KR20140008209A

KR20140008209A - 안테나 장치 및 이를 구비하는 이동 단말기

Info

Publication number: KR20140008209A
Application number: KR1020120075732A
Authority: KR
Inventors: 최재현; 하지훈; 류승우; 이송이; 유치상
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-01-21

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 이동 단말기는, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 공진하도록 형성되는 도전 멤버와, 상기 도전 멤버를 급전하는 급전부와, 상기 급전부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되고, 적어도 하나의 가변 커패시터를 구비하여 커패시턴스 값을 변경시킴으로써, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시키는 이동부 및 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 이동될 때, 상기 커패시턴스의 변화가 상기 제2 주파수 대역에 미치는 영향을 감소시키도록, 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 형성되는 차단부를 포함한다.

Description

안테나 장치 및 이를 구비하는 이동 단말기{ANTENNA APPARATUS AND MOBILE TERMINAL HAVING THE SAME}

본 발명의 실시예들은 무선 신호를 송수신하는 안테나 장치를 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.

이동 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화 기능, 정보를 입·출력하는 기능 및 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 전자기기이다.

이동 단말기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임 및 방송의 수신 등의 복잡한 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia Player) 형태로 구현되고 있다.

멀티 미디어 기기의 복잡한 기능을 구현하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어의 면에서 새로운 다양한 시도들이 적용되고 있다. 일 예로 사용자가 쉽고 편리하게 기능을 검색하거나 선택하기 위한 유저 인터페이스(User Interface) 환경이 제공되고 있다.

상기 시도들에 더하여, 상기 하드웨어 등의 기능을 보다 개선하는 방안이 고려될 수 있다. 이러한 개선 방안에는 사용자가 이동 단말기를 좀더 편리하게 사용하기 위한 구조적인 변화 및 개량이 포함된다. 상기 구조적인 변화 및 개량의 하나로 전파를 송수신하는 안테나에 대해 고려될 수 있다.

안테나는 무선통신을 위해 무선 전자기파를 송수신하도록 형성되는 장치로서, 이동 단말기에 필수적으로 요구되는 구성 요소이다. 이동 단말기는 음성 통화 외에 WiBro, DMB 등과 같은 다양한 기능들을 구현하는 추세이므로, 안테나는 상기 기능들을 만족시키는 대역폭들을 구현하여야 함은 물론, 이동 단말기에 내장될 수 있도록 소형으로 설계되어야 한다.

특히 이동 통신 사업자들이 각기 다른 주파수를 사용함에 따라 복수의 주파수 대역에서 동작하면서도, 안테나 장치간 간섭을 최소화할 수 있는 이동 단말기의 안테나 장치가 고려될 수 있다.

본 발명의 일 목적은 멀티 주파수 대역의 무선 전자기파를 송수신할 수 있는 안테나를 구비하는 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 보다 나은 무선 신호의 송수신 효율을 갖는 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 이동 단말기는, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 공진하도록 형성되는 도전 멤버와, 상기 도전 멤버를 급전하는 급전부와, 상기 급전부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되고, 적어도 하나의 가변 커패시터를 구비하여 커패시턴스 값을 변경시킴으로써, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시키는 이동부 및 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 이동될 때, 상기 커패시턴스의 변화가 상기 제2 주파수 대역에 미치는 영향을 감소시키도록, 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 형성되는 차단부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 차단부는, 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 저주파수 대역으로 이동하는 경우 적어도 하나 이상의 커패시터를 구비할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 차단부는, 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 고주파수 대역으로 이동하는 경우 적어도 하나 이상의 인덕터를 구비할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 차단부는, 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며, 적어도 하나 이상의 인덕터와 커패시터가 조합되어 형성되고, 상기 인덕터와 상기 커패시터는 상기 이동부와 선택적으로 연결될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제3 주파수에서 발생되는 추가 공진으로 인하여 유발되는 임피던스의 변화가 상기 제1 주파수 대역에 미칠 때, 상기 제1 주파수 대역의 변경된 임피던스를 정합시키도록 상기 급전부와 상기 이동부 사이에 배치되며 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 형성되는 추가 정합부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역의 중심 주파수에서 공진하도록, 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 임피던스를 매칭시키는 정합부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수는 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수보다 낮게 이루어질 수 있다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는, 단말기 본체 및 상기 본체에 장착되는 복수의 안테나 장치를 포함하고, 상기 안테나 장치들 중 적어도 하나의 안테나 장치는, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 공진하도록 형성되는 도전 멤버와, 상기 도전 멤버를 급전하는 급전부와, 상기 급전부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되고, 적어도 하나의 가변 커패시터를 구비하여 커패시턴스 값을 변경시킴으로써, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시키는 이동부 및 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 이동될 때, 상기 커패시턴스의 변화가 상기 제2 주파수 대역에 미치는 영향을 감소시키도록, 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 형성되는 차단부를 포함하는 이동 단말기를 개시한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 이동 단말기는 저주파수 대역에서 일정 이상의 안테나 성능을 발휘하면서도, 저주파수 대역의 중심 주파수가 B5 동작 대역이나, B8 동작 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 중심 주파수를 이동시키고, 이동된 중심 주파수에 대하여 임피던스 매칭을 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(Block Diagram).
도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도.
도 4는 도 2의 이동 단말기의 분해 사시도.
도 5는 비교예를 따르는 안테나 장치의 개념도.
도 6은 도 5에 도시한 단말기의 주파수에 따르는 전압 정재파비를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 안테나 장치의 개념도.
도 8은 도 7을 간략하게 도시한 개념도.
도 9과 도 10은 도 7에 도시한 안테나 장치를 구비한 단말기의 주파수에 따르는 전압 정재파비와 안테나 효율을 도시한 도면.
도 11은 안테나들이 단말기 본체에 배치된 일예를 보여주는 개념도.

이하, 본 발명에 관련된 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 다만, 본 명세서에서 설명되는 기술사상은 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기(100)의 블록 구성도(block diagram)이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송과 관련된 정보를 수신한다.

상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.

개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.

바디(104)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가로 배치될 수도 있다.

케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 바디에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(151)와 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스(170) 등은 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면에 배치될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131,132)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(131,132)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

제1 또는 제2조작 유닛들(131,132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작 유닛(131)은 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2 조작 유닛(132)은 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 이동 단말기(100)의 후면 사시도이다.

도 3을 참조하면, 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(102)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')는 카메라(121, 도 2 참조)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라(121)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.

예를 들어, 카메라(121)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 카메라(121')는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 카메라(121,121')는 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 바디에 설치될 수도 있다.

카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치된다. 플래쉬(123)는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울(124)은 사용자가 카메라(121')를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

단말기 바디의 후면에는 음향 출력부(152')가 추가로 배치될 수도 있다. 음향 출력부(152')는 음향 출력부(152, 도 2 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나(미도시)가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111, 도 1 참조)의 일부를 이루는 상기 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.

단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착된다. 전원공급부(190)는 배터리(191, 도 4 참조)로 구현될 수 있으며, 배터리(191)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성될 수 있다. 리어 케이스(102)에는 배터리(191)의 이탈을 제한하도록 이루어지는 배터리 커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

도 4는 도 2의 이동 단말기(100)의 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 단말기 바디의 내부 공간에는 인쇄회로기판(161)이 배치된다. 인쇄회로기판(161)은 리어 케이스(102)에 단말기 바디의 주면 대부분을 차지하도록 장착될 수 있다. 인쇄회로기판(161)은 이동 단말기(100)의 각종 기능을 동작시키기 위하여 이동 단말기(100)를 제어하는 제어부(180, 도 1 참조)의 일 예로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 인쇄회로기판(161)은 디스플레이(151a)를 통하여 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)하도록 이루어진다.

인쇄회로기판(161)의 적어도 일면에는 이동 단말기(100)의 각종 기능을 동작시키기 위한 전자소자들이 장착된다. 예를 들어, 인쇄회로기판(161)의 일면에는 디스플레이(151a), 음향 출력 모듈(152) 및 카메라(121) 등이 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 LTE 통신 서비스를 제공할 수 있도록, MIMO 안테나 기술이 적용된 이동 단말기와 관련된다. MIMO는 "Multiple Input Multiple Output"의 준말로서, 지금까지 한 개의 송신안테나와 한 개의 수신안테나를 사용했던 것에서 탈피하여, 다중 송신안테나와 다중 수신안테나를 채택해 송수신 데이터 효율을 향상시킬 수 있는 방법을 말한다. 즉, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않고, 여러 안테나에서 수신된 단편적인 데이터 조각을 한데 모아 완성하는 기술을 응용한 것이다.

이와 같은 MIMO 기술에 의하면 특정 범위에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 특정 데이터 전송 속도에 대해 시스템 범위를 증가시킬 수 있다. 즉, MIMO 기술은 이동통신의 사용자 기기(User Equipment; UE)와 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있는 차세대 이동통신 기술이다. 상기 기술은 데이터 통신 확대 등으로 인해 한계 상황에 이른 이동통신의 전송량 한계를 극복할 수 있는 기술로 관심을 모으고 있다.

MIMO 또는 다이버시티로 동작하는 안테나를 장착하는 단말기는 제1안테나(primary)(송신 또는 수신측의 메인 안테나)와 제2 안테나(secondary)(다이버시티 또는 MIMO 시스템의 수신측 서브 안테나)를 포함할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 인쇄회로기판(161)에 근접하여 안테나 장치를 구성하는 도전 멤버들이 회로 기판을 사이에 두고 복수로 배치될 수 있다. 이중 어느 하나의 도전 멤버는 제1 안테나(ANT 1)의 도전 멤버가 되거나, 다른 하나의 도전 멤버는 제2 안테나(ANT 2)의 도전 멤버가 될 수 있다.

도 5는 비교예를 따르는 안테나 장치의 개념도이고, 도 6은 도 5에 도시한 단말기의 주파수에 따르는 전압 정재파비를 도시한 도면이다.

비교예에 따르는 안테나 장치들은 도전 멤버와 급전부(164, 166)를 각각 포함할 수 있다. 급전부(164, 166)는 도전 멤버(169, 제1 안테나의 도전 멤버는 미도시)를 급전하도록 형성되고, 도전 멤버(169)는 급전부(164, 166)로부터 급전받아 특정 주파수에서 공진하도록 일정 길이로 형성된다. 급전부(164, 166)와 도전 멤버(169) 사이에는 임피던스 정합을 위해 정합부(165, 167)가 형성될 수 있다.

안테나 장치(ANT 1, ANT 2)는 Monopole 타입, PIFA 타입, 또는 폴디드 다이폴(folded dipole)타입, 또는 슬롯 타입의 안테나일 수 있다. 안테나 타입에 따라 도전 멤버(169)는 급전 연결만 되거나 급전 연결 또는 접지 연결이 동시에 이루어질 수 있다. 또한, 슬릇 안테나의 경우에는 도전 멤버(169)들이 슬롯을 형성한 후, 슬롯이 급전될 수 있다. 있다.

그리고, 안테나 타입에 따라 급전부(164, 166)도 각각 다르게 형성될 수 있다. 급전부(164, 166)는 발룬, 이상기, 분배기, 감쇠기, 증폭기 등이 조합되어 구성될 수 있다.

기판(161)은 유전체 기판 또는 반도체 기판일 수 있으며, 기판(161)이 어느 일면에 그라운드가 형성되거나, 기판(161)이 다층 기판인 경우 어느 하나의 층이 그라운드가 될 수 있다. 안테나 타입에 따라 도전 멤버(169)의 일단이 그라운드에 접지 연결될 수 있다.

기판(161)의 일면에 송수신 회로부(162)가 형성될 수 있다. 송수신 회로부(162)는 스위치 소자(163)를 통해, 급전부(164, 166)에 연결된다.

송수신 회로부(162)는 급전부(164, 166)와 정합부(165, 167)를 통해 도전 멤버(169)를 급전함으로써, 무선 신호를 송신하거나, 도전 멤버(169)에 의해 수신된 수신 무선 신호를 정합부(165, 167)와 급전부(164, 166)를 통해서 입력받아 주파수 변환 처리나 복조 처리 등의 소정의 수신 처리를 실행하도록 형성된다.

도 6은 제2 안테나 장치의 주파수에 따르는 전압 정재파비를 도시한 것이다.

제2 안테나 장치는 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 동작하도록 형성될 수 있다. 저주파수 대역으로서 제1 주파수 대역은 B5 동작 대역인 824 MHz 내지 849 MHz(상향 링크 동작 대역) 이거나 869 MHz 내지 894 MHz(하향 링크 동작 대역)을 포함하거나, B8 동작 대역인 880 MHz 내지 915 MHz(상향 링크 동작 대역) 이거나 925 MHz 내지 960 MHz(하향 링크 동작 대역)을 포함할 수 있다.

[본 발명의 핵심 부분]

LTE 통신 서비스를 제공하는 사업자에 따라 B5 동작 대역이나, B8 동작 대역을 선택적으로 사용하기 때문에, 단말기 제공업자의 입장에서는 B5 동작 대역이나, B8 동작 대역에서 모두 안테나 성능을 발휘할 수 있는 이동 단말기를 제공하여야 한다. 특히 안테나 장치가 저주파수 대역에서 B5 동작 대역과 B8 동작 대역을 모두 포함하도록 대역폭을 넓히는 경우에는 성능 향상으로 인하여 보다 비싼 부품들이 사용되어야 하고, B5 동작 대역과 B8 동작 대역 간의 무선 신호들을 송수신할 때 이동 단말기가 간섭을 받을 수 있다.

또한, 사업자마다 동일한 모델의 단말기가 각각 다른 주파수에서 우수한 성능의 무선 신호 송수신 성능을 발휘하도록 제조하기에는 제조업체 입장에서 경제적 부담이 따른다.

따라서, 저주파수 대역인 제1 주파수 대역에서 일정 이상의 안테나 성능을 발휘하면서도, 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 B5 동작 대역이나, B8 동작 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 중심 주파수를 이동시키고, 이동된 중심 주파수에 대하여 임피던스 매칭을 시킬 수 있는 안테나 장치가 고려될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 안테나 장치의 개념도이고, 도 8은 도 7을 간략하게 도시한 개념도이고, 도 9과 도 10은 도 7에 도시한 안테나 장치를 구비한 단말기의 주파수에 따르는 전압 정재파비와 안테나 효율을 도시한 도면이다.

본 발명에 따르는 안테나 장치는 도전 멤버(269), 급전부(264) 및 이동부(271)를 포함한다.

도전 멤버(269)는 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 공진하도록 형성된다. 도전 멤버(269)는 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역의 중심 주파수에 대응하는 전기적인 길이를 갖는다. 일 예로, 도전 멤버(269)는 제1 주파수 대역 중심 주파수의 λ/4에 대응하는 길이를 갖으면서, 제2 주파수 대역 중심 주파수의 λ/8에 대응하는 길이를 갖도록 형성될 수 있다.

도전 멤버(269)는 Monopole 타입, PIFA 타입, 또는 폴디드 다이폴(folded dipole)타입, 또는 슬롯 타입의 안테나에서 전파의 방사가 일어나는 방사체에 해당한다. 안테나 타입에 따라 도전 멤버(269)는 급전 연결만 되거나 급전 연결 또는 접지 연결이 동시에 이루어질 수 있다. 또한, 슬롯 안테나의 경우에는 도전 멤버(269)들이 슬롯을 형성한 후, 슬롯이 급전될 수 있다. 있다.

급전부(264)는 도전 멤버(269)를 급전하도록 형성된다. 안테나 타입에 따라 급전부(264)도 각각 다르게 형성될 수 있다. 급전부(264)는 발룬, 이상기, 분배기, 감쇠기, 증폭기 등이 조합되어 구성될 수 있다.

급전부(264)와 이동부(271)는 기판 상에 형성될 수 있다.

기판(261)은 유전체 기판 또는 반도체 기판일 수 있으며, 기판(261)이 어느 일면에 그라운드가 형성되거나, 기판(261)이 다층 기판인 경우 어느 하나의 층이 그라운드가 될 수 있다. 안테나 타입에 따라 도전 멤버(269)의 일단이 그라운드에 접지 연결될 수 있다.

기판(261)의 일면에 송수신 회로부(262)가 형성될 수 있다. 송수신 회로부(262)는 스위칭부(263)를 통해 급전부(264)에 연결된다.

송수신 회로부(262)는 급전부(264)와 정합부(273)를 통해 도전 멤버(269)를 급전함으로써, 무선 신호를 송신하거나, 도전 멤버(269)에 의해 수신된 수신 무선 신호를 정합부(273)와 급전부(264)를 통해서 입력받아 주파수 변환 처리나 복조 처리 등의 소정의 수신 처리를 실행하도록 형성된다.

정합부(273)는 후술하는 이동부(271)와 도전 멤버(269) 사이에 배치될 수 있다. 정합부(273)는 하나 이상의 집중 정수 소자로 구현될 수 있으며, 이러한 집중 정수 소자로는 인덕터나 커패시터가 사용될 수 있다.

이동부(271)는 적어도 하나의 가변 커패시터를 구비하여 형성되는데, 가변 커패시터의 커패시턴스 값을 변경시킴으로써, 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시키도록 형성된다. 이동부(271)는 인덕터와 가변 커패시터가 조합되어 형성되는데, 도 8에 도시된 바와 같이 인덕터와 가변 커패시터는 서로 분로 소자를 구성하면서 병렬로 연결될수 있으며, 이와 달리 직렬 소자를 구성하면서 인덕터와 가변 커패시터가 직렬로 연결될 수도 있다.

병렬로 연결되는 인덕터와 가변 커패시터는 대역 저지(Bandstop) 형태의 공진이 발생하고, 직렬로 연결되는 인덕터와 가변 커패시터는 대역 통과(Bandpass) 형태의 공진이 발생하므로, 커패시턴스 값의 변경으로 인하여 제2 주파수 대역에 미치는 영향을 줄이기 위해서는 인덕터와 가변 커패시터가 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 대역 저지 형태의 공진이 발생하도록 이동부(271)를 구성하는 것이 바람직하다.

이동부(271)가 추가됨으로써, 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 이동하게 된다.

일 예로, 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 우측(고주파수 대역, 도 9 참조)으로 이동시키기 위해서는 가변 커패시터의 값이 작아지도록 변경시켜 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 우측으로 이동시킨다. 이와 달리, 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 좌측(저주파수 대역, 도 9 참조)으로 이동시키기 위해서는 가변 커패시터의 값이 커지도록 변경시켜 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 좌측으로 이동시킨다.

이와 같이 가변 커패시터의 커패시턴스를 조절함으로써, 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시킬 수 있다. 이동부(271)의 인덕터가 2.5 nH의 값을 가질 때, 가변 커패시터는 10 내지 20 pF의 값을 가지며 커패시턴스의 값이 변경될 수 있다. 이로 인해, 제1 주파수 대역의 중심 주파수는 824 MHz에서 960 Mhz 까지 가변될 수 있다.

이동부(271)의 추가는 고주파수 대역인 제2 주파수 대역에서 임피던스의 변화를 가져올 수 있다.

이동부(271)가 분로 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 실수부인 저항값(resistance)을 변경될 수 있다. 일 예로 인덕터는 저항값을 높이고 커패시터는 저항값을 낮추어 제2 주파수 대역의 임피던스가 변경된다. 또한, 이동부(271)가 직렬 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 허수부인 리액턴스 값(reactance)이 변경될 수 있다. 일 예로 인덕터는 리액턴스를 높이고 커패시터는 리액턴스를 낮추므로 제2 주파수 대역의 임피던스가 변경된다.

이렇게 제2 주파수 대역의 임피던스의 변화는 안테나 효율을 낮추거나 제2 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시킬 수 있다.

제2 주파수 대역을 고정시키고 제1 주파수 대역의 중심 주파수만 이동시키기 위해서는 차단부(272)가 형성될 수 있다. 차단부(272)는 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시키기 위하여 이동부(271)의 커패시턴스 값을 변경시킴으로써 유발되는 안테나 특성의 변화가 제2 주파수 대역에 미칠 때, 제2 주파수 대역의 가해지는 안테나 특성의 변화를 감소시키도록 형성된다.

차단부(272)는 하나 이상의 집중 정수 소자로 구현될 수 있으며, 이동부(271)와 도전 멤버(269) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 집중 정수 소자로는 인덕터나 커패시터가 사용될 수 있다. 차단부(272)가 인덕터를 하나 이상 포함하여 형성되는 경우 이동부(271)의 추가로 인하여 제1 주파수 대역의 중심 주파수보다 높은 고주파수 대역에 미치는 영향을 감소시킬 수 있고, 차단부(272)가 커패시터를 하나 이상 포함하여 형성되는 경우 이동부(271)의 추가로 인하여 제1 주파수 대역의 중심 주파수보다 낮은 저주파수 대역에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 925 MHz이고, 이동부(271)의 추가로 인한 변경된 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 869 MHz일 때, 차단부(272)는 1 nH 내지 6 nH 의 값을 갖는 인덕터가 사용될 수 있다.

이와 같이, 이동부(271)의 가변 커패시터를 조절하여 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시키고, 차단부(272)를 형성하여 고주파수 대역의 안테나 특성을 고정시킬 수 있다.

차단부(272)는 커패시터와 인덕터 및 스위칭 소자를 포함하여 형성될 수 있으며, 스위칭 소자는 커패시터와 인덕터를 선택적으로 스위칭하여 각각 이동부(271)에 연결시킬 수 있다. 이와 달리 스위칭 소자는 커패시터와 인덕터를 동시에 이동부(271)에 연결시킬 수 있다. 이 경우 이동부(271)의 추가로 인하여 고주파수 대역과 저주파수 대역에 미치는 영향(일 예로, 주파수 통과 특성)을 동시에 감소시킬 수 있다.

이와 같이 이동부와 차단부가 안테나 장치에 포함됨으로써, 제1 주파수 대역에서 중심 주파수를 이동시킬 수 있으며, 중심 주파수 이동에 따른 제2 주파수 대역의 안테나 특성은 차단부에 의해 고정될 수 있다.

이동부(271)의 추가는 저주파수 대역인 제1 주파수 대역에서도 임피던스의 변화를 가져올 수 있다. 따라서 임피던스의 변화를 방지하고자 추가 정합부(274)가 형성될 수 있다. 추가 정합부(274)는 이동부(271)의 커패시턴스의 변경으로 인하여 유발되는 임피던스의 변화가 제1 주파수 대역에 미칠 때, 제1 주파수 대역의 변경된 임피던스를 정합시키도록 형성된다. 추가 정합부(274)는 하나 이상의 집중 정수 소자로 구현될 수 있으며, 이동부(271)와 급전부(264) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 집중 정수 소자로는 인덕터나 커패시터가 사용될 수 있다.

추가 정합부(274)를 구성하는 집중 정수 소자는 반복적인 테스트에 의해 제1 주파수 대역의 임피던스를 매칭시키는 소자들이 선택될 수 있다.

도 9는 제1 주파수 대역의 중심 주파수의 이동을 도시한 것이다. 이동부(271)를 구비하지 않은 상태에서 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 925 MHz이고, 이동부(271)를 추가하고 가변 커패시터의 커패시턴스를 변경시켜 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 869 Mhz 까지 이동시킨 것을 확인할 수 있다. 이렇게 이동부를 구성함으로써, 저주파수 대역의 중심 주파수의 이동에도 고주파수 대역인 제2 주파수 대역의 안테나 특성은 변하지 않은 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 10은 중심 주파수의 이동에 따른 안테나 효율을 도시한 것이다. 이동부(271)의 가변 커패시터를 이용하여 중심 주파수를 이동시켰을 때, 이동 후 중심 주파수에서의 안테나 효율도 일정 이상의 만족할 만한 수치를 가짐을 보여주고 있다.

도 11은 안테나들이 단말기 본체에 배치된 일예를 보여주는 개념도이다. 본 발명의 실시예들에 따르는 이동 단말기는 복수의 안테나를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 이동 단말기는 2세대(2G), 3세대(3G) 및 4세대(4G) 이동통신 서비스를 통합 제공할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GSM(Global System for Mobile communications), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 및 LTE(Long Term Evolution) 등의 이동통신 방식을 위해 사용되는 다중 주파수 대역의 신호들을 동시에 처리하도록 구성될 수 있다.

이동통신 방식의 주파수 대역을 살펴보면, GSM 방식은 850MHz, 900MHz, 1,800MHz, 1,900MHz 등의 주파수 대역을 사용한다. 2세대 CDMA 방식(IS-95) 및 3세대 CDMA 방식(CDMA2000, WCDMA 등)은 사용되는 주파수 대역에 따라 DCN(Digital Cellular Network) 방식과 PCS(Personal Communication Service) 방식으로 구분할 수 있는데, DCN 방식은 800MHz, 850MHz 등의 주파수 대역을 사용하고, PCS 방식은 1,800MHz(IS-95), 1,900MHz(CDMA2000), 2,100MHz(WCDMA) 등의 주파수 대역을 사용한다. LTE 방식은 700MHz의 주파수 대역을 사용한다.

도 11은 안테나들이 단말기의 일정 영역에 배치될 수 있음을 도시한 것이다. 제1 내지 제4 안테나(ANT1~ANT4)는 단말기 본체의 서로 다른 영역에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 ~ ANT4)는 단말기 본체의 모서리부들에 각각 배치될 수 있다.

도 11을 참조하면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 ~ ANT4)는 단말기 본체의 우측 하단, 좌측 상단, 좌측 하단 및 우측 상단에 각각 배치될 수 있다.

또한, 제5 안테나(ANT 5)는 제2 안테나(ANT 2)와 제3 안테나(ANT 3) 사이에 배치될 수 있다.

상기 이동 단말기는 예를 들어 US-PCS(US Personal Communication System), EGRPS(Enhanced Global Packet Radio Service), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 서비스를 제공하는 멀티모드 및 멀티대역 이동 단말기가 될 수 있다. 상기 이동 단말기(200)는 및 LTE (Long Term Evolution) 통신 서비스를 더 제공할 수 있다. 또한 상기 이동 단말기(200)는 2세대(2G), 3세대(3G) 및 4세대(4G) 통신 서비스를 통합 제공하는 멀티모드 및 멀티대역 이동 단말기일 수 있다.

상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 공진하도록 형성되는 도전 멤버;
상기 도전 멤버를 급전하는 급전부;
상기 급전부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되고, 적어도 하나의 가변 커패시터를 구비하여 커패시턴스 값을 변경시킴으로써, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시키는 이동부; 및
상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 이동될 때, 상기 커패시턴스의 변화가 상기 제2 주파수 대역에 미치는 영향을 감소시키도록, 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 형성되는 차단부를 포함하는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 차단부는,
상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 저주파수 대역으로 이동하는 경우, 적어도 하나 이상의 커패시터를 구비하여 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 차단부는,
상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 고주파수 대역으로 이동하는 경우, 적어도 하나 이상의 인덕터를 구비하여 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 차단부는,
상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며, 적어도 하나 이상의 인덕터와 커패시터가 조합되어 형성되고, 상기 인덕터와 상기 커패시터는 상기 이동부와 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제3 주파수에서 발생되는 추가 공진으로 인하여 유발되는 임피던스의 변화가 상기 제1 주파수 대역에 미칠 때, 상기 제1 주파수 대역의 변경된 임피던스를 정합시키도록 상기 급전부와 상기 이동부 사이에 배치되며 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 형성되는 추가 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역의 중심 주파수에서 공진하도록, 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 임피던스를 매칭시키는 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수는 상기 제2 주파수 대역의 중심 주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
단말기 본체; 및
상기 본체에 장착되는 복수의 안테나 장치를 포함하고,
상기 안테나 장치들 중 적어도 하나의 안테나 장치는,
제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 공진하도록 형성되는 도전 멤버;
상기 도전 멤버를 급전하는 급전부;
상기 급전부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되고, 적어도 하나의 가변 커패시터를 구비하여 커패시턴스 값을 변경시킴으로써, 상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수를 이동시키는 이동부; 및
상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 이동될 때, 상기 커패시턴스의 변화가 상기 제2 주파수 대역에 미치는 영향을 감소시키도록, 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 형성되는 차단부를 포함하는 이동 단말기.
제8항에 있어서,
상기 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역의 중심 주파수에서 공진하도록, 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 임피던스를 매칭시키는 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제9항에 있어서,
상기 정합부는 분로 소자(Shunt element)들의 조합으로써 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제9항에 있어서,
상기 정합부는 직렬 소자(Series element)들의 조합으로써 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제8항에 있어서,
상기 차단부는,
상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 저주파수 대역으로 이동하는 경우, 적어도 하나 이상의 커패시터를 구비하여 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제8항에 있어서,
상기 차단부는,
상기 제1 주파수 대역의 중심 주파수가 고주파수 대역으로 이동하는 경우, 적어도 하나 이상의 인덕터를 구비하여 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제8항에 있어서,
상기 차단부는,
상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며, 적어도 하나 이상의 인덕터와 커패시터가 조합되어 형성되고, 상기 인덕터와 상기 커패시터는 상기 이동부와 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제8항에 있어서,
상기 제3 주파수에서 발생되는 추가 공진으로 인하여 유발되는 임피던스의 변화가 상기 제1 주파수 대역에 미칠 때, 상기 제1 주파수 대역의 변경된 임피던스를 정합시키도록 상기 급전부와 상기 이동부 사이에 배치되며 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 형성되는 추가 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제8항에 있어서,
상기 도전 멤버가 상기 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역의 중심 주파수에서 공진하도록, 상기 이동부와 상기 도전 멤버 사이에 배치되며 적어도 하나 이상의 집중 정수 소자를 구비하여 임피던스를 매칭시키는 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.