KR20160098099A - 무 분절 외곽도체를 이용한 다중대역 안테나 및 이를 포함하는 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나는, 기판에 실장된 회로부의 급전노드에 전기적으로 연결된 일단 및 그 타단을 갖는 임피던스 정합부; 상기 제1 임피던스 정합부의 타단에 전기적으로 연결된 일단 및 그 타단을 갖는 도전성 연결 부재; 상기 도전성 연결 부재의 타단에 전기적으로 연결된 제1 연결단에서 서로 다른 지점인 제1 및 제2 경로단 각각까지 배치된 외곽도체 부재; 및 상기 외곽도체 부재의 제1 및 제2 경로단 각각과 상기 기판의 접지부에 전기적으로 연결된 도체 프레임; 를 포함하고, 상기 외곽도체 부재는, 상기 외곽도체의 제1 경로단과 상기 제1 연결단간 배치된 제1 방사용 외곽도체; 및 상기 제1 방사용 외곽도체와 일체로 형성되고, 상기 외곽도체의 제2 경로단과 상기 제1 연결단 사이에 배치된 제2 방사용 외곽도체; 를 포함한다.

Description

무 분절 외곽도체를 이용한 다중대역 안테나 및 이를 포함하는 단말기{MULTI-BAND ANTENNA USING OUTER CONDUCTOR OF NON-SEGMENTED, AND TERMINAL WITH THE SAME}

본 출원은 외곽도체를 갖는 단말기에서, 무 분절 외곽도체를 이용한 다중대역 안테나 및 그 단말기에 관한 것이다.

스마트폰 등의 휴대 단말기에서 점차 금속 디자인의 인기가 상승하고 있다. 이런 금속 디자인은 휴대 단말기의 외관 디자인 측면 및 내부 견고성 측면에서 관심을 받고 있다.

일 예로, 단말기의 외관 디자인 측면에서는 외곽도체가 이용되고, 단말기의 내부 견고성 측면에서는 도체 프레임이 내부에 내장될 수 있다.

최근 금속 디자인을 이용하는 휴대 단말기 업체중 일부에서는 이러한 외곽도체를 안테나의 일부로 사용하려는 연구 및 개발이 진행중에 있다.

일 예로, 휴대 단말기의 외곽도체를 이용하는 기존의 안테나에서는, 외곽도체를 안테나의 일부로 이용하기 위해서, 외부에 노출된 외곽도체의 일부 도체가 제거된 갭(Gap)이 형성되고, 이 갭에 의해 분절된 외곽도체의 끝 부분이 안테나로 이용될 수 있다.

그런데, 외곽도체를 분절시키다 보니 외관상 보기 좋지 않고 금속 가공에서 낮은 수율을 보이는 단점이 있다.

하기 선행기술문헌들은, 전술한 종래의 기술적인 해결과제에 대한 해결책을 개시하고 있지 않다.

한국 공개특허 제2012-0102517호 공보 한국 공개특허 제2014-0119928호 공보

본 발명의 일 실시 예는, 외곽도체중 무 분절 외곽도체를 이용하여 다중대역을 커버할 수 있는 다중대역 안테나 및 이를 포함하는 단말기를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 의해, 기판에 실장된 회로부의 급전노드에 전기적으로 연결된 일단 및 그 타단을 갖는 임피던스 정합부; 단말기의 비금속 영역에 배치되고, 상기 제1 임피던스 정합부의 타단에 전기적으로 연결된 일단 및 그 타단을 갖는 도전성 연결 부재; 상기 도전성 연결 부재의 타단에 전기적으로 연결된 제1 연결단에서 서로 다른 지점인 제1 및 제2 경로단 각각까지, 상기 단말기의 외곽을 따라 배치된 외곽도체 부재; 및 상기 외곽도체 부재의 제1 및 제2 경로단 각각과 상기 기판의 접지부에 전기적으로 연결된 도체 프레임; 를 포함하고, 상기 외곽도체 부재는, 상기 외곽도체의 제1 경로단과 상기 제1 연결단 사이에 배치된 제1 방사용 외곽도체; 및 상기 제1 방사용 외곽도체와 일체로 형성되고, 상기 외곽도체의 제2 경로단과 상기 제1 연결단 사이에 배치된 제2 방사용 외곽도체; 를 포함하는 다중대역 안테나 및 이를 포함하는 단말기가 제안된다.

이와 같은 다중대역 안테나에 의하면, 회로부에서의 전류가 급전라인, 도전성 연결 부재 및 외곽도체 부재를 통해서, 서로 다른 저주파 대역의 전류 경로 및 고주파 대역의 전류 경로를 제공할 수 있도록 함으로써, 외곽도체중 무 분절 외곽도체를 안테나 방사체로 이용함으로서 다중대역이 지원될 수 있다.

본 과제의 해결 수단에서는, 하기 상세한 설명에서 설명되는 여러 개념들중 하나가 제공된다. 본 과제 해결 수단은, 청구된 사항의 핵심 기술 또는 필수적인 기술을 확인하기 위해 의도된 것이 아니며, 단지 청구된 사항들중 하나가 기재된 것이며, 청구된 사항들 각각은 하기 상세한 설명에서 구체적으로 설명된다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 외곽도체와 전기적으로 연결된 도체 프레임을 갖는 단말기에서, 외곽도체중 무 분절 부분의 외곽도체를 안테나 방사체로 이용하여 다중대역을 커버하는 안테나를 구현함으로서, 무 분절 외곽도체를 안테나의 주 방사체로 이용할 수 있어서, 안테나 성능을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 금속 가공이 용이하여 수율이 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 구조 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 동작 개념도이다.
도 4의 (a),(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 분해 사시도 및 결합상태의 단면도이다.
도 5의 (a),(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 일부 분해 사시도 및 결합상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 결합상태의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 결합상태의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 결합상태의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 일부 분해 사시도이다.
도 10의 (a) 내지 (d)은 본 발명의 실시 예에 따른 단말기에서의 다양한 금속 영역에 대한 비금속 영역의 설명도이다.
도 11은 (a) 내지 (f)는 본 발명의 실시 예에 따른 단말기에서의 도전성 연결 부재에 대한 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 도체 프레임의 사시도이다.
도 13의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 영역, 비금속 영역 및 분절부분에 대한 설명도이다.
도 14는 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류의 흐름에 대한 설명도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판의 도전성 연결 부재와 도체 프레임의 커넥팅 구조 예시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 구성 및 동작 설명도이다.
도 17은 도 16의 다중대역 안테나의 동작 및 공진영역 설명도이다.
도 18은 도 16의 다중대역 안테나의 제1 임피던스 정합부에 대한 주파수 특성도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 구성 및 동작 설명도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 임피던스 정합부(IM1)의 예시도이다.
도 21은 도 19의 다중대역 안테나의 동작 설명도이다.
도 22는 도 19의 다중대역 안테나의 제2 임피던스 정합부에 의한 주파수 특성도이다.
도 23은 도 19의 다중대역 안테나의 제3 임피던스 정합부(IM3)에 의한 주파수 특성도이다.
도 24는 도 19의 다중대역 안테나가 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 안테나 또는 루프 안테나로 동작시의 주파수 특성도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나에 의한 전체 LTE 밴드에 대한 주파수 특성도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 임피던스 정합부에 대한 구현 예시도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 임피던스 정합부에 의한 주파수 특성도이다.
도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판과 도체 프레임간의 조밀한 컨택 도체라인의 일 예시도이다.
도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기의 배치구조별 컨택 도체라인의 예시도이다.
도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 도체라인을 선택하기 위한 스위칭 디바이스(SWD) 예시도이다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 도체라인의 구현 예시도이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조밀한 컨택 도체라인에 따른 평면적인 전류 및 입체적인 전류의 경로 예시도이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 불균일한 컨택 도체라인 각각에 따른 평면적인 전류 및 입체적인 전류의 경로 예시도이다.
도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 도체라인의 경유/비경유에 따른 공진 주파수 특성을 보이는 도면이다.

이하에서는, 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 개념을 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 각 실시 예에 있어서, 하나의 예로 설명되는 구조, 형상 및 수치는 본 발명의 기술적 사항의 이해를 돕기 위한 예에 불과하므로, 이에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 실시 예 각각은 그 전부 또는 일부가 서로 조합되어 다양한 형태의 새로운 실시 형태가 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명에 참조된 도면에서 본 발명의 전반적인 내용에 비추어 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나는, 기판 및 도체 프레임을 포함하는 단말기에서, 무 분절의 외곽도체는 그 일단이, 단말기의 내부중 비금속 영역에 배치되는 도전성 연결 부재를 통해 기판의 회로부에 연결되고, 그 타단은 도체 프레임을 통해 기판의 접지부에 연결되어, 회로부에서의 전류가 급전라인, 도전성 연결 부재, 방사용 외곽도체 및 도체 프레임을 통해 흘려, 서로 다른 저주파 대역의 전류 경로 및 고주파 대역의 전류 경로가 형성됨에 따라, 다중대역의 안테나로 동작할 수 있다. 이에 대해서는 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 외관 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기(10)는 외곽도체 부재(203)를 포함하고 있다.

이때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 외곽도체 부재(203)는 도체 프레임과 일체로 형성될 수 있거나 도체 프레임과는 무관하게 독립적으로 형성되어 단말기에 조립될 수 있다. 일 예로, 상기 외곽도체 부재(203)는 단말기(10)의 몸체와 하나일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 외곽도체 부재(203)는 적어도 안테나로 기능하는 부분에는 분절이 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 안테나로 기능하지 않은 부분에는 분절이 존재하여도 무방하다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 구조 개념도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나는, 제1 임피던스 정합부(IM1), 도전성 연결 부재(500), 외곽도체 부재(203) 및 도체 프레임(200)을 포함한다.

제1 임피던스 정합부(IM1)는 상기 단말기(10) 내부의 기판(100)에 실장된 회로부(150)의 급전노드(FN)에 연결된 일단과, 상기 도전성 연결 부재(500)에 연결된 타단을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 임피던스 정합부(IM1)는 단말기의 내부에 배치되는 한, 특정 위치에 한정될 필요는 없으며, 일 예로 기판(100)에 배치될 수 있다.

일 예로, 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)는 커패시턴스(용량성) 디바이스, 인덕턴스(유도성) 디바이스 및 레지스턴스(저항) 디바이스중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도전성 연결 부재(500)는 상기 단말기(10)의 비금속 영역에 배치되고, 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)의 타단에 전기적으로 연결된 일단과, 상기 외곽도체 부재(203)에 전기적으로 연결된 타단을 포함할 수 있다.

외곽도체 부재(203)는 상기 도전성 연결 부재(500)의 타단에 연결된 제1 연결단(CT1)에서 서로 다른 지점인 제1 및 제2 경로단(PT1,PT2) 각각까지 상기 단말기(10)의 외곽을 따라 배치될 수 있다.

일 예로, 상기 외곽도체 부재(203)는, 상기 도체 프레임(200)과 일체로 형성될 수 있고, 또한 상기 도체 프레임(200)과 별도로 제작되어 조립될 수 있다.

일 예로, 외곽도체 부재(203)는 제1 방사용 외곽도체(203-1) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2)를 포함할 수 있다.

이 경우, 제1 방사용 외곽도체(203-1)는 상기 도체 프레임(200)과 전기적으로 연결된 제1 경로단(PT1)과 상기 제1 연결단(CT1) 간 제1 전류 경로를 제공하여, 제1 주파수 대역의 방사체로 기능한다.

또한, 제2 방사용 외곽도체(203-2)는 상기 제1 방사용 외곽도체(203-1)와 일체로 형성되고, 상기 도체 프레임(200)과 전기적으로 연결된 제2 경로단(PT2)과 상기 제1 연결단(CT1) 간 제2 전류 경로를 제공하여, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 방사체로 기능한다.

일 예로, 제1 방사용 외곽도체(203-1)와 제2 방사용 외곽도체(203-2)가 서로 다른 주파수 대역을 위한 방사체로 기능할 수 있도록, 상기 제1 방사용 외곽도체(203-1)는 상기 제2 방사용 외곽도체(203-2)의 전기적인 길이(EL2)와 다른 전기적인 길이(EL1)를 가질 수 있다.

여기서, 제1 방사용 외곽도체(203-1) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2) 각각은 무 분절의 도체로 이루어지고, 상기 제1 방사용 외곽도체(203-1) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2)는 서로간 분절없이 서로 일체로 형성될 수 있다.

상기 도전성 연결 부재(500)는 상기 제1 방사용 외곽도체(203-1) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2) 각각의 전기적인 길이보다 더 작은 전기적인 길이를 가질 수 있다.

환언하면, 제1 방사용 외곽도체(203-1)와 제2 방사용 외곽도체(203-2) 각각이 서로 다른 주파수 대역에 대한 안테나의 주 방사체로 기능할 수 있도록, 제1 방사용 외곽도체(203-1)와 제2 방사용 외곽도체(203-2) 각각의 전기적인 길이(도 3의 EL1,EL2)는 도전성 연결 부재(500)의 전기적인 길이보다 길다.

또한, 상기 도전성 연결 부재(500)는 일 예로 상기 외곽도체 부재(203)의 제1 연결단(CT1)에 전기적인 커넥팅 구조를 통해 연결될 수 있다. 다른 일 예로, 상기 도전성 연결 부재(500)는 상기 외곽도체 부재(203)와 물리적으로 서로 연결되어 일체로 형성될 수 있다.

도체 프레임(200)은 상기 외곽도체 부재(203)의 제1 및 제2 경로단(PT1,PT2) 각각과 상기 기판(100)의 접지부(GND)에 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 각 실시 예에서, 도체 프레임(200)은 단말기의 금속 커버가 될 수 있고(도 5 참조), 단말기에 내장되는 도체 프레임이 될 수 있다(도 4 참조).

본 발명의 각 실시 예에서, 도체 프레임으로 단말기의 내부의 도체 프레임이 이용되는 경우에는, 커버가 더 포함될 수 있고, 이때 커버는 적어도 일부에 도체를 포함하는 금속 커버 또는 비금속 커버가 될 수 있다.

또한, 이들 외에도 상기 외곽도체 부재(203)의 제1 및 제2 경로단(PT1,PT2) 각각과 상기 기판(100)의 접지부(GND)를 전기적으로 연결할 수 있는 한, 특별히 상기 금속 커버나 상기 도체 프레임에 한정될 필요는 없다.

일 예로, 도체 프레임(200)은 제1 도체 영역(200-A11) 및 제2 도체 영역(200-A12)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 도체 영역(200-A11)은 제1 방사용 외곽도체(203-1)의 제1 경로단(PT1)과 회로부(150)의 제1 접지노드(GN1) 각각에 전기적으로 연결된다. 이에 따라 제1 도체 영역(200-A11)은 제1 방사용 외곽도체(203-1)의 제1 경로단(PT1)과 회로부(150)의 제1 접지노드(GN1)간의 제1 전류 경로(PH1)를 제공할 수 있다.

또한, 제2 도체 영역(200-A12)은 제2 방사용 외곽도체(203-2)의 제2 경로단(PT2)과 회로부(150)의 제2 접지노드(GN2) 각각에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 제2 도체 영역(200-A12)은 제2 방사용 외곽도체(203-2)의 제2 경로단(PT2)과 회로부(150)의 제2 접지노드(GN2)간의 제2 전류 경로(PH2)를 제공할 수 있다.

*여기서, 제1 도체 영역(200-A11) 및 제2 도체 영역(200-A12) 각각은 제1 및 제2 전류 경로(PH1,PH2)를 제공하는 영역으로, 고정된 영역이 될 수 있지만, 하기에 설명되는 바와 같이 제1 및 제2 전류 경로(PH1,PH2)중 적어도 하나의 경로를 변경하기 위해서 가변되는 영역이 될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 동작 개념도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나는, 제1 임피던스 정합부(IM1), 도전성 연결 부재(500), 외곽도체 부재(203) 및 도체 프레임(200)을 포함한다.

도 3에 도시된 제1 임피던스 정합부(IM1), 도전성 연결 부재(500), 외곽도체 부재(203) 및 도체 프레임(200)에 대한 설명중에서, 도 2를 참조한 설명과 동일한 설명에 대해서는, 그 중복되는 설명은 생략될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 전류 경로(PH1)는 상기 제1 주파수 대역에 대응되는 전류의 경로로, 이는 회로부(150)의 급전노드(FN), 제1 임피던스 정합부(IM1), 도전성 연결 부재(500), 제1 방사용 외곽도체(203-1), 도체 프레임(200)의 제1 도체 영역(200-A11) 및 기판(100)의 제1 접지부(GND1)에 의해 형성된다.

또한, 상기 제2 전류 경로(PH2)는 상기 제2 주파수 대역에 대응되는 전류의 경로로, 이는 회로부(150)의 급전노드(FN), 제1 임피던스 정합부(IM1), 도전성 연결 부재(500), 제2 방사용 외곽도체(203-2), 도체 프레임(200)의 제2 도체 영역(200-A12) 및 기판(100)의 제2 접지부(GND2)에 의해 형성된다.

그리고, 제1 전류 경로(PH1)의 전기적인 길이와 제2 전류 경로(PH2)의 전기적인 길이는 서로 다르고, 이에 따라 서로 다른 대역을 갖는 다중대역 안테나가 구현될 수 있다.

한편, 도체 프레임(200)은 일 예로 단말기(10)의 도체 커버가 될 수 있고(도 5 참조), 다른 일 예로 단말기(10)의 내부에 배치되는 도체 프레임이 될 수 있다(도 4 참조). 이와 같이, 도체 프레임(200)은 외곽도체 부재(203)와 상기 기판(100)의 접지부(GND)에 전기적으로 연결될 수 있는 한, 특별히 단말기의 특정 구성요소로 한정될 필요는 없다.

본 발명의 각 실시 예에서, 외곽도체 부재(203)는, 단말기 조립시, 기판과 디스플레이 패널 등의 내부 구성요소들이 외부로 노출되지 않도록, 단말기의 측면을 에워쌀 수 있는 크기의 폭을 가질 수 있다.

하기 도 4 내지 도 13에서는, 간결한 도식화를 위해, 회로부(150)와 도전성 연결 부재(500) 사이에 배치되는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 생략되어 있다.

도 4의 (a),(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 분해 사시도 및 결합상태의 단면도이다.

도 4의 (a) 및 도 4의 (b)를 참조하면, 상기 단말기(10)는 커버(50), 기판(100), 도체 프레임(200) 및 디스플레이 패널(300)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 다중대역 안테나가 채용된 단말기는, 커버(50) 및 기판(100)을 포함한다. 상기 기판(100)은 상기 커버(50) 내측에 배치되어 회로부(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 회로부(150)는 단말기(10)에서 필요로 하는 기능을 지원하기 위해, 일 예로, 중앙제어장치(CPU), 신호처리기(ISP), 메모리(Memory), 통신모뎀 및 입출력 인터페이스를 포함할 수 있고, 또한, 회로부(150)는 동작상 기준 전위를 제공하는 접지가 기판(100)의 접지부에 전기적으로 접속되어 있다.

일 예로, 커버(50), 기판(100), 도체 프레임(200) 및 디스플레이 패널(300)은, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 순서대로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

기판(100)은 금속 영역(도전성 영역)(A1)과 비금속 영역(비도전성 영역)(A2)을 포함하고, 상기 금속 영역(도전성 영역)(A1)에는 적어도 하나의 회로부(150)가 배치되고, 상기 비금속 영역(A2)에는 도전성 연결 부재(500)가 배치될 수 있다. 여기서, 금속 영역(A1)에는 기판(100)의 기준전위를 유지하기 위한 접지부가 배치될 수 있다.

여기서, 본 발명의 각 실시 예에서, 기판(100)의 금속 영역(A1)은 접지부로 설명되는데, 이는 기판(100)의 금속 영역(A1) 전체가 반드시 접지부가 되어야 하는 것을 의도한 것은 아니다.

상기 도체 프레임(200)은 금속 커버 또는 내부의 도체 프레임이 될 수 있으며, 일 예로, 상기 도체 프레임(200)이 내부의 도체 프레임인 경우에는, 단말기(10)의 기판(100)을 포함하는 내부 구조에 견고함을 부여하기 위한 프레임으로, 금속 영역(201) 및 비금속 영역(202)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 도체 프레임(200)은 외곽도체 부재(203)와 일체로 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 금속 영역(201)은 일부 또는 전체가 금속으로 이루어질 수 있거나, 표면 전체 또는 일부가 금속성 물질로 이루어질 수도 있다. 상기 비금속 영역(202)은 금속의 일부가 제거된 빈공간(예, 공기)이 될 수 있고, 플라스틱과 같은 비금속 물질로 이루어질 수도 있다.

상기 외곽도체 부재(203)는 단말기(10)의 외부에 노출되는 외곽도체중의 무 분절 외곽도체로, 이는 안테나의 주 방사체의 기능을 수행하기 위해 분절 없는 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 외곽도체 부재(203)는 상기 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)의 표면 높이와 같을 수도 있고, 상기 금속 영역(201)의 표면 높이와 다를 수 있다.

일 예로, 외곽도체 부재(203)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 도체 프레임(200)과 협력하여, 기판(100)을 수용할 수 있도록 상기 금속 영역(201)의 표면 높이보다 높은 단턱을 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 패널(300)은 상기 기판의 회로부(150)로부터의 정보를 화면에 표시할 수 있다. 여기서, 디스플레이 패널(300)에 표시되는 정보는 단말기의 동작에 관련되는 정보 또는/및 사용자에 의해 선택된 정보가 될 수 있다.

이때, 상기 도전성 연결 부재(500)의 타단은 상기 외곽도체 부재(203)의 제1 연결단(CT1)에 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 도전성 연결 부재(500)의 일단은 급전을 위해 상기 기판(100)의 회로부(150)의 급전노드(도 2 및 도 3의 FN)에 제1 임피던스 정합부(도 2 및 도 3의 IM1)를 통해 연결될 수 있다.

여기서, 상기 도전성 연결 부재(500)는 기본적으로는 상기 회로부(150)의 급전노드(FN)로부터의 전류(또는 신호)를 상기 외곽도체 부재(203)로 전달하는 전달 기능을 수행한다.

도 5의 (a),(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 일부 분해 사시도 및 결합상태의 단면도이다.

도 5의 (a) 및 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 단말기(10)는 도체 커버에 해당되는 도체 프레임(200A), 외곽도체 부재(203A), 기판(100) 및 디스플레이 패널(300)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 도체 프레임(200A), 기판(100) 및 디스플레이 패널(300)은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 순서대로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

이때, 상기 도체 프레임(200A)은, 금속 영역(201A) 및 비금속 영역(202A)을 포함하여, 외곽도체 부재(203A)와 일체로 형성될 수 있다. 이때, 외곽도체 부재(203A)는, 상기 도체 커버인 도체 프레임(200A)의 외곽에 배치되어, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(100) 및 디스플레이 패널(300)을 외측에서 감싸도록 형성될 수 있다.

상기 금속 영역(201A)은 일부 또는 전체가 금속으로 이루어질 수 있거나, 표면이 일부 또는 전체가 도전성 물질로 이루어질 수도 있으며, 적어도 일부 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 비금속 영역(202A)은, 전술한 바와 같이, 금속의 일부가 제거된 빈공간(예, 공기)이 될 수 있거나, 플라스틱과 같은 비금속 물질로 이루어질 수도 있다.

상기 외곽도체 부재(203A)는 단말기(10)의 외부에 노출되는 외곽도체중의 무 분절 외곽도체로, 이는 안테나의 주 방사체의 기능을 수행하기 위해 분절 없는 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 외곽도체 부재(203A)는 상기 도체 프레임(200A)의 금속 영역(201A)의 표면 높이와 같을 수도 있고, 상기 금속 영역(201A)의 표면 높이와 다를 수 있다.

일 예로, 외곽도체 부재(203A)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 도체 커버인 도체 프레임(200A)과 협력하여, 기판(100)을 수용할 수 있도록 상기 금속 영역(201A)의 표면 높이보다 높은 단턱을 포함할 수 있다.

한편, 도 5의 (b)에서, 고정물체(60)는 일 예로 플라스틱과 같은 비도전성 물질이나 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 기판(100)을 포함하는 단말기(10)의 내부구조에 견고함을 부여할 수 있는 물질 또는 형상으로 이루어질 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기에서와 같이, 커버, 기판, 도체 프레임 및 디스플레이 패널은 서로 결합 배치 순서도 다양하게 변경될 수 있으며, 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 결합상태의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 단말기(10)는 비도체인 커버(50), 기판(100), 도체 프레임(200) 및 디스플레이 패널(300) 순으로 배치되어 결합될 수 있다. 이때, 외곽도체 부재(203B)는 상기 도체 프레임(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.

일 예로, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 커버(50)는, 일 예로, 인서트 방식의 사출성형 등에 의해서, 외곽도체 부재(203B)와 일체로 형성될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 결합상태의 단면도이다.

도 7을 참조하면, 상기 단말기(10)는, 비도체인 커버(50), 도체 프레임(200), 기판(100) 및 디스플레이 패널(300) 순으로 배치되어 결합될 수 있으며, 일 예로, 상기 커버(50)는 인서트 방식의 사출성형 등에 의해서, 외곽도체 부재(203B)와 일체로 형성될 수 있다.

여기서, 본 발명의 각 실시 예에서, 상기 외곽도체 부재(203B)를 제작하는 방식에 대해서는 특별히 한정되지 않다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 결합상태의 단면도이다.

도 8을 참조하면, 상기 단말기(10)는 비도체인 커버(50), 도체 프레임(200), 기판(100) 및 디스플레이 패널(300) 순으로 배치되어 결합될 수 있으며, 일 예로, 상기 도체 프레임(200)에는 외곽도체 부재(203)가 일체로 형성될 수 있다.

전술한 도 4 내지 도 8을 참조하여, 외곽도체 부재(203,200A,200B)는 비금속 또는 금속 커버와 일체로 형성될 수 있고, 또는 내부의 도체 프레임(200)과 일체로 형성될 수 있음을 보이고 있으나, 이와 달리 외곽도체 부재(203), 커버 또는 도체 프레임 각각은 서로 별도로 분리 제작된 이후에 서로 조립될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 일부 분해 사시도이다.

도 9를 참조하면, 상기 단말기는 커버(50), 기판(100) 및 도체 프레임(200) 순으로 배치되어 결합될 수 있다.

일 예로, 상기 외곽도체 부재(203B)는 상기 커버(50) 또는 도체 프레임(200)과 분리 형성될 수 있고, 단말기 조립후 기판(100) 및 도체 프레임(200)의 외측에 배치되어 결합될 수 있다.

도 9에서는, 도체 프레임(200)이 외곽도체 부재(203B)와 별도로 제작되는 경우에는, 일예로 금속 영역(201)을 포함하고, 미금속 영역을 포함하지 않을 수 있음을 보이고 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 단말기에서는, 상기 도전성 연결 부재(500)가 상기 기판(100)중 상기 비금속 영역(A2)에 배치될 수 있거나, 상기 기판(100)과 다른 층의 구성요소에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도전성 연결 부재(500)가 상기 기판(100)과 다른 층에 배치된 커버(50) 또는 도체 프레임(200)에 배치될 수 있다.

이와 같이, 상기 도전성 연결 부재(500)는 단말기(10)의 내부에서, 도전성 물질이 포함되지 않은 비금속 영역(A2)에 배치되거나, 적어도 비금속 영역(A2)과 중첩되는 위치에 배치되는 한, 그 배치되는 위치가 특정한 층이나 부재나 구성요소에 한정될 필요는 없다.

도 10의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 실시 예에 따른 단말기에서의 다양한 금속 영역에 대한 비금속 영역의 설명도이다.

*도 10의 (a)는 기판(100)과 도체 프레임(200)이 상하로 배치되는 구조에서, 외곽도체 부재(203)가 도체 프레임(200)에 일체로 형성될 수 있는 구조를 보이고 있다.

도 10의 (b)는 커버(50), 기판(100) 및 도체 프레임(200) 순으로 배치되는 구조에서, 외곽도체 부재(203B)가 별도로 제작되어 배치 및 조립될 수 있는 구조를 보이고 있다.

도 10의 (c)는 도전성의 커버인 도체 프레임(200A) 및 기판(100)이 상하로 배치되는 구조에서, 외곽도체 부재(203A)가 도체 프레임(200A)에 일체로 형성될 수 있는 구조를 보이고 있다.

이때, 상기 도체 프레임(200A)은 금속 영역(201A)과 비금속 영역(202A)을 포함할 수 있다

전술한 바와 같은 도 10의 (a), (b) 및 (c)와 같이, 본 발명의 각 실시 예에서는, 기판(100)의 도전성 영역(A1)이 도체 프레임(200 또는 200A) 또는 외곽도체 부재(203, 200A 또는 200B)와 전기적으로 연결되는 경우에, 도 10의 (d)에 도시된 금속 영역은 전기적으로 연결될 수 있는 복수의 도전성 물질들, 예를 들어, 단말기를 고정하는 고정물체, 도체 프레임(200), 외곽도체 부재(203) 등의 도전성 부분과 기판의 도전성 부분을 모두 포함하는 영역으로 모델링될 수 있다.

본 발명의 전체 실시 예에서의 금속 영역(또는 도전성 영역)은, 도 10의 (d)에 도시한 바와 같이, 기판의 금속 영역과 전기적으로 연결된 도체 프레임 또는 외곽도체 부재 등의 도전성 부분을 모두 포함하는 영역으로 해석될 수 있다.

여기서, 단말기의 금속영역을 제외한 나머지 비금속으로 이루어지는 영역을 비금속 영역이라고 한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 도전성 연결 부재(500)는 적어도 하나의 패턴으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 도전성 연결 부재(500)는 하나의 도전성 연결 부재로 이루어지거나 2개 이상의 도전성 연결 부재로 이루어질 수 있다.

또한, 도전성 연결 부재(500)는 회로부(150)로부터의 신호 또는 전류를 외곽도체 부재(203)에 전달할 수 있는 한, 특별히 특정 형상에 한정될 필요는 없다. 상기 도전성 연결 부재(500)가 다양한 형상으로 이루어지는 몇 가지 예시를 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 (a) 내지 (f)는 본 발명의 실시 예에 따른 단말기에서의 도전성 연결 부재에 대한 예시도이다.

도 11의 (a)는 서로 물리적으로 분리 형성된 제1 및 제2 도전성 연결 부재(510,520)를 포함하는 도전성 연결 부재(500)를 도시하고 있다. 도 11의 (a)에 도시된 제1 및 제2 도전성 연결 부재(510,520) 각 일단은 하나의 급전 라인에 공통으로 접속되어 회로부에 연결될 수 있고, 제1 및 제2 도전성 연결 부재(510,520) 각 타단은 외곽도체 부재의 서로 다른 지점인 제1 및 제2 연결단(CT1,CT2)에 연결될 수 있다.

이 경우에는 전류 경로가 도전성 연결 부재(510,520)에 의해 이루어질 수 있어서, 안테나의 커버 대역이 도전성 연결 부재(510,520)에 의해 변경될 수 있다.

도 11의 (b)는 도전성 연결 부재(500)와 접지 패턴(400)을 도시하고 있다. 도전성 연결 부재(500)는 일단이 회로부의 급전 라인에 연결되고, 타단은 외곽도체 부재의 제1 연결단(CT1)에 연결될 수 있다. 접지 패턴(400)은 상기 도전성 연결 부재(500)와 인접 배치되는 도전성 패턴으로 이루어지고, 그 일단이 기판의 접지부에 연결되고, 그 타단은 외곽도체 부재의 제2 연결단(CT2)에 연결될 수 있다.

또한 상기 도전성 연결 부재(500)와 접지 패턴(400)은, 일 예로, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 도전성 연결 부재(500)와 접지 패턴(400)은 일 예로 커패시턴스 결합과 같은 전자기적 커플링을 형성할 수 있도록 서로 인접하게 배치될 수 있다. 또는, 다른 일 예로, 서로 도선을 통해 전기적으로 직접 서로 연결될 수 있다.

이와 같이, 접지 패턴(400)이 추가되는 경우에는 전류 경로상의 임피던스가 변경될 수 있어서, 안테나의 커버 대역이 변경될 수 있다.

도 11의 (c)는 하나의 브런치(branch) 부재를 갖는 도전성 연결 부재(500)를 도시하고 있다. 도 11의 (c)에 도시된 도전성 연결 부재(500)는 일단이 회로부의 급전 라인에 연결되고, 타단은 외곽도체 부재의 제1 연결단(CT1)에 연결될 수 있다. 또한 도전성 연결 부재(500)의 일단과 타단 사이의 브런치 부재(501)는 기판의 접지부에 연결될 수 있다.

도 11의 (d)는 3개의 단자를 포함할 수 있는 도전성 연결 부재(500)(일 예로 'h' 형상)를 도시하고 있다. 도 11의 (d)에 도시된 도전성 연결 부재(500)는 하나의 단자가 하나의 급전 라인을 통해 회로부에 연결되고, 나머지 2개의 단자는 외곽도체 부재중 서로 다른 지점인 제1 및 제2 연결단(CT1,CT2) 각각에 연결될 수 있다.

이와 같은 경우에는 전류 경로가 다양화되거나 전류 경로상의 임피던스가 변경됨에 따라 커버 대역이 필요에 따라 다양화될 수 있다. 이와 같은 설명의 본 발명의 각 실시 예에 적용될 수 있다.

도 11의 (e)는 다각형상(예, 사각형상)의 도전성 부재로 이루어진 도전성 연결 부재(500)를 도시하고 있다. 도 11의 (e)에 도시된 도전성 연결 부재(500)는 일 시점은 하나의 급전 라인을 통해 회로부에 연결될 수 있고, 서로 다른 두 지점은 외곽도체 부재의 서로 다른 지점인 제1 및 제2 연결단(CT1,CT2)에 연결될 수 있다.

도 11의 (f)는 그 내부에 슬릿이 형성된 다각형상의 도전성 연결 부재(500)를 도시하고 있다.

도 11의 (f)를 참조하면, 상기 도전성 연결 부재(500)는 상기 다각형성의 도전성 부재의 내부에 도전성 부재가 제거된 슬릿을 포함할 수 있다. 도 11의 (f)에 도시된 도전성 연결 부재(500)는 일 시점은 급전 라인을 통해 회로부에 연결될 수 있고, 서로 다른 두 지점은 외곽도체 부재의 서로 다른 지점인 제1 및 제2 연결단(CT1,CT2)에 연결될 수 있다.

이 경우에는 전류 경로가 서로 달라질 수 있어서, 안테나의 커버 대역이 다양화 될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나를 포함하는 단말기의 도체 프레임의 사시도이다.

도 12를 참조하면, 도전성 연결 부재(500A)가 상기 단말기의 커버 및 디스플레이 사이에 배치되는 도체 프레임(200)의 비금속 영역(202)인 에어 공간에 도체 프레임(200)과 동일층에 배치되어, 상기 도체 프레임(200)의 외곽도체 부재(203)와 일체로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 도전성 연결 부재(500A)의 일단이 기판(100)의 회로부에 급전라인을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 도전성 연결 부재(500A)의 타단은 상기 외곽도체 부재(203)에 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 본 발명의 각 일 실시 예에 따른 외곽도체 부재(203)는 적어도 안테나로 기능하는 부분에는 분절이 형성되지 있지 않으며, 외곽도체 부재(203)중 안테나로 기능하지 않은 부분에는 분절이 존재하여도 무방하며, 이에 대해서는 도 13을 참조하여 설명한다.

도 13의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 영역, 비금속 영역 및 분절부분에 대한 설명도이다.

도 13의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도전성 연결 부재(500)가 연결되는 외곽도체 부재(203)를 포함하여 외곽도체 부재 전체가 분절되지 않은 구조를 보이고 있다.

도 13의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도전성 연결 부재(500)가 연결되는 외곽도체 부재(203)가 안테나로 기능하는 부분은 분절되지 않은 구조를 보이고 있고, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 안테나로 기능하지 않은 외곽도체 부재중 한 곳에 분절 부분이 존재하는 구조를 보이고 있다.

도 13의 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도전성 연결 부재(500)가 연결되는 외곽도체 부재(203)가 안테나로 기능하는 부분은 분절되지 않은 구조를 보이고 있고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나로 기능하지 않은 외곽도체 부재중 두 곳에 분절부분이 존재하는 구조를 보이고 있다.

도 13의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 도전성 연결 부재(500)와 관계없이 비금속 영역이 추가적으로 더 존재할 수 있으며, 이 추가적으로 더 존재하는 비금속 영역의 주위에 위치하는 외곽도체 부재가 안테나로 기능하지 않을 경우에는 분절 부분이 포함되는 것은 무방하다. 적어도 전체 외곽도체 부재중 도전성 연결 부재가 연결되어 안테나로 기능하는 외곽도체 부재에는 분절이 없다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나로 기능하지 않은 외곽도체 부재에는 분절의 존재와 무관하며, 다만 본 발명의 실시 예에 따르면, 외곽도체 부재가 분절없는 상태로 안테나 기능을 위해 이용할 수 있으므로, 전체가 무 분절인 외곽도체 부재를 이용할 수 있게 된다. 이에 따라 전체적으로 분절이 없는 외곽도체 부재를 사용하는 경우에는 미관상 및 제작상 다수의 잇점을 제공할 수 있다.

한편, 전술한 도 4 내지 도 11 및 도 13에서, 회로부(150)와 도전성 연결 부재(500) 사이에 배치되는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 생략되어 있으나, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 회로부(150)와 도전성 연결 부재(500)가 서로 전기적으로 연결되는 부분에 제1 임피던스 정합부(IM1)가 배치될 수 있다.

뿐만 아니라, 도전성 연결 부재(500)와 외곽도체 부재(203), 도전성 연결 부재(500)와 기판의 접지부, 접지 패턴(400)과 기판의 접지부, 그리고 접지 패턴(400)과 외곽도체 부재(203) 각각은 서로 전기적으로 직접 연결될 수도 있거나, 추가적인 임피던스 정합부를 통해 연결될 수도 있다.

이때, 제1 임피던스 정합부(IM1)를 포함하여 임피던스 정합부는 커패시턴스 디바이스, 인덕턴스 디바이스 및 레지스턴스 디바이스중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 특히 제1 임피던스 정합부(IM1)에 커패시턴스 디바이스가 사용되는 경우에 안테나 효율이 향상될 수 있다.

도 14는 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류의 흐름에 대한 설명도이다.

도 14의 (a)는 전류의 흐름을 설명하기 위한 입력신호의 일 예로 정현파 신호를 보이고 있다. 도 14의 (b)는 입력신호의 양(+) 위상에 대한 전류 경로를 보이고 있다. 도 14의 (c)는 입력신호의 음(-) 위상에 대한 전류 경로를 보이고 있다.

일 예로, 도 14의 (a) 및 (b)를 참조하면, + 위상의 전류는, 회로부, 급전라인, 제1 임피던스 정합부, 도전성 연결 부재 및 외곽도체 부재(203)의 제1 연결단(CT1)을 통한 후 도면상의 좌우 방향으로 분기되어, 외곽도체 부재(203)의 제1 방사용 외곽도체(203-1) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2) 각각을 지나서 기판의 접지부로 흐른다. 또한, 도 14의 (c)를 참조하면, - 위상의 전류는 그 반대로 된다.

본 발명의 각 실시 예에 따른 + 위상의 전류중 제1 전류 흐름(좌측으로의 전류 흐름)(PH1)은 회로부, 급전라인, 제1 임피던스 정합부, 도전성 연결 부재, 외곽도체 부재(203)의 제1 연결단(CT1), 외곽도체 부재(203)의 제1 방사용 외곽도체(203-1)를 순차로 거처서, 기판의 접지부까지 형성된다.

또한, + 위상의 전류중 제2 전류 흐름(우측으로의 전류 흐름)(PH2)은 회로부, 급전라인, 제1 임피던스 정합부, 도전성 연결 부재, 외곽도체 부재(203)의 제1 연결단(CT1), 외곽도체 부재(203)의 제2 방사용 외곽도체(203-2)를 순차로 거처서, 기판의 접지부까지 형성된다.

그리고, 도 14의 (c)와 같이, - 위상의 전류는 전술한 + 위상의 전류와 반대 방향으로 흐른다.

또한, 상기 제1 방사용 외곽도체(203-1) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2) 각각은 분절없이 이루어져 있으며, 상기 제1 방사용 외곽도체(203-1) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2)는 서로 일체로 형성되어 그 사이에도 분절이 없다. 여기서, 전술한 바와 같이, 분절은 도전성 물질이 연속되지 않고 불연속되는 구간을 의미하며, 일 예로, 공기나 플라스틱과 같은 비금속물질로 이루어질 수 있다.

게다가, 상기 제1 방사용 외곽도체(203-1) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2) 각각은 서로 다른 공진 대역을 형성하기 위한 안테나의 주 방사체로 작용할 수 있다. 여기서, 서로 다른 공진 대역은 서로 동일하지 않는 한 특별히 특정 주파수로 한정될 필요로 없으며, 일 예로, 1GHz보다 낮은 저주파수 대역과 1GHz보다 높은 고주파수 대역이 될 수 있다.

상기 기판(100)에 배치된 도전성 연결 부재(500)가 상기 도체 프레임(200)과 일체로 형성되지 않는 경우에는, 상기 도전성 연결 부재(500)가 다른 전기적인 커넥팅 구조를 통해서 상기 외곽도체 부재(203)에 전기적으로 접속될 수 있으며, 이에 대한 예를 도 15를 참조하여 설명한다.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판의 도전성 연결 부재와 도체 프레임의 커넥팅 구조 예시도이다.

도 15의 (a)를 참조하면, 기판(100)의 비금속 영역(도 4의 A2)에 배치된 도전성 연결 부재(500)와 도체 프레임(200)의 커넥팅 구조는, 비어홀(TH), 접촉부(CA) 및 클립(CLP)을 포함할 수 있다.

상기 비어홀(TH)은 기판(100)의 상하면을 관통하는 도전성의 홀로, 기판(100)의 비금속 영역(도 4의 A2)에 형성된 도전성 연결 부재(500)에 전기적으로 연결되고, 기판(100)의 타면에 형성된 도전성 접촉부(CA)에 전기적으로 연결됨에 따라, 도전성 연결 부재(500)와 도전성 접촉부(CA)를 전기적으로 연결한다.

상기 도전성 접촉부(CA)는 도전성의 클립(CLP)을 통해 도체 프레임(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 15의 (b)는, 도전성 연결 부재(500)와 도체 프레임(200)이 전기적인 연결을 위한 표면의 높이가 서로 다른 경우에 대한 도면이고, 도 15의 (c)는 도전성 연결 부재(500)와 도체 프레임(200)이 전기적인 연결을 위한 표면의 높이가 서로 동일 내지 유사한 경우에 대한 도면이다.

도 15의 (b) 및 (c)를 참조하면, 기판의 도전성 연결 부재(500)와 도체 프레임(200)의 커넥팅 구조는, 나사(SR) 및 도전성 플레이트(MP)를 포함할 수 있다. 기판(100)의 비금속 영역(도 4의 A2)에 형성된 도전성 연결 부재(500)와 도체 프레임(200)은, 전기적인 연결을 위한 면의 높이와 관계없이, 나사(SR) 및 도전성 플레이트(MP)에 의해, 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

도 15를 참조한 설명은, 도전성 연결 부재(500)와 도체 프레임(200)을 전기적으로 연결하기 위한 여러 커넥팅 구조중에서 하나의 예시에 불과하다.

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 구성 및 동작 설명도이다.

도 16을 참조하면, 도전성 연결 부재(500)는 도 16에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(도 5의 300)의 디스플레이 영역과 중첩되지 않도록 단말기의 일부 영역에 배치될 수 있다. 여기서, 도체 프레임(200)의 비금속 영역(202)은, 전술한 바와 같이, 금속의 일부가 제거된 빈공간(예, 공기)이 될 수 있고, 플라스틱 또는 다른 고체 유전물질 등과 같은 비금속 물질로 이루어질 수도 있다.

일 예로, 비금속 영역(202)은 도전성 연결 부재(500)를 통한 방사 공간을 제공하는 한, 비금속 영역(202)의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 일 예로는 사각형일 수 있고, 곡선형일 수 있으며, 개수가 적어도 하나 이상일 수 있고, 복수의 직선 세그먼트들로 이루어질 수도 있다.

본 발명의 각 실시 예를 보이는 도면에서는 비금속 영역(202)의 각 예시들을 보이는 것일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 16을 참조하면, 도전성 연결 부재(500)는 제1 임피던스 정합부의 일 예에 해당되는 커패시턴스 디바이스(C10)를 통해 기판(100)의 회로부(150)에 연결될 수 있고, 도 15에 도시한 바와 같은 커넥팅 구조를 통해 도체 프레임(200)의 외곽도체 부재(203)의 연결단(CT1)에 전기적으로 연결될 수 있다.

기판(100)의 회로부(150)는 커패시턴스 디바이스(C10) 및 도전성 연결 부재(500)를 통해서 도체 프레임(200)의 외곽도체 부재(203)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 기판(100)의 금속 영역(A1)은 도체 프레임(200)의 금속 영역(도 4의 201)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)과의 전기적인 연결 수단은 전기적인 연결이 가능한 수단이기만 하면 특별히 한정되지 않는다. 이에 대해서는 도 28 내지 도 34를 참조하여 설명한다.

예를 들어, 도 14 및 도 16을 참조하면, 기판(100)의 회로부(150)에서 나오는 전류는 급전라인, 제1 임피던스 정합부(IM1), 도전성 연결 부재(500) 및 제1 방사용 외곽도체(203-1)를 통해 기판(100)의 접지부로 흐르는 제1 전류 경로(PH1)를 형성할 수 있다. 또한 기판(100)의 회로부(150)에서 나오는 전류는 급전라인, 제1 임피던스 정합부(IM1), 도전성 연결 부재(500) 및 제2 방사용 외곽도체(203-2)를 통해 기판의 접지부로 흐르는 제2 전류 경로(PH2)를 형성할 수 있다.

여기서, 상기 제1 전류 경로(PH1)는 고주파 대역의 전류 경로가 될 수 있고, 상기 제2 전류 경로(PH2)는 저주파 대역의 전류 경로가 될 수 있다.

이때, 상기 도전성 연결 부재(500)가 외곽도체 부재(203)에 전기적으로 연결되는 위치는 공진 주파수 선택을 위해 사용하는 주파수 밴드에 따라 변경될 수 있다.

이와 같은 도전성 연결 부재(500)는 외곽도체 부재(203)나 기판(100)의 금속 영역(A1) 또는 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)에 전기적으로 직접 연결될 수 있고, 또는 임피던스 디바이스를 통해 연결될 수 있으며, 이 경우에는 임피던스 디바이스의 임피던스 값에 따라 커버되는 안테나의 대역이 변경될 수 있다.

도 17은 도 16의 다중대역 안테나의 동작 및 공진영역 설명도이다.

도 17은 도 16에 적용된 직렬 피드형 커플링 안테나의 동작 및 공진영역을 설명하기 위한 도면이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 제1 임피던스 정합부(IM1)로 커패시턴스 디바이스(예, 커패시터 소자)가 적용되어 커패시턴스 결합이 형성되는 경우에는 직렬 피드형 커플링 안테나로 동작할 수 있으며, 이 경우에는 커패시턴스 커플링을 통해, 도 17에 도시한 바와 같은 루프 형상의 도전성 경로가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 회로부의 급전라인(+)에 연결된 제1 임피던스 정합부(IM1)는 커패시턴스 디바이스(예, 커패시터)로 구현될 수도 있다. 또는 필요에 따라 상기 커패시턴스 디바이스 대신, 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)는 인덕턴스 디바이스(예, 인덕터)나 저항 같은 이산 소자로 구현될 수 있다.

또는, 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)는 커패시턴스 소자, 인덕턴스 소자 및 저항중 적어도 하나를 포함하거나, 그 소자들의 조합으로 이루어질 수 있다.

도 16 및 도 17에서, 전류 흐름의 방향은 + 위상에서의 흐름으로 표시하였고, 도 16 및 도 17에서, 전류 흐름의 길이에 해당되는 전기적인 길이로 설명하면, 전기적인 길이가 긴 오른쪽 부분이 저주파수 공진(fL)이 형성될 수 있고, 전기적인 길이가 짧은 왼쪽 부분이 고주파수 공진(fH)이 형성될 수 있다.

상기 급전라인에 연결된 제1 임피던스 정합부에 커패시턴스 소자 대신 인덕턴스 소자가 사용될 수 있으며, 이 경우 커플링 안테나가 아닌 루프 형태의 안테나가 되어 커플링 안테나일 때와는 다른 공진이 형성될 수 있다.

도 18은 도 16의 다중대역 안테나의 제1 임피던스 정합부에 대한 주파수 특성도이다.

도 18에는 도 16 및 도 17의 다중대역 안테나의 제1 임피던스 정합부(IM1)에 의한 영향을 나타내는 정재파비(SWR: standing-wave-ratio) 대비 주파수의 플롯이 도시되어 있다.

도 18을 참조하면, 상기 제1 임피던스 정합부(도 2의 IM1)는 저용량성 소자가 사용된 예에 대한 주파수 특성도이다. 여기서, 제1 임피던스 정합부는 임피던스를 제공할 수 있는 소자, 패턴, 전극, 회로 및 금속부재중 적어도 하나에 의한 임피던스 디바이스가 될 수 있으며, 이 임피던스 디바이스는 임피던스를 제공할 수 있는 한 특정한 구성요소에 한정되지 않는다.

도 18을 참조하면, 전술한 전류 흐름의 루프의 길이에 따라, 전기적인 루프 길이가 긴 저주파 공진과, 전기적인 루프 길이가 짧은 고주파 공진이 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)의 커플링 양에 따라 안테나 공진을 이용해 50옴 정합을 할 수 있다. 이 경우에는 도 18에 도시한 바와 같이, 보다 우수한 저주파 공진 특성을 획득할 수 있다.

한편, 도전성 연결 부재(500)와 외곽도체 부재(203), 도전성 연결 부재(500)와 기판(100)의 접지부, 접지 패턴(400)과 기판(100)의 접지부, 그리고 접지 패턴(400)과 외곽도체 부재(203) 각각은 서로 전기적으로 직접 연결될 수도 있으며, 추가적인 임피던스 정합부를 통해 연결될 수도 있다. 이에 대해 도 19 및 도 20을 참조하여 설명한다.

도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 구성 및 동작 설명도이다.

도 19를 참조하면, 상기 다중대역 안테나는, 전술한 본 발명의 각 실시 예에 따른 다중대역 안테나는, 제1 임피던스 정합부(IM1), 제2 임피던스 정합부(IM2) 및 제3 임피던스 정합부(IM3)중 적어도 하나의 임피던스 정합부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)는 회로부와 도전성 연결 부재(500)간의 급전라인에 포함될 수 있다. 상기 제2 임피던스 정합부(IM2)는 도전성 연결 부재(500)와 외곽도체 부재(203) 사이에 포함될 수 있다. 그리고, 상기 제3 임피던스 정합부(IM3)는 도전성 연결 부재(500)의 양단 사이의 한 지점과 기판(100)의 접지부 사이에 포함될 수 있다.

이때, 도 19에서는 제1 임피던스 정합부(IM1), 제2 임피던스 정합부(IM2) 및 제3 임피던스 정합부(IM3)를 모두 포함하는 예를 도시하였으나, 이는 하나의 예시에 불과하므로, 이에 한정되지 않는다.

또한, 상기 제1 임피던스 정합부(IM1), 제2 임피던스 정합부(IM2) 및 제3 임피던스 정합부(IM3) 각각은 사전에 설정된 임피던스를 갖도록 고정된 고정 임피던스 정합부 또는 임피던스를 가변할 수 있는 가변 임피던스 정합부가 될 수 있다.

예를 들어, 고정 임피던스 정합부는 사전에 정해진 임피던스를 제공할 수 있는 적어도 하나의 임피던스 소자에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 임피던스 소자는 커패시터, 인덕터 및 저항 등의 수동 소자가 될 수 있다.

일 예로, 가변 임피던스 정합부는 바랙터 다이오드(Varractor diode)와 같은 가변 임피던스 소자를 포함할 수 있고, 스위치 소자를 이용하여 임피던스를 가변시키는 가변 임피던스 회로를 포함할 수 있으며, 가변 임피던스 소자 및 가변 임피던스 회로를 모두 포함할 수 있다.

상기 고정 임피던스 정합부 또는 가변 임피던스 정합부가 적어도 2개의 소자를 포함하는 경우에는, 다양한 직병렬 회로의 조합으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1 임피던스 정합부(IM1), 제2 임피던스 정합부(IM2) 및 제3 임피던스 정합부(IM3) 각각이 고정 소자를 포함하는 경우, 가변 소자를 더 포함할 수 있으며, 이 경우에도 임피던스의 가변이 이루어질 수 있다.

이와 같이, 제1, 제2 및 제3 임피던스 정합부(IM3)(IM1,IM2,IM3)중 적어도 하나의 임피던스 가변을 통해서 다양하게 안테나의 커버 대역이 변경될 수 있으며, 결국 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나에 의해서 LTE 전대역이 커버될 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 임피던스 정합부(IM1)의 예시도이다.

도 20의 (a)는 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 커패시턴스 디바이스(C10)를 포함하는 고정 임피던스 정합부로 구현된 예이다.

도 20의 (b)는 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)가 가변 커플링 소자 또는 회로(C20)를 포함하는 가변 임피던스 정합부로 구현된 예이다. 이때, 제어전압(SC)에 따라 제1 임피던스 정합부(IM1)의 커패시턴스가 가변될 수 있다.

도 20의 (c)는 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 커패시턴스 소자(C11)와, 상기 고정 커패시턴스 소자(C11)에 병렬로 바랙터 다이오드(CV)를 포함하는 가변 임피던스 정합부로 구현된 예이다. 이때, 상기 C12 및 C13은 DC 블록킹 커패시터가 될 수 있고, SC는 바랙터 다이오드(CV)의 용량을 제어하기 위한 제어전압(SC)이고, R11은 제어전압(SC)의 접지 경로를 제공하는 저항이다.

도 20의 (d)는 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 커패시턴스 소자(C11)와, 상기 고정 커패시턴스 소자(C11)에 병렬로 스위치드(Switched) 임피던스 회로를 포함하는 가변 임피던스 정합부로 구현된 예이다. 여기서, 상기 스위치드 임피던스 회로는 서로 직렬로 접속된 스위치(SW1)와 커패시터(C12)를 포함할 수 있고, 또는/및 서로 직렬로 접속된 스위치(SW2)와 인덕터(L11)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 도 20의 (a), (b), (c) 및 (d)는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 임피던스 소자, 가변 임피던스 소자, 스위치 등을 이용하여 다양하게 구현될 수 있음을 보이는 예에 불과하므로, 이에 한정되지 않는다.

한편, 상기 제1 임피던스 정합부(IM1)는 커패시터와 같은 고정 커패시턴스 소자(C11))를 포함하는 경우, 상기 고정 커패시턴스 소자는 주로 낮은 용량성 소자를 통해 50옴 정합을 하는 용도로 쓰일 수 있으며, 이와 같은 50옴 정합에 의해서 도 18에 도시된 바와 같이 공진 특성이 향상될 수 있다.

상기 스위치드 임피던스 회로는 복수의 스위치와 복수의 수동소자(R소자, L소자, C소자)를 포함할 수 있다.

이상의 설명에서는 제1 임피던스 정합부(IM1)의 구현 예에 대해 설명하였으나, 이와 같은 설명은, 상기 제2 및 제3 임피던스 정합부(IM2,IM3)에도 그대로 적용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에서, 제1 임피던스 정합부(IM1)에 대해 설명하는 부분은 제2 및 제3 임피던스 정합부(IM2,IM3)에도 특별히 다른 설명이 없는 한 적용될 수 있다.

도 21은 도 19의 다중대역 안테나의 동작 설명도이고, 도 22는 도 19의 다중대역 안테나의 제2 임피던스 정합부에 의한 주파수 특성도이다.

도 21 및 도 22를 참조하면, 도 21의 제1 임피던스 정합부(IM1)는 도 21에 도시한 바와 같이, 정합되지 않은 공진을 정합시켜주는 역할을 한다.

상기 제1 임피던스 정합부(IM1)가 높은 용량성 소자를 포함하거나 유도성 소자를 포함하는 경우는 커플링 안테나가 아닌 PIFA(Planar Inverted-F Antenna)나 루프 안테나로 동작할 수 있다.

또한, 도 21 및 도 22를 참조하면, 제1 임피던스 정합부(IM1)는 정합되지 않은 공진을 정합시켜주는 역할을 할 수는 있으나, 공진을 이동시키는데는 어려움이 있다.

도 22에 도시한 바와 같이, 제2 임피던스 정합부(IM2)를 이용하면, 전류 흐름의 루프의 길이 특성을 변화시킬 수 있고, 상기 제2 임피던스 정합부(IM2)가 유도성 소자를 포함하는 경우 루프의 길이를 길게 해주고 반대로 용량성 소자를 사용할 경우 루프의 길이가 상대적으로 짧아지게 할 수 있다. 이에 따라 저주파 및 고주파로 공진 이동이 가능하다.

도 23은 도 19의 다중대역 안테나의 제3 임피던스 정합부(IM3)에 의한 주파수 특성도이다.

도 22 및 도 23을 참조하면, 제2 임피던스 정합부(IM2)를 이용하면, 공진 이동의 한계가 있는데 더 저주파나 고주파로 보내기 위해 제3 임피던스 정합부(IM3)를 이용할 수 있다.

도 23의 그래프(G12)를 중심으로, 좌측으로 이동된 점심 그래프 및 우측으로 이동된 일점쇄선 그래프를 참조하면, 제3 임피던스 정합부(IM3)가 용량성 소자로 구현되면, 저주파로 공진 이동을 할 수 있고, 유도성 소자로 구현되면 더 고주파로 공진 이동이 가능하다.

여기서, 용량성 소자와 유도성 소자를 이용한 공진 이동은 일반적인 조건에서의 변화이고 여러 가지 주변 조건에 따라 변경될 수 있다.

도 24는 도 19의 다중대역 안테나가 PIFA 안테나 또는 루프 안테나로 동작시의 주파수 특성도이다.

도 24를 참조하면, 일 예로, 제1 임피던스 정합부(IM1)가 저용량성 소자를 포함하지 않고, 고용량성 소자 혹은 저항, 유도성 소자를 포함하는 경우에 대한 안테나의 주파수 특성도이다.

도 24를 참조하면, 일 예로, 안테나가 커패시턴스 커플링을 형성하지 않을 경우에는 PIFA 또는 루프 안테나로 동작할 수 있다. 이 경우의 정재파비 특성은 도 24에 도시한 그래프(G13)와 같이 나타날 수 있으며, 이 역시 일반적인 조건에서의 안테나 특성이고 조건에 따라 변할 수 있다.

도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나에 의한 전체 LTE 밴드에 대한 주파수 특성도이다.

도 25에는 도 23의 그래프(G12)와 도 24의 그래프(G13)가 함께 도시되어 있다. 도 25를 참조하면, 전술한 제1, 제2 및 제3 임피던스 정합부(IM3)(IM1,IM2,IM3), 도전성 연결 부재, 외곽도체 부재, 이 외곽도체 부재와 연결되는 기판의 금속 영역 등을 이용하여, LTE 전체 밴드를 모두 커버할 수 있음을 알 수 있다.

예를 들어, 제1 임피던스 정합부(IM1) 및 제2 임피던스 정합부(IM2)의 조합으로 824~960[MHz](중심주파수 fL), 1710~2170[MHz](중심주파수 fM) 및 2300~2690[MHz](중심주파수 fH)를 만족시킬 수 있고, 제3 임피던스 정합부(IM3)를 추가해서 703~803[MHz]를 커버할 수 있다. 물론 여러 다른 조합으로도 커버 가능하다.

도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 임피던스 정합부에 대한 구현 예시도이다.

도 26의 (a)는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 커패시턴스 디바이스(C10)를 포함하는 예를 보이고 있다. 일 예로, 고정 커패시턴스 디바이스(C10)는 커패시터가 될 수 있다.

도 26의 (b)는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 커패시턴스 디바이스(C10)의 사용 없이도, 2개의 도전성 부재를 이용하여 고정 커패시턴스를 제공할 수 있다.

도 26의(b)를 참조하면, 도전성 연결 부재(500)의 단부(500T1)에 인접해서 도전성 연결 단자(CCT1)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 도전성 연결 부재(500)의 단부(500T1)와 도전성 연결 단자(CCT1)가 서로 인접하게 배치됨에 따라 커패시턴스 커플링을 형성하는 예를 보이고 있다.

도 26의 (c)는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 도전성 연결 부재(500)의 단부(500T2)가 도 26의 (b)보다 넓은 면적을 가지고 있고, 도전성 연결 부재(500)의 단부(500T2)와 커패시턴스 커플링을 형성하는 도전성 연결 단자(CCT2) 또한 도 26의 (b)에 도시된 도전성 연결 단자(CCT2)보다 큰 면적을 포함할 수 있다.

이 경우에는, 상대적으로 큰 면적의 커플링에 의한 큰 커패시턴스 커플링을 형성하는 예를 보이고 있다.

도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 임피던스 정합부에 의한 주파수 특성도이다.

도 27의 (a)는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 커패시턴스 디바이스(C10)를 포함하는 예를 보이고 있다.

도 27의 (b)는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 커패시턴스 디바이스(C10)로 구현되는 경우에 형성될 수 있는 공진 대역을 보이는 그래프들로서, 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 커패시턴스 디바이스(C10)로 구현시, 1GHz 이하의 저주파 대역(fL)에서는 G11(RP11)과 같이 저주파 공진을 가지고, G11(RP12)과 같이 기본 공진주파수의 체배 주파수에 해당하는 공진을 가지게 된다.

이와 동시에 1GHz 이상의 고주파 대역(fH)에서는 G12와 같이 고주파 공진을 가지고, G12의 기본 공진주파수의 이상에서 마찬가지로 체배 주파수(도시생략)에 해당하는 공진을 가질 수 있다. 여기서, 상기 고정 커패시턴스 디바이스(C10)는, 일 예로, 10pF 이하의 저 용량성 소자가 될 수 있다.

또한, 도 27의 (c)는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 인덕턴스 소자(L10)를 포함하는 예를 보이고 있다.

도 27의 (d)는 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 인덕턴스 소자(L10)로 구현되는 경우에 형성될 수 있는 공진 대역을 보이는 그래프로서, 제1 임피던스 정합부(IM1)가 고정 인덕턴스 소자(L10)로 구현시 G13과 같이 1GHz 이상의 중, 고주파 공진을 가질 수 있다.

또 다른 한편, 본 발명의 각 실시 예에 따른 단말기가 도체 프레임(200)과 기판을 포함하는 경우, 상기 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)과 상기 기판(100)의 금속 영역(A1)을 전기적으로 연결하는 복수의 컨택 도체라인(CM)을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 28 및 도 34를 참조하여 설명한다.

도 28은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판과 도체 프레임간의 조밀한 컨택 도체라인의 일 예시도이다.

도 28을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)은 조밀하게 형성된 컨택 도체라인(CM)에 의해서 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 컨택 도체라인(CM)은 기판(100)의 접지부(예, 금속 영역)와 기판 외의 다른 도체(예, 도체 프레임 또는/및 외곽도체 부재 등)와 서로 전기적으로 연결하기 위한 수단을 의미한다.

도 28에 도시한 예는 컨택 도체라인(CM)이 균일하면서도 촘촘하게 형성된 예에 불과하며, 이러한 조밀하게 형성된 컨택 도체라인이 많을수록 상기 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)은 서로 전기적으로 하나의 도전성 연결 부재로 모델링될 수 있다.

일 예로, 컨택 도체라인이 조밀하다는 것은 컨택 도체라인의 간격이 사용 대역 주파수의 파장보다 짧은 것을 의미할 수 있다.

도 29는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기의 배치구조별 컨택 도체라인의 예시도이다.

도 29의 (a)는 기판(100)과 도체 프레임(200)이 서로 상하로 배치되는 구조에 대한 컨택 도체라인의 예시도이다. 도 29의 (a)를 참조하면, 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)은 복수의 컨택 도체라인에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

도 29의 (b)는 금속커버인 도체 프레임(200A)과 기판(100)이 서로 상하로 배치되는 구조에 대한 컨택 도체라인의 예시도이다.

도 29의 (b)를 참조하면, 외곽도체(203A)가 일체로 형성된 도체 커버인 도체 프레임(200A)과 기판(100)의 금속 영역(A1)은 복수의 컨택 도체라인에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

도 29의 (c)는 커버(50), 기판(100) 및 도체 프레임(200)이 순서적으로 배치되고, 별도의 외곽도체 부재(203B)를 갖는 구조에 대한 컨택 도체라인의 예시도이다.

도 29의 (c)를 참조하면, 기판(100)의 금속 영역, 도체 프레임(200) 및 외곽도체 부재(203B)는 복수의 컨택 도체라인에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

도 29의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 컨택 도체라인이 전류 경로를 제공할 수 있으므로, 기판(100)의 금속 영역(A1), 도체 프레임(200)의 금속 영역(201) 및 외곽도체 부재(203 또는 203A 또는 203B)간의 전기적인 연결 위치에 따라 공진이 변화될 수 있다.

또한, 본 발명의 각 실시 예에 따른 단말기는, 상기 기판(100)의 금속 영역(예, 접지부)과 도체 프레임(200) 간의 복수의 컨택 도체라인중 일부의 컨택 도체라인을 선택 또는 비선택하기 위한 스위칭 디바이스(도 30의 SWD)를 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 스위칭 디바이스(SWD)는, 상기 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200) 간의 복수의 컨택 도체라인중 적어도 하나를 선택하기 위한 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다.

도 30은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 도체라인을 선택하기 위한 스위칭 디바이스(SWD) 예시도이다.

도 30을 참조라면, 본 발명의 각 실시 예에 따른 단말기는, 일 예로, 상기 단말기가, 상기 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200) 간의 제1, 제2 및 제3 컨택 도체라인(CM1,CM2,CM3)을 포함하는 경우, 상기 스위칭 디바이스(SWD)는, 상기 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200) 간의 제1, 제2 및 제3 컨택 도체라인(CM1,CM2,CM3)을 선택하기 위한 제1, 제2 및 제3 스위치(SW11,SW12,SW13)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1, 제2 및 제3 컨택 도체라인(CM1,CM2,CM3) 각 일단은 도체 프레임(200)의 제1,제2 및 제2 컨택 포인트(P21,P22,P23)와 연결될 수 있고, 그 각 타단은 상기 기판(100)의 제1,제2 및 제2 컨택 포인트(P11,P12,P13)와 연결될 수 있다.

상기 제1 스위치(SW11)는 상기 기판(100)의 제1 컨택 포인트(P11)와 제1 접지부(GND11) 사이에 배치될 수 있고, 상기 제2 스위치(SW12)는 상기 기판(100)의 제2 컨택 포인트(P12)와 제2 접지부(GND12) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제3 스위치(SW13)는 상기 기판(100)의 제3 컨택 포인트(P13)와 제3 접지부(GND13) 사이에 배치될 수 있다.

이와 같은 제1, 제2 및 제3 스위치(SW11,SW12,SW13) 각각의 온상태 또는 오프 상태로 함에 따라, 제1, 제2 및 제3 컨택 도체라인(CM1,CM2,CM3)중 특정 컨택 도체라인이 선택 또는 비선택될 수 있다.

여기서, 상기 제1, 제2 및 제3 스위치(SW12,SW12,SW13)의 배치 위치는 상기 컨택 도체라인을 선택할 수 있는 한 특별히 한정될 필요는 없으며, 일 예로 기판(100)에 배치될 수 있다.

이와 같이, 도 30의 스위치는 복수의 컨택 도체라인 모두에 적용될 수 있고, 이와 달리, 복수의 컨택 도체라인중 일부에 적용될 수 있다.

전술한 바에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기에서는, 상기 임피던스 정합부를 통해서 임피던스가 가변되거나, 스위치를 통해 컨택 도체라인을 연결(on) 또는 단락(off)시킴으로써, 안테나 공진이 다양하게 변경될 수 있다.

*도 28 내지 도 30에서의 컨택 도체라인은 하나의 예시로써, 그 위치나 개수에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.

도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 도체라인의 구현 예시도이다. 도 31의 (a) 및 (b)는 도체 C클립(CLP2) 및 나사(SR2)를 이용한 컨택 도체라인의 구조를 보이는 도면이다.

도 31의 (a)를 참조하면, 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)은 도체 C클립(CLP2)에 의해 전기적으로 연결될 수 있고, 또는 나사(SR2)에 의해 상기 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)의 금속 영역(201)이 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 대해서는 하기에 보다 자세히 설명된다.

도 31의 (b)의 위에서 첫 번째 도면은, 기판(100)의 금속 영역(A1)이 기판(100)에 형성된 도전성의 비어홀(TH2)을 통해 기판(100)의 타면에 형성된 도전성 접촉부(CA2)에 접촉되고, 이 도전성 접촉부(CA2)는 도체 C클립(CLP2)을 통해 도체 프레임(200)에 전기적으로 연결될 수 있다.

도 31의 (b)의 위에서 두 번째 도면은, 기판(100)과 도체 프레임(200)이, 전기적인 연결을 위한 표면의 높이가 서로 다른 경우에 대한 예를 보이고 있다. 도 31의 (c)의 위에서 세 번째 도면은, 기판(100)의 금속 영역과 도체 프레임(200)이, 전기적인 연결을 위한 표면의 높이가 서로 동일 내지 유사한 경우에 대한 예를 보이고 있다.

도 31의 (b)의 두 번째 및 세 번째 도면을 참조하면, 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)이, 전기적인 연결을 위한 면의 높이와 관계없이, 나사(SR2) 및 도전성 플레이트(MP2)를 이용하여 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)을 전기적으로 연결할 수 있음을 보이고 있다.

도 31을 참조한 설명은, 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)을 전기적으로 연결하기 위한 수단중 각 일 예에 불과하다.

도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조밀한 컨택 도체라인에 따른 평면적인 전류 및 입체적인 전류의 경로 예시도이고, 도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 불균일한 컨택 도체라인 각각에 따른 평면적인 전류 및 입체적인 전류의 경로 예시도이다.

도 32의 (a) 및 (b)는 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200) 사이에 컨택 도체라인이 조밀하게 형성된 예시도이다.

도 32의 (a) 및 (b)를 참조하면, 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)이 컨택 도체라인(CM)에 의해 서로 조밀하게 연결되어 있어서, 회로부에서 나온 전류는 급전라인, 도전성 연결 부재 및 외곽도체 부재를 통한 이후에, 제1 컨택 도체라인(CM)이 선택된 경우에는 바로 회로부의 접지부로 가장 짧은 경로를 통해 흐르게 된다.

도 33의 (a) 및 (b)는 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200) 사이에 컨택 도체라인이 불균일하게 듬성듬성 형성된 예시도이다.

도 33의 (a) 및 (b)를 참조하면, 기판(100)의 금속 영역(A1)과 도체 프레임(200)이 컨택 도체라인에 의해 듬성듬성 불균일하게 연결되어 있어서, 회로부에서 나온 전류는 급전라인, 도전성 연결 부재 및 외곽도체 부재를 통한 이후에, 제1 컨택 도체라인(CM2)이 오프되어 있어서, 바로 회로부의 접지부에 가장 가까운 경로를 통해 흐르지 못하고, 제1 컨택 도체라인(CM1)에 인접한 가장 가까운 제2 컨택 도체라인(CM2)을 경유하여 흐르게 되며, 이는 도 32의 (a) 및 (b)에 도시한 전류 경로와는 다르게 전류 경로가 형성됨을 알 수 있고, 이에 따라 안테나 공진이 변경될 수 있다.

도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨택 도체라인의 경유/비경유에 따른 공진 주파수 특성을 보이는 도면이다.

도 34의 (a)는 제1 컨택 도체라인(CM1)이 선택된 경우에 대한 전류 경로를 보이는 도면이다. 도 34의 (a)를 참조하면, 제1 컨택 도체라인(CM1)이 선택된 경우에는 제1 컨택 도체라인(CM1)을 통해서 전류 경로가 형성되는 것을 알 수 있다.

*도 34의 (b)는 제1 컨택 도체라인이 선택되지 않고, 제2 컨택 도체라인이 선택된 경우에 대한 전류 경로를 보이는 도면이다. 도 34의 (b)를 참조하면, 제1 컨택 도체라인(CM1)이 선택되지 않은 경우에는 전류가 상기 제1 컨택 도체라인(CM1)을 통하지 못하므로, 상기 제1 컨택 도체라인(CM1)에 인접한 선택된 제2 컨택 도체라인(CM2)을 통해서 전류가 흐르게 됨을 알 수 있다.

도 34의 (a) 및 (b)를 참조하면, 컨택 도체라인의 선택 여부에 따라 전류 경로가 변경되면, 일 예로 도 34의 (a)와 같이 상기 제1 컨택 도체라인(CM1)이 선택된 경우, 전류 경로의 전기적인 길이가 상대적으로 짧은 경우에는 저주파 대역중 상대적으로 높은 주파수 대역에 공진이 위치할 수 있다. 일 예로 도 34가 (b)와 같이 상기 제1 컨택 도체라인(CM1)이 선택되지 않은 경우, 전류 경로의 전기적인 길이가 상대적으로 길어져 저주파 대역중 상대적으로 낮은 주파수의 공진을 가지게 된다.

전술한 바에 따르면, 해당 컨택 도체라인을 스위치를 통해 온/오프(On/Off) 하여 공진 주파수의 가변을 할 수 있다. 즉, 컨택 도체라인 위치 변경에 따른 잇점으로는 전류 경로를 바꿀 수 있으며, 이에 따라 안테나의 전기적인 길이가 달라지게 할 수 있으며, 전기적인 길이 변화로 공진 주파수를 가변할 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시 예에서, 컨택 도체라인의 위치는 목표하는 공진 주파수에 따라 그 위치가 달라 질 수 있다.

한편, 안테나 공진 길이 변화를 위한 컨택 도체라인 외에 다른 컨택 도체라인은 촘촘하게 형성되는 것이 기판(100)의 금속 영역과 도체 프레임(200)이 하나의 도체로 모델링될 수 있다는 점에서, 기판과 도체 프레임이 하나의 접지부(GND)으로 되어야 전류의 손실이 저감될 수 있다는 점에서 유리하다.

다른 한편으로, 셀룰러 서비스 지역별로 서비스 대역이 서로 다른 예를 보면, 과거 휴대폰은 해당 통신사업자의 망에서만 사용이 가능하였으나 현대 휴대폰은 해당 망뿐만 아니라 서로 다른 통신사업자의 서비스지역에서도 통신이 가능하다. 통신 사업자에 할당된 주파수가 각 사업자 마다 다른데 휴대폰의 안테나가 여러 주파수 대역을 커버해야 서로 다른 서비스 지역, 일 예로 타국에서도 로밍 서비스를 이용할 수 있다.

이와 같이 넓은 주파수 대역을 커버하기 위해, 하나 이상의 안테나를 사용하거나 스위치 등의 임피던스 가변 네트워크를 이용하여 주파수를 선택하는 방법 등을 이용하여 로밍 서비스를 이용할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말기가 휴대폰 전원 인가시, 자동 대역 스캔 알고리즘을 구동시켜, 휴대폰에서 임피던스 정합부 및 컨택 도체라인을 변경하면서, 탐색 가능한 모든 대역을 스캔하여, 가장 강력한 기지국의 신호 대역을 스캔할 수 있으며, 가장 강력한 신호 대역을 사용 대역으로 설정할 수 있다.

전술한 본 발명의 각 실시 예에서, 제1 임피던스 정합부, 제2 임피던스 정합부 및 제3 임피던스 정합부중 적어도 하나가 커패시턴스 커플링 또는 인덕턴스 소자 또는 그들의 조합에 의해서 1GHz보다 높은 고주파 대역은 물론이고, 특히 1GHz보다 낮은 저주파 대역을 커버할 수 있음을 알 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 의하면, 도체 프레임의 가공 수율을 높여 가격 경쟁력을 확보할 수 있음과 동시에, 안테나의 성능 확보 및 디자인 경쟁력을 가출 수 있다.

100: 기판
200: 도체 프레임
203, 203A, 203B: 외곽도체 부재
300: 디스플레이 패널
400: 접지 패턴
500: 도전성 연결 부재

Claims (11)

1. 회로부를 갖는 기판;
   단말기의 비금속 영역에 배치되고, 상기 회로부에 연결된 일단 및 그 타단을 갖는 도전성 연결 부재;
   상기 도전성 연결 부재의 타단에 연결된 제1 연결단에서 서로 다른 지점인 제1 경로단 및 제2 경로단 각각까지, 상기 단말기의 외곽을 따라 배치되고, 상기 제1 경로단 및 제2 경로단 각각은 상기 기판의 접지부에 연결되는 외곽도체 부재; 및
   상기 회로부로부터의 정보를 표시하는 디스플레이 패널; 를 포함하고,
   상기 외곽도체 부재는,
   상기 제1 경로단과 상기 제1 연결단 사이에 배치되어, 제1 주파수 대역의 방사체로 기능하는 제1 방사용 외곽도체; 및
   상기 제1 방사용 외곽도체와 일체로 형성되고, 상기 제2 경로단과 상기 제1 연결단 사이에 배치되어, 상기 제1 주파수 대역과 다른 제2 주파수 대역의 방사체로 기능하는 제2 방사용 외곽도체; 를 포함하는 단말기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 기판에 실장된 회로부의 급전노드에 전기적으로 연결된 일단 및 상기 도전성 연결 부재에 연결된 타단을 갖는 제1 임피던스 정합부; 및
   상기 외곽도체 부재의 제1 및 제2 경로단 각각과 상기 기판의 접지부를 연결하는 도체 프레임; 를 더 포함하는 단말기.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 방사용 외곽도체는
   상기 제2 방사용 외곽도체의 전기적인 길이와 다른 전기적인 길이를 갖는 단말기.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 도전성 연결 부재는
   상기 제1 방사용 외곽도체 및 제2 방사용 외곽도체 각각의 전기적인 길이보다 더 작은 전기적인 길이를 갖는 단말기.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 도전성 연결 부재는
   상기 외곽도체 부재와 물리적으로 서로 연결되어 일체로 형성된 단말기.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 단말기는,
   상기 도전성 연결 부재와 상기 외곽도체 부재의 제1 연결단 사이에 배치된 제2 임피던스 정합부를 더 포함하는 단말기.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 외곽도체 부재는,
   상기 도체 프레임과 일체로 형성되는 단말기.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 도체 프레임의 금속 영역과 상기 기판의 금속 영역을 전기적으로 연결하는 복수의 컨택 도체라인; 를 더 포함하는 단말기.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 도체 프레임의 금속 영역과 상기 기판의 금속 영역을 전기적으로 연결하는 복수의 컨택 도체라인; 및
   상기 기판의 금속 영역과 상기 도체 프레임 간의 복수의 컨택 도체라인중 일부의 컨택 도체라인을 선택 또는 비선택하기 위한 스위칭 디바이스;
   를 더 포함하는 단말기.
   
10. 제2항에 있어서, 상기 도전성 연결부재는
    상기 도체 프레임과 동일한 층에 배치되고, 상기 외곽 도체 부제와 일체로 형성되는 단말기.
    
11. 제2항에 있어서,
    상기 도전성 연결 부재와 상기 외곽도체 부재 사이에 배치된 제2 임피던스 정합부; 및
    상기 도전성 연결 부재와 상기 기판의 접지부 사이에 배치된 제3 임피던스 정합부; 를 더 포함하는 단말기.
    

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