JP2011239400A - 携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さくなるアンテナ空間にて要する多重帯域すべてを支援することは困難であるという問題がある。
【解決手段】本発明は、携帯用端末機の内蔵型アンテナ装置に関し、端末機のメインボードの給電部に電気的に接続する給電パッドと、前記給電パッドと異なる位置に配置され前記端末機の接地部に選択的に電気的接続を具現する少なくとも一つの接地パッドを含むアンテナ放射体及び前記アンテナ放射体の前記少なくとも一つの接地パッドと共通に接続してスイッチング動作により前記接地部と選別的な電気的接続を行うスイッチング装置を含み、単なるスイッチング動作のみでアンテナ放射体の形状を変更させることで、所望の放射パターンを具現することができるから該当帯域にて高い放射特性を具現すると共に端末機のスリム化に寄与することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯用端末機の内蔵型アンテナ装置に関し、特に、単なるスイッチング動作だけでアンテナ放射体の形状を変更させ所望帯域及び放射パターンへの効率よく変更が可能になるように具現される携帯用端末機の可変型内蔵アンテナに関する。

近年、多様な機能とデザインの端末機が登場しており、段々スリム化、軽薄短小化されると同時にその機能の多様性がさらに目立っている実情がある。よって、前記のような方向へのユーザの欲求を満足させるためには、その機能を維持または向上すると共に端末機の体積を減らすことに重点が置かれている。

特に、上述の端末機は、アンテナ装置の場合において、同様なアンテナ放射体を有して多様な帯域にて使用することができるようにすることで、帯域変更、放射パターン変更によるアンテナ放射体の交替または代替を最小化し端末機の体積減少、端末機ユーザに対する電磁波吸収率（ＳＡＲ；Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）の減少のために工夫している実情がある。

一般的に、携帯用端末機のアンテナ装置の場合、内蔵型アンテナ放射体を使用することによって、最近にはＰＩＦＡ（Ｐｌａｎａｒｙ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ）タイプが主になった。

しかし、ＰＩＦＡタイプのアンテナは、放射体はパターンと給電との位置、短絡ピンの位置が定めることになると固定された周波数特性だけを有することになり、支援する帯域の数が増えるごとにアンテナの大きさも大きくなるしかないという問題があった。

これを改善するために、アンテナ接地の位置を変更することができるスイッチング手段を装着するかまたはアンテナ信号入力部位の経路上に前記スイッチング手段を装着して電流の電気的長さを変更させてＧＳＭ８５０／９００帯域周波数スイッチングのための方法として用いることもあった。

一方、携帯用端末機の小型化及びスリム化が進むにつれて端末機においてのアンテナ装置の空間が極めて制限されているが、グローバルローミング及び通信サービスの対応が行われることによって多重帯域アンテナの具現を要することになった。しかし、多様な共振長さの具現を要する多重帯域アンテナの場合、小さくなるアンテナ空間にて要する多重帯域すべてを支援することは困難であるという問題を生じ、それによって一部帯域の場合アンテナの利得が十分に確保されなくなることから性能が落ちるという問題が生じた。これを解決するための方案として、同様なデザインとハードウェアの端末機であっても使用される地域別にアンテナを個別に開発装着することもあるが、現在のように一つの端末機で世界中どこでも使用しようとするユーザの欲求には向いてない方法である。また、製造会社の立場においても、アンテナが変更されることによって追加される開発費用、開発日程の遅延、地域別性能確保のための器具的な変更及び承認費用などを考える場合、問題を有することになる。

このような問題を解決するための一つの方案として、固定の短絡部と追加的に短絡／開放が可能になるようにスイッチと接続されたまた他の短絡部を用いて帯域調節アンテナを使用することもある。

しかし、この方式の場合、固定短絡部の影響下でスイッチと接続した短絡部の位置及びパターンの選択が行わなければならないのでアンテナ設計の際に制限が生じる可能性の恐れがあって、多様な携帯電話のデザインによって複雑な構造下のアンテナ空間における設計が困難になるという問題が生じる恐れがある。

またこのような構造のアンテナは、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００帯域スイッチングを介して共振周波数を変更して同一のアンテナで多重帯域機能だけを処理することができる方法で、既存の放射パターンの変更もしくは人体影響などに対しては考えていない方法である。

韓国特許出願公開第１０−２００９−００１６９０２号広報

本発明の目的は、同一のアンテナ放射体の設置空間が適用されてもより少し優れた放射特性が発現されることができるように具現される携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、単なるスイッチング動作だけで動作するアンテナ放射体の形状を変更させることができるように具現される携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、単なるスイッチング動作だけで所望帯域、及び放射パターンに変更させると共に電磁波吸収率を低減させることができるように具現される携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置を適用することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、携帯用端末機の内蔵型アンテナ装置において、端末機メインボードの給電部に電気的に接続される給電パッドと、前記給電パッドと異なる位置に配置され前記端末機の接地部に選択的に電気的接続が具現される少なくとも一つの接地パッドを含むアンテナ放射体と、及び前記アンテナ放射体の前記少なくとも一つの接地パッドと共通に接続されスイッチング動作によって前記接地部と選別的な電気的接続を行うスイッチング装置を含み、前記アンテナ放射体は、前記接地部の選別的な電気的接続を介してアンテナ放射体の形状を変更させて多様な周波数帯域及び放射特性を有することを特徴とする。

また、本発明は、上述のアンテナ装置を含む多重帯域携帯用端末機を提供する。よって、本発明は、多重帯域携帯用端末機において、メインボードと、前記メインボードの給電部に電気的に接続される給電パッドと、前記給電パッドと異なる位置に配置され前記端末機の接地部に選択的に電気的接続が具現される少なくとも一つの接地パッドを含むアンテナ放射体と、前記アンテナ放射体の前記少なくとも一つの接地パッドと共通に接続されスイッチング動作によって前記接地部と選別的な電気的接続を行うスイッチング装置と、及び前記端末機の使用周波数帯域によって前記アンテナ放射体が最適な放射パターンを有するように前記スイッチング装置を制御する制御部と、を含むことを特徴とする。

本発明による内蔵型アンテナ装置が適用される携帯用端末機１００の斜視図である。 本発明の一実施形態による内蔵型アンテナ装置の概略図である。 本発明による図２に示すスイッチング動作によるアンテナ放射体の多様な形状変更を示す構成図である。 本発明による図２に示すスイッチング動作によるアンテナ放射体の多様な形状変更を示す構成図である。 本発明による図２に示すスイッチング動作によるアンテナ放射体の多様な形状変更を示す構成図である。 本発明の他の実施形態による内蔵型アンテナ装置の概略図である。 本発明の他の実施形態によるスイッチング装置の動作によってアンテナ放射体の多様な形状変更を示す構成図である。 本発明の他の実施形態によるスイッチング装置の動作によってアンテナ放射体の多様な形状変更を示す構成図である。 本発明のさらに他の実施形態による内蔵型アンテナ装置の概略図である。 本発明のさらに他の実施形態によるスイッチング装置の動作によってアンテナ放射体の多様な形状変更を示す構成図である。 本発明のさらに他の実施形態によるスイッチング装置の動作によってアンテナ放射体の多様な形状変更を示す構成図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳しく説明すると以下のようになる。しかし、本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合その詳しい説明を略する。

本発明を説明することにおいて、バータイプ（ｂａｒ ｔｙｐｅ）端末機を示してこれに対して説明したが、本発明による可変型内蔵アンテナ装置は、スライドタイプ（ｓｌｉｄｅ ｔｙｐｅ）端末機、フォルダータイプ（ｆｏｌｄｅｒ ｔｙｐｅ）端末機など公知の多様な解放形態を有する端末機にも適用可能でありうる。

図１は、本発明による内蔵型アンテナ装置が適用される携帯用端末機１００の斜視図であって、端末機の前面にワイドＬＣＤモジュール１０１が設置される。例えば、前記ＬＣＤモジュール１０１は、タッチスクリーンを設置する方が好ましい。前記ＬＣＤモジュール１０１の上部には受話器であるイヤフォン１０２が設置され、前記ＬＣＤモジュール１０１の下側には送話部であるマイク装置１０３が設置される。図示しなかったが、カメラモジュール、スピーカーモジュールをさらに設置することができ、公知の他の付加機能の具現のための多様な付加装置が設置されることができる。

一方、本発明による内蔵型アンテナ装置（図２中の１）は、前記携帯用端末機１００の多様な位置に配置することができる。すなわち、従来には端末機の上部Ｕ（図１）に主に設置されていたが、設置空間の制約による（例えば、カメラモジュールの設置など）アンテナ設置場所の変更が不可避である。よって、近年には端末機の底部Ｌ（図１）に主に設置することが趨勢である。

本発明による内蔵型アンテナ装置は、スイッチング手段のスイッチング動作によってアンテナ放射体の形状が変更され、これによる放射パターンが変化する。よって、前記スイッチング動作によって、例えば、ＧＳＭ８５０帯域、ＧＳＭ９００帯域など所望帯域にて動作されることができる。さらに詳しくは、前記スイッチング動作によって同様の構造のアンテナ放射体は、ＰＩＦＡ、ＩＦＡ、ＩＬＡなど多様な放射方式で動作することができる。

図２は、本発明による内蔵型アンテナ装置の概略図であって、図１の携帯用端末機のＵ部分またはＬ部分に内蔵される。

図２に示すように、内蔵型アンテナ装置１は、一定のパターンの形状を有するアンテナ放射体１０を含む。前記アンテナ放射体１０は、一つの給電パッド１１と二つの接地パッド１２、１３を有する。前記給電パッド１１は、端末機のメインボード（図示せず）の給電部（ＲＦコネクター）１５と電気的に接続されており、前記二個の接地パッド１２、１３は、選択的に前記メインボードの接地部２１に接続される。しかしこれに制限されるものではなく、前記接地パッドは、端末機に具現される多様な接地手段に接地されることができる。よって、前記二個の接地パッド１２、１３と接地部２１の間には所定のスイッチング装置２０が介在されることができる。前記スイッチング装置２０としては、公知のＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）、ＳＰＳＴ、ＳＰ３Ｔ、ＳＰ４Ｔなど多様なスイッチング装置を用いることができる。

本発明においては、前記接地パッド１２、１３の二個を用いてスイッチングさせるがこれに限定されるものではない。二個以上の接地パッドで構成して多様な方式でスイッチング動作を行うこともできる。また、一つの接地パッドを前記アンテナ放射体にて分岐させてこれを前記スイッチング装置によりオン／オフさせることでアンテナ放射体の動作構造的形状の変更が可能となりうる。

図３は、本発明による図２のスイッチング動作によるアンテナ放射体の多様な形状変更を示す構成図であって、図３ａは、二個の接地パッドのうち一つの接地パッドだけを接地部に電気的に接続している。この場合、前記アンテナ放射体は、ＩＦＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ‐Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ）として動作を行う。また、図３ｂの場合、残りの一つの接地パッドだけを接地部に電気的に接続している。このような場合、前記アンテナ放射体はループタイプ（Ｌｏｏｐ ｔｙｐｅ）アンテナ放射体として動作を行う。また、図３ｃの場合、二個の接地パッドすべてを接地部から開放する。このような場合、前記アンテナ放射体は、ＩＬＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｌ Ａｎｔｅｎｎａ）として動作を行う。

結果的に、前記スイッチング装置の動作によって、前記スイッチング装置と接続された少なくとも一つの接地パッドとの選択的に電気的接続を行うことによって、所望帯域にて動作するようにアンテナ放射体の形状変更が可能となる。

図４ａは、本発明の他の実施形態による内蔵型アンテナ装置２の概略図であり、図４ｂと図４ｃは、スイッチング装置２０の動作によってアンテナ放射体３０の多様な形状変更を示す構成図であって、スイッチング装置２０は図２のスイッチング装置と同様である。

図４ａに示すように、本発明の実施形態においては、一つの接地パッド３２だけがスイッチング装置２０を介して端末機の接地部２１に接続される。よって、図４ｂの場合、前記スイッチング装置２０により接地部２１と接地パッド３２が電気的に接続された状態であって、ＩＦＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ）として動作を行う。図４ｃの場合、前記スイッチング装置２０により接地部３２は開放され、給電パッド１１だけが端末機の給電部１５に電気的に接続される。このような場合、前記アンテナ放射体３０は、ＩＬＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｌ Ａｎｔｅｎｎａ）として動作を行う。

図５ａは、本発明のさらに他の実施形態による内蔵型アンテナ放置３の概略図であり、図５ｂと図５ｃは、スイッチング装置２０の動作によってアンテナ放射体３の多様な形状変更を示す構成図である。

図５ａに示すように、本発明の実施形態においても、一つの接地パッド４２だけがスイッチング装置２０を介して端末機の接地部２１に接続される。よって、図５ｂの場合、前記スイッチング装置２０により接地部２１と接地パッド４２が電気的に接続された状態であって、ＩＦＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ）として動作を行う。図５ｃの場合、前記スイッチング装置２０により接地部２１は開放され、給電パッド１１だけが端末機の給電部１５に電気的に接続される。このような場合、前記アンテナ放射体４０は、ループタイプで動作を行う。

上述の多様な実施形態には符号を付けてなかったが、接地パッドと接地部との間、または給電パッドと給電部との間には直列または並列に少なくとも一つのマッチング回路（たとえば、抵抗、インダクタ、キャパシタなど）が追加的に具現されることができる。

つまり、アンテナ放射体に分岐される少なくとも一つの接地体を所定のスイッチング装置によりオン／オフさせることで選択可能な電気的接続を図ることでアンテナ放射体の構造的変更が行われる。これは同様構造のアンテナ放射体のハードウェア的構造変更なく、単なるスイッチング装置だけで所望放射パターン及び周波数変更を具現することを意味する。

よって、本発明による内蔵型アンテナ放置は、単なるスイッチング動作だけでアンテナ放射体の形状を変更させることで、所望放射パターンを具現することができることから該当帯域にて高い放射特性を具現することと共に端末機のスリム化に寄与することができる効果がある。

確かに、請求項の範囲内においてこのような実施形態を変更することができる多くの多様な方式がある。言い換えると、特許請求の範囲を外れることなく本発明を実施することができる多くの他の方式がありうる。

１ 内蔵型アンテナ装置
１０ アンテナ放射体
１１ 給電パッド
１２ 接地パッド
１３ 接地パッド
１５ 給電部
２０ スイッチング装置
２１ 接地部

Claims (11)

1. 携帯用端末機の内蔵型アンテナ装置において、
   端末機のメインボードの給電部に電気的に接続される給電パッドと、
   前記給電パッドと異なる位置に配置され前記端末機の接地部に選択的に電気的接続が具現される少なくとも一つの接地パッドを含むアンテナ放射体と、
   前記アンテナ放射体の前記少なくとも一つの接地パッドと共通に接続されスイッチング動作により前記接地部と選別的な電気的接続を行うスイッチング装置と、を含み、
   前記アンテナ放射体は、前記接地部の選別的な電気的接続を介してアンテナ放射体の形状を変更させ多様な周波数帯域及び放射特性を有することを特徴とする携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置。
2. 前記接地パッドの各々は、前記アンテナ放射体の該当周波数帯域及び放射特性による形状を考慮して位置が選定されることを特徴とする請求項１に記載の携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置。
3. 前記接地パッドは、二個で形成され前記アンテナ放射体のパターンにて各々個別に分岐され前記スイッチング装置の出力極に電気的に接続され、共通極は接地部に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置。
4. 前記スイッチング装置の動作によって前記アンテナ放射体は、ＩＦＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ）、ループタイプアンテナ（Ｌｏｏｐ ｔｙｐｅ ａｎｔｅｎｎａ）、ＩＬＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｌ Ａｎｔｅｎｎａ）のうち何れか一つの放射体として動作を行うことを特徴とする請求項３に記載の携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置。
5. 前記接地パッドとスイッチング装置または前記スイッチング装置と接地部の間の接地ラインには、マッチング回路が直列または並列接続方式でさらに介在されることを特徴とする請求項１に記載の携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置。
6. 前記マッチング回路は、キャパシタ（Ｃ）、抵抗（Ｒ）、インダクタ（Ｌ）のうち何れか一つまたはその以上の組合せであることを特徴とする請求項５に記載の携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置。
7. 前記スイッチング装置は、ＳＰＤＴ、ＳＰＳＴ、ＳＰ３Ｔのうち何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の携帯用端末機の可変型内蔵アンテナ装置。
8. 多重帯域携帯用端末機において、
   メインボードと、
   前記メインボードの給電部に電気的に接続される給電パッドと、
   前記給電パッドと異なる位置に配置され前記端末機の接地部に選択的に電気的接続が具現される少なくとも一つの接地パッドを含むアンテナ放射体と、
   前記アンテナ放射体の前記少なくとも一つの接地パッドと共通に接続されスイッチング動作により前記接地部と選別的な電気的接続を行うスイッチング装置と、
   前記端末機の使用周波数帯域によって前記アンテナ放射体が最適な放射パターンを有するように前記スイッチング装置を制御する制御部と、を含むことを特徴とする多重帯域携帯用端末機。
9. 前記各の接地パッドは、前記アンテナ放射体の該当周波数帯域及び放射特性による形状を考慮して位置が選定されることを特徴とする請求項８に記載の多重帯域携帯用端末機。
10. 前記スイッチング装置の動作により前記アンテナ放射体はＩＦＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ）、ループタイプアンテナ（Ｌｏｏｐ ｔｙｐｅ ａｎｔｅｎｎａ）、ＩＬＡ（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ Ｌ Ａｎｔｅｎｎａ）のうちいずれか一つの放射体で動作を行うことを特徴とする請求項９に記載の多重帯域携帯用端末機。
11. 前記スイッチング装置は、ＳＰＤＴ、ＳＰＳＴ、ＳＰ３Ｔのうちいずれが一つであることを特徴とする請求項８に記載の多重帯域携帯用端末機。

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