KR20010058988A

KR20010058988A - 전자파 차단 기능을 가지는 안테나 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20010058988A
Application number: KR1019990066366A
Authority: KR
Inventors: 구기덕
Original assignee: 구기덕; 주식회사 케이세라
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-06
Also published as: JP2001196845A; WO2001050545A1; AU2555901A

Abstract

이 발명은 전자파 차단 기능을 가지는 안테나 및 그 제조 방법을 개시한다. 코아의 외부에 헬리컬 형태의 홈을 형성하고 이 홈을 따라 구리선을 감아서 헬리컬 라인을 형성하거나, 코아를 사용하지 않고 스프링만으로써 헬리컬 라인을 형성하거나, 혹은 금속성 페이스트(Paste)를 코아에 헬리컬 형태로 인쇄하여 헬리컬 라인을 형성한다. 그리고 제조된 헬리컬의 외주면의 일부에 즉, 인체 방향(x 방향)에 해당하는 면에 전자파 차폐용 차단막을 설치한다. 여기서, 차단막으로 전기 전도도가 우수한 금속성 물질이 사용되며, 이와는 달리 전자파를 흡수하는 물질도 사용될 수 있다. 또한, 금속성 페이스트를 코아의 한쪽면에만 인쇄하여 안테나를 형성함으로써, 인쇄되지 않은 면 방향으로 전자파 방사량을 감소시킨다. 그리고, 도전성 물질을 안테나의 한쪽면에 부착시킨 후 헬리컬 라인의 끝단과 전기적으로 접속시킴으로써 도전성 물질이 부착된 방향으로 많은 양의 전자파 방사를 유도시켜 도전성 물질이 부착되지 않은 방향에 대해 전자파 양을 감소시킨다. 이에 따라, 안테나에 근접하는 근거리 지역에서는 인체 방향으로 전자파 감소가 발생되고 안테나에서 떨어진 원거리 지역에서는 전 방향으로 동일하게 전자파 방사가 이루어진다. 그러므로, 안테나의 성능을 감소시키지 않으면서 인체에 대한 전자파 유해 영향을 감소시킬 수 있다.

Description

전자파 차단 기능을 가지는 안테나 및 그 제조 방법{ANTENNA FOR CUTTING ELECTROMAGNETIC WAVE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

이 발명은 전자파 차단 기능을 가지는 안테나(antenna) 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 이동 통신 단말기에 사용되는 헬리컬 안테나로부터 인체로 방사되는 전자파를 차단시키는 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 헬리컬 안테나는 현재 이동 통신용 단말기에 널리 사용되고 있는 안테나의 한 형태로서, 절연 물질인 코아에 λ/4 길이의 긴 구리선을 헬리컬 형태로 감아서 크기를 줄인 안테나이다. 이러한 헬리컬 안테나 자체의 성능은 휴대 단말기 전체의 성능에 많은 영향을 미친다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 헬리컬 안테나에 대하여 설명한다.

도 1은 종래 이동 통신 단말기에 사용되고 있는 헬리컬 안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

첨부한 도 1의 (a)에 도시되어 있듯이, 종래 헬리컬 안테나는 절연 물질인 플라스틱 코아(core, 1)에 헬리컬 형태의 홈이 형성되어 있으며 이 홈에 구리선(2)이 헬리컬 형태로 감겨져서 형성되어 있다. 구리선(2)이 감겨져 있는 코아(1)의 외부는 플라스틱 수지(3)에 의해 밀봉되어 있다.

이와는 달리, 첨부한 도 1의 (b)에 도시되어 있듯이, 코아를 사용하지 않고 헬리컬 형태의 스프링(4)을 이용하여 헬리컬 안테나를 형성할 수도 있다. 이 경우에는 스프링 자체 탄성에 의하여 변형이 발생하기 때문에 표면 몰딩을 수행할 수 없으므로, 스프링(4)을 보호하기 위하여 수지 계통의 카바(cover, 5)로 밀봉하여 헬리컬 안테나를 완성한다.

일반적으로 단말기의 성능, 즉, 통화 감도는 안테나의 성능에 따라 좌우되기 때문에, 이러한 구조로 이루어지는 종래의 단말기용 헬리컬 안테나는 모든 방향에 대해 우수한 통화 감도를 나타내기 위해 전 방향으로 동일하게 방사하는 (Omni-directional) 방사 특성을 가져야 한다.

도 2a 및 도 2b에 종래의 헬리컬 안테나의 방사 특성이 도시되어 있다.

도 2a는 안테나에 근접한 지역 즉, 근거리 지역(near field)의 방사 특성을 나타낸 것이고, 도 2b는 안테나로부터 멀리 떨어진 지역 즉, 원거리 지역(far field)의 방사 특성을 나타낸 것이다.

안테나의 축방향(z축)에서 볼 경우 첨부한 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 원형이 방사 특성에 따라 전방향으로 고른 방사가 이루어진다.

이때 인체의 방향을 x 방향으로 할 경우 즉 사람이 x 방향에 위치된 경우, 단말기용 안테나에서 방사되는 전자파 양은 인체 방향(x방향)이나, 그 반대 방향(-x방향)에서 모두 동일하게 된다.

이와 같이 안테나의 전방향 방사 특성으로 인하여 전자파 방사가 인체쪽으로도 일어나게 되고, 인체는 이러한 전자파를 흡수하는 특성을 가지기 때문에 인체에 해를 끼치게 되는 심각한 문제점이 발생하게 된다.

그러나, 인체에 대한 영향을 줄이기 위해 안테나 방사량을 줄일 경우에는 안테나의 성능 저하 즉, 통화 품질 저하가 일어나는 되는 문제점이 있다.

따라서, 이 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 단말기용 안테나의 성능은 저하시키지 않으면서 인체에 대한 전자파 영향은 감소시키고자 하는데 있다.

도 1은 종래 이동 통신 단말기에 사용되고 있는 안테나의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2a 및 도 2b는 종래의 안테나의 방사 특성을 나타낸 도이다.

도 3a는 이 발명의 제1 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 단면도이다.

도 3b는 도 3a에 도시된 안테나의 평면도이다.

도 4a는 이 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 단면도이다.

도 4b는 도 4a에 도시된 안테나의 평면도이다.

도 5a 및 도 5b는 이 발명의 제3 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 구조도이다.

도 6a 및 도 6b는 이 발명의 제4 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 단면도이다.

도 7는 도 6a 및 도 6b에 도시된 안테나를 제조하기 위한 장치의 구조도이다.

도 8a 및 도 8b는 이 발명의 제5 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 단면도이다.

도 9a 및 9b는 이 발명의 제6 실시예에 따른 전자파 차단기능을 갖는 안테나의 단면도이다.

도 10은 이 발명의 실시예들에 따른 안테나가 설치된 단말기의 외부 사시도이다.

도 11a 및 도 11b는 이 발명의 실시예들에 따른 안테나의 방사 특성을 나타낸 도이다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 이 발명의 헬리컬 형태의 안테나의 한쪽면에 즉, 인체방향 면에 전자파를 차단시키는 물질을 부착하여 전자파의 인체에 대한 영향을 감소시킨다.

이러한 이 발명의 특징에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나는 절연 물질인 코아; 상기 코아의 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에 형성되어 있는 도전성 라인; 및 상기 도전성 라인에 연결되어 상기 코아의 하단부에 형성되어 있으며 외부 회로와 전기적으로 급전되는 급전부를 포함한다.

여기서, 상기 코아의 인체 방향에 해당하는 타측면에 형성되어 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막을 더 포함할 수 있다.

이 발명의 다른 특징에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나는 절연 물질인 코아; 상기 코아의 표면 전체에 헬리컬 형태로 형성되어 있는 도전성 라인; 상기 코아의 인체 방향의 일측에 형성되어 있으며 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막; 및 상기 도전성 라인에 연결되어 상기 코아의 하단부에 형성되어 있으며 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 포함한다.

위의 차단막은 전자파를 반사시켜 인체 방향으로 방사되는 전자파를 차단시키는 금속성 물질로 이루어지며, 이 때, 상기 코아와 상기 차단막 사이에 절연막을 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 위의 차단막은 전자파를 흡수하여 인체 방향으로 방사되는 전자파를 차단시키는 전자파 흡수 물질로 이루어질 수 있으며, 특히, 페라이트(ferrite), BaTiO₃, NiO, CuO의 단일형 전파 흡수체중 하나 또는 페라이트에 고무를 혼합한 복합형 페라이트로 이루어질 수 있다.

또한, 위의 차단막이 상기 코아의 상측에 연장되어 형성되어 인체 방향으로 방사되는 전자파가 보다 효과적으로 차단되도록 할 수도 있다.

그리고, 상기 코아에 형성된 도전성 라인은 도전성과 점성을 가지는 페이스트로 이루어질 수 있으며, 금속선으로도 이루어질 수 있다.

이 발명의 다른 특징에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 제조 방법은, 절연 물질인 코아의 표면에 헬리컬 형태로 도전성 라인을 형성하는 단계; 상기 코아의 인체 방향의 일측에 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막을 형성하는 단계; 상기 도전성 라인에 연결하여 상기 코아의 하측에 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 연결하는 단계; 및 상기 코어의 외부를 절연 물질의 카바로 밀봉하는 단계를 포함한다.

또한, 이 발명의 다른 특징에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 제조 방법은, 절연 물질인 코아의 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에 도전성 라인을 형성하는 단계; 상기 도전성 라인에 연결하여 상기 코아의 하측에 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 연결하는 단계; 및 상기 코어의 외부를 절연 물질의 카바로 밀봉하는 단계를 포함한다.

또한, 이 발명의 다른 특징에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 제조 방법은, 절연 물질인 코아의 표면에 헬리컬 형태로 도전성 라인을 형성하는 단계; 상기 도전성 라인의 상측에 연결하여 도전성 부재를 형성하고 상기 도전성 부재를 상기 코아의 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에 부착시키는 단계; 상기 도전성 라인에 연결하여 상기 코아의 하측에 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 연결하는 단계; 및 상기 코아의 외부를 절연 물질의 카바로 밀봉하는 단계를 포함할 수 있다.

이 경우에는 상기 도전성 부재가 형성되지 않은 코아의 타측면에 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 경우에는 도전성 부재가 부착된 방향으로 많은 양의 전자파 방사가 유도됨으로써, 도전성 물질이 부착되지 않은 방향에 대해 전자파 양을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 3a에 이 발명의 제1 실시예에 따른 헬리컬 안테나의 단면이 도시되어 있으며, 도 3b에 도 3a에 도시된 헬리컬 안테나의 평면도가 도시되어 있다.

첨부한 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 헬리컬 안테나는 절연 물질인 플라스틱 코아(10)에 헬리컬 형태의 홈이 형성되어 있으며 이 홈에 구리선(20)이 헬리컬 형태로 감겨져서 형성되어 있다. 플라스틱 코아(10)의 하단부에 외부 회로와 전기적으로 연결되는 도전성의 급전부(30)가 형성되어 있으며, 구리선(20)이 감겨져 있는 코아(10)의 외부는 플라스틱 수지(40)에 의해 밀봉되어 있다.

그리고 코아(10)와 플라스틱 수지(40) 사이에 전자파를 차단시키는 차단막(50)이 형성되어 있으며, 이 차단막(50)은 원형의 코아(10) 외부 전체를 감싸는 형태가 아니라 코아(10)의 외부의 일부만을 감싸는 형태로 형성된다. 특히, 이 발명에 따른 차단막(50)은 도 3a 및 도 3b에서와 같이 코아(10)의 인체 방향(x 방향)에 형성되어 있으며, 차단막(50)이 코아(10)의 외부에 형성되는 각도에 따라서 인체 방향으로 방사되는 전자파가 차단되는 정도가 달라지게 된다.

차단막(50)은 전자파를 반사시켜 인체 방향으로 방사되는 전자파를 차단시키는 금속 물질로 이루어지며, 이에 따라 차단막(50)이 코아(10)에 형성된구리선(20)과 전기적으로 접속되는 것을 방지하기 위하여 코아(10)와 차단막(50) 사이에 절연체가 형성되며, 이 발명의 실시예에서는 첨부한 도 3a 및 도 3b에서와 같이 절연 특성을 가지는 튜브(60)가 형성되어 있다.

이러한 구조로 이루어지는 이 발명의 실시예에 따른 헬리컬 안테나를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 코아(10)의 외부에 헬리컬 형태의 홈을 형성하고 이 홈을 따라 구리선(20)을 감아서 헬리컬 라인을 형성한 후, 코아(10)의 외부 전체를 절연 특성을 가지는 폴리머(polymer) 성분의 튜브(60)로 감싼다. 이 때, 다음의 차단막(50)이 설치되는 정도에 따라 튜브(60)가 코아(10)의 외부의 일부만을 감싸도록 할 수도 있다.

그리고 튜브(60)의 외주면의 일부에 즉, 인체 방향(x 방향)에 해당하는 면에 전자파 차폐용 차단막(50)을 설치한다.

여기서, 차단막(50)으로 전기 전도도가 우수한 금속성 물질(동(copper), 은 등)이 사용되며, 차단막(50)은 접착용 테이프의 형태로 제조되어 튜브(60)에 부착되거나, 테이프 캐스팅(tape-casting) 방법으로 얇은 시트(sheet) 형태로 제조되어 튜브(60)에 부착될 수 있다. 이외에도 튜브(60)의 인체 방향에 해당하는 면에 금속 물질을 코팅하여 차단막(50)을 형성할 수 있으며, 안테나에 적당한 크기를 가지는 판 형태로 주물 제조하여 차단막(50)을 형성할 수도 있다.

이와 같이 튜브(60)의 일측면에 차단막(50)을 설치한 다음에, 코아(10)의 하단부에 급전을 할 수 있는 금속 형태의 고정봉인 급전부(30)를 붙이고, 튜브(60)의외부를 플라스틱 수지(4)를 이용하여 인젝션 몰딩(injection molding) 하여 헬리컬 안테나를 형성한다.

이와 같이 코아(10)의 인체 방향에 차단막(50)이 형성됨에 따라, 코아(10)로부터 인체 방향으로 방사되는 전자파가 차단막(50)에 의하여 반사되어 차단된다.

이 때, 차단막(50)이 코아(10)의 외부에 형성되는 각도에 따라 전자파가 차단되는 정도가 달라지게 되기 때문에, 이 발명의 실시예에서는 첨부한 도 3b에 도시되어 있듯이, 요구되는 전자파 차단 효과에 따라서 차단막(50)이 코아(10)의 외부에 형성되는 각도를 변화시킨다.

예를 들어 인체 방향(x 방향)으로 코아(10)의 외부를 1/2 정도 감싸도록 약 180°로 차단막(50)을 형성하거나, 코아(10)의 외부를 3/4 정도 감싸도록 약 270°로 차단막(50)을 형성하며, 또는 코아(10)의 외부를 1/4 정도 감싸도록 약 90°로 차단막(50)을 형성한다. 이 때, 차단막(50)의 코아(10)의 외부에 형성되는 각도가 클수록 인체 방향으로 차단되는 전자파 양이 적어지게 된다.

이와 같이 차단막(50)이 형성되는 각도 즉, 코아(10)의 외부에 형성되는 면적은 차단막(50)의 차폐 또는 흡수 특성을 고려하여 안테나의 특성이 저하되지 않는 범위내에서 조절될 수 있다.

다음에는 이 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나에 대하여 설명한다.

도 4a에 이 발명의 제2 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 단면이 도시되어 있고, 도 4b에 도 4a에 도시된 안테나의 평면도가 도시되어 있다.

첨부한 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제2 실시예에 따른 안테나는 제1 실시예와 동일한 구조로 이루어지며, 단지 차단막(51)이 제1 실시예와는 달리, 전자파를 흡수하여 인체 방향으로 방사되는 전자파를 차단시키는 전자파 흡수 물질이 사용된다.

이에 따라, 차단막(51)이 절연 특성을 가지기 때문에 제1 실시예와는 달리 코아(10)와 차단막(51) 사이에 별도의 절연 특성을 가지는 튜브가 설치되지 않는다.

이러한 구조로 이루어지는 제2 실시예에 따른 안테나를 제조하는 경우에는 코아(10)의 외부에 구리선(20)을 헬리컬 형태로 감은 후에, 바로 코아(10)의 외주면의 일부 즉, 코아(10)의 인체 방향에 해당하는 외주면에 차단막(51)을 설치한다.

이 발명의 제2 실시예에서, 차단막(51)으로 사용되는 물질로는 페라이트(ferrite), BaTiO₃, NiO, CuO 등의 단일형 전파 흡수체를 사용할 수도 있으며, GHz 대역의 높은 주파수를 흡수하고자 하는 경우에는 페이트에 고무를 혼합한 복합형 페라이트 등을 사용할 수 있다. 이러한 전자파를 흡수하는 물질을 사용하는 경우에도 위에 기술된 바와 같이 다양한 방법(테이프 캐스팅, 코팅, 주물 등)으로 차단막(51)을 제조할 수 있다.

이와 같이 코아(10)의 인체 방향에 차단막(51)이 형성됨에 따라, 코아(10)로부터 인체 방향으로 방사되는 전자파가 차단막(51)에 의하여 흡수되어 차단된다. 이 발명의 제2 실시예에서도 제1 실시예와 같이 차단막(51)이 코아(10) 외부에 형성되는 각도를 조절하여 전자파가 차단되는 정도를 조절할 수 있다.

다음에는 전자파 차단 효과를 보다 높인 이 발명의 제3 실시예에 대하여 설명한다.

도 5a에 이 발명의 제3 실시예의 일례에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 단면이 도시되어 있으며, 도 5b에 제3 실시예의 다른 예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나를 평면도가 도시되어 있다.

전자파 차단 효과를 높이기 위하여, 첨부한 도 5a에서와 같이 제1 실시예와 동일한 구조로 이루어 안테나에서, 차단막(52)을 코아(10)의 인체 방향에 해당하는 일측에만 형성하지 않고 코아(10)의 윗면까지 연장시켜 형성할 수 있다.

이 경우에는 코아(10)의 인체 방향(x 방향)으로 방사되는 전자파 뿐만 아니라 코아(10)의 윗방향(y방향)으로 방사되는 전자파 또한 차단됨에 따라, 인체에 미치는 전자파의 영향을 보다 효과적으로 차단시킬 수 있다.

한편, 이와는 달리 첨부한 도 5b에 도시된 바와 같이, 차단막을 하나 이상 사용할 수도 있다.

첨부한 도 5b에 도시되어 있듯이, 코아(10)와 플라스틱 수지(40) 사이에 제1 차단막(53) 및 제2 차단막(54)을 순차적으로 형성하여 인체 방향(x 방향)으로 방사되는 전자파가 보다 효과적으로 차단되도록 할 수 있다. 여기서 제1 차단막(53)은 전자파를 흡수하는 물질로 이루어져 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 차단막(53) 및 제2 차단막(54)을 전자파를 반사하는 물질 또는 전자파를 흡수하는 물질 중에서 선택하여 사용할 수 있다.

예를 들어 제1 차단막(53) 및 제2 차단막(54)을 모두 전자파를 반사시키는 물질로 사용할 수 있고, 제1 차단막(53) 및 제2 차단막(54)을 모두 전자파를 흡수시는 물질로 사용할 수도 있다. 이외에도 제1 차단막(53)은 전자파를 반사시키는 물질로 제2 차단막(54)은 전자파를 흡수시키는 물질로 사용할 수 있고, 제1 차단막(53)은 전자파를 흡수시키는 물질로 제2 차단막(54)은 전자파를 반사시키는 물질로 사용할 수 있다.

그러나, 코아(10) 측에 설치되는 제1 차단막(53)이 전자파를 반사시키는 물질로 이루어지는 경우에는 제1 실시예와 같이 코아(10)와 제1 차단막(53) 사이에 절연 특성을 가지는 별도의 절연체가 설치되는 것이 바람직하다.

다음에는 위에 기술된 제1 내지 제3 실시예와는 달리, 코아의 전면에 헬리컬 라인을 형성하지 않고 코아의 일측면에만 도전성 라인을 형성하여 전자파를 차단하는 안테나 제조의 제4 실시예에 대하여 설명한다 .

도 6a 및 도 6b에 이 발명의 제4 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 사시도가 도시되어 있다.

첨부한 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제4 실시예에 따른 안테나는 코아(10)의 전체가 아니라 일측면에만 도전성 라인(21)이 형성되어 있다. 즉, 제1 내지 제3 실시예와 같이 코아(10)의 외주면 전체를 따라서 헬리컬 라인이 형성되어 있지 않고 코아(10)의 인체 방향(x 방향)의 반대 방향의 일측면에만 도전성 라인(21)이 다양한 형태로 형성되어 있다.

이러한 안테나를 제조하기 위해서는 별도의 제조 장치가 요구되며, 도 7에이 발명의 제4 실시예에 따른 안테나를 제조하기 위한 제조 장치의 구조가 도시되어 있다.

첨부한 도 7에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제4 실시예에 따른 안테나를 제조하는 제조 장치는, 코아(10)를 회전시키는 코아 구동부(100)와, 도전성의 페이스트를 공급하는 페이스트 공급부(200)와, 페이스트를 코아(10)의 표면에 인쇄하는 롤러(roller, 300)와, 롤러(300)를 회전시키는 롤러 구동부(400)와, 코아 구동부(100) 및 롤러 구동부(400)를 제어하는 컨트롤러(500)로 이루어진다.

페이스트 공급부(200)는 페이스트가 수용된 페이스트 박스(210)와, 페이스트 박스(210)로 페이스트를 주입하는 페이스트 주입부(220)로 이루어지며, 페이스트는 도전성과 점성을 가지는 재료로 이루어진다.

롤러(300)는 코아(10)에 인쇄되는 페이스트의 양을 적절하게 조절하기 위하여 2개의 롤러(310,320)로 이루어지며, 제1 롤러(310)가 페이스트 박스(210)내의 페이스트와 접촉되도록 위치되며, 제2 롤러(320)가 제1 롤러(310)와 접촉되면서 코아(10)와 접촉되도록 제1 롤러(310)의 상부에 위치된다. 그러나, 2개의 롤러에 한정되지 않고 2개 이상의 롤러를 사용하는 것도 가능하다.

롤러 구동부(400)는 컨트롤러(500)의 제어에 따라 롤러(300)를 회전시키며, 이 발명의 제4 실시예에서는 제1 롤러(310)를 회전시키는 제1 롤러 구동부(410)와, 제2 롤러(320)를 회전시키는 제2 롤러 구동부(420)로 이루어진다. 이 발명의 실시예에 따른 코아 구동부(100), 제1 및 제2 롤러 구동부(410,420)는 모터로 이루어진다.

이러한 구조로 이루어진 제조 장치를 이용하여 이 발명의 제4 실시예에 따른 안테나를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

인쇄 위치에 코아(10)가 위치하고 페이스트 박스(210)에 페이스트가 공급되면, 컨트롤러(500)는 설정된 제어값에 따라 롤러(310,320)를 구동시키기 위한 제어값 즉, 사용되는 코아(10)와 롤러(300)의 직경에 따라 설정되는 코아(10)와 롤러(300)의 회전 속도, 안테나의 동작 주파수 대역에 따라 설정되는 코아(10)의 이동 속도 및 코아(10)와 롤러(300)의 회전량을 제어하기 위한 다수의 제어값에 따라 코아 구동부(100) 및 롤러 구동부(400)를 각각 구동시키고, 안테나의 동작 주파수 대역에 따라 설정된 코아(10)의 이동 속도에 따라 코아 구동부(100)를 구동시킨다.

제1 및 제2 롤러 구동부(410,420)와 코아 구동부(100)가 컨트롤러(500)에 의하여 회전함에 따라 제1 및 제2 롤러(310,320)와 코아(10)가 각각 회전하며, 코아(10)는 코아 구동부(100)에 의하여 회전하면서 설정된 이동 속도로 화살표 방향으로 이동하기 시작한다. 이 때, 제1 롤러(310)와 제2 롤러(320)는 서로 반대 방향으로 회전하고, 코아(10)는 제2 롤러(320)와 반대 방향으로 회전한다.

제1 롤러(310)가 회전함에 따라 페이스트 박스(210)에 수용되어 있는 페이스트가 제1 롤러(310)의 표면에 접착되면서 제1 롤러(310)의 표면을 따라서 이동하게 되고, 페이스트가 제1 롤러(310)의 표면을 따라 설정 지점까지 올라오면, 페이스트는 제1 롤러(310)와 접촉되면서 반대 방향으로 회전하고 있는 제2 롤러(320)에 접착되어 제2 롤러(320)의 표면을 따라 이동한다.

페이스트가 제2 롤러(320)의 표면을 따라 설정 지점까지 이동하면, 페이스트는 제2 롤러(320)와 접촉되면서 회전하는 코아(10)의 표면에 인쇄되기 시작한다. 이 때, 코아(10)의 전체 표면이 아니라 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에만 도전성 라인을 형성하기 위하여 코아(10)가 360°회전하지 않고 약 180°정도만 회전하면서 첨부한 도 7에 도시되어 있듯이 수평 방향으로 이동하게 된다. 따라서 코아(10)의 일측 표면에만 페이스트 인쇄에 의한 도전성 라인(21)이 형성된다.

코아(10)의 회전 속도와 제2 롤러(320)의 회전 속도에 따라 도전성 라인(21)의 폭이 가변되고, 코아(10)의 이동 속도에 따라 도전성 라인(21)의 피치 간격이 달라진다.

이와 같이 도 7에 도시된 제조 장치를 이용하여 코아(10)의 일측면에만 도전성 라인(21)이 형성되어 있는 안테나를 제조함에 따라, 별도의 차단막을 사용하지 않고도 코아(10)로부터 인체 방향(x 방향)으로 방사되는 전자파를 차단시킬 수 있다.

본 발명에서 일측면에만 형성된 도전성 라인(21)의 형상은 본 그림에서 제시한 것에 국한된 것이 아닌 가능한 모든 기하학적인 형상을 포함한다.

또한, 위에 기술한 실시예와는 달리, 롤러를 사용하지 않고 디스펜서(dispenser)를 사용하여 코어에 헬리컬 라인을 형성할 수 있다. 예를 들어 도전성과 점성을 가지는 페이스트가 내장되어 있는 디스펜서의 배출구가 코아의 표면에 접촉되도록 위치시킨 후에, 코아를 회전 및 이동시키면서 디스펜서 내부의 압력을 조절하여 디스펜서에 내장된 페이스트를 배출시켜 코아의 표면에 헬리컬 라인을 형성할 수 있다.

이외에도 코아의 표면에 헬리컬 라인을 인쇄할 수 있는 다양한 기술들이 사용될 수 있다.

다음에는 이 발명의 제5 실시예에 따른 전자파 차단 기능을 가지는 안테나에 대하여 설명한다.

도 8a 및 도 8b에 이 발명의 제5 실시예에 따른 안테나의 단면이 도시되어 있다.

첨부한 도 8a 및 도 8b에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제5 실시예에 따른 안테나는, 제4 실시예에 따른 안테나의 전자파 차단 성능을 보다 향상시키기 위하여, 코아(10)의 일측면(인체 방향의 반대 방향)에만 도전성 라인(21)이 형성되어 있고, 도전성 라인(21)이 형성되어 있지 않은 코아(10)의 타측면(인체 방향)에 제1 내지 제3 실시예와 같이 전자파를 차단하는 차단막(50)이 형성되어 있다.

차단막(50)은 제1 및 제2 실시예와 같이 전자파를 반사시키는 물질 및 전자파를 흡수하는 물질이 모두 사용될 수 있다.

이와 같이 코아의 인체 방향으로는 전자파를 차단하는 차단막이 형성되어 있고, 코아의 인체 방향이 반대 방향에만 도전성 라인이 형성됨에 따라, 인체 방향으로 방사되는 전자파가 보다 효과적으로 차단된다.

이 발명에 따른 안테나는 위에 기술된 실시예에 한정되지 않으며, 모든 안테나에 적용 가능하다.

다음에는 이 발명의 제6 실시예에 따른 전자파 차단기능을 가지는 안테나에대해 설명한다.

도 9a 및 9b에는 이 발명의 제6 실시예에 따른 안테나의 단면이 도시되어 있다. 첨부한 도 9a 및 9b에 도시되어 있듯이, 코아(10)의 표면에 구리선(20)이 헬리컬 형태로 형성되어 있으며, 헬리컬 라인 즉, 구리선(20)이 끝나는 코아(10)의 윗쪽 부분에 구리선(20)에 연장되어 도전성 부재(70)가 형성되어 있다. 이 도전성 부재(70)는 코아(10)의 한쪽 측면에 부착되어 구리선(20)에 전기적으로 접속되어 있으며, 인체 방향의 반대 방향 (-x방향)에 해당하는 코아(10)의 측면에 부착된다.

이 도전성 부재(70)는 구리선(20)과 일체로 형성될 수도 있으며, 구리선(20)과 별도로 형성될 수 있다. 그리고 도전성 부재(70)는 선 형태뿐만 아니라 일정한 폭을 갖는 판 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 코아(10)와 도전성 부재(70) 사이에는 제1 실시예와 동일하게 절연특성을 가지는 튜브(60)가 형성되어 있다.

이와 같이 구리선(20) 즉, 헬리컬 라인에 연결되어 도전성 부재(70)가 아래로 향하게 되는 경우에는, 헬리컬 라인에 연장된 도전성 부재가 있는 방향으로 전자파가 집중적으로 몰리게 되어, 인체 방향인 x 방향에서의 전자파가 감소되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 도 9에 도시된 이 발명의 실시예에 따른 안테나에서 위의 제1 실시예와 같이, x방향의 안테나 면에 전자파를 차단하는 물질을 부착하여 전자파 차단효과를 높일 수 있다.

또한, 도 6a, 도 6b 또는 도 8에 도시된 바와 같이 코아의 일측면에만 도전성 라인이 형성되어 있는 경우에도 제6 실시예와 같이 도전성 라인에 연장하여 도전성 부재를 형성할 수 있으며, 이 때 도전성 부재의 부착 위치는 인체의 반대 방향 (-x방향)으로 향하게 한다. 이러한 복합적인 방법을 도입함으로써 인체방향으로 방사되는 전자파의 차단 효과는 극대화될 수 있다.

도 10에 위에 기술된 바와 같이 제조된 안테나가 설치된 단말기의 외부 사시도가 도시되어 있다 .

첨부한 도 10에 도시되어 있듯이, 전자파를 차단시키는 물질로 이루어진 차단막이 형성되어 있는 부분을 인체 방향(x 방향)으로 향하게 하여, 혹은 도전성물질을 안테나와 연결시킨 후 한쪽면에 부착시킨 안테나의 경우에는 부착시키지 않은 면을 인체방향 (x방향)으로 향하게 하여, 인체의 전자파 흡수율(SAR : Specific Absorption Rate)을 현저하게 감소시킬 수 있다.

이 발명의 실시예들에 따른 안테나를 도 10에서와 같이 단말기에 설치하면 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같은 방사 특성을 얻을 수 있다. 도 11a 및 도 11b에 이 발명의 실시예들에 따른 안테나의 방사 특성이 도시되어 있다. 보다 상세하게는, 도 11a에 근거리 지역의 방사 특성이 도시되어 있고, 도 11b에 원거리 지역의 방사 특성이 도시되어 있다.

일반적으로 전자파는 소스(source)로부터 거리가 가까울수록 높은 방사 전력값을 가지기 때문에, 전자파가 인체에 미치는 영향은 단말기의 안테나가 인체에 근접한 지역 즉, 근거리 지역에서만 의미를 가진다.

단말기가 인체로부터 멀리 떨어진 원거리 지역에서는 전자파가 인체에 대해미치는 영향을 무시할 수 있으나, 원거리 지역에서는 안테나의 성능(감도)에 직접적으로 영향을 줄 수 있기 때문에 어떤 방향으로도 방사량 저하가 나타나서는 안된다.

이 발명의 실시예들에 따른 안테나의 근거리 지역에서의 방사 특성을 보면, 첨부한 도 11a에 도시되어 있듯이, 인체 방향(x 방향)의 반대 방향으로의 방사량은 변화가 없는 반면에 인체 방향(x 방향)으로의 방사량은 감소되었음을 알 수 있다. 이에 따라 인체에 대한 전자파 영향이 감소된다.

그러나 단말기가 인체로부터 멀리 떨어진 원거리 지역의 방사 특성을 보면, 첨부한 도 11b에 도시되어 있듯이, 방향에 상관없이 고른 방사 특성을 나타내고 있음을 알 수 있다.

이 발명의 실시예에 따른 안테나가 이러한 특성을 나타낼 수 있는 것은 호이겐스의 원리(Huygen's Principle) 때문이다.

호이겐스의 원리에 의하면 전자파의 전파는 각 개별파의 중첩으로 인해 일어나게 되기 때문에, 근거리 지역에서는 전자파 차폐 또는 흡수 물질로 인해 차단 효과가 발생되지만, 원거리 지역에서는 차단되지 않는 부분에서 방사된 파의 중첩 효과로 인하여 전자파 차단 물질을 붙인 방향에서도 전자파의 방사가 일어날 수 있게 된다.

이와 같이, 이 발명의 실시예에서 근거리 지역에서는 x 방향으로 전자파 감소가 발생되었으며 원거리 지역에서는 전자파 감소가 발생되지 않았다. 그러므로 인체에 대한 유해 영향을 줄이면서도 안테나의 특성을 저하시키지 않는 최적의 상태가 달성되었다.

비록, 이 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허 청구 범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 이 발명에 따르면, 안테나와 사람이 가까이 있는 근거리 지역에서는 인체로 방사되는 전자파가 차단됨에 따라 전자파의 인체에 대한 영향을 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 전자파 차단 물질을 인체방향으로 일부분 붙이는 방법을 사용하거나, 혹은 도전성 물질을 안테나와 연결시킨 후 한쪽면에 부착시킴으로써 전자파를 한쪽방향으로 유도시키는 방법을 사용함으로써, 안테나의 특성과 관련되는 원거리 지역에서의 방사 특성은 기존 안테나와 동일하도록 하여 안테나의 특성 저하가 발생되지 않는다.

Claims

절연 물질인 코아;

상기 코아의 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에 형성되어 있는 도전성 라인; 및

상기 도전성 라인에 연결되어 상기 코아의 하단부에 형성되어 있으며 외부 회로와 전기적으로 급전되는 급전부를 포함하는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
제1항에 있어서,

상기 코아의 인체 방향에 해당하는 타측면에 형성되어 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막을 더 포함하는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
절연 물질인 코아;

상기 코아의 표면 전체에 헬리컬 형태로 형성되어 있는 도전성 라인;

상기 코아의 인체 방향의 일측에 형성되어 있으며 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막; 및

상기 도전성 라인에 연결되어 상기 코아의 하단부에 형성되어 있으며 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 포함하는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 차단막은 전자파를 반사시켜 인체 방향으로 방사되는 전자파를 차단시키는 금속성 물질로 이루어지는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
제4항에 있어서,

상기 코아와 상기 차단막 사이에 형성되는 절연막을 더 포함하는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 차단막은 전자파를 흡수하여 인체 방향으로 방사되는 전자파를 차단시키는 전자파 흡수 물질로 이루어지는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
제6항에 있어서,

상기 차단막은 페라이트(ferrite), BaTiO₃, NiO, CuO의 단일형 전파 흡수체중 하나 또는 페라이트에 고무를 혼합한 복합형 페라이트로 이루어지는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 차단막이 상기 코아의 상측에 연장되어 형성되어 있는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 코아에 형성된 도전성 라인은 도전성과 점성을 가지는 페이스트로 이루어지는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 코아에 형성된 도전성 라인은 금속선으로 이루어지는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나.
절연 물질인 코아의 표면에 헬리컬 형태로 도전성 라인을 형성하는 단계;

상기 코아의 인체 방향의 일측에 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막을 형성하는 단계;

상기 도전성 라인에 연결하여 상기 코아의 하측에 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 연결하는 단계; 및

상기 코어의 외부를 절연 물질의 카바로 밀봉하는 단계를 포함하는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 제조 방법.
절연 물질인 코아의 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에 도전성 라인을 형성하는 단계;

상기 도전성 라인에 연결하여 상기 코아의 하측에 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 연결하는 단계; 및

상기 코어의 외부를 절연 물질의 카바로 밀봉하는 단계를 포함하는 전자파 차단 기능을 가지는 안테나의 제조 방법.
제12항에 있어서,

상기 도전성 라인이 형성되지 않은 코아의 타측면에 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막을 형성하는 단계를 더 포함하는 전자파 차단 기능을 가지는안테나의 제조 방법.
절연 물질인 코아의 표면에 헬리컬 형태로 도전성 라인을 형성하는 단계;

상기 도전성 라인의 상측에 연결하여 도전성 부재를 형성하고, 상기 도전성 부재를 상기 코아의 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에 부착시키는 단계;

상기 도전성 라인에 연결하여 상기 코아의 하측에 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 연결하는 단계; 및

상기 코아의 외부를 절연 물질의 카바로 밀봉하는 단계를 포함하는 전자파 차단기능을 가지는 안테나의 제조방법.
절연 물질인 코아의 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에 도전성 라인을 형성하는 단계;

상기 도전성 라인의 상측에 연결하여 도전성 부재를 형성하고 상기 도전성 부재를 상기 코아의 인체 방향의 반대 방향에 해당하는 일측면에 부착시키는 단계;

상기 도전성 라인에 연결하여 상기 코아의 하측에 외부 회로와 전기적으로 연결되는 급전부를 연결하는 단계; 및

상기 코아의 외부를 절연 물질의 카바로 밀봉하는 단계를 포함하는 전자파 차단기능을 가지는 안테나의 제조방법.
제14항 또는 제15항에 있어서,

상기 도전성 부재가 부착되지 않은 코아의 타측면에 전자파를 차단하는 적어도 하나 이상의 차단막을 형성하는 단계를 더 포함하는 전자파 차단 기능을 가지는안테나의 제조 방법.