KR20190116498A - 이동 단말기의 안테나와 이동 단말기 - Google Patents

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Abstract

이동 단말기의 안테나와 이동 단말기가 제공된다. 적어도 2개의 슬롯이 이동 단말기의 금속 베젤에 배치되고, 2개의 슬롯이 금속 베젤을 제1 금속부, 제2 금속부 및 제3 금속부로 분할한다. 안테나의 방사 요소는 2개의 슬롯 사이에 위치하는 제2 금속부, 제1 컨덕터 및 제2 컨덕터를 포함한다. 제1 컨덕터와 제2 컨덕터는 각각이 제2 금속부에 접속된다. 급전점은 매칭 네트워크를 사용하여 제1 컨덕터에 접속된다. 접지점은 제2 컨덕터에 연결되어 루프 안테나를 형성한다. 급전점에서부터 제2 금속부까지의 전기적 길이 경로와 접지점에서부터 제2 금속부까지의 전기적 길이 경로는 같지 않다. 전술한 기술적 해결수단에서, 급전점과 접지점은 금속부의 중심선의 일측에 배치되고, 방사 요소는 원형 구조의 루프 안테나를 형성한다. 그러므로, 최대 전계점이 변경되고 금속 베젤의 슬롯으로부터 멀리 떨어지며, 이에 따라 모달에서의 전계에 대한 사람 손의 형향이 감소하고 안테나의 성능이 향상된다.

Description

이동 단말기의 안테나와 이동 단말기
본 출원은 중국 특허청에 2017년 3월 20일자로 출원된 중국 특허 출원 제201710166832.4호 "ANTENNA"에 대한 우선권을 주장하며, 이 중국 특허 출원은 참조를 위해 그 전체 내용이 본 명세서에 통합된다.
본 출원은 통신 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 이동 단말기의 안테나와 이동 단말기에 관한 것이다.
일반적인 T자형 안테나의 원리가 도 1에 도시된다. 도 1로부터는, T자형 안테나가 안테나의 방사 요소(radiating element)로서 금속 베젤(bezel)을 사용하고, 적어도 2개의 슬롯이 금속 베젤 내에 배치되어 있음을 알 수 있다. 이들 슬롯은 금속 베젤을 3개의 금속부로 분할하고, 이들 3개의 금속부는 제1 금속부 1, 제2 금속부 2 및 제3 금속부 3으로 각각 표시된다. 제2 금속부 2는 급전점(feed point) 4에 연결된다. 구체적인 연결로는, 급전점 4가 매칭 네트워크(matching network)를 사용하여 제2 금속부 2에 연결된다. T자형 안테나의 전류는 이동 단말기의 금속 베젤을 따라 분배된다. 도 2a 내지 도 2d를 참고한다. 도 2a는 피드(feed)로부터 좌측 슬롯까지 연장되는 긴 스터브(stub)의 1/4(quarter) 파장 모달(modal)에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이고; 도 2b는 전체 스터브, 즉 금속부 2 중에서 하나의 파장 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이며; 도 2c는 피드로부터 우측 슬롯까지 연장되는 짧은 스터브의 1/4 파장 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이고; 도 2d는 피드로부터 좌측 슬롯까지 연장되는 긴 스터브의 3/4(three-quarter) 파장 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이다. 대응하는 모달에서의 최대 전계점은 원에 의해 표현된다. 도 2a 내지 도 2d로부터는, 각각의 모달에서의 최대 전계점이 보통 금속 베젤의 슬롯에 위치한다는 것을 알 수 있다. 그 결과, 안테나 부하가 상대적으로 크고, 방사 홀(radiating hole)은 작아서, 낮은 대역폭과 방사 효율을 야기한다. 이는 큰 스크린-투-바디 비율과 작은 헤드룸의 경우에 더욱 심각해진다. 또한, 안테나 슬롯은 보통 저주파 공진을 구현하기 위해 금속 베젤의 에지(edge)에 근접하게 배치된다. 그 결과, 큰 전계 영역이 비교적 사람의 손에 가까워지고, 안테나에 대한 사람 손의 영향은 상대적으로 커지게 된다.
이동 단말기의 안테나의 성능 향상을 위해, 본 출원의 실시예들은 이동 단말기의 안테나와 이동 단말기를 제공한다.
제1 태양에 따르면, 이동 단말기의 안테나가 제공되는데, 상기 이동 단말기는 금속 베젤을 가지고 있고, 적어도 2개의 슬롯이 상기 금속 베젤 내에 배치되며, 2개의 슬롯이 상기 금속 베젤을 제1 금속부, 제2 금속부 및 제3 금속부로 분할하고; 상기 안테나는 방사 요소, 매칭 네트워크, 급전점 및 접지점을 포함하며,
상기 방사 요소는 상기 2개의 슬롯 사이에 위치하는 상기 제2 금속부, 제1 컨덕터 및 제2 컨덕터를 포함하고, 상기 제1 컨덕터는 상기 제2 금속부의 일단에 연결되며, 상기 제1 컨덕터와 상기 제2 금속부 사이의 접속점이 급전 접촉점이며,상기 제2 컨덕터는 상기 제2 금속부의 타단에 연결되고, 상기 제2 컨덕터와 상기 제2 금속부 사이의 접속점이 지면 접촉점이 되며, 상기 급전점과 상기 접지점 사이의 수직 거리는 상기 급전 접촉점과 상기 지면 접촉점 사이의 수직 거리보다 짧고,
상기 급전점이 상기 매칭 네트워크를 사용하여 상기 제1 컨덕터에 연결되며,
상기 접지점은 상기 제2 컨덕터에 연결되고,
상기 급전점에서부터 상기 제2 금속부까지의 전류의 전기적 길이 경로(electrical length path)는 상기 접지점에서부터 상기 제2 금속부까지의 전류의 전기적 길이 경로와 같지 않다.
전술한 기술적 해결수단에서, 상기 제1 컨덕터와 상기 제2 컨덕터의 길이는 변경되어서, 상기 급전점에서부터 상기 제2 금속부까지의 전기적 길이 경로는 상기 접지점에서부터 상기 제2 금속부까지의 전류의 전기적 길이 경로와 같지 않을 수 있고, 각각의 모달에서의 최대 전계점은 상기 금속 베젤의 슬롯으로부터 떨어져 있으며, 이에 따라 상기 슬롯 내의 전계 부하와 상기 모달에서의 전계에 대한 사람 손의 영향이 감소하고, 상기 안테나의 성능이 향상된다.
구체적인 구현수단에서, 상기 급전점은 상기 매칭 네트워크를 사용하여 상기 제1 컨덕터에 연결된다. 상기 매칭 네트워크는 병렬 또는 직렬로 연결되는 전기 제어 스위치, 가변형 커패시터, 커패시터 및 인덕터를 포함할 수 있다.
구체적인 구성에서, 상기 급전점과 상기 접지점은 각각 중심선의 양측에 위치될 수 있거나, 또는 상기 급전점과 상기 접지점이 중심선의 일측에 위치될 수 있으며, 상기 중심선은 상기 제2 금속부의 중심선들 중에서, 상기 제2 금속부의 길이 방향과 수직인 중심선이다.
구체적인 구현수단에서, 상기 접지점과 상기 피더 사이에 위치한 조정 회로가 더 포함되고, 상기 조정 회로는 복수의 병렬 브랜치(branch)를 포함하며, 인덕터 또는 커패시터가 각각의 브랜치에 배치되고, 각각의 브랜치는 접지되며, 상기 제2 금속부는 상기 조정 회로의 하나의 브랜치에 선택적으로 접속된다. 상기 안테나의 공진 주파수를 튜닝하기 위해, 상기 안테나의 효과적인 전기적 길이는 상기 조정 회로를 배치함으로써 변경될 수 있다. 구체적인 구성에서, 하나의 스위치가 각각의 브랜치에 배치되거나 또는 싱글-폴 멀티-쓰로(single-pole multi throw) 스위치가 상기 접지점과 하나의 브랜치 사이의 접속을 구현하기 위해 사용된다.
구체적인 구현수단에서, 직렬로 접속된 인덕터와 커패시터가 적어도 하나의 브랜치에 배치된다. 상기 안테나의 공진 주파수를 튜닝하기 위해, 상기 인덕터 또는 상기 커패시터의 값을 변경함으로써 상기 안테나의 효과적인 전기적 길이가 변경될 수 있다.
구체적인 구현수단에서, 조정 회로가 상기 제2 컨덕터에 배치되고, 상기 조정 회로는 복수의 브랜치를 포함하며, 인덕터가 각각의 브랜치에 배치되고, 각각의 브랜치가 상기 접지점에 접속되며, 상기 제2 금속부는 상기 조정 회로의 하나의 브랜치에 선택적으로 접속된다. 상기 안테나의 공진 주파수를 튜닝하기 위해, 상기 조정 회로를 배치함으로써 상기 안테나의 효과적인 전기적 길이가 변경될 수 있다. 구체적인 구성에서, 하나의 스위치가 각각의 브랜치에 배치되거나 또는 싱글-폴 멀티-쓰로 스위치가 상기 접지점과 하나의 브랜치 사이의 접속을 구현하기 위해 사용된다.
구체적인 구현수단에서, 직렬로 연결된 인덕터와 커패시터가 적어도 하나의 브랜치에 배치된다. 상기 안테나의 공진 주파수를 튜닝하기 위해, 상기 인덕터 또는 상기 커패시터의 값을 변경함으로써 상기 안테나의 효과적인 전기적 길이가 변경될 수 있다.
구체적인 구현수단에서, 상기 안테나는 하나 또는 둘의 기생 요소(parasitic element)를 더 포함하고, 상기 기생 요소는, 접지된 상기 제1 금속부 또는 상기 제3 금속부를 포함할 수 있다. 상기 기생 요소의 공진 주파수는 상기 접지점에 의해 튜닝될 수 있다.
구체적인 구현수단에서, 상기 기생 요소는 상기 제1 금속부이거나, 또는 상기 제3 금속부이거나, 또는 상기 제1 금속부와 상기 제1 금속부의 슬롯 종점(end point)에 배치된 금속 패치이거나, 또는 상기 제3 금속부와 상기 제3 금속부의 슬롯 종점에 배치된 금속 패치이다.
구체적인 구현수단에서, 상기 금속 패치는 플렉서블(flexible) 회로 기판, 또는 금속 전도성 플레이트, 또는 레이저 계층, 또는 박층(thin-layer) 컨덕터이다.
구체적인 구현수단에서, 상기 제1 컨덕터와 상기 제2 컨덕터는 상기 제2 금속부와는 상이한 제3 컨덕터를 사용하여 접속되고, 상기 제3 컨덕터는 플렉서블 회로 기판, 또는 금속 전도성 플레이트, 또는 레이저 계층, 또는 박층 컨덕터이다.
제2 태양에 따르면, 이동 단말기가 제공되는데, 상기 이동 단말기는 금속 베젤을 포함하고, 적어도 2개의 슬롯이 상기 금속 베젤 내에 배치되며, 상기 2개의 슬롯이 상기 금속 베젤을, 서로 절연되어 있는 제1 금속부, 제2 금속부 및 제3 금속부로 분할하고, 상기 이동 단말기는 추가로, 전술한 구현수단 중의 어느 하나에 따른 안테나를 포함한다.
전술한 기술적 해결수단에서, 상기 제1 컨덕터와 상기 제2 컨덕터의 길이는 변경되어서, 상기 급전점에서부터 상기 제2 금속부까지의 전기적 길이 경로는 상기 접지점에서부터 상기 제2 금속부까지의 전류의 전기적 길이 경로와 같지 않을 수 있고, 각각의 모달에서의 최대 전계점은 상기 금속 베젤의 슬롯으로부터 떨어져 있으며, 이에 따라 상기 슬롯 내의 전계 부하와 상기 모달에서의 전계에 대한 사람 손의 영향이 감소하고, 상기 안테나의 성능이 향상된다.
도 1은 종래기술에서의 이동 단말기의 안테나의 구조를 보여준다.
도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 안테나에 있어서 서로 다른 주파수 대역을 가지는 모달들에서의 최대 전계 값들의 분포의 개략도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 안테나의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 안테나의 병렬-공진 전기적 틸트의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 직렬-공진 전기적 틸트의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 다른 안테나의 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 다른 안테나의 개략적인 구조도이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 6에 도시된 안테나에 있어서 서로 다른 주파수 대역을 가지는 모달들에서의 최대 전계 값들의 분포의 개략도이다.
이하의 내용은 본 출원의 실시예들의 첨부한 도면들을 참고하여 본 출원의 실시예들에서의 기술적 해결수단들을 명확하고 완전하게 설명한다.
본 실시예에서 제공되는 안테나는 이동 단말기에 적용된다. 이동 단말기는 이동 전화나 태블릿, 컴퓨터와 같은 범용 이동 단말 장치일 수 있다. 또한, 이동 단말 장치는 금속 베젤을 가지고, 적어도 2개의 슬롯이 금속 베젤 내에 배치되며, 이에 따라 서로 절연되어 있는 복수의 금속부로 이 금속 베젤을 분할한다. 실시예들에서는, 도 3에 도시된 것처럼, 2개의 슬롯이 금속 베젤 내에 배치되고, 이 2개의 슬롯이 금속 베젤을 제1 금속부 50, 제2 금속부 22 및 제3 금속부 60으로 분할한다.
도 3을 계속 참고하면, 본 실시예에서 제공되는 안테나는 방사 요소 20, 매칭 네트워크 40, 급전점 10 및 접지점 30을 포함한다. 방사 요소 20의 일단이 매칭 네트워크를 사용함으로써 급전점 10에 접속되고, 그 타단은 접지점 30에 접속된다. 구체적인 접속으로는, 도 3에 도시된 것처럼, 방사 요소 20이 3개의 부분: 제2 금속부 22, 제1 컨덕터 21 및 제2 컨덕터 23을 포함한다. 접속에 있어서, 제1 컨덕터 21과 제2 컨덕터 23은 제2 금속부 22의 양단에 개별적으로 접속된다. 구체적으로는, 제1 컨덕터 21이 제2 금속부 22의 일단에 접속되고, 제2 컨덕터 23이 제2 금속부 22의 타단에 접속된다. 제2 금속부 22의 단부는 제2 금속부 22가 슬롯에 근접한 단부를 나타내고, 그 단부는 특정 길이(5 mm보다 작은 길이 등)를 가지는 금속부이다. 제1 컨덕터 21 과 제2 컨덕터 23은 금속부의 임의의 위치에 접속된다. 제1 컨덕터 21과 제2 금속부 22 사이의 접속점이 급전 접촉점 80이고, 제2 컨덕터 23과 제2 금속부 22 사이의 접속점이 지면 접촉점 90이다. 도 3을 계속 참고하면, 도 3으로부터는, 급전점 10과 접지점 30 사이의 수직 거리 d가 급전 접촉점 80과 지면 접촉점 90 사이의 수직 거리 D보다 짧다는 것을 알 수 있다. 더 구체적으로는, 급전점 10과 접지점 30 사이의 수직 거리 d가 급전 접촉점 80과 지면 접촉점 90 사이의 수직 거리 D보다 훨씬 더 짧다. 예를 들어, d와 D 사이의 비율은 1/5과 1/2 사이이다. 이 비율은 직접적인 대응관계를 나타내는 것이 아니라, 단지 d와 D의 차이가 크다는 것을 설명하기 위해 사용되는 것일 뿐이라는 점을 이해하여야 한다. 이 방식이 사용될 때, 형성된 안테나가 서로 다른 주파수 대역에 적용될 수 있고, 안테나의 성능이 보다 향상된다.
도 3에 도시된 것처럼, 급전점 10과 접지점 30은 제2 금속부 22의 동일한 측에 위치하며, 제1 컨덕터 21, 제2 컨덕터 23 및 제2 금속부 22는 개구(opening)를 가지는 루프를 형성하여, 이에 따라 루프 안테나를 형성한다. 구체적인 구성에 있어서, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로(전하가 한 지점에서부터 다른 지점까지 흐르는 경로의 길이)는 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와는 서로 다르다. 다시 말하면, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전류의 전기적 길이 경로는 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전류의 전기적 길이 경로와 같지 않다.
도 2a 내지 도 2d는 일반적인 T자형 안테나의 최대 전계의 분포의 개략도이다. 도 2a는 긴 스터브(stub)의 1/4(quarter) 파장 모달(modal)에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이고; 도 2b는 전체 스터브 중 하나의 파장 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이며; 도 2c는 짧은 스터브의 1/4 파장 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이고; 도 2d는 긴 스터브의 3/4(three-quarter) 파장 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이다. 도 2a 내지 도 2d로부터, 종래기술의 T자형 안테나가 위 모드들을 사용할 때, 최대 전계점이 그 슬롯 내에 위치한다는 것을 알 수 있다. 그 결과, 큰 전계 영역이 비교적 사람의 손에 가까워지고, 안테나에 대한 사람 손의 영향은 상대적으로 커져서, 안테나의 성능에 영향을 미치게 된다.
그러나, 본 출원에서는, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 변경되고, 이에 따라 각각의 모달에서의 최대 전계점이 금속 베젤의 슬롯으로부터 멀리 떨어지게 되며, 그 결과 슬롯 내의 전계 부하와 모달 내의 전계에 대한 사람 손의 영향이 감소하고, 안테나의 성능을 향상시킨다. 구체적인 변경에 있어서, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 제1 컨덕터 21의 길이를 변경함으로써 변경될 수 있고, 이에 따라 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 같지 않게 된다. 다르게는, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 제2 컨덕터 23의 길이를 변경함으로써 변경될 수 있고, 이에 따라 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 같지 않게 된다. 다르게는, 제1 컨덕터 21과 제2 컨덕터 23 모두의 길이가 변경될 수 있고, 이에 따라 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 같지 않게 된다. 다르게는, 병렬 조정 회로 80이 사용될 수 있고, 이에 따라 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 같지 않게 된다. 다르게는, 직렬 또는 병렬 조정 회로 80이 사용될 수 있고, 이에 따라 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 같지 않게 된다. 전술한 서로 다른 변경 방식들의 보다 쉬운 이해를 위해, 이하에서는 본 출원의 실시예에서 제공되는 안테나를 특정 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
실시예 1
도 3을 계속 참고하면, 2개의 슬롯이, 본 실시예에서 제공되는 이동 단말기의 금속 베젤 내에 배치되고, 이 2개의 슬롯이, 금속 베젤을 서로 절연된 3개의 금속부로 분할한다. 2개의 슬롯의 2개의 측면에 위치한 금속부는 제1 금속부 50과 제3 금속부 60이고, 2개의 슬롯 사이에 위치하는 금속부는 제2 금속부 22이다. 도 3에 도시된 것처럼, 제2 금속부 22는 직선 스트립형 금속부이다. 이동 단말기의 안테나는: 방사 요소 20, 매칭 네트워크 40, 급전점 10 및 접지점 30을 포함한다. 방사 요소 20은 제2 금속부 22와, 제2 금속부 22에 접속된 제1 컨덕터 21과 제2 컨덕터 23을 포함한다. 제1 컨덕터 21은 직선형 또는 곡선형과 같이 임의의 형태의 컨덕터이다. 또한, 제1 컨덕터 21과 제2 금속부 22가 루프를 형성한다. 더 구체적으로는, 제1 컨덕터 21은 플렉서블 회로 기판, 또는 금속 전도성 플레이트, 또는 레이저 계층 또는 박층 컨덕터 등이 될 수 있다. 다르게는, 제1 컨덕터 21은 급전점 10과 제2 금속부 22 사이의 전기적 접속을 구현할 수 있는 임의의 다른 형상일 수도 있다.
구체적인 구성으로는, 도 3에 도시된 것처럼, 본 실시예에서는, 급전점 10과 접지점 30이 중심선의 일측에 위치하고, 이 중심선은, 제2 금속부 22의 중심선들 중에서 제2 금속부 22의 길이 방향에 수직인 중심선이다. 이동 단말기가 이동 전화이면, 중심선의 대응하는 위치는 USB 인터페이스 또는 충전 인터페이스의 위치이다. 따라서, 급전점 10과 접지점 30이 USB 인터페이스 또는 충전 인터페이스의 동일한 측 상에 위치하는 것으로 이해될 수도 있다. 이 방식에서, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22의 중간 지점까지의 전기적 길이 경로가 접지점 30에서부터 제2 금속부 22의 중간 지점까지의 전기적 길이 경로와 같은 경우, 급전점 10과 제2 금속부 22의 중간 지점 사이의 물리적 거리를 증가시키기 위해 급전점 10의 위치가 변경되고, 급전점 10과 제2 금속부 22는 제1 컨덕터 21을 사용하여 접속된다. 구체적으 보면, 제1 컨덕터 21의 길이가 증가되고, 이에 따라 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로보다 커진다. 이 방식은 제1 컨덕터 21과 제2 컨덕터 23의 길이가 변경되는 것으로 이해될 수 있고, 이에 따라 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 같지 않게 된다.
본 실시예에서는, 도 3에 도시된 것처럼, 급전점 10이 매칭 네트워크 40을 사용하여 제1 컨덕터 21에 접속된다. 매칭 네트워크 40은 컨덕터와 커패시터를 포함하여, 예컨대 복수의 병렬로 연결된 컨덕터, 또는 복수의 직렬로 연결된 커패시터 또는 직렬로 연결된 컨덕터와 커패시터와 같은 서로 다른 매칭 방식을 가질 수 있다. 실제의 요구 조건에 기초하여 특정 방식이 선택될 수 있다. 또한, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22의 중간 지점까지의 전기적 길이 경로는 배치된 매칭 네트워크 40을 사용함으로써 조절될 수도 있다.
실시예 2
도 4 및 도 5를 참고하면, 도 4와 도 5에 도시된 해결수단에서는, 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 변경된다. 구체적인 변경으로는, 접지점 30이 기준 요소에 직렬 또는 병렬로 접속되어, 접지점 30에서부터 제2 금속부 22의 중간 지점까지의 전기적 길이 경로를 변경한다.
도 4는 접지점 30이 기준 요소에 병렬로 접속되는 방식을 보여준다. 이 경우에서는, 안테나는 접지점 30과 급전점 사이에 위치한 조정 회로 80을 더 포함한다. 조정 회로 80은 기준 요소를 포함하는 회로이다. 구체적으로, 조정 회로 80은 병렬로 연결된 복수의 브랜치를 포함하고, 인덕터, 커패시터, 또는 인덕터와 커패시터의 조합이 각각의 브랜치에 배치되며, 각각의 브랜치는 접지된다. 구체적인 구성으로는, 도 4에 도시된 것처럼, 복수의 브랜치가 병렬로 연결되고, 복수의 브랜치 중의 각각의 브랜치의 일단이 제2 금속부 22에 직렬로 접속되며, 타단은 접지된다. 또한, 구체적인 접속으로는, 제2 금속부 22가 조정 회로 80의 하나의 브랜치에 선택적으로 접속된다. 도 4에 도시된 것처럼, 하나의 스위치가 각각의 브랜치에 배치된다. 이 스위치는 스위치-온 또는 스위치-오프되도록 제어되어, 스위치가 스위치-온으로 된 브랜치를 사용하여 제2 금속부 22의 그라운딩(grounding)을 구현한다. 또한, 싱글-폴 멀티-쓰로 스위치가 대안으로 사용될 수 있다. 이 경우에는, 싱글-폴 멀티-쓰로 스위치의 이동 불가능한 단부가 제2 금속부 22에 접속되고, 이동 가능한 단부는 브랜치에 접속된다. 싱글-폴 멀티-쓰로 스위치를 사용함으로써, 하나의 브랜치가 그라운딩을 위해 선택된다. 전술한 방법에서는, 매칭 회로 80이 접지점 30과 병렬로 접속되기 때문에, 브랜치 상에 배치된 기준 요소를 조절함으로써 전기적 길이 경로가 변경되고, 이에 따라 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 같지 않게 된다.
기준 요소는 인덕터이거나 또는 직렬로 연결된 인덕터와 커패시터의 회로일 수 있다. 도 4에 도시된 것처럼, 서로 다른 인덕터가 복수의 브랜치 중의 각각의 브랜치에 배치되고, 직렬로 접속된 인덕터와 커패시터가 적어도 하나의 브랜치에 배치된다. 도 4에 도시된 구조에서는, 하나의 회로에 인덕터와 커패시터가 직렬로 배치된 방식이 사용된다. 인덕터와 커패시터의 구성 방식은 실제 요구 조건에 기초하여 변경될 수 있으며, 도 4에 도시된 구조로 한정되는 것이 아님을 이해하여야 한다.
도 5는 접지점 30이 기준 요소와 직렬로 연결된 방식을 보여준다. 이 안테나에서는, 접지점 30이 병렬로 연결된 복수의 브랜치와 접속되고, 인덕터 또는 커패시터 또는 커패시터가 각각의 브랜치에 배치되며, 각각의 브랜치는 접지된다. 제2 금속부 22는 매칭 회로 80의 하나의 브랜치에 선택적으로 접속된다. 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 접지점 30에 직렬로 연결된 복수의 브랜치에 의해 변경된다. 구체적으로 보면, 구성 중에서, 접지점 30이 복수의 브랜치와 먼저 병렬로 연결되고, 이후 브랜치가 제2 금속부 22와 연결된다. 또한, 접속 중에서, 직렬로 연결된 인덕터와 커패시터가 각각의 브랜치에 적어도 배치된다. 전하가 이러한 구성요소들을 통해 흐르는 경우, 전기적 길이 경로가 변경된다. 그러므로, 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로는 배치된 인덕터, 커패시터 또는 인덕터와 커패시터의 조합에 의해 변경될 수 있다. 구체적인 구성 중에서, 서로 다른 파라미터의 구성요소가 복수의 브랜치에 배치될 수 있고, 각각의 브랜치는 접지점 30 또는 제2 금속부 22에 선택적으로 접속된다. 구체적으로, 도 5에 도시된 것처럼, 스위치가 각각의 브랜치에 배치되고, 제2 금속부 22는 스위치를 스위치-온 또는 스위치-오프함으로써 브랜치들 중의 하나를 통해 접지점 30에 연결된다. 싱글-폴 멀티-쓰로 스위치가 대안으로 사용될 수 있다. 이 경우에는, 싱글-폴 멀티-쓰로 스위치의 이동 불가능한 단부가 제2 금속부 22에 연결되고, 이동 가능한 단부가 브랜치에 연결된다. 싱글-폴 멀티-쓰로 스위치를 사용함으로써, 하나의 브랜치가 그라운딩을 위해 선택된다. 구체적인 구성 중에서, 조정 회로 80이 제2 컨덕터 23에 배치된다. 구체적으로 보면, 조정 회로 80의 일단이 접지되고 그 타단이 제2 컨덕터 23에 접속된다. 제2 컨덕터 23의 타단이 제2 금속부 22에 접속된다.
기준 요소는 인덕터, 커패시터 또는 직렬로 연결된 인덕터와 커패시터의 회로일 수 있다. 도 5에 도시된 것처럼, 서로 다른 인덕터가 복수의 브랜치들 중의 각각의 브랜치에 배치되고, 인덕터에 직렬로 연결된 커패시터가 적어도 하나의 브랜치에 배치된다. 도 5에 도시된 구조에서는, 인덕터와 커패시터가 하나의 회로 상에 직렬로 배치된 방식이 사용된다. 인덕터와 커패시터의 구성 방식이 실제 요구 조건에 기초하여 변경될 수 있고, 도 5에 도시된 구조로 제한되는 것이 아님을 이해하여야 한다.
접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 도 4나 도 5에 도시된 서로 다른 방법을 사용하여 변경되고, 이에 따라 최대 전계점의 위치를 변경한다.
이 방식에서는, 급전점 10과 접지점 30이 각각 제2 금속부 22의 중심선의 양측에 배치될 수 있다. 더 구체적으로는, 급전점 10과 접지점 30이 각각 제2 금속부 22의 중심선의 양측 상에 대칭 방식으로 위치된다.
또한, 조정 회로 80이 사용되면, 조정 회로 80은 대안적으로 제1 컨덕터 21에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 조정 회로 80을 사용하여 변경된다.
실시예 3
도 3, 도 4 및 도 5를 참고하여, 본 실시예에서는, 실시예 1과 실시예 2에서의 해결수단이 모두 사용된다. 구체적으로 보면, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 변경된다. 또한, 구성 중에서, 접지점 30에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로와 동일하지 않을 수 있도록, 기준 요소와, 제1 컨덕터 21과 제2 컨덕터 23의 길이가 적절히 설계된다.
실시예 4
도 6에 도시된 것처럼, 안테나는 실시예 3에 도시된 구조에 더하여 기생 요소를 더 포함한다. 구체적인 구성 중에서, 기생 요소는 접지된 제1 금속부 50 또는 제3 금속부 60을 포함할 수 있다. 기생 요소에 의해 창출되는 공진 주파수는 접지점의 위치를 변경함으로써 조정될 수 있다. 기생 요소는 제1 금속부 50 또는 제3 금속부 60와, 슬롯 종점(슬롯 종점이란, 슬롯에 근접한 금속부의 단부임)에 접속된 금속 패치 70를 선택적으로 포함할 수 있다. 기생 요소의 공진 위치는 접지점의 위치와 금속 패치 70의 길이 모두에 의해 결정된다. 금속 패치 70은, 구체적인 준비 중에서, 플렉서블 회로 기판, 또는 금속 전도성 플레이트, 또는 레이저 계층, 또는 박층 컨덕터이다. 도 6에 도시된 것처럼, 이 경우에는, 금속 패치 70이 제1 금속부 50에 위치되고 또한 슬롯과 가까운 제1 금속부 50의 단부에 위치된다. 또한, 금속 패치 70은 선택적으로, 슬롯에 가까운 제3 금속부 60의 단부에 배치될 수도 있다. 도 6의 급전점 10과 접지점 30의 배치된 위치들은 단지 특정 예시일 뿐이며, 접지점 30과 급전점 10은 선택적으로 도 6에 도시된 것과 다른 방식으로 배치될 수 있음을 이해하여야 한다.
구체적인 구성 중에서, 금속 패치 70의 상부에는 벤딩 구조(bend structure)가 존재하고, 이 벤딩은 개구를 가지는 U자형 베젤을 형성하며, U자형 베젤의 개구는 급전점 10의 위치를 향해 대면하다.
기생 요소가 루프 안테나에 추가되어, 안테나의 고주파수 튜닝의 유연성을 향상시킨다. 특히, 안테나의 금속 베젤의 와이어가 고정될 때, 기생 요소는, 중간 및 높은 주파수에서 루프 안테나의 대역폭과 방사 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
실시예 5
도 7에 도시된 것처럼, 본 실시예에서 제공되는 방사 요소 20은 전술한 실시예들에서 포함되었던 제2 금속부 22, 제1 컨덕터 21 및 제2 컨덕터에 더하여, 제3 컨덕터 24를 더 포함하고, 제3 컨덕터 24의 2개의 단부는 제1 컨덕터 21과 제2 컨덕터 23에 각각 연결된다. 이 경우에는, 제1 컨덕터 21과 제2 금속부 22, 제2 컨덕터 23 및 제3 컨덕터 24가 루프를 형성한다. 이 방식에서는, 급전점 10으로부터의 전류가 제1 컨덕터 21을 통해 제2 금속부 22로 흐르고, 접지점으로부터의 전류는 제3 컨덕터 23을 통해 제2 금속부 22로 흐른다. 본 실시예에서의 구성 방식은 실시예 1 내지 실시예 4에 적용될 수 있다. 다시 말하면, 제3 컨덕터 23은 실시예 1 내지 실시예 4에서의 방사 요소 20의 구조에 부차될 수 있다.
특정 구성 중에서, 제3 컨덕터 24는 플렉서블 회로 기판, 또는 금속 전도성 플레이트, 또는 레이저 계층, 또는 박층 컨덕터이다.
본 실시예에서 제공되는 안테나의 보다 수월한 이해를 위해, 이하에서는 서로 다른 모달에서의 에뮬레이션 처리를 수행하기 위해 도 6에 도시된 구조를 일례로서 사용한다. 도 8a 내지 도 8d를 참고하면, 도 8a는 본 출원에서의 반(half) 파장 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이고, 도 8b는 하나의 파장 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이며, 도 8c는 3/2 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이고, 도 8d는 기생 요소의 공진 모달에서의 최대 전계 값의 분포의 개략도이다. 실선 원은 최대 전계점을 표현한다. 도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d로부터는, 전술한 구조가 본 출원에서의 안테나를 위해 사용되면, 서로 다른 모드에서는, 최대 전계점이 슬롯으로부터 멀리 떨어져 있고, 이에 따라 종래기술에서의 이동 단말기의 안테나에 관계된 이하의 2가지 문제점: (a) 안테나 부하가 상대적으로 크고, 방사 홀이 작아서, 열악한 대역폭 및 방사 효율을 야기한다는 문제점(이는 큰 스크린-투-바디 비율과 작은 헤드룸의 경우에 더욱 심각하다), 그리고 (b) 큰 전계 영역이 사람 손에 비교적 가까이 있어서 안테나에 대한 사람 손의 영향이 상대적으로 크다는 문제점이 해결된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 안테나 효과가 향상된다.
또한, 본 출원은 이동 단말기를 더 제공한다. 이동 단말기는 이동 전화나 태블릿, 컴퓨터와 같은 범용 이동 단말 장치일 수 있다. 또한, 이동 단말 장치는 금속 베젤을 가지고, 적어도 2개의 슬롯이 금속 베젤 내에 배치되며, 이에 따라 서로 절연되어 있는 복수의 금속부로 이 금속 베젤을 분할한다. 구체적으로는, 2개의 슬롯이 금속 베젤 내에 배치되고, 이 2개의 슬롯이 금속 베젤을 서로 절연되어 있는 제1 금속부 50, 제2 금속부 22 및 제3 금속부 60으로 분할한다. 이동 단말기는 전술한 실시예들 중의 어느 하나에 따른 안테나를 더 포함한다.
전술한 기술적 해결수단에서는, 급전점 10에서부터 제2 금속부 22까지의 전기적 길이 경로가 접지점 30에서부터 제2 금속부까지의 전류의 전기적 길이 경로와 같지 않을 수 있도록, 급전점 10 또는 접지점 30과 제2 금속부 22 사이의 연결 구조가 변경되며, 최대 전계점이 금속 베젤의 슬롯으로부터 떨어져 있으며, 이에 따라 모달 내에서의 전계에 대한 사람 손의 영향이 감소하고, 안테나의 성능이 향상된다.
명백하게, 통상의 기술자라면 본원의 사상과 범위로부터 벗어남이 없이도 본원의 실시예들에 대해 다양한 수정과 변경을 가할 수 있을 것이다. 본 출원은, 본 출원의 청구범위와 그들의 동등한 기술들에 의해 정의되는 범위 내에 포함되는 어떠한 수정과 변경도 모두 커버하도록 의도된다.

Claims (11)

  1. 이동 단말기의 안테나로서, 상기 이동 단말기는 금속 베젤을 가지고 있고, 적어도 2개의 슬롯이 상기 금속 베젤 내에 배치되며, 2개의 슬롯이 상기 금속 베젤을 제1 금속부, 제2 금속부 및 제3 금속부로 분할하고; 상기 안테나는 방사 요소, 매칭 네트워크, 급전점 및 접지점을 포함하며,
    상기 방사 요소는 상기 2개의 슬롯 사이에 위치하는 상기 제2 금속부, 제1 컨덕터 및 제2 컨덕터를 포함하고, 상기 제1 컨덕터는 상기 제2 금속부의 일단에 연결되며, 상기 제1 컨덕터와 상기 제2 금속부 사이의 접속점이 급전 접촉점이며,상기 제2 컨덕터는 상기 제2 금속부의 타단에 연결되고, 상기 제2 컨덕터와 상기 제2 금속부 사이의 접속점이 지면 접촉점이 되며, 상기 급전점과 상기 접지점 사이의 수직 거리는 상기 급전 접촉점과 상기 지면 접촉점 사이의 수직 거리보다 짧고,
    상기 급전점이 상기 매칭 네트워크를 사용하여 상기 제1 컨덕터에 연결되며,
    상기 접지점은 상기 제2 컨덕터에 연결되고,
    상기 급전점에서부터 상기 제2 금속부까지의 전류의 전기적 길이 경로(electrical length path)는 상기 접지점에서부터 상기 제2 금속부까지의 전류의 전기적 길이 경로와 같지 않은, 이동 단말기의 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급전점과 상기 접지점은 중심선의 일측에 위치되고, 상기 중심선은 상기 제2 금속부의 중심선들 중에서, 상기 제2 금속부의 길이 방향과 수직인 중심선인, 이동 단말기의 안테나.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접지점과 상기 피더 사이에 위치한 조정 회로가 더 포함되고, 상기 조정 회로는 복수의 병렬 브랜치(branch)를 포함하며, 인덕터 또는 커패시터가 각각의 브랜치에 배치되고, 각각의 브랜치는 접지되며, 상기 제2 금속부는 상기 조정 회로의 하나의 브랜치에 선택적으로 접속되는, 이동 단말기의 안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    직렬로 접속된 인덕터와 커패시터가 적어도 하나의 브랜치에 배치되는, 이동 단말기의 안테나.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    조정 회로가 상기 제2 컨덕터에 배치되고, 상기 조정 회로는 복수의 병렬 브랜치를 포함하며, 인덕터 또는 커패시터가 각각의 브랜치에 배치되고, 각각의 브랜치가 상기 접지점에 접속되며, 상기 제2 금속부는 상기 조정 회로의 하나의 브랜치에 선택적으로 접속되는, 이동 단말기의 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    직렬로 연결된 인덕터와 커패시터가 적어도 하나의 브랜치에 배치되는, 이동 단말기의 안테나.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 기생 요소(parasitic element)를 더 포함하는 이동 단말기의 안테나.
  8. 제5항에 있어서,
    기생 요소가 상기 제1 금속부이거나, 또는 상기 제3 금속부이거나, 또는 상기 제1 금속부와 상기 제1 금속부의 슬롯 종점(end point)에 배치된 금속 패치이거나, 또는 상기 제3 금속부와 상기 제3 금속부의 슬롯 종점에 배치된 금속 패치인, 이동 단말기의 안테나.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 컨덕터는 플렉서블(flexible) 회로 기판, 또는 금속 전도성 플레이트, 또는 레이저 계층, 또는 박층(thin-layer) 컨덕터인, 이동 단말기의 안테나.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    제3 컨덕터를 더 포함하고,
    상기 제3 컨덕터의 2개의 단부가 상기 제1 컨덕터와 상기 제2 컨덕터에 각각 연결되는, 이동 단말기의 안테나.
  11. 이동 단말기로서, 상기 이동 단말기는 금속 베젤을 포함하고, 적어도 2개의 슬롯이 상기 금속 베젤 내에 배치되며, 상기 2개의 슬롯이 상기 금속 베젤을, 서로 절연되어 있는 제1 금속부, 제2 금속부 및 제3 금속부로 분할하고, 추가로, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 안테나를 포함하는 이동 단말기.
KR1020197027683A 2017-03-20 2017-06-16 이동 단말기의 안테나와 이동 단말기 KR102208890B1 (ko)

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