KR20160035903A - 안테나 장치 및 이를 구비하는 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나 장치 및 이동 단말기에 관한 것으로, 캐리어의 일면에 형성되는 도전성 재질로 이루어진 도전 패턴과, 상기 도전 패턴과 이격되고, 상기 도전 패턴을 급전시키는 급전부, 및 상기 급전부의 일측에 배치되고, 상기 도전 패턴을 접지시키는 접지부를 포함하고, 상기 급전부 및 접지부를 연결하여 상기 급전부, 접지부 및 도전 패턴을 따라 루프를 형성하도록 하는 도전 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치 와 이를 구비한 이동 단말기가 개시된다.

Description

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

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

단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.

이동 단말기의 기능은 다양화 되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 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. 최근의 이동 단말기는 디자인을 매우 중시하고 있으며, 특히 사용자들은 편리하게 휴대할 수 있는 것은 물론이고 동시에 대화면 디스플레이를 제공받기를 희망하고 있다. 따라서 이동 단말기 제조사들은 단말기의 베젤(bezel)을 최소한으로 줄이는 기술에 대해 많은 노력을 기울이고 있으며, 이는 결론적으로 안테나 크기가 점점 줄어들도록 원인이 된다.

또한 통신 사업자들은 기존의 2G/3G를 통한 음성/데이터 서비스에서 4G LTE/LTE-A 서비스로 점점 초고속 데이터 서비스를 확장해가고 있는 추세이다. 이것은 단순히 몇몇 국가에서 한정적으로 발생하는 트랜드가 아니다. 따라서 이동 단말기를 설계함에 있어서, 전세계의 다양한 통신 사업자들의 다양한 주파수 대역을 커버할 수 있도록 고려되어야 한다. 이것은 이동 단말기에서 커버해야 하는 주파수 대역의 숫자가 기존에 비해 굉장히 증가되어야 한다는 것을 의미하며, 상기 언급했던 소비자의 디자인 트랜드에 발맞추어 안테나 공간이 혁신적으로 줄어들어야 함을 의미한다. 따라서, 보다 적은 공간에서 충분한 효율을 발휘하는 새로운 구조를 갖는 안테나에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 멀티 주파수 대역의 무선 전자기파를 송수신할 수 있는 안테나 장치를 구비하는 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 모다 나은 효율을 갖는 이동 단말기를 제공하기 위한 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 캐리어의 일면에 형성되는 도전성 재질로 이루어진 도전 패턴과, 상기 도전 패턴과 이격되고, 상기 도전 패턴을 급전시키는 급전부, 및 상기 급전부의 일측에 배치되고, 상기 도전 패턴을 접지시키는 접지부를 포함하고, 상기 급전부 및 접지부를 연결하여 상기 급전부, 접지부 및 도전 패턴을 따라 루프를 형성하도록 하는 도전 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 안테나 장치는 비전도성 영역에 형성되는 급전 단자와 상기 급전부를 연결하여 상기 도전 패턴을 급전시키는 급전 라인과, 상기 비전도성 영역에 형성되는 접지 단자와 상기 접지부를 연결하여 상기 도전 패턴을 접지시키는 접지 라인을 더 포함할 수 있다.

상기 도전 패턴에는 접지 연결부, 급전 연결부가 연결되고, 상기 접지 연결부는 상기 접지 단자와 접촉되고, 상기 급전 연결부는 상기 급전 단자에 접촉될 수 있다.

상기 도전 라인은 상기 급전 라인과 접지 라인을 연결할 수 있고, 상기 도전 라인은 상기 급전 라인과 상기 접지 단자를 연결할 수 있다.

또한, 상기 도전 라인이 2 이상일 수 있으며, 상기 도전 라인이 2 이상인 경우에는 상기 도전 라인들 사이에도 루프가 형성될 수 있고, 상기 도전 라인이 2 이상인 경우에는 상기 급전 라인에 하나 이상의 분기점이 형성될 수 있다.

상기 루프는 도전 라인과 캐리어 사이에 형성되거나, 이웃한 도전 라인 사이에 형성될 수 있고, 상기 도전 패턴은 적어도 하나 이상의 슬롯을 포함할 수 있다.

상기 급전 라인 및 도전 패턴 사이에 제2 도전 라인이 형성되어, 상기 제2 도전 라인, 급전 라인 및 도전 패턴을 따라 루프를 형성할 수 있다.

상기 급전부 및 접지부는 인쇄회로기판에 형성되고, 상기 비전도성 영역은 상기 인쇄회로기판의 일측에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 캐리어의 일면에 형성되는 도전성 재질로 이루어진 도전 패턴과, 상기 도전 패턴과 이격되고, 상기 도전 패턴을 급전시키는 급전부와, 상기 급전부의 일측에 배치되고, 상기 도전 패턴을 접지시키는 접지부를 포함하고, 상기 급전부 및 도전 패턴 사이에 급전 라인이 형성되고, 상기 급전 라인과 도전 패턴 사이에 도전 라인이 형성되어, 상기 도전 라인, 급전 라인 및 도전 패턴을 따라 루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 단말기 본체와, 상기 단말기 본체의 어느 일측에 형성되는 상기 안테나 장치 중 하나를 포함하는 이동 단말기가 제공될 수 있으며, 상기 캐리어는 이동 단말기의 케이스의 하단에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 이동 단말기 및 그 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 안테나 장치의 회로 부분을 개선함으로써 안테나 효율(TRP/TIS)을 손쉽게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 슬롯을 구비하는 도전 패턴을 활용함으로써 다수의 주파수 대역을 갖도록 할 수 있으며, SAR이 개선될 수 있으며, 핸드 이펙트 효과가 저감될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 4는 도 3의 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 B부분의 확대도이다.
도 6은 일반적인 안테나 장치의 개념도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전 패턴이 형성된 캐리어의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 전압정재파비(VSWR) 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 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. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2 및 3은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들 중 본 발명의 일 실시예와 관련된 부분에 대하여 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 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. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 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 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

여기에서, 다른 이동 단말기(100)는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에, 상기 이동 단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.

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

도 2, 도 3을 참조하면, 이동 단말기(200)는 바 형태의 단말기 본체(204)를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다. 나아가, 본 명세서에서 설명되는 이동 단말기는 카메라 및 플래시(224)를 갖는 임의의 휴대 전자 장치, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMO(Portable Multimedia Player) 등에도 적용될 수 있다.

본 발명에 관련된 이동 단말기(200)는 그 외관을 구성하는 단말기 본체(204)를 포함한다.

단말기 본체(204)의 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)는 프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202), 그리고 배터리 케이스(203)에 의해 형성된다. 배터리 케이스(203)는 리어 케이스(202)의 배면을 덮도록 형성된다.

상기 프론트 케이스(201) 및 상기 리어 케이스(202) 사이에 형성된 공간에는 각종 전자 부품들이 내장된다. 케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 본체(204)의 전면에는 디스플레이부(210), 제1 음향 출력부(211), 전면 카메라부(216), 인터페이스부(215)를 포함한다.

디스플레이부(210)는 정보를 시각적으로 표현하는 LCD(liquid crystal display) 모듈, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 모듈, 이페이퍼(e-paper) 등을 포함한다. 상기 디스플레이부(210)는 터치방식에 의하여 입력할 수 있게 터치감지수단을 포함할 수 있다. 이하에서는 터치감지수단을 포함한 디스플레이부(210)를 '터치스크린'으로 칭하기로 한다. 터치스크린(210) 상의 어느 한 곳에 대하여 터치가 있으면 그 터치된 위치에 대응하는 내용이 입력된다. 터치방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다. 터치감지수단은 디스플레이부가 보일 수 있도록 투광성으로 형성되어 있으며, 밝은 곳에서 터치스크린의 시인성(visibility)을 높이기 위한 구조가 포함될 수 있다. 도 2에 의하면, 터치스크린(210)은 프론트 케이스(201)의 전면(front surface)의 대부분을 차지한다.

상기 제1 음향출력부(211)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver) 또는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.

상기 전면 카메라부(216)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(210)에 표시될 수 있다.

상기 전면 카메라(216)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 상기 전면 카메라(216)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

상기 프론트 케이스(201)의 측면에는 사이드키(214), 인터페이스부(215) 및 음향입력부(213) 등이 배치된다.

상기 사이드키(214)는 조작유닛으로 통칭될 수 있으며, 이동 단말기(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받을 수 있게 되어 있다. 사이드키(214)는 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 사이드키(214)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 사이드키(214)에 의하여, 영상입력부(216, 221)의 제어, 음향출력부(211)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(210)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

상기 음향입력부(213)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받기 위해, 예를 들어 마이크로폰(microphone)과 같은 형태로 구현될 수 있다.

상기 인터페이스부(215)는 본 발명과 관련된 이동 단말기(200)가 외부 기기와 데이터 교환 등을 할 수 있게 하는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(215)는 유선 또는 무선으로, 이어폰과 연결하기 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트{예를 들어 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port)등}, 또는 이동 단말기(200)에 전원을 공급하기 위한 전원공급 단자들 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(215)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수 있다.

단말기 본체(204)의 후면에는 전원공급부(240), 후면 카메라부(221)가 배치된다.

상기 후면 카메라부(221)에 인접하게 플래쉬(224) 및 거울(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 플래쉬는 상기 후면 카메라부(221)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비춘다.

상기 거울은 사용자가 상기 후면 카메라부(221)을 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

상기 후면 카메라부(221)은 전면에 배치되는 전면 카메라부(216)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 상기 전면 카메라부(216)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라 일 수 있다,

예를 들어, 전면 카메라부(216)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 상기 후면 카메라부(221)는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기 때문에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 상기 전면 및 후면 카메라부(216, 221)은 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 본체(204)에 설치될 수 있다.

상기 배터리(240)는 이동 단말기(200)에 전원을 공급한다. 상기 배터리(240)는 단말기 본체(204)에 내장되거나, 단말기 본체(204)의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.

이하에서는 이와 같이 구성된 안테나 장치 및 이동 단말기에서 구현될 수 있는 제어 방법과 관련된 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 4는 도 3의 분해 사시도이다. 도 4를 참조하면, 상기 이동 단말기는 상기 디스플레이부(210)를 구성하는 윈도우(210a) 및 디스플레이 모듈(210b)을 포함한다. 윈도우(210a)는 상기 프론트 케이스(201)의 일면에 결합될 수 있다.

프론트 케이스(201)와 리어 케이스(202) 사이에 전기적 소자들이 지지되도록 프레임(241)이 형성된다. 상기 프레임(241)은 단말기 내부의 지지구조로서, 일 예로 디스플레이 모듈(210b), 카메라 모듈(221), 안테나 장치(ANT), 배터리(240) 또는 인쇄회로기판(250) 중 적어도 어느 하나를 지지할 수 있도록 형성된다.

도 4에 도시한 것은 일 예로서, 프론트 케이스(201)과 리어 케이스(202) 사이에 인쇄회로기판(250)이 배치되고, 인쇄회로기판(250)의 일면에 디스플레이 모듈(210b)이 결합되는 것을 도시하고 있다. 상기 인쇄회로기판(241)의 타면에는 배터리가 배치되고, 배터리를 덮도록 배터리 케이스(203)가 리어 케이스(202)에 결합될 수 있다.

상기 윈도우(210a)는 상기 프론트 케이스(201)의 일면에 결합된다. 상기 윈도우(210a)에는 터치 센서(미도시)가 장착될 수 있다. 터치 센서는 터치 입력을 감지하도록 형성되고, 광투과성으로 이루어진다. 터치 센서는 상기 윈도우(210a)의 전면에 장착되며, 윈도우(210a)의 특정 부위에 발생하는 전압 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다.

상기 디스플레이 모듈(210b)은 상기 윈도우(210a)의 후면에 장착된다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 디스플레이 모듈(210b)의 예로서 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD)가 개시되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 디스플레이 모듈(210b)은 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등이 될 수 있다.

상기 인쇄회로기판(250)은 앞서 살펴본 바와 같이, 프레임(241)의 일면에 형성될 수 있지만, 상기 디스플레이 모듈(210b)의 하부에 장착될 수도 있다. 그리고, 상기 인쇄회로기판(250)의 하면 상에 적어도 하나의 전자소자들이 장착된다.

이동 단말기의 상단 또는 하단에는 안테나 장치가 형성될 수 있다. 또한, 안테나 장치는 복수로 형성되어 단말기의 각 단부에 배치되고, 각 안테나 장치는 서로 다른 주파수 대역의 무선 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다.

프레임(241)은 얇은 두께로 형성되더라도 충분한 강성을 유지할 수 있도록 금속 재질로 형성될 수 있다. 금속 재질의 프레임(241)은 그라운드로 동작할 수 있다. 즉, 인쇄회로기판(250) 또는 안테나 장치(ANT)가 프레임(241)에 접지 연결될 수 있으며, 프레임(241)은 인쇄회로기판(250)이나 안테나 장치의 그라운드로 동작할 수 있다. 이 경우 프레임(241)은 이동 단말기의 그라운드를 확장할 수 있다.

인쇄회로기판(250)은 안테나 장치와 전기적으로 연결되며, 안테나 장치에 의하여 송수신되는 무선 신호(또는 무선 전자기파)를 처리하도록 이루어진다. 무선 신호의 처리를 위해, 복수의 송수신 회로들이 인쇄회로기판(250)에 형성되거나 장착될 수 있다. 상기 송수신 회로는 도전 라인(283,284)을 포함하여 형성될 수 있다.

상기 송수신 회로들은 하나 이상의 집적 회로 및 관련 전기적 소자들을 포함하여 형성될 수 있다. 일 예로, 송수신기 회로는 송신 집적 회로, 수신 집적회로, 스위칭 회로, 증폭기 등을 포함할 수 있다.

복수의 송수신 회로들은 복수의 방사체를 급전함으로써, 복수의 안테나 장치가 동시에 작동하도록 할 수 있다. 예를 들면, 어느 하나가 송신하는 동안, 다른 하나는 수신할 수 있으며, 둘 다 송신하거나 둘 다 수신을 할 수 있다.

상기 도전 라인(283,284)은 인쇄회로기판(250)과 안테나 장치(ANT)를 연결한다. 이때, 상기 도전 라인(283,284)은 동축 케이블일 수 있고, 안테나 장치(ANT)를 급전시키는 급전 장치에 연결될 수 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판(250)에는 유전체가 포함된 다수의 층으로 형성될 수 있다. 이러한 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 재질들이 유전체로서 사용될 수 있다.

도 4를 참조하면, 인쇄회로기판(250)에 접촉 형성되는 비전도성 영역(280)에 송수신 회로가 형성될 수 있다. 이와 같이 비전도성 영역(280)에 송수신 회로를 형성하는 이유는 급전 단자(281) 및 접지 단자(282)를 통하여 전류를 흐르도록 함으로써 방사 패턴을 형성하기 위함이다. 다만, 상기 접지 단자(282) 및 급전 단자(281)가 비전도성 영역(280)에 형성되면 충분하고, 도전 라인(283,284) 전부가 반드시 비전도성 영역(280)에 형성될 필요는 없다. 또한, 상기 접지 단자(282) 및 급전 단자(281)는 캐리어(270)에 형성되는 접지 연결부(275) 및 급전 연결부(274)에 전기적으로 연결되어 컨택 포인트(C1,C2,contact point)를 형성한다.

이때, 상기 인쇄회로기판(250)은 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 멤버의 일단이 그라운드에 접지 연결될 수 있다.

송수신 회로는 복수로 형성될 수 있으며, 각각의 송수신 회로는 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(285)와 정합부(미도시)를 통해 도전 패턴(271)을 급전함으로써, 무선 신호를 송신하거나, 도전 패턴(271)에 의해 수신된 수신 무선 신호를 정합부와 급전부(285)를 통해서 입력받아 주파수 변환 처리나 복조 처리 등의 소정의 수신 처리를 실행할 수 있다.

이 때, 급전부(285)와 접지부(289)는 제1 도전 라인(284)에 의해 연결될 수 있다. 급전 연결부(274) 급전부(285)와 도전 패턴(271)을 전기적으로 연결하거나, EM(Electro-Magnetic)급전 방식으로 도전 패턴(271)을 급전시킬 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 전기적으로 연결하는 것을 예시하였다. 이러한 연결을 위하여 급전 연결부(274)는 급전판, 급전용 클립 또는 급전선 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 여기서, 급전판, 급전용 클립 또는 급전선은 어느 하나가 다른 하나에 서로 전기적으로 연결되어, 급전 장치를 통해 급전되는 전류(또는 전압)를 무선 신호를 송수신하는 도전 패턴(271)으로 전달한다. 여기서, 급전선은 기판 상에 인쇄되는 마이크로스트립(microstrip)을 포함할 수 있다.

도 6은 일반적인 안테나 장치의 개념도로, 캐리어(270) 및 송수신 회로를 도시한 것인데, 급전부(285)와 접지부(289)가 캐리어(270)와 독립적으로 연결되어 있으며, 상기 급전부(285)와 접지부(289)는 서로 영향을 미치지 않고 도전 패턴(271)이 형성된 캐리어(270)에 연결된다. 일반적으로 이동 단말기의 무선 성능을 향상시키기 위하여 안테나 성능을 향상시키는 방법이 주로 사용되는데, 안테나 성능을 향상시키기 위하여 주로 도전 패턴(271)을 활용하는 방법이 사용되어 왔다. 예를 들면, 도전 패턴(271)의 형상을 다양하게 변형하거나, 도전 패턴(271)들 간의 간격 및 배치를 변형하는 방법들이 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 급전부(285) 및 접지부(289)와 연결되는 송수신 회로들을 이용하는 방법이 제안된다. 일 예로, 도 5는 도 4의 B의 확대도인데, 도 5에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(250)에 형성되는 급전부(285)와 급전 단자(281)를 연결하는 급전 라인(283)이 형성되고, 상기 급전 라인(283)의 적어도 일부는 비전도성 영역(280)에 형성된다. 상기 급전 라인(283)의 중간 일 지점에는 분기점(288)이 형성되어 있으며, 상기 분기점(288)에서 상기 접지 단자(282)를 잇는 제1 도전 라인(284)이 형성되며, 상기 제1 도전 라인(284)도 적어도 일부가 상기 비전도성 영역(280)에 형성되도록 한다.

이때, 상기 급전 단자(281) 및 접지 단자(282)는 비전도성 영역(280)에 형성되어 있으면 충분하고, 반드시 상기 급전 라인(283) 및 제1 도전 라인(284) 전부가 비전도성 영역(280)에 형성될 필요는 없다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 개략도를 도시한 것인데, 이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에서는 급전부(285), 접지부(289)를 연결하는 제1 도전 라인(284)이 형성되는데, 상기 제1 도전 라인(284)에 의해 새로운 루프(L1)가 형성된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 도전 라인(284)과 캐리어(270) 사이에 제1 루프(L1)가 형성되어 안테나 성능을 향상시킬 수 있다. 이때, 안테나 성능은 TRP(Total Radiated Power)/TIS(Total Isotrophic Sensitivity)에 의해 평가될 수 있는데, 상기 TRP는 안테나 효율에 의해 평가될 수 있다. 즉, 안테나 효율이 우수하면 TRP의 값도 커지게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 도전 라인(284) 이외에 추가적으로 제2 도전 라인(286)을 형성할 수도 있다. 즉, 상기 급전부(285), 접지부(289)를 연결하는 제1 도전 라인(284)과, 상기 캐리어(270) 사이에 제2 도전 라인(286)을 형성할 수 있다. 상기 제2 도전 라인(286)을 형성하게 되면, 제1 도전 라인(284)과 캐리어(270) 사이에 형성되는 제1 루프(L1) 이외에도 상기 제1 도전 라인(284)과 제2 도전 라인(286) 사이에 형성되는 제2 루프(L2), 및 제2 도전 라인(286)과 캐리어(270) 사이에 형성되는 제3 루프(L3)가 추가적으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 루프(L1) 내지 제3 루프(L3)의 폐쇄회로 라인내 전류의 상호 작용에 따른 전류 증가 및 이로 인한 방사 개선 효과(커플링(coupling) 효과)로 인해 안테나 성능이 향상될 수 있다. 또한, 전류가 흐를 수 있는 라인을 다수 개로 함으로써 핸드 이펙트(hand effect) 효과를 저감할 수 있다. 이는 후술하는 안테나 장치의 경우에도 마찬가지이다.

이와 같이 두 개의 도전 라인(284,286)이 형성되는 경우에는 상기 급전 라 인(283)의 중간 지점에 제1 분기점(288)과 제2 분기점(288a)이 형성된다. 그리고, C1은 상기 급전 라인(283)과 캐리어(270)와의 접촉 지점으로, 보다 자세하게는 급전 단자(281)와 급전 연결부(274)가 접촉되는 지점을 의미하고, C2는 접지 연결부(275)와 접지 단자(282)가 접촉되는 지점을 의미하며, 본 발명의 명세서 전체에 걸쳐서 동일하다.

이때, 상기 제1 도전 라인(284) 및 제2 도전 라인(286)은 대략 100pF 정도의 캐패시터(Capacitor)에 의해 구현될 수 있는데, 이 정도 크기를 갖게 되면 로 밴드(low bane) 및 하이 밴드(high band)영역 모두에서 안테나 효율이 상승하게 된다. 다만, 상기 캐패시터의 값은 구현하고자 하는 특정 공진주파수에 따라 달라질 수 있는 값으로, 반드시 이에 한정할 것은 아니다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전류 밀도가 높은 급전부(285) 근처에 제3 도전 라인(287)을 형성할 수도 있으며, 상기 제3 도전 라인(287)도 100pF 정도의 캐패시터에 의해 구현될 수 있다. 이때도, 커플링 효과에 의해 안테나 성능이 개선될 수 있다.

또한, 상기 제1 도전 라인(284) 및 제2 도전 라인(286)은 상기 급전 라인(283)과 상기 접지 라인(282a)를 연결하여 루프를 형성할 수도 있고, 상기 급전 라인(283)과 상기 접지 단자(282)를 연결하여 루프를 형성할 수도 있다. 본 발명의 도면에서는 상기 도전 라인(284,286)과 접지 라인(282a) 또는 접지 단자(282)와의 접점을 편의상 C1으로 표시하였다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 개략도를 도시한 것인데, 도 9를 참조하면, 도 6에서의 안테나 장치에서 급전부(285) 근처에서 제3 도전 라인(287)이 추가된 것을 알 수 있다. 이때, 상기 제3 도전 라인(287)은 급전 라인(283)과 캐리어(270)를 전기적으로 연결하도록 형성되며, 제3 도전 라인(287), 캐리어(270) 및 급전 라인(283)에 의해 제4 루프(L4)를 형성한다. 이와 같이, 급전부(285)와 접지부(289)를 연결하는 도전 라인이 없고, 급전부(285) 근처에 새로운 루프를 형성하도록 함으로써 안테나 성능을 향상시킬 수도 있는 것이다.

나아가, 본 발명의 다른 실시예에서는 도 7 및 도 9에 도시된 안테나 장치를 병합하여 단일의 안테나 장치로 구현할 수도 있다. 이때는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 도전 라인(284)과 캐리어(270) 사이에 형성되는 제1 루프(L1), 제3 도전 라인(287)에 의해 형성되는 제4 루프(L4), 및 상기 제1 도전 라인(284), 제3 도전 라인(287) 및 캐리어(270)에 의해 형성되는 제5 루프(L5)가 형성될 수 있으며, 상기 제1 루프(L1), 제4 루프(L4) 및 제5 루프(L5)의 커플링 효과에 의해 안테나 성능이 향상될 수 있다.

한편, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전 패턴(271)이 형성된 캐리어(270)를 도시한 것으로, 본 발명의 실시예들에 따르는 도전 패턴(271) 중 적어도 일부는 슬롯 안테나로서 복수의 주파수 대역에서 공진하여 무선 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다. 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.

상기 안테나 장치는 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송수신하도록 형성된다.

예를 들면, 제1 슬롯(272)에 의해서는 DCN 1x 방식 또는 PCS 1x 방식의 신호를 송수신하기 위해 형성될 수 있고, 제2 슬롯(273)에 의해서는 DCN EVDO(Evolution-Data Optimized 또는 Evolution-Data Only) 방식에 따른 신호를 송수신하기 위해 형성될 수 있다. 또한, 제1 슬롯(272)이 LTE B4 방식에 따르는 신호를 송수신하면, 제2 슬롯(273)은 LTE B13 방식에 따르는 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다.

이와 달리, 제1 슬롯(272)이 이동 단말기의 음성 서비스에 해당하는 신호를 송수신하면, 제2 슬롯(273)은 이동 단말기의 LTE 서비스에 해당하는 데이터 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다.

도 4를 참고하면, 제1 슬롯(272) 및 제2 슬롯(273)을 포함하는 도전 패턴은 모노폴, 다이폴 또는 PIFA 타입 중 어느 하나의 타입을 따르는 안테나로서 형성될 수 있다. 그리고, 제1 슬롯(272)과 제2 슬롯(273)이 단말기의 일측에 서로 근접하게 배치될 수 있다. 그리고, 슬롯의 방사부는 캐리어(270)와 캐리어(270)의 어느 일면에 형성되는 도전 패턴(271)으로 이루어져 있다.

이러한 안테나 장치는 상기 도전 패턴 중 어느 일단에서 주된 방사가 일어나므로 전기장이나 자기장이 생성되는 주변의 전기적 소자에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 전기적 소자(예를 들면, 소켓이나 디스플레이 모듈 또는 연성회로기판)로부터 안테나 장치가 이격되어야 한다. 이 경우, 단말기 내에 복수의 안테나 장치를 구현하는 경우 각각의 안테나 장치를 다른 전기적 소자들로부터 이격시켜야 하므로, 단말기 내 안테나가 배치될 수 있는 공간이 협소해질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 안테나 장치는 앞서 설명한 바와 같이 슬롯을 형성하는 도전 패턴(271)과 급전부(285) 및 접지부(289)를 포함하여 형성될 수 있다.

한편, 상기 급전부(285)와 도전 패턴(271) 사이에 임피던스 매칭을 위해 캐패시터나 인덕터를 포함하여 구현되는 분로 소자(shunt element)나 직렬 소자(series element)가 형성될 수 있다. 임피던스 매칭을 위해 캐패시터나 인덕터를 포함하여 구현되는 분로 소자(shunt element)나 직렬 소자(series element)가 형성되는 부분은 정합부라 불리어질 수 있다. 급전부(285)는 방사체로 동작하는 부분에 전류를 공급하는 부분으로써, 발룬, 이상기, 분배기, 감쇠기, 증폭기 등이 조합되어 구성될 수 있다.

분로 소자는 임피던스의 실수부인 저항값(resistance)을 조절할 수 있는데, 일 예로 인덕터는 저항값을 높이고 캐패시터는 저항값을 낮추어 임피던스 매칭을 위한 튜닝이 가능하다. 이러한 분로 소자는 급전부(285)와 도전 패턴(271) 사이에 집중 정수 소자로 구현될 수 있다.

직렬 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 허수부인 리액턴스 값(reactance)이 변경될 수 있다. 일 예로 인덕터는 리액턴스를 높이고 캐패시터는 리액턴스를 낮추므로 특정 주파수 대역의 임피던스가 변경될 수 있다. 이와 달리, 분로 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 실수부인 저항값(resistance)이 변경될 수 있다. 일 예로 인덕터는 저항값을 높이고 캐패시터는 저항값을 낮추어 특정 주파수 대역의 임피던스가 변경될 수 있다.

본 발명의 안테나 장치는 특히 단말기 바디의 하부에 장착될 때, 사용자에 의한 바디 이펙트(또는 핸드 이펙트)를 감소시킬 수 있다. 바디 이펙트란 단말기의 특정 부분과 신체가 접촉하거나 신체에 근접할 때, 안테나의 특성이 변하게 되는 것을 말한다. 일 예로, 단말기의 특정 부분을 손으로 쥐었을 때, 수신율의 저하가 발생하는 데쓰 그립도 바디 이펙트라고 할 수 있다.

사용자가 안테나 장치(ANT)가 장착되는 단말기를 쥐었을 때, 본 발명의 실시예에 따르는 안테나 장치(ANT)는 방사 공간이 변경될 수 있다. 즉, 안테나 장치는 급전부(285)에 의해 제1 및 제2 슬롯(272,273)이 급전되므로 제1 및 제2 슬롯(272,273) 전체를 통하여 무선 신호의 방사가 이루어진다. 그리고, 제1 및 제2 슬롯(272,273)은 자기 전기 효과를 발생시키도록 형성되므로, 어느 슬롯에 대한 방사공간의 축소가 이루어지면 다른 하나의 슬롯에 대한 방사공간의 확대가 발생한다. 즉, 방사공간의 형상이 변경될 뿐 방사공간이 줄어들지 않으므로 안테나의 특성이 바뀌지 않아 수신율의 저하가 발생하지 않는다.

또한, 제1 슬롯(272) 및 제2 슬롯(273) 중 적어도 어느 하나가 사용자의 손바닥에 의해 덮이지 않는 공간에 배치된다면, 바디 이펙트에 의한 수신율 저하를 감소시킬 수 있다.

상기 제1 슬롯(272)과 제2 슬롯(273)은 서로 근접하게 배치되며, 각각 일정 주파수에서 공진하도록 형성된다. 즉, 제1 슬롯(272)은 제1 주파수에서 공진하도록 일정 길이로 형성될 수 있으며, 제2 슬롯(273)은 제2 주파수에서 공진하도록 일정 길이로 형성될 수 있다. 한정된 공간내에서 슬롯들(272,273)이 일정 길이로 형성될 수 있도록 각 슬롯은 수회 절곡되는 구조나 미앤더(Meander) 구조로 형성될 수 있다. 이때, 제1 주파수와 제2 주파수는 동일하거나 인접한 주파수가 될 수 있다.

이러한, 제1 슬롯(272)과 제2 슬롯(273)은 캐리어(270)의 일면에 인쇄된 도전성 패턴으로 형성되거나, 단말기의 인쇄회로기판(250) 또는 단말기의 외관을 형성하는 케이스에 형성될 수 있다. 캐리어(270)는 일정 유전율을 구비하여 형성되는 유전체이며, 앞서 인쇄회로기판(250)과 관련하여 설명한 바와 동일할 수 있다.

즉, 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(250,PCB)의 일부와 같은 재질들을 포함할 수 있다.

상기 캐리어(270)는 단말기 바디의 하단에 일정 너비로 형성될 수 있다. 일 예로, 리어 케이스(202)의 하단에 형성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 효율에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 개념도이고, 도 13은 도 12에 따른 안테나 장치의 전압정재파비(voltage of standing wave ratio,VSWR)의 그래프이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 급전 단자(281)와 접지 단자(282)는 도전 라인(284)에 의해 연결되어 안테나 효율이 향상되는데, 이때 임피던스 매칭(impendance matching)을 위한 정합부(M1,M2,M3)는 직렬 소자와 분로 소자들로 구현될 수 있다. 즉, 급전 라인(283)에 형성되는 직렬 소자(M1)와, 분로 소자(M2,M3)를 포함한다. 이때, 직렬 소자 및 분로 소자는 캐패시터(capacitor) 또는 인덕터(inductor)일 수 있으며, 그 크기는 구현하고자 하는 공진주파수에 따라 달라질 수 있다. 이때, 상기 급전 라인(283)과 접지 단자(282)는 임피던스 소자(284a)에 의해 전기적으로 연결된다.

이때, 앞서 설명한 바와 같이, 직렬 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 허수부인 리액턴스 값(reactance)이 변경될 수 있으며, 분로 소자로 구성되는 경우, 임피던스의 실수부인 저항값(resistance)을 변경될 수 있다.

도 13은 도 12의 안테나 장치에 대해 전압정재파비를 측정하여 주파수에 따라 도시한 그래프인데, 실선은 상기 임피던스 소자(284a)를 생략하여 상기 급전 라인(283)과 접지 단자(282)가 오픈(open)된 상태에서의 전압정재파비이고, 점선은 상기 임피던스 소자(284a)에 의해 상기 급전 라인(283)과 접지 단자(282)가 전기적으로 연결된 상태 또는 급전 단자(281)와 접지 단자(282)가 전기적으로 연결된 상태에서의 전압정재파비를 나타낸다.

도 13을 참조하면, 대부분의 주파수 대역에서 점선이 실선보다 아래에 위치함을 알 수 있다. 이에 의해 안테나 효율이 향상된 것을 짐작할 수 있는데, 보다 구체적인 주파수에 따른 안테나 게인(gain) 및 효율은 아래와 같다.

주파수(MHz)	824	849	869	880	894	915	925	960	1710	1785
안테나 게인(dB)	-7.06	-5.97	-4.70	-3.97	-3.58	-4.60	-5.09	-7.14	-6.69	-4.77
효율(%)	19.66	25.27	33.86	40.08	43.81	34.70	30.99	19.34	21.43	33.36
주파수(MHz)	1805	1850	1880	1910	1920	1930	1980	1990	2110	2170
안테나 게인(dB)	-4.60	-4.48	-4.59	-4.92	-5.02	-5.15	-4.89	-4.85	-6.48	-3.39
효율(%)	34.66	35.68	34.76	32.21	31.50	30.54	32.40	32.75	22.50	45.83

주파수(MHz)	824	849	869	880	894	915	925	960	1710	1785
안테나 게인(dB)	-5.49	-4.90	-4.09	-3.44	-3.04	-3.64	-3.96	-5.13	-7.14	-4.93
효율(%)	28.27	32.33	39.03	45.30	49.63	43.25	40.19	30.66	19.31	32.13
주파수(MHz)	1805	1850	1880	1910	1920	1930	1980	1990	2110	2170
안테나 게인(dB)	-4.55	-4.00	-3.83	-3.96	-3.96	-4.12	-3.46	-3.41	-4.04	-2.84
효율(%)	35.11	39.85	41.40	40.15	40.21	38.70	45.10	45.64	39.41	51.98

상기 [표 1]은 도 13에서의 실선에 해당하는 도표이고, [표 2]는 도 13에서의 점선에 해당하는 도표이다.

상기 [표 1], [표 2] 및 도 13을 참조하면, 급전 라인(283)과 접지 단자(282)가 전기적으로 연결된 상태 또는 급전 단자(281)와 접지 단자(282)가 전기적으로 연결된 상태에서의 안테나 효율이 급전 라인(283)과 접지 단자(282)가 오픈(open)된 상태에서의 안테나 효율보다 향상된 것을 알 수 있다. 그러나, 표 1 및 표 2를 참조하면, 1710MHz, 1785MHz에서의 안테나 효율이 낮아진 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 일부 주파수에서의 효율이 낮아질 수 있으나, 안테나 장치의 전체적인 효율은 향상된 것이다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (14)

1. 캐리어의 일면에 형성되는 도전성 재질로 이루어진 도전 패턴;
   상기 도전 패턴과 이격되고, 상기 도전 패턴을 급전시키는 급전부; 및
   상기 급전부의 일측에 배치되고, 상기 도전 패턴을 접지시키는 접지부를 포함하고,
   상기 급전부 및 접지부를 연결하여 상기 급전부, 접지부 및 도전 패턴을 따라 루프를 형성하도록 하는 도전 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
2. 제1항에 있어서,
   비전도성 영역에 형성되는 급전 단자와 상기 급전부를 연결하여 상기 도전 패턴을 급전시키는 급전 라인; 및
   상기 비전도성 영역에 형성되는 접지 단자와 상기 접지부를 연결하여 상기 도전 패턴을 접지시키는 접지 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 도전 패턴에는 접지 연결부, 급전 연결부가 연결되고, 상기 접지 연결부는 상기 접지 단자와 접촉되고, 상기 급전 연결부는 상기 급전 단자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 도전 라인은 상기 급전 라인과 접지 라인을 연결하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 도전 라인은 상기 급전 라인과 상기 접지 단자를 연결하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 도전 라인이 2 이상일 수 있으며, 상기 도전 라인이 2 이상인 경우에는 상기 도전 라인들 사이에도 루프가 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 도전 라인이 2 이상인 경우에는 상기 급전 라인에 하나 이상의 분기점이 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 루프는 도전 라인과 캐리어 사이에 형성되거나, 이웃한 도전 라인 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 도전 패턴은 적어도 하나 이상의 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 급전 라인 및 도전 패턴 사이에 제2 도전 라인이 형성되어, 상기 제2 도전 라인, 급전 라인 및 도전 패턴을 따라 루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
11. 제2항에 있어서,
    상기 급전부 및 접지부는 인쇄회로기판에 형성되고, 상기 비전도성 영역은 상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
12. 캐리어의 일면에 형성되는 도전성 재질로 이루어진 도전 패턴;
    상기 도전 패턴과 이격되고, 상기 도전 패턴을 급전시키는 급전부; 및
    상기 급전부의 일측에 배치되고, 상기 도전 패턴을 접지시키는 접지부를 포함하고,
    상기 급전부 및 도전 패턴 사이에 급전 라인이 형성되고, 상기 급전 라인과 도전 패턴 사이에 도전 라인이 형성되어, 상기 도전 라인, 급전 라인 및 도전 패턴을 따라 루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
13. 단말기 본체; 및
    상기 단말기 본체의 어느 일측에 형성되는 안테나 장치를 포함하고,
    상기 안테나 장치는 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 안테나 장치인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 캐리어는 이동 단말기의 케이스의 하단에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.

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