KR20170016675A - 전자 장치의 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예들은 안테나에 관한 것으로, 전자 장치의 금속 하우징의 적어도 일부를 포함하는 방사체; 상기 방사체와 연결된 커패시터; 상기 방사체와 연결된 급전부; 및 상기 커패시터와 연결된 접지부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이 외에도, 명세서를 통해 파악될 수 있는 다른 실시 예들이 가능하다.

Description

전자 장치의 안테나{Antenna for Device}
본 발명의 다양한 실시 예는, 커패시턴스 성분을 안테나의 일부로서 이용하는 상기 안테나에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술의 발전으로 기지국 등의 네트워크 장치가 전국 각지에 설치되었고, 전자 장치는 다른 전자 장치와 네트워크를 통해 데이터를 송수신함으로써, 사용자로 하여금 전국 어디에서나 자유롭게 네트워크를 사용할 수 있게 하였다.
다만, 상기 네트워크를 이용하기 위해서는 안테나가 필수적으로 필요하다. 정보 통신 기술의 발전과 함께 안테나 기술도 발전했으며, 최근들어, 전자 장치의 금속 케이스를 안테나의 일부로 이용하는 기술이 등장하고 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는, 커패시턴스 성분을 안테나의 일부로서 이용하는 상기 안테나를 제공하고자 한다. 다만, 본 발명의 다양한 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 전자 장치의 안테나는 방사체; 상기 전자 장치의 금속 하우징과 연결된 안테나 클립; 상기 안테나 클립의 일부를 포함하는 커패시터; 및 상기 안테나를 동작시키는 급전부 및 접지부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 기술적 수단으로서, 전자 장치의 안테나는 상기 전자 장치의 금속 하우징의 적어도 일부를 포함하는 방사체; 상기 전자 장치의 금속 하우징과 연결된 안테나 클립; 상기 안테나 클립의 적어도 일부를 포함하는 DC 차단 부재; 및 상기 안테나를 동작시키는 급전부 및 접지부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 적어도 어느 하나에 의하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 안테나는 커패시턴스 성분을 이용함으로써, AC 성분의 전류를 상기 안테나를 동작시키는데 이용하고, DC 성분의 전류가 전자 장치의 금속 하우징을 통해 외부로 유출됨을 방지할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 감전 문제와 ESD(electrostatic discharge) 문제에 있어서 유리한 효과를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 주파수 값에 따른 커패시터의 전달 특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 종래 전자 장치의 안테나의 회로도를 도시한 도면이다.
도 3은 종래 전자 장치의 안테나 클립의 사시도이다.
도 4는 종래 전자 장치의 인쇄회로기판에 실장되는 안테나 클립 및 커패시터를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 커패시터의 커패시턴스 값에 따른 안테나 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 인덕턴스 값에 따른 안테나 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 안테나 클립 및 안테나 클립을 제1 컨덕터로 이용하는 커패시터를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커패시터의 커패시턴스 값을 결정하는 다양한 팩터(factor)를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, DC 차단 부재로서 안테나 클립을 제1 컨덕터로 이용하는 커패시터를 채택한 경우와 인쇄회로 기판에 실장된 컴포넌트 커패시터를 채택한 경우의 안테나 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 다양한 실시 예에 따른, 안테나 클립 및 안테나 클립을 제1 컨덕터로 이용하는 커패시터를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 다양한 실시 예에 따른, 안테나 클립 및 안테나 클립을 제1 컨덕터로 이용하는 커패시터를 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경 (modification), 균등물 (equivalent), 및/또는 대체물 (alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, "가진다," "가질 수 있다,""포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징 (예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, "A 또는 B,""A 또는/및 B 중 적어도 하나,"또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나,"또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서 어떤 구성요소 (예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소 (예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소 (예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)," "~하는 능력을 가지는 (having the capacity to)," "~하도록 설계된 (designed to)," "~하도록 변경된 (adapted to)," "~하도록 만들어진 (made to),"또는 "~를 할 수 있는 (capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된 (specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서 (예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서 (generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 도 1 내지 도 12를 통해 후술하겠지만, 커패시터를 안테나의 일부로 포함하는 상기 안테나를 이용하는 전자 장치일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰 (smartphone), 태블릿 PC (tablet personal computer), 이동 전화기 (mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기 (e-book reader), 데스크탑 PC (desktop personal computer), 랩탑 PC (laptop personal computer), 넷북 컴퓨터 (netbook computer), 워크스테이션 (workstation), 서버, PDA (personal digital assistant), PMP (portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라 (camera), 또는 웨어러블 장치 (wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치 (head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리 (appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치 (smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 커패시터를 안테나의 일부로 포함하는 상기 안테나를 이용하는 스마트 가전 제품 (smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD (digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스 (set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널 (home automation control panel), 보안 컨트롤 패널 (security control panel), TV 박스 (예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔 (예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더 (camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 커패시터를 안테나의 일부로 포함하는 상기 안테나를 이용하는 플렉서블 전자 장치일 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도 1 내지 11을 참조하여 다양한 실시 예에 따른 안테나 및 상기 안테나를 이용하는 전자 장치에 대해서 살펴본다. 다양한 실시 예에서 이용되는 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
금속 하우징의 전자 장치는 금속이 외부로 노출 되다 보니, 전자 장치의 충전 등의 경우에 감전 이슈가 항상 존재할 수 있다. 상기 감전 이슈는 금속 하우징에 대한 도금이나 도장, 산화처리 등의 후처리를 통해 방지할 수 있다. 하지만, 시간이 지나거나 소비자의 부주의 또는 유통상 문제로 인해, 상기 후처리로 형성된 보호 막이 갈라지거나 떨어져 나가는 등의 이상이 생길 수 있고, 이러한 경우 다시 감전 이슈가 발생할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치는 금속 하우징에 의해 ESD(electrostatic discharge) 이슈가 존재할 수 있다. 상기 감전 이슈와 상기 ESD 이슈는 상기 금속 하우징을 채용한 전자 장치에 있어서, DC 성분의 신호에 기초하여 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 이하 DC 성분에 의해 감전 문제 및 ESD 문제 중 어느 하나에 대해서 언급되었다 하더라도 본 발명의 다양한 실시 예는 상기 감전 문제 및 ESD 문제 모두에 대해 해결 방안으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 주파수 값에 따른 커패시터의 전달 특성을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 그래프 100의 x축은 주파수를 나타내고, 그래프 100의 y축은 전력의 크기를 나타낼 수 있다. 커패시터의 커패시턴스 값은 고정되어있다는 가정 하에, 그래프 100을 검토하겠다. 그래프 100은 저주파수에서 낮은 전력 값을 갖고, 고주파수에서 높은 전력 값을 가질 수 있다. 다시 말해, 커패시터는 고주파수 대역을 잘 통과시키는 반면, 저주파수 대역을 차단하는 역할을 할 수 있다.
커패시터의 임피던스는 1/jwC 이므로, 커패시터는 저주파수에서 개방 회로(open circuit)와 같이 동작하고, 고주파수에서 단락 회로(short circuit)와 같이 동작하기 때문일 수 있다. 따라서, 커패시터는 DC 전류를 차단하고, AC 전류만 통과시킬 수 있다.
따라서, 상기 금속 하우징과 접지부 사이에 커패시턴스 성분을 연결하면, 전자 장치가 충전 중이라 하더라도, 상기 전자 장치를 파지한 사용자에게 상기 금속 하우징을 통해 DC 전류가 흐르지 않아 감전 문제가 발생하지 않을 수 있다. 또한, 이를 통해 감전 이슈뿐만 아니라 ESD 문제도 발생하지 않을 수 있다.
도 2는 종래 전자 장치의 안테나의 회로도를 도시한 도면이다.
종래 전자 장치의 안테나는 방사체 210, 제2 커패시터 220, 제3 커패시터 230, 급전부, 및 접지부를 포함한다. 방사체 210은 제1 커패시터 220 및 제2 커패시터 230를 통해 접지된다. 도 2에는 도시되지 않았지만, 방사체 210은 급전부(미도시)와 더 연결되어 상기 전자 장치로부터 전류를 제공받는다.
앞서 언급했듯이, 제1 커패시터 220 및 제2 커패시터 230은 DC 전류를 차단하는 역할을 할 수 있다. 이 경우, 제1 커패시터 220 또는 제2 커패시터 230 하나만 있어도 DC 전류를 차단할 수 있는 바, 하나의 커패시터는 스페어로 구비된 것일 수 있다. 따라서, 도 2에는 방사체 210에 커패시터가 2개 잇따라 연결된 것으로 도시되어 있지만, 1개의 커패시터만 연결될 수도 있다.
종래 전자 장치의 안테나는 안테나 클립을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 클립은 방사체 210과 제1 커패시터 220 사이 도면 부호 240에 위치한다.
도 3은 종래 전자 장치의 안테나 클립의 사시도이다. 왼쪽에 도시된 도면 (a)는 안테나 클립 300의 상단에 대한 사시도이고, 오른쪽에 도시된 도면 (b)는 안테나 클립 300의 하단에 대한 사시도이다. 또한, 도 4는 종래 전자 장치의 인쇄회로기판에 실장되는 안테나 클립 및 커패시터를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 안테나 클립 300의 연결부 310은 도 2의 방사체 210과 연결된다. 또한, 안테나 클립 300의 밑면 320은 도 2의 제1 커패시터 220과 연결된다.
도 4를 참조하면, 인쇄회로기판(PCB: printed circuit board) 400이 도시되어 있다. 도면 부호 410은 안테나 클립 300이 실장될 위치이고, 도면 부호 410a 및 410b는 안테나 클립 300을 인쇄회로기판 400 위에 고정시키기 위해 납 패드가 제공될 위치이다. 안테나 클립 300의 밑면 320이 인쇄회로기판 400 위에 직접 맞닿도록 놓인다.
이와 유사하게, 도면 부호 420은 제1 커패시터 220이 실장될 위치이고, 도면 부호 420a 및 420b는 제1 커패시터 220을 인쇄회로기판 400 위에 고정시키기 위해 납 패드가 제공될 위치이다. 또한, 도면 부호 430은 제2 커패시터 230이 실장될 위치이고, 도면 부호 420a 및 420b는 제1 커패시터 210을 인쇄회로기판 400 위에 고정시키기 위해 납 패드가 제공될 위치이다.
도면 부호 440a는 안테나 클립 300과 제1 커패시터 220을 연결하는 연결선(예를 들어, 트레이스)이고, 도면 부호 440b는 제1 커패시터 220과 제2 커패시터 230을 연결하는 연결선이고, 도면 부호 440c는 제2 커패시터 230과 접지부(미도시)를 연결하는 연결선이다.
다만, DC 차단 부재로서 컴포넌트 커패시터를 이용하는 경우라도, 전자 장치를 떨어뜨리는 등의 충격이 발생하면, 상기 컴포넌트 커패시터가 깨져버려 다시 감전 문제 및 ESD 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제 때문에, 도 2 및 도 4와 같이 2개의 커패시터를 연결하는 것이나, 이는 비용 상승 및 공간적인 문제를 새로이 야기할 수 있다.
또한, 컴포넌트 커패시터는 부품 자체가 가지는 특성의 한계로 인해, 손실, ESD, leakage current 등에 취약할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 커패시터의 커패시턴스 값에 따른 안테나 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5의 상단에 도시된 도면 (a)는 직렬로 연결된 커패시터와 1nH의 인덕턴스 값을 갖는 인덕터를 포함하는 회로이다. 도 5의 하단에 도시된 도면 (b)는 도면 (a)에 도시된 회로에서의 안테나 특성을 나타낸 그래프이다.
도면 (b)에는, 도면 (a)에 도시된 커패시터의 커패시턴스 값이 10pF, 20pF, 30pF, 40pF, 또는 50pF인 경우 각각의 안테나 특성을 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
도면 (b)를 참조하면, 커패시턴스 값이 커질수록 안테나 특성 그래프가 저주파수 방향으로 이동함을 알 수 있다. 이를 통해, 전력 크기가 가장 큰 주파수 대역이 점점 저주파수 대역으로 옮겨갈 수 있다. LC 회로에서 인덕턴스 값이 동일할 때, 커패시턴스 값이 클수록 공진 주파수가 낮아지는 원리이다. 즉, 커패시턴스 값이 클수록, 저주파 영역에서의 전달 특성이 우수할 수 있다. 예를 들어, 커패시턴스 값이 10pF인 경우, 안테나는 1.5GHz에서 가장 많은 전력을 전달시키고, 커패시턴스 값이 50pF인 경우 안테나는 0.6GHz에서 가장 많은 전력을 전달시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 인덕턴스 값에 따른 안테나 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6의 상단에 도시된 도면 (a)는 직렬로 연결된 30pF 커패시턴스 값을 갖는 커패시터와 인덕터를 포함하는 회로이다. 도 6의 하단에 도시된 도면 (b)는 도면 (a)에 도시된 회로에서의 안테나 특성을 나타낸 그래프이다.
도면 (b)에는, 도면 (a)에 도시된 인덕터의 인턱턴스 값이 0nH, 1nH, 2nH, 3nH, 4nH, 또는 5nH 인 경우 각각의 안테나 특성을 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
도면 (b)를 참조하면, 인덕턴스 값이 커질수록 안테나 특성 그래프가 약 0.5GHz를 기준으로 고주파에서의 전력크기가 점점 낮아짐을 알 수 있다. 이를 통해, 인턱턴스 값이 클수록, 고주파 영역에서의 전달 특성이 악화됨을 알 수 있다. 예를 들어, -3dB를 기준으로, 인덕턴스 값이 2nH인 경우, 안테나는 약 8GHz 까지의 전력을 전달시키고, 인덕턴스 값이 4nH인 경우 안테나는 약 4GHz 까지의 전력을 전달시킬 수 있다.
도 4의 경우와 같이, 안테나 클립 410이 인쇄회로기판 400 위의 트레이스 440a 내지 440c를 통해 커패시터 420 및 430과 연결되는 경우, 인덕턴스 성분이 생성될 수 있다. 또한, 커패시터 420 및 430가 컴포넌트 커패시터인 경우, 자체적으로 인덕턴스 성분이 포함되어있을 수 있다. 따라서, 이러한 인덕턴스 성분의 인덕터는 안테나의 고주파 영역 성능을 열화시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 안테나 클립 및 안테나 클립을 제1 컨덕터로 이용하는 커패시터를 나타낸 도면이다.
안테나 클립 710은 도 3의 안테나 클립 300과 대응할 수 있다. 도 7의 안테나 클립 710의 밑면에는 금속 플레이트 720이 접착제 730을 통해 부착되어 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 안테나 클립 710 및 금속 플레이트 720도 도전성 소재이고, 접착제 730은 비도전성 소재일 수 있다. 따라서, 상호 평행한 안테나 클립 710의 밑면과 금속 플레이트 720, 그리고 접착제 730은 커패시터 700의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 안테나 클립 710의 밑면은 제1 컨덕터이고, 금속 플레이트 720은 제2 컨덕터이고, 접착제 730은 유전체일 수 있다.
금속 플레이트 720은 인쇄회로기판에 연결될 수 있고, 안테나 클립 710의 상단(예를 들어, 도 3의 연결부 310)은 방사체와 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 방사체는 전자 장치의 금속 하우징의 적어도 일부를 포함하는 안테나 패턴일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 커패시터 700은 DC 전압을 차단하기에 충분한 커패시턴스 값을 갖도록 설계될 수 있다. 커패시터의 커패시턴스 값을 설계하는 방법은 도 8에서 설명하겠다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 커패시터의 커패시턴스 값을 결정하는 다양한 팩터(factor)를 나타낸 도면이다.
도 8의 왼쪽에 도시된 도면 (a)는 제1 컨덕터 810 및 제2 컨덕터 820이 평행한 경우의 커패시터일 수 있다. 이 경우, 제1 컨덕터 810 및 제2 컨덕터 820 사이에는 공기가 유전체로 동작할 수 있다. 공기의 유전율은 ε0일 수 있다. 이 경우의 커패시턴스 값 C는 공기의 유전율 ε0과 컨덕터 810 및 820의 면적 A의 곱에서 컨덕터 810 및 820의 간격 d를 나눈 값이다.
도 8의 오른쪽에 도시된 도면 (b)는 제1 컨덕터 830 및 제2 컨덕터 840이 평행한 경우의 커패시터일 수 있다. 이 경우, 도 (b)의 커패시터에는 제1 컨덕터 830 및 제2 컨덕터 840 사이에 유전체 850이 더 포함될 수 있다. 유전체의 유전율은 ε로 놓겠다. 이 경우의 커패시턴스 값 C는 유전체 850의 유전율 ε과 컨덕터 830 및 840의 면적 A의 곱에서 컨덕터 830 및 840의 간격 d를 나눈 값이다.
따라서, 도 7의 금속 플레이트 720의 면적, 접착제 730의 유전율 및 두께 중 적어도 하나 이상은 DC 성분을 차단할 수 있는 커패시턴스 값을 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 커패시턴스 값은 10pF 이상이 되도록 설계될 수 있고, 접착제 730의 유전율은 상대적으로 높은 값인 12 F/m 이상일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 도 7의 커패시터 700은 컴포넌트 커패시터에 비해 충분히 넓은 표면적을 갖는 금속 플레이트 720을 컨덕터로서 포함하고, 넓은 표면적에 제공된 접착체 730을 통해 안테나 클립 710에 결합될 수 있다. 따라서, 외부로부터 전자 장치에 충격이 가해진 경우라도, 금속 플레이트 720이 안테나 클립 710으로부터 이탈되지 않을 수 있다.
또한, 인쇄회로기판 위의 트레이스를 이용하지 않고, 컴포넌트 커패시터를 이용하지 않는 바, 커패시터 700은 인덕턴스 성분을 포함하지 않을 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, DC 차단 부재로서 안테나 클립을 제1 컨덕터로 이용하는 커패시터를 채택한 경우와 인쇄회로 기판에 실장된 컴포넌트 커패시터를 채택한 경우의 안테나 특성을 나타낸 그래프이다.
그래프 910은 도 4와 같이 인쇄회로기판 위에 컴포넌트 커패시터로 본 발명을 구현한 경우의 그래프일 수 있다. 또한, 그래프 920은 안테나 클립에 금속 플레이트를 접착제로 부착한 커패시터로 본 발명을 구현한 경우의 그래프일 수 있다.
그래프 910의 커패시터는 0.1nF의 커패시턴스 값을 갖는 두 개의 커패시터를 직렬로 연결한 것인 바, 통합 커패시턴스 값은 50pF일 수 있다. 또한, 그래프 920의 커패시터는 유전율 12 F/m인 유전체를 15um 두께로 설계되었고, 이 때의 커패시턴스 값은 18pF일 수 있다.
그래프 920을 그래프 910과 비교하면, 커패시턴스 값이 작은 바, 저주파 대역이 상대적으로 취약하고, 고주파 대역에 상대적으로 강함을 알 수 있다. 다만, 상기 상대적으로 취약한 저주파 대역은 해당 안테나가 이용하는 주파수 대역이 아닐 수 있다. 그래프 920을 참조하면, 안테나가 실제 이용하는 700MHz 대역은 우수한 전달 특성을 가짐을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 커패시터 700은 커패시터 220 및 230에 비해 충격에 강하고, 저주파수 대역의 성능은 유지하되, 고주파수 대역의 성능이 더 강함을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 다양한 실시 예에 따른, 안테나 클립 및 안테나 클립을 제1 컨덕터로 이용하는 커패시터를 나타낸 도면이다.
커패시터 1000은 안테나 클립 1010의 상단(도 3의 연결부 310)과 나란히 배치된 금속 플레이트 1020 및 접착제 1030을 포함할 수 있다. 금속 플레이트 1020의 표면적은 도 7의 금속 플레이트 720의 표면적보다 작으므로, 상대적으로 높은 유전율을 갖는 접착제 1030 및 충분히 얇은 두께를 갖도록 설계될 수 있다.
금속 플레이트 1020은 전자 장치의 하우징에 연결될 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 금속 플레이트 1020은 전자 장치의 하우징의 일부로서 사출된 일 영역일 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 다양한 실시 예에 따른, 안테나 클립 및 안테나 클립을 제1 컨덕터로 이용하는 커패시터를 나타낸 도면이다.
도 11의 커패시터 1100은 도 7의 커패시터 700과 비교하여, 금속 플레이트가 두 부분 1120a 및 1120b로 나뉘어 있음을 알 수 있다. 이 경우, 각각의 금속 플레이트 1120a 및 1120b에는 접착제 1130a 및 1130b가 제공되어 안테나 클립 1110의 밑면에 부착될 수 있다.
도 11의 커패시터 1100은 금속 플레이트 1120a를 컨덕터로 포함하는 제1 커패시터와 금속 플레이트 1120b를 컨덕터로 포함하는 제2 커패시터가 병렬로 연결된 구조일 수 있다. 따라서, 제1 커패시터의 커패시턴스 값과 제2 커패시터의 커패시턴스 값의 합이 커패시터 1100의 커패시턴스 값일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치의 안테나는 방사체; 상기 전자 장치의 금속 하우징과 연결된 안테나 클립; 상기 안테나 클립의 일부를 포함하는 커패시터; 및 상기 안테나를 동작시키는 급전부 및 접지부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 방사체는 상기 금속 하우징의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 커패시터는 제1 컨덕터, 제2 컨덕터, 및 유전체를 포함하고, 상기 제1 컨덕터는 상기 안테나 클립의 일부이고, 상기 제2 컨덕터는 상기 안테나 클립의 일부와 평행한 전도체일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 유전체는 상기 제1 컨덕터 및 상기 제2 컨덕터가 평행하도록 각각의 위치를 고정시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 안테나 클립은 상기 제2 컨덕터를 통해 상기 급전부 및 상기 접지부에 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 컨덕터는 상기 급전부 및 상기 접지부를 포함하는 인쇄회로기판(PCB; printed circuit board)에 부착될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 안테나 클립은 상기 제2 컨덕터를 통해 상기 금속 하우징과 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 금속 하우징의 적어도 일부는 상기 제2 컨덕터의 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 컨덕터의 면적 및 상기 제1 컨덕터와 상기 제2 컨덕터와의 간격은 상기 커패시터의 DC 성분 차단 정도를 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 유전체의 유전률은 상기 커패시터의 DC 성분 차단 정도를 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 유전체의 두께는 상기 커패시터의 DC 성분 차단 정도를 고려하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치의 금속 하우징의 적어도 일부를 포함하는 방사체; 상기 전자 장치의 금속 하우징과 연결된 안테나 클립; 상기 안테나 클립의 적어도 일부를 포함하는 DC 차단 부재; 및 상기 안테나를 동작시키는 급전부 및 접지부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 DC 차단 부재는 커패시턴스 성분을 이용하여 DC 전류의 흐름을 차단할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 DC 차단 부재는, 상기 DC 차단 부재에 대응하여 위치한 상기 방사체의 적어도 일부와 함께 커패시턴스 성분을 이용하여 DC 전류의 흐름을 차단할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 (firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위 (unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛 (unit), 로직 (logic), 논리 블록 (logical block), 부품 (component), 또는 회로 (circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용 (interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들면,"모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC (application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs (field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치 (programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치 (예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법 (예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체 (computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어는, 프로세서 (예: 프로세서 120)에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리 130이 될 수 있다.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체 (magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체 (optical media)(예: CD-ROM (compact disc read only memory), DVD (digital versatile disc), 자기-광 매체 (magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크 (floptical disk)), 하드웨어 장치 (예: ROM (read only memory), RAM (random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱 (heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
그리고 본 발명의 다양한 실시 예에서 개시된 실시 예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
700: 커패시터
710: 안테나 클립
720: 금속 플레이트
730: 접착제

Claims (14)

  1. 전자 장치의 안테나에 있어서,
    방사체;
    상기 전자 장치의 금속 하우징과 연결된 안테나 클립;
    상기 안테나 클립의 일부를 포함하는 커패시터; 및
    상기 안테나를 동작시키는 급전부 및 접지부;를 포함하는 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사체는 상기 금속 하우징의 적어도 일부를 포함하는 것인, 안테나.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 커패시터는 제1 컨덕터, 제2 컨덕터, 및 유전체를 포함하고,
    상기 제1 컨덕터는 상기 안테나 클립의 일부이고,
    상기 제2 컨덕터는 상기 안테나 클립의 일부와 평행한 전도체인 것인, 안테나.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유전체는 상기 제1 컨덕터 및 상기 제2 컨덕터가 평행하도록 각각의 위치를 고정시키는 것인, 안테나.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 안테나 클립은 상기 제2 컨덕터를 통해 상기 급전부 및 상기 접지부에 연결되는 것인, 안테나.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 컨덕터는 상기 급전부 및 상기 접지부를 포함하는 인쇄회로기판(PCB; printed circuit board)에 부착되는 것인, 안테나.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 안테나 클립은 상기 제2 컨덕터를 통해 상기 금속 하우징과 연결되는 것인, 안테나.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 금속 하우징의 적어도 일부는 상기 제2 컨덕터의 역할을 수행하는 것인, 안테나.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 컨덕터의 면적 및 상기 제1 컨덕터와 상기 제2 컨덕터와의 간격은 상기 커패시터의 DC 성분 차단 정도를 고려하여 결정된 것인, 안테나.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 유전체의 유전률은 상기 커패시터의 DC 성분 차단 정도를 고려하여 결정된 것인, 안테나.
  11. 청구항 4에 있어서,
    상기 유전체의 두께는 상기 커패시터의 DC 성분 차단 정도를 고려하여 결정된 것인, 안테나.
  12. 전자 장치의 안테나에 있어서,
    상기 전자 장치의 금속 하우징의 적어도 일부를 포함하는 방사체;
    상기 전자 장치의 금속 하우징과 연결된 안테나 클립;
    상기 안테나 클립의 적어도 일부를 포함하는 DC 차단 부재; 및
    상기 안테나를 동작시키는 급전부 및 접지부;를 포함하는 안테나.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 DC 차단 부재는 커패시턴스 성분을 이용하여 DC 전류의 흐름을 차단하는 것인, 안테나.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 DC 차단 부재는,
    상기 DC 차단 부재에 대응하여 위치한 상기 방사체의 적어도 일부와 함께 커패시턴스 성분을 이용하여 DC 전류의 흐름을 차단하는 것인, 안테나.
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