KR20160141398A

KR20160141398A - 휴대 단말기용 안테나 구조

Info

Publication number: KR20160141398A
Application number: KR1020150076914A
Authority: KR
Inventors: 박종진; 손지명; 신현석; 이재석
Original assignee: 주식회사 아이엠텍
Priority date: 2015-05-31
Filing date: 2015-05-31
Publication date: 2016-12-09
Also published as: KR101686787B1

Abstract

본 발명에 따라 탑 금속데코(20), 분절 금속커버(31) 및 리어 금속커버(32)는 각각 슬릿(Silt; S)에 의해 분리될 수 있도록 하고, 이러한 슬릿(S)을 통해 탑 금속데코(20), 분절 금속커버(31) 및 리어 금속커버(32)의 독립된 구성을 본 발명에서는 저주파대역의 NFC 안테나(40), 제1∼제3고주파대역의 무선통신안테나(71∼73)로서 구현코자 한 휴대 단말기용 안테나 구조에 관한 발명이다.

Description

휴대 단말기용 안테나 구조{ANTENNA STRUCTURE FOR PORTABLE PHONE}

본 발명은 휴대 단말기용 안테나 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탑 금속데코, 분절 금속커버 및 리어 금속커버를 슬릿으로 각각 독립시켜 탑 금속데코 및 분절 금속커버를 방사패치로 활용할 수 있도록 함은 물론이거니와 제1접지라인 및 제2접지라인을 경계로 극히 좁은 공간에서도 제1고주파대역 내지 제3고주파대역의 무선통신안테나와 더불어 저주파대역의 NFC 안테나까지 구현케 하여 LTE, GPS, WiFi, NFC 등과 같이 데이터통신, 화상통신, 음성통신, 무선랜통신 나아가 근거리 무선통신 등을 가능케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조에 관한 것이다.

휴대 단말기는 사용자가 간편하게 휴대할 수 있도록 경량화 및 슬림화되면서 통신품질의 확보를 담보하여야 한다.

이대, 휴대 단말기용 안테나는 외부로 노출되는 외장형 안테나(External Antenna)와 내부에 설치되는 내장형 안테나(Internal Antenna)로 구분될 수 있는데, 초기에는 외장형 안테나를 주로 사용하였으나 외부의 충격에 의하여 파손되기 쉬운 단점이 있어 점차 내장형 안테나로 전향되는 추세이다.

그런데, 내장형 안테나는 대역폭 확보가 어렵고, 손이나 얼굴 등에 의하여 방사패턴을 왜곡하거나 대역을 변동시키는 등의 단점이 있다. 이러한 점을 감안하면서 안테나는 다른 부품과의 상호영향을 줄일 수 있는 배치 구조를 만족하여야 하고 작은 면적을 차지하면서도 원하는 성능을 발휘할 수 있도록 설계되어야 한다.

한편, 휴대 단말기의 외형 강화 및 디자인 개선을 위하여 메탈로 형성하는 모델이 시도되고 있으나, 이로 인한 안테나의 방사특성이 저하되는 문제점이 발생되고 있다.

도 1은 선행기술문헌(대한민국 공개특허 제2014-0135350호)에 따른 이동 단말기의 블록 구성도이다.

이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리부(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함한다.

이때, 무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선통신을 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 위치 정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

도 2는 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 전면 사시도이다.

이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고, 바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다.

선행기술문헌에서 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스들이 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. 또한, 전면 케이스는 합성수지를 사출하여 형성하고, 후면 케이스는 금속 재질을 갖도록 각각 분리하여 형성할 수 있다.

선행기술문헌의 이동 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(102)에는 후면 카메라가 추가로 장착될 수 있다.

단말기 바디의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.

단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 장착된다.

일반적으로, 이동 단말기는 방송 수신, 음성/데이터 송수신, GPS 정보 송수신을 위하여 무선 통신부(110)를 구비하고 있으며, 무선통신 성능을 보장하기 위하여 안테나를 구비하고 있다.

선행기술문헌에 따른 이동 단말기는 별도로 외장형 또는 내장형 안테나를 구비하지 않고, 도전성 금속으로 형성된 리어 케이스(102)를 안테나로 사용함으로써 단말기를 경량화하고 슬림하게 제작할 수 있다.

선행기술문헌에 따르면 이동 단말기의 프론트 케이스(101)는 합성수지로 사출 성형하고 이동 단말기의 리어 케이스(102)는 도전성 금속으로 각각 형성한 후 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 결합하여 단말기의 바디를 형성할 수 있다.

이때, 이동 단말기의 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)는 단말기 바디의 측면 또는 하면까지 커버할 수 있도록 측면이 경사를 가지도록 형성되거나, 수직으로 구부러진 형태로 형성될 수 있다.

구체적으로, 리어 케이스(102)는 알루미늄, 마그네슘 또는 스틸 합금류 등과 같은 도전성 금속으로 형성됨으로써, 무게 대비 강성을 높일 수 있고 박형화를 달성할 수 있기 때문에 디자인이 우수하고 내구성이 향상될 수 있다. 이와 같은 금속 케이스는 성형성이 우수하므로 슬롯을 일정 패턴으로 제작하기에 유리하다.

도 3은 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 후면 사시도이다.

이동 단말기(100)의 리어 케이스(102)는 도전성 금속으로 형성되고 리어 케이스(102)의 적어도 일부 영역에 대칭되는 슬롯(s1, s2)이 형성될 수 있다. 또한, 이동 단말기의 리어 케이스(102)는 후면 카메라를 외부로 노출할 수 있도록 후면 카메라가 배치되는 영역(c)을 오픈하도록 형성될 수 있다.

상기와 같이 슬롯(s1, s2)에 의해 분리된 리어 케이스(102)의 특정 영역(R1)은 방사체로 사용될 수 있다.

본원 출원인은 휴대 단말기에서 금속재질로 된 부분을 활용하여 선행기술문헌을 뛰어넘는 NFC 안테나 및 무선통신안테나로서 활용토록 할 수 있는 발명을 제안하고자 한다.

대한민국 공개특허공보 제2014-0135350호 - 이동 단말기

본 발명의 목적은 탑 금속데코, 분절 금속커버 및 리어 금속커버를 슬릿으로 각각 독립시켜 탑 금속데코 및 분절 금속커버를 방사패치로 활용할 수 있도록 함은 물론이거니와 제1접지라인 및 제2접지라인을 경계로 극히 좁은 공간에서도 제1고주파대역 내지 제3고주파대역의 무선통신안테나와 더불어 저주파대역의 NFC 안테나까지 구현케 하여 LTE, GPS, WiFi, NFC 등과 같이 데이터통신, 화상통신, 음성통신, 무선랜통신 나아가 근거리 무선통신 등을 가능케 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 탑 금속데코, 분절 금속커버 및 리어 금속커버는 각각 슬릿(Silt)에 의해 분리될 수 있도록 하면서 저주파대역의 NFC 안테나, 제1∼제3고주파대역의 무선통신안테나를 구현시킬 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 탑 금속데코와 더불어 루프를 형성하여 저주파대역의 NFC 안테나를 구현할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 탑 금속커버에서 제1인덕터 및 제2인덕터에 이르기까지 제1고주파대역의 무선통신안테나를 구현토록 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 분절 금속커버의 일측에서 제2접지라인에 이르기까지 제2고주파대역의 무선통신안테나를 구현토록 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 분절 금속커버의 타측에서 제2접지라인에 이르기까지 제3고주파대역의 무선통신안테나를 구현토록 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 탑 금속데코는 메인 회로기판의 탑면에서부터 상단 분절 금속커버의 측면에 이르기까지 커버링되도록 하여 탑 금속데코 자체가 절곡된 형상을 취함으로써 제1길이보상라인 및 제2길이보상라인의 접속시 루프형상을 용이하게 하면서도 상호간 접속상태를 외부로 노출시키지 않도록 할 수 있는 휴대 단말기용 안테나 구조를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

메인 회로기판의 탑면을 커버링하는 탑 금속데코와, 상기 메인 회로기판의 후방을 커버링하는 분절 금속커버 및 리어 금속커버를 포함하는 휴대 단말기용 안테나 구조에 있어서,

상기 탑 금속데코의 일단에 접속되면서 제1인덕터를 지닌 제1길이보상라인 및 상기 탑 금속데코의 타단에 접속되면서 제2인덕터를 지닌 제2길이보상라인을 통해 상기 탑 금속데코와 더불어 루프를 형성하여 저주파대역의 NFC 안테나를 구현하고,

상기 탑 금속커버 및 메인 회로기판을 제1커패시터를 경유하여 제1접지라인으로 접지시킨 상태에서 상기 회로기판으로부터 제2커패시터를 통해 무선통신 신호전력을 공급받아 상기 탑 금속커버에서 상기 제1인덕터 및 제2인덕터에 이르기까지 제1고주파대역의 무선통신안테나를 구현하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

본 발명은 탑 금속데코, 분절 금속커버 및 리어 금속커버는 각각 슬릿(Silt)에 의해 분리될 수 있도록 하면서 저주파대역의 NFC 안테나, 제1∼제3고주파대역의 무선통신안테나를 구현시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 탑 금속데코와 더불어 루프를 형성하여 13.56㎒인 저주파대역의 NFC 안테나를 구현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 탑 금속커버에서 제1인덕터 및 제2인덕터에 이르기까지 예를 들면 700∼900㎒인 제1고주파대역의 무선통신안테나를 구현토록 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 분절 금속커버의 일측에서 제2접지라인에 이르기까지 예를 들면 1.7∼2.4㎓인 제2고주파대역의 무선통신안테나를 구현토록 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 분절 금속커버의 타측에서 제2접지라인에 이르기까지 예를 들면 2.5∼2.7㎓인 제3고주파대역의 무선통신안테나를 구현토록 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 탑 금속데코는 메인 회로기판의 탑면에서부터 상단 분절 금속커버의 측면에 이르기까지 커버링되도록 하여 탑 금속데코 자체가 절곡된 형상을 취함으로써 제1길이보상라인 및 제2길이보상라인의 접속시 루프형상을 용이하게 하면서도 상호간 접속상태를 외부로 노출시키지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 탑 금속데코, 분절 금속커버 및 리어 금속커버를 슬릿으로 각각 독립시켜 탑 금속데코 및 분절 금속커버를 방사패치로 활용할 수 있도록 함은 물론이거니와 제1접지라인 및 제2접지라인을 경계로 극히 좁은 공간에서도 제1고주파대역 내지 제3고주파대역의 무선통신안테나와 더불어 저주파대역의 NFC 안테나까지 구현케 하여 LTE, GPS, WiFi, NFC 등과 같이 데이터통신, 화상통신, 음성통신, 무선랜통신 나아가 근거리 무선통신 등을 가능케 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 선행기술문헌(대한민국 공개특허 제2014-0135350호)에 따른 이동 단말기의 블록 구성도.
도 2는 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 전면 사시도.
도 3은 선행기술문헌에 따른 이동 단말기의 후면 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조를 설명하기 위한 휴대 단말기를 나타내는 요부 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조를 설명하기 위한 요부 개념도.

본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조를 설명하기 위한 휴대 단말기(100)를 나타내는 요부 구조도이고, 도 5는 본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조를 설명하기 위한 요부 개념도이다.

본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 메인 회로기판(10)의 탑면을 커버링하는 탑 금속데코(20)와, 메인 회로기판(10)의 후방을 커버링하는 분절 금속커버(31) 및 리어 금속커버(32)를 기본적으로 포함한다.

탑 금속데코(20), 분절 금속커버(31) 및 리어 금속커버(32)는 각각 슬릿(Silt; S)에 의해 분리될 수 있도록 하고, 이러한 슬릿(S)을 통해 탑 금속데코(20), 분절 금속커버(31) 및 리어 금속커버(32)의 독립된 구성을 본 발명에서는 저주파대역의 NFC 안테나(40), 제1∼제3고주파대역의 무선통신안테나(71∼73)로서 구현코자 하는 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조는 탑 금속데코(20)의 일단에 접속되면서 제1인덕터(41a)를 지닌 제1길이보상라인(41) 및 탑 금속데코(20)의 타단에 접속되면서 제2인덕터(42a)를 지닌 제2길이보상라인(42)을 통해 탑 금속데코(20)와 더불어 루프를 형성하여 저주파대역의 NFC 안테나(40)를 구현한다.

제1인덕터(41a) 및 제2인덕터(42a)는 저주파대역의 신호전력을 통과시키나 고주파대역의 신호전력은 차단하는 기능을 수행하는 특성을 이용하여 제1길이보상라인(41) 및 제2길이보상라인(42)에 각각 접속시키는 것이고, 이러한 구조에 따라 탑 금속데코(20)와 더불어 루프를 형성하여 13.56㎒인 저주파대역의 NFC 안테나(40)를 구현할 수 있게 된다.

이어서, 본 발명에 따른 휴대 단말기용 안테나 구조는 탑 금속커버 및 메인 회로기판(10)을 제1커패시터(C1)를 경유하여 제1접지라인(G1)으로 접지시킨 상태에서 회로기판으로부터 제2커패시터(C2)를 통해 무선통신 신호전력을 공급받아 탑 금속커버에서 제1인덕터(41a) 및 제2인덕터(42a)에 이르기까지 제1고주파대역의 무선통신안테나(71)를 구현한다.

제2커패시터(C2)는 고주파대역의 신호전력을 통과시키나 저주파대역의 신호전력은 차단하는 기능을 수행하는 특성이 있어 탑 금속데코(20)와 더불어 제1인덕터(41a)를 지닌 제1길이보상라인(41) 및 제2인덕터(42a)를 지닌 제2길이보상라인(42)을 통해 13.56㎒인 저주파대역의 NFC 안테나(40)를 구현토록 하는 대신 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 공급하여 탑 금속커버에서 제1인덕터(41a) 및 제2인덕터(42a)에 이르기까지 예를 들면 700∼900㎒인 제1고주파대역의 무선통신안테나(71)를 구현토록 하는 것이다.

나아가, 휴대 단말기용 안테나 구조는 분절 금속커버(31) 및 메인 회로기판(10)을 제2접지라인(G2)으로 접지시킨 상태에서 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 분절 금속커버(31)의 일측에서 제2접지라인(G2)에 이르기까지 제2고주파대역의 무선통신안테나(72)를 구현한다.

메인 회로기판(10)의 무선통신 신호전력을 분절 금속커버(31)에 공급할 경우 제2접지라인(G2)을 통해 흐를 수 있도록 하여 분절 금속커버(31)의 일측에서 제2접지라인(G2)에 이르기까지 예를 들면 1.7∼2.4㎓인 제2고주파대역의 무선통신안테나(72)를 구현토록 하는 것이다.

그리고, 휴대 단말기용 안테나 구조는 분절 금속커버(31) 및 메인 회로기판(10)을 제2접지라인(G2)으로 접지시킨 상태에서 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 분절 금속커버(31)의 타측에서 제2접지라인(G2)에 이르기까지 제3고주파대역의 무선통신안테나(73)를 구현한다.

메인 회로기판(10)의 무선통신 신호전력을 분절 금속커버(31)에 공급할 경우 제2접지라인(G2)을 통해 흐를 수 있도록 하여 분절 금속커버(31)의 타측에서 제2접지라인(G2)에 이르기까지 예를 들면 2.5∼2.7㎓인 제3고주파대역의 무선통신안테나(73)를 구현토록 하는 것이다.

이때, 탑 금속데코(20)는 메인 회로기판(10)의 탑면에서부터 분절 금속커버(31)의 측면에 이르기까지 커버링되는 것이 바람직하다.

탑 금속데코(20)는 메인 회로기판(10)의 탑면에서부터 상단 분절 금속커버(31)의 측면에 이르기까지 커버링되도록 하여 탑 금속데코(20) 자체가 절곡된 형상을 취함으로써 제1길이보상라인(41) 및 제2길이보상라인(42)의 접속시 루프형상을 용이하게 하면서도 상호간 접속상태를 외부로 노출시키지 않도록 할 수 있어 더욱 바람직하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 휴대단말기용 안테나 구조는 탑 금속데코(20), 분절 금속커버(31) 및 리어 금속커버(32)를 슬릿(S)으로 각각 독립시켜 탑 금속데코(20) 및 분절 금속커버(31)를 방사패치로 활용할 수 있도록 함은 물론이거니와 제1접지라인(G1) 및 제2접지라인(G2)을 경계로 극히 좁은 공간에서도 제1고주파대역 내지 제3고주파대역의 무선통신안테나(71∼73)와 더불어 저주파대역의 NFC 안테나(40)까지 구현케 하여 LTE, GPS, WiFi, NFC 등과 같이 데이터통신, 화상통신, 음성통신, 무선랜통신 나아가 근거리 무선통신 등을 가능케 할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 스마트 폰, 테블릿 PC, 노트북 및 PDA 등에 쓰여지는 무선통신 분야에 이용될 수 있다.

100 : 휴대 단말기 10 : 메인 회로기판
S : 슬릿 20 : 탑 금속데코
31 : 분절 금속커버 32 : 리어 금속커버
40 : 저주파대역의 NFC 안테나 41 : 제1길이보상라인
41a : 제1인덕터 42 : 제2길이보상라인
42a : 제2인덕터 G1 : 제1접지라인
G2 : 제2접지라인 C1 : 제2커패시터
C2 : 제2커패시터
71 : 제1고주파대역의 무선통신안테나
72 : 제2고주파대역의 무선통신안테나
73 : 제3고주파대역의 무선통신안테나

Claims

메인 회로기판(10)의 탑면을 커버링하는 탑 금속데코(20)와, 상기 메인 회로기판(10)의 후방을 커버링하는 분절 금속커버(31) 및 리어 금속커버(32)를 포함하는 휴대 단말기용 안테나 구조에 있어서,
상기 탑 금속데코(20)의 일단에 접속되면서 제1인덕터(41a)를 지닌 제1길이보상라인(41) 및 상기 탑 금속데코(20)의 타단에 접속되면서 제2인덕터(42a)를 지닌 제2길이보상라인(42)을 통해 상기 탑 금속데코(20)와 더불어 루프를 형성하여 저주파대역의 NFC 안테나(40)를 구현하고,
상기 탑 금속커버 및 메인 회로기판(10)을 제1커패시터(C1)를 경유하여 제1접지라인(G1)으로 접지시킨 상태에서 상기 회로기판으로부터 제2커패시터(C2)를 통해 무선통신 신호전력을 공급받아 상기 탑 금속커버에서 상기 제1인덕터(41a) 및 제2인덕터(42a)에 이르기까지 제1고주파대역의 무선통신안테나(71)를 구현하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 안테나 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 분절 금속커버(31) 및 메인 회로기판(10)을 제2접지라인(G2)으로 접지시킨 상태에서 상기 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 상기 분절 금속커버(31)의 일측에서 상기 제2접지라인(G2)에 이르기까지 제2고주파대역의 무선통신안테나(72)를 구현하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 안테나 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 회로기판으로부터 무선통신 신호전력을 공급받아 상기 분절 금속커버(31)의 타측에서 상기 제2접지라인(G2)에 이르기까지 제3고주파대역의 무선통신안테나(73)를 구현하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 안테나 구조.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탑 금속데코(20)는 상기 메인 회로기판(10)의 탑면에서부터 상기 분절 금속커버(31)의 측면에 이르기까지 커버링되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기용 안테나 구조.