KR20180047889A

KR20180047889A - 안테나 장치

Info

Publication number: KR20180047889A
Application number: KR1020160144712A
Authority: KR
Inventors: 권순광; 조중영; 유영석; 장재혁; 서정욱
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2018-05-10
Also published as: CN108011193A; CN207664232U

Abstract

본 개시는 근거리 무선 통신에 사용되는 안테나 장치에 관한 것이며, 상기 안테나 장치는 코어와 상기 코어의 외부면을 둘러싸도록 배치되는 솔레노이드형 코일을 포함한다. 상기 코어는 다수의 플레이트 시트를 포함하는데, 상기 플레이트 시트는 고투자율 특성과 차폐 특성을 가지는 시트, 코어의 전체적인 기계적 강도를 확보하여 상기 솔레노이트형 코일을 권취할 때 깨짐 현상을 방지하도록 하는 시트로 구성된다.

Description

안테나 장치{ANTENNA DEVICE}

본 개시는 안테나 장치에 관한 것으로, 특히, NFC (Near Field Communication) 이나 MST (Magnetic Secure Transmission) 에 적합한 안테나 장치에 관한 것이다.

NFC (Near Field Communication) 및 MST (Magnetic Secure Transmission) 등은 1차 코일에 교류 전류가 인가되어 자력선이 발생하면, 그에 근접한 2차 코일이나 마그네틱 센서 (Magnetic Sensor) 에서 신호를 받아, 교통, 티켓, 모바일 결제 등과 같은 여러 가지 서비스에 사용되는데, 이 때 자기 유도에 의한 통신방식이 널리 사용된다. 일반적으로, 상기 통신방식에 적용되는 안테나는 전기적 신호를 전자기적 신호로 변환하는 코일부와 와전류에 발생하는 반자장에 의한 인식거리 감소를 방지하기 위한 자성체 시트부로 이루어지는데, 현재 사용되는 안테나의 코일부는 루프 (Loop) 형태로 제작되고 있어 안테나의 중심부에서는 자기장의 발생이 약해지는 부분이 발생하여 인식거리가 멀어지면 안테나가 인식되지 않는 Null 현상을 발생시킨다. 하기의 특허문헌 1 은 안테나의 방사 특성을 유지하면서도 안테나를 소형화하여 전기적 특성을 개선할 수 있는 NFC 안테나를 소개하지만, 여전히 Loop 형태의 코일을 가지는 안테나를 포함하므로, 안테나가 인식되지 않을 우려는 여전히 존재한다.

한국 특허공개공보 제10-2015-0145960호

본 개시는 종래 루프 형태의 안테나의 사용시 발생하는 Null 현상을 개선하는 것과 동시에, 인덕턴스를 향상시키고, 기계적 특성을 확보한 안테나 장치를 제공하고자 한다.

본 개시는 복수의 시트를 적층한 코어와 상기 코어의 외부면을 둘러감도록 배치된 솔레노이드형 코일을 포함하는 안테나 장치에 관한 것이다. 상기 코어는 제1 시트, 제2 시트 및 제3 시트의 적층 구조를 가지며, 상기 제1 시트가 코어의 가장 하부에 배치되며, 상기 제1 시트의 상부면에는 상기 제2 시트가 배치되고, 상기 제2 시트의 상부면에는 상기 제3 시트가 배치된다.

상기 코어 내 상기 제1 및 제3 시트는 고투자율 특성과 차폐 특성을 가지는 재질을 포함하도록 구성하고, 상기 제1 및 제3 시트 사이에 배치되는 상기 제2 시트는 코어의 기계적 강도를 확보하면서, 제1 및 제3 시트가 취성에 의해 깨지는 것을 방지할 수 이는 특성을 가지는 재질을 포함하도록 구성한다.

본 개시에 따른 안테나 장치의 여러 효과 중의 하나는 인덕턴스 향상과 함께 안테나 장치 내 위치에 따라 와전류에 의한 인식거리 감소의 문제를 해소하면서도 기계적 강도를 충분히 확보하는 안테나 장치를 제공할 수 있다.

도1 은 본 개시의 일 예에 따른 안테나 장치의 개략적인 단면도이다.
도2 는 도1 의 안테나 장치의 개략적인 상면도를 나타낸다.
도3(a) 및 도3(b) 의 각각은 본 개시의 안테나 장치의 일 변형예에 따른 단면도 및 상면도를 나타낸다.
도4 는 본 개시의 안테나 장치의 다른 변형예에 따른 단면도를 나타낸다.
도5(a) 는 본 개시의 안테나 장치의 또 다른 변형예에 따른 단면도를 나타내고, 도5(b) 는 상기 안테나 장치가 전자 기기 (모바일 set) 내 적용되는 활용예를 나타낸다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 개시의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 개시의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 개시를 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 개시의 일 예에 따른 안테나 장치를 설명하되, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

안테나 장치

도1 은 본 개시의 일 예에 따른 안테나 장치의 개략적인 단면도이고, 도2 는 도1 의 안테나 장치의 개략적인 상면도이다.

도1 과 도2 를 참고하면, 본 개시의 일 예에 따른 안테나 장치 (100a) 는 코어 (1a) 와 상기 코어의 외부면을 둘러감도록 배치되는 코일 (2a)을 포함한다.

먼저, 상기 코어 (1a) 는 복수의 시트가 적층된 구조를 가지며, 두께 방향 (T-direction) 으로 서로 마주하는 상면 및 하면, 폭 방향 (W-direction) 으로 서로 마주하는 제1 면 및 제2 면, 길이 방향 (L-direction) 으로 서로 마주하는 제3 면 및 제4 면을 포함하여, 실질적으로 육면체 형상을 가질 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.

코어 (1a) 는 플레이트 형상을 가지는 복수의 시트들이 두께 방향을 따라 순차적으로 적층된 구조를 가진다. 상기 코어 (1a) 는 두께 방향을 따라 제1 시트 (11a), 상기 제1 시트 위에 배치되는 제2 시트(12a), 및 상기 제2 시트 위에 배치되는 제3 시트 (13a) 를 포함한다. 상기 제1 내지 제3 시트 (11a, 12a, 13a) 는 플레이트 형상을 가지며, 그 두께는 시트들을 구성하는 재질의 특성 및 요구되는 투자율에 따라 적절히 선택될 수 있으나, 코어의 총 두께가 500 ㎛ 를 넘지 않는 것이 바람직하다. 이는, 최근 전자 기기의 소형화 추세에 따라 결정된 두께인데, 코어의 총 두께가 500 ㎛ 를 넘는 경우, 전자 기기 내 안테나를 내장시킬 때 내장 가능한 공간에 현저한 제약이 있을 수 있다. 코어의 총 두께가 500 ㎛ 를 넘지 않는 범위 내에서 제1 내지 제3 시트가 모두 포함되어야 하며, 중간에 삽입되는 제2 시트 (12a) 는 후술되는 바와 같이 기계적 강도를 확보하는 기능이 주 기능이므로, 요구되는 기계적 강도를 확보하는 범위 내에서 기술적으로 최대한 얇게 구성하는 것이 바람직하다.

상기 코어 (1a) 내 가장 아래 배치되는 제1 시트 (11a) 는 사각형의 단면 형상을 가지는 플레이트 시트일 수 있다. 상기 제1 시트 (11a) 는 높은 투자율을 가지는 재질을 사용하여 안테나 장치의 인식거리를 증가시킬 수 있도록 한다. 상기 제1 시트 (11a) 의 비투자율 (Specific Permeability) 은 5,000 이상 200,000 이하인 것이 바람직한데, 비투자율이 5,000 에 미치지 못하는 경우, 안테나 장치의 인식 거리를 충분히 확보할 수 없으며, 비투자율이 200,000 을 넘는 경우 비투자율의 증가에 따른 인식거리의 증가 정도가 크지 않고, 고투자율을 확보하기 위해 시트 내 자성 분말의 형상을 고도로 제어하여야 하는 등 공정 비용이 급격히 상승한다.

동시에, 상기 제1 시트 (11a) 는 차폐 특성 (Shield Property) 를 가져서, 외부 신호에 의해 야기되는 와전류 손실을 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 차폐 특성이란, NFC 와 같은 전기적 신호가 입사되면, 그 신호를 흡수함으로써, 금속에 의한 와전류 손실 등을 방지할 수 있게 하는 것을 의미한다.

이처럼, 제1 시트 (11a) 가 차폐 특성을 가지면서 고투자율의 특성을 가지도록 하기 위해서는 예를 들어 퍼멀로이 또는 페라이트 일 수 있고, 또는, 제1 시트 내 투자율이 높은 재질을 나노 결정 리본으로 포함하는 것이 특히 바람직한데, Fe계 또는 Co계 나노 결정질 합금 분말을 리본 형상으로 제조한 나노 결정 리본을 이용하여 시트를 형성하는 것이다.

상기 코어 (1a) 중 상기 제1 시트의 상부면 상에 배치되는 제2 시트 (12a) 는 그 아래 배치된 제1 시트의 단면의 형상과 동일한 단면의 형상을 가지는 플레이트 시트일 수 있다. 제2 시트 (12a) 는 제1 시트의 기계적 특성, 예를 들어, 취성 (brittleness) 이 강한 기계적 특성 등을 보완하여, 코어의 전체적인 기계적 강도를 확보할 수 있도록 추가되는 시트이다. 상기 제2 시트 (12a) 의 인장 강도는 20 Mpa 이상 500 Mpa 이하인 것이 바람직하다. 인장 강도가 20 Mpa 에 미치지 못하는 경우, 취성으로 인해 고투자율의 제1 시트가 깨져버리는 우려가 없도록 하는 기능을 충분히 수행할 수 없으며, 500 MPa 보다 큰 경우, 제2 시트가 안테나 장치의 코어로서 포함되도록 시트를 가공하는 공정을 어렵게 하며, 구조 플라스틱 수준의 인장 강도를 구현하는 것은 불필요하다.

상기 제2 시트 (12a) 는 비자성체일 수 있고, 반대로 자성체일 수 있다.

상기 제2 시트 (12a) 가 비자성체인 경우, FPCB 혹은 PCB 일 수 있다.

상기 제2 시트 (12a) 는 플라스틱일 수 있는데, 특히, 열가소성 수지일 수도 있다. 상기 플라스틱은 인장 강도가 20 MPa 이상 500 Mpa 이하의 범위 내이면 충분하며, 그 구체적인 수지의 종류를 한정할 필요가 없으며, 두께도 상기 수치 범위의 인장 강도를 구현할 수 있는 정도에서 적절히 선택할 수 있다.

상기 제2 시트 (12a) 는 예를 들어, ABS 수지, ASA 수지, EVA 수지, 아크릴 수지, PBT 수지, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 나일론, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴레이트계 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄계 수지, 폴리아미드계 수지, 및 폴리이미드계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 제2 시트 (12a) 는 자성체일 수도 있는데, 상기 제2 시트가 자성체인 경우, 고투자율의 제1 시트와 더불어서 코어의 투자율을 상승시킬 수 있어, 안테나 장치의 전체적인 인식거리를 증가시킬 수가 있다. 상기 제2 시트가 자성체인 경우 특히 고투자율의 금속이 바람직한데, 예를 들어, 규소 강판 또는 뮤 메탈 (Mu-Metal) 이 바람직하다.

상기 제2 시트 (12a) 가 금속의 자성체인 경우, 제1 시트의 취성으로 인한 코일 권선시의 깨짐 현상을 방지할 수는 있으나, NFC 나 무선 충전 등에 의한 전기적 신호가 금속 표면에 반사되어 와전류를 생성하고 이로 인해 안테나 장치의 인식거리가 줄어드는 문제점이 있을 수 있다. 그런데, 본 발명자는 제1 시트, 제2 시트, 제3 시트들의 특정한 배열을 통해 우려되는 상기 문제점을 해결한 것이다.

상기 특정한 배열이란, 고투자율의 제1 시트 (11a) 의 상부면 상에 금속 재질의 제2 시트 (12a) 를 배치하고, 그 제2 시트의 상부면 상에 또 다시 고투자율의 제3 시트 (13a) 를 배치함으로써, 제2 시트의 상부면과 하부면의 양 표면의 모두에 고투자율의 자성 시트가 배치되도록 하여서, 제2 시트의 표면이 직접적으로 코어의 외부로 노출되는 것을 방지하는 것이다. 그 결과, 외부 신호가 제2 시트의 금속 표면에 반사되어 와전류를 생성하고 안테나 장치의 인식 거리를 감소시키는 문제점을 우려할 필요가 없게된다.

고투자율 특성과 차폐 특성을 가지는 제1 시트 (11a) 와 코어의 기계적 강도를 확보하여 취성이 강한 제1 시트의 깨짐 현상을 방지하는 제2 시트 (12a) 의 상측으로는 제3 시트 (13a) 가 배치된다. 상기 제3 시트 (13a) 는 제1 시트와 동일한 재질을 포함할 수 있다. 아니면, 상기 제3 시트는 제1 시트와 마찬가지로, 고투자율 특성과 차폐 특성을 가지는 재질을 포함하면 충분하며, 제1 시트와 상이한 재질을 포함해도 괜찮다.

상기 제3 시트 (13a) 는 상기 제1 시트 (11a) 와 더불어 제2 시트가 금속일 경우, 그 금속 표면으로부터 반사되는 전기적 신호를 차폐할 수 있다.

상기 제3 시트 (13a) 는 제1 시트와 동일한 단면의 형상 및 단면적을 가질 수 있다. 도2 를 참조하면, 제3 시트는 직사각형의 단면의 형상을 가지나, 이에 한정되는 것은 아니며, 요구되는 안테나 장치의 사이즈 및 용도에 따라 설계자가 그 단면 형상과 단면적을 자유롭게 변경할 수 있는 것은 물론이다.

다음은, 상기 제1 내지 제3 시트 (11a, 12a, 13a) 를 적층하는 코어의 외부면을 둘러감도록 배치되는 코일 (2a) 을 설명한다.

상기 코일 (2a) 은 솔레노이드 타입의 코일로 구성된다. 상기 솔레노이드 타입의 코일은 루프 타입 (Loop-type) 의 코일과는 구별되는 코일이다. 루프 타입의 코일은 환형의 코일로서, 안테나 코어의 일면 상에서 상기 코어의 외주부의 내측면을 따라 권취되는 것인데, 무선 통신 장치에서 일반적으로 적용되는 코일의 형태이다. 하지만, 루프 타입의 코일을 가지는 안테나 장치의 경우, 단말기와 물리적으로 멀어짐에 따라 코일이 배치된 일면의 중심부에서는 자기장이 약해지는 부분이 발생하여, 신호로부터 거리가 멀어지면 안테나가 인식되지 않는 Null 현상으로 인해 인식률이 현저히 저감되는 문제가 있다.

그러나, 본 개시의 안테나 장치 (100a) 는 복수의 시트가 적층된 코어의 외부면 상에 솔레노이드 타입으로 코일을 배치시키므로, 코어의 중심부 상에서 Null현상이 발생하는 문제점을 완전히 해소할 수가 있다. 이처럼 본 개시의 안테나 장치 (100a) 에서 종래의 Null 현상이 발생하지 않는 이유는, 도1 및 도2 에서 보는 것과 같이, 코어 (1a) 의 상면과 하면의 전체적으로 일정하게 자기장이 분포할 수 있기 때문이다.

한편, 도1 및 도2 의 코일 (2a) 은 코어의 상면과 하면의 전체 영역을 걸쳐서 균일하게 배치되는 전면 권선을 도시하나, 요구되는 인덕턴스 수준에 따라 코일이 코어의 상면과 하면의 일부 영역, 예를 들어, 상면과 하면의 전체를 삼등분 할 때, 상면 및 하면의 중심부인 영역에만 부분적으로 코일을 권선하는 부분 권선으로도 적용될 수 있는 것은 물론이다.

다음, 본 개시의 안테나 장치의 변형예들을 설명한다.

도1 및 도2 를 통해 설명한 안테나 장치 (100a) 의 높이는 코어의 높이와 그 코어의 상면 및 하면에 배치되는 코일의 두께에 해당한다.

후술하는 도3 내지 도5 에 설명되는 안테나 장치들은 도1 및 도2 의 안테나 장치 (100a) 와 대비하여, 안테나 장치의 전체 높이를 제한하였다는 점에서 구별된다.

안테나 장치의 전체 높이를 제한하는 것은 최근 전자기기의 소형화 추세에 따라 안테나 장치가 배치되는 위치나 그에 인접하여 배치되는 기타 전자부품들과 안테나 장치 간의 상대적인 위치 관계를 고려하여 안테나 장치가 전자 기기에 보다 다양하게 적용될 수 있도록 하기 위한 고려이다.

먼저, 도3(a) 와 도3(b) 는 각각 본 개시의 다른 예에 따른 안테나 장치 (100b) 의 단면도 및 상면도를 나타낸다.

도3(a) 와 도3(b) 를 참조하면, 코어 (1b) 의 가장 아래쪽에 배치되는 제1 시트 (11b) 와 가장 위쪽에 배치되는 제3 시트 (13b) 의 단면적은 서로 상이하다.

상기 제1 시트 내지 제3 시트 (11b, 12b, 13b) 의 단면의 형상은 사각형으로 서로 동일하지만, 제1 시트 (11b) 의 단면적은 제2 시트 (12b) 의 단면적과 동일하고, 제1 시트 (11b) 의 단면적은 상기 제3 시트 (13b) 의 단면적보다 큰 것이다.

그 결과, 코어 (1b) 내에서 제2 시트 (12b) 의 상부면 중 제3 시트 (13b) 의 하부면과 중첩되지 않는 표면 영역 존재하고, 상기 표면 영역을 이용하여 솔레노이드형 코일 (2b) 을 둘러감는 것이다.

도3(a) 및 도3(b) 에서 보여지듯이, 솔레노이드형 코일 (2b) 은 제2 시트의 (12b) 상부면 중 제3 시트 (13b) 와 중첩되지 않는 상기 표면 영역, 코어의 일측면, 제1 시트 (11b) 의 하부면, 및 코어의 타측면을 따라 순차적으로 둘러감도록 배치된다.

도3(a) 및 도3(b) 에서 상기 안테나 장치 (100b) 의 높이는 도1 및 도2 의 안테나 장치 (100a) 의 높이에 비해 낮다. 구체적으로, 도1 및 도2 의 안테나 장치 (100a) 의 높이는, 제1 내지 제3 시트 (11a, 12a, 13a) 의 높이와 코어의 상면 및 하면에 각각 배치되는 코일의 두께를 합한 값이지만, 도3(a) 및 도3(b)의 안테나 장치 (100b) 의 높이는 제1 및 제2 시트 (11b, 12b) 의 높이에 제2 시트의 상부면에 배치되는 코일의 두께와 제1 시트의 하부면에 배치되는 코일의 두께를 합한 값이므로, 도3(a)와 도3(b) 의 안테나 장치 (100b) 의 높이는 코일의 두께만큼 안테나 장치 (100a)의 높이에 비해 더 작다.

도3(a) 와 도3(b) 는 코어의 일부 영역만을 권선하는 부분 권선의 솔레노이드형 코일 (2b) 을 포함하지만, 코어의 전체 영역을 권선하는 전면 권선의 코일과 대비하여 안테나 장치의 전기적 특성이 저감될 우려는 높지 않다. 그 이유는 안테나 장치의 코어 내 포함되는 자성체의 특성상, 외부 전기 또는 자기에 의해 자기력이 인가되는 경우, 자성체 내부에 있는 magnetic dipole 이 자발 자화를 통해 정렬되기 때문에, 안테나 장치의 일부에서만 자기력이 인가되더라도 자성체 전체의 영역으로 자기력이 인가될 수 있기 때문이다.

다음, 도4 는 코어의 단면의 형상을 직사각형이 아닌 다각형으로 변형한 안테나 장치 (100c) 를 나타내는데, 도4 를 참조하면, 제1 시트 (11c) 및 그 위에 배치되는 제2 시트 (12c) 는 사각형을 기본으로 하며, 상기 사각형의 일 모서리의 일부 영역으로부터 돌출되는 돌출부 (P) 를 포함하여, 사각형과 돌출부로 구성되는 다각형의 단면을 가진다. 상기 돌출부 (P) 는 상기 사각형의 일 모서리의 중앙영역으로부터 돌출되도록 형성될 수 있는데, 그 돌출부의 모서리의 길이 등은 설계자가 적절히 설정할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 제2 시트 (12c) 의 상부면 상에 배치되는 제3 시트 (13c) 는 제1 및 제2 시트의 단면에서 돌출부를 제외한 사각형과 동일한 단면을 가진다.

도4 를 참조하면, 코어의 상면, 일측면, 하면, 및 타측면을 순차적으로 둘러감는 솔레노이드형 코일 (2c) 은 코어 내 제1 및 제2 시트 (11c, 12c) 로 구성되는 돌출부 (P) 를 둘러싸도록 권취된다. 특히, 상기 돌출부(P) 는 전자기기 내 전자 부품이 배치될 수 있는 공간을 확장시켜주도록 하는데, 예를 들어, 휴대폰 내 카메라 등이 휴대폰의 후면 좌측 혹은 후면 우측에 배치될 때, 상기 카메라 등의 부품과 나란하게 상기 돌출부 (P) 를 배치시켜서 종래 루프형 코일을 사용하는 안테나 장치에서는 사용되지 못했던 공간까지 안테나 장치를 확장할 수 있도록 해준다. 아울러, 상기 돌출부 (P) 에만 솔레노이드형 코일이 감아지도록 부분 권선을 하기 때문에 전면 권선을 하는 경우와 대비할 때, 배터리 등이 수용될 수 있는 공간을 크게 확보할 수 있고, 배터리 용량 증대를 가능케 할 수도 있다.

도4 의 안테나 장치 (100c) 는 도1 및 도2 에 설명된 안테나 장치의 높이보다 낮은 높이를 구현하여 그 안테나 장치를 포함하는 전자부품을 소형화할 수 있도록 하면서도, 고투자율의 자성체를 내포하여, 안테나 장치의 전체로 자기력이 인가될 수 있도록 하는 것이다.

다음, 도5(a) 는 본 개시의 다른 일 예에 따른 안테나 장치 (100d) 의 단면도이고, 도5(b) 는 상기 안테나 장치가 전자 기기 (모바일 set) 내 적용되는 활용예를 나타낸다.

도5(a) 및 도5(b) 의 안테나 장치 (100d) 는 도4 의 안테나 장치 (100c) 와 대비하여 돌출부 (P') 가 배치되는 위치만 상이할 뿐 실질적으로 동일한 구성을 포함하므로, 이하에서는 도4 와 상이한 구성만을 설명하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도5(a) 를 참조하면, 안테나 장치 (100d) 의 코어는 제1 시트 (11d) 및 그 위에 배치되는 제2 시트 (12d) 는 사각형을 기본으로 하며, 상기 사각형과 그 사각형의 일 모서리의 일부 영역으로부터 돌출되는 돌출부 (P') 로 구성되는 다각형의 단면을 가진다. 상기 돌출부 (P') 는 상기 사각형의 일 모서리의 일 단부로부터 돌출되도록 형성될 수 있고, 그 돌출부의 모서리의 길이 등은 설계자가 필요에 따라 적절히 설계 변경할 수 있다.

한편, 상기 제2 시트 (12d) 의 상부면 상에 배치되는 제3 시트 (13d) 는 제1 및 제2 시트의 단면에서 돌출부 (P') 를 제외한 사각형과 동일한 단면을 가진다.

도5(b) 는 도5(a) 의 안테나 장치 (104) 가 모바일 set 내에서 활용되는 일 예를 나타내는데, 도5(b) 를 참조하면, 모바일 set 내 카메라가 배치되는 모바일의 상부 영역 중 일부 영역에 상기 돌출부(P') 가 배치되도록 안테나 장치 (100d) 가 배치된다.

종래 루프형 안테나 장치를 통해서는 카메라가 배치되는 모바일의 상부 영역까지 안테나를 확장시키지 못하였지만, 도5(a) 및 도5(b) 의 안테나 장치에 의할 경우, 모바일 내 전자 부품을 배치할 수 있는 공간에 대한 활용을 극대화할 수 있게 된다. 돌출부 (P') 에만 부분적으로 솔레노이드형 코일을 부분 권선하므로, 솔레노이드형 코일이 권선되지 않고, 제1 내지 제3 시트가 모두 적층된 코어의 사각형 부분의 전체 높이를 저감할 수 있고, 그 결과 그 저감된 높이에 해당하는 공간만큼 배터리에 대한 여유 공간을 크게 확보할 수 있고, 배터리 용량 등을 개선하는 장점을 도출할 수 있다.

상술한 안테나 장치들에 따르면, 종래 루프 형태의 안테나의 사용시 발생하는 Null 현상을 개선하는 것과 동시에, 인덕턴스를 향상시키고, 기계적 특성을 확보할 수 있다. 또한, 다수의 변형예에 해당하는 안테나 장치들은 종래 루프 형태의 안테나와 비교하여 전자 기기 내에서 차지하는 공간을 최소화할 수 있고, 그 결과, 배터리 등의 기타 전자부품의 용량을 더 확보할 수 있는 가능성을 만들어 준다.

본 개시는 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 개시의 범위에 속한다고 할 것이다.

한편, 본 개시에서 사용된 "일 예"라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일 예들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일예에서 설명된 사항이 다른 일예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

한편, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 일예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

100a, 100b, 100c, 100d: 안테나 장치
1a, 1b, 1c, 1d: 코어
11a, 11b, 11c, 11d: 제1 시트
12a, 12b, 12c, 12d: 제2 시트
13a, 13b, 13c, 13d: 제3 시트
2a, 2b, 2c, 2d: 솔레노이드형 코일

Claims

복수의 시트를 적층한 코어; 및 상기 코어의 외부면을 둘러감도록 배치되는 솔레노이드형 코일; 을 포함하고,
상기 코어는 제1 시트, 상기 제1 시트의 상부면에 배치되는 제2 시트, 및 상기 제2 시트의 상부면에 배치되는 제3 시트를 포함하며,
상기 제2 시트의 인장 강도는 20 Mpa 이상 500 Mpa 이하인, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제3 시트 각각은 5,000 이상 200,000 이하의 비투자율을 가지는 자성 시트, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제3 시트의 각각은 나노 스케일의 금속 리본 분말을 포함하는, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 시트의 재질은 상기 제3 시트의 재질과 동일한, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 시트는 금속 재질로 구성되는, 안테나 장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 시트로부터 반사되는 전기적 신호는 상기 제2 시트의 하부면 및 상부면에 각각 배치되는 상기 제1 시트와 제3 시트에 의해 차폐되는, 안테나 장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 시트는 뮤-메탈(Mu-metal) 또는 규소 강판으로 구성되는, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 시트는 플라스틱 재질로 구성되는, 안테나 장치.
제8항에 있어서,
상기 플라스틱 재질은 열가소성 수지인, 안테나 장치.
제8항에 있어서,
상기 플라스틱 재질은 ABS 수지, ASA 수지, EVA 수지, 아크릴 수지, PBT 수지, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 나일론, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴레이트계 수지, 폴리에스터 수지, 우레탄계 수지, 폴리아미드계 수지, 및 폴리이미드계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함하는, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 코어의 두께는 500 ㎛ 이하인, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 코어 내 상기 제1 시트의 단면의 형상 및 단면적은 상기 제3 시트의 단면의 형상 및 단면적과 동일하며, 상기 코일은 상기 제1 시트의 하부면의 전체 영역, 상기 코어의 일 측면, 상기 제3 시트의 상부면의 전체 영역, 및 상기 코어의 타 측면을 순차적으로 둘러싸도록 배치되는 전면 권선의 솔레노이드형 코일인, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 코어 내 상기 제1 내지 제3 시트의 단면의 형상은 서로 동일하며, 상기 제3 시트의 단면적은 서로 동일한 단면적을 가지며 중첩된 제1 및 제2 시트의 각각의 단면적 보다 작고, 상기 코일은 상기 제2 시트의 상부면 중 상기 제3 시트의 하부면과 중첩되지 않는 표면의 영역을 둘러싸도록 배치되는 부분 권선의 솔레노이드형 코일인, 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 코어 내 상기 제1 및 제2 시트는 동일한 단면의 형상을 가지며, 상기 제1 및 제2 시트 각각의 단면은 베이스 사각형과 상기 베이스 사각형의 일 모서리의 일부 영역으로부터 돌출되는 돌출부로 구성되고, 상기 제3 시트의 단면은 상기 베이스 사각형과 동일한 형상을 가지고, 상기 제3 시트는 상기 제1 및 제2 시트의 베이스 사각형에 중첩되도록 배치되고, 상기 코일은 상기 둘출부를 둘러 감싸도록 권취되는 솔레노이드형 코일인, 안테나 장치.
제14항에 있어서,
상기 돌출부는 사각형의 단면을 가지며, 상기 베이스 사각형의 일 모서리의 중심부를 일 모서리로 포함하는, 안테나 장치.
제14항에 있어서,
상기 돌출부는 사각형의 단면을 가지며, 상기 베이스 사각형의 일 모서리의 양 단부 중 일 단부를 꼭지점으로 포함하고, 상기 베이스 사각형의 상기 일 모서리의 1/2 보다 짧은 모서리 길이를 가지는, 안테나 장치.