KR20110067861A - 이동통신 단말기의 안테나 - Google Patents

Abstract

이동통신 단말기의 안테나가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기의 안테나는 이동통신 단말기 메인보드의 소정공간에 실장되는 복수 개의 공용부품 중 적어도 하나의 표면에 형성되는 유전체블럭 및 상기 유전체블럭의 표면에 인쇄되어 형성되는 안테나방사체를 포함한다. 이와 같이, 이동통신 단말기의 메인보드에 실장되는 공용부품에 안테나를 형성함으로써, 기존의 내장형 안테나가 차지하는 물리적 공간이 줄어들어, 이동통신 단말기의 소형화와 슬림화 및 다양한 디자인의 변화도 가능하게 하며 원하는 주파수대역의 신호도 원활하게 수신할 수 있게 된다.

Description

이동통신 단말기의 안테나{ANTENNA OF MOBILE COMMNICATION TERMINAL}

본 발명의 실시예들은 이동통신 단말기의 안테나에 관한 것이다.

최근에는 이동통신 단말기가 단순한 음성 통화뿐만 아니라 GPS(Global Positioning System), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 데이터 통신, 인터넷 접속, 휴대폰 인증, 요금결제, MP3파일송수신, 카메라 촬영 등 다양한 기능을 수행하도록 제조되고 있다.

또한, 이동통신 단말기를 통해 영화나 DMB 시청, 인터넷 접속 등 다양한 콘텐츠를 즐기기 위한 소비자들의 요구를 만족시키기 위해 넓은 디스플레이 공간을 가지는 다양한 형태의 이동통신 단말기가 등장하고 있는 실정이다.

이와 같이, 다양한 기능을 수행하는 이동통신 단말기는 이동통신이나 DMB 기타 무선 인터넷 등을 위한 신호 송수신 역할을 수행하는 안테나가 필수적으로 필요한데, 기존에는 이동통신 단말기 외부로 돌출된 외장형 안테나를 많이 사용하였지만, 최근에는 단말기의 외관과 디자인상의 문제로 내장형 안테나가 개발되어 단말기 내부에 실장되고 있다.

하지만, 내장형 안테나 또한 안테나가 차지하는 공간에 의해 단말기의 부피 가 커지고, 메인 보드의 활용 공간이 제한되거나 단말기 내부 공간의 활용이 제한되는 문제점이 여전히 남아 있다.

따라서, 내장형 안테나와 동일한 역할을 하면서, 안테나가 차지하는 물리적인 공간을 줄일 수 있는 안테나의 개발이 절실히 요구된다.

본 발명의 실시예들은 기존의 내장형 안테나가 차지하는 물리적 공간을 줄이고, 이동통신 단말기의 소형화와 슬림화 및 다양한 디자인의 변화를 줄 수 있는 이동통신 단말기의 안테나를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 의한 다른 기술적 해결 과제는 하기의 설명에 의해 이해될 수 있으며, 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기의 안테나는, 이동통신 단말기 메인보드의 소정공간에 실장되는 복수 개의 공용부품 중 적어도 하나의 표면에 형성되는 유전체블럭; 및 상기 유전체블럭의 표면에 인쇄되어 형성되는 안테나방사체;를 포함한다.

또한, 상기 유전체블럭은, 상기 복수 개의 공용부품 중 적어도 하나의 표면에 유전체가 도포되고 소결가공되어 형성된다.

또한, 상기 안테나방사체가 형성된 유전체블럭은, 상기 복수 개의 공용부품 중 적어도 하나에 끼움방식으로 결합된다.

나아가, 상기 유전체블럭은, 세라믹 물질이 포함된 유전체이다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 이동통신 단말기의 메인보드에 실장되는 공용부품에 안테나를 형성함으로써, 기존의 내장형 안테나가 차지하는 물리적 공간이 줄어들어, 이동통신 단말기의 소형화와 슬림화 및 다양한 디자인의 변화도 가능하게 하며 원하는 주파수대역의 신호도 원활하게 수신할 수 있게 된다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 이동통신 단말기의 안테나의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 이동통신 단말기의 안테나 구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 이동통신 단말기의 안테나 구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능 구성을 위주로 설명한다. 만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 구성 중에서 종래에 기 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성 요소와 본 발명을 위해 추가된 구성 요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것 이다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서 일반적인 이동통신 단말기의 메인보드의 구성을 도시한 것이다.

도 1을 참조하여 살펴보면, 메인보드(100)의 일정 공간은 배터리(110)가 실장될 공간이고, 그 이외의 공간은 단말기의 기능을 제어하는 다수의 반도체소자(121), 다수의 커넥터(예를 들어, 배터리와 연결되는 커넥터(123), USB 또는 충전기와 연결되는 커넥터(125)) 또는 테스트 포트(127) 등 다수의 공용부품들이 실장되는 공간(120)이며, 메인보드 하단부에는 내장형 안테나(130)가 실장되는 공간으로 구성되어 있음을 알 수 있다.

이와 같이, 이동통신 단말기 내부에 내장형 안테나가 실장되는 공간이 별도로 구성되어 있기 때문에 상술한 종래 문제점이 야기될 수 있는바, 이하에서는 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 이동통신 단말기의 메인보드에 실장된 공용부품에 안테나가 형성되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 2의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말 기의 안테나는 메인보드(200)의 소정공간에 실장되는 공용부품(210), 상기 공용부품의 표면에 도포되어 형성되는 유전체블럭(230) 및 상기 유전체블럭의 표면에 인쇄되어 형성되는 안테나방사체(250)를 포함한다. 이하, 각 구성요소에 대하여 자세하게 설명하기로 한다.

상기 이동통신 단말기로는 디지털 카메라, 모바일 폰, 스마트 폰, DMB(Digital Mutimedia Broadcasting) 폰, 카메라 겸용 모바일 폰, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 노트북 등 다양한 무선 전자 기기들이 적용될 수 있다.

상기 공용부품(210)은 상술한 바와 같이, 메인보드의 소정 공간에 실장되는 부품으로서, 이동통신 단말기가 동작하도록 제어하는 다수의 반도체소자들과, 다수의 커넥터(예를 들어, 배터리와 연결되는 커넥터, USB 또는 충전기와 연결되는 커넥터 등) 또는 테스트 포트 중 적어도 어느 하나이며, 도 2 및 후술할 도 3에서는 본 발명을 명확하게 설명하고, 이해를 도모하고자 배터리와 연결되는 커넥터(210)를 일예로 도시하여 설명하기로 한다.

상기 유전체블럭(230)은 원하는 주파수대의 안테나를 형성하는데 필요한 적정 유전율을 가지는 유전체로서, 바람직하게는, 세라믹 물질이 포함된 유전체를 상기 공용부품의 형태에 맞게 도포하여 소결가공하는 방식으로 형성된다.

여기서, 상기 유전체블럭(230)의 유전율은 원하는 주파수 대역 및 안테나 크기에 따라 다양하게 적용할 수 있는데, 예를 들어, GPS 주파수 대역인 1.575 GHz 대역에서, 35×35mm 크기의 안테나를 제작할 경우, 약 9.6정도의 유전율을 가지는 세라믹 물질이 포함된 유전체를 사용할 수 있으며, 25×25mm 크기의 안테나를 제작할 경우, 약 20정도의 유전율을 가지는 세라믹 물질이 포함된 유전체를 사용할 수 있다. 즉, 안테나의 크기가 작아질수록 공진주파수를 맞추기 위해 유전율이 높아지게 된다는 것이다. 이와 같이, 유전체블럭의 적정 유전율은 공진주파수 대역 및 안테나 크기에 따라 변하기 때문에 본 발명의 실시예에서는 어느 특정 유전율에 한정하는 것은 아니며 당업자의 안테나 설계에 따른 공진주파수 대역 및 안테나 크기에 따라 다양한 유전율을 가지는 유전체가 적용될 수 있음은 자명하다.

또한, 유전체블럭(230)을 세라믹 물질이 포함된 유전체로 사용하는 이유는 세라믹이 다양한 유전율을 가지고 있고, 쉽게 구할 수 있기 때문이며, 본 발명의 실시예에서 반드시 유전체를 세라믹 물질이 포함된 것에 한정하는 것이 아니며, 소정 유전율을 가지는 다양한 유전체가 사용될 수 있음은 물론이다.

안테나방사체(250)는 상기 유전체블럭(230)의 표면에 인쇄 가공되어 형성된다. 안테나방사체(250)를 형성하는 방식은 PDS(Printing Direct Structuring) 방식 또는 LDS(Laser Direct Structuring) 방식 등이 있으며, 그 이외에도 다양한 방식에 의해 형성할 수 있다. 또한, 상기 안테나방사체(250)의 형상은 원하는 수신 주파수(단일 주파수 대역, 다중 주파수 대역) 등에 따라 다양한 형태의 방사체가 구현될 수 있는데, 예를 들어, 급전부의 Signal 방사체로만 형성되어 있는 모노폴타입, 급전부의 Signal 방사체 외 그라운드가 더미로 적용되어 있는 다이폴타입, 급전부의 Signal 방사체와 그라운드가 합쳐져 형성되는 IFA타입 또는 PIFA타입 등이 구현될 수 있으며, 단일 주파수의 안테나방사체 또는 다중대역의 안테나방사체를 형성할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 특정 안테나방사체의 형상에 한정되지 않으며, 당업자의 안테나 설계에 따라 다양한 형상의 방사체가 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성요소로 이루어진 이동통신 단말기의 안테나 형성 과정을 도 2를 참조하여 살펴보면, 도 2의 (a)에서와 같이, 메인보드 상부에 공용부품(도 2에서는 배터리와 연결되는 커넥터를 예로 들어 도시함)(210)이 실장되어 있는 상태에서, 도 2의 (b)에서와 같이, 상기 공용부품(210) 표면의 형상에 맞게 세라믹 물질이 포함된 유전체를 도포하고 소결가공하여 유전체블럭(230)을 형성하고, 다음으로, 도 2의 (c)와 같이, 상기 유전체블럭(230) 표면에 안테나방사체(250)를 인쇄가공 한다. 물론 안테나로서 동작하기 위해서는 급전 및/또는 접지가 필요에 따라 접속되는데, 이는 상술한 안테나 다양한 형태에 따라 안테나 접속 형태를 구현하기 위해 당업자가 용이하게 선택하여 설계할 수 있는 것으로, 본 발명은 특정 방식의 급전 및/또는 접지에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 이동통신 단말기의 메인보드에 실장된 공용부품에 안테나가 형성되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 단말기의 안테나는 상술한 도 2의 일실시예, 즉, 메인보드(200) 상부의 공용부품(210)에 직접 유전체를 도포하고 소결가공하여 유전체블럭(230)을 형성하고 유전체블럭(230)의 표면에 안테나방사체(250)를 형성하여 안테나를 형성하는 것이 아니라, 미리 공용부 품(210)에 맞게 유전체블럭(230)을 소결가공하고 상기 유전체블럭(230) 표면에 안테나 방사체(250)를 형성한 후, 이동통신 단말기 메인보드(200)에 실장된 공용부품(210)에 상기 미리 형성한 안테나(230,250)를 끼움결합 하는 것이다. 도 3의 다른 실시예에 의한 방식에 의해서도 도 2의 일 실시예와 같이 최종적으로 공용부품(210)에 안테나가 형성되는 것은 동일하다.

이와 같이, 도 3의 다른 실시예에 따르면, 도 2의 실시예와 같이 이동통신 단말기의 메인보드 제작 과정마다 안테나를 형성하는 것이 아니라, 메인보드 제작 과정과는 별도의 공정을 통해 미리 안테나(유전체블럭과 안테나방사체가 형성된 안테나)를 공용부품별로 다양한 형태로 제작할 수 있고 대량생산이 가능하기 때문에 공정단계를 줄이고, 작업효율을 더 높일 수 있다는 장점이 있다.

도 4는 도 2 및 도 3의 실시예들에 따라 배터리 커넥터에 형성한 안테나의 반사계수를 측정한 그래프이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따라 배터리 커넥터 상부에 GPS 안테나를 형성하여 반사계수(S11)를 측정한 결과, GPS 주파수 대역인 1.5745GHz 대역에서 명확한 공진 대역이 발생됨을 확인할 수 있고, 성능 좋은 안테나로써의 이용이 가능함을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예들에 의하면, 공용부품에 안테나를 형성함으로써, 기존의 내장형 안테나가 차지하는 물리적 공간이 줄어들어, 이동통신 단말기의 소형화와 슬림화 및 다양한 디자인의 변화도 가능하게 하며 원하는 주파수대역의 신호도 원활하게 수신할 수 있게 된다.

상술한 도 2 및 도 3의 실시예들은 메인보드에 실장된 배터리 커넥터에 안테나를 형성하는 것에 대하여 일예로 설명 및 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 메인보드의 다양한 공용부품에 안테나를 형성할 수 있는 것은 자명한 사항이다.

즉, 다음 도 5a 내지 도 5d에 도시한 바와 같이, 도 5a와 같이 배터리 커넥터(223)뿐만 아니라, 도 5b와 같이 USB 또는 충전 커넥터(225)에 안테나를 형성할 수도 있고, 도 5c와 같이 테스트 포트(227)에 안테나를 형성할 수도 있으며, 도 5d와 같이 반도체소자(229)에 안테나를 형성할 수도 있는바, 본 발명은 특정 공용부품에 한정되는 것은 아니며, 안테나 설계자가 원하는 다양한 공용부품에 안테나를 형성할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들에서는 하나의 공용부품에 하나의 안테나가 형성되는 것을 일예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 당업자의 안테나 설계에 따라 다중 주파수 대역에 사용할 수 있도록 두개 이상의 공용부품에 안테나를 형성할 수 있음은 물론이다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대 하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 이동통신 단말기의 메인보드의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 이동통신 단말기의 메인보드에 실장된 배터리 커넥터에 안테나가 형성되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 이동통신 단말기의 메인보드에 실장된 배터리 커넥터에 안테나가 형성되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 4는 도 2 및 도 3의 실시예들에 따라 배터리 커넥터에 형성한 내장형 안테나의 반사계수를 측정한 그래프이다.

도 5a는 배터리 커넥터에 안테나가 형성된 메인보드의 일예를 나타낸 도면이다.

도 5b는 USB 또는 충전 커넥터에 안테나가 형성된 메인보드의 일예를 나타낸 도면이다.

도 5c는 테스트 포트에 안테나를 형성된 메인보드의 일예를 나타낸 도면이다.

도 5d는 반도체소자에 안테나를 형성된 메인보드의 일예를 나타낸 도면이다.

Claims (4)

1. 이동통신 단말기 메인보드의 소정공간에 실장되는 복수 개의 공용부품 중 적어도 하나의 표면에 형성되는 유전체블럭; 및

   상기 유전체블럭의 표면에 인쇄되어 형성되는 안테나방사체;

   를 포함하는, 이동통신 단말기의 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유전체블럭은,

   상기 복수 개의 공용부품 중 적어도 하나의 표면에 유전체가 도포되고 소결가공되어 형성되는, 이동통신 단말기의 안테나.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 안테나방사체가 형성된 유전체블럭은,

   상기 복수 개의 공용부품 중 적어도 하나에 끼움방식으로 결합되는, 이동통신 단말기의 안테나.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 유전체블럭은,

   세라믹 물질이 포함된 유전체인, 이동통신 단말기의 안테나.

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