KR20190086160A - 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자장치 - Google Patents

메탈 프레임을 이용한 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자장치 Download PDF

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KR20190086160A
KR20190086160A KR1020180004361A KR20180004361A KR20190086160A KR 20190086160 A KR20190086160 A KR 20190086160A KR 1020180004361 A KR1020180004361 A KR 1020180004361A KR 20180004361 A KR20180004361 A KR 20180004361A KR 20190086160 A KR20190086160 A KR 20190086160A
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Abstract

전자장치의 메탈 프레임을 이용하여 구성된 안테나간의 간섭을 완화시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치는, 전자장치(100)의 외곽을 감싸는 메탈 프레임(120)의 제1 영역(A1)에 해당하는 제1 안테나(220); 상기 메탈 프레임(120)의 제2 영역(A2)에 해당하고, 상기 제1 안테나(220)와 전기적으로 격리되어 있는 제2 안테나(230); 상기 제1 안테나(220)에 전원을 공급하는 제1 급전부(222); 상기 제2 안테나(230)에 전원을 공급하는 제2 급전부(232); 상기 제1 급전부(222)에 연결되고, 상기 제1 안테나(220)의 주파수 대역을 가변시키기 위한 가변접지 연결부(240); 및 상기 제1 급전부(222)에 연결되어 상기 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 가변시키는 스터브(Stub, 250)를 포함하고, 상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
Figure pat00029
에 의해 결정되고, 상기 수학식에서 A는 상기 스터브(250)의 전기적 길이를 나타내고,
Figure pat00030
는 상기 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 나타내며, L2는 상기 제2 급전부(232)의 전기적 길이를 나타내는 것을 특징으로 한다.

Description

메탈 프레임을 이용한 안테나 장치 및 이를 포함하는 전자장치{Antenna Device Using Metal Frame and Electronic Device Including That Antenna Device}
본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전자장치의 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치에 관한 것이다.
디지털 기술의 발달로 인해 스마트폰, 스마트와치, 테블릿 컴퓨터, 또는 노트북 등과 같이 이동하면서 통신 및 개인정보 처리가 가능한 다양한 종류의 전자장치가 출시되고 있다.
최근에는 전자장치의 강성을 확보함과 동시에 전자장치의 심미감을 높이기 위해서 전자장치의 하우징에 메탈 프레임을 적용하는 경우가 증가하고 있다. 이때, 다양한 대역의 RF(Radio Frequency) 밴드를 지원하기 위해 메탈 프레임을 안테나로 이용할 수도 있다.
하지만, 메탈 프레임을 안테나로 이용하는 경우, 가공이 어려운 메탈을 안테나의 방사체로 사용하기 때문에 안테나 구조의 변형에 많은 제약이 발생할 수 밖에 없고, 메탈 프레임을 분절하여 복수개의 안테나를 구현하는 경우 안테나 간의 간섭이 발생하여 안테나의 방사성능이 저하된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0056501호(발명의 명칭: 휴대용 단말기의 안테나 장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기, 공개일: 2016년 05월 20일 공개)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전자장치의 메탈 프레임을 이용하여 구성된 안테나간의 간섭을 완화시킬 수 있는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치 및 이를 이용한 전자장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치는, 전자장치(100)의 외곽을 감싸는 메탈 프레임(120)의 제1 영역(A1)에 해당하는 제1 안테나(220); 상기 메탈 프레임(120)의 제2 영역(A2)에 해당하고, 상기 제1 안테나(220)와 전기적으로 격리되어 있는 제2 안테나(230); 상기 제1 안테나(220)에 전원을 공급하는 제1 급전부(222); 상기 제2 안테나(230)에 전원을 공급하는 제2 급전부(232); 상기 제1 급전부(222)에 연결되고, 상기 제1 안테나(220)의 주파수 대역을 가변시키기 위한 가변접지 연결부(240); 및 상기 제1 급전부(222)에 연결되어 상기 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 가변시키는 스터브(Stub, 250)를 포함하고, 상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
Figure pat00001
에 의해 결정되고, 상기 수학식에서 A는 상기 스터브(250)의 전기적 길이를 나타내고,
Figure pat00002
는 상기 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 나타내며, L2는 상기 제2 급전부(232)의 전기적 길이를 나타내는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 급전부(222)는 상기 제1 안테나(220)의 제1 지점으로부터 상기 인쇄회로기판(130)이 배치된 방향인 제1 방향(D1)으로 연장되어 상기 제1 안테나(220)를 상기 인쇄회로기판(130) 상에 형성된 제1 급전단자(132)에 연결시키고, 상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
Figure pat00003
를 추가로 만족하며, 상기 수학식에서 B는 상기 제1 안테나(220) 상에서 제1 지점부터 상기 제2 안테나(230)에 인접한 상기 제1 안테나(220)의 일단까지의 전기적 길이를 나타내고, L1은 상기 제1 급전부(222)의 전기적 길이를 나타내며, L3는 상기 가변접지 연결부(240)의 전기적 길이를 나타내는 것으로 정의될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 스터브(250)는 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)과 상기 제1 안테나(220) 사이의 공간인 제1 슬릿(S1) 내에 배치될 수 있다.
이때, 스터브(250)는 상기 제1 슬릿(S1) 내에서 적어도 1회 절곡되어 있을 수있다. 구체적으로, 상기 스터브(250)는 상기 제1 급전부(222)로부터 상기 제2 안테나(230)가 배치된 방향인 제2 방향(D2)으로 연장된 제1 스터브(252); 상기 제1 스터브(252)의 일단에서 상기 상기 제1 급전부(222)가 연장된 제1 방향(D1)의 반대방향인 제3 방향(D3)으로 연장된 제2 스터브(254); 및 상기 제2 스터브(254)의 일단에서 상기 제2 방향(D2)의 반대방향인 제4 방향(D4)으로 연장된 제3 스터브(256)를 포함할 수 있다.
메탈 프레임을 이용한 안테나 장치는 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)과 상기 제1 안테나(220) 사이의 공간인 제1 슬릿(S1) 내에서 상기 제1 안테나(220)의 일단에 연결되어 상기 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 증가시키는 제1 서브 안테나(260)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
Figure pat00004
를 추가로 만족하며, 상기 수학식에서 B는 상기 제1 안테나(220) 상에서 상기 제1 급전부(222)가 연결된 제1 지점부터 상기 제1 서브 안테나(260)까지의 전기적 길이를 나타내고, L1은 상기 제1 급전부(222)의 전기적 길이를 나타내며, L3는 상기 가변접지 연결부(240)의 전기적 길이를 나타내고, L4는 상기 제1 서브 안테나(260)의 전기적 길이를 나타내는 것으로 정의될 수 있다.
한편, 상기 제2 안테나(230)는 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)과 상기 제2 안테나(230) 사이의 공간인 제2 슬릿(S2) 내에서 상기 제2 안테나(230)의 일단에 연결되어 상기 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 증가시키는 제2 서브 안테나(232)를 더 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치는, 전자장치(100)의 외곽을 감싸는 메탈 프레임(120)의 제1 영역(A1)에 해당하는 제1 안테나(320); 상기 메탈 프레임(120)의 제2 영역(A2)에 해당하고, 상기 제1 안테나(320)와 전기적으로 격리되어 있는 제2 안테나(330); 상기 제1 안테나(320)의 일단에 연결되어 상기 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 증가시키는 제1 서브 안테나(360); 상기 제1 안테나(320)에 전원을 공급하는 제1 급전부(322); 및 상기 제2 안테나(330)에 전원을 공급하는 제2 급전부(332)를 포함하고, 상기 제1 급전부(322) 및 상기 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이는 수학식
Figure pat00005
을 만족하는 값으로 결정되고, 상기 수학식에서, L1은 상기 제1 급전부(322)의 전기적 길이를 나타내고, L2는 상기 제2 급전부(332)의 전기적 길이를 나타내며, L4는 상기 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이를 나타내고,
Figure pat00006
는 상기 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 나타내며,
Figure pat00007
는 상기 제2 안테나(330)의 전기적 길이를 나타내는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 서브 안테나(360)는 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)과 상기 제1 안테나(320) 사이의 공간인 제1 슬릿(S1) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 서브 안테나(360)는 상기 제1 안테나(320)의 일단에서 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)이 배치된 방향인 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성된 제1 방사체(362); 및 상기 제1 방사체(362)의 일단에서 상기 제1 급전부(322)가 배치된 방향인 제4 방향(D4)으로 연장되어 형성된 제2 방사체(364)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제2 안테나(330)는 상기 인쇄회로기판(130)과 상기 제2 안테나(330) 사이의 공간인 제2 슬릿(S2) 내에서 상기 제2 안테나(330)의 일단에 연결되어 상기 제2 안테나(330)의 전기적 길이를 증가시키는 제2 서브 안테나(332)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 안테나(330)는 상기 제2 안테나(330)의 일단에서 상기 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성된 제3 방사체(236a); 및 상기 제3 방사체(236a)의 일단에서 상기 제2 급전부(332)가 배치된 방향인 제2 방향(D2)으로 연장되어 형성된 제4 방사체(236b)를 포함하고, 상기 제2 방향(D2)은 상기 제4 방향(D4)과 반대방향일 수 있다.
제1 및 제2 실시예에 있어서, 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치는 상기 제1 안테나(220, 320)의 타단을 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)에 형성된 접지단자에 연결시키는 제1 접지 연결부(224, 324); 및 상기 제2 안테나(230, 330)의 타단을 상기 인쇄회로기판(130)에 형성된 접지단자에 연결시키는 제2 접지 연결부(234, 334)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 실시예에 있어서 상기 제1 안테나(220, 320) 및 상기 제2 안테나(230, 330)는 상기 메탈 프레임(120)을 분절함에 의해 형성되는 제3 슬릿(S3)에 의해 전기적으로 격리될 수 있다. 이때, 상기 제3 슬릿(S3) 내에는 비전도성 물질이 채워질 수 있다.
한편, 제1 및 제2 실시예에 있어서 상기 제1 안테나(220, 320)와 상기 제2 안테나(230, 330)의 이격거리는 3mm 이하이고, 상기 제1 안테나(220, 320)의 전기적 길이는 상기 제2 안테나(230, 330)의 전기적 길이보다 길 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자장치는 전자장치(100)의 구동을 위한 회로소자들이 실장되는 인쇄회로기판(130); 상기 전자장치(100)의 외곽을 감싸고, 제1 영역(A1)이 제1 안테나(220)를 구성하고 상기 제1영역과 소정간격 이격된 제2 영역(A2)이 제2 안테나(230)를 구성하는 메탈 프레임(120); 상기 제1 안테나(220)에 전원을 공급하는 제1 급전부(222); 상기 제2 안테나(230)에 전원을 공급하는 제2 급전부(232); 상기 제1 급전부(222)에 연결되고, 상기 제1 안테나(220)의 주파수 대역을 가변시키기 위한 가변접지 연결부(240); 및 상기 제1 급전부(222)에 연결되어 상기 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 가변시키는 스터브(Stub, 250)를 포함하고, 상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
Figure pat00008
에 의해 결정되고, 상기 수학식에서 A는 상기 스터브(250)의 전기적 길이를 나타내고,
Figure pat00009
는 상기 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 나타내며, L2는 제2 급전부(232)의 전기적 길이를 나타내는 것으로 정의될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자장치는 전자장치(100)의 구동을 위한 회로소자들이 실장되는 인쇄회로기판(130); 상기 전자장치(100)의 외곽을 감싸고, 제1 영역(A1)이 제1 안테나(320)를 구성하고 상기 제1영역과 소정간격 이격된 제2 영역(A2)이 제2 안테나(330)를 구성하는 메탈 프레임(120); 상기 제1 안테나(320)의 일단에 연결되어 상기 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 증가시키는 제1 서브 안테나(360); 상기 제1 안테나(320)에 전원을 공급하는 제1 급전부(322); 및 상기 제2 안테나(330)에 전원을 공급하는 제2 급전부(332)를 포함하고, 상기 제1 급전부(322) 및 상기 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이는 수학식
Figure pat00010
를 만족하는 값으로 결정되고, 상기 수학식에서, L1은 상기 제1 급전부(322)의 전기적 길이를 나타내고, L2는 상기 제2 급전부(332)의 전기적 길이를 나타내며, L4는 상기 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이를 나타내고,
Figure pat00011
는 상기 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 나타내며,
Figure pat00012
는 상기 제2 안테나(330)의 전기적 길이를 나타내는 것으로 정의될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자장치의 메탈 프레임을 이용하여 구성된 제1 안테나의 전기적 길이를 변경시킴에 의해 제1 안테나의 기생성분의 주파수 대역을 변경시킬 수 있고, 이로 인해 제1 안테나와 상기 메탈 프레임을 이용하여 구성된 제2 안테나간의 간섭을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제1 안테나와 제2 안테나간의 거리가 가깝더라도 제1 안테나 및 제2 안테나간의 격리도를 개선시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제1 안테나의 전기적 길이의 변경을 통해 제1 안테나의 공진이 제2 안테나의 이득에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있어 제1 및 제2 안테나의 주파수 밴드 내의 채널 불균형을 개선시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제1 안테나 및 제2 안테나 간의 간섭이 완화 됨으로 인해 전자장치의 안테나 방사성능이 개선된다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 예시적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3a는 스터브를 포함하지 않는 안테나 장치의 성능을 보여주는 그래프이다.
도 3b는 제1 실시예에 따라 스터브를 포함하는 안테나 장치의 성능을 보여주는 그래프이다.
도 3c는 각 안테나의 주파수 별 이득을 서로 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5a는 제1 서브 안테나와 제1 급전부의 전기적 길이를 변경시키기 않은 안테나 장치의 성능을 보여주는 그래프이다.
도 5b는 제2 실시예에 따라 제1 서브 안테나와 제1 급전부의 전기적 길이를 변경시킨 안테나 장치의 성능을 보여주는 그래프이다.
도 5c는 각 안테나에 대한 각 주파수 별 이득을 서로 비교하여 보여주는 그래프이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
“또는”이라는 용어는 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, “A 또는 B”는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
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 이해될 수 있어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
전자장치
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 예시적으로 보여주는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)는, 통신기능이 포함된 이동용 장치로써 스마트폰(Smartphone), 태블릿(Tablet) PC, 이동전화기(Mobile Phone), 노트북 컴퓨터(Netbook Computer), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(Camera), 스마트 와치, 전자안경, 또는 다양한 웨어러블 기기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 전자장치(100)는 통신 기능을 갖춘 스마트 가전제품(Smart Home Appliance)일 수 있다. 스마트 가전제품은, 텔레비전, DVD(Digital Video Disk) 플레이어, 스마트 조명, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 게임 콘솔, 또는 도어락 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치(100)는 디스플레이부(110) 및 메탈 프레임(120)을 포함하고, 전자장치(100)의 내부에는 전자장치(100)의 구동을 위한 회로소자들이 실장되는 인쇄회로기판(미도시)가 포함된다.
디스플레이부(110)는 디스플레이 영역으로서, 액정디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 디스플레이 패널 등을 포함할 수 있다.
디스플레이부(110)는 사용자 입력을 처리하기 위한 터치 스크린을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터치 스크린은 디스플레이 패널 내에 터치 스크린이 내장되는 인셀터치타입, 디스플레이 패널 상에 터치스크린이 배치되는 온셀타입 등으로 구현될 수 있다.
상술한 실시예에 있어서는 사용자의 입력을 디스플레이부(110)에 구비된 터치 스크린을 통해 수신하는 것으로 설명하였지만, 전자장치(100)는 사용자의 입력을 수신하기 위한 별도의 사용자 입력부를 포함할 수도 있다.
메탈 프레임(120)은 전자장치(100)의 외곽을 감싸도록 형성된다. 특히, 메탈 프레임(120)은 전자장치(100)의 외곽 중 측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 메탈 프레임(120)은 전자장치(100)의 측면을 따라 루프 형태로 이어지도록 형성될 수 있다. 메탈 프레임(120)은 디스플레이부(110) 및 전자장치(100)의 내부에 배치되는 인쇄회로기판 등을 지지하여 외부의 물리적 충격으로부터 전자장치(100)를 보호할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 메탈 프레임(120)은 전자장치(100)의 안테나로 동작할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 메탈 프레임(120)을 복수개의 주파수 대역을 지원하는 안테나로 동작시키기 위해 메탈 프레임(120)은 2개 이상의 영역으로 분절될 수 있다. 예컨대, 메탈 프레임(120)을 2개의 영역으로 분절함으로써, 제1 영역은 제1 안테나로 동작하게 하고, 제1 영역과 전기적으로 격리되는 제2 영역은 제2 안테나로 동작하도록 할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따라 메탈 프레임을 이용하여 구현된 안테나 장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
제1 실시예
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(200)는 전자장치의 외곽을 감싸는 메탈 프레임(110)을 안테나로 이용하여 동작한다. 이때, 메탈 프레임(110)은 전자장치의 외곽 중 측면을 감싸도록 형성된다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(200)는 제1 안테나(220), 제2 안테나(230), 제1 급전부(222), 제2 급전부(232), 제1 접지연결부(224), 제2 접지 연결부(234), 가변접지 연결부(240), 및 스터브(250)를 포함한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(200)는 제1 서브 안테나(2)를 더 포함할 수 있고, 제2 안테나(230)는 제2 서브 안테나(236)을 추가로 포함할 수 있다.
제1 안테나(220)는 메탈 프레임(120) 중 제1 영역(A1)으로 정의되고, 제2 안테나(230)는 메탈 프레임(120) 중 제2 영역(A2)으로 정의된다. 일 실시예에 있어서, 메탈 프레임(120)이 전자장치(100)의 외곽 중 측면 전체를 감싸도록 형성되어 있는 경우 제1 안테나(220) 및 제2 안테나(230)는 전체 메탈 프레임 중 전자장치(100)의 하단 또는 상단에 상응하는 메탈 프레임 영역일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 안테나(220) 및 제2 안테나(230)는 메탈 프레임(120)을 2개의 영역으로 분절함에 의해 정의될 수 있다. 이때, 제1 안테나(220)에 상응하는 제1 영역(A1)은 메탈 프레임(120) 중 제1 접지연결부(224)가 연결된 지점부터 메탈 프레임(120)이 분절된 일 끝단까지의 영역으로 정의된다. 제2 안테나(230)를 구성하는 제2 영역(A2)은 메탈 프레임(120) 중 제2 접지연결부(234)가 연결된 지점부터 메탈 프레임(120)이 분절된 타 끝단까지의 영역으로 정의될 수 있다.
메탈 프레임(120)은 전자장치(100)의 내부에 포함되는 인쇄회로기판(130)과 소정간격 이격되게 배치됨에 따라 제1 안테나(220)와 인쇄회로기판(130) 사이에는 제1 슬릿(S1)이 형성되고, 제2 안테나(230)와 인쇄회로기판(130) 사이에는 제2 슬릿(S2)이 형성된다.
또한 제1 안테나(220) 및 제2 안테나(230)가 메탈 프레임(120)을 분절함에 의해 형성되는 경우, 제1 안테나(220) 및 제2 안테나(230) 사이에는 제3 슬릿(S3)이 형성된다. 이에 따라 제1 안테나(220) 및 제2 안테나(230)는 제3 슬릿(S3)의 폭만큼 이격되어 배치된다.
일 실시예에 있어서, 제3 슬릿(S3)의 폭(W3)은 3mm 이하일 수 있다. 이때, 제3 슬릿(S3) 내에는 제1 안테나(220)와 제2 안테나(230)의 전기적 격리도를 향상시키기 위한 비전도성 물질이 채워질 수 있다. 이를 통해, 제1 안테나(220) 및 제2 안테나(230)를 전기적 격리도를 향상시킬 수 있게 된다.
일 실시예에 있어서, 제1 안테나(220)의 전기적 길이는 제2 안테나(230)의 전기적 길이보다 길게 형성될 수 있다. 즉, 메탈 프레임(120)의 분절시 제3 슬릿(S3)이 제2 안테나(230) 쪽으로 치우쳐 형성되게 함으로써, 제1 안테나(220)의 전기적 길이가 제2 안테나(230)의 전기적 길이보다 길게 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1 안테나(220)가 제2 안테나(230)에 비해 낮은 주파수 대역을 갖게 된다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1 안테나(220)에서 제1 안테나(220)에서 제3 슬릿(S3)에 인접한 지점을 제1 안테나의 일단으로 정의하고 제1 접지연결부(224)가 연결되는 지점을 제1 안테나의 타단으로 정의한다. 이와 동일하게, 제2 안테나(230)에서 제3 슬릿(S3)에 인접한 지점을 제2 안테나(230)의 일단으로 정의하고 제2 안테나(230)에서 제2 접지연결부(234)가 연결되는 지점을 제2 안테나(230)의 타단으로 정의한다.
제1 급전부(222)는 제1 안테나(220)에 전원을 공급한다. 제1 급전부(222)는 제1 안테나(220)의 일단과 제1 안테나(220)의 타단 사이에 위치하는 제1 지점(P1)에서 인쇄회로기판(130)이 배치된 방향인 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성된다. 제1 급전부(222)는 제1 안테나(220)의 제1 지점(P1)과 인쇄회로기판(130)에 형성된 제1 급전단자(132)를 전기적으로 연결시킨다. 제1 급전부(222)는 제1 슬릿(S1)을 가로질러 인쇄회로기판(130)에 형성된 제1 급전단자(132)에 연결될 수 있다.
제1 접지연결부(224)는 제1 안테나(220)의 타단을 인쇄회로기판(130)에 형성된 접지단자(GND)에 연결시킨다.
제2 급전부(232)는 제2 안테나(230)에 전원을 공급한다. 제2 급전부(232)는 제2 안테나(230)의 일단과 제2 안테나의 타단 사이에 위치하는 제2 지점(P2)에서 인쇄회로기판(130)이 배치된 방향인 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성된다. 제2 급전부(232)는 제2 안테나(230)의 제2 지점(P2)과 인쇄회로기판(130)에 형성된 제2 급전단자(134)를 전기적으로 연결시킨다. 제2 급전부(232)는 제2 슬릿(S2)을 가로질러 인쇄회로기판(130)에 형성된 제2 급전단자(134)에 연결될 수 있다.
제2 접지연결부(234)는 제2 안테나(230)의 타단을 인쇄회로기판(130)에 형성된 접지단자(GND)에 연결시킨다.
가변접지 연결부(240)는 제1 안테나(220)의 주파수 대역을 가변시킨다. 가변접지 연결부(240)의 일단은 제1 급전부(222)에 연결되고 타단은 인쇄회로기판(130)에 형성된 접지단자(GND)에 연결된다. 일 실시예에 있어서, 가변접지 연결부(240)는 스위칭부(미도시) 및 복수개의 집중정수소자(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 집중정수소자(244)는 서로 다른 회로값을 갖는 회로소자들로 구성되고, 스위칭부가 복수개의 집중정수소자 중 어느 하나에 선택적으로 연결됨에 의해 제1 안테나(220)의 주파수 대역이 가변된다.
일 실시예에 있어서, 가변접지 연결부(240)는 제1 급전부(222)에서 제1 방향(D1)과는 다른 제2 방향(D2)으로 연장되도록 배치될 수 있다. 가변접지 연결부(240)는 인쇄회로기판(130) 상에 배치될 수 있다.
스터브(Stub, 250)는 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 가변시킨다. 본 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치에서 스터브(250)를 통해 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 가변시키는 이유는, 전자장치(100)가 제1 안테나(220)의 주파수 대역 변경을 위한 가변접지 연결부(240)를 포함하는 경우, 가변접지 연결부(240)가 전기적으로 연결되는 제1 안테나(220)의 공진이 제2 안테나(230)의 이득에 영향을 주게 되어 제2 안테나(230)의 주파수 대역의 채널 불균일이 발생할 수 있기 때문이다.
스터브(250)는 제1 급전부(222)에 전기적으로 연결된다. 스터브(250)는 제1 급전부(222) 상에서 제1 안테나(220)에 가까운 측에 배치되고 가변접지 연결부(240)는 인쇄회로기판(130)에 가까운 측에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스터브(250)의 전기적 길이는 제2 안테나(230)의 전기적 길이 및 제2 급전부(232)의 전기적 길이의 합보다 길게 형성될 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같다.
Figure pat00013
수학식 1에서, A는 스터브(250)의 전기적 길이를 의미하고,
Figure pat00014
는 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 의미하며, L2는 제2 급전부(232)의 전기적 길이를 의미한다. 이때, 제2 안테나(230)가 제2 서브 안테나(236)를 추가로 포함하는 경우 제2 안테나(230)의 전기적 길이는 제2 서브 안테나(236)의 전기적 길이를 포함하는 값일 수 있다.
특히, 스터브(250)의 전기적 길이는 아래의 수학식2를 추가로 만족하는 값으로 결정될 수 있다.
Figure pat00015
수학식 2에서, A는 스터브(250)의 전기적 길이를 나타내고, B는 제1 안테나(220)의 제1 지점(P1)부터 제1 안테나(220)의 일단까지의 전기적 길이를 나타내며, L1은 제1 급전부(222)의 전기적 길이를 나타내고, L3는 가변접지 연결부(240)의 전기적 길이를 나타낸다.
이때, 스터브(250)는 인쇄회로기판(130) 및 제1 안테나(220)와 오버랩되지 않도록 제1 슬릿(S1) 내에 배치될 수 있다. 스터브(250)의 전기적 길이의 확보를 위해 스터브(250)는 제1 슬릿(S1) 내에서 적어도 1회 절곡되어 형성될 수 있다.
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 스터브(250)는 제1 슬릿(S1) 내에서 제1 급전부(222)로부터 제2 방향(D2)으로 연장되어 형성된 제1 스터브(252), 제1 스터브(252)의 일단에서 제1 방향(D1)의 반대방향인 제3 방향(D3)으로 연장되어 형성된 제2 스터브(254), 및 제2 스터브(254)의 일단에서 제2 방향(D2)의 반대방향인 제4 방향(D4)으로 연장되어 형성된 제3 스터브(256)으로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 안테나(220)의 일단에 연결된 제1 서브 안테나(260)를 추가로 포함할 수 있다. 제1 서브 안테나(260)는 제1 안테나(220)의 일단에 연결되어 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 증가시킨다. 일 실시예에 있어서, 제1 서브 안테나(260)는 제1 슬릿(S1) 내에서 제1 안테나(220)의 일단으로부터 제1 방향(D1)으로 연장되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치가 제1 서브 안테나(260)를 추가로 포함하는 경우 스터브(250)의 전기적 길이는 상술한 수학식 2대신 아래의 수학식 3을 추가로 만족하는 값으로 결정될 수 있다.
Figure pat00016
수학식 3에서, A는 스터브(250)의 전기적 길이를 나타내고, B는 제1 안테나(220)의 제1 지점(P1)부터 제1 안테나(220)의 일단까지의 전기적 길이를 나타내며, L1은 제1 급전부(222)의 전기적 길이를 나타내고, L3는 가변접지 연결부(240)의 전기적 길이를 나타내며, L4는 제1 서브 안테나(260)의 전기적 길이를 나타낸다.
한편, 제2 안테나(230)는 제2 안테나(230)의 일단에 연결된 제2 서브 안테나(236)를 더 포함할 수 있다. 제2 서브 안테나(236)는 제2 안테나(230)의 일단에 연결되어 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 증가시킨다. 제2 서브 안테나(236)는 제2 슬릿(S2) 내에 배치된다.
일 실시예에 있어서, 제2 서브 안테나(236)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 슬릿(S2) 내에서 제2 안테나(230)의 일단으로부터 제1 방향(D1)으로 연장되도록 형성된 제1 방사체(236a)와 제1 방사체(236a)로부터 제2 방향(D2)으로 연장되도록 형성된 제2 방사체(236b)로 구성될 수 있다. 이때 제2 방사체(236b)의 전기적 길이가 제1 방사체(236a)의 전기적 길이보다 길 수 있다.
도 2에서는 제2 서브 안테나(236)가 제1 방사체(236a) 및 제2 방사체(236b)로 구성되는 것으로 설명하였지만, 증가되어야 할 제2 안테나(230)의 전기적 길이에 따라 제2 방사체(236b)를 생략할 수도 있을 것이다.
한편, 도 2에서는 제1 접지연결부(224) 및 제2 접지연결부(226)가 하나인 것으로 도시하였지만, 변형된 실시예에 있어서 제1 접지연결부(224) 및 제2 접지연결부(226)는 복수개로 구현될 수도 있다.
도 3에 안테나 장치가 스터브를 포함하는 경우와 스터브를 포함하지 않는 경우의 성능을 비교한 그래프가 도시되어 있다. 도 3a는 스터브를 포함하지 않는 안테나 장치의 성능을 보여주는 그래프이고, 도 3b는 스터브를 포함하는 안테나 장치의 성능을 보여주는 그래프이며, 도 3c는 각 주파수 별 이득을 서로 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 3a에서 알 수 있듯이 안테나 장치가 스터브를 포함하지 않는 경우 제1 안테나(220)에서 발생되는 기생성분이 제2 안테나(230)에 영향을 미치기 때문에 안테나 장치의 성능이 저하되지만, 도 3b에서 알 수 있듯이 안테나 장치가 스터브를 포함하게 되면 제1 안테나(220)에서 발생되는 기생성분의 주파수 대역이 변경됨으로 인해 제1 안테나(220)의 기생성분이 제2 안테나(230)에 영향을 미치지 않게 되어 안테나 성능이 향상된다.
제2 실시예
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 다른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(300) 또한 제1 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(200)와 유사하게 전자장치(100)의 외곽을 감싸는 메탈 프레임(120)을 안테나로 이용하여 동작한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(300)는 제1 안테나(320), 제2 안테나(330), 제1 급전부(322), 제1 접지연결부(324), 제1 서브 안테나(360), 제2 급전부(332), 및 제2 접지연결부(334)를 포함한다. 또한, 제2 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(300)는 제2 안테나(330)가 제2 서브 안테나(326)를 추가로 포함할 수 있다.
제2 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(300)가 제1 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(100)와 상이한 점은 가변접지 연결부(240) 및 스터브(250)를 포함하지 않고, 제1 서브 안테나(360)를 필수구성으로 포함한다는 것이고, 나머지 구성들은 제1 실시예에 기재된 것과 동일하다.
따라서, 이하에서는 제2 실시예에서 필수구성으로 추가된 제1 서브 안테나(360)에 대해서만 설명하기로 한다.
제2 실시예에 따른 제1 서브 안테나(360)는 제1 안테나(320)의 일단에 연결되어 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 증가시킨다. 제1 서브 안테나(320)는 제1 슬릿(S1) 내에 배치된다.
일 실시예에 있어서, 제1 서브 안테나(360)와 제1 급전부(322)의 전기적 길이는 아래의 수학식 4를 만족하는 값으로 설정될 수 있다.
Figure pat00017
수학식 4에서, L1은 제1 급전부(322)의 전기적 길이를 나타내고, L2는 제2 급전부(332)의 전기적 길이를 나타내며, L4는 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이를 나타내고,
Figure pat00018
는 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 나타내며,
Figure pat00019
는 제2 안테나(330)의 전기적 길이를 나타낸다. 이때, 제2 안테나(330)가 제2 서브 안테나(336)을 포함하는 경우 제2 안테나(330)의 전기적 길이는 제2 안테나(330)의 전기적 길이 및 제2 서브 안테나(336)의 전기적 길이를 포함하는 값을 의미하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 서브 안테나(360)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 슬릿(S1) 내에서 제1 안테나(320)의 일단으로부터 제1 방향(D1)으로 연장된 제3 방사체(326a)와 제3 방사체(326a)로부터 제1 급전부 측인 제4 방향(D4)으로 연장되도록 형성된 제4 방사체(326b)로 구성될 수 있다. 이때 제4 방사체(326b)의 전기적 길이가 제3 방사체(326a)의 전기적 길이보다 길 수 있고, 제4 방사체(326b)의 길이를 증감을 통해 제1 서브 안테나(326)의 길이를 변경시킬 수 있다.
이와 같이, 제2 실시예에 따른 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치(300)는 제1 급전부(322) 및 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이 변경을 통해 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 증가시킬 수 있어 제한된 환경내에서 메탈 프레임(120)의 구조적 변화 없이도 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 증가시킬 수 있게 되고, 이로 인해 제1 안테나(320)의 주파수 대역이 제2 안테나(330)의 주파수 대역에 간섭을 미치지 않도록 제1 안테나(320)의 주파수 대역을 조정할 수 있어 안테나 방사성능을 향상시킬 수 있게 된다.
도 5에 제1 서브 안테나(360)와 제1 급전부(322)의 전기적 길이를 변경시키기 않은 안테나 장치와 제1 서브 안테나(360)와 제1 급전부(322)의 전기적 길이를 변경시킨 안테나 장치의 성능차이를 보여주는 그래프가 도시되어 있다. 도 5a는 제1 서브 안테나(360)와 제1 급전부(322)의 전기적 길이를 변경시키기 않은 안테나 장치의 성능을 보여주는 그래프이고, 도 5b는 제1 서브 안테나(360)와 제1 급전부(322)의 전기적 길이를 변경시킨 안테나 장치의 성능을 보여주는 그래프이며, 도 5c는 각 주파수 별 이득을 서로 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 5a에서 알 수 있듯이 제1 급전부(322) 및 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이를 변경하지 않는 경우 제1 안테나(320)에서 발생되는 기생성분이 제2 안테나(330)에 영향을 미치기 때문에 안테나 장치의 성능이 저하되지만, 도 5b에서 알 수 있듯이 제1 급전부(322) 및 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이를 변경시키게 되면 제1 안테나(320)에서 발생되는 기생성분의 주파수 대역이 변경됨으로 인해 제1 안테나(320)의 기생성분이 제2 안테나(330)에 영향을 미치지 않게 되어 안테나 성능이 향상된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 전자장치 110: 디스플레이부
120: 메탈 프레임 130: 인쇄회로기판
220: 제1 안테나 222: 제1 급전부
224: 제1 접지연결부 260: 제1 서브 안테나
230: 제2 안테나 232: 제2 급전부
234: 제2 접지연결부 236: 제2 서브 안테나
240: 가변접지 연결부 250: 스터브

Claims (17)

  1. 전자장치(100)의 외곽을 감싸는 메탈 프레임(120)의 제1 영역(A1)에 해당하는 제1 안테나(220);
    상기 메탈 프레임(120)의 제2 영역(A2)에 해당하고, 상기 제1 안테나(220)와 전기적으로 격리되어 있는 제2 안테나(230);
    상기 제1 안테나(220)에 전원을 공급하는 제1 급전부(222);
    상기 제2 안테나(230)에 전원을 공급하는 제2 급전부(232);
    상기 제1 급전부(222)에 연결되고, 상기 제1 안테나(220)의 주파수 대역을 가변시키기 위한 가변접지 연결부(240); 및
    상기 제1 급전부(222)에 연결되어 상기 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 가변시키는 스터브(Stub, 250)를 포함하고,
    상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
    Figure pat00020
    에 의해 결정되고, 상기 수학식에서 A는 상기 스터브(250)의 전기적 길이를 나타내고,
    Figure pat00021
    는 상기 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 나타내며, L2는 상기 제2 급전부(232)의 전기적 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 급전부(222)는 상기 제1 안테나(220)의 제1 지점으로부터 상기 인쇄회로기판(130)이 배치된 방향인 제1 방향(D1)으로 연장되어 상기 제1 안테나(220)를 상기 인쇄회로기판(130) 상에 형성된 제1 급전단자(132)에 연결시키고,
    상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
    Figure pat00022
    를 추가로 만족하며, 상기 수학식에서 B는 상기 제1 안테나(220) 상에서 제1 지점부터 상기 제2 안테나(230)에 인접한 상기 제1 안테나(220)의 일단까지의 전기적 길이를 나타내고, L1은 상기 제1 급전부(222)의 전기적 길이를 나타내며, L3는 상기 가변접지 연결부(240)의 전기적 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스터브(250)는 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)과 상기 제1 안테나(220) 사이의 공간인 제1 슬릿(S1) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스터브(250)는 상기 제1 슬릿(S1) 내에서 적어도 1회 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스터브(250)는,
    상기 제1 급전부(222)로부터 상기 제2 안테나(230)가 배치된 방향인 제2 방향(D2)으로 연장된 제1 스터브(252);
    상기 제1 스터브(252)의 일단에서 상기 상기 제1 급전부(222)가 연장된 제1 방향(D1)의 반대방향인 제3 방향(D3)으로 연장된 제2 스터브(254); 및
    상기 제2 스터브(254)의 일단에서 상기 제2 방향(D2)의 반대방향인 제4 방향(D4)으로 연장된 제3 스터브(256)를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)과 상기 제1 안테나(220) 사이의 공간인 제1 슬릿(S1) 내에서 상기 제1 안테나(220)의 일단에 연결되어 상기 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 증가시키는 제1 서브 안테나(260)를 더 포함하고,
    상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
    Figure pat00023
    를 추가로 만족하며, 상기 수학식에서 B는 상기 제1 안테나(220) 상에서 상기 제1 급전부(222)가 연결된 제1 지점부터 상기 제1 서브 안테나(260)까지의 전기적 길이를 나타내고, L1은 상기 제1 급전부(222)의 전기적 길이를 나타내며, L3는 상기 가변접지 연결부(240)의 전기적 길이를 나타내고, L4는 상기 제1 서브 안테나(260)의 전기적 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나(230)는
    상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)과 상기 제2 안테나(230) 사이의 공간인 제2 슬릿(S2) 내에서 상기 제2 안테나(230)의 일단에 연결되어 상기 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 증가시키는 제2 서브 안테나(232)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  8. 전자장치(100)의 외곽을 감싸는 메탈 프레임(120)의 제1 영역(A1)에 해당하는 제1 안테나(320);
    상기 메탈 프레임(120)의 제2 영역(A2)에 해당하고, 상기 제1 안테나(320)와 전기적으로 격리되어 있는 제2 안테나(330);
    상기 제1 안테나(320)의 일단에 연결되어 상기 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 증가시키는 제1 서브 안테나(360);
    상기 제1 안테나(320)에 전원을 공급하는 제1 급전부(322); 및
    상기 제2 안테나(330)에 전원을 공급하는 제2 급전부(332)를 포함하고,
    상기 제1 급전부(322) 및 상기 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이는 수학식
    Figure pat00024
    을 만족하는 값으로 결정되고, 상기 수학식에서, L1은 상기 제1 급전부(322)의 전기적 길이를 나타내고, L2는 상기 제2 급전부(332)의 전기적 길이를 나타내며, L4는 상기 제1 서브 안테나(360)의 전기적 길이를 나타내고,
    Figure pat00025
    는 상기 제1 안테나(320)의 전기적 길이를 나타내며,
    Figure pat00026
    는 상기 제2 안테나(330)의 전기적 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 서브 안테나(360)는 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)과 상기 제1 안테나(320) 사이의 공간인 제1 슬릿(S1) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 서브 안테나(360)는,
    상기 제1 안테나(320)의 일단에서 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)이 배치된 방향인 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성된 제1 방사체(362); 및
    상기 제1 방사체(362)의 일단에서 상기 제1 급전부(322)가 배치된 방향인 제4 방향(D4)으로 연장되어 형성된 제2 방사체(364)를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 안테나(330)는
    상기 인쇄회로기판(130)과 상기 제2 안테나(330) 사이의 공간인 제2 슬릿(S2) 내에서 상기 제2 안테나(330)의 일단에 연결되어 상기 제2 안테나(330)의 전기적 길이를 증가시키는 제2 서브 안테나(332)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 안테나(330)는,
    상기 제2 안테나(330)의 일단에서 상기 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성된 제3 방사체(236a); 및
    상기 제3 방사체(236a)의 일단에서 상기 제2 급전부(332)가 배치된 방향인 제2 방향(D2)으로 연장되어 형성된 제4 방사체(236b)를 포함하고,
    상기 제2 방향(D2)은 상기 제4 방향(D4)과 반대방향인 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  13. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 안테나(220, 320)의 타단을 상기 전자장치(100)를 구동시키는 회로소자들이 실장된 인쇄회로기판(130)에 형성된 접지단자에 연결시키는 제1 접지 연결부(224, 324); 및
    상기 제2 안테나(230, 330)의 타단을 상기 인쇄회로기판(130)에 형성된 접지단자에 연결시키는 제2 접지 연결부(234, 334)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  14. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 안테나(220, 320) 및 상기 제2 안테나(230, 330)는 상기 메탈 프레임(120)을 분절함에 의해 형성되는 제3 슬릿(S3)에 의해 전기적으로 격리되는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제3 슬릿(S3) 내에는 비전도성 물질이 채워져 있는 것을 특징으로 하는 메탈 프레임(120)을 이용한 안테나 장치.
  16. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 안테나(220, 320)와 상기 제2 안테나(230, 330)의 이격거리는 3mm 이하이고, 상기 제1 안테나(220, 320)의 전기적 길이는 상기 제2 안테나(230, 330)의 전기적 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 메탈 프레임을 이용한 안테나 장치.
  17. 전자장치(100)의 구동을 위한 회로소자들이 실장되는 인쇄회로기판(130);
    상기 전자장치(100)의 외곽을 감싸고, 제1 영역(A1)이 제1 안테나(220)를 구성하고 상기 제1영역과 소정간격 이격된 제2 영역(A2)이 제2 안테나(230)를 구성하는 메탈 프레임(120);
    상기 제1 안테나(220)에 전원을 공급하는 제1 급전부(222);
    상기 제2 안테나(230)에 전원을 공급하는 제2 급전부(232);
    상기 제1 급전부(222)에 연결되고, 상기 제1 안테나(220)의 주파수 대역을 가변시키기 위한 가변접지 연결부(240); 및
    상기 제1 급전부(222)에 연결되어 상기 제1 안테나(220)의 전기적 길이를 가변시키는 스터브(Stub, 250)를 포함하고,
    상기 스터브(250)의 전기적 길이는 수학식
    Figure pat00027
    에 의해 결정되고, 상기 수학식에서 A는 상기 스터브(250)의 전기적 길이를 나타내고,
    Figure pat00028
    는 상기 제2 안테나(230)의 전기적 길이를 나타내며, L2는 제2 급전부(232)의 전기적 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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