KR102322208B1 - Antenna sheet including antennas connected in combination of series and parallel connections - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 와이어 임베딩 또는 인레이 안테나 시트에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 와이어 안테나의 효율적인 배치를 통해 충전이나 송수신 효율을 개선할 수 있는 안테나 시트에 관한 것이다.The present invention relates to a wire embedding or inlay antenna sheet, and more particularly, to an antenna sheet capable of improving charging or transmission/reception efficiency through efficient arrangement of a wire antenna.
현대사회에 있어서 모바일 기기의 대중화가 확대되면서, 모바일 기기가 주변장치와 무선으로 데이터 통신을 하거나 배터리를 충전하는 기술도 진화하고 있다. NFC기능이 스마트폰에서 필수적인 기능으로 자리 잡고 과거에 일반적으로 사용되던 유선충전방식을 넘어서서 최근에는 스마트폰을 중심으로 무선 충전이 상용화가 이루어지고 있으며 점차로 확산되는 양상이다. As mobile devices become more popular in modern society, technologies for wirelessly performing data communication with peripheral devices or charging batteries are also evolving. The NFC function has become an essential function in smartphones and has gone beyond the wired charging method that was generally used in the past.
그러한 목적을 수행하기 위한 모바일 기기에는 신호는 물론 에너지까지 송수신할 수 있는 송수신 모듈이 장착되며, 이러한 송수신 모듈에는 코일 구조의 안테나가 사용될 수 있다. 이러한 안테나는 구리 소재의 와이어를 감는 것이 과거에 일반적인 기술이었지만, 기술이 발전하면서 얇은 안테나 구조를 위해서 FPCB 등에 구리 박막을 형성하고 이를 화학 에칭이나 레이저 식각으로 제거하여 미세한 안테나 패턴을 형성하는 기술로 대체되었다. A mobile device for performing such a purpose is equipped with a transmission/reception module capable of transmitting and receiving signals as well as energy, and an antenna having a coil structure may be used in the transmission/reception module. For these antennas, winding a copper wire was a common technique in the past, but as technology advances, a copper thin film is formed on an FPCB for a thin antenna structure and removed by chemical etching or laser etching to form a fine antenna pattern. became
이와 관련하여, 한국등록특허 제10-1926594호에 "무선충전형 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 충전모듈"이 개시되어 있으며, 상기 안테나유닛에는 에칭으로 위치에 따라 선폭을 달리하는 안테나 패턴을 형성하는 내용이 포함되어 있다.In this regard, Korean Patent Registration No. 10-1926594 discloses "a wireless charging type antenna unit and a wireless power charging module including the same", and an antenna pattern having a different line width depending on the position is formed on the antenna unit by etching. content is included.
하지만, 구리 박막을 에칭하는 기술은 패턴을 형성하기 위해 많은 전처리 및 후처리 공정을 거쳐야 하며, 에칭에 사용된 화학물질로 인한 환경오염의 문제가 거론되고 있다. However, the technique of etching the copper thin film has to go through many pre-treatment and post-treatment processes to form a pattern, and the problem of environmental pollution due to the chemicals used in the etching is being discussed.
또한, 기존의 와이어를 이용한 기술은 얇은 구조를 형성하기에 부족하며, 긴 와이어 코일에 의한 저항 증가, 인접한 와이어 간의 신호의 간섭, 그리고 와이어 단선으로 인한 문제점 발생 등을 해결할 필요가 있다.In addition, the existing technology using a wire is insufficient to form a thin structure, and it is necessary to solve problems such as an increase in resistance due to a long wire coil, interference of signals between adjacent wires, and problems due to wire breakage.
이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 한국공개특허 제10-2003-0040243호에는 초음파를 이용하여 코일을 매립하는 기술이 개시되어 있다. 상기 초음파를 이용하면 코일이 열가소성 또는 열가연성 재질의 기판에 부분적으로 매립되는 내용이 개시되어 있다. In order to solve this problem, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2003-0040243 discloses a technique for embedding a coil using ultrasonic waves. When the ultrasonic wave is used, a coil is partially embedded in a substrate made of a thermoplastic or thermally combustible material.
하지만, 와이어 매립을 이용하는 안테나에서도 한번 세팅된 와이어의 굵기를 변경하는 것이 어려운 것은 물론, 위치에 따라 단면적을 변경하는 것이 어렵기 때문에 다양한 설계 자유도를 부여하는 것이 어려울 수 있다.However, even in an antenna using wire embedding, it is difficult to change the thickness of a wire once set, and it is difficult to change a cross-sectional area according to a location, so it may be difficult to give various degrees of design freedom.
본 발명은 구리 등의 금속 재질의 와이어를 이용하여 안테나를 형성하면서도 다양한 설계 자유도를 제공할 수 있는 와이어 임베딩 방식의 안테나 시트를 제공한다.The present invention provides an antenna sheet of a wire embedding method capable of providing various degrees of design freedom while forming an antenna using a wire made of a metal material such as copper.
본 발명은 위치에 따른 자속 밀도를 용이하게 조절하여 무선 충전 효율을 개선할 수 있는 와이어 임베딩 방식의 안테나 시트를 제공한다.The present invention provides an antenna sheet of a wire embedding method capable of improving wireless charging efficiency by easily adjusting magnetic flux density according to position.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 주변의 전자기장의 변화에 감응하기 위한 안테나 시트는, 중심에 위치한 제1 영역, 제1 영역의 주변에 형성되는 제2 영역 및 제2 영역의 주변에 형성되는 제3 영역을 제공하는 기판, 제1 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 제1 와이어를 포함하는 제1 임베디드 안테나, 제3 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 제3 와이어를 포함하고, 제1 임베디드 안테나와 직렬로 연결되는 제3 임베디드 안테나, 및 제2 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 제2 와이어를 포함하는 제2 임베디드 안테나를 포함하며, 제2 임베디드 안테나는 제1 임베디드 안테나와 제3 임베디드 안테나의 직렬 연결에 병렬로 연결될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention for achieving the objects of the present invention described above, the antenna sheet for responding to a change in the surrounding electromagnetic field, a first area located in the center, a first area formed around the first area A substrate providing a second region and a third region formed around the second region, a first embedded antenna that forms a helical structure in the first region and includes a first wire embedded in the substrate, and a helical structure in the third region A second embedded antenna including a third wire embedded in the substrate, a third embedded antenna connected in series with the first embedded antenna, and a second embedded antenna that forms a spiral structure in the second region and is embedded in the substrate and an antenna, wherein the second embedded antenna may be connected in parallel to the serial connection of the first embedded antenna and the third embedded antenna.
본 명세서에서 안테나 시트는 주변의 전자기장의 변화에 감응하기 위한 것으로서, 주변 기기와 전자기장으로 감응하여 주변 기기를 무선 충전할 수 있으며, 무선 충전기로부터 본체를 충전하기 위한 전력을 획득할 수 있고, 충전 이외에도 정보를 송수신하는 용도로도 사용될 수 있다.In the present specification, the antenna sheet is for responding to changes in the surrounding electromagnetic field, and can wirelessly charge the peripheral device by responding to the electromagnetic field, and obtain power for charging the main body from the wireless charger, and in addition to charging It can also be used for transmitting and receiving information.
제1 와이어, 제2 와이어 또는 제3 와이어는 단선으로 매립된 단일 와이어 또는 병렬로 매립된 다중 와이어일 수 있다.The first wire, the second wire, or the third wire may be a single wire embedded in a single wire or multiple wires embedded in parallel.
제1 와이어 및 제3 와이어는 동일 와이어로 동일 매립 과정에서 형성될 수 있으며, 제2 영역을 통과하는 연결 와이어에 의해서 직접 연결될 수 있다.The first wire and the third wire may be formed in the same embedding process as the same wire, and may be directly connected by a connecting wire passing through the second region.
제1 와이어, 제2 와이어 및 제3 와이어는 각각 동일 단면을 가지며, 제1 와이어, 제2 와이어 및 제3 와이어 각각은 권선 수, 매립되는 피치 및 와이어 길이를 변수로 인덕턴스를 조절할 수 있다.The first wire, the second wire, and the third wire each have the same cross section, and the inductance of each of the first wire, the second wire, and the third wire may be adjusted by changing the number of windings, the embedded pitch, and the wire length as variables.
제1 임베디드 안테나 및 제3 임베디드 안테나의 직렬 연결과 제2 임베디드 안테나는 제3 영역 밖에서 병렬로 연결될 수 있다. The serial connection of the first embedded antenna and the third embedded antenna and the second embedded antenna may be connected in parallel outside the third region.
와이어는 전체적으로 원형, 타원형 또는 다각형의 외곽을 가진 나선형을 형성할 수 있으며, 본 명세서에서 나선 구조는 원형에만 한정되는 것이 아니다.The wire may form a spiral having a circular, oval, or polygonal outline as a whole, and the spiral structure in the present specification is not limited only to a circular shape.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 안테나 시트는 중심에서부터 순차적으로 그 주변을 둘러싸는 동심 구조의 3개 이상의 주변 영역(perimeter area)을 제공하는 기판, 및 각각의 주변 영역에서 나선 구조를 형성하며 기판에 매립된 와이어를 포함하는 복수의 임베디드 안테나를 포함하며, 임베디드 안테나 중 적어도 하나는 바로 인접한 다른 임베디드 안테나와 병렬로 연결되고, 바로 인접하지 않은 임베디드 안테나 중 적어도 하나와 직렬로 연결될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention for achieving the objects of the present invention described above, the antenna sheet is a substrate providing three or more perimeter areas of a concentric structure surrounding the periphery sequentially from the center; and a plurality of embedded antennas forming a spiral structure in each peripheral region and including wires embedded in a substrate, wherein at least one of the embedded antennas is connected in parallel with another immediately adjacent embedded antenna, and an embedded antenna that is not immediately adjacent to the embedded antenna. may be connected in series with at least one of
와이어는 단선으로 매립된 단일 와이어 또는 병렬로 매립된 다중 와이어일 수 있다.The wire may be a single wire embedded in a single wire or multiple wires embedded in parallel.
임베디드 안테나 간의 직렬 연결은 주변 영역 전체 내에서 형성되고, 임베디드 안테나 간의 병렬 연결은 주변 영역 전체 외에서 형성될 수 있다.A serial connection between the embedded antennas may be formed within the entire peripheral region, and a parallel connection between the embedded antennas may be formed outside the entire peripheral region.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 안테나 시트는 중심에서부터 순차적으로 그 주변을 둘러싸며 나선구조를 형성하는 복수의 평면 안테나를 포함하며, 평면 안테나 중 적어도 하나는 바로 인접한 다른 평면 안테나와 병렬로 연결되고, 바로 인접하지 않은 평면 안테나 중 적어도 하나와 직렬로 연결될 수 있다. 이러한 구조적 이점은 와이어 매립 안테나 이외에도 화학 또는 레이저 에칭으로 형성되는 안테나 패턴을 갖는 안테나 시트에서도 적용될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention for achieving the objects of the present invention described above, the antenna sheet includes a plurality of planar antennas that sequentially surround the periphery from the center to form a spiral structure, at least among the planar antennas. One may be connected in parallel with another immediately adjacent planar antenna, and may be connected in series with at least one of the planar antennas that are not immediately adjacent. This structural advantage can be applied to an antenna sheet having an antenna pattern formed by chemical or laser etching in addition to the wire buried antenna.
본 발명의 안테나 시트는 기판 상에 동심 구조의 복수의 주변 영역(perimeter area)를 형성하고, 상기 주변 영역에 나선 구조 또는 권선 구조의 와이어 안테나를 형성함으로써 제공될 수 있다.The antenna sheet of the present invention may be provided by forming a plurality of perimeter areas of a concentric structure on a substrate, and forming a wire antenna of a spiral structure or a winding structure in the peripheral areas.
이들 와이어 안테나가 병렬로 연결됨으로써 개선된 무선 충전 효율을 제공할 수도 있으며, 일단 세팅된 와이어 안테나의 단면을 변경하지 못하더라도 매립되는 와이어의 권선 수, 와이어들의 피치, 동시 매립되는 와이어의 개수, 와이어의 길이 등을 달리함으로써 다양한 변수를 제공할 수 있다.By connecting these wire antennas in parallel, it is possible to provide improved wireless charging efficiency, and even if the cross section of the wire antenna once set cannot be changed, the number of windings of the embedded wire, the pitch of the wires, the number of simultaneously embedded wires, the wire Various variables can be provided by changing the length of the .
실제로 와이어를 하나로 연결한 경우보다 2개의 주변 영역을 형성하는 경우에 다른 결과를 제공할 수 있으며, 이를 통해 스마트워치와 같은 소형 기기의 무선 충전에 개선된 효과를 제공할 가능성이 있다.In fact, forming two perimeter zones may give different results than when wires are connected as one, which has the potential to provide an improved effect on wireless charging of small devices such as smartwatches.
특히, 제2 영역이나 중간에 위치한 주변 영역의 영향력을 향상시키고자 할 때에, 임베디드 안테나나 평면 안테나의 직렬 연결과 병렬 연결의 조합은 이러한 조정을 가능하게 할 수 있다.In particular, when it is desired to improve the influence of the second region or the surrounding region located in the middle, the combination of the series connection and parallel connection of the embedded antenna or the flat antenna may enable such adjustment.
와이어 임베딩이나 인레인 방식은 에칭 설비 및 방법에 의한 방법보다 원자재 비용 및 제조비용을 저렴하게 유지할 수 있으며, 공장이나 설비 등 생산투자비가 적을 수 있다. 하지만, 영역에 따라 실질적으로 다른 선폭을 형성할 수 없고, 설계 자유도가 낮다는 문제점이 있었는데, 본 발명의 안테나 시트에서는 주변 영역에 따라 분리된 단일 또는 다중 와이어를 매립하고, 영역 또는 피치 등을 조절하여 기존의 문제점을 극복할 수 있다.The wire embedding or in-lane method can keep the raw material cost and manufacturing cost cheaper than the method by the etching facility and method, and the production investment cost such as a factory or facility can be small. However, there was a problem that a substantially different line width could not be formed depending on the area and the degree of freedom in design was low. Thus, the existing problems can be overcome.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트 및 적용 가능한 모바일 기기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 IV-IV' 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 같이 안테나를 직렬 및 병렬의 조합으로 연결한 경우와 모든 안테나를 병렬로 연결한 경우를 비교하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an antenna sheet and applicable mobile devices according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the antenna sheet of FIG. 1 .
3 is a view for explaining an antenna sheet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view illustrating a cross section IV-IV' of FIG. 3 .
5 is a diagram for comparing a case in which antennas are connected in a combination of series and parallel and a case in which all antennas are connected in parallel as in an embodiment of the present invention.
6 to 8 are views for explaining a process of manufacturing an antenna sheet according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용은 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. For reference, in the present description, the same numbers refer to substantially the same elements, and contents described in other drawings under the above rules may be cited and described, and contents determined to be obvious to those skilled in the art or repeated may be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트 및 적용 가능한 모바일 기기를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 IV-IV' 단면을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예와 같이 안테나를 직렬 및 병렬의 조합으로 연결한 경우와 모든 안테나를 병렬로 연결한 경우를 비교하기 위한 도면이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시트를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a view for explaining an antenna sheet and applicable mobile devices according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view for explaining the antenna sheet of Figure 1, Figure 3 is an embodiment of the present invention It is a view for explaining an antenna sheet according to the present invention, and FIG. 4 is a view showing a cross section IV-IV' of FIG. 3, and FIG. 5 is a case in which the antenna is connected in series and parallel as in an embodiment of the present invention. It is a diagram for comparing a case in which all antennas are connected in parallel, and FIGS. 6 to 8 are diagrams for explaining a process of manufacturing an antenna sheet according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 시트(100)는 모바일 기기(1)의 내부에 장착될 수 있으며, 외부와의 기기에 감응하여 무선 충전, 신호 송수신 등을 할 수 있다. 도면에서 모바일 기기(1)의 디스플레이가 있는 면을 상면이라 가정할 때, 안테나 시트(100)는 모바일 기기(1)의 저면에 인접하게 내부에 설치될 수 있다.1 to 8 , the
안테나 시트(100)는 주변의 전자기장의 변화에 감응하기 위한 것으로서, 무선 충전, 근거리 통신, 마그네트 보안 통신 등 다양한 무선 충전, 신호 송수신 등의 매개체로 사용될 수 있다. 하나의 안테나 모듈에 2가지 이상의 안테나 기능이 부여될 수 있지만, 본 실시예에서는 하나의 단자 그룹(120, 125)을 기준으로 연결된 제1 임베디드 안테나(130)와 제3 임베디드 안테나(150)의 직렬 연결과 이들과 제2 임베디드 안테나(140)의 병렬 연결을 이용할 수 있다. The
도시된 안테나 시트(100)는 안테나가 매립된 기판(110)을 포함하며, 그 외에도 FPCB 등의 연결회로 시트(170), 기판(110)과 연결회로 시트의 상하로 적층되는 차폐 시트와 쿠션 시트를 더 포함할 수 있다.The illustrated
안테나 시트(100)는 기판(110), 기판(110)의 일측에 형성된 제1 단자(120)와 제2 단자(125), 제1 단자(120)와 연결되며 중심부에 형성된 제1 임베디드 안테나(130), 제1 임베디드 안테나(130)와 직렬로 연결되면서 제2 단자(125)와 연결되는 제3 임베디드 안테나(150), 및 제1 단자(120)와 제2 단자(125)를 연결하면서 제1 임베디드 안테나(130) 및 제3 임베디드 안테나(150)의 직렬 연결과 병렬로 연결되는 제2 임베디드 안테나(140)를 포함한다.The
제1 임베디드 안테나(130)는 기판(110)의 상면에 매립된 3중 이상의 제1 병렬 와이어들(132)을 포함하며 가장 안쪽에 위치한 제1 영역(A)에 형성되고, 제2 임베디드 안테나(140)는 기판(110)의 상면에 매립된 3중 이상의 제2 병렬 와이어들(142)을 포함하며 중간에 위치한 제2 영역(B)에 형성되고, 제3 임베디드 안테나(150)는 기판(110)의 상면에 매립된 3중 이상의 제3 병렬 와이어들(152)을 포함하며 바깥쪽에 위치한 제3 영역(C)에 형성될 수 있다. 그리고 제1 병렬 와이어들(132)과 제3 병렬 와이어들(152)은 제2 영역(B)을 횡단하는 연결 와이어(135)에 의해서 직접 연결될 수 있다.The first embedded
다만, 제1 임베디드 안테나(130)가 형성되는 제1 영역(A)과 제3 임베디드 안테나(150)가 형성되는 제3 영역(C)은 바로 인접하지 않으며, 그 사이에 제2 영역(B)이 개재되는 것이 바람직하다.However, the first area (A) in which the first embedded
제1 임베디드 안테나(130)는 제2 단자(125)와 일단이 연결되고, 타단은 연결 와이어(135)에 의해서 제3 임베디드 안테나(150)와 직렬로 연결된다. 그와 동시에 제3 임베디드 안테나(150)의 일단은 제1 임베디드 안테나(130)와 직렬로 연결되고, 타단은 제1 단자(120)와 연결된다. One end of the first embedded
제2 임베디드 안테나(140)는 직렬로 연결된 제1 임베디드 안테나(130) 및 제3 임베디드 안테나(150)와 병렬로 연결되며, 이들 직렬 연결과 함께 제1 단자(120) 및 제2 단자(125)를 공유할 수 있다. The second embedded
제1 임베디드 안테나(130), 제2 임베디드 안테나(140) 및 제3 임베디드 안테나(150)는 주변의 전자기장의 변화에 감응하여 유도 전력을 발생시키거나 신호를 무선으로 송수신할 수 있다. 본 발명에서 임베디드 안테나들은 무선 충전용으로서, 주변의 무선 충전장치에 대응하여 유도 전력을 형성할 수 있고, 다른 전자기기를 무선 충전하기 위한 용도로도 사용될 수 있다. The first embedded
도 4와 같이, 제1 임베디드 안테나(130) 내지 제3 임베디드 안테나(150)는 각각 3중의 병렬 와이어들(132, 142, 152)을 이용하여 제공될 수 있으며, 병렬 와이어들이 기판(110)에 초음파 융착 또는 열 융착을 이용하여 매립될 수 있다. As shown in FIG. 4 , the first embedded
도 2 및 도 3을 보면, 기판(110)은 대략 중심에 위치한 제1 영역(A), 그 주변에 동심 구조를 형성하는 제2 영역(B), 제2 영역(B)의 주변에 동심 구조를 형성하는 제3 영역(C)을 포함할 수 있으며, 제3 영역(C)에는 제3 임베디드 안테나(130)가 매립되어 제1 단자(120) 및 제1 임베디드 안테나(130)와 연결될 수 있고, 제2 영역(B)에는 제2 임베디드 안테나(140)가 매립되어 제1 단자(120)와 제2 단자(125)에 연결될 수 있고, 제1 영역(A)에는 제1 임베디드 안테나(130)가 매립되어 제3 임베디드 안테나(150) 및 제2 단자(125)에 연결될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the
참고로, 본 명세서에서 동심 구조라 함은 정확히 중심이 일치하는 경우 외에도, 대략적인 중심을 공유하면서 그 주변을 둘러싸는 구도를 포함하는 개념으로 이해될 수 있으며, 모두 영역의 중심점이 일치하지 않을 수도 있다.For reference, in the present specification, the concentric structure may be understood as a concept including a composition surrounding the periphery while sharing an approximate center, in addition to the case where the centers exactly match, and the center points of all regions may not coincide. .
제3 임베디드 안테나(150)는 기판(110)에 매립되는 3가닥의 제3 병렬 와이어들(152)을 포함할 수 있으며, 제3 병렬 와이어들(152)은 제1 단자(120)로부터 이어진 직선의 진입부 및 그 진입부와 연결되어 제3 영역(C)의 외곽에서부터 내부로 점차 좁혀지며 원형의 나선형으로 권선 형성된 나선부를 형성할 수 있다.The third embedded
그리고 제3 임베디드 안테나(150)의 나선부의 내측 단부는 연결 와이어(135)에 의해서 제1 영역(A)에 매립된 제1 임베디드 안테나(130)의 나선부의 외측 단부와 직접 연결될 수 있다. And the inner end of the spiral part of the third embedded
제1 임베디드 안테나(130)는 제3 병렬 와이어들(152)과 동일한 제1 병렬 와이어들(132)을 포함할 수 있으며, 제1 병렬 와이어들(132)은 제1 영역(A)의 경계에서부터 내부로 점차 좁혀지며 나선 구조를 형성하는 나선부 및 그 나선부의 내측 단부에서부터 제2 단자(125)까지 이어지는 배출부를 형성할 수 있다.The first embedded
제2 임베디드 안테나(140)는 기판(110)에 매립되는 3가닥의 제2 병렬 와이어들(142)을 포함할 수 있으며, 제2 병렬 와이어들(142)은 제1 단자(120)로부터 이어진 직선의 진입부, 그 진입부와 연결되어 제2 영역(B)의 외곽에서부터 내부로 점차 좁혀지며 원형의 나선형으로 권선 형성된 나선부, 및 제1 영역(A)과 제2 영역(B)의 경계에 인접한 위치에서부터 제2 단자(125)로 이어지는 직선의 배출부를 포함할 수 있다. The second embedded
제2 임베디드 안테나(140)의 배출부는 제2 임베디드 안테나(140) 및 제3 임베디드 안테나(150)의 나선부의 상부 또는 하부를 횡단하여 제2 단자(125)로 이어질 수 있다. The discharge portion of the second embedded
도 5의 (a)는 본 실시예에 따른 안테나 시트에 대응될 수 있으며, 도 5의 (b)는 3개의 주변 영역을 포함하지만 모든 안테나가 병렬로 연결된 안테나 시트에 대응될 수 있다. 주변 영역의 안테나들은 대략 동일한 폭을 가진다고 가정할 때, 제3 영역(C)에 위치한 제3 임베디드 안테나(150)의 저항이 가장 크고, 제1 영역(A)에 위치한 제1 임베디드 안테나(130)의 저항이 가장 작다고 할 수 있다.FIG. 5A may correspond to the antenna sheet according to the present embodiment, and FIG. 5B may correspond to an antenna sheet including three peripheral regions, but all antennas are connected in parallel. Assuming that the antennas in the peripheral area have approximately the same width, the resistance of the third embedded
우선, (b)를 보면, 제1 단자(120')와 제2 단자(125') 사이에 모든 임베디드 안테나가 병렬로 연결되었다고 가정하면, 저항이 가장 작은 제1 영역(A)의 안테나에 가장 큰 전류가 흐르고, 저항이 가장 큰 제3 영역의 안테나에 가장 작은 전류가 흐를 수 있다(i A' > i B' > i C' ). 따라서, 자속 밀도가 전류에 대략 비례하기 때문에, 가장 안쪽에 위치한 제1 영역(A)의 자속 밀도가 무조건 높을 수 있으며, 제2 영역(B)의 자속 밀도를 향상시키기 위해서는 제1 영역(A)의 저항을 상대적으로 증가시켜야 하는데, 이런 과정 속에서 제1 영역(A)의 폭을 과도하게 증가시켜야 하고, 그에 따른 한계가 발생할 수 있다.First, looking at (b), assuming that all embedded antennas are connected in parallel between the first terminal 120' and the second terminal 125', the antenna in the first area (A) having the smallest resistance is the most A large current may flow, and a smallest current may flow through the antenna in the third region having the greatest resistance ( i A' > i B' > i C' ). Therefore, since the magnetic flux density is approximately proportional to the current, the magnetic flux density of the innermost first region (A) may be unconditionally high, and in order to improve the magnetic flux density of the second region (B), the first region (A) It is necessary to relatively increase the resistance of the , and in this process, the width of the first region A must be excessively increased, and a limitation may occur accordingly.
하지만, (a)를 보면, 제3 영역(C)의 안테나와 제1 영역(A)의 안테나를 직렬로 연결하고, 그 직렬 연결에 제2 영역(B)의 안테나를 병렬로 연결하면, 상대적으로 제2 영역(B)을 통과하는 전류(i B )를 증가시키는 것이 (b)의 경우에 비해 현저하게 용이할 수 있다. 즉, (b)의 경우도 제1 영역(A)의 자속 밀도의 영향을 증가시키는 데에는 유용하지만, 본 실시예에서와 같이 (a)의 경우도 제2 영역(B)의 자속 밀도의 영향을 증가시키는 데에 매우 유용할 수 있다.However, looking at (a), when the antenna of the third area (C) and the antenna of the first area (A) are connected in series, and the antenna of the second area (B) is connected in parallel to the serial connection, the relative current through the second region (B) as i B ) can be significantly easier to increase compared to the case of (b). That is, the case of (b) is also useful for increasing the influence of the magnetic flux density of the first region (A), but as in this embodiment, (a) also shows the influence of the magnetic flux density of the second region (B). It can be very useful to increase
또한, 와이어의 피치를 동일하게 유지한다고 가정할 때, 제1 영역(A), 제2 영역(B), 제3 영역(C)의 폭을 조절함으로써, 제1 임베디드 안테나(130), 제2 임베디드 안테나(140) 및 제3 임베디드 안테나(150)의 임피던스를 상호 조절할 수 있고, 이러한 조절을 통해서 자속 밀도의 세기 및 위치 분포 등을 적절하게 조절할 수가 있다.In addition, assuming that the pitch of the wires is kept the same, by adjusting the widths of the first area (A), the second area (B), and the third area (C), the first embedded
도 6의 (a)를 보면, 제1 단자(120)와 제2 단자(125)가 형성된 원판(111)에서 초음파 혼(Hn)이 제3 병렬 와이어들(152)을 제1 단자(120)에서부터 정해진 형상으로 매립시킬 수가 있다. 우선, 제1 단자(120)에서부터 제3 임베디드 안테나(150)를 위한 직선 형태의 진입부를 형성할 수 있으며, 제3 영역(C)에 진입한 이후에는 반시계 방향으로 혼(Hn)을 상대적으로 이동하면서 제3 영역(C) 내에 나선부를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 6A , the ultrasonic horn Hn connects the third
이때 초음파 혼(Hn)이 움직이든지 정지된 초음파 혼(Hn)에 대해 원판(111)을 상대적으로 이동시켜 제3 병렬 와이어들(152)을 매립할 수 있다. 초음파 혼(Hn)은 원판(111)과의 상대적 이동을 통해서 나선부를 형성할 수 있다.At this time, whether the ultrasonic horn Hn moves or the
도 6의 (b)를 보면, 제3 영역(C)에서 나선부를 형성한 다음, 초음파 혼(Hn)은 제1 영역(A)으로 이동하여 제1 영역(A)에서 다시 나선부를 형성할 수 있다. 이러한 과정에서 제3 영역(C)과 제1 영역(A) 사이에는 제3 임베디드 안테나(150)와 제1 임베디드 안테나(130)를 연결하는 연결 와이어(135)가 형성될 수 있다. Referring to FIG. 6B , after forming a spiral in the third region C, the ultrasonic horn Hn moves to the first region A to form a spiral again in the first region A. have. In this process, a
이러한 과정을 거치기 때문에 제3 임베디드 안테나(150)와 제1 임베디드 안테나(130)의 병렬 와이어들(152, 132)은 동일한 구조 및 동일한 와이어로 형성될 수 있다. Through this process, the
도 7의 (c)를 보면, 초음파 혼(Hn)은 제1 영역(A)에서 나선부를 형성한 다음, 제1 임베디드 안테나(130), 제2 영역(B) 및 제3 임베디드 안테나(150)를 통과하는 직선 형태의 배출부를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 7C , the ultrasonic horn Hn forms a spiral portion in the first region A, and then the first embedded
여기서, 진입부와 배출부는 신호의 방향이나 전류의 방향과 무관하며, 처음 병렬 와이어들의 매립이 시작되는 부분을 진입부로 정의하고, 나선부를 형성한 다음에 단자로 이어지는 부분을 배출부로 정의할 수 있다.Here, the entry part and the exit part are independent of the direction of the signal or the direction of the current. The part where the first parallel wires are buried is defined as the entry part, and the part that leads to the terminal after forming the spiral part can be defined as the exit part. .
또한, 본 명세서에서 나선형이라고 해서 전체적으로 원형으로 한정될 필요는 없으며, 원형 이외에도 타원형, 다각형, 비정형 등 다양한 전체 외곽을 형성하며, 규칙적으로 점차 좁혀지거나 점차 벌어지며 형성된 형상을 포괄적으로 나선형으로 정의할 수 있다.In addition, the spiral in the present specification is not necessarily limited to a circular shape as a whole. In addition to the circular shape, various overall outer shapes such as oval, polygonal, and irregular shapes are formed, and the shape formed by gradually narrowing or gradually widening regularly can be comprehensively defined as a spiral. have.
도 7의 (d)를 보면, 초음파 혼(Hn)는 제2 단자(125)를 통과한 후, 다시 제1 단자(120)를 통과할 수 있다. 그리고 제1 단자(120)를 통과한 초음파 혼(Hn)은 제3 임베디드 안테나(150)의 나선부를 통과하면서, 제2 영역(B)으로 진입할 수 있다.Referring to FIG. 7D , the ultrasonic horn Hn may pass through the
제2 영역(B)으로 진입한 초음파 혼(Hn)은 원판(111)과의 상대적 이동을 통해서 제2 영역(B) 내에서 나선부를 형성할 수 있으며, 도면에서 반시계 방향으로 움직이면서 제3 영역(C)과 제1 영역(A) 사이에서 나선부를 형성하기 시작한다.The ultrasonic horn Hn entering the second region B may form a spiral portion in the second region B through relative movement with the
도 8의 (e)를 보면, 초음파 혼(Hn)은 제2 영역(B) 내에 나선부를 형성한 후, 제2 임베디드 안테나(140) 및 제3 임베디드 안테나(150)의 나선부의 상부를 통과하면서 직선의 배출부를 형성할 수 있고, 그 배출부는 제2 단자(125)를 통과하도록 연장될 수 있다.Referring to (e) of FIG. 8 , the ultrasonic horn Hn forms a spiral part in the second region B, and then passes through the upper part of the spiral part of the second embedded
이러한 과정을 통해서 제1 영역(A)의 제1 임베디드 안테나(130), 제2 영역(B)의 제2 임베디드 안테나(140) 및 제3 영역(C)의 제3 임베디드 안테나(150)가 형성될 수 있고, 제3 임베디드 안테나(150)와 제1 임베디드 안테나(130)가 직렬로 연결되고, 그 직렬 연결에 제2 임베디드 안테나(140)가 병렬로 연결될 수 있다. Through this process, the first embedded
제1 단자(120) 및 제2 단자(125)를 기준으로 제1 임베디드 안테나(130)와 제3 임베디드 안테나(150)의 직렬 연결은 제2 임베디드 안테나(140)와 제3 영역(C) 밖에서 병렬로 연결되고, 제1 임베디드 안테나(130)와 제3 임베디드 안테나(150)는 주변 영역 내에서 직렬로 연결될 수 있다.The serial connection of the first embedded
본 실시예에서 제3 임베디드 안테나(150)를 형성하고 제2 임베디드 안테나(140) 및 제1 임베디드 안테나(130)를 순차적으로 형성하였지만, 다른 실시예에서는 그 역순으로 형성될 수 있으며, 다양한 방향으로 매립이 진행될 수가 있다. In this embodiment, the third embedded
원판(111)에 임베디드 안테나들을 형성한 다음, 원판(111)을 점선과 같이 기판(110) 형상으로 재단하여 도 3에 도시된 안테나 시트를 제공할 수 있다. After the embedded antennas are formed on the
본 실시예에서 제1 영역(A), 제2 영역(B) 및 제3 영역(C)이 서로 순차적으로 형성되어 있지만, 다른 실시예에서는 제1 영역(A)과 제2 영역(B) 사이에 다른 주변 영역이 형성될 수 있고, 제2 영역(B)과 제3 영역(C) 사이에도 다른 주변 영역이 형성될 수 있다.In this embodiment, the first region (A), the second region (B), and the third region (C) are sequentially formed with each other, but in another embodiment, between the first region (A) and the second region (B) Another peripheral region may be formed in the , and another peripheral region may be formed between the second region (B) and the third region (C).
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that it can be done.
1 : 모바일 기기 100 : 안테나 시트
110 : 기판 120 : 제1 단자
125 : 제2 단자 130 : 제1 임베디드 안테나
132 : 제1 병렬 와이어들 140 : 제2 임베디드 안테나
142 : 제2 병렬 와이어들 150 : 제3 임베디드 안테나
152 : 제3 병렬 와이어들1: mobile device 100: antenna sheet
110: board 120: first terminal
125: second terminal 130: first embedded antenna
132: first parallel wires 140: second embedded antenna
142: second parallel wires 150: third embedded antenna
152: third parallel wires
Claims (9)
중심에 위치한 제1 영역, 상기 제1 영역의 주변에 형성되는 제2 영역 및 상기 제2 영역의 주변에 형성되는 제3 영역을 제공하며, 일측에 제1 단자와 제2 단자가 형성된 기판;
상기 제1 영역에서 나선 구조를 형성하며 상기 기판에 매립된 제1 와이어를 포함하는 제1 임베디드 안테나;
상기 제3 영역에서 나선 구조를 형성하며 상기 기판에 매립된 제3 와이어를 포함하고, 상기 제1 임베디드 안테나와 직렬로 연결되는 제3 임베디드 안테나; 및
상기 제2 영역에서 나선 구조를 형성하며 상기 기판에 매립된 제2 와이어를 포함하는 제2 임베디드 안테나;를 포함하며,
상기 제2 임베디드 안테나의 양단이 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 연결되고, 직렬로 연결된 상기 제1 임베디드 안테나와 상기 제3 임베디드 안테나의 양단이 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 공통으로 연결되어, 상기 제2 임베디드 안테나는 상기 제1 임베디드 안테나와 상기 제3 임베디드 안테나의 직렬 연결에 병렬로 연결되고,
상기 제1 임베디드 안테나, 상기 제2 임베디드 안테나 및 상기 제3 임베디드 안테나는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에서 동일한 단면적을 유지하며 같은 상기 기판에 매립되어 형성되고,
상기 제1 임베디드 안테나의 상기 제1 와이어 및 상기 제3 임베디드 안테나의 상기 제3 와이어는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에서 상기 제2 임베디드 안테나의 상기 제2 와이어와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 안테나 시트.In the antenna sheet for responding to changes in the surrounding electromagnetic field,
a substrate having a first region located in the center, a second region formed around the first region, and a third region formed around the second region, the substrate having a first terminal and a second terminal formed on one side thereof;
a first embedded antenna forming a spiral structure in the first region and including a first wire embedded in the substrate;
a third embedded antenna that forms a spiral structure in the third region, includes a third wire embedded in the substrate, and is connected in series with the first embedded antenna; and
a second embedded antenna forming a spiral structure in the second region and including a second wire embedded in the substrate;
Both ends of the second embedded antenna are connected to the first terminal and the second terminal, and both ends of the first embedded antenna and the third embedded antenna connected in series are common to the first terminal and the second terminal connected, the second embedded antenna is connected in parallel to the serial connection of the first embedded antenna and the third embedded antenna;
The first embedded antenna, the second embedded antenna, and the third embedded antenna are formed embedded in the same substrate while maintaining the same cross-sectional area between the first terminal and the second terminal,
The first wire of the first embedded antenna and the third wire of the third embedded antenna are electrically insulated from the second wire of the second embedded antenna between the first terminal and the second terminal. Antenna sheet, characterized in that it holds.
상기 제1 와이어, 상기 제2 와이어 또는 상기 제3 와이어는 단선으로 매립된 단일 와이어 또는 병렬로 매립된 다중 와이어인 것을 특징으로 하는 안테나 시트.According to claim 1,
The antenna sheet, characterized in that the first wire, the second wire, or the third wire is a single wire embedded in a single wire or multiple wires embedded in parallel.
상기 제1 와이어 및 상기 제3 와이어는 상기 제2 영역을 통과하는 연결 와이어에 의해 직접 연결된 것을 특징으로 하는 안테나 시트.According to claim 1,
The first wire and the third wire are directly connected by a connecting wire passing through the second area.
상기 제1 와이어, 상기 제2 와이어 및 상기 제3 와이어는 각각 동일 단면을 가지며, 상기 제1 와이어, 상기 제2 와이어 및 상기 제3 와이어 각각은 권선 수, 매립되는 피치 및 와이어 길이를 변수로 인덕턴스를 조절하는 것을 특징으로 하는 안테나 시트.According to claim 1,
The first wire, the second wire, and the third wire each have the same cross-section, and the first wire, the second wire, and the third wire each have an inductance using the number of windings, the embedded pitch, and the wire length as variables. Antenna sheet, characterized in that for adjusting.
상기 제1 임베디드 안테나 및 상기 제3 임베디드 안테나의 직렬 연결과 상기 제2 임베디드 안테나는 상기 제3 영역 밖에서 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 안테나 시트.According to claim 1,
Antenna sheet, characterized in that the serial connection of the first embedded antenna and the third embedded antenna and the second embedded antenna are connected in parallel outside the third area.
중심에서부터 순차적으로 그 주변을 둘러싸는 동심 구조의 3개 이상의 주변 영역(perimeter area)을 제공하며, 일측에 제1 단자와 제2 단자가 형성된 기판; 및
각각의 상기 주변 영역에서 나선 구조를 형성하며 상기 기판에 매립된 와이어를 포함하는 복수의 임베디드 안테나;를 포함하며,
상기 임베디드 안테나 중 적어도 하나 일 임베드디 안테나는 상기 일 임베디드 안테나와 바로 인접한 다른 임베디드 안테나와 병렬로 연결되고, 상기 일 임베디드 안테나와 바로 인접하지 않은 임베디드 안테나 중 적어도 하나의 또 다른 임베디드 안테나와 직렬로 연결되며,
상기 일 임베디드 안테나에 바로 인접한 상기 다른 임베디드 안테나의 양단이 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 연결되고, 직렬로 연결된 상기 일 임베디드 안테나와 상기 또 다른 임베디드 안테나의 양단이 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 공통으로 연결되고,
복수의 상기 임베디드 안테나는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에서 동일한 단면적을 유지하며 같은 상기 기판에 매립되어 형성되고,
상기 일 임베디드 안테나와 상기 또 다른 임베디드 안테나의 상기 와이어는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에서 상기 다른 임베디드 안테나의 상기 와이어와 전기적으로 절연된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 안테나 시트.In the antenna sheet,
a substrate having three or more perimeter areas of a concentric structure that sequentially surrounds the perimeter from the center, the substrate having a first terminal and a second terminal formed on one side; and
A plurality of embedded antennas each forming a spiral structure in the peripheral area and including wires embedded in the substrate;
At least one embedded antenna among the embedded antennas is connected in parallel with another embedded antenna immediately adjacent to the one embedded antenna, and is connected in series with at least one other embedded antenna among embedded antennas not immediately adjacent to the one embedded antenna. becomes,
Both ends of the other embedded antenna immediately adjacent to the one embedded antenna are connected to the first terminal and the second terminal, and both ends of the one embedded antenna and the another embedded antenna connected in series are connected to the first terminal and the second terminal connected in common to the 2 terminals,
A plurality of the embedded antennas are formed embedded in the same substrate while maintaining the same cross-sectional area between the first terminal and the second terminal,
The antenna sheet, characterized in that the wire of the one embedded antenna and the another embedded antenna is electrically insulated from the wire of the other embedded antenna between the first terminal and the second terminal.
상기 와이어는 단선으로 매립된 단일 와이어 또는 병렬로 매립된 다중 와이어인 것을 특징으로 하는 안테나 시트.7. The method of claim 6,
The wire is an antenna sheet, characterized in that a single wire embedded in a single wire or multiple wires embedded in parallel.
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