KR20170004069A

KR20170004069A - 이동 단말기

Info

Publication number: KR20170004069A
Application number: KR1020150093901A
Authority: KR
Inventors: 홍성준; 정강재; 노승정; 권영배; 이재우; 최득수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2017-01-11
Also published as: KR102243660B1

Abstract

본체; 상기 본체에 실장되는 판형의 메탈 플레이트; 일단은 상기 메탈 플레이트와 연결부를 통해 결합하고, 상기 연결부로부터 상기 메탈 플레이트와 이격하여 제1 방향으로 연장된 제1 방사체; 상기 제1 방사체에 연결되어 전원을 공급하는 제1 피더; 보조 방사체; 및 상기 보조 방사체와 상기 제1피더 사이의 연결을 ON/OFF하는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기는 안테나 임피던스 매칭의 열화 없이 광대역 매칭이 가능한 장점이 있다. 또한, 공진주파수를 변경하여 간단히 다른 주파수 대역의 신호를 이용할 수 있다.

Description

이동 단말기{MOBILE TERMINAL}

본 발명은 무선통신을 송수신 하는 안테나를 구비한 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.

종래 이동 통신 시스템에서는 단일 안테나를 주로 사용하였으나 그 기능이 다양해짐에 따라 안테나의 종류도 다양해지고 있다. 전화통화 및 데이터 통신을 위한 LTE통신, 2G, 3G통신 뿐만 아니라, 위성통신, WIFI, NFC, 블루투스와 같은 근거리 무선통신, DMB 등 다양한 형태의 무선통신을 위해 복수개의 안테나가 실장된다.

안테나는 전자기파를 송수신하므로 서로 간섭이 있을 수 있으며, 특히 이동 단말기 내부 또는 외부에 금속재질의 부재가 위치하는 경우 신호의 영향을 받는 바, 주변 금속 또는 안테나로부터 간섭을 최소화 할 수 있는 안테나의 설계가 매우 중요하다.

본 발명은 이동 단말기 내부의 메탈 프레임 또는 외관 케이스에 있는 메탈 케이스와 같이 금속소재의 부품을 활용한 안테나를 구비한 이동 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본체; 상기 본체에 실장되는 판형의 메탈 플레이트; 일단은 상기 메탈 플레이트와 연결부를 통해 결합하고, 상기 연결부로부터 상기 메탈 플레이트와 이격하여 제1 방향으로 연장된 제1 방사체; 상기 제1 방사체에 연결되어 전원을 공급하는 제1 피더; 보조 방사체; 및 상기 보조 방사체와 상기 제1피더 사이의 연결을 ON/OFF하는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기를 제공한다.

상기 보조 방사체는 일단이 상기 제1 방사체와 연결된 제1 브랜치 패턴(branch patern)을 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치는 상기 제1 브랜치 패턴과 연결되는 위치가 가변할 수 있다.

상기 제1 스위치가 OFF인 경우, 상기 연결부 및 상기 제1 피더의 길이의 4배 길이의 파장을 갖는 제1 주파수에 상응하는 신호와 공진할 수 있다.

상기 제1 스위치가 ON인 경우, 상기 연결부, 상기 제1 피더, 상기 제1 브랜치 패턴 및 상기 제1 피더가 루프를 형성하여 상기 루프를 따라 전류가 흐르고, 상기 루프의 길이의 2배 길이의 파장을 갖는 제2 주파수에 상응하는 신호와 공진할 수 있다.

일단은 상기 전원 공급부와 연결되고 제1 방향으로 연장된 제2 브랜치 패턴을 더 포함하며, 상기 제1 브랜치 패턴은 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 연장되어 타단이 상기 제2 브랜치 패턴의 타단과 마주보며 인접하게 배치될 수 있다.

상기 제1 방사체는, 상기 제1 브랜치 패턴의 길이의 4배 길이의 파장을 갖는 제3 주파수와 공진하거나, 상기 제2 브랜치 패턴의 길이의 4배 길이의 파장을 갖는 제4 주파수와 공진할 수 있다.

상기 보조 방사체는 상기 제1 방사체와 다른 위치에 상기 메탈 플레이트와 이격하여 배치되고 일단은 상기 메탈 플레이트와 연결되는 제3 방사체를 포함하고, 상기 제1 방사체를 통한 신호의 송수신 효율이 기준치 이하인 경우 상기 제3 방사체와 연결하도록 상기 제1 스위치를 ON하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 피더와 상기 제1 방사체의 연결을 ON/OFF하는 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 스위치가 OFF되면 상기 제2 스위치를 ON하고, 상기 제1 스위치가 ON 되면 상기 제2 스위치를 OFF할 수 있다.

상기 제1 방사체는 상기 본체의 측면에 배치되는 측면 메탈 케이스이고, 상기 제3 방사체는 상기 본체의 전면 또는 내측에 배치되며, 상기 제어부는, 상기 측면 메탈 케이스를 사용자가 접촉하면 상기 제1 스위치를 ON할 수 있다.

일단은 상기 연결부에 결합하고 상기 제1 방사체의 반대방향으로 연장된 제2 방사체; 및 상기 제2 방사체에 전원을 공급하는 제2 피더를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 방사체의 길이는 상기 제1방사체의 길이보다 짧게 형성할 수 있다.

상기 제1 피더는 전원과 연결된 전원 라인; 상기 제1 방사체와 같은 방향으로 연장된 딜레이 라인(delay line); 및 상기 제1 방사체와 연결된 공급 라인을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 스위치는 상기 딜레이 라인과 연결될 수 있다.

상기 제1 방사체는 상기 딜레이 라인의 길이의 4배 길이의 파장을 갖는 제3 주파수와 공진할 수 있다.

상기 메탈 플레이트와 상기 제1 방사체 사이를 채우는 사출물을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 방사체는 이동 단말기의 외측에 배치될 수 있다.

상기 제1 방사체는 상기 본체 내부에 위치하는 일부는 이동 단말기 내측에 배치되고, 일부는 이동 단말기 외측으로 노출될 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 안테나 임피던스 매칭의 열화 없이 광대역 매칭이 가능한 장점이 있다. 또한, 공진주파수를 변경하여 간단히 다른 주파수 대역의 신호를 이용할 수 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 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b 및 1c는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 슬롯안테나를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 안테나의 개략적인 구성을 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 미들 프레임과 메인기판이 결합된 상태의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 안테나의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 안테나의 또 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 제1 안테나의 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9의 제1안테나의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 9의 단면도이다.
도 12는 도 9의 안테나 효율을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 제1 안테나의 또 다른 실시예를 도시한 평면도이다. 도 14는 도 13의 단면도이다.
도 15는 도 13의 안테나 효율을 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 제1 안테나의 또 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 17는 도 16의 단면도이다.
도 18은 저주파 대역에서의 신호세기를 나타낸 그래프이다.
도 19는 도 16의 안테나의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
도 20은 도 16의 실시예의 변형예를 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 제2 안테나의 일 실시예를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 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 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 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 실시 예에 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 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이고, 도 1b 및 1c는 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 1a에 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 1a와 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 배터리(191, 도 1c참조)를 포함하며, 상기 배터리(191)는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 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.

도 1 b 및 1c를 참조하면, 개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.

여기에서, 단말기 바디는 이동 단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.

이동 단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.

단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.

경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리(191), 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다.

도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.

이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.

이동 단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동 단말기(100)가 구현될 수 있다.

한편, 이동 단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 방수부는 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 사이, 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이 또는 리어 케이스(102)와 후면 커버(103) 사이에 구비되어, 이들의 결합 시 내부 공간을 밀폐하는 방수부재를 포함할 수 있다.

이동 단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.

이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동 단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.

다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.

한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.

이처럼, 디스플레이부(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.

제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.

디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동 단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.

광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.

제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.

제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.

본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.

제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.

한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.

후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.

이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.

한편, 이동 단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.

마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.

인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 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(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.

단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.

제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이('array') 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.

플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.

단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.

단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.

배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.

한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.

도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 일 예를 도시한 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 상기 이동 단말기(100)는 상기 디스플레이부(151), 디스플레이부(151) 전면에 위치하는 윈도우(151a)를 포함한다. 상기 윈도우(151a)는 둘레부분이 상기 프론트 케이스(101)의 일면둘레에 결합되어 상기 디스플레이부(151)를 고정할 수 있다.

프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에 디스플레이부(151)를 지지하고, 전기적 소자들이 실장되며 이동 단말기(100)에 강성을 제공하기 위해 미들 프레임(105)이 개재될 수 있다. 상기 미들 프레임(105)은 전면에 디스플레이부(151)가 위치하고 전면 둘레에 카메라(121a), 음향출력부(152a) 사용자 입력부(131a) 등이 배치된다.

미들 프레임(105)의 배면에는 메인기판(185)과 배터리가 안착되는 배터리 안착부가 구비되고, 무선통신을 위한 안테나, 외부장치와 연결하기 위한 USB포트(161)나, 이어잭(162)과 같은 인터페이스(160) 등이 배치된다.

미들 프레임(105)은 강성을 위해 마그네슘과 같은 금속 물질을 이용하여 제1 프레임(1051)을 형성하고 상기 제1 프레임(1051)에 인서트 사출을 통해 둘레에 절연물질인 수지를 덮어 제2 프레임(1055)을 형성한다. 제1 프레임(1051)은 이동 단말기(100)에 강성을 제공하고 그라운드로서 기능을 하여 메인기판(185)이나 안테나와 같은 전자부품이 연결되어 접지될 수 있다.

제2 프레임(1055)은 사출성형 방식을 이용하므로 금속으로 이루어진 제1 프레임(1051)에 비해 형상의 자유도가 높다. 요철의 형성이 용이하며, 제1 프레임(1051)과 전기적으로 접촉되지 않아야 하는 부재의 경우 상기 제2 프레임(1055) 부분에 실장될 수 있다.

미들 프레임(105)의 배면은 메인기판(185)과 배터리(191)가 배치된다. 배터리(191)는 다른 부재에 비해 두께가 두꺼운 바, 배터리(191)와 다른 부재의 중첩을 최소화하기 위해 배터리(191)가 실장되는 부분을 피해 메인기판(185), 인터페이스부, USIM카드나 메모리 카드가 실장되는 카드 슬롯, 후면의 카메라, 후면의 음향출력모듈 등이 배치될 수 있다.

배터리(191)를 기준으로 상단에 배치되는 부품과 하단에 배치되는 부품간에 전기적 연결을 위해 상부의 제1 메인기판(185a), 하부에 제2 메인기판(185b)으로 배치되며 제1 메인기판(185a)과 제2 메인기판(185b) 사이를 연결하는 연결기판(185c)으로 구성할 수 있다. 연결기판(185c)은 두 기판사이의 신호 연결 통로이고 다른 부품을 실장하기 위한 목적이 없는 바, 지지력이 약한 플렉서블 인쇄회로기판을 이용할 수도 있다.

상부의 제1 메인기판(185a)은 이동 단말기(100)를 구동하는 AP(application processor)칩을 비롯한 각종 구동을 위한 집적회로(IC)가 실장되고, 카메라, 후면 입력부 등이 배치될 수 있다. 하단부에는 USB포트(161)나, 이어잭(162)과 같은 인터페이스와 스피커 등이 배치될 수 있다.

또한 무선통신을 위한 안테나는 이동 단말기(100)의 상단과 하단에 배치된다. 이동 단말기(100)의 기능이 다양화됨에 따라, 다양한 형태의 안테나가 이용되고 있어 상단과 하단을 모두 이용하여 안테나를 실장할 수 있다. 각 안테나는 송수신하는 주파수 대역 및 방식이 상이하기 때문에 독립적으로 작동하나, 전자기파를 방출하므로 상호간에 서로 간섭을 일으키는 문제가 있다.

상호 간섭을 일으키면 무선신호의 송수신율이 급감하게 되기 때문에 가능한 서로 이격하여 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 측면은 사용자가 이동 단말기(100)의 사용중에 손으로 많이 잡는 부분이기 때문에 사용자의 손에 의해 무선신호의 송수신율이 떨어질 수 있는 바, 상단과 하단에 분배할 수 있다.

이동 단말기(100)에 이용되는 안테나는 전화통화나 데이터 통신을 위해 이동 단말기(100) 기지국과 무선 통신하기 위한 메인 안테나는 2G, 3G, 다양한 대역의 LTE와 같이 다양한 통신 방식을 이용하여 무선통신이 가능해야한다.

상기 메인 안테나를 이동 단말기(100)의 일측(본 실시예에서는 하측)에 두고 상기 메인안테나의 기능을 보완하기 위해 이동 단말기(100)의 타측에 서브 안테나를 둘 수 있다. 또한, 블루투스나 와이파이와 같은 근거리 무선통신을 위한 안테나도 필요하고, GPS(global positioning system)와 위성과의 통신을 위한 GPS안테나도 실장된다.

각 안테나는 무선통신 방식에 따라 다르며, 특히 메인 안테나와 보조 안테나가 담당하는 통신회사 기지국과의 무선통신은 통신사마다 또는 국가마다 상이한 규격에 따라 신호를 송수신할 뿐만 아니라, 하나의 통신사에서도 다양한 주파수 대역을 통해 신호를 송수신한다. 지역에 따라 또는 상황에 따라 특정 주파수에서 작동하지 않는 경우 다른 주파수에서 무선통신이 가능하도록 하기 위해 광대역 주파수에서 신호의 송수신이 가능한 브로드밴드 안테나가 이용된다.

다만, 이동 단말기(100)의 크기가 작아지고 각 부품간의 거리가 가까워짐에 따라 안테나 주변의 부품에 의한 영향이 커지게 된다.

이에 본 발명의 이동 단말기는 슬롯안테나를 이용하여 주변 장치로부터의 영향을 최소화한다. 슬롯안테나는 가늘고 긴 개구부가 형성된 도체에 급전하여 도체 표면에 분포하는 전류에 의하여 개구부 부분을 통해 전파가 방출되면서 무선통신이 가능한 안테나를 의미한다.

일반적인 슬롯 안테나는 도파관 벽면, 원통형 도체 표면 또는 평면 도체판 상에 일 방향으로 길고 양단이 막힌 슬롯을 뚫어 상기 슬롯내에 전기장이 형성되도록 슬롯이 형성된 부분에 급전함으로써, 슬롯 안테나가 전파의 방사체가 되도록 동작시킨다. 이러한 양단이 막힌 슬롯 안테나는 송수신하는 주파수의 파장의 최소 λ/2의 길이를 가져야 하며, 슬롯 길이를 줄이는데 한계가 있다. 양쪽이 막힌 슬롯안테나(closed slot antenna)를 개선하여 일측이 개방된 슬롯안테나(open slot antenna)를 이용하면 슬롯의 길이(D)는 λ/4으로 충분하게 이용 가능하게 되어 안테나 슬롯의 크기를 반으로 줄일 수 있다.

도 3은 통상의 슬롯안테나를 설명하기 위한 개념도이다. (a)는 슬롯(1)의 막힌 부분(1a)으로부터 D1거리에 급전하는 피더(2)가 연결된 일측이 개방된 슬롯안테나에 있어서 1/2파장 주파수 대역의 전파를 방사하는 경우 임피던스와 전류의 관계를 도시한 것이다.

점선은 임피던스 크기를 의미하고 화살표는 슬롯(1) 주변을 따라 흐르는 전류를 의미한다. 상기 슬롯(1)의 길이(D)의 4배에 해당하는 길이의 파장을 갖는 1/4파장 주파수 대역의 신호와 공진을 일으키고, 상기 1/4파장 주파수 대역의 신호를 이용하여 무선통신이 가능하다.

신호는 이동 단말기의 케이스를 통과하여 공진하므로 케이스의 소재에 따라 유전율이 차이가 있어, 상기 공진주파수의 파장은 관내파장(Guided Wavelength)을 기준으로 한다. 관내파장이란 유전체 내에서 전자기 파장을 말하며, 공기중의 파장/유전율의 비율로 얻어질 수 있다. 공기보다 케이스의 유전율이 더 크기 때문에 관내파장은 공기 중에서의 파장보다 작게 나타난다.

상기 슬롯 길이의 4배에 상응하는 길이의 파장을 갖는 1/4파장 주파수 대역의 신호를 송수신 하기 위해서는 슬롯(1)의 개방된 단부(1b)에서 최대 임피던스가 나타나도록 임피던스 매칭할 수 있다.

급전부(3)와 연결된 피더(2)의 임피던스를 소정 값으로 설정(예를 들면 50Ω)하고 피더(2)가 상기 슬롯(1) 상에 연결되는 위치(D1)을 조정하여 슬롯의 단부(1b)에서 최대 임피던스 값이 나오도록 조절하여 임피던스 매칭할 수 있다.

임피던스 매칭이 되며, 슬롯길이의 약 4배에 해당하는 파장을 갖는 주파수 대역 신호의 송수신율이 다른 주파수 대역에 비해 급격히 향상되며 공진하게 된다.

도 3의 (b)는 슬롯 길이의 4배에 해당하는 주파수 이외에 다른 주파수 대역(슬롯 길이의 2배에 해당하는 주파수 대역, 이하 1/2파장 주파수 대역이라 한다)에서 전파를 방사하는 경우 임피던스와 전류의 흐름을 도시한 것이다. 여기서 슬롯(1)의 길이는 1/2파장 주파수 대역의 중심 주파수 파장의 대략 λ/2에 해당되는 길이를 가질 수 있다. 즉, 1/2파장 주파수 대역의 파장은 1/4파장 주파수 대역의 파장보다 파장이 짧은 고주파 대역(high band)이고 1/4파장 주파수 대역은 상대적으로 파장이 긴 저주파 대역(low band)이다.

1/2파장 주파수 대역의 λ/4파장 지점이 슬롯(1)의 단부(1b)가 아닌 중앙부분(1c)에 위치하므로, 임피던스 최대값은 슬롯(1)의 중간 부분(1c)에 형성된다. 따라서 피더(211, 212, 215)가 위치하는 부분은 약 300Ω의 임피던스가 위치하게 되어 피더(211, 212, 215)의 임피던스(50Ω)와 매칭되지 않아 고주파 대역의 안테나 수신율이 저하되는 문제가 있다.

이러한 성질로 인해, 슬롯안테나는 하나의 주파수 대역의 무선 신호를 처리하는 경우 주로 사용되어 왔으며, 복수의 주파수 대역의 무선신호를 처리하는 데에는 어려움이 있었다.

그러나, 이동통신은 800MHz, 900MHz, 1.8GHz, 2.1GHz, 2.6GHz의 주파수 대역을 이용하여 서비스를 제공하고 있으며, 통신사별로 조금씩 차이가 있고 국가별로 다른 주파수 대역을 이용하고 있기 때문에 다양한 주파수 대역의 신호를 처리할 수 있는 안테나에 대한 요구가 있어 , 슬롯 안테나를 적용에 소극적이었다.

도 4는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 안테나의 개략적인 구성을 도시한 개념도로서, 좌측으로 개방된 슬롯과 우측으로 개방된 슬롯이 각각 좌우에 위치한다. 본 발명의 슬롯 안테나는 다양한 주파수 대역에서 사용할 수 있도록, 안테나를 저주파 대역(Low band)의 신호와 중주파 대역(Mid band)의 신호를 구분하여 송수신하는 2개의 슬롯(1056, 1057)으로 구성한다.

도 4를 참조하면 메탈 플레이트(1051), 제1 전도성 스트립(1052), 제2 전도성 스트립(1053), 연결부(1054), 제1 피더(1065), 제2 피더(1066), 제1 스터브(1061) 및 제2 스터브(1062)가 도시되어 있다.

본 발명의 안테나는, 메탈 플레이트(1051), 연결부(1054) 및 제1 전도성 스트립(1052)에 의해 형성된 제1 슬롯(1056)을 포함하는 제1 안테나(116)와 메탈 플레이트(1051), 연결부(1054) 및 제2 전도성 스트립(1053)에 의해 둘러싸여 형성된 제2 슬롯(1057)을 포함하는 제2 안테나(117)로 구성된다.

제1 슬롯(1056)과 제2 슬롯(1057)은 각각 반대 방향을 향하여 개방되어 있어 방사되는 방향이 상이하여 상호 간섭을 적게 받고, 길이를 상이하게 형성하여 각각 다른 주파수의 무선통신에 이용할 수 있다. 길이가 긴 제1 슬롯(1056)이 저주파 대역(Low band)의 신호를 방사하고 길이가 짧은 제2 슬롯(1057)이 중주파 대역(Mid bnad)의 신호를 방사한다.

이동 단말기(100)의 크기가 제한되어 있어, 전도성 스트립(1052)의 크기도 제한된다. 따라서, 메탈 플레이트(1051), 연결부(1054) 및 제1 전도성 스트립(1052)에 의해 형성된 제1 슬롯(1056)의 길이가 제한되므로, 상기 제1 슬롯(1056)을 통해 방사하고자 하는 주파수와 공진을 이루도록 제1 슬롯(1056)을 연장하는 제1 스터브(1061)를 더 포함할 수 있다.

고주파 대역의 신호를 방사하는 제2 슬롯(1057)도 상기 제1 슬롯(1056)과 마찬가지로 고주파 대역에서 공진하는 슬롯안테나의 슬롯의 길이를 충분히 확보하기 위해 제2 스터브(1062)를 구비할 수 있다.

상기 제1 스터브(1061) 및 상기 제2 스터브(1063)가 부가됨으로써, 제1 안테나(116)와 제2 안테나(117)는 슬롯안테나와 평판형 역 에프 안테나(PIFA: Planar Inverted-F Antenna)의 성격을 모두 가질 수 있다.

상기 제1 전도성 스트립(1052)과 상기 제1 스터브(1061) 는 하나의 부재로 이루어지지 않더라도 전기적으로 연결되어 있어, 저주파 대역(Low band)의 신호를 방사하는 제1 방사체를 구성하고, 상기 제2 전도성 스트립(1053)과 상기 제2 스터브(1062)는 중주파 대역(Mid bnad)의 신호를 방사하는 제2 방사체를 구성한다.

이하에서는 도 5 내지 도 8의 구체적인 실시예들을 참고하여 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 미들 프레임(105)과 기판이 결합된 상태의 일 예를 도시한 사시도로서, 본 실시예의 메탈 플레이트(1051)는 디스플레이부(151)의 배면에 위치하여 디스플레이부(151) 및 이동 단말기(100)에 실장되는 부품을 지지하는 미들 프레임(105)의 제1 프레임을 이용할 수 있다. 미들 프레임(105) 이외에도 금속 소재의 케이스가 적용되는 경우 케이스가 메탈 플레이트(1051)가 될 수 있다.

본 실시예의 제1 전도성 스트립(1052)과 제2 전도성 스트립(1053)은 미들 프레임(105)에 일체형으로 형성된다. 즉 금속 재질로 이루어진 메탈 플레이트(1051)의 일단에 이격되어 제1 전도성 스트립(1052)과 제2 전도성 스트립(1053)이 나란히 연결되어 배치되고 메탈 플레이트(1051)와 제1 전도성 스트립(1052) 및 제2 전도성 스트립(1053)을 연결하는 연결부(1054)를 포함한다.

제1 전도성 스트립(1052)과 제2 전도성 스트립(1053)이 연결부(1054)만을 통해 메탈 플레이트(1051)와 연결되는 경우 연결부(1054)가 끊어질 수 있다. 이를 방지하기 위해 미들 프레임(105) 형성시 상기 제1 슬롯(1056)과 제2 슬롯(1057)을 사출물로 채울 수 있다.

사출물은 비전도성 물질로 이루어지기 때문에 슬롯 안테나의 기능은 유지되면서 제1 전도성 스트립(1052)과 제2 전도성 스트립(1053)이 메탈 플레이트(1051)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.

상기 미들 프레임(105)의 배면에 메인기판(185)이 안착된다. 전술한 바와 같이 메인기판(185)은 배터리(191)가 실장되는 위치를 기준으로 이동 단말기(100)의 상부에 위치하는 제1 메인기판(185a)과 하부에 위치하는 제2 메인기판(185b) 및 제1 메인기판(185a)과 제2 메인기판(185b) 사이에 위치하는 연결기판(185c)으로 구성될 수 있으며, 도 5에는 하부에 위치하는 제2 메인기판(185b)이 도시되어 있다.

제2 메인기판(185b)은 전원공급부와 피더(1065, 1066)를 통해 연결되어 전원을 인가받아 상기 안테나에 전류를 흘려 신호를 방사할 수 있다. 상기 제1 슬롯(1056)에 전원을 공급하는 제1 피더(1065)는 제2 메인기판(185b)과 상기 제1 전도성 스트립(1052) 사이를 연결하며, 상기 제2 슬롯(1057)에 전원을 공급하는 제2 피더(1066)은 제2 메인기판(185b)과 상기 제2 전도성 스트립(1053) 사이를 연결한다.

상기 피더(1065, 1066)의 길이를 조절하여 공급되는 전원의 임피던스를 조절하고, 상기 전도성 스트립에 연결되는 위치를 조절하여 상기 제1 슬롯(1056) 및 상기 제2 슬롯(1057)을 통해 방사하는 신호와 매칭할 수 있다. 임피던스 매칭을 위해 상기 피더(1065, 1066)는 캐패시터를 더 포함할 수 있다. 상기 피더(1065, 1066)는 소정의 길이를 확보하기 위해 도 5에 도시된 바와같이 USB포트(161)나 이어잭(162)을 넘어서 배치될 수 있다.

이동 단말기(100) 하단에는 이어잭(162)이나 USB포트(161) 등의 인터페이스 및 스피커 등이 위치할 수 있다. 상기 이어잭(162)이나 USB포트(161)는 제2 메인기판(185b)과 연결되어 신호를 송수신할 수 있다.

이어잭(162)은 이어폰 또는 헤드폰과 같은 음향기기를 통해 소리가 출력될 수 있도록 음향신호를 송출하기 위한 이어폰 플러그가 삽입되는 구멍을 포함한다. 이어잭(162)은 이동 단말기(100)의 상부 또는 하부에 위치할 수 있으며, 본 실시예에서는 하부에 위치하는 것을 도시한다.

USB포트(161)는 컴퓨터와 같은 외부 단말기와 연결되어 유선으로 데이터를 송수신하거나, 외부 전원과 연결되어 전원을 공급받는다. USB포트(161)와 이어잭(162)은 외부장치와 연결하기 위해 홀이 형성되며, 본체의 측면을 통해 구멍이 형성된다. 따라서, 이어잭(162)이나 USB포트(161)가 위치하는 부분은 연속적인 부재를 위치시키기 어렵고 전원이 흐르거나, 신호가 이동하는 통로이기 때문에 주변의 전자기장에 영향을 미친다.

따라서, 이동 단말기(100) 하부에 위치하는 안테나는 USB포트(161)나 이어잭(162)이 형성된 위치를 제외한 옆쪽으로 안테나가 위치하는 것이 일반적이다. 역에프 안테나(PIFA Planar Inverted F Antenna)와 같이 복수회 꺽어진 패턴형태의 안테나는 USB포트(161)나 이어잭(162)을 피해 좌우의 좁은 공간에 꺽어서 배치하였다.

반면, 전술한 바와 같이 슬롯안테나는 다른 안테나와 달리 주변에 영향을 적게 받기 때문에 이어잭(162)과 USB포트(161)와 인접하게 배치할 수 있는 바, 도 5에 도시된 바와 같이 미들 프레임(105)의 배면에 이어잭(162)과 USB포트(161)가 안착될 수 있다.

또한, 상기 제1 전도성 스트립(1052)과 상기 제2 전도성 스트립(1053)에 이동 단말기(100)의 케이스와 체결시 스크류가 삽입되는 보스가 형성될 수 있다. 미들 프레임(105)의 상기 메탈 플레이트(1051) 부분에 형성하면, 보스에 의해 실장 공간이 제약되는 문제가 있으나, 보스의 위치를 이동 단말기(100)의 최외각으로 위치시킴으로 인해 내부 공간의 활용도를 높일 수 있다. 예를 들면 보스를 단부로 이동시킴으로써 후면 하단에 위치하는 스피커의 공명공간을 확보할 수 있다.

제1 전도성 스트립(1052) 및 제2 전도성 스트립(1053)의 단부에 결합된 스터브(1061, 1062)는 전도성 물질로 이루어지며, 전술한 메탈 프레임과 소정거리 이격되어 배치된다. 도 5에 도시된 바와 같이 단부는 세로방향으로 꺽어져 연장될 수 있다. 스터브(1061, 1062)는 슬롯의 길이를 실질적으로 연장하여 원하는 파장의 신호를 방사할 수 있다.

상기 스터브(1061, 1062)는 리어 케이스(102)가 결합 시 상기 전도성 스트립(1052, 1503)과 연결되도록 리어 케이스(102)의 내측면에 형성할 수 있다. 이 경우 상기 스터브(1061, 1062)의 형상은 상기 리어 케이스(102)의 형상에 상응하는 곡면을 가질 수 있다.

도 6은 전술한 실시예의 단면도로서, 디스플레이부(151)가 결합된 프론트 케이스의 배면에 메탈 플레이트(1051)와 전도성 스트립을 포함하며, 메탈 플레이트(1051)와 전도성 스트립 사이에 형성된 슬롯에 사출물(1055)이 주입됨 미들 프레임(105)이 결합된다.

미들 프레임(105)의 배면에 제2 메인기판(185b) 및 USB포트(161)가 안착되며, 전도성 스트립과 제2 메인기판(185b) 사이에 위치하여 상기 전도성 스트립에 전원을 공급하는 피더(1065, 1066)가 도시되어 있다.

제2 메인기판(185b) 및 미들 프레임(105)의 배면에 실장된 배터리(191)를 커버하며 리어 케이스가 결합될 수 있다. 배터리(191) 탈착형인 경우 리어 케이스가 결합된 후 리어 케이스의 배면에 배터리(191)가 안착되고, 리어 케이스의 배면에 후면 커버가 결합될 수 있다.

도 7은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 안테나의 다른 예를 도시한 평면도로서, 전도성 스트립이 미들 프레임(105)과 일체형으로 형성되지 않고, 전도성 물질을 포함하는 스트립 기판(188)을 통해 구현될 수 있다.

스트립 기판(188)은 단단한 인쇄회로 기판을 이용해 구현할 수도 있고, 연서의 플렉서블 인쇄회로기판을 이용할 수도 있다. 이 경우, 상기 스트립 기판(188)을 부분적으로 꺽어 상기 USB포트(161)나 이어잭(162)의 배면에 위치시킬 수도 있다.

스트립 기판(188)은 이동 단말기(100) 외관을 구성하는 메탈 부재와 연결되더라도 안테나 방사 성능에 영향을 미치지 않아, 메탈 부재를 이용하여 외관을 형성하는 데에도 제약이 적은 장점이 있다.

도 8은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 안테나의 또 다른 예를 도시한 사시도로서, 케이스의 일부를 구성하는 메탈데코(107a, 107b)를 전도성 스트립으로 이용하여 슬롯 안테나를 구현할 수 있다. 전면의 외관의 일부를 구성하는 전면 메탈데코를 이용할 수도 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 측면 둘레에 위치하는 메탈데코(107a, 107b)를 이용할 수도 있다.

케이스의 일부를 구성하는 메탈데코(107a, 107b)를 전도성 스트립으로 이용하는 경우 메탈데코(107a, 107b)는 상기 미들 프레임(105)의 메탈 플레이트(1051)와 연결되고, 상기 제2 메인기판(185b)과 연결되어 전원을 인가받을 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 이어잭(162)이나 USB포트(161) 등이 삽입되는 공간의 확보를 위해 메탈데코(107a, 107b)가 제1 전도성 스트립(107a)과 제2 전도성 스트립(107b)이 분리될 수 있다. 이 경우, 제1 전도성 스트립(107a)과 제2 전도성 스트립(107b)은 각각 메탈 플레이트(1051)와 전기적으로 연결된다.

이동 단말기(100)의 측면으로 상기 전도성 스트립(107a, 107b)이 연장될 수 있으므로, 전술한 실시예와 달리 슬롯의 길이를 충분히 확보할 수 있어 별도의 스터브를 구비하지 않고도 충분한 길이의 슬롯을 구현할 수 있다.

도 9는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 제1 안테나(116)의 일 실시예를 도시한 평면도이고, 도 10은 도 9를 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 도 9의 단면도이며, 도 12는 도 9의 안테나 효율을 나타내는 그래프이다.

전술한 실시예의 제1 안테나(116)에서 송수신하는 주파수 대역은 저주파 대역(700MHz~960MHz)이고, 제2 안테나(117)가 송수신하는 주파수 대역은 중주파 대역(1.7GHz~2.1GHz)이다. 일부 국가는 이보다 높은 고주파 대역(2.6GHz)의 신호를 이용하여 무선통신을 수행하고 있어, 고주파 대역의 신호를 송수신 할 수 있는 구성이 필요하다.

본 실시예의 제1 피더(1065)는 제1 방향으로 연장된 딜레이 라인(1065a, delay line)을 포함한다. 도 4의 실시예는 전원공급부로부터 다이렉트로 제1 전도성 스트립(1052)과 연결되나, 본 실시예의 제1 피더(1065)는 제1 전도성 스트립(1052)과 연결되는 위치가 전술한 실시예(도 4 참조)보다 더 제1 방향으로 치우쳐진 위치에 제1 전도성 스트립(1052)과 연결된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a) 및 (b)에서 설명한 바와 같이 저주파 대역의 파장 길이에 상응하는 길이를 갖는 슬롯 안테나로 고주파 대역의 신호를 전송하기 힘든 문제가 있다.

저주파 대역 뿐만 아니라 고주파 대역에서도 공진 효과가 나타날 수 있도록, 본 발명의 제1 피더(1065)는 저주파 대역에 임피던스 매칭이 되는 제1 전도성 스트립(1052)의 위치로 연장되다가, 슬롯의 개방된 방향(제1 방향)으로 D2거리만큼 연장된 딜레이 라인(1065a)을 가질 수 있다. 딜레이 라인(1065a)의 길이는 상기 제1 안테나에서 공진하는 고주파 대역의 파장길이의 1/4 이상의 길이를 가질 수 있다.

딜레이 라인(1065a)을 통해 고주파 대역의 신호에 상응하는 임피던스 매칭이 가능하며, 딜레이 라인(1065a)의 길이를 조정하여 제1 안테나(116)로 신호의 송수신이 가능한(제1 안테나(116)에서 공진하는) 고주파 대역을 변화시킬 수 있다.

본 실시예의 제1 안테나(116)는 2개의 브랜치 패턴(1063, 1064)을 더 포함하여 고주파 대역의 신호를 송수신 할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 브랜치 패턴(1063)의 일단은 제1 전도성 스트립(1052)에 연결되고, 타단은 제1 전도성 스트립(1052)과 다른 평면에서 연장되고, 제2 브랜치 패턴(1064)의 일단은 메인 기판(185)의 전원공급부(186)와 연결되고 타단은 제1 전도성 스트립(1052)과 다른 평면에서 연장된다.

제1 브랜치 패턴(1063)과 제2 브랜치 패턴(1064)은 리어 케이스의 배면에 인쇄되거나 부착되고 리어 케이스(102)에 의해 제1 전도성 스트립(1052)와 전기적으로 이격된 상태를 유지할 수 있다. 제1 브랜치 패턴(1063)의 일단부는 리어 케이스(102)를 관통하는 스크류(1052c)나 리어 케이스(102) 내측에 형성된 접속 단자를 구비하여 제1 전도성 스트립(1052)와 연결할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 제1 브랜치 패턴(1065)은 제1 스터브(1061)과 같은 경로(1052c)를 통해 제1 전도성 스트립(1052)와 연결될 수 있다.

제1 브랜치 패턴(1063)과 제2 브랜치 패턴(1064)를 이용하여 고주파 대역의 신호를 송수신 할 수 있으며 송수신하고자 하는 신호의 파장 길이의 1/4길이로 형성하면 해당 주파수에서 공진이 이루어져 안테나로서 활용할 수 있다.

이때, 넓은 대역의 신호를 이용할 수 있도록 (2.5GHz ~2.7GHz) 도 12에 도시된 바와 같이 공진되는 주파수 포인트를 2개로 분산시킬 수 있다. 2개의 포인트에서 공진이 되도록 구성하기 위해 제2 브랜치 패턴(1064)은 제1 공진 주파수(본 실시예에서는 2.5GHz)와 매칭되도록 제1 공진주파수의 파장 길이의 1/4의 길이로 패턴을 형성할 수 있으며, 제1 브랜치 패턴(1063)은 제2 공진 주파수(본 실시예에서는 2.7GHz)와 매칭되도록 제2 공진주파수의 파장 길이의 1/4의 길이로 패턴을 형성할 수 있다. 이 때 제1 브랜치 패턴(1063)과 제2 브랜치 패턴(1064)의 길이는 반대로 구성할 수도 있다.

제1 피더(1065)도 고주파 대역의 신호와 임피던스 매칭을 위해 길이를 제1 공진주파수의 파장의 1/4 이상의 길이를 갖도록 전원공급부(186)에서 제1 방향으로 연장될 수 있다.

도 10에 도시된 실시예에서는 제1 브랜치 패턴(1063)은 제1 슬롯(1056)이 개방된 방향과 반대 방향인 제2 방향(도면상 우측 방향)으로 연장되고, 제2 브랜치 패턴(1064)은 제1 방향(도면상 좌측 방향)으로 연장되어 제1 브랜치 패턴(1063)의 타단과 제2 브랜치 패턴(1064)의 타단은 마주보는 형태로 위치한다.

제1 브랜치 패턴(1063)의 타단과 제2 브랜치 패턴(1064)의 타단 사이의 간격(a)은 5mm이하가 되도록 배치할 수 있다. 상기 두 개의 브랜치 패턴(1063, 1064)를 더 구비함으로써, 제1 안테나(116)는 도 12에 도시된 바와 같이 고주파 대역(2.5GHz~2.7GHz)의 신호에서 공진할 수 있다.

또한, 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제1 피더(1065)와 연결되는 스위치(1871)를 더 구비할 수 있다. 스위치(1871)는 메인기판(185)에 형성할 수 있으며, 전원공급부(186)로부터 연결된 제1 피더(1065)는 스위치(1871)를 통해 제1 전도성 스트립(1052)에 연결된다.

스위치(1871)의 ON/OFF 여부에 따라 제1 안테나(116)에 인가되는 전류가 변화하여 다른 주파수 대역과 매칭된다. 도 12을 참고하면 저주파 대역에서 2개의 그래프가 도시되어 있으며, 스위치(1871)의 ON/OFF여부에 따라 저주파 대역의 공진주파수 대역이 변화할 수 있다.

도 12의 S21은 제1 안테나(116)와 제2 안테나(117)가 동시에 작동시 서로 영향을 미치는 정도를 나타내는 그래프(S21)로서, 중주파 대역에서 크기가 커져 제1 안테나(116)와 제2 안테나(117)가 동시에 구동시에는 간섭이 문제된다. 다만, 도9에 도시된 실시예의 제1 브랜치 패턴(1063)과 제2 브랜치 패턴(1064)을 더 구비한 제1 안테나(116) 구조는 고주파 대역의 신호도 이용할 수 있는 장점이 있으나, 제2 안테나(117)의 공진 주파수 대역인 중주파 대역에 간섭을 일으키는 문제가 있어 고주파 대역의 신호를 이용하지 않는 국가에서는 제1 안테나(116)와 제2 안테나(117)의 간섭을 최소화 할 수 있는 구조로 개선할 필요가 있다.

도 13은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 제1 안테나(116)의 다른 실시예를 도시한 평면도이고, 도 14는 도 13의 단면도이며, 도 15는 도 13의 안테나 효율을 나타내는 그래프이다.

본 실시예는 제1 슬롯(1056)을 가로질러 배치되는 제1 피더(1065)가 연결부(1054) 근처에서부터 제1 전도성 스트립(1052)을 따라 제1 방향으로 연장된다. 연장된 제1 피더(1065)의 단부는 제1 전도성 스트립(1052)과 연결(1052c)되고, 도 14에 도시된 바와 같이 스위치(1872)는 제1 피더(1065)보다 연결부(1054)에 가까운 지점에서 제1 전도성 스트립(1052)과 연결된다.

제1 전도성 스트립(1052)과 제1 피더(1065) 에 의해 도 14에 도시된 바와 같은 루프안테나(loop antenna)의 형태를 이룬다. 루프안테나(loop antenna)는 특정 방향으로 전자기장을 형성하는 지향성이 있어, 주변 전자기기에 영향이 작기 때문에 제2 안테나(117)의 영향을 적게받고 안정적인 신호를 송수신할 수 있는 장점이 있다.

본 실시예는 전술한 도 9의 실시예와 달리 고주파 대역의 신호를 송수신할 수 없으나, 고주파 대역의 신호로 통신을 하지 않는 지역에서는 보다 안정적으로 저주파 대역의 신호 및 중주파 대역의 신호를 송수신 할 수 있다.

본 실시예에서 제1 스터브(1061)는 상기 제1 피더(1065)와 연결되어 직접 전원을 인가받아 신호를 송수신할 수 있다.

도 15를 참조하면 2개의 안테나(116, 117) 간의 간섭을 나타내는 S21그래프는 비교적 평탄한 곡선을 나타내고 있어, 제1 안테나(116)와 제2 안테나(117)가 동시에 구동하더라도 간섭이 크지 않은 것을 확인할 수 있다.

도 16은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 제1 안테나(116)의 또 다른 실시예를 도시한 평면도이고, 도 17는 도 16의 단면도이다.

도 9에 도시된 스위치(1871)을 이용하여 제1 주파수(예를 들면 700MHz)에서 제2 주파수(예를 들면 900MHz)로 또는 그 반대로 공진 주파수를 변경할 수 있으나, 급전에서 단락지점간 거리만 달라져 안테나 매칭열화가 발생하는 문제가 있다.

도 18의 (a)는 도 9의 스위치(1871)을 이용한 임피던스 매칭시의 주파수 특성에 관한 그래프에 나타나는 바와 같이 제2 주파수에서 제1 주파수로 공진주파수가 변경 시 주파수 특성이 나빠진다. (주파수 dB이 음의 값이 커질수록 주파수 특성이 좋음)

본 실시예는 저주파 대역에서 다른 주파수 대역의 신호와 매칭하기 위해 제1 방사체(1052)와 연결된 스위치(1873)를 동작하면, 공진특성이 달라져 저주파 대역에서 주파수 스위칭 시에 성능을 개선한다. 본 실시예에 따른 스위치(1083)는 제1 피더(1065)와 제1 방사체(1052)의 연결 상태를 변경하여 안테나의 형태를 변형시키며, 스위치(1083)가 OFF상태에서는 제1 주파수에서 공진하고, 스위치(1083)가 ON상태에서는 제2 주파수에서 공진한다.

본 실시예에서 제1 방사체는 제1 전도성 스트립(1052)를 포함하고, 제1 스터브(1061)를 더 포함할 수 있으며, 제1 브랜치 패턴(1063)은 상기 제1 방사체(1052)에서 연장된다. 상기 제1 브랜치 패턴(1063)은 전술한 바와 같이 고주파 대역에서 딜레이 라인과 함께 커플링되어 주파수 특성을 개선하는 역할을 하며, 동시에 본 실시예에서는 안테나의 형태를 변형시킨다.

스위치(1873)가 OFF상태에서는 상기 제1 브랜치 패턴(1063)과 제1 피더(1065)가 연결되지 않아, 전술한 실시예와 같이 슬롯 안테나 또는 PIFA안테나로 작동하여, 제1 방사체(1052)의 길이의 4배에 상응하는 파장의 주파수(제1 주파수)에서 공진한다. 도 19의 (a)는 스위치(1873)가 OFF상태인 경우 전류의 흐름을 도시한 것으로 연결부(접지지점)에서 제1 방사체(1052)를 따라 전류가 흐른다.

스위치(1873)가 ON상태가 되면 제1 브랜치 패턴(1063)과 상기 제1 피더(1065)가 연결된다. 제1 피더(1065)가 딜레이 라인을 포함하는 경우 도 16에 도시된 바와 같이 딜레이 라인과 제1 브랜치 패턴(1063)을 연결한다. 도 19의 (b)는 스위치(1873)가 ON상태인 경우 전류의 흐름을 도시한 것으로 연결부(접지지점)에서 제1 전도성 스트립과 제1 브랜치 패턴(1063), 스위치(1873) 및 딜레이 라인을 통해 피더까지 연결되는 루프 구조를 형성한다.

상기 루프의 길이의 2배 길이의 파장의 주파수가 공진 주파수(제2 주파수)가 된다. 즉, 스위치(1873)에 의해 루프를 형성하는 경우 전술한 PIFA안테나의 길이보다 길어지나, 루프 안테나의 경우 공진 주파수 파장의 1/2의 길이로 형성해야 하므로, 실제로는 더 짧은 파장의 주파수에서 공진하게 된다.

도 18의 (b)는 도 16과 같이 딜레이 라인(1065a)과 제1 전도성 스트립(1052)이 연결되는 구조에서 신호의 세기를 나타낸 그래프로서, 700MHz와 960MHz에서 모두 높은 효율을 나타낸다. 도 16의 실시예에서 스위치(1873)는 제1 안테나(116)의 단락지점을 변경하는 것이 아니라, 안테나의 길이 및 구조를 바꾸어 전류의 흐름과 안테나의 태양을 모두 바꾸어 700MHz의 주파수 대역에서 열화 없이 매칭되는 효과가 있다.

도 20은 도 16의 변형 실시예로 상기 스위치(1874)는 제1 방사체(1052)와 제3 방사체를 선택적으로 연결한다. 제1 방사체(1052)와 제3 방사체는 이격되어 각각 다른 위치에 배치되어 제1 방사체(1052)가 제 기능을 하지 못하는 경우, 스위치(1874)는 제3 방사체와 제1 피더(1065)를 연결하여 상기 제3 방사체를 이용해 무선통신을 할 수 있다.

예를 들면, 제1 방사체(1052)와 제2 방사체가 이동 단말기(100)의 측면에 노출되고, 제3 방사체는 이동 단말기(100)의 전면에 노출된 전도체인 경우, 사용자가 이동 단말기(100)를 손으로 파지하면, 측면에 노출된 제1 방사체(1052)와 제2 방사체(1053)에 손에 닿게 되고, 상기 안테나에 흐르는 전류의 흐름이 바뀌어 통화품질이 저하되는 문제가 있다. 제1 방사체(1052)와 제2 방사체(1053)에 사용자의 손이 닿아 통화품질이 저하되는 경우 스위치(1874) 전면 제3 방사체(1011)와 연결하여 안테나의 방사체를 변경할 수 있다.

이 경우, 상기 제1 방사체(1052)와 제1 피더(1065)의 사이를 선택적으로 연결하는 추가 스위치를 더 포함할 수 있다. 상기 스위치(1874)가 ON이 되어 제3 방사체(1011)와 제1 피더(1065)가 연결되었을 때에, 상기 추가 스위치가 OFF되어 제1 방사체(1052)와 제1 피더(1065) 사이의 연결을 끊으면 제1 방사체(1052)에 전류가 흐르지 않아 전력소모를 줄일 수 있다.

도 21은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 제2 안테나(117)의 일 실시예를 도시한 평면도이고, 도 22는 도 21의 안테나 효율을 나타내는 그래프이다.

제2 안테나(117)는 제1 안테나(116)에 비해 길이가 짧고, 2000Hz전후의 신호를 송수하기 위해 이용할 수 있다. 제2 슬롯(1057)만으로 신호를 송수신 하는 경우 도 22에 도시된 그래프 중에 하나의 최적 포인트(1.9GHz)만 존재하여 수평의 점선 이하(유효한 신호세기)에 위치하는 주파수 대역이 좁다. 다양한 통신 방법에 이용하기 위해 제2 안테나(117)가 이용할 수 있는 주파수 대역을 넓힐 필요가 있다.

제3 브랜치 패턴(1068)은 일단이 제2 안테나(117)의 제2 전도성 스트립(1053)에 연결되며, 제2 전도성 스트립(1053) 및 메탈 프레임과 소정거리 이격하여 연장된다. 제3 브랜치 패턴(1068)은 리어 케이스의 배면에 형성될 수 있고, 리어 케이스에 형성된 개구부를 통해 제3 브랜치 패턴(1068)의 일단은 리어 케이스(102) 내측에 위치하여 상기 제2 전도성 스트립(1053)과 접촉한다.

다음으로, 제4 브랜치 패턴(1069)은 제2 안테나(117)와 인접한 위치의 메인기판(185)에 일단이 연결되어 메인기판(185)을 통해 전원공급부의 전원을 인가 받는다. 제2 전도성 스트립(1053)과 소정거리 이격되며 배치되고, 제4 브랜치 패턴(1069) 역시 리어 케이스(102)의 배면에 형성될 수 있다.

상기 제3 브랜치 패턴(1068)과 상기 제4 브랜치 패턴(1069)은 중주파 대역의 밴드 범위를 변화시키기 위해 공진을 위한 주파수 대역의 파장 길이의 1/4크기의 길이를 가질 수 있다. 제3 브랜치 패턴(1068)은 제1 공진주파수(본 실시예에서는 1.7GHz)의 파장길이의 1/4크기의 길이로 형성할 수 있고, 제4 브랜치 패턴(1069)은 제2 공진주파수 본 실시예에서는 2.1 GHz)의 파장길이의 1/4크기의 길이로 형성할 수 있다.

본 실시예는 메인 기판(185)에서 연장된 제2 피더(1066)가 제2 전도성 스트립(1053)에 직접적으로 연결되지 않으나, 제4 브랜치 패턴(1069)에 전류가 흐르면, 자기장이 형성되어 제2 안테나를 통해 신호를 송수신할 수 있다.

제3 브랜치 패턴(1068)과 상기 제4 브랜치 패턴(1069)을 추가하면, 도 16과 같이 중주파 대역의 밴드가 넓어지는 효과가 있어 1700MHz~2100MHz범위의 신호를 모두 이용할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 이동 단말기(100)에 구비된 금속 부분에 의한 안테나의 간섭을 최소화 할 수 있어, 안테나의 성능을 개선할 수 있다.

또한 외부에 메탈 소재를 이용할 수 있어 디자인의 제약이 적어 디자인의 품질이 개선될 수 있으며, 이어잭(162)이나 USB포트(161)와 같은 외부 단자 연결부(1054)에 의한 안테나 공간의 제약을 받지 않아 내부 부품 배치의 자유도가 향상될 수 있다.

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.

100: 이동단말기 105: 미들 프레임
116: 제1 안테나 117: 제2 안테나
1051: 메탈 플레이트 1052: 제1 전도성 스트립
1053: 제2 전도성 스트립 1054: 연결부
1055: 사출물 1056: 제1 슬롯
1057: 제2 슬롯 1061, 1062: 스터브
1065, 1066: 피더 110: 무선통신부
120: 입력부 140: 센싱부
150: 출력부 160: 인터페이스부
161: USB포트 162: 이어잭
170: 메모리 180: 제어부
185: 메인기판 185a: 제1 메인기판
185b: 제2 메인기판 185c: 연결기판
190: 전원공급부

Claims

본체;
상기 본체에 실장되는 판형의 메탈 플레이트;
일단은 상기 메탈 플레이트와 연결부를 통해 결합하고, 상기 연결부로부터 상기 메탈 플레이트와 이격하여 제1 방향으로 연장된 제1 방사체;
상기 제1 방사체에 연결되어 전원을 공급하는 제1 피더;
보조 방사체; 및
상기 보조 방사체와 상기 제1피더 사이의 연결을 ON/OFF하는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 보조 방사체는
일단이 상기 제1 방사체와 연결된 제1 브랜치 패턴(branch patern)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제2항에 있어서,
상기 제1 스위치는
상기 제1 브랜치 패턴과 연결되는 위치가 가변 가능한 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 제1 스위치가 OFF인 경우,
상기 연결부 및 상기 제1 피더의 길이의 4배 길이의 파장을 갖는 제1 주파수에 상응하는 신호와 공진하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제2항에 있어서,
상기 제1 스위치가 ON인 경우,
상기 연결부, 상기 제1 피더, 상기 제1 브랜치 패턴 및 상기 제1 피더가 루프를 형성하여 상기 루프를 따라 전류가 흐르고,
상기 루프의 길이의 2배 길이의 파장을 갖는 제2 주파수에 상응하는 신호와 공진하는 것을 특징으로 하는 단말기.
제2항에 있어서,
일단은 상기 전원 공급부와 연결되고 제1 방향으로 연장된 제2 브랜치 패턴을 더 포함하며,
상기 제1 브랜치 패턴은 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 연장되어 타단이 상기 제2 브랜치 패턴의 타단과 마주보며 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제2항에 있어서,
상기 제1 방사체는,
상기 제1 브랜치 패턴의 길이의 4배 길이의 파장을 갖는 제3 주파수와 공진하거나,
상기 제2 브랜치 패턴의 길이의 4배 길이의 파장을 갖는 제4 주파수와 공진하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 보조 방사체는
상기 제1 방사체와 다른 위치에 상기 메탈 플레이트와 이격하여 배치되고 일단은 상기 메탈 플레이트와 연결되는 제3 방사체를 포함하고,
상기 제1 방사체를 통한 신호의 송수신 효율이 기준치 이하인 경우 상기 제3 방사체와 연결하도록 상기 제1 스위치를 ON하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제8항에 있어서,
상기 제1 피더와 상기 제1 방사체의 연결을 ON/OFF하는 제2 스위치를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 스위치가 OFF되면 상기 제2 스위치를 ON하고,
상기 제1 스위치가 ON 되면 상기 제2 스위치를 OFF하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제8항에 있어서,
상기 제1 방사체는 상기 본체의 측면에 배치되는 측면 메탈 케이스이고,
상기 제3 방사체는 상기 본체의 전면 또는 내측에 배치되며,
상기 제어부는,
상기 측면 메탈 케이스를 사용자가 접촉하면 상기 제1 스위치를 ON하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
일단은 상기 연결부에 결합하고 상기 제1 방사체의 반대방향으로 연장된 제2 방사체; 및
상기 제2 방사체에 전원을 공급하는 제2 피더를 더 포함하는 이동 단말기.
제11항에 있어서,
상기 제2 방사체의 길이는 상기 제1방사체의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 제1 피더는
전원과 연결된 전원 라인;
상기 제1 방사체와 같은 방향으로 연장된 딜레이 라인(delay line); 및
상기 제1 방사체와 연결된 공급 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제13항에 있어서,
상기 제1 스위치는 상기 딜레이 라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제13항에 있어서,
상기 제1 방사체는
상기 딜레이 라인의 길이의 4배 길이의 파장을 갖는 제3 주파수와 공진하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 메탈 플레이트와 상기 제1 방사체 사이를 채우는 사출물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 제1 방사체는 이동 단말기의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 제1 방사체는
상기 본체 내부에 위치하는 일부는 이동 단말기 내측에 배치되고, 일부는 이동 단말기 외측으로 노출되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.