KR20150019120A - 안테나 장치 및 이를 구비하는 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 안테나 장치는, 슬롯(Slot)을 구비하는 도전 멤버; 및 상기 슬롯을 덮는 캐리어의 일면에 형성되어 상기 슬롯을 급전시키는 급전부를 포함하고, 보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 상기 슬롯은 만곡부(Curved portion)를 구비할 수 있다.

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.

상기 요구에 따라, 멀티 주파수 대역을 구현할 수 있는 안테나들이 설계되고 있다. 그러나, 안테나의 구조가 복잡하며, 공진 주파수, 대역폭, 이득 등과 같은 특성들을 결정하는 파라미터 값들을 독립적으로 조율하기가 어려운 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 새로운 구조를 갖는 안테나에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

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

본 발명의 다른 목적은 보다 나은 효율을 가지면서도 보다 소형화된 안테나를 구비한 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 안테나 장치는, 슬롯(Slot)을 구비하는 도전 멤버; 및 상기 슬롯을 덮는 캐리어의 일면에 형성되어 상기 슬롯을 급전시키는 급전부를 포함하고, 보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 상기 슬롯은 만곡부(Curved portion)를 구비할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 만곡부는 복수로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 만곡부는 제1 지점에서 상기 도전 멤버의 외측에 가장 근접하도록 형성되고, 상기 제1 지점에 상기 급전부가 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 도전 멤버는, 상기 슬롯에 평행하게 형성되는 부슬롯(Sub Slot)을 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 부슬롯은 상기 제1 지점을 구비한 만곡부에 평행하게 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 부슬롯은 복수로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 슬롯은 어느 일지점에서부터 다른 일지점까지 그 간격이 점진적으로 커질 수 있다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는, 도전 멤버를 구비하는 단말기 본체와, 상기 도전 멤버에 형성된 일정 길이의 슬롯 및 상기 슬롯을 덮는 캐리어의 일면에 형성되어 상기 슬롯을 급전시키는 급전부를 포함하고, 보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 상기 슬롯은 만곡부(Curved portion)를 구비하는 이동 단말기를 개시한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 만곡부의 만입된 내측에 상기 단말기 본체에 내장되는 전기적 소자가 배치될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 만곡부는 제1 지점에서 상기 도전 멤버의 외측에 가장 근접하도록 형성되고, 상기 제1 지점에 상기 급전부가 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 도전 멤버는, 상기 슬롯에 평행하게 형성되는 부슬롯(Sub Slot)을 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 슬롯은 다층 기판의 제1 층에 형성되고, 상기 다층 기판의 제2층에 상기 슬롯에 평행하게 형성되는 부슬롯이 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 부슬롯은 상기 제1 지점을 구비한 만곡부에 평행하게 형성될 수 이TEk.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 부슬롯은 복수로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 슬롯은 어느 일지점에서부터 다른 일지점까지 그 간격이 점진적으로 커지도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 만곡부는 복수로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 이동 단말기의 안테나 장치는 보다 짧은 슬롯의 길이로 충분한 안테나 성능이 발휘될 수 있으므로, 이동 단말기에 내장되는 경우 다른 부품들의 실장 공간을 확보할 수 있어 이동 단말기를 소형화시킬 수 있다.

또한, 안테나 장치는 만곡부를 구비하기 때문에 보다 긴 슬롯을 구현할 수 있어, 보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 그리고, 슬롯이 전기적 소자에 의해 덮이지 않고, 전기적 소자를 회피하여 배치되기 때문에 전기적 소자에 의한 안테나 간섭이 줄어들어 보다 나은 안테나 성능이 구현될 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 3에 도시된 이동 단말기의 분해 사시도.
도 5a는 비교예에 따르는 안테나 장치의 슬롯을 도시한 개념도.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따르는 안테나 장치의 슬롯을 도시한 개념도.
도 5c는 비교예와 실시예에 따르는 안테나 장치들에서 주파수에 따르는 반사손실을 도시한 그래프.
도 6a와 도 6b는 각각 본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 장치들에서 급전부가 슬롯의 서로 다른 위치에 형성된 것을 도시한 개념도들이고, 도 6c는 각각의 위치에서 급전이 이루어지는 경우 주파수에 따르는 반사손실을 비교한 그래프.
도 7a와 도 7b는 부슬롯의 유무에 따른 안테나 특성의 변화를 설명하기 위한 것으로서, 도 7a는 안테나 장치에서 부슬롯이 없는 안테나 장치를 도시한 개념도이고, 도 7b는 부슬롯이 있는 안테나 장치를 도시한 개념도이고, 도 7c는 도 7a와 도 7b에 도시된 안테나 장치들에서 주파수에 따르는 반사손실을 비교한 그래프.
도 8a와 도 8b는 부슬롯의 유무에 따른 안테나 특성의 변화를 설명하기 위한 것으로서, 도 8a는 부슬롯이 없는 안테나 장치를 도시한 개념도이고, 도 8b는 안테나 장치에서 부슬롯이 도 7b에 비해 다른 위치에 배치된 안테나 장치를 도시한 개념도이고, 도 8c는 도 8a와 도 8b에 도시된 안테나 장치들에서 주파수에 따르는 반사손실을 비교한 그래프.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 안테나 장치를 도시한 개념도.
도 10과 도 11은 각각 슬롯이 이동 단말기의 케이스에 형성되는 예들을 도시한 도면들.

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 단말기의 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 방송 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 전면 디스플레이부(151) 및/또는 후면 디스플레이부(155)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 전면 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

전면 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.

전면 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. 전면 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 전면 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

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

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

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

터치센서에 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 전면 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(터치센서)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 전면 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 휴대 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

이동 단말기(100)의 후면에는 전면 디스플레이부(151)와 대응되는 후면 디스플레이부(155)가 구비된다. 후면 디스플레이부(155)는 전면 디스플레이부(151)에 비하여 작은 크기를 가지며, 비교적 간단한 정보를 표시하도록 형성될 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 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 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 그러한 실시예들이 제어부(180)에 의해 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

다시 사용자 입력부(130)를 살펴보면, 본 발명에서는 사용자 입력부(130)가 단말기 후면에 배치되어, 전면 디스플레이가 보다 대화면으로 형성될 수 있다. 이하, 사용자 입력부(130)가 후면에 배치되는 상세 구조와, 이에 의하여 구현되는 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 휴대 단말기의 후면 사시도이다.

개시된 이동 단말기(200)는 바 형태의 휴대폰 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.

바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202, 이상 도 4 참조)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202) 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 바디, 주로 프론트 케이스(201)에는 디스플레이부(251), 음향출력부(252), 카메라 모듈(221) 등이 배치될 수 있다. 프론트 케이스(201) 및 리어 케이스(202)의 측면들에는 인터페이스(270) 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(251)는 프론트 케이스(201)의 주면의 대부분을 차지한다. 즉, 디스플레이부는 단말기의 전면에 배치되며, 시각정보를 보여주도록 형성된다. 디스플레이부(251)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(252)와 카메라 모듈(221)이 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 전면 입력부(231)와 마이크(222)가 배치된다.

전면 입력부(231)는 사용자 입력부(130, 도 1 참조)의 일 예로서, 복수의 조작 유닛들을 포함할 수 있다. 조작 유닛들은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각적인 느낌을 가하면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 본 실시예에서는 전면 입력부(231)는 터치키로서 구성된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 전면 입력부(231)에 푸시키가 추가될 수 있다.

또한, 디스플레이부(251)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부가 될 수 있다. 이를 통하여, 단말기 전면에 전면 입력부가 없는 구성도 가능하게 된다. 이 경우에, 이동 단말기는 상기 단말기 본체에 대한 입력조작이 상기 디스플레이부(251)와 후술할 후면 입력부(230)를 통하여만 가능하도록 구성될 수 있다.

도 3를 참조하면, 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(202)에는 카메라 모듈(221')이 추가로 장착될 수 있다. 카메라 모듈(221')은 카메라(221, 도 2 참조)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라 모듈(221)과 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.

예를 들어, 카메라 모듈(221)은 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 카메라 모듈(221')은 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 카메라 모듈들(221,221')은 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 바디에 설치될 수도 있다.

카메라 모듈(221')에 인접하게는 플래쉬와 거울이 추가로 배치될 수 있다. 상기 플래쉬는 카메라 모듈(221')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울은 사용자가 카메라 모듈(221')을 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

단말기 바디의 후면에는 음향 출력부(미도시)가 추가로 배치될 수도 있다. 후면의 음향 출력부는 전면의 음향 출력부(252, 도 2 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디에는 휴대 단말기(200)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(290)가 장착된다. 전원공급부(290)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.

도시에 의하면, 단말기 바디의 후면에는 후면 입력부(230)가 배치된다. 후면 입력부(230)는, 예를 들어 상기 카메라 모듈(221')의 하부에 위치할 수 있다.

후면 입력부(230)는 이동 단말기(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 음향출력부(252)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 또는 디스플레이 모듈(251)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

본 발명의 후면 입력부(230)는 푸시입력이 가능한 형태로 구현된다. 보다 구체적으로, 후면 입력부(230)는 터치스크린에 대한 상대적인 개념인 기계적 또는 물리적 버튼으로 구성될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 이동 단말기의 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 단말기 바디에는 인쇄회로기판(281, PCB)이 내장된다. 상기 인쇄회로기판(281)은, 예를 들어 프론트 케이스(201) 또는 리어 케이스(202) 등에 장착되거나, 별도의 구조물에 장착될 수 있다. 상기 별도의 구조물은 중간케이스를 형성할 수 있다. 이하, 프론트 케이스(201) 또는 리어 케이스(202)가 별도로 구성되는 것을 기준으로 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 케이스들(201, 202)은 일체로 형성될 수 있다.

인쇄회로기판(281)은 이동 단말기의 각종 기능을 동작시키기 위한 제어부(180, 도 1 참조)의 일 예로서 구성된다. 인쇄회로기판(281)은 복수로 구비되어, 서로의 조합에 의하여 제어부(180)의 기능을 수행할 수도 있다. 이러한 기능 수행을 위하여 인쇄회로기판(281)에는 각종 전자소자가 장착된다.

또한, 인쇄회로기판(281)은 안테나 장치(ANT 1, ANT 2)와 전기적으로 연결되며, 안테나 장치(ANT 1, ANT 2)에 의하여 송수신되는 무선 전자기파에 대응하는 무선 신호를 처리하도록 이루어진다. 안테나 장치(ANT 1, ANT 2)는 구조물과 인쇄회로기판(281)의 사이에 배치되어 주로 리어 케이스(202)를 관통하여 무선신호를 송수신한다.

인쇄회로기판(281)은 카메라 모듈(221', 도 3)과 전기적으로 연결될 수 있다. 리어 케이스(202)에는 배터리를 수용하는 배터리 수용부가 형성되며, 상기 배터리 수용부를 덮는 배터리 커버(204)가 케이스에 결합될 수 있다.

또한, 리어 케이스(202)와 배터리 커버(204)에는 각각 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀들을 통하여 외부를 바라보도록 상기 카메라 모듈(221')이 배치된다. 상기 카메라 모듈(221')은 단말기의 후면을 통하여 외부 영상을 촬영하도록 이루어진다.

다시, 후면 입력부(230)에 대하여 살펴보면, 후면 입력부에 의하여 상기 길이방향을 따라 상기 단말기 본체의 측면에 홈이 형성되는 것을 배제하도록, 상기 후면 입력부(230)는 상기 본체의 두께방향으로 상기 디스플레이부(251)에 중첩되어 상기 측면이 아니라 상기 후면으로 노출된다.

후면 입력부(230)는 카메라 모듈(221')과 배터리 사이에 배치될 수 있다. 상기 후면 입력부(230)의 위치는 전면의 디스플레이부(251, 도 2 참조)와 중첩되는 위치가 될 수 있다. 이를 통하여, 디스플레이부(251)의 배면상에 입력장치가 배치되는 사용감이 구현될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부(230)의 위치는 변경될 수 있다. 도시에 의하면, 상기 배터리 커버(204)는 상기 후면 입력부(230)에 대응하는 관통홀(H1)을 구비한다. 또한, 리어 케이스(202)에는 상기 관통홀(H1)에 대응하는 관통홀(H2)이 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 제1 안테나는 일종의 슬롯 안테나인데, 이하에서 도 5 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 슬롯을 구비하는 안테나 장치를 설명하기로 한다. 일반적으로 슬롯 안테나는 도파관 벽면, 원통형 도체 표면 또는 평면 도체판 상에 슬롯을 형성하고, 슬롯 내에 전기장이 형성되도록 슬롯이 형성된 부분을 급전함으로써, 슬롯 안테나가 전파의 방사체가 되도록 동작시키는 것을 말한다. 이러한 슬롯 안테나는 슬롯의 길이가 길어질수록 보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 즉, 공진 주파수가 낮아진다. 하지만, 이동 단말기에서 슬롯의 길이는 단말기의 폭보다 넓게 형성할 수 없으므로, 보다 짧은 슬롯의 길이를 가지면서도 보다 나은 성능을 발휘하는 안테나가 고려될 수 있는데, 이하 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 5a는 비교예에 따르는 안테나 장치의 슬롯을 도시한 개념도이고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따르는 안테나 장치의 슬롯을 도시한 개념도이다. 여기서, 도 5a와 도 5b는 각각 이동 단말기의 하부에 형성되는 안테나 장치의 일 예를 도시하고 있다.

이하의 설명에서 안테나의 무선 신호의 방사는 단말기 본체 전체에 걸쳐 이루어지지만 주된 방사는 슬롯과 슬롯을 구비하는 도전 멤버에서 이루어지므로 편의상 슬롯이나 도전 멤버가 특정 주파수에서 무선 신호의 방사를 위해 구성되는 것으로 설명하기로 한다.

도 5a를 참조하면, 비교예에 따르는 안테나 장치는 도전 멤버(310)가 슬롯(S)을 구비하고, 슬롯(S)은 급전부(330)에 의해 급전된다. 그리고, 슬롯(S)의 상부에 소켓(242)이 배치될 수 있다. 소켓(242)은 외부 기기가 삽입되어 외부 기기와 이동 단말기가 서로 접속할 수 있도록 형성된다. 이러한 외부 기기는 전원 공급 단자나 다른 단말기에 연결된 각종 케이블의 단자가 될 수 있다. 소켓(242)은 일 예로, USB(Universal Serial Bus)로 구현될 수 있다.

슬롯(S)의 주변에 형성된 전기적 소자들은 안테나 특성에 영향을 주므로, 슬롯(S)의 상부에 소켓(242)이 배치되면, 소켓(242)에 의해 간섭을 받아 안테나 특성이 저하될 수 있다. 소켓(242)을 피하기 위하여 슬롯(S)을 이동시키고자 하는 경우에도 다른 소자들, 도 5a에 도시된 바와 같이 음향 출력부(241)가 인접하여 배치되므로, 음향 출력부(241)의 간섭을 피해 슬롯(S)을 이동시키기도 어렵다.

도 5b를 참조하면, 비교예와 동일하게 안테나 장치는 도전 멤버(310)가 슬롯(S)을 구비하고, 슬롯(S)은 급전부(330)에 의해 급전된다. 하지만, 슬롯(S)의 형상은 비교예와 다르게 형성된다. 즉, 슬롯(S)은 만곡부(Curved portion, 311)를 구비한다. 다시 말하면, 슬롯(S)은 일정 구간에서 sine 곡선처럼 완만한 곡선으로 형성된다.

이와 같이, 슬롯(S)이 만곡부(311)를 구비함으로써, 슬롯(S)이 직선 형태로 구현된 것에 비해 슬롯(S)의 길이를 보다 길게 확보할 수 있다. 이로 인해, 안테나를 소형화시킬 수 있다. 또한, 소켓(242)과 같은 안테나 특성에 영향을 주는 전기적 소자들을 피해 슬롯(S)을 형성할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 슬롯(S)은 소켓(242)의 간섭을 피하여 배치될 수 있다. 즉, 만곡부(311)의 만입된 내측에 소켓(242)이 배치될 수 있다.

도 5c는 비교예와 실시예에 따르는 안테나 장치들에서 주파수에 따르는 반사손실을 도시한 그래프이다. 실시예에 따르는 안테나 장치는 비교예와 달리 만곡부(311)를 구비하기 때문에 보다 긴 슬롯(S)을 구현할 수 있어, 보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 또한, 슬롯(S)이 소켓(242)에 의해 덮이지 않고, 소켓(242)을 회피하여 배치되기 때문에 소켓(242)에 의한 안테나 간섭이 줄어들어 보다 나은 안테나 성능이 구현될 수 있다.

다시 도 5b를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르는 안테나 장치를 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도전 멤버(310)는 슬롯(S)을 구비하고, 슬롯(S)을 덮도록 캐리어가 배치된다. 캐리어는 리어 케이스 자체일 수도 있다.

슬롯(S)의 길이는 안테나의 급전 방식이나 안테나를 구성하는 유전체의 유전율 또는 급전부(330)에 형성되는 커패시터의 추가 등으로 변경될 수 있다. 또한, 안테나 장치가 보다 작은 크기로 형성되도록 슬롯(S)이 어느 일부분에서 미앤더 구조로 형성될 수 있다.

슬롯(S)은 일측은 개구되고 타측은 닫힌 형상으로 이루어질 수 있다. 즉 본 발명에서 슬롯(S)은 일측이 개구된 형상으로 이루어지는데, 이러한 안테나는 양측의 슬롯이 닫힌 슬롯 안테나보다 미러(Mirror) 효과에 의해 보다 짧은 슬롯의 길이로 저주파수 대역에서 공진하도록 이루어질 수 있다. 즉, 일측이 개구된 슬롯 안테나는 양측이 닫힌 슬롯 안테나의 슬롯의 길이보다 대략 1/2의 길이로 동일한 주파수 대역에서 공진할 수 있다.

슬롯(S)의 폭은 안테나 효율을 고려하여 최소 0.003λ배 이상의 폭을 갖도록 형성되는 것이 요구된다. 슬롯(S)의 폭이 넓어질수록 보다 낮은 주파수 대역에서 안테나 장치가 동작할 수 있다.

양측이 닫힌 슬롯 안테나의 경우 제1 주파수 대역의 전파를 방사하기 위하여, 슬롯(S)은 제1 주파수 대역 중심 주파수에 해당하는 파장의 λ/2에 해당하는 길이를 갖으며, 일측이 개구된 슬롯 안테나의 슬롯은 중심 주파수 파장의 λ/4에 해당하는 길이를 갖는다. 다시 말하면, 일측이 개구된 슬롯 안테나는 보다 적은 길이의 슬롯(S)으로 저주파수 대역의 무선 신호에 대응하는 전파를 방사할 수 있으므로, 그 크기를 소형화할 수 있다.

그리고, 슬롯(S)을 한정하는 도전 멤버(310)에 방사체가 연결되면, 방사체가 슬롯(S)과 함께 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 공진하도록 형성될 수 있다. 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 고주파수 대역을 의미한다.

도전 멤버(310)는 단말기 본체에 형성되는 도전성 부재들로서, 각각 연성회로기판, 회로기판, 또는 금속 프레임과 같은 그라운드를 구비하는 도전성 부재로 형성될 수 있다.

급전부 및 안테나의 동작과 관련하여 도 4 및 도 5b를 참조하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

급전부(330)는 안테나 장치가 특정 주파수에서 공진할 수 있도록 슬롯(S) 안테나를 급전한다. 보다 상세하게는, 급전부(330)가 슬롯(S) 내에 전기장을 형성하도록 급전부(330)의 양단이 슬롯(S)을 한정하는 도전 멤버(310)의 양측에 브릿지와 같은 형상으로 연결될 수 있다.

급전 방식에 따라 급전부(330)와 도전 멤버는 서로 연결되거나, 적어도 일부만이 연결될 수 있다.

직접 급전(direct feeding) 방식에 따르면 동축 케이블(252, 도 4 참조)로부터 연장되는 급전부(330)가 슬롯(S)을 가로지르도록 도전 멤버(310) 상에 형성될 수 있다.

그리고, 커플링 급전(coupling feeding) 방식에 의하면 급전부(330)의 일단은 도전 멤버(310)의 일측에 연결되고, 타단은 도전 멤버(310)로부터 이격될 수 있다.

급전부(330)의 위치는 슬롯(S)의 닫힌 일측으로부터 일정 거리 만큼 이격된 위치로서, 급전부(330)로 인하여 제1 주파수 대역 중심 주파수의 임피던스가 50 옴(ohm) 내외가 되는 거리이다. 또한 급전부(330)는 임피던스 매칭을 위해 커패시터나 인덕터를 포함하여 구현되는 분로 소자(shunt element)를 포함할 수 있다. 분로 소자는 임피던스의 실수부인 저항값(resistance)을 조절할 수 있는데, 일 예로 인덕터는 저항값을 높이고 커패시터는 저항값을 낮추어 임피던스 매칭을 위한 튜닝이 가능하다. 이러한 분로 소자는 급전부(330)의 일단에 집중 정수 소자로 구현될 수 있다.

슬롯(S)을 급전하는 부분은 넓은 의미로 급전 장치로 부를 수 있으며, 급전 장치는 급전부와 정합부를 포함할 수 있다. 급전부는 발룬, 이상기, 분배기, 감쇠기, 증폭기 등이 조합되어 구성될 수 있다. 그리고, 정합부는 직렬 소자나 분로 소자들로 구현될 수 있다. 직렬 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 허수부인 리액턴스 값(reactance)이 변경될 수 있다. 일 예로 인덕터는 리액턴스를 높이고 커패시터는 리액턴스를 낮추므로 특정 주파수 대역의 임피던스가 변경될 수 있다. 이와 달리, 분로 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 실수부인 저항값(resistance)을 변경될 수 있다. 일 예로 인덕터는 저항값을 높이고 커패시터는 저항값을 낮추어 특정 주파수 대역의 임피던스가 변경될 수 있다.

도 4와 도 5b를 참조하면, 캐리어(390)의 일측에 제1 안테나 장치(ANT 1)의 급전부(330)가 형성되고, 캐리어(390)의 타측에 제2 안테나 장치(ANT 2)의 방사체가 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 제1 안테나 장치는 본 발명의 실시예들에서 개시된 바와 같이 슬롯(S)을 구비한 안테나 장치가 될 수 있으며, 제2 안테나 장치는 PIFA 또는 Monopole 타입의 안테나 장치가 될 수 있다.

각각의 안테나 장치(ANT1, ANT2)는 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송수신하도록 형성될 수 있으며, 이와 달리 같은 주파수 대역의 신호(데이터 신호, MIMO 등)를 송수신하도록 형성될 수도 있다.

예를 들면, 제1 안테나 장치(ANT 1)는 DCN 1x 방식 또는 PCS 1x 방식의 신호를 송수신하기 위해 형성될 수 있고, 제2 안테나 장치(ANT 2)는 DCN EVDO(Evolution-Data Optimized 또는 Evolution-Data Only) 방식에 따른 신호를 송수신하기 위해 형성될 수 있다.

또한, 제1 안테나 장치(ANT 1)가 LTE B4 방식에 따르는 신호를 송수신하면, 제2 안테나 장치(ANT 2)는 LTE B13 방식에 따르는 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다.

이와 달리, 제1 안테나 장치(ANT 1)가 이동 단말기의 음성 서비스에 해당하는 신호를 송수신하면, 제2 안테나 장치(ANT 2)는 이동 단말기의 LTE 서비스에 해당하는 데이터 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 급전부(330)는 캐리어(390)의 일면에 인쇄된 도전성 패턴으로 형성되거나, 단말기의 회로기판(281) 또는 단말기의 외관을 형성하는 케이스에 형성될 수 있다. 캐리어(390)는 일정 유전율을 구비하여 형성되는 유전체로서, 에폭시레진 접합제를 함침시킨 여러겹의 종이로 이루어진 FR-3, 에폭시레진을 함침시킨 종이코어를 가진 합성체인 CEM-1이 사용될 수 있다. 또한, 표면에는 직조된 유리섬유가 에폭시레진이 함침되어 있고, 코어는 직조되지 않은 유리섬유에 에폭시레진이 함침되어 있는 CEM-3, 에폭시레진이 함침된 유리섬유가 여러겹 쌓여 있는 FR-4, 다기능 에폭시 레진을 함침시킨 직조 유리섬유를 여러겹 쌓은 FR-5, 폴리이미드 레진을 함침시킨 여러 겹의 직조된 유리섬유로 이루어져 있는 GI, 인쇄회로기판(PCB)의 일부와 같은 재질들을 포함할 수 있다.

캐리어(390)는 단말기 바디의 양측면에 접할 수 있게 일정 너비로 형성될 수 있다. 일 예로, 프론트 케이스에 캐리어(390)가 수용되고, 프론트 케이스와 캐리어(390)는 서로 접하도록 형성될 수 있다.

캐리어(390)의 하부에는 도전 멤버로 동작하는 연성회로기판(도 4에서 도면부호 310으로 도시된 부분이다.)이 배치될 수 있다. 그리고, 캐리어의 일면에 형성된 제1 안테나 장치의 급전부(330)와 제2 안테나 장치의 방사체(340)는 캐리어를 관통하여 연성회로기판에 연결될 수 있다. 이와 같이, 그라운드를 구비하고 슬롯(S)이 형성된 연성회로기판이 도전 멤버(310)로 사용될 수 있다. 연성회로기판의 일면에 캐리어를 관통하여 형성되는 방사체 및 급전부의 일측과 연결되는 접촉부들(C)이 형성될 수 있다. 즉, 급전부(330)의 양측은 캐리어를 관통하여 도전 멤버(310) 상에 형성된 접촉부들과 전기적으로 연결될 수 있다.

연성회로기판의 일측은 제어부를 구비하는 회로기판(281)에 연결될 수 있다. 그리고 연성회로기판은 단말기의 조작부(231, 도 2 참조)와 연결될 수 있다. 이 경우, 연성회로기판은 조작부(231)에서 생성된 신호가 회로기판(281)의 제어부에 전달되도록 형성된다.

그리고, 회로기판(281, 도 4 참조) 상에 송수신 회로부가 형성될 수 있다.

여기서 회로기판은 연성회로기판이 될 수 있다. 그리고 기판은 유전체 기판 또는 반도체 기판일 수 있으며, 기판이 어느 일면에 그라운드가 형성되거나, 기판이 다층 기판인 경우 어느 하나의 층이 그라운드가 될 수 있다. 안테나 타입에 따라 도전 멤버(310)의 일단이 그라운드에 접지 연결될 수 있다.

송수신 회로부는 복수로 형성될 수 있으며, 각각의 송수신 회로부는 CP(Call Processor), Modem chip, RF transiver chip, RF receiver chip 중 적어도 하나를 포함하는 통신 칩 형태로 구현될 수 있다. 이로 인해, 각 통신 칩은 급전부(330)와 정합부를 통해 도전 멤버(310)를 급전함으로써, 무선 신호를 송신하거나, 도전 멤버(310)에 의해 수신된 수신 무선 신호를 정합부와 급전부(330)를 통해서 입력받아 주파수 변환 처리나 복조 처리 등의 소정의 수신 처리를 실행할 수 있다.

송수신 회로부는 각각 제1 통신 칩(282, 도 4 참조)과 제2 통신 칩(283, 도 4 참조)이 나누어질 수 있으며, 제1 통신 칩(282)은 제1 안테나 장치(ANT 1)에 대한 무선 신호를 송신 또는 수신 처리할 수 있으며, 제2 통신 칩(283)은 제2 안테나 장치(ANT 2)에 대한 무선 신호를 송신 또는 수신 처리할 수 있다.

이 때, 제1 안테나 장치(ANT 1)와 제2 안테나 장치(ANT 2)는 각각 전송 라인(340)에 의해 송수신 회로부와 연결될 수 있다. 전송 라인은 동축 케이블로 형성될 수 있다.

이로 인해, 제1 통신 칩(282)은 제1 안테나 장치(ANT 1)에 대한 신호를 처리하고, 제2 통신 칩(283)은 제2 안테나 장치(ANT 2)에 대한 신호를 처리하도록 형성되어 서로 독립적으로 동작하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르는 이동 단말기는 신호의 혼선을 줄이고 보다 효율적으로 서로 다른 주파수 대역에 속하는 신호들을 처리할 수 있다.

도 6a와 도 6b는 각각 본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 장치들에서 급전부(330)가 슬롯(S)의 서로 다른 위치에 형성된 것을 도시한 개념도들이고, 도 6c는 각각의 위치에서 급전이 이루어지는 경우 주파수에 따르는 반사손실을 비교한 그래프이다.

도 6a와 도 6b를 참조하면, 도전 멤버(310)의 하단(319)은 단말기 본체의 테두리에 근접한 부분으로서, 외부에 근접하게 배치된다.

도 6a에 도시된 안테나 장치에서 슬롯(S)은 두개의 만곡부(311a, 311b)를 구비하고, 어느 하나의 만곡부(311a)에 급전부(330)가 형성된다. 급전부(330)는 만곡부(311a)를 가로지르도록 배치된다. 여기서 급전부(330)는 제1 지점에서 만곡부(311a)를 가로지르도록 배치된다. 제1 지점은 단말기의 외부 즉, 도전 멤버(310)의 외측에 가장 근접한 만곡부의 일 지점이 될 수 있다.

도 6b에 도시된 안테나 장치에서도 슬롯(S)은 두개의 만곡부(312a, 312b)를 구비하고, 어느 하나의 만곡부(312a)에 급전부(330b)가 형성된다.

도 6a와 도 6b를 비교하면, 도 6a에 도시된 안테나 장치(A)에서 급전부(330)가 형성되는 만곡부(311a)는 도 6b에 도시된 안테나 장치(B)에 비해, 보다 단말기의 외부에 근접하게 배치된다. 이로 인해, 단말기 내부의 각종 전기적 소자로부터 간섭을 덜 받게 된다.

도 6c를 참조하면, 도 6a에 도시된 안테나 장치(A)가 도 6b에 도시된 안테나 장치(B)에 비해 반사 손실이 보다 적은 것을 알 수 있다. 이와 같이, 만곡부를 복수로 형성하여 슬롯(S)의 길이를 늘일 수 있으며, 급전부(330)를 단말기 본체의 외곽에 가깝게 배치함으로써 보다 적은 공간내에서 안테나의 성능을 높일 수 있다.

도 7a와 도 7b는 부슬롯의 유무에 따른 안테나 특성의 변화를 설명하기 위한 것으로서, 도 7a는 안테나 장치에서 부슬롯이 없는 안테나 장치를 도시한 개념도이고, 도 7b는 부슬롯이 있는 안테나 장치를 도시한 개념도이고, 도 7c는 도 7a와 도 7b에 도시된 안테나 장치들에서 주파수에 따르는 반사손실을 비교한 그래프이다.

도 7a에 도시된 안테나 장치에서 슬롯(S)은 두개의 만곡부(312a, 312b)를 구비하고, 어느 하나의 만곡부(312a)에 급전부(330b)가 형성된다. 급전부(330b)는 만곡부(312a)를 가로지르도록 배치된다.

도 7b를 참조하면, 도 7a에 도시된 안테나 장치와 달리 도 7b에 도시된 안테나 장치는 슬롯(S)과 평행하게 형성되는 부슬롯(320)을 구비한다. 부슬롯(320) 역시 만곡부(321)를 구비하게 된다.

부슬롯(320)의 추가로 인하여 급전부(330b)로부터 유기된 전계에 의해 추가로 공진이 이루어질 수 있다. 그리고, 부슬롯(320)을 슬롯(S)의 길이보다 짧게 형성하면, 슬롯(S)의 공진 주파수보다 높은 주파수에서 공진하게 된다. 이로 인해, 복수의 주파수에서 공진이 이루어져 부슬롯(320)을 구비한 안테나 장치는 그 대역폭을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 부슬롯(320)은 급전부(330b)에 근접하게 배치될 수 있다.

도 7b에서 부슬롯은 하나가 형성되는 것을 도시하였지만, 이와 달리 복수로 형성될 수도 있다. 이 경우 부슬롯마다 추가로 공진주파수를 형성할 수 있다.

도 7c를 참조하면, 슬롯(S)만 구비한 안테나 장치(A)와 달리 부슬롯을 포함하는 안테나 장치(C)는 추가 공진 주파수를 가지게 되어 안테나 장치의 대역폭이 향상됨을 확인할 수 있다.

도 8a와 도 8b는 부슬롯의 유무에 따른 안테나 특성의 변화를 설명하기 위한 것으로서, 도 8a는 부슬롯이 없는 안테나 장치를 도시한 개념도이고, 도 8b는 안테나 장치에서 부슬롯이 도 7b에 비해 다른 위치에 배치된 안테나 장치를 도시한 개념도이고, 도 8c는 도 8a와 도 8b에 도시된 안테나 장치들에서 주파수에 따르는 반사손실을 비교한 그래프이다.

도 8a에 도시된 안테나 장치에서 슬롯(S)은 두개의 만곡부(312a, 312b)를 구비하고, 어느 하나의 만곡부(312a)에 급전부(330b)가 형성된다. 급전부(330b)는 만곡부(312a)를 가로지르도록 배치된다.

도 8b를 참조하면, 도 8a에 도시된 안테나 장치와 달리 도 8b에 도시된 안테나 장치는 슬롯(S)과 평행하게 형성되는 부슬롯(320a)을 구비한다. 부슬롯(320a) 역시 만곡부(321a)를 구비하게 된다. 다만 도 7b에 도시된 안테나 장치와 달리, 부슬롯(320a)은 급전부(330b)로부터 이격되어 배치된다. 이로 인해, 부슬롯(320a)은 대역 차단부(Notch portion)로 동작하게 된다. 즉, 부슬롯(320a)을 급전부(330b)로부터 이격시킴으로써, 부슬롯(320a)의 길이에 해당하는 주파수 대역에서 부슬롯(320a)은 신호를 차단하는 대역 차단부로 기능할 수 있다.

도 8c를 참조하면, 슬롯(S)만 구비한 안테나 장치(B)와 달리 부슬롯(320a)을 포함하는 안테나 장치(D)는 부슬롯(320a)을 급전부(330b)로부터 이격시킴으로써 부슬롯(320a)이 특정 주파수 대역에서 대역 차단부로서 기능함을 확인할 수 있다.

도 7b와 도 8b에서 예시하였던 슬롯(S)과 부슬롯은 다층 회로기판의 서로 다른 층에 각각 형성될 수 있다. 예를 들면 슬롯(S)은 제1 층에 형성되고, 부슬롯은 제2 층에 형성될 수 있다. 그리고 각각의 슬롯에 다른 유전율을 갖는 유전체가 삽입될 수 있다. 이 때, 다층 회로기판은 복수의 그라운드를 구비하고 각각의 그라운드는 도전 멤버(310)가 될 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 안테나 장치를 도시한 개념도이다.

도 9를 참조하면, 안테나 장치에서 슬롯(S)은 두개의 만곡부(313a, 313b)를 구비하고, 어느 하나의 만곡부(313a)에 급전부(330)가 형성된다. 급전부(330)는 만곡부(313a)를 가로지르도록 배치된다. 그리고, 슬롯(S)의 어느 일지점에서부터 다른 일지점까지 그 간격이 점진적으로 커질 수 있다. 다시 말하면, 개구부에 근접한 만곡부(313b)에서 일정 구간(g) 동안 슬롯(S)의 폭이 점진적으로 확장될 수 있다. 이렇게 확장된 슬롯(S)은 안테나의 대역폭을 향상시킬 수 있다.

이상, 도 5에서 도 9에 이르기까지 설명된 안테나 장치들에서 안테나의 성능을 향상시키기 위한 하나 이상의 특징들은 서로 조합되어 새로운 안테나 장치를 구현할 수 있다. 예를 들면, 안테나 장치는 슬롯(S)외에 복수의 부슬롯을 구비하면서 급전부(330)가 도전 멤버(310)의 외측에 근접하도록 형성될 수 있다. 슬롯과 부슬롯은 급전부의 위치 또는 주파수 특성에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

도 10과 도 11은 각각 슬롯(S)이 이동 단말기의 케이스에 형성되는 예들을 도시한 도면들이다.

도 10은 이동 단말기(200a)의 전면을 도시한 도면으로서, 이동 단말기(200a)의 프론트 케이스에 슬롯(S)이 형성된 것을 도시하고 있다. 슬롯(S)은 노출될 수 있으며, 일정 유전율을 갖는 유전체가 슬롯(S)에 삽입될 수 있다. 프론트 케이스는 적어도 일부가 도전성 부재로 형성될 수 있다.

슬롯(S)은 보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 만곡부(CP)를 구비하고, 만곡부(CP)는 상대물(M1)과의 간섭을 피하도록 배치될 수 있다. 즉, 만곡부(CP)의 만입된 내측에 상대물(M1)이 배치되도록 슬롯(S)이 형성될 수 있다. 여기서, 상대물(M1)은 단말기 본체의 전면에 형성되는 영상 입력부 또는 조작키와 같은 각종 소자가 될 수 있다.

도 11은 이동 단말기(200b)의 배면을 도시한 도면으로서, 이동 단말기의 리어 케이스에 슬롯(S)이 형성된 것을 도시하고 있다. 슬롯(S)은 노출될 수 있으며, 일정 유전율을 갖는 유전체가 슬롯(S)에 삽입될 수 있다. 리어 케이스는 적어도 일부가 도전성 부재로 형성될 수 있다.

슬롯(S)은 보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 만곡부(CP)를 구비하고, 만곡부(CP)는 상대물(M2)과의 간섭을 피하도록 배치될 수 있다. 즉, 만곡부(CP)의 만입된 내측에 상대물이 배치되도록 슬롯(S)이 형성될 수 있다. 여기서, 상대물(M2)은 이동 단말기 제조사를 표시하는 로고가 될 수 있다. 또한 상대물(M2)은 단말기 본체의 배면에 형성되는 영상 입력부 또는 음성 출력부와 같은 각종 소자가 될 수 있다.

이상에서 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.

또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

1. 슬롯(Slot)을 구비하는 도전 멤버; 및
   상기 슬롯을 덮는 캐리어의 일면에 형성되어 상기 슬롯을 급전시키는 급전부를 포함하고,
   보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 상기 슬롯은 만곡부(Curved portion)를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 만곡부는 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 만곡부는 제1 지점에서 상기 도전 멤버의 외측에 가장 근접하도록 형성되고, 상기 제1 지점에 상기 급전부가 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 도전 멤버는,
   상기 슬롯에 평행하게 형성되는 부슬롯(Sub Slot)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 부슬롯은 상기 제1 지점을 구비한 만곡부에 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 부슬롯은 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 슬롯은 어느 일지점에서부터 다른 일지점까지 그 간격이 점진적으로 커지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
8. 도전 멤버를 구비하는 단말기 본체;
   상기 도전 멤버에 형성된 일정 길이의 슬롯; 및
   상기 슬롯을 덮는 캐리어의 일면에 형성되어 상기 슬롯을 급전시키는 급전부를 포함하고,
   보다 낮은 주파수 대역에서 동작할 수 있도록 상기 슬롯은 만곡부(Curved portion)를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 만곡부의 만입된 내측에 상기 단말기 본체에 내장되는 전기적 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
10. 제8항에 있어서,
    상기 만곡부는 제1 지점에서 상기 도전 멤버의 외측에 가장 근접하도록 형성되고, 상기 제1 지점에 상기 급전부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 도전 멤버는,
    상기 슬롯에 평행하게 형성되는 부슬롯(Sub Slot)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
12. 제10항에 있어서,
    상기 슬롯은 다층 기판의 제1 층에 형성되고,
    상기 다층 기판의 제2층에 상기 슬롯에 평행하게 형성되는 부슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 부슬롯은 상기 제1 지점을 구비한 만곡부에 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 부슬롯은 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
15. 제8항에 있어서,
    상기 슬롯은 어느 일지점에서부터 다른 일지점까지 그 간격이 점진적으로 커지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
16. 제8항에 있어서,
    상기 만곡부는 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

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