KR20120058408A - 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나 - Google Patents

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Abstract

단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나가 개시된다. 개시된 안테나는 기판과 수직 방향으로 형성되어 하우징 내벽과 접촉하는 수직 구조물; 급전과 전기적으로 결합되며 상기 수직 구조물에 결합되어 상기 기판과 수직 방향으로 연장되는 제1 도전 부재; 및 접지와 전기적으로 결합되며 상기 수직 구조물에 결합되고 상기 제1 도전 부재와 소정 거리 이격되어 상기 기판과 수직 방향으로 연장되는 제2 도전 부재를 포함하되, 상기 제1 도전 부재는 상기 하우징 내벽에 결합되어 상기 수직 방향과 직교하는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 도전 부재는 상기 하우징 내벽에 결합되고 상기 제1 도전 부재와 소정 거리 이격되어 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 하우징 내벽에 결합된 제2 도전 부재로부터 상기 제1 도전 부재와 멀어지는 방향으로 연장되는 제3 도전 부재를 더 포함한다. 개시된 안테나는 광대역 특성을 가지면서 단말기의 하우징에 결합되어 실장공간이 최소화되는 장점이 있다.

Description

단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나{Internal Antenna attached to Terminal Housing}
본 발명의 실시예들은 내장형 안테나에 관한 것으로 더욱 상세하게는 단말기의 하우징의 그 일부가 결합되어 형성되는 내장형 안테나에 관한 것이다.
최근 이동통신 단말기는 소형화 및 경량화되면서도, 서로 다른 주파수 대역의 이동통신 서비스를 하나의 단말기를 이용하여 제공받을 수 있는 기능이 요구되고 있다. 예를 들어, 한국에서 상용화된 824~894 MHz 대역의 CDMA 서비스와, 1750~1870 MHz 대역의 PCS 서비스, 일본에서 상용화된 832~925 MHz 대역의 CDMA 서비스, 미국에서 상용화된 1850~1990 MHz 대역의 PCS 서비스, 유럽, 중국 등에 상용화된 880~960 MHz 대역의 GSM 서비스 및 유럽 일부 지역에서 상용화된 1710~1880 MHz 대역의 DCS 서비스 등의 다양한 주파수 대역을 이용한 이동통신 서비스 가운데 필요에 따라 다중 대역의 신호를 동시에 이용할 수 있는 단말기가 요구되고 있다.
이와 같이 다중 대역 및 광대역 신호의 송수신이 요구되는 반면 단말기는 점차 소형화 및 슬림화될 것이 요구되면서 안테나의 실장 공간의 최소화는 계속적으로 요구되고 있다.
종래에 범용적으로 사용되는 역-F 안테나는 낮은 프로파일을 가지면서 양호한 SAR 특성을 가지는 장점이 있으나 광대역 및 다중 대역의 특성을 구현하는데 취약한 문제점이 있었다.
안테나 실장 공간을 최소화하기 위해 단말기의 하우징에 안테나를 형성하는 구조가 제안되었으나 이러한 구조의 안테나 역시 광대역의 특성을 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 광대역 특성을 가지면서 단말기의 하우징에 결합되는 내장형 안테나를 제안한다.
본 발명의 다른 목적은 단말기 하우징의 결합되어 실장 공간을 최소화할 수 있는 안테나를 제안하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 기판과 수직 방향으로 형성되어 하우징 내벽과 접촉하는 수직 구조물; 급전과 전기적으로 결합되며 상기 수직 구조물에 결합되어 상기 기판과 수직 방향으로 연장되는 제1 도전 부재; 및 접지와 전기적으로 결합되며 상기 수직 구조물에 결합되고 상기 제1 도전 부재와 소정 거리 이격되어 상기 기판과 수직 방향으로 연장되는 제2 도전 부재를 포함하되, 상기 제1 도전 부재는 상기 하우징 내벽에 결합되어 상기 수직 방향과 직교하는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 도전 부재는 상기 하우징 내벽에 결합되고 상기 제1 도전 부재와 소정 거리 이격되어 상기 제1 방향으로 연장되며, 상기 하우징 내벽에 결합된 제2 도전 부재로부터 상기 제1 도전 부재와 멀어지는 방향으로 연장되는 제3 도전 부재를 더 포함하는 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나가 제공된다.
상기 하우징 내벽에 결합된 제1 도전 부재 및 상기 제2 도전 부재의 연장 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 제1 도전 부재 및 상기 제2 도전 부재로부터 다수의 오픈 스터브가 돌출된다.
상기 제1 도전 부재 및 상기 제2 도전 부재로 돌출되는 다수의 오픈 스터브들은 교대로 돌출되는 것이 바람직하다.
상기 내장형 안테나는 상기 하우징 내벽으로부터 돌출되는 미앤더 구조의 유전체 돌출부를 더 포함할 수 있다.
상기 미앤더 구조의 유전체 돌출부는 내부 측벽 라인 및 외부 측벽 라인을 포함하고, 상기 수직 구조물에 결합된 제1 도전 부재는 상기 내부 측벽 라인에 결합되어 연장된다.
상기 수직 구조물에 결합된 제2 도전 부재는 상기 외부 측벽 라인에 결합되어 연장된다.
본 발명에 의한 안테나는 광대역 특성을 가지면서 단말기의 하우징에 결합되어 실장공간이 최소화되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 사시도를 도시한 도면.
도 2는 단말기 하우징을 제거한 상태에서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 제1 방향에서 본 사시도.
도 3은 단말기 하우징을 제거한 상태에서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 제2 방향에서 본 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나의 사시도를 도시한 도면.
도 5는 단말기 하우징을 제거한 상태에서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 바라본 사시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 사시도를 도시한 도면이고, 도 2는 단말기 하우징을 제거한 상태에서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 제1 방향에서 본 사시도이고 도 3은 단말기 하우징을 제거한 상태에서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 제2 방향에서 본 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 수직 구조물(100), 단말기 하우징(200) 내벽으로부터 연장되는 미앤더 구조의 유전체 돌출부(102), 급전점과 전자기적으로 결합되며 상기 수직구조물(100), 상기 돌출부(102) 및 상기 하우징 내벽에 형성되는 제1 도전 부재(104), 접지와 전기적으로 결합되며 상기 수직 구조물(100), 상기 돌출부(102) 및 상기 하우징(200) 내벽에 결합되는 제2 도전 부재(106) 및 상기 제2 도전 부재(106)로부터 연장되며 상기 하우징(200)내벽에 결합되어 형성되는 제3 도전 부재(108)를 포함할 수 있다.
수직 구조물(100)은 유전체 재질로 이루어지며 단말기 내부의 기판(210)과 수직 방향으로 형성된다. 기판(210)의 급전점과 전자기적으로 결합되는 제1 도전 부재(104)는 수직 구조물(100)에 결합되어 기판(210)과 수직 방향으로 연장된다.
또한, 기판(210)의 접지와 전기적으로 결합되는 제2 도전 부재(106)는 수직 구조물(100)에 결합되어 기판(210)과 수직 방향으로 연장되며 제1 도전 부재(104)와는 이격된다. 이때, 제2 도전 부재(106)와 제1 도전 부재(104)와의 이격 거리는 전자기적 커플링이 가능한 거리이다.
수직 구조물(100)은 단말기 하우징(200)의 내벽 및 내벽으로부터 y 방향으로 연장되는 미앤더 구조의 유전체 돌출부(102)와 접촉한다. 미앤더 구조의 유전체 돌출부(102)는 도 3에서 볼 때 외부에 해당되는 외부 측벽 라인(102a) 및 이에 대향하는 면에 해당되는 내부 측벽 라인(102b)을 포함한다.
수직 구조물에 결합되어 수직 방향(z 방항)으로 연장되는 제1 도전 부재(104)는 하우징 내벽에 결합되어 연장된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 도전 부재(104)는 하우징 내벽에 결합되어 y 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 도전 부재(104)는 미앤더 구조의 유전체 돌출부(102)의 내부 측벽 라인(102b)에도 결합된다.
아울러, 하우징 내벽에 결합되어 y 방향으로 연장되는 제1 도전 부재에는 y 방향과 수직으로 x 방향으로 돌출되는 다수의 오픈 스터브(104a)가 형성되어 하우징 내벽에 결합된다.
기판(210)의 접지와 결합되는 제2 도전 부재(106)는 수직 구조물(100)에 결합되어 기판(210과 수직 방향으로 연장된다. 이때, 제2 도전 부재(106)는 제1 도전부재(104)와 소정 거리 이격되어 수직 구조물(100)에 결합되며, 수직 구조물(100)상에서의 이격 거리는 사용 주파수에서 전자기적 커플링이 가능한 거리이다.
도 2를 참조하면, 수직 구조물에 결합되어 수직 방향(z 방항)으로 연장되는 제2 도전 부재(106)는 하우징 내벽에 결합되어 연장되며, 일례로 제1 도전 부재(104)와 이격되어 평행하게 연장될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 도전 부재(106)는 하우징 내벽에 결합되어 y 방향으로 연장된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 도전 부재(106)는 미앤더 구조의 유전체 돌출부(102)의 외부 측벽 라인(102a)에도 결합된다.
아울러, 하우징 내벽에 결합되어 y 방향으로 연장되는 제2 도전 부재에는 y 방향과 수직으로 x 방향으로 돌출되는 다수의 오픈 스터브(106a)가 형성되어 하우징 내벽에 결합된다. 이때, 오픈 스터브들(106a)은 하우징 내벽에 결합된 제1 도전 부재(104) 및 제2 도전 부재(106) 사이의 공간으로 돌출된다.
제1 도전 부재(104) 및 제2 도전 부재(106)로부터 돌출되는 오픈 스터브들(104a, 106a)은 교대로 돌출되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구조에 의해 제1 도전 부재 및 제2 도전 부재에서는 3개의 영역에서 커플링이 발생할 수 있다.
제1 커플링은 수직 구조물(100)에서 서로 이격된 제1 도전 부재 및 제2 도전 부재 사이에서 발생할 수 있고, 제2 커플링은 하우징 내벽에 결합되어 y 방향으로 연장되는 제1 도전 부재 및 제2 도전 부재 사이에서 발생할 수 있으며, 제3 커플링은 미앤더 구조의 유전체 돌출부(102)의 내부 측벽 라인(102b)에 결합된 제1 도전 부재와 외부 측벽 라인(102a)에 결합된 제2 도전 부재 사이에서 발생한다.
이때, 커플링이 이루어지는 영역은 진행파가 발생할 수 있도록 충분한 길이를 가지며, 적어도 0.1λ이상의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명의 구조는 비교적 길고 다양한 영역에서 커플링이 이루어지므로 향상된 광대역 특성의 확보가 가능하다.
제1 도전 부재(104) 및 제2 도전 부재(106)로부터 교대로 돌출되는 오픈 스터브들(104a, 106a)은 서로 맞물리도록 교대로 형성되어 지연파 구조를 형성하고 용량성 성분을 다양화함으로써 하우징 내벽에 결합된 제1 도전 부재(104) 및 제2 도전 부재(106)의 전기적 길이를 실질적으로 증가시킨다.
제3 도전 부재(108)는 제2 도전 부재(106)로부터 연장되어 하우징 내벽에 결합된다. 제3 도전 부재(108)는 제1 도전 부재(104)로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 제3 도전 부재(108)는 제1 도전 부재(104)와의 커플링이 종료되는 부분에서 시작된다.
제3 도전 부재(108)는 방사체로서 동작하며, 방사 주파수는 제3 도전 부재(108) 및 제2 도전 부재(106)의 길이에 의해 정해질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나의 사시도를 도시한 도면이고, 도 5는 단말기 하우징을 제거한 상태에서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 바라본 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나는 수직 구조물(400), 급전점과 전자기적으로 결합되며 상기 수직구조물(400) 및 하우징(500) 내벽에 결합되는 제1 도전 부재(404), 접지와 전기적으로 결합되며 상기 수직 구조물(400), 및 상기 하우징(500) 내벽에 결합되는 제2 도전 부재(406) 및 상기 제2 도전 부재(406)로부터 연장되며 상기 하우징(500)내벽에 결합되어 형성되는 제3 도전 부재(108)를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나는 하우징(500) 내벽에 형성되는 미앤더 구조의 유전체 돌출부가 형성되지 않는다는 점에서 도1 내지 도 3에 도시된 안테나와 상이하다.
도 4 및 도 5에 도시된 안테나에서 수직 구조물(100)의 형태 및 수직 구조물에 결합되는 제1 도전 부재(404) 및 제2 도전 부재(406)의 형태 및 기능은 도 1 내지 도 3의 안테나와 동일하다.
다만, 미앤더 구조의 유전체 돌출부가 하우징 내벽으로부터 돌출되지 않기에 제1 도전 부재(404) 및 제2 도전 부재(406)는 수직 구조물(400) 및 하우징(500) 내벽에만 결합된다.
도 5에 도시된 바와 같이 수직 구조물(400)에 결합되어 수직 방향으로 연장되는 제1 도전 부재(404)는 하우징 내벽에 결합되어 연장되며, 일례로 y 방향으로 연장된다.
또한, 수직 구조물(400)에 결합되고 제1 도전 부재(404)와 소정 거리 이격되어 수직 방향으로 연장되는 제2 도전 부재(406) 역시 하우징 내벽에 결합되어 연장되며 하우징 내벽에서도 제1 도전 부재(406)와 커플링 가능한 이격 거리를 유지한다.
하우징 내벽에 결합된 제1 도전 부재(404) 및 제2 도전 부재(406) 사이로는 다수의 오픈 스터브들(404a, 406a)이 제1 도전 부재(404) 및 제2 도전 부재(406)로부터 돌출된다. 오픈 스터브들(404a, 406a)은 서로 맞물리도록 교대로 돌출되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 오픈 스터블들(404a, 406a)은 지연파 구조 및 용량성 성분의 다양화를 통해 제1 도전 부재 및 제2 도전 부재의 전기적 길이를 실질적으로 증가시킨다.
도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나는 2 개의 영역에서 커플링이 발생한다.
제1 커플링은 수직 구조물(400)에서 서로 이격된 제1 도전 부재 및 제2 도전 부재 사이에서 발생할 수 있고, 제2 커플링은 하우징 내벽에 결합되어 y 방향으로 연장되는 제1 도전 부재 및 제2 도전 부재 사이에서 발생할 수 있다.
제3 도전 부재(408)는 제2 도전 부재(406)로부터 연장되어 하우징 내벽에 결합된다. 제3 도전 부재(408)는 제1 도전 부재(404)로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 제3 도전 부재(408)는 제1 도전 부재(404)와의 커플링이 종료되는 부분에서 시작되며 방사체로 동작한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 기판과 수직 방향으로 형성되어 하우징 내벽과 접촉하는 수직 구조물;
    급전과 전기적으로 결합되며 상기 수직 구조물에 결합되어 상기 기판과 수직 방향으로 연장되는 제1 도전 부재; 및
    접지와 전기적으로 결합되며 상기 수직 구조물에 결합되고 상기 제1 도전 부재와 소정 거리 이격되어 상기 기판과 수직 방향으로 연장되는 제2 도전 부재를 포함하되,
    상기 제1 도전 부재는 상기 하우징 내벽에 결합되어 상기 수직 방향과 직교하는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 도전 부재는 상기 하우징 내벽에 결합되고 상기 제1 도전 부재와 소정 거리 이격되어 상기 제1 방향으로 연장되며,
    상기 하우징 내벽에 결합된 제2 도전 부재로부터 상기 제1 도전 부재와 멀어지는 방향으로 연장되는 제3 도전 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내벽에 결합된 제1 도전 부재 및 상기 제2 도전 부재의 연장 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 제1 도전 부재 및 상기 제2 도전 부재로부터 다수의 오픈 스터브가 돌출되는 것을 특징으로 하는 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 도전 부재 및 상기 제2 도전 부재로 돌출되는 다수의 오픈 스터브들은 교대로 돌출되는 것을 특징으로 하는 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내벽으로부터 돌출되는 미앤더 구조의 유전체 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 미앤더 구조의 유전체 돌출부는 내부 측벽 라인 및 외부 측벽 라인을 포함하고, 상기 수직 구조물에 결합된 제1 도전 부재는 상기 내부 측벽 라인에 결합되어 연장되는 것을 특징으로 하는 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수직 구조물에 결합된 제2 도전 부재는 상기 외부 측벽 라인에 결합되어 연장되는 것을 특징으로 하는 단말기 하우징에 결합되는 내장형 안테나.
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