로 거의 일정한 무지향성 빔 패턴 (isotropical beam pattern)을 가진다. The ground surface 220 is formed in a predetermined region of the front and rear surfaces of the circuit board 200 of the mobile communication terminal. An antenna 211 for transmitting and receiving a high frequency signal is disposed at the upper end 210 of the front surface of the circuit board 200. Since about 90% of the area of the antenna 211 is excluded from the ground plane 220, the radiation pattern of the antenna 211 has an almost unidirectional beam pattern in the horizontal axis direction.

상기 회로기판(200)의 전면의 상단부(210)에는 상기 안테나(211)가 연결될 수 있게 형성되는 적어도 하나의 패드(230)를 포함한다. The upper end portion 210 of the front surface of the circuit board 200 includes at least one pad 230 to be connected to the antenna 211.

상기 회로기판(200)의 전면의 하단부에는 상기 회로기판(200)상의 상기 안테나(211)가 배치된 영역을 배제한 제 1 영역에 제 1 그라운드(221)가 형성된다. 상기 제 1 그라운드(221)로부터 연장되며, 상기 패드(230)와 이격된 상태로 상기 패드를 둘러싸는 제 2 영역에 제 2 그라운드(222)가 배치된다. A first ground 221 is formed at a lower end portion of the front surface of the circuit board 200 in a first area excluding an area where the antenna 211 is disposed on the circuit board 200. A second ground 222 extends from the first ground 221 and is disposed in a second area surrounding the pad while being spaced apart from the pad 230.

상기 그라운드 면(220)은 상기 회로기판(200)의 상이한 적어도 2개의 층을 포함하고, 상기 층은 상기 회로기판(200)에 형성되는 비아 홀(Via hole, 224)을 통하여 연결될 수 있다. 도 2에 의하면 상기 그라운드 면(220)은 전면에 형성된 상기 제 1 그라운드(221), 상기 제 2 그라운드(222) 및 배면에 형성된 상기 배면 그라운드(223)을 포함하여 구성된다. 상기 배면 그라운드(223)는 상기 제 1 그라운드(221) 또는 상기 제 2그라운드(222)와 상기 비아 홀(224)을 통해 전기적으로 연결된다. 상기 비아 홀(224)은 상기 회로기판(200)을 포토 에칭(photo etching)시에 미리 일정한 위치에 일정한 직경을 가지는 홀(hole) 가공을 하고 도금을 하여 상기 회로기판(200)의 전면의 상기 제 1, 2 그라운드(221, 222)와 배면의 배면 그라운드(223)가 상호 전기적으로 연결되도록 한다. The ground surface 220 may include at least two different layers of the circuit board 200, and the layers may be connected through via holes 224 formed in the circuit board 200. Referring to FIG. 2, the ground surface 220 includes the first ground 221, the second ground 222, and the rear ground 223 formed on the rear surface. The back ground 223 is electrically connected to the first ground 221 or the second ground 222 through the via hole 224. The via hole 224 performs hole processing having a predetermined diameter at a predetermined position in advance upon photo etching of the circuit board 200, and plating the via hole 224 so that the surface of the front surface of the circuit board 200 may be plated. The first and second grounds 221 and 222 and the rear ground 223 on the rear surface are electrically connected to each other.

상기 패드(230)는 복수의 변을 갖도록 형성되되, 상기 복수의 변 중 상기 제 1 그라운드(221)로부터 먼 쪽에 있는 변은 상기 제 2 그라운드(222)의 형성이 배제된 것을 특징으로 한다. 상기 패드(230)는 상기 안테나로 신호가 급전되는 시그널 패드(231)와 상기 그라운드에 단락되는 그라운드 패드(232)를 포함한다. The pad 230 is formed to have a plurality of sides, and the side of the plurality of sides that is far from the first ground 221 is characterized in that the formation of the second ground 222 is excluded. The pad 230 includes a signal pad 231 to which a signal is supplied to the antenna, and a ground pad 232 shorted to the ground.

상기 그라운드 패드(232)가 전기적으로 연결되어 단락되는 상기 그라운드 면(220)은 상기 회로기판의 전면부의 하단부에 형성되는 상기 제 1 그라운드(221)인 것이 바람직하다. 상기 그라운드 패드(220)가 상기 제 2 그라운드(222)에 전기적으로 연결되어 단락되는 경우에는 상기 시그널 패드(231)와 상기 그라운드 패드(232) 사이에 고주파 신호의 간섭 현상이 증가하여 원하는 방사전력 및 전자파 흡수율 저감 성능의 조절이 어렵다. Preferably, the ground surface 220, which is electrically connected to the ground pad 232 and shorted, is the first ground 221 formed at the lower end of the front surface of the circuit board. When the ground pad 220 is electrically connected to the second ground 222 and short-circuited, an interference phenomenon of a high frequency signal increases between the signal pad 231 and the ground pad 232, and thus the desired radiation power and It is difficult to control the electromagnetic wave absorption rate reduction performance.

상기 그라운드 패드(232)는 상기 그라운드와 마이크로 스트립 라인(micro strip line, 233)을 통해 전기적으로 연결되어 단락되도록 구성될 수 있다. 마이크로 스트립 라인은 일반적으로 배면에 그라운드 면이 형성되고 전면에는 신호선이 형성되어 전자기 신호를 전달하는 구조이나, 상기 마이크로 스트립 라인(233)은 상기 그라운드 패드(232)를 제 1 그라운드 면(221)에 단락시키기 위한 것으로 상기 회로기판(200)의 배면에 신호선이나 그라운드 면을 반드시 요하는 것은 아니다. 상기 마이크로스트립 라인(233)은 그 길이가 동작 주파수 대역에서 파장(wavelength;λ_g)에 비해 짧고 라인의 폭은 얇은 고 임피던스(high impedance)로 구현하는 것이 바람직하다. The ground pad 232 may be configured to be electrically shorted with the ground through a micro strip line 233. In general, the micro strip line has a ground surface formed on the rear surface and a signal line formed on the front surface to transmit electromagnetic signals, but the micro strip line 233 has the ground pad 232 connected to the first ground surface 221. It is for short circuiting and does not necessarily require a signal line or a ground plane on the back surface of the circuit board 200. The microstrip line 233 is preferably implemented in a high impedance, the length of which is shorter than the wavelength (λ _g ) in the operating frequency band and the width of the line is thin.

상기 제 2 그라운드(222)와 상기 패드(230) 사이의 그라운드 배제 영역은 U자 슬롯(240) 형태로 형성될 수 있다. 상기 U자 슬롯(240)이 형성되는 상기 패드(230)는 상기 시그널 패드(231)이어야 한다. 이는 전류의 세기가 가장 강한 상기 시그널 패드(231) 주변의 그라운드 면(220)의 구조를 변경함으로써 상기 시그널 패드(231) 주변의 전류밀도가 증가하기 때문이다. The ground exclusion area between the second ground 222 and the pad 230 may be formed in the shape of a U-shaped slot 240. The pad 230 in which the U-shaped slot 240 is formed should be the signal pad 231. This is because the current density around the signal pad 231 increases by changing the structure of the ground surface 220 around the signal pad 231 having the strongest current.

이를 정성적으로 살펴보면 마이크로 스트립라인의 경우 대부분의 전자기 에너지는 회로 기판 상의 신호선과 그라운드 면 사이의 유전체 내에서 가이드(guide)되어 전달되지만 일부는 자유공간 상으로 방사되는 성분이 존재하며 이는 에너지 손실(loss)에 해당한다. 다만 신호선 주변에 그라운드 면을 적절히 배치시키면 더욱 많은 양의 전자기 에너지가 유전체 내에서 가이드 되어 전달되고 손실량은 감소한다. 이는 한쪽 면이 개방된 마이크로스트립 라인 보다 양쪽 면이 모두 그라운드 면으로 이루이진 스트립라인 형태가 자유공간으로 방사되는 손실량이 적다는 사실과 일치한다.Qualitatively, in the case of the microstripline, most of the electromagnetic energy is guided and transferred in the dielectric between the signal line and the ground plane on the circuit board, but some of the components are radiated into free space, which means that energy loss ( loss). However, if the ground plane is properly placed around the signal line, more electromagnetic energy is guided and transferred in the dielectric and the loss is reduced. This is consistent with the fact that the stripline form with both sides as the ground plane is smaller than the open microstrip line with less loss to the free space.

따라서 상기 시그널 패드(231) 주변에 제 2 그라운드(222)를 배치시킴으로써 급전 패드 주변의 전류 손실량을 최소화시킬 수 있으므로, 상기 시그널 패드 (231) 주변의 전류밀도는 증가한다. 에너지 보존 법칙(Energy Conservation's Law)에 의하면 상기 시그널 패드(231) 주변의 전류 밀도의 증가에 따라 상대적으로 다른 영역에서는 전류 밀도는 약해져야 한다. Therefore, since the amount of current loss around the feed pad can be minimized by disposing the second ground 222 around the signal pad 231, the current density around the signal pad 231 increases. According to the Energy Conservation's Law, as the current density around the signal pad 231 increases, the current density must be weakened in other areas.

상기 U자 슬롯(240)의 형성에 의해 안테나의 총 방사전력(Total Radiation Power: TRP)는 일정하게 유지하면서 전자파 흡수율은 저감시키는 것이 요구된다. 따라서 상기 U자 슬롯(240)은 아래와 같이 구성되며 설계되어야 한다. 먼저 상기 U자 슬롯(240)은 상기 시그널 패드(231)의 하단의 좌측에서 일정한 폭과 너비를 가지는 간극으로 상기 제 2 그라운드(222)를 배치하여 형성되는 제 1 슬롯부(241); 상기 시그널 패드(231)의 하단의 중앙에서 일정한 폭과 너비를 가지는 간극으로 상기 제 2 그라운드(222)를 배치하여 형성되는 제 2 슬롯부(242); 및 상기 시그널 패드(231)의 하단의 우측에서 일정한 폭과 너비를 가지는 간극으로 상기 제 2 그라운드(222)를 배치하여 형성되는 제 3슬롯부(243);를 포함한다. 다음으로 안테나의 총 방사전력은 일정하게 유지하면서 전자파 흡수율은 절감시키기 위한 최적의 급전구조를 설계하기 위하여 상기 제 1슬롯부(241), 제 2 슬롯부(242) 및 제 3 슬롯부(243)의 상기 폭과 너비는 각각 독립적일 수 있다.The formation of the U-shaped slot 240 is required to reduce the electromagnetic wave absorptivity while maintaining a constant total radiant power (TRP) of the antenna. Therefore, the U-shaped slot 240 should be configured and designed as follows. First, the U-shaped slot 240 includes: a first slot portion 241 formed by arranging the second ground 222 with a gap having a predetermined width and width at a left side of a lower end of the signal pad 231; A second slot part 242 formed by arranging the second ground 222 at a gap having a predetermined width and width at a center of a lower end of the signal pad 231; And a third slot part 243 formed by disposing the second ground 222 at a gap having a predetermined width and width at a right side of a lower end of the signal pad 231. Next, the first slot part 241, the second slot part 242, and the third slot part 243 are designed to design an optimal power supply structure for reducing the electromagnetic wave absorption rate while maintaining the total radiation power of the antenna. The width and the width of may be each independently.

또한 상기 안테나(211)의 성능에 영향을 주는 요인은 상기 슬롯(240) 외에도 상기 배면 그라운드(223)가 형성되는 영역의 면적도 이에 해당한다. 상기 배면 그라운드(223)의 면적은 상기 제 1 그라운드(221)의 영역과 같은 면적 또는 그 보다 넓거나 좁을 수 있다. 도 2에서 보는 바와 같이 점선으로 표시한 영역의 세로 길이는 상기 배면 그라운드(223)의 세로 길이에 해당한다. 상기 배면 그라운드(223)의 세로 길이가 상기 제 1 그라운드(221)의 세로 길이보다 긴 경우에는 상기 안테나(211)의 성능에 영향을 준다. 특히 상기 배면 그라운드(223)의 세로 길이가 상기 제 2 슬롯부(242)의 영역에까지 연장되는 경우에는 상기 안테나의 성능 변화는 더욱 커지게 된다. 상기 배면 그라운드(223)의 세로 길이의 오차에 민감하게 상기 안테나(211)의 성능이 변화하지 않도록 강인 설계(Robust Design)를 위하여 상기 배면 그라운드(223)의 세로 길이는 상기 제 2 슬롯부(242)의 영역에까지 연장되지 않는 것이 바람직하다. In addition, the factor affecting the performance of the antenna 211 also corresponds to the area of the region where the rear ground 223 is formed in addition to the slot 240. The area of the back ground 223 may be the same as the area of the first ground 221 or may be wider or narrower. As shown in FIG. 2, the vertical length of the area indicated by the dotted line corresponds to the vertical length of the back ground 223. When the vertical length of the back ground 223 is longer than the vertical length of the first ground 221, the performance of the antenna 211 is affected. In particular, when the longitudinal length of the rear ground 223 extends to the area of the second slot part 242, the performance change of the antenna becomes greater. The vertical length of the rear ground 223 is the second slot part 242 for robust design so that the performance of the antenna 211 is not changed sensitively to the error of the longitudinal length of the rear ground 223. It is preferable not to extend to the area of).

지금까지 전자파와 인체사이의 상호작용을 규정하는 가장 효과적인 변수로 인식되어 온 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate: SAR)은 정현파형으로 변화하는 전자장에 대한 포인팅 벡터 정리를 사용하여 다음과 같이 정의할 수 있다.The Specific Absorption Rate (SAR), which has been recognized as the most effective variable to define the interaction between electromagnetic waves and the human body, can be defined as follows by using the pointing vector theorem for an electromagnetic field that changes into a sinusoidal waveform. .

여기에서, σ는 복사주파수에서의 조직의 전도율 [S/m], ρ는 조직의 밀도 [kg/m³]이고, E_i는 내부 조직에서의 전기장 세기 [V/m]이다. 상기와 같이 전자파 흡수율은 동일한 조직 내에서는 전도율과 밀도가 일정하기 때문에 조직내의 전지장세기의 제곱에 비례하게 되고, 이에 따라 소스(source)로부터 조직내의 거리의 제곱에 반비례하게 된다. 따라서 이동통신 단말기에 있어서 일반적으로 전류의 세기가 가장 강한 영역은 상기 시그널 패드(221) 주변이지만 전자파 흡수율이 최대인 영역은 반드시 일치하는 것은 아니다. 이는 사용자가 실제로 이동통신 단말기를 사용하였을 때 얼굴과 맞닿아서 그 거리가 최소인 지점과 전류밀도가 최대인 지점이 서로 다르기 때문이다. Where σ is the conductivity of the tissue at the radiation frequency [S / m], ρ is the density of the tissue [kg / m ³ ], and E _i is the electric field strength [V / m] in the internal tissue. As described above, the electromagnetic wave absorption rate is proportional to the square of the field strength in the tissue because the conductivity and the density are constant in the same tissue, and thus inversely proportional to the square of the distance in the tissue from the source. Therefore, in the mobile communication terminal, the region where the intensity of current is the strongest is generally around the signal pad 221, but the region where the electromagnetic wave absorption rate is the maximum is not necessarily identical. This is because the point where the user touches the face when the user actually uses the mobile communication terminal is different from the point where the distance is minimum and the point where the current density is maximum.

도 3은 상기 제 2 그라운드(222)의 배치에 의해 형성된 상기 U자 슬롯(240)이 구비되기 전과 후의 이동통신 단말기의 전류 밀도 분포와 전자파 흡수율이 최대인 지점을 나타낸 전류 분포도이다. 3 is a current distribution diagram showing a point where the current density distribution and the electromagnetic wave absorption rate of the mobile communication terminal before and after the U-shaped slot 240 formed by the arrangement of the second ground 222 are maximum.

도 3의 (a), (b)에서 상기 U자 슬롯(240)의 구비 전, 후 모두 단말기의 상기 시그널 패드(231) 주변에 전류 분포가 최대인 것은 확인되나 그 값이 상기 U자 슬롯(240)을 구비한 후에 (b)에서 (a)보다 증가하였음은 확인하기 어렵다. 다만 전자파 흡수율 최대 영역(Hot Spot Area; 320)에서 전류 밀도는 약간 감소하였음을 알 수 있다. 도 3의 (c)는 인체에 흡수되는 전자파 흡수율을 상기 단말기의 위치에 대응시킨 지점에 표시한 것이다. 또한 이와 동시에 상기 단말기 표면에서 전류밀도 최대 영역(310)으로써 상기 시그널 패드(421)와 상기 전자파 흡수율 최대 영역(320)을 표시한 것이다. 도 3의 (d)는 도 3의 (a), (b)의 전류 분포값의 데시벨(decibel; dB) 값에 해당하는 색상을 나타낸 것이다. 3 (a) and 3 (b), it is confirmed that the current distribution is maximized around the signal pad 231 of the terminal before and after the provision of the U-shaped slot 240, but the value of the U-shaped slot ( It is difficult to confirm that the increase from (b) to (a) after the 240 is provided. However, it can be seen that the current density decreased slightly in the hot spot area 320. 3 (c) shows the electromagnetic wave absorption rate absorbed by the human body at a point corresponding to the position of the terminal. At the same time, the signal pad 421 and the electromagnetic wave absorption maximum region 320 are displayed as the maximum current density region 310 on the surface of the terminal. FIG. 3D illustrates a color corresponding to decibel (dB) values of the current distribution values of FIGS. 3A and 3B.

도 3의 (c)에서 상기 단말기를 사용자가 사용하는 경우에 상기 단말기의 상기 전류밀도 최대 영역(310)에 비해 상기 전자파 흡수율 최대 영역(320)은 약각 하부에 위치함을 알 수 있는데, 이는 앞서 기술한 바와 같이 사용자가 실제로 이동통신 단말기를 사용하였을 때 얼굴과 맞닿아서 그 거리가 최소인 지점과 전류밀도가 최대인 지점이 서로 다르기 때문이다. 인체 유사 모델과 이동통신 단말기 모델을 적용하여 구한 전자파 흡수율이 최대인 지점은 도 3의 (c)와 같이 상기 시그널 패드(231)보다 약간 하부에 위치한다. In FIG. 3C, when the user uses the terminal, the electromagnetic absorption maximum region 320 is located at a lower portion than the maximum current density region 310 of the terminal. As described above, when the user actually uses the mobile communication terminal, the point where the distance is minimum and the point where the current density is maximum are different from each other. The maximum electromagnetic absorption rate obtained by applying the human body-like model and the mobile communication terminal model is located slightly below the signal pad 231 as shown in FIG.

도 4는 본 발명에 따른 이동통신 단말기에 장착되는 상기 U자 슬롯(440)이 구비된 전자파 흡수율 저감 급전 구조의 형상을 나타낸 것이다. 도 4의 (a)는 상기 회로 기판(200)과 이동통신 단말기에 장착하기 위한 부분들을 포함한 급전구조이고 (b)는 상기 회로기판(200)의 전면부를 (c)는 상기 회로기판(200)의 배면부를 나타낸 것이다. 종래에는 각종 신호처리 및 고주파 회로 등을 포함하는 메인 보드(Main Board) 기판과 상기 안테나(211)와 상기 패드(230)를 포함하는 상기 회로 기판(200)을 한 기판 내에서 구현하였으나, 최근에는 단말기의 슬림(slim)화 및 소형화에 부응하여 상기 메인 보드 기판과 상기 회로 기판(200)을 분리하는 추세에 있다. 따라서 본 발명에 따른 급전구조는 상기 회로기판(200)이 이동통신 단말기의 회로 부품들과 일체로 한 기판에 구현된 것 뿐만 아니라 상기 부품들이 배치된 메인 보드와 분리되어 상기 단말기의 내부에 배치되는 것도 포함하는 것을 특징으로 한다. Figure 4 shows the shape of the electromagnetic wave absorption rate reduction feed structure provided with the U-shaped slot 440 mounted to the mobile communication terminal according to the present invention. 4 (a) is a power supply structure including a portion for mounting on the circuit board 200 and the mobile communication terminal (b) is a front portion of the circuit board 200 (c) is the circuit board 200 It shows the back of the. Conventionally, a main board substrate including various signal processing and high frequency circuits and the like, and the circuit board 200 including the antenna 211 and the pad 230 are implemented in one substrate. In response to slimming and miniaturization of terminals, the main board substrate and the circuit board 200 are separated. Therefore, the power supply structure according to the present invention is not only the circuit board 200 is implemented in one board integrally with the circuit components of the mobile communication terminal, but also separated from the main board on which the components are arranged is disposed inside the terminal. It also includes.

도 5는 상기 U자 슬롯(240)이 구비되기 전과 후의 상기 회로기판(200)의 전류밀도 분포를 나타낸 전류밀도 분포도이다. 도 5의 (a)는 슬롯이 없는 경우 전류밀도 분포도이고 (b)는 슬롯을 구비한 경우 전류밀도 분포도이고 (c)는 상기 U자 슬롯(240)의 구비 여부에 따른 전류밀도 그래프이다. 도 5에서는 이동통신 단말기를 고려한 전류밀도 분포도이므로 상기 급전 패드(221) 주변의 전류밀도가 증가하였음을 확인하기 어렸웠으나 도 5의 (b)에서 (a)에 비해 상기 급전 패드(221) 주변의 전류밀도가 증가하였음을 알 수 있다. 도 5의 (c)에서 상기 U자 슬롯이 구비된 경우에 전류 밀도가 증가하였고, 그 최대값도 -9dB에서 -5dB로 4dB 증가하였음을 알 수 있다. 따라서 에너지 보존 법칙에 의해 전파 흡수율 최대 영역에서 전류 밀도는 상대적으로 감소하였을 것으로 예상할 수 있다.5 is a current density distribution diagram showing a current density distribution of the circuit board 200 before and after the U-shaped slot 240 is provided. Figure 5 (a) is a current density distribution chart when there is no slot, (b) is a current density distribution chart when the slot is provided (c) is a current density graph according to whether or not the U-shaped slot 240 is provided. In FIG. 5, it is difficult to confirm that the current density around the feed pad 221 is increased because of the current density distribution considering the mobile communication terminal, but compared to the feed pad 221 in FIG. It can be seen that the current density of is increased. In (c) of FIG. 5, when the U slot is provided, the current density is increased, and the maximum value thereof is also increased by 4 dB from -9 dB to -5 dB. Therefore, it can be expected that the current density is relatively decreased in the region of the maximum absorption rate by the energy conservation law.

표 1은 도 4의 상기 U자 슬롯(240)을 구비하기 전과 후의 상기 회로 기판(200)을 이동통신 단말기 내에 삽입한 경우의 안테나의 총 방사 전력과 전자파흡수율 값을 나타낸 것이다. Table 1 shows the total radiation power and the electromagnetic absorption rate of the antenna when the circuit board 200 before and after the U-shaped slot 240 of FIG. 4 is inserted into the mobile communication terminal.

안테나의 총 방사전력Total radiated power of the antenna 전자파 흡수율 값Electromagnetic Absorption Rate Value 종래 기술Conventional technology 28.5 dBm28.5 dBm 1.9 mW/g1.9 mW / g U자 슬롯을 구비한 경우If you have a U-shaped slot 28.4 dBm28.4 dBm 1.63 mW/g1.63 mW / g

상기의 표 1에서 보는 바와 같이 상기 U자 슬롯(240)을 구비한 경우에 안테나의 총 방사전력은 거의 일정하게 유지하면서 전자파 흡수율 값은 0.3mW/g 정도 감소된 바 30% 정도 저감됨을 알 수 있다. As shown in Table 1, when the U-shaped slot 240 is provided, the total radiation power of the antenna is almost constant, while the electromagnetic wave absorption rate is reduced by about 0.3 mW / g. have.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

Claims

A circuit board having a ground surface formed thereon;
An antenna disposed on one surface of the circuit board; And
At least one pad formed on one surface of the circuit board to be connected to the antenna, and the ground surface
A first ground formed in a first area excluding an area where the antenna is disposed on the circuit board; And
And a second ground extending from the first ground and disposed in a second area surrounding the pad while being spaced apart from the pad.

The method of claim 1,
And a ground exclusion area between the second ground and the pad is formed in a U-shaped slot.

The method of claim 1,
The pad includes a signal pad to which a signal is fed to the antenna, and a ground pad shorted to the ground.

The method of claim 1,
And said ground plane comprises at least two different layers of said circuit board, each layer being connected through a via hole formed in said circuit board.

The method of claim 1,
The pad is formed to have a plurality of sides, wherein the side of the plurality of sides far away from the first ground is characterized in that the formation of the second ground is excluded.

The method of claim 1,
The circuit board is separated from the main board on which the circuit components of the terminal is arranged, characterized in that the mobile communication terminal is disposed inside.

The method of claim 2,
The U slot
A first slot part formed by arranging the second ground in a gap having a predetermined width and width at a left side of a lower end of the signal pad;
A second slot portion formed by arranging the second ground in a gap having a predetermined width and width at a center of a lower end of the signal pad; And
And a third slot formed by arranging the second ground in a gap having a predetermined width and width at a right side of a lower end of the signal pad.

The method of claim 2,
The pad is a mobile communication terminal, characterized in that the signal pad.

The method of claim 3, wherein
And the ground is a first ground.

The method of claim 3, wherein
And the ground pad is electrically shorted through the ground and the microstrip line.

The method of claim 7, wherein
And the widths and the widths of the first slot part, the second slot part, and the third slot part are independent of each other.