KR20230151825A - 무선 통신 모듈 - Google Patents

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KR20230151825A
KR20230151825A KR1020220051636A KR20220051636A KR20230151825A KR 20230151825 A KR20230151825 A KR 20230151825A KR 1020220051636 A KR1020220051636 A KR 1020220051636A KR 20220051636 A KR20220051636 A KR 20220051636A KR 20230151825 A KR20230151825 A KR 20230151825A
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임성현
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈은 제1케이스; 상기 제1케이스와 결합하는 제2케이스; 상기 제2케이스 내에 배치되는 기판; 상기 기판의 제1영역에 배치되는 와이파이 모듈; 및 상기 기판의 제2영역과 오버랩되도록 배치되는 제1 및 제2안테나부를 포함하고, 상기 제1 및 제2안테나부는 상기 제1케이스에 임베디드된다.

Description

무선 통신 모듈{Wireless Communication Module}
본 발명은 무선 통신 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 모듈의 안테나 배치를 통해 통신 성능을 향상시키는 무선 통신 모듈에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.
전기 자동차와 EVSE 간의 상호 작용을 위하여 여러 규약들이 활발하게 재정되고 있다. 전기 자동차 충전에 관한 규약은 크게 충전 시스템, 충전 인터페이스, 통신 프로토콜 등으로 분류될 수 있다.
다만, 국가 별 또는 자동차 회사 별로 서로 다른 규약을 채택하고 있으므로, 전기 자동차의 충전 장치, 배터리팩 및 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS) 등은 규약 별로 개발되고 설계되어야 한다.
차량 충전 시스템 설계시 전기 자동차를 충전할 때 완속 충전, 급속 충전, 통신 공급을 위한 전력선과 통신 진행을 위한 통신선까지 포함하는 경우 전선이 굵어지고 비용이 상승하게 되는 문제가 있다. 또한 전기 자동차 충전을 위해 주차 공간 주변에 키오스크를 설치해야하는 문제가 있고, 키오스크가 설치된 위치에서만 충전할 수 있는 문제가 있다. 또한, 키오스크 설치시 정해진 충전 속도만 제공이 가능하다는 단점이 있다.
한국 공개 특허 제10-2016-0139175호 (공개일: 2016.12.07.) 한국 공개 실용신안특허 제20-2010-0005301호 (공개일: 2010.05.25.)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 모듈의 안테나 배치를 통해 통신 성능을 향상시키는 무선 통신 모듈을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 모듈은 제1케이스; 상기 제1케이스와 결합하는 제2케이스; 상기 제2케이스 내에 배치되는 기판; 상기 기판의 제1영역에 배치되는 와이파이 모듈; 및 상기 기판의 제2영역과 오버랩되도록 배치되는 제1 및 제2안테나부를 포함하고, 상기 제1 및 제2안테나부는 상기 제1케이스에 임베디드될 수 있다.
상기 제1안테나부는 제1칩에 배치되고, 상기 제2안테나부는 제2칩에 배치되고, 상기 제1 및 제2칩은 상기 제1케이스에 임베디드될 수 있다.
상기 제1 및 제2안테나부 각각은 전류가 급전되는 급전부; 상기 급전부와 연결되는 제1방사부; 상기 제1방사부와 연결되는 제2방사부; 및 상기 제2방사부와 연결되는 접지부를 포함할 수 있다.
상기 제1방사부는 상기 급전부와 연결되는 제1방사패턴 및 상기 제1방사패턴의 일단으로부터 연장되는 제2방사패턴을 포함하고, 상기 제2방사부는 상기 접지부와 연결되는 제3방사패턴 및 상기 제3방사패턴과 수직을 이루는 제4방사패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1안테나부는 제1칩에 배치되고, 상기 급전부는 상기 제1칩의 일단과 연결되고, 상기 접지부는 상기 제1칩의 상기 일단과 연결될 수 있다.
상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부는 상기 와이파이 모듈을 기준으로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 모듈은 제1케이스; 상기 제1케이스와 결합하는 제2케이스; 상기 제2케이스 내에 배치되는 기판; 상기 기판의 제1영역에 배치되는 와이파이 모듈; 상기 기판의 제2영역과 오버랩되도록 배치되고 상기 제1안테나부가 배치되는 제1칩; 및 상기 기판의 상기 제2영역과 오버랩되도록 배치되고 상기 제2안테나부가 배치되는 제2칩을 포함하고, 상기 제1 및 제2칩은 상기 제1케이스에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2칩은 상기 제1케이스에 임베디드될 수 있다.
상기 제1 및 제2안테나부 각각은 전류가 급전되는 급전부; 상기 급전부와 연결되는 제1방사부; 상기 제1방사부와 연결되는 제2방사부; 및 상기 제2방사부와 연결되는 접지부를 포함할 수 있다.
상기 제1방사부는 상기 급전부와 연결되는 제1방사패턴 및 상기 제1방사패턴의 일단으로부터 연장되는 제2방사패턴을 포함하고, 상기 제2방사부는 상기 접지부와 연결되는 제3방사패턴 및 상기 제3방사패턴과 수직을 이루는 제4방사패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전력선과 통신선의 분리로 인한 직/간접적 영향을 최소화할 수 있고, 대전력 이용시 통신 장애 발생을 방지할 수 있다.
또한, 고성능 안테나를 통해 무선환경을 조성할 수 있고, 커버리지 확대를 통해 장소 제약을 최소화할 수 있다.
또한, 와이파이 모듈과 EVCC 모듈에 영향을 최소화한 위치를 선정하여 안테나를 배치함으로써, 패시브 성능이 우수한 고성능 안테나를 개발할 수 있다.
또한, 차량 충전 키오스크가 설치된 장소에 제약 없이 EVSE의 와이파이 존 또는 개인 이동 단말 또는 차량으로 충전 및 결제를 진행할 수 있다.
또한, 별도의 키오스크 설치를 필요로 하지 않으므로 기존 차량 충전소를 추가하고 충전 시설 증설이 가능할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 외관을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 블록도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 방법의 흐름도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 제1실시예에 다른 무선 충전 제어 장치(10)에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 자동차를 포함하는 충전 시스템은 차량(1), EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 30)를 포함할 수 있다. 차량(1)은 전기 자동차(Electric Vehicle, EV)로서, EVSE(30)로부터 충전될 수 있다. 차량(1)은 EVSE(30)로부터 충전 전력을 수신하기 위하여 EVSE(30)에 연결된 충전 케이블은 차량(1)의 주입구에 연결될 수 있다.
EVSE(30)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있다. EVSE(30)는 위치에 한정되지 않으며 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 본 명세서에서 EVSE(30)는 충전소(Supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(Socket-Outlet) 등과 혼용될 수 있다.
EVCC(Electric Vehicle Communication Controller, 20)는 차량(1)에 포함된 구성으로, 차량(1) 내의 ECU(Electronic Control Unit, 50)와 연결될 수 있다. EVCC(20)는 차량 내 충전 신호 및 충전 전력량 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 무선 충전 제어 장치(10)는 무선 통신 모듈(11) 및 제어 모듈(12)을 포함할 수 있다.
무선 충전 제어 장치(10)는 EVCC(20)와 별도의 구성인 것으로 기재하였으나, 무선 충전 제어 장치(10)는 EVCC(20)에 포함된 구성으로 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)과 무선 통신을 수행하기 위한 구성일 수 있다. 무선 충전 제어 장치(10)는 무선 통신 충전 제어 모듈로서, 무선 충전 제어 장치(10)는 EVCC(20)의 MCU(Micro Control Unit)의 제어를 받지 않고 별도의 제어 모듈을 포함할 수 있다.
무선 충전 제어 장치(10)는 이동 단말(40)로부터 수신된 신호를 통해 EVCC(20)와 별도로 구성된 제어 모듈(12)을 통해 EVCC(20)의 MCU을 동작시키기 위한 지시를 내릴 수 있다. 또한, 무선 충전 제어 장치(10)는 EVCC(20)와 EVSE(30)로부터 차량 충전 및 결제에 대한 신호를 수신하여 이동 단말(40)로 송신함으로써, 사용자가 이동 단말(40)을 통해 차량 충전에 대한 상황을 모니터링할 수 있는 서비스를 제공할 수 있다.
무선 통신 모듈(11)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)과 신호를 송수신할 수 있다. 무선 통신 모듈(11)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호를 제어 모듈(12)에 송신할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈(11)은 제어 모듈(12)로부터 수신된 신호를 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40) 중 적어도 하나로 송신할 수 있다.
무선 통신 모듈(11)은 와이파이 모듈 및 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈(11)은 W-PAN(Wireless Personal Area Network), W-LAN(Wireless Local Area Network)등을 포함할 수 있다. W-PAN은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 등을 포함할 수 있고, W-LAN은 WIFI 등을 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈(11)은 무선 통신하는 것으로 설명하였으나, 특별히 이에 한정하는 것은 아니며, 무선 통신 이외에 유선 통신할 수 있는 것은 당연하다.
제어 모듈(12)은 이동 단말(40)로부터 수신된 신호를 이용하여 EVSE(30) 및 EVCC(20)에 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈(12)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)로부터 수신된 신호를 이용하여 충전에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어 모듈(12)은 EVCC(20)의 MCU(Micro Control Unit)의 제어를 받지 않고 별도의 제어 신호를 생성할 수 있다. 무선 충전 제어 장치(10)의 제어 모듈(12)은 EVCC(20)의 제어 모듈과 독립적으로 형성될 수 있다. 제어 모듈(12)은 사용자가 입력한 신호를 이동 단말(40)로부터 수신하여 EVCC(20), EVSE(30)에 충전 및 과금에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어 모듈(12)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)로부터 요청된 신호에 따라 다양한 차량 충전 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 차량 충전 상태에 대한 정보는 다양한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 충전 상태 정보는 충전 모드, 배터리 충전 예약, 배터리 충전 개시/종료, 충전 에러, 충전 제어, 충전 전류, 전압 및 전력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 배터리 상태 정보는 배터리 충전율, 배터리 온도(셀 내부/외부 온도), 전압/전류 충전 상수 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 인증 정보는 차량 ID, 사용자 ID, EVSE ID 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 충전 과금 정보는 전력 요금, 충전 시간, 부하 정보, 미터 데이터, 과금 데이터 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제어 모듈(12)은 충전 단계에 따라 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)에 송신되는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이하에서는 제어 모듈(12)이 제어 신호를 송수신하는 것으로 설명하였으나, 제어 모듈(12)에서 생성된 신호는 무선 통신 모듈(11)을 통해 각 구성에 송수신될 수 있다.
차량(1)이 EVSE(30)의 영역에 진입하는 경우, 제어 모듈(12)은 EVSE(30)의 진입 신호를 수신하여, EVCC(20)가 슬립 모드(Sleep Mode)에서 준비 모드(Ready Mode)로 전환하도록 하는 신호를 송신할 수 있다. EVSE(30)의 충전건이 차량(1)에 장착되면, 제어 모듈(12)은 이동 단말(40)로 차량 인식 신호를 송신할 수 있다. 또는, 무선 충전이 되는 EVSE(30)의 충전 구역에 진입하는 경우, 제어 모듈(12)은 이동 단말(40)로 차량 인식 신호를 송신할 수 있다.
이후, 제어 모듈(12)은 이동 단말(40)로부터 차량 충전 개시 요청에 대한 신호가 수신되면 EVSE(30) 및 EVCC(20)에 충전 개시 신호를 송신할 수 있다. 제어 모듈(12)은 충전 중 이동 단말(40)의 요청 신호 또는 EVSE(30)의 요청 신호에 따라 EVCC(20)로부터 수신된 차량 충전 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 충전 중 차량, 배터리, EVSE에 문제가 발생하는 경우, 각 구성으로부터 문제 발생 신호를 수신한 제어 모듈(12)은 이동 단말(40)에 문제가 발생했음을 알리는 신호를 송신하고 이에 대한 조치를 취하도록 안내할 수 있다.
제어 모듈(12)은 EVCC(20)로부터 차량 충전 완료 신호를 수신하면 EVSE(30)로부터 수신된 차량 충전 과금 정보 및 결제 신호를 이동 단말(40)로 송신할 수 있다. 사용자는 이동 단말(40)을 통해 차량 충전 요금을 결제할 수 있다. 이후, EVSE(30)의 충전건이 차량(1)으로부터 탈착되어 차량 충전은 완료된다.
도 5를 참조하면, EVSE(30)는 무선 통신 모듈(31)을 포함하여 이동 단말(40)과 직접 차량 충전 동작에 따른 제어 신호를 송수신할 수 있다. 이를 통해, EVSE(30)는 차량(1)에 포함된 무선 충전 제어 장치(10)를 통하지 않고 직접 이동 단말(40)로 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전력선과 통신선의 분리로 인한 직/간접적 영향을 최소화할 수 있고, 대전력 이용시 통신 장애 발생을 방지할 수 있고, 고성능 안테나를 통해 무선환경을 조성할 수 있고, 커버리지 확대를 통해 장소 제약을 최소화할 수 있다. 또한, 차량 충전 키오스크가 설치된 장소에 제약 없이 EVSE의 와이파이 존 또는 개인 이동 단말 또는 차량으로 충전 및 결제를 진행할 수 있고, 별도의 키오스크 설치를 필요로 하지 않으므로 기존 차량 충전소를 추가하고 충전 시설 증설이 가능할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 제2실시예에 다른 무선 충전 제어 장치(10)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제1실시예에 대한 설명은 본 발명의 제2실시예에 적용될 수 있으며, 중복된 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 무선 충전 제어 장치(10)는 제1통신 모듈(13), 제2통신 모듈(14), 제3통신 모듈(15) 및 제어 모듈(12)을 포함할 수 있다.
제1통신 모듈(13)은 EVSE(30)와 신호를 송수신할 수 있다. 제1통신 모듈(13)은 PLC(Power Line Communication)를 지원하는 프로토콜에 의해 수행될 수 있다. 제2통신 모듈(14)은 EVCC(20)와 신호를 송수신할 수 있다. 제2통신 모듈(14)은 CAN(Controller Area Network)을 지원하는 프로토콜에 의해 수행될 수 있다.
제3통신 모듈(15)은 이동 단말(40)과 신호를 송수신할 수 있다. 제3통신 모듈(15)은 와이파이 모듈 및 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 제3통신 모듈(15)은 W-PAN(Wireless Personal Area Network), W-LAN(Wireless Local Area Network)등을 포함할 수 있다. W-PAN은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 등을 포함할 수 있고, W-LAN은 WIFI 등을 포함할 수 있다. 제3통신 모듈(15)은 본 발명의 제1실시예에 포함된 무선 통신 모듈(11)과 대응되는 구성일 수 있다.
제어 모듈(12)은 제1 내지 제3통신 모듈(13, 14, 15)과 연결되고 제3통신 모듈(15)로부터 수신된 신호를 이용하여 EVCC(20) 및 EVSE(30)에 제어 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 모듈(12)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)로부터 신호를 이용하여 충전 제어 신호를 생성하고, 생성된 충전 제어 신호는 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)과 각각 연결된 제1 내지 제3통신 모듈(13, 14, 15)을 통해 송신될 수 있다. 제어 모듈(12)은 EVCC(20)의 제어 모듈과 독립적으로 형성되는 구성일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 방법의 흐름도이다. 도 6의 각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 5의 무선 충전 제어 장치에 대한 상세한 설명에 대응되는바, 이하 중복된 설명은 생략하도록 한다.
EVSE, EVCC 및 이동 단말과 신호를 송수신하여 차량 충전을 제어하는 무선 충전 제어 장치에 있어서, S11 단계에서 EVSE로부터 차량 진입 신호를 수신하면 EVCC가 슬립 모드에서 준비 모드로 전환하도록 신호를 송신하고, S12 단계에서 EVSE의 충전건이 차량에 장착되면 이동 단말에 차량 인식 신호를 송신하고 EVCC가 준비 모드에서 충전 모드로 전환하도록 신호를 송신하고, S13 단계에서 EVCC로부터 수신된 차량 충전 상태에 대한 신호를 EVSE 및 이동 단말에 송신하고, S14 단계에서 EVCC로부터 차량 충전 완료 신호를 수신하면 EVSE 및 이동 단말에 차량 충전 결제 신호를 송신한다. 상기 차량 충전 상태에 대한 신호는 충전 속도, 충전 과금, 충전량, 충전 남은 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 외관을 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 블록도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈의 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈을 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 모듈(10)은 제1케이스(1111), 제1케이스(1111)와 결합하는 제2케이스(1112)를 포함할 수 있다. 제2케이스(1112) 내에는 기판(1000)이 배치될 수 있다. 제1케이스(1111)와 제2케이스(1112)의 결합에 의해 형성되는 내부 공간에 기판(1000)이 배치될 수 있다. 제1케이스(1111) 및 제2케이스(1112)는 제1바디 및 제2바디로 지칭될 수 있고, 제1커버 및 제2커버로 지칭될 수 있고, 상단 커버 및 하단 커버로 지칭될 수 있다.
기판(1000)의 제1영역(1100)과 오버랩되도록 배치되는 제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)를 포함하고, 기판(1000)의 제2영역(1200)에 배치되는 와이파이 모듈(200)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2안테나부(130, 140)는 제1케이스(1111)에 임베디드될 수 있다. 제1 및 제2안테나부(130, 140)는 제1케이스(1111)에 배치될 수 있다. 제1안테나부(130)는 제1칩(131)에 배치되고, 제2안테나부(140)는 제2칩(141)에 배치될 수 있다. 제1 및 제2칩(131, 141)은 제1케이스(1111)에 임베디드될 수 있다. 제1 및 제2칩(131, 141)은 제1케이스(1111)에 배치될 수 있다. 제1 및 제2칩(131, 141)은 제1케이스(1111)에 결합할 수 있다.
본 발명은 케이스 일체형 안테나 구조를 통해 공간에 구애받지 않는 구조를 설계할 수 있고, 공정비 개선이 가능할 수 있다. 또한, 주변 소자에 영향을 받지 않는 독립적인 안테나 방사 환경을 구현할 수 있고, 이를 통해 격리도를 향상시킬 수 있다.
기판(1000)의 제2영역(1200)에는 와이파이 모듈(200)이 이외에 EVCC가 배치될 수 있다. 기판(1000)의 제2영역(1200)은 와이파이 모듈(200)이 배치되는 제3영역과 EVCC가 배치되는 제4영역으로 구분될 수 있다. 기판(1000)의 제3영역은 제4영역으로부터 돌출되는 형상으로 형성될 수 있다. 무선 통신 모듈(10)은 기판(1000)의 회로에서 발생하는 EMC 최소화 영역인 가장자리에 배치될 수 있다.
제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)는 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)는 블루투스(Bluetooth) 안테나를 포함할 수 있다. 와이파이 모듈(200)의 상단에는 쉴드캔(Shield Can)이 배치될 수 있다. 와이파이 모듈(200)의 상단은 커버가 배치될 수 있다.
제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)는 안테나 성능에 영향을 주는 와이파이 모듈(200)의 쉴드캔에 의한 기생 커패시턴스의 영향을 최소화하기 위해 와이파이 모듈(200)과 이격되어 배치될 수 있다. 이를 통해, 초소형 모듈인 와이파이(WiFi) 및 블루투스(Bluetooth) 안테나가 인접하더라도 서로 간에 신호 간섭을 최소화할 수 있고, 블루투스와 동시 동작시 무선 와이파이 전송율을 확보할 수 있다.
제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)는 와이파이 모듈(200)을 기준으로 대칭을 이루어 배치될 수 있다. 제1안테나부(130)와 제2안테나부(140)는 동일한 형상으로 형성되고, 와이파이 모듈(200)을 기준으로 대칭인 형상으로 형성될 수 있다. 제1안테나부(130)와 제2안테나부(140)는 MIMO(Multiple-Input Multipl-Output) 안테나의 구성일 수 있다. 제1안테나부(130)와 제2안테나부(140)는 와이파이 모듈(200)을 중심으로 이격되어 배치되므로 전자파의 상호 간섭을 방지할 수 있고, 격리도를 향상시킬 수 있다.
제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)는 다양한 통신을 위해서 다양한 주파수 대역을 가지는 복수의 방사부가 형성될 수 있다. 특히, 근거리 통신을 위하여, 와이파이, 블루투스, GPS, NFC 용 방사부가 필요할 수 있다.
제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140) 각각은 전류가 급전되는 급전부(132, 142), 급전부(132, 142)와 연결되는 제1방사부, 제1방사부와 연결되는 제2방사부, 및 제2방사부와 연결되는 접지부(133, 143)를 포함할 수 있다. 제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140) 각각은 급전부(132, 142)를 통해 전류가 인가되며, 급전부(132, 142)를 통해 인가되는 전류에 따라 제1방사부 및 제2방사부는 각각 소정의 주파수 대역을 가지는 신호를 외부로 방사한다. 이때, 제1방사부 및 제2방사부를 이루는 각각의 방사패턴을 통해 방사되는 신호의 위상이 상이하도록 구현된다.
제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)의 급전부(132, 142)는 제1케이스(1111)를 통해 전류를 인가받을 수 있고, 접지부(133, 143)는 제1케이스(11111)를 통해 전류를 접지할 수 있다. 또는, 제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)의 급전부(132, 142)는 기판(1000)의 제2영역(1200)과 연결되어 전류를 인가받을 수 있고, 접지부(133, 143)는 기판(1000)의 제2영역(1200)과 연결되어 전류를 접지할 수 있다. 제1안테나부(130)의 급전부(132)는 제1칩(131)의 일단과 연결될 수 있고, 제1안테나부(130)의 접지부(133)는 제1칩(131)의 일단과 연결될 수 있다. 제2안테나부(140)의 급전부(142)는 제2칩(141)의 일단과 연결될 수 있고, 제2안테나부(140)의 접지부(143)는 제2칩(141)의 일단과 연결될 수 있다. 제1 및 제2안테나부(130, 140)의 급전부(132, 142) 및 접지부(133, 143)는 같은 방향을 향하여 배치될 수 있다.
제1안테나부(130) 및 제2안테나부(140)는 PIFA 안테나일 수 있다. PIFA(Planar Inverted F Antenna)는 평판 역 에프 안테나로, 에프(F)를 뒤집어 높은 것처럼 평판의 접지면 위에 보다 작은 면적의 사각 패치판을 얹은 평판 안테나를 의미한다. 접지면, 방사패치, 급전부, 단락부(단락핀 또는 단락 스트립)으로 구성될 수 있다. PIFA 안테나는 전류 급전에 의해 패치가 접지면과 공진되면서 방사 소자로서 역할을 하며, 패치의 길이, 폭, 높이와 급전선의 위치와 단락핀의 위치 등에 따라 대역폭, 이득, 공진 주파수 등이 결정될 수 있다.
제1방사부는 급전부(132, 142)와 연결되는 제1패턴(134, 144) 및 제1패턴(134, 144)의 일단으로부터 연장되는 제2패턴(135, 145)을 포함할 수 있다. 제2방사부는 접지부(133, 143)와 연결되는 제3패턴(136, 146) 및 제3패턴(136, 146)과 수직을 이루는 제4패턴(137, 147)을 포함할 수 있다. 제1패턴(134, 144)과 제2패턴(135, 145)은 둔각을 이루어 배치될 수 있다. 각 방사부는 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 방사부 설계에 따라 달라질 수 있다.
제1방사부 및 제2방사부는 와이파이용 방사부 또는 블루투스용 방사부일 수 있다. 또는, NFC용 방사부 등 다른 통신을 위한 방사일 수도 있다. 제1방사부와 제2방사부는 각각 다른 용도의 방사부일 수 있고, 동일한 용도의 방사부일 수 있다. 제1방사부의 폭은 제2방사부의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 제1방사부는 주파수 대역이 5.0 내지 5.2GHz에서 공진을 일으킬 수 있다. 제2방사부는 주파수 대역이 2.4 내지 2.5GHz 대역에서 공진을 일으킬 수 있다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제1케이스;
    상기 제1케이스와 결합하는 제2케이스;
    상기 제2케이스 내에 배치되는 기판;
    상기 기판의 제1영역과 오버랩되도록 배치되는 제1 및 제2안테나부; 및
    상기 기판의 제2영역에 배치되는 와이파이 모듈을 포함하고,
    상기 제1 및 제2안테나부는 상기 제1케이스에 임베디드되는 무선 통신 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1안테나부는 제1칩에 배치되고, 상기 제2안테나부는 제2칩에 배치되고,
    상기 제1 및 제2칩은 상기 제1케이스에 임베디드되는 무선 통신 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2안테나부 각각은
    전류가 급전되는 급전부;
    상기 급전부와 연결되는 제1방사부;
    상기 제1방사부와 연결되는 제2방사부; 및
    상기 제2방사부와 연결되는 접지부를 포함하는 무선 통신 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1방사부는 상기 급전부와 연결되는 제1방사패턴 및 상기 제1방사패턴의 일단으로부터 연장되는 제2방사패턴을 포함하고,
    상기 제2방사부는 상기 접지부와 연결되는 제3방사패턴 및 상기 제3방사패턴과 수직을 이루는 제4방사패턴을 포함하는 무선 통신 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1안테나부는 제1칩에 배치되고,
    상기 제1안테나부의 상기 급전부는 상기 제1칩의 일단과 연결되고, 상기 제1안테나부의 상기 접지부는 상기 제1칩의 상기 일단과 연결되는 무선 통신 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부는 상기 와이파이 모듈을 기준으로 대칭을 이루도록 배치되는 무선 통신 모듈.
  7. 제1케이스;
    상기 제1케이스와 결합하는 제2케이스;
    상기 제2케이스 내에 배치되는 기판;
    상기 기판의 제1영역과 오버랩되도록 배치되고 상기 제1안테나부가 배치되는 제1칩;
    상기 기판의 상기 제1영역과 오버랩되도록 배치되고 상기 제2안테나부가 배치되는 제2칩; 및
    상기 기판의 제2영역에 배치되는 와이파이 모듈을 포함하고,
    상기 제1 및 제2칩은 상기 제1케이스에 배치되는 무선 통신 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2칩은 상기 제1케이스에 임베디드되는 무선 통신 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2안테나부 각각은
    전류가 급전되는 급전부;
    상기 급전부와 연결되는 제1방사부;
    상기 제1방사부와 연결되는 제2방사부; 및
    상기 제2방사부와 연결되는 접지부를 포함하는 무선 통신 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1방사부는 상기 급전부와 연결되는 제1방사패턴 및 상기 제1방사패턴의 일단으로부터 연장되는 제2방사패턴을 포함하고,
    상기 제2방사부는 상기 접지부와 연결되는 제3방사패턴 및 상기 제3방사패턴과 수직을 이루는 제4방사패턴을 포함하는 무선 통신 모듈.
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