KR20150032898A - 통신 단말 장치 - Google Patents

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Abstract

통신 단말 장치에 있어서, 소형임에도 불구하고 충분한 통신 거리를 확보할 수 있는 UHF대 RFID시스템을 탑재 가능하게 한다. UHF대 RFID용 무선소자(20) 및 상기 UHF대 RFID용 무선소자(20)에 접속된 루프형상 도체(25)를 포함하는 UHF대 RFID시스템과, UHF대 이동체 무선 통신 소자(50) 및 상기 UHF대 이동체 무선 통신 소자(50)에 접속된 메인 안테나 도체(55)를 포함하는 UHF대 이동체 무선 통신 시스템을 탑재하여 이루어지는 통신 단말 장치. 루프형상 도체(25)와 메인 안테나 도체(55)는 근접하여 배치되어 있으면서, 서로 전자계 결합하고 있다.

Description

통신 단말 장치{COMMUNICATION TERMINAL DEVICE}
본 발명은 통신 단말 장치, UHF대 RFID(Radio Frequency Identification)시스템 및 UHF대 이동체 통신 시스템을 탑재한 통신 단말 장치에 관한 것이다.
UHF대 RFID시스템은 HF대 RFID시스템과 비교하여 통신 거리가 크고, 복수의 태그를 일괄적으로 읽어내는 것이 가능하다. 그렇기 때문에, UHF대 RFID시스템은 물품에 장착된 태그로부터 읽어낸 ID정보에 기초하여 해당 물품을 관리하는 물품 관리 시스템을 구축하는데에 유리하다.
특히, 각종 전자기기를 제조 공정이나 제품 단계에 있어서 관리하기 위한 시스템에 이용되는 RFID 태그로서는 특허문헌 1에 기재된 무선 IC 디바이스가 유용하다. 이 무선 IC 디바이스는 전자기기에 내장된 프린트 배선판에 마련된 그라운드 도체를 안테나 소자로서 이용하기 때문에, 전용 안테나 소자를 별도로 마련할 필요가 없어서 태그의 소형화를 달성할 수 있다.
그러나, 최근에 스마트폰을 비롯한 이동체 통신 단말은 소형화, 박형화(薄型化)가 요구되고 있어서 탑재되는 프린트 배선판의 면적이 축소되는 경향이 있다. 이에 따라서 프린트 배선판에 마련되는 그라운드 도체도 면적이 축소화되고 있고, 그 결과, 그라운드 도체를 안테나 소자로서 이용하는 RFID 태그에서는 충분한 통신 거리를 확보하는 것이 곤란해지고 있다.
국제공개 제2009/011154호
본 발명의 목적은 소형임에도 불구하고 충분한 통신 거리를 확보할 수 있는 UHF대 RFID시스템을 탑재한 통신 단말 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한 형태인 통신 단말 장치는,
UHF대 RFID용 무선 IC 소자 및 상기 UHF대 RFID용 무선 IC 소자에 접속된 루프형상 도체를 포함하는 UHF대 RFID시스템과,
UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자 및 상기 UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자에 접속된 메인 안테나 도체를 포함하는 UHF대 이동체 통신 시스템을 탑재하여 이루어지는 통신 단말 장치로서,
상기 루프형상 도체와 상기 메인 안테나 도체는 근접하여 배치되어 있으면서, 서로 전자계 결합하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 통신 단말 장치에 있어서, UHF대 RFID용 무선 IC 소자에 접속된 루프형상 도체가 UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자에 접속된 메인 안테나 도체와 서로 전자계 결합하고 있기 때문에, UHF대 RFID시스템에 있어서 전용 안테나 소자를 마련하지 않고 UHF대 이동체 통신 시스템의 메인 안테나 도체를 이용하여 무선 통신을 실시할 수 있다. 그렇기 때문에, UHF대 RFID시스템을 탑재한 통신 단말 장치에 있어서, 통신 단말 장치의 소형화를 유지한 채로 UHF대 RFID시스템에서의 충분한 통신 거리를 확보할 수 있다.
본 발명에 의하면, UHF대 RFID시스템 및 UHF대 이동체 통신 시스템을 탑재한 통신 단말 장치에 있어서, 소형화를 유지한 상태에서 UHF대 RFID시스템이 충분한 통신 거리를 확보할 수 있다.
도 1은 제1실시예인 통신 단말 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 상기 통신 단말 장치를 구성하는 송수신 회로의 등가 회로도이다.
도 3은 UHF대 RFID용 무선 IC 소자를 구성하는 급전 회로 기판의 등가 회로도(제1예)이다.
도 4는 UHF대 RFID용 무선 IC 소자를 구성하는 급전 회로 기판의 등가 회로도(제2예)이다.
도 5는 상기 급전 회로 기판의 적층상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 상기 제1실시예에서의 UHF대 RFID시스템의 전자계 이득의 지향성(指向性) 분포 특성을 나타내는 모식도이다.
도 7은 상기 제1실시예에서의 UHF대 RFID시스템의 통신 거리를 나타내는 그래프이다.
도 8은 상기 제1실시예에서의 UHF대 RFID시스템의 임피던스 특성을 나타내는 스미스 차트도이다.
도 9는 상기 제1실시예인 통신 단말 장치의 변형예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 변형예에서의 UHF대 RFID시스템의 전자계 이득의 지향성 분포 특성을 나타내는 모식도이다.
도 11은 제2실시예인 통신 단말 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 12는 상기 제2실시예인 통신 단말 장치의 변형예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 13은 제3실시예인 통신 단말 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 14는 제4실시예인 통신 단말 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 15는 제5실시예인 통신 단말 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 통신 단말 장치의 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 한편, 각 도면에 있어서 공통되는 부품, 부분은 같은 부호를 첨부하고, 중복되는 설명은 생략한다.
(제1실시예, 도 1~도 8 참조)
통신 단말 장치(1)는 UHF대 RFID시스템과 UHF대 이동체 통신 시스템을 탑재한 이동체 통신 단말이다. UHF대 RFID시스템은 900㎒ 전후의 대역을 캐리어 주파수로 하는 RFID시스템이다. UHF대 이동체 통신 시스템은 GSM(Global System for Mobile Communication)850, GSM900, GSM1800, GSM1900 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 펜타밴드(penta-band)에 대응하는 무선 통신 시스템(셀룰러 시스템)이다. 펜타밴드 대응의 무선 통신 시스템은 800㎒ 전후의 대역(로우 밴드(low band)대) 및 2㎓ 전후의 대역(하이 밴드(high band)대)을 캐리어 주파수로 하고 있다. 한편, GSM은 등록상표이다.
이 통신 단말 장치(1)는 직사각형상의 평면형상을 가지는 하우징(10)을 포함하고 있다. 이 하우징(10)의 내부에는 프린트 배선판(15)이나 배터리 팩(도시하지 않음) 등의 각종 전자부품이 마련되어 있다. 프린트 배선판(15)에는 상기 프린트 배선판(15)과 거의 같은 면적의 그라운드 도체(16)가 마련되어 있다. 이 그라운드 도체(16)는 프린트 배선판(15)의 내층에 형성되어 있다. 프린트 배선판(15)에는 UHF대 RFID용 무선 IC 소자(20)나 UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자(50)가 실장되어 있다. 이러한 소자(20, 50)들 이외에도, 모두 도시하지 않지만 전원 제어용 IC나 액정 구동용 IC 등의 각종 IC, 콘덴서나 인덕터 등의 각종 수동소자가 실장되어 있다.
UHF대 RFID시스템은 UHF대 RFID용 무선 IC 소자(20), 루프형상 도체(25) 및 그라운드 도체(16)를 포함하여 구성되어 있다. RFID용 무선 IC 소자(20)는 UHF대 RFID신호를 처리하기 위한 반도체 집적(集積) 회로 소자인 무선 IC칩을 단체(單體)로 이용해도 되고, 혹은 본 제1실시예처럼 도 5에 도시하는 바와 같이 무선 IC칩(21)과 이하에 상세하게 설명하는 급전 회로 기판(30)을 일체화하여, 무선 IC칩(21)을 수지(23)로 봉지(封止)한 무선 IC모듈을 이용해도 된다.
또, 급전 회로 부분은 재배선층(再配線層)으로 형성해도 된다. 급전 회로 기판은 유전체로 형성해도 되고, 혹은 자성체로 형성해도 된다. 급전 회로 기판을 자성체로 형성하면, 인덕턴스 성분을 크게 할 수 있다.
루프형상 도체(25)의 한쪽 끝(25a) 및 다른쪽 끝(25b)은 RFID용 무선 IC 소자(20)의 2개의 입출력단자(도 3, 도 4 및 도 5에 도시한 단자(P2a, P2b))에 접속되어 있다. 구체적으로 루프형상 도체(25)는 프린트 배선판(15)의 내층에 그라운드 도체(16)와 동일 평면이면서, 그라운드 도체(16)로부터 연장된 상태로 마련되어 있고, RFID용 무선 IC 소자(20)의 2개의 입출력단자(P2a, P2b)는 도시하지 않은 층간 접속 도체를 통해서 루프형상 도체(25)의 한쪽 끝(25a) 및 다른쪽 끝(25b)에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 루프형상 도체(25)의 기초부는 그라운드 도체(16)의 일부에 전기적으로 접속되어 있고, 그라운드 도체(16)의 일부(가장자리부)가 루프형상 도체(25)의 일부를 겸하고 있다.
한편, 루프형상 도체(25)는 부분적으로 슬릿으로 분할되어서 용량이 개재되어 있어도 된다. 즉, 도체(25)가 루프형상이라는 것은 고주파대에 있어서 등가적으로 루프형상의 선로를 형성하고 있으면 된다는 개념이다. 루프형상 도체(25)에 관해서는 선폭을 굵게 하거나 가늘게 하는 것, 혹은 부분적으로 구불구불한 형상(meandering shape)으로 함으로써 인덕턴스 성분을 조정할 수 있다. 또, 부분적으로 컷아웃를 형성하고, 상기 컷아웃에 칩 타입의 인덕터나 커패시터를 실장해도 된다.
이 루프형상 도체(25)는 RFID용 무선 IC 소자(20)와 그라운드 도체(16)의 임피던스를 조정시키는 기능을 가진다. 따라서, 송신모드일 때는 RFID용 무선 IC 소자(20)로부터 공급된 송신 신호가 루프형상 도체(25)를 통해서 그라운드 도체(16)로 인도되고, 그라운드 도체(16)로부터 외부로 방사된다. 수신모드일 때는 그라운드 도체(16)로 받은 수신 신호가 루프형상 도체(25)를 통해서 RFID용 무선 IC 소자(20)로 보내진다. 즉, 그라운드 도체(16)는 RFID시스템에서의 방사 소자(안테나 소자)로서 기능한다. 단, 그라운드 도체(16)의 면적은 통신 단말 장치(1)의 소형화에 따라 최근에는 축소 경향에 있어서, 그라운드 도체(16)를 방사 소자로서 이용하는 것 만으로는 충분한 통신 거리를 확보할 수 없다.
UHF대 이동체 통신 시스템은 UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자(50), 메인 안테나 도체(55) 및 그라운드 도체(16)를 포함하여 구성되어 있다. UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자(50)는 상기 GSM으로 대표되는 UHF대 무선 통신 신호를 처리하기 위한 반도체 집적 회로 소자이다.
메인 안테나 도체(55)는 통신용 무선 IC 소자(50)의 안테나 단자에 전기적으로 접속되어 있고, 통신용 무선 IC 소자(50)의 그라운드 단자에는 그라운드 도체(16)가 전기적으로 접속되어 있다. 통신용 무선 IC 소자(50)와 메인 안테나 도체(55) 사이에는 도시하지 않은 정합 회로 소자가 마련되어 있다. 메인 안테나 도체(55)는 하우징(10)의 내벽부에 마련되어 있고, 급전부(給電部)(55a)는 급전 핀(pin)(56)을 통해서, 혹은 프린트 배선판(15)에 마련한 배선 도체(도시하지 않음)를 통해서, 통신용 무선 IC 소자(50)의 안테나 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 메인 안테나 도체(55)는 하우징 전류를 이용한 다이폴(dipole) 안테나로서 구성되어 있다.
보다 상세하게는, 메인 안테나 도체(55)는 양 단부(端部)가 접힌 로우 밴드부와 하이 밴드부(도 2 참조)를 가지는 T분기형 안테나 소자이다. 로우 밴드부는 주로 900㎒ 전후인 고주파신호의 송수신을 담당하는 영역이며, 하이 밴드부는 주로 2㎓ 전후인 고주파신호의 송수신을 담당하는 영역이다.
상기 루프형상 도체(25)와 상기 메인 안테나 도체(55)는 근접하여 배치되어 있고, 서로 전자계 결합(도 2에 부호 M으로 나타냄)하고 있다. 보다 구체적으로는 루프형상 도체(25)와 메인 안테나 도체(55)는 각각의 일부가 평면에서 봤을 때 서로 겹치도록 근접 배치되어 있다. 루프형상 도체(25)는 메인 안테나 도체(55)의 로우 밴드부에 전자계 결합하고 있다.
이렇게, 본 제1실시예에서는 UHF대 RFID시스템을 구성하는 루프형상 도체(25)와, UHF대 이동체 통신 시스템을 구성하는 메인 안테나 도체(55)가 근접 배치되어서 서로 전자계 결합하고 있기 때문에, UHF대 RFID시스템에 있어서는 그라운드 도체(16)로부터의 방사와 더불어, UHF대 이동체 통신 시스템의 메인 안테나 도체(55)를 이용하여 무선 통신을 실시할 수 있다. 그렇기 때문에, UHF대 RFID시스템을 탑재한 통신 단말 장치(1)에 있어서, 통신 단말 장치(1)의 소형화를 유지한 채로 UHF대 RFID시스템에서의 충분한 통신 거리를 확보할 수 있다.
UHF대 RFID시스템의 전자계 이득의 지향성 분포 특성을 도 6에 모식적으로 나타낸다. 도 6에서의 지향성 분포의 원점 O은 도 1에 도시한 하우징(10)의 중심점 O이다.
또, 도 7에 UHF대 RFID시스템에서의 주파수에 대한 통신 거리를 나타낸다. 도 7 중, 곡선A가 본 제1실시예(루프형상 도체(25)를 메인 안테나 도체(55)와 전자계 결합시킨 경우)에서의 통신 거리이며, 곡선B가 루프형상 도체(25)를 메인 안테나 도체(55)와는 결합시키지 않은 비교예의 통신 거리이다. 넓은 주파수대역에 있어서 본 제1실시예가 비교예보다도 큰 통신 거리를 확보하고 있다.
도 8에 UHF대 RFID시스템의 임피던스 특성을 나타낸다. 도 8 중, 곡선A가 본 제1실시예에서의 임피던스 특성을 나타내고, 곡선B가 상기 비교예에서의 임피던스 특성을 나타내고 있다. 곡선A, B는 실질상 겹쳐져 있고, 루프형상 도체(25)를 메인 안테나 도체(55)와 전자계 결합시킨 경우에 있어서도 임피던스 특성이 실질적으로 변화하는 경우는 없는 것을 나타내고 있다.
한편, RFID용 무선 IC 소자(20)는 전술한 바와 같이 무선 IC칩(21)과 급전 회로 기판(30)을 일체화한 무선 IC모듈로서 구성되어 있다. 여기서, 급전 회로 기판(30)에 대해서 설명한다.
급전 회로 기판(30)에는, 도 3에 제1예인 등가 회로로서 나타내는 바와 같이, 필터 회로(31)와 광대역화 회로(32)로 이루어지는 급전 회로가 내장되어 있다. 필터 회로(31)는 단자(P1a, P2a)를 잇는 신호선(LN1)에 마련한 필터(33a)와, 단자(P1b, P2b)를 잇는 신호선(LN2)에 마련한 필터(33b)에 의해 형성되어 있다. 즉, 신호선(LN1, LN2)은 차동선로에 상당하고, 필터 회로(31)는 밸런스 필터 회로에 상당한다.
보다 구체적으로 단자(P1a)는 직렬접속된 인덕터(L1g, L1k) 및 커패시터(C2a)를 통해서 단자(P2a)에 접속되어 있다. 단자(P1b)는 직렬접속된 인덕터(L1h, L1m) 및 커패시터(C2b)를 통해서 단자(P2b)에 접속되어 있다.
인덕터(L1g, L1k)의 접속점에는 커패시터(C1j)의 한쪽 끝이 접속되고, 상기 커패시터(C1j)의 다른쪽 끝은 인덕터(L1i)를 통해서 인덕터(L1h, L1m)의 접속점에 접속되어 있다. 또, 인덕터(L1h, L1m)의 접속점에는 커패시터(C1k)의 한쪽 끝이 접속되고, 상기 커패시터(C1k)의 다른쪽 끝은 인덕터(L1j)를 통해서 인덕터(L1g, L1k)의 접속점에 접속되어 있다. 또한, 인덕터(L1k)와 커패시터(C2a)의 접속점에는 인덕터(L2)의 한쪽 끝이 접속되고, 상기 인덕터(L2)의 다른쪽 끝은 인덕터(L1m)와 커패시터(C2b)의 접속점에 접속되어 있다.
즉, 필터(33a)는 2개의 커패시터(C1j, C1k) 및 4개의 인덕터(L1g, L1k, L1i, L1j)에 의해 형성되어 있다. 필터(33b)는 2개의 커패시터(C1j, C1k) 및 4개의 인덕터(L1h, L1m, L1i, L1j)에 의해 형성되어 있다. 또, 광대역화 회로(32)는 1개의 인덕터(L2) 및 2개의 커패시터(C2a, C2b)에 의해 형성되어 있다.
이상의 회로 구성으로 이루어지는 급전 회로 기판(30)은 도 5에 도시한 적층구조로서 구성되고, 단자(P1a, P1b)는 무선 IC칩(21)의 입출력단자(도시하지 않음)에 솔더(22a ,22b)를 통해서 접속된다. 단자(P2a, P2b)는 전술한 바와 같이 루프형상 도체(25)의 한쪽 끝(25a) 및 다른쪽 끝(25b)에 각각 접속된다.
이상과 같이, 직렬접속된 커패시터(C1j)와 인덕터(L1i), 및 직렬접속된 커패시터(C1k)와 인덕터(L1j)를 각각 신호선(LN1, LN2) 사이에 마련함으로써 인덕터(L1g, L1k, L1h, L1m)의 인덕턴스(전송 손실)를 억제하면서 공진주파수를 원하는 값으로 조정할 수 있다. 이러한 급전 회로에 있어서는 UHF대 이동체 통신 시스템의 통신 신호의 고조파(高調波) 성분은 필터(33a)에 의해 감쇠되고, UHF대 RFID시스템의 통신 신호는 필터(33a)를 통과한다.
급전 회로 기판(30)은 도 4에 제2예로서 나타내는 등가 회로를 가지고 있어도 된다. 여기서는 필터 회로(31)와 광대역화 회로(32)로 이루어지는 급전 회로가 내장되어 있다. 필터 회로(31)는 단자(P1a, P2a)를 잇는 신호선(LN1)에 마련한 필터(34a)와, 단자(P1b, P2b)를 잇는 신호선(LN2)에 마련한 필터(34b)에 의해 형성되어 있다.
보다 구체적으로 단자(P1a)는 인덕터(L1c)의 한쪽 끝과 접속되고, 인덕터(L1c)의 다른쪽 끝은 인덕터(L1e)의 한쪽 끝과 접속되어 있다. 인덕터(L1e)의 다른쪽 끝은 커패시터(C2d)를 통해서 단자(P2a)에 접속되어 있다. 커패시터(C1f)는 인덕터(L1c)에 병렬로 접속되고, 커패시터(C1h)는 인덕터(L1e)에 병렬로 접속되어 있다.
단자(P1b)는 인덕터(L1d)의 한쪽 끝과 접속되고, 인덕터(L1d)의 다른쪽 끝은 인덕터(L1f)의 한쪽 끝과 접속되어 있다. 인덕터(L1f)의 다른쪽 끝은 커패시터(C2e)를 통해서 단자(P2b)에 접속되어 있다. 커패시터(C1g)는 인덕터(L1d)에 병렬로 접속되고, 커패시터(C1i)는 인덕터(L1f)에 병렬로 접속되어 있다. 커패시터(C3)의 한쪽 끝은 인덕터(L1e)의 다른쪽 끝과 접속되고, 다른쪽 끝은 인덕터(L1f)의 다른쪽 끝과 접속되어 있다.
즉, 필터(34a)는 2개의 인덕터(L1c, L1e) 및 3개의 커패시터(C1f, C1h, C3)에 의해 형성되어 있다. 필터(34b)는 2개의 인덕터(L1d, L1f) 및 3개의 커패시터(C1g, C1i, C3)에 의해 형성되어 있다. 또, 광대역화 회로(32)는 3개의 커패시터(C2d, C2e, C3)에 의해 형성되어 있다.
여기서, 급전 회로에 필터를 마련하는 이유에 대해서 설명한다. 즉, UHF대 이동체 통신 시스템에서 이용되는 고주파신호가 UHF대 RFID시스템에 입력되면, 이동체 통신 시스템의 고주파신호에 변형이 생겨서 통신 특성이 변화될 우려가 있다. RFID시스템에 상기 필터 회로를 마련함으로써 이동체 통신 시스템의 통신 특성이 RFID시스템에 의해 변화되는 것을 억제할 수 있다. 특히, 양 시스템의 주파수대가 가까울 경우, 이동체 통신 시스템의 고조파 성분이 RFID시스템에 있어서 생성되는 경우가 있다. 그러나, 생성된 고조파 성분은 RFID시스템(급전 회로)의 입출력단에 마련한 필터 회로에 의해 감쇠된다. 또, 필터 회로는 RFID시스템에서 이용하는 신호를 통과 대역으로 하기 때문에 필터 회로가 RFID시스템의 통신 성능을 저해하는 경우는 없다. 따라서 복수의 통신 시스템을 일체화해도 각 통신 시스템의 통신 특성을 충분히 발휘시킬 수 있다.
(제1실시예의 변형예, 도 9 및 도 10 참조)
도 9에 상기 제1실시예의 변형예인 통신 단말 장치(1A)를 나타낸다. 이 통신 단말 장치(1A)는 루프형상 도체(25)를 메인 안테나 도체(55)의 급전부(55a)에 근접하여 배치한 것이다. 즉, 루프형상 도체(25)는 메인 안테나 도체(55)의 길이방향에 있어서 그 중심부보다도 급전부(55a)측에 배치되어 있다. 그 이외의 구성은 상기 통신 단말 장치(1)와 동일하다.
이 통신 단말 장치(1A)에 있어서는 루프형상 도체(25)와 메인 안테나 도체(55)의 전자계 결합 부분이 급전부(55a)에 근접함으로써 전자계 이득이 향상되고, 도 10에 도시하는 바와 같이 도 6에 도시한 특성과 비교하면 UHF대 RFID시스템에서의 통신 거리가 커진다. 이것은 메인 안테나 도체(55)의 쇼트 단(급전부(55a))에 루프형상 도체(25)를 근접시킴으로써 양자의 자계 결합이 보다 강해지고, 이와 더불어 메인 안테나 도체(55)의 1/4파장이 루프형상 도체(25)의 주파수에 가깝기 때문에 메인 안테나 도체(55)에 루프형상 도체(25)의 전류가 이동하기 쉬워진다.
(제2실시예, 도 11 참조)
제2실시예인 통신 단말 장치(2)는 도 11에 도시하는 바와 같이 메인 안테나 도체(55)를 루프형상 안테나 소자로 한 것이다. 이 메인 안테나 도체(55)에 있어서는, 한쪽 끝이 급전부(55a)로서 UHF대 이동체 통신 시스템의 통신용 무선 IC 소자(50)에 전기적으로 접속되어 있고, 다른쪽 끝이 그라운드부(55b)로서 접속 핀(57)을 통해서 그라운드 도체(16)에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 메인 안테나 도체(55)의 로우 밴드부가 루프형상 도체(25)와 전자계 결합하고 있다. 이 통신 단말 장치(2)에서의 다른 구성은 상기 제1실시예인 통신 단말 장치(1)와 기본적으로 동일하며, 그 동작 및 특성도 통신 단말 장치(1)와 기본적으로 동일하다.
(제2실시예의 변형예, 도 12 참조)
도 12에 상기 제2실시예의 변형예인 통신 단말 장치(2A)를 나타낸다. 이 통신 단말 장치(2A)는 상기 제2실시예에 있어서 루프형상 도체(25)를 메인 안테나 도체(55)의 급전부(55a)에 근접 배치한 것이다. 따라서, 상기 도 9에 도시한 변형예(통신 단말 장치(1A))와 마찬가지로 UHF대 RFID시스템에서의 통신 거리가 커진다.
(제3실시예, 도 13 참조)
제3실시예인 통신 단말 장치(3)는 도 13에 도시하는 바와 같이 메인 안테나 도체(55)를 접힌 T분기형 안테나 소자로 한 것이다. 이 메인 안테나(55)에 있어서는 접힌 2개의 선단부는 서로 근접 대향하고 있고, 용량을 통해서 결합하고 있다. 또, 루프형상 도체(25)는 메인 안테나 도체(55)의 로우 밴드부의 접힌부분에서 선상(線狀)으로 대향하여 전자계 결합하고 있다. 본 통신 단말 장치(3)에서의 다른 구성은 상기 제1실시예인 통신 단말 장치(1)와 기본적으로 동일하며, 그 동작 및 특성도 통신 단말 장치(1)와 기본적으로 동일하다.
(제4실시예, 도 14 참조)
제4실시예인 통신 단말 장치(4)는 도 14에 도시하는 바와 같이 루프형상 도체(25)가 그라운드 도체(16)에 대하여 근접 배치되고, 양자는 전자계 결합하고 있다. 메인 안테나 도체(55)는 양 단부가 접혀있지 않은 T분기형 안테나 소자로 되어있고, 로우 밴드부가 루프형상 도체(25)와 전자계 결합하고 있다. 이 통신 단말 장치(4)에서의 다른 구성은 상기 제1실시예인 통신 단말 장치(1)와 기본적으로 동일하며, 그 동작 및 특성도 통신 단말 장치(1)와 기본적으로 동일하다.
(제5실시예, 도 15 참조)
제5실시예인 통신 단말 장치(5)는, 도 15에 도시하는 바와 같이 메인 안테나 도체(55)는 상기 제4실시예에 나타낸 T분기형 안테나 소자이다. 루프형상 도체(25)는 그라운드 도체(16)에 대하여 근접 배치되고, 양자는 전자계 결합하고 있다. 또한, 루프형상 도체(25)는 슬릿(25c)을 가지고, 이 슬릿(25c)부분이 메인 안테나 도체(55)와 근접하여 대향하고, 슬릿(25c)의 양 단부와 메인 안테나 도체(55)는 용량을 통해서 결합되어 있다. 즉, 루프형상 도체(25)는 슬릿(25c)을 가지지만, 메인 안테나 도체(55)로 형성되는 용량을 통해서 고주파적으로는 루프형상의 선로를 형성하고 있다. 본 통신 단말 장치(5)에서의 다른 구성은 상기 제1실시예인 통신 단말 장치(1)와 기본적으로 동일하며, 그 동작 및 특성도 통신 단말 장치(1)와 기본적으로 동일하다.
(다른 실시예)
한편, 본 발명에 따른 통신 단말 장치는 상기 실시예에 한정하는 것이 아니라, 그 요지의 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다.
예를 들면, 통신 단말 장치는 스마트폰을 비롯한 이동체 통신 단말에 한정되는 것이 아니라 노트북 컴퓨터, 태블릿형 컴퓨터, 데스크탑형 컴퓨터 등이어도 된다. 또, 통신 단말 장치의 하우징이나 프린트 배선판의 평면형상도 직사각형상이 아닌 임의의 평면형상이어도 된다. 그라운드 도체는 프린트 배선판의 내층이 아닌 표층에 형성되어 있어도 된다.
또, 그라운드 도체는 프린트 배선판에 마련된 것이 아닌, 예를 들면 금속 샤시나 금속 케이스 등을 그라운드 도체로서 이용해도 무방하다. 루프형상 도체는 그라운드 도체의 일부에 마련된 컷아웃부나 개구부(開口部)를 포함하고 있어도 되고, 반드시 그라운드 도체와 독립하여 구성되어 있을 필요는 없다. 또한, 루프형상 도체 및 메인 안테나 도체의 형상은 상기 각 실시예의 조합에 한정되는 것이 아니라 그 요지의 범위 내에서 자유롭게 조합시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 통신 단말 장치에 유용하며, 특히 소형임에도 불구하고 충분한 통신 거리를 확보할 수 있는 UHF대 RFID시스템을 탑재할 수 있는 점에서 뛰어나다.
1, 1A, 2, 2A, 3, 4, 5… 통신 단말 장치
10… 하우징
15… 프린트 배선판
16… 그라운드 도체
20… UHF대 RFID용 무선 IC 소자
25… 루프형상 도체
50… UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자
55… 메인 안테나 도체
55a… 급전부

Claims (5)

  1. UHF대 RFID용 무선 IC 소자 및 상기 UHF대 RFID용 무선 IC 소자에 접속된 루프형상 도체를 포함하는 UHF대 RFID시스템과,
    UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자 및 상기 UHF대 이동체 통신용 무선 IC 소자에 접속된 메인 안테나 도체를 포함하는 UHF대 이동체 통신 시스템을 탑재하여 이루어지는 통신 단말 장치로서,
    상기 루프형상 도체와 상기 메인 안테나 도체는 근접하여 배치되어 있으면서, 서로 전자계 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 통신 단말 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 루프형상 도체는 단말 하우징 내에 마련된 그라운드 도체에 접속되어 있고,
    상기 UHF대 이동체 무선 통신 소자는 상기 그라운드 도체에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 통신 단말 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 루프형상 도체의 일부와 상기 메인 안테나 도체의 일부가 평면에서 봤을 때 서로 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 통신 단말 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 루프형상 도체는 상기 메인 안테나 도체의 길이방향에 있어서 그 중심부보다도 상기 메인 안테나 도체의 급전부측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 통신 단말 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 안테나 도체는 제1 방사부와 상기 제1 방사부가 담당하는 고주파신호와는 다른 주파수대의 고주파신호를 담당하는 제2 방사부를 가지고,
    상기 루프형상 도체는 상기 메인 안테나 도체 중, UHF대에 가까운 고주파신호를 담당하는 제1 방사부 또는 제2 방사부와 전자계 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 통신 단말 장치.
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