KR100713513B1

KR100713513B1 - 휴대용 단말기의 안테나 장치

Info

Publication number: KR100713513B1
Application number: KR1020050073278A
Authority: KR
Inventors: 정성훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2007-04-30
Also published as: EP1753147A2; CN1913222B; US20070035456A1; TWI299223B; EP1753147B1; CN1913222A; WO2007018359A1; TW200707838A; EP1753147A3; KR20070018511A; US7339534B2; ATE555550T1

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서, 상기 단말기의 하우징에 내장되는 안테나 소자; 상기 안테나 소자와 상기 단말기의 회로부를 연결하는 동축 케이블을 포함하고, 상기 동축 케이블은 상기 서브 회로기판과 서브 프레임 사이를 지나게 배선되어 상기 서브 회로기판의 그라운드와 서브 프레임의 그라운드에 의해 감싸지는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 개시한다. 상기와 같이 구성된 휴대용 단말기의 안테나 장치는 알에프 부와 분리된 안테나 소자를 동축 케이블을 이용하여 급전하면서, 알에프 부가 포함된 회로부의 그라운드와 안테나 소자에 제공된 그라운드를 제공함으로써, 접속의 안정성을 확보하고 안테나 특성을 안정화시키게 되었다. 또한, 카메라 모듈 등 부가 장치의 설치로 인하여 회로의 배치가 변화되더라도 안테나 소자는 단말기의 상단에 설치되어 최적의 방사 성능을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

단말기, 내장형 안테나, 동축 케이블, 그라운드

Description

휴대용 단말기의 안테나 장치 {ANTENNA APPARATUS FOR PORTABLE TERMINAL}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치를 나타내는 분리 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 안테나 장치를 나타내는 조립 사시도.

<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>

100 : 안테나 장치 101 : 회로부

102 : 안테나 소자 103 : 동축 케이블

111 : 메인 회로기판 113 : 지지프레임

115 : 서브 프레임 117 : 서브 회로기판

121 : 방사부 123 : 급전부

125 : 그라운드

본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히 휴대용 단말기의 안테나 장 치에 관한 것이다.

통상적으로 휴대용 단말기라 함은 이동통신 기지국 등을 통해 사용자와 사용자 또는 사용자와 서비스 업자 사이에서 무선통신 기능을 제공해주는 기기를 의미하는 것으로서, 음성 통화, 단문 메시지 전송 서비스로부터 모바일 뱅킹(mobile banking), TV 시청, 온라인 게임, 주문형 비디오 서비스 등 다양한 형태의 콘텐츠(contents)가 휴대용 단말기를 통해 사용자에게 제공되고 있다.

휴대용 단말기는 주변 환경에 따라 변화되는 전파 환경에서도 일정 수준 이상의 수신율 및 통화품질을 확보하기 위하여 안테나 장치를 구비하게 된다. 휴대용 단말기에 구비되는 안테나 장치는 가입된 서비스 업자의 사용 주파수 대역에 따라 그 길이 등 상이한 규격을 갖게 된다.

이러한 안테나 장치들은 단말기의 하우징 내에 설치되는 내장형 안테나와 하우징의 외부로 돌출된 형태의 외장형 안테나로 분류할 수 있다. 이러한 내장형 안테나로는 곡류형(meander line) 안테나, 루프(loop) 안테나, 역 L(inverted L)형 안테나, 평판형 역 F 안테나(PIFA; planar inverted F antenna) 등이 이용되고 있으며, 외장형 안테나로는 안테나 하우징 내에 안테나 소자, 예를 들면 헬리컬 안테나를 수용한 형태의 돌출형 안테나, 단말기의 하우징 상에 인입/인출 가능하게 설치된 형태의 휩 안테나 또는 헬리컬 안테나와 휩 안테나를 조합한 형태의 안테나 장치가 사용된다. 최근에는 단말기의 휴대성 향상 등을 고려하여 내장형 안테나를 주로 채용하는 추세이다.

한편, 휴대용 단말기의 기능이 다양화되면서 다양한 부가 장치들이 추가되고 있는데, 이들 중 휴대용 단말기에 장착되는 카메라 모듈은 급격한 발전을 거듭하여 최근에는 카메라 모듈이 장착된 휴대용 단말기가 디지털 카메라 시장을 점차 잠식하고 있는 추세이다.

또한, 휴대용 단말기에 장착되는 카메라 모듈에도 광학 줌 기능이 부가되면서, 카메라 모듈의 크기가 커져 단말기에 실장함에 있어서 회로기판의 회로 배치에 변화가 요구되고 있다. 이러한 회로기판 상에서 회로 배치의 변화는 내장형 안테나에 직접적으로 작용하고 있다.

종래의 내장형 안테나 장치들은 안테나 소자가 직접 회로기판 상의 알에프(RF; radio frequency) 회로부에 직접 접속하는 것이 가능하였다. 즉, 일반적인 외장형 안테나 뿐만 아니라 내장형 안테나 역시 최적의 방사 특성을 확보하기 위하여 단말기의 하우징 상단부에 실장되었기 때문에, 알에프 회로부는 회로기판 상에서의 위치 이동이 불필요했던 것이다.

그러나, 카메라 모듈이 장착되고, 장착된 카메라 모듈에 광학 줌 기능이 부가되면서, 알에프 회로부의 이동이 불가피하게 된 것이다. 즉, 광학 줌 기능이 있는 카메라 모듈을 장착하기 위해서는 단말기의 하우징 후방에 실장 공간을 확보하여야만 하고, 일반적으로 단말기 하우징의 후방 하단부에는 배터리 팩이 장착되기 때문에 카메라 모듈은 단말기 하우징의 후방 상단부에 장착된 것이다. 이에 따라, 단말기 하우징의 상단에 실장된 안테나 소자와 회로기판 상에 설치된 알에프 회로부가 분리된 것이다.

그러나, 알에프 회로부와 안테나 소자가 일정 거리 이상 분리된 상태로 설치 된 경우, 잡음과 손실에 의한 통화 품질의 저하를 유발하는 문제점이 발생되었다. 이를 방지하기 위하여, 내장형 안테나의 방사부를 알에프 회로부에 근접한 위치로 이동시키려는 노력이 경주되고 있으나, 단말기에 요구되는 안테나 소자의 방사 성능 등 안정적인 안테나 특성의 확보가 어렵고 단말기 디자인에 영향을 미치기 때문에 방사부의 위치를 이동시키는 것이 어려운 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 알에프 회로부와 분리된 안테나 소자를 안정적으로 접속시킬 수 있는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 알에프 회로부와 분리된 안테나 소자의 위치를 이동시키지 않으면서 안정된 안테나 특성이 확보되고 단말기의 디자인에 영향을 미치지 않는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서,

상기 단말기의 하우징에 내장되는 안테나 소자;

상기 안테나 소자와 상기 단말기의 회로부를 연결하는 동축 케이블을 포함하고,
상기 회로부는,
메인 회로기판;
상기 메인 회로기판에 대면하게 설치된 서브 회로기판; 및
상기 서브 회로기판에 부착되어 상기 서브 회로기판과 메인 회로기판 사이에 개재되는 서브 프레임을 포함하고,

상기 동축 케이블은 상기 서브 회로기판과 서브 프레임 사이를 지나게 배선되어 상기 서브 회로기판의 그라운드와 서브 프레임의 그라운드에 의해 감싸지는 휴대용 단말기의 안테나 장치를 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치(100)를 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 안테나 장치(100)를 나타내는 조립 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치(100)는 안테나 소자(102)와 메인 회로기판(111)이 동축 케이블(103)에 의해 접속되고 이들 사이에 카메라 모듈(109)이 설치된 구성이다.

상기 메인 회로기판(111)은 단말기의 통신 기능, 정보 저장 및 연산 등 단말기의 중추 기능을 수행하는 회로부(101) 내에 설치되며, 상기 회로부(101)는 상기 메인 회로기판(111) 뿐만 아니라 서브 회로기판(117), 단말기의 디스플레이 소자 등을 지지하면서 그라운드를 제공하는 지지 프레임(113)과 서브 프레임(115) 등으로 구성된다.

상기 메인 회로기판(111)은 알에프 회로부(미도시)를 포함하고, 상기 지지 프레임(113)의 일면 상에 장착되며, 디스플레이 소자(미도시)는 상기 지지 프레임 (113)의 타면에 장착된다. 또한, 상기 메인 회로기판(111)의 일측에 카메라 모듈(109)이 설치된다. 상기 안테나 소자(102)는 사실상 상기 메인 회로기판(111)의 알에프 회로부에 접속된다.

상기 서브 회로기판(117)은 상기 메인 회로기판(111)에 대면하게 설치된다. 상기 서브 프레임(115)이 상기 서브 회로기판(117)에 장착되면서 상기 메인 회로기판(111)과 서브 회로기판(117) 사이에 개재된다.

상기 메인 회로기판(111)과 서브 회로기판(115)은 각각에 그라운드를 제공하는 인쇄회로패턴들이 형성되어 있으며, 상기 지지 프레임(113)과 서브 프레임(115)은 디스플레이 소자, 회로기판들을 지지하면서 그라운드를 제공할 수 있도록 마그네슘 등의 금속성 재질로 제작되어 있다.

상기 안테나 소자(102)는 상기 지지 프레임(113)의 일단에 장착된다. 이로써, 상기 안테나 소자(102)와 메인 회로기판(111)의 알에프 회로부 사이에 카메라 모듈(109)이 위치되어, 안테나 소자(102)와 메인 회로기판(111)이 서로 분리된 위치에 설치된다. 따라서, 상기 안테나 소자(102)가 알에프 회로부와 이격된 상태로 설치되는 것이다.

상기 안테나 소자(102)는 방사부(121), 급전부(123) 및 그라운드(125)를 포함한다. 상기 방사부(121)는 무선 주파수의 직접적인 송출 및 수신 기능을 수행하고, 상기 급전부(123)와 그라운드(125)는 상기 동축 케이블(103)을 통해 상기 메인 회로기판(111)의 알에프 회로부 등을 통해 제공되는 급전부와 그라운드에 각각 접속된다.

상기 안테나 소자(102)에 접속된 동축 케이블(103)은 상기 카메라 모듈(109)을 우회하여, 상기 서브 회로기판(117)과 서브 프레임(115) 사이에 배선된다. 상기 서브 프레임(115) 상에는 상기 동축 케이블(103) 배선을 위한 가이드 홈(119)이 형성되어 있다. 상기 동축 케이블(103)은 상기 가이드 홈(119)을 지나게 배선된 후 상기 서브 프레임(115)을 관통하여 상기 메인 회로기판(111) 상의 알에프 회로부에 접속된다.

상기 동축 케이블(103)이 상기 가이드 홈(119)을 지나게 배선됨에 따라 상기 서브 회로기판(117)이 제공하는 그라운드와 상기 서브 프레임(115)이 제공하는 그라운드에 둘러싸여 잡음 발생이 억제된다.

상기 안테나 소자(102)의 급전부(123)에 접속된 상기 동축 케이블(103)의 도선은 상기 알에프 회로부의 급전부에 접속되고, 상기 안테나 소자(102)의 그라운드(125)에 접속된 상기 동축 케이블(103)의 도선은 상기 메인 회로기판(111)에 제공되는 그라운드 또는 상기 지지 프레임에 접속될 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치(100)는 메인 회로기판(111) 상에 제공된 알에프 회로부로부터 분리, 설치된 안테나 소자(102)를 동축 케이블(103)로 연결하면서, 회로부에 제공된 그라운드와 안테나 소자(102) 측에 형성된 그라운드(125)를 접속시켜 안테나 특성을 안정화시키게 된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 안테나 장치는 알에프 회로부와 분리된 안테나 소자를 동축 케이블을 이용하여 급전하면서, 알에프 회로부가 포함된 회로부의 그라운드와 안테나 소자에 제공된 그라운드를 제공함으로써, 접속의 안정성을 확보하고 안테나 특성을 안정화시키게 되었다. 또한, 카메라 모듈 등 부가 장치의 설치로 인하여 회로의 배치가 변화되더라도 안테나 소자는 단말기의 상단에 설치되어 최적의 방사 성능을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

Claims

휴대용 단말기의 안테나 장치에 있어서,

상기 단말기의 하우징에 내장되는 안테나 소자;

상기 안테나 소자와 상기 단말기의 회로부를 연결하는 동축 케이블을 포함하고,

상기 회로부는,

메인 회로기판;

상기 메인 회로기판에 대면하게 설치된 서브 회로기판; 및

상기 서브 회로기판에 부착되어 상기 서브 회로기판과 메인 회로기판 사이에 개재되는 서브 프레임을 포함하고,

상기 동축 케이블은 상기 서브 회로기판과 서브 프레임 사이를 지나게 배선되어 상기 서브 회로기판의 그라운드와 서브 프레임의 그라운드에 의해 감싸짐을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제1 항에 있어서, 상기 동축 케이블은 상기 안테나 소자의 급전부 및 그라운드를 상기 메인 회로기판의 급전부 및 그라운드에 각각 접속시킴을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제2 항에 있어서, 상기 서브 프레임에 형성된 가이드 홈을 더 구비하고, 상기 동축 케이블은 상기 가이드 홈을 지나게 배선됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제3 항에 있어서, 상기 가이드 홈을 지난 동축 케이블은 상기 서브 프레임을 관통하여 상기 메인 회로기판에 접속됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제2 항에 있어서,

상기 서브 프레임에 형성된 가이드 홈; 및

일면에 상기 메인 회로기판이 장착되는 지지 프레임을 더 구비하고,

상기 동축 케이블은 상기 가이드 홈을 지나 상기 서브 프레임을 관통하여 상기 메인 회로기판의 급전부와 상기 지지 프레임에 각각 접속됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제5 항에 있어서, 상기 지지 프레임은 상기 회로부의 그라운드를 제공함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.
제2 항에 있어서, 상기 서브 프레임은 상기 회로부의 그라운드를 제공함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 안테나 장치.