KR100761931B1

KR100761931B1 - 방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나

Info

Publication number: KR100761931B1
Application number: KR1020040101969A
Authority: KR
Inventors: 권재용
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-06
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2007-09-28
Anticipated expiration: 2024-12-06
Also published as: KR20060062955A; US20060119519A1; EP1667282A1

Abstract

본 발명은 방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나에 관한 것으로써, 문자 패턴으로 형성되어 전파를 발산하는 방사부, 상기 문자 패턴의 소정의 부위에 형성되고 전원을 공급하는 급전부, 상기 급전부에 인접하여 형성되고 접지의 역할을 하는 단락부 및 내부회로를 보호하기 위한 케이스부를 포함하고, 상기 급전부 및 접지부는 상기 케이스부 내부에 실장되며, 상기 방사부는 상기 케이스부의 표면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

안테나, 방사부, 실장, 케이스

Description

방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나{flush-mounted Antenna}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사부가 문자패턴으로 형성된 안테나의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스부 표면에 실장된 안테나의 사시도이다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 방사부가 케이스부 표면에 실장된 모습을 나타낸 단면도이다.

도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나의 방사부가 케이스부 표면에 실장된 모습을 나타낸 단면도이다.

{도면의 주요 부호에 대한 설명}

1 : 인쇄회로기판 2 : 방사부

3 : 급전부 4 : 단락부

5 : 케이스부 표면 6 : 가이드홈

7 : 보조유전체 8 : 보조홈

9 : 홈

본 발명은 방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나에 관한 것으로써, 특히 외부로 돌출되는 안테나를 케이스 표면에 실장함으로써 외부 안테나의 장점 및 내부안테나의 장점을 동시에 제공한다.

안테나(Antenna)는 라틴어로 "곤충의 촉각"이라는 뜻을 가지고 있다. 무선통신은 공간을 통하여 이루어지는데 이 지구를 둘러싸고 있는 공간에 안테나를 돌출시켜 그것으로부터 전파를 송수신 한다.

안테나는 전송선의 전자파 신호를 자유공간으로 방사하거나 그 반대로 공간에 존재하는 전자파를 수신하는, 전송선과 자유공간 사이에서 임피던스 정합(Impedance matching)을 해주는 변환기로 볼 수도 있다. 안테나는 1901년에 마르코니(Guglielmo Marconi, 1874 - 1937)가 전자파를 이용하여 대서양 간의 모르스 부호를 무선으로 전송하는데 성공하며 상업적인 가치를 인정 받게 되었으며, 1906년에 3극 진공관의 발명으로 전자시대의 문이 열리더니 1920년에는 미국에서 KDKA 라디오 방송국이 개국됨으로써 종전의 1대 1의 통신(전신, 전화)이 1대 다수의 통신으로 바뀌게 되어 방송(Broadcast)이라는 용어가 탄생하였다. 그리고 영국의 베어드(John Baird)와 미국의 젠킨스(Charles Jenkins, 1867 - 1934)에 의해 TV(Television)가 등장하였으며 1936년 영국의 BBC가 처음으로 지상파를 이용한 TV 정기 방송을 시작하였다.

이후 1962년에 미국이 발사한 텔스타 1호(Telstar I)에 의하여 통신위성을 이용한 위성통신이 도래하며 무선통신 기술은 급격한 발전을 거듭하게 되었고 오늘과 같은 이동통신의 환경이 조성되었다. 특히 이동통신 시장은 제3세대를 맞이하여 Cellular에서 PCS로 그리고 IMT-2000으로 점차 광대역 서비스를 위한 하드웨어 및 소프트웨어가 발전함으로 인해 소형 경량 안테나의 수요가 급증하는 추세이며 광대역 서비스로의 이행을 위한 광대역 특성 안테나 개발과 다중 대역의 전파를 송수신하는 멀티 밴드 안테나의 개발이 궁극적인 안테나의 핵심기술로 제기되고 있다.

이와 같이 날로 경박단소화 되어가는 통신기기의 추세와 제품의 미려한 디자인을 고려할 때 안테나를 기기의 내부에 내장(內藏: embedded)하는 안테나의 필요성이 증대 되어왔다. 이 에 1990년대 이후 내장을 지향하는 소형 안테나에 대한 연구와 기술 개발이 지속적으로 이루어 지고 있다. 특히 접지도체(ground plane), 방사도체(radiation or resonator plane), 급전(feeding point) 및 단락도체(short)로 구성되어 방사도체와 접지도체의 전자기적 결합(electromagnetic coupling)에 의하여 특정 주파수에서 공진을 일으키는 IFA (inverted F-Antenna)가 주목을 받고 있다. IFA 응용 구조는 현재 소형 안테나 시스템에서 가장 널리 적용되는 구조로 평판형(planar-IFA)이 가장 보편적이다.

그러나 이러한 형태의 안테나를 내장할 경우 외관상 미려하지만 외부에서 보다 수신감도가 떨어지는 것이 일반적이다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로써, 휴대단말기 등의 소형 통신 시스템의 준 내장형 안테나로 적용될 수 있는 새로운 형태의 안테나을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 소형의 통신시스템에 적용할 수 있는 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명은 방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나에 관한 것으로써, 문자나 심볼 등의 패턴으로 형성되어 전파를 발산하는 방사부, 상기 문자 패턴의 소정의 부위에 형성되고 전원을 공급하는 급전부, 상기 급전부에 인접하여 형성되고 접지의 역할을 하는 단락부 및 내부회로를 보호하기 위한 케이스부를 포함하고, 상기 급전부 및 접지부는 상기 케이스부 내부에 실장되며, 상기 방사부는 상기 케이스부의 표면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 케이스부 표면에는 상기 방사부의 패턴보다 더 큰 형태의 보조홈이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방사부의 상부에는 상기 방사부와 외부와의 접촉을 방지하기 위한 보호 유전체가 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 보호 유전체는 투명하거나 불투명한 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방사부는 유전물질로 코팅되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

일반적으로 내장형 안테나는 외관상 안테나가 보이지 않아 제품 디자인 시에 유리한 장점이 있으나 모바일 디바이스의 내부에 위치하므로 내부의 부품 및 여러 가지 요인에 의한 영향이 심하여 안테나의 특성이 나빠지는 경향이 있다. 이에 본 발명에서는 내장형 안테나와 같은 디자인 상의 장점을 이용하면서도 외장형과 다름 없는 전자기적인 특성을 가지는 안테나의 구조를 제안하도록 한다.

상기 실시예에서, 안테나는 인쇄회로기판(1), 방사부(2), 급전부(3) 및 단락부(4)를 포함한다.

상기 실시예는, 문자패턴의 방사부(2)가 형성되는 모습을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 상기 안테나의 방사부(2)는 기존에 알려진 문자의 형태로 영문 알파벳의 조합이나 숫자의 조합으로 구성될 수 있으며, 조합의 형태는 특정언어 문자 1(예:영어) + 특정언어문자 2(예:한글) + 숫자 또는 특정언어문자 + 특정기호(예:상표) 등의 다양한 조합이 가능하다. 특히 문자의 조합은 특정 의미(예:WLAN, ANTENNA)를 가지는 단어가 되거나 특정 상호(예:LG, LGE, GE)가 될 때 단순한 안테나 방사부 이상의 의미를 가지게 된다.

안테나의 중심주파수에 따라 방사부(2)의 기본적인 길이가 결정되고 방사부(2)를 구성하는 문자의 형태와 간격을 조절함으로써 특정 대역의 중심주파수와 주파수 대역을 가지는 안테나로 조정(tuning)할 수 있다. 이 때 안테나 방사부(2)의 폭, 길이, 도체간의 거리는 설계의 주요한 요소이며 이는 방사부(2)를 형성하는 특정 문자의 글자체(font)의 장평, 기울기 또는 자간에 영향을 받는다.

이때 안테나의 방사부(2)는 슬롯, 미앤더-라인 등의 여러 가지 기하학적인 형태를 가질 수 있다. 그러나 본 발명에서는 안테나의 방사부(2)가 외부에서 보이는 구조를 가지므로 방사부(2)의 패턴이 특정 문자 조합이나 특정 의미를 가지는 심볼의 형태인 것이 가장 바람직하다.

상기 실시예는, 안테나의 방사부(2)가 케이스부 표면(5)에 실장되어 있는 모습을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 소형의 모바일 디바이스의 케이스부 표면(5)에 도면 1과 유사한 구조의 안테나를 표면 실장(flush-mounted)한 것이다. 이와 같이, 방사부(2)를 케이스부의 표면(5)에 실장함으로써 외부로 돌출되는 것을 방지한다. 그 자세한 구조는 도 3a 및 도 3b에 자세히 나타나 있다.

상기 실시예는, 상기 방사부(2)가 외부로 노출된 상태를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 3a를 참조하면, 우선 도 1에서와 같은 문자패턴의 안테나가 형성된다. 즉, 인쇄회로기판(1)의 소정의 위치에 접지부(4) 또는 급전부(3)가 상부로 형성되고, 상기 접지부(4) 또는 급전부(3)의 말단에는 소정의 의미를 가지는 문자패턴으로 형성된 방사부(2)가 형성된다. 상기 기판(1)상부에는 기판(1) 내부에 소정의 공간이 형성되도록 케이스부가 형성된다. 상기 케이스부의 높이는 상기 접지부(4) 또는 급전부(3)가 상부로 형성된 높이만큼 형성되는 것이 바람직하며, 상기 케이스부의 상부면은 상기 방사부(2)의 수평면과 동일한 것이 바람직하다. 상기 케이스부의 상부면(5) 중 상기 접지부(4) 또는 급전부(3)가 형성된 부분에는 홈(9)이 존재하여, 상기 접지부(4) 또는 급전부(3)가 외부로 관통하도록 하며, 또한 케이스부 상부면(5)에는 보조홈(8)이 형성되어 상기 문자패턴화된 방사부(2)가 케이스부 표면(5) 내부로 실장되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 보조홈(8)은 상기 문자패턴화 된 방사부(2)의 크기보다 약간 크게 존재하여 상기 방사부(2)가 쉽게 실장되도록 한다.

상기의 구조는 안테나를 지지하기 위한 별도의 구조물이 필요가 없다. 즉, 케이스부 자체에 안테나의 표면실장을 위한 보조홈(8)과 급전부(3) 또는 단락부(4)를 위한 홈(8)이 형성되어 있으므로, 보조기구없이 안태나 방사부의 높이를 일정하게 유지하며 지지하는 것이 가능하다.

도 3a와 같은 구조에서는 안테나 방사부(2)가 신체를 비롯한 외부 접촉으로 인하여 오염될 수 있으므로 부식 방지를 위한 처리가 바람직하며 미관상 가능하면 금, 은 등으로 도금 처리하여 보기 좋도록 마감 처리를 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기와 같이, 방사부(2)의 표면과 케이스부의 표면(5)이 동일면상에 형성된 경우에는 외부 접촉에 의해서 단락등이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 방사부(5)는 유전체에 의해서 코팅되는 것이 바람직하다.

상기 실시예는, 상기 방사부 상부에 보호 유전체가 적층 되는 모습을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 3b를 참조하면, 마찬가지로 도 1에서와 같은 문자패턴의 안테나가 형성된다. 즉, 인쇄회로기판(1)의 소정의 위치에 접지부(4) 또는 급전부(3)가 상부로 형성되고, 상기 접지부(4) 또는 급전부(3)의 말단에는 소정의 의미를 가지는 문자패턴으로 형성된 방사부(2)가 형성된다. 상기 기판(1)상부에는 기판(1) 내부에 소정의 공간이 형성되도록 케이스부가 형성된다. 상기 케이스부의 높이는 상기 접지부 (4) 또는 급전부(3)가 상부로 형성된 높이만큼 형성되는 것이 바람직하며, 상기 케이스부의 상부면(5)은 상기 방사부(2)의 수평면과 동일한 것이 바람직하다. 상기 케이스부의 상부면(2) 중 상기 접지부(4) 또는 급전부(3)가 형성된 부분에는 홈이 존재하여, 상기 접지부(4) 또는 급전부(3)가 외부로 관통하도록 한다.

도 3b의 실시에는 도 3a의 실시예와는 다르게 2단의 홈이 형성된다. 우선, 안테나가 형성된 부분의 케이스부 상부면(5)에 보호 유전체가 적층되기 위한 가이드 홈(6)이 형성된다. 상기 가이드홈(6)은 안테나가 존재하는 부분의 케이스부 상부면(5) 뿐만 아니라 가장 가까운 수직면까지 연장되어 형성되는 것이 바람직하다. 상기 가이드홈(6) 내부에는 방사부(2)의 실장을 위한 보조홈(8)이 추가로 형성된다. 상기 보조홈(8)은 도 3a에서 형성되었던것과 마찬가지로 상기 문자패턴화 된 방사부(2)의 크기보다 약간 크게 존재하여 상기 방사부(2)가 쉽게 실장되도록 한다. 상기 보조홈(8)으로 방사부(2)가 실장되면 상기 방사부(2) 상부에는 상기 가이드홈(6)에 맞추어 보호 유전체(7)가 형성된다.

상기 보호 유전체(7)는 상기 안테나의 외부접촉을 차단함으로써 신체나 도체의 접촉을 방지하여 단락등을 방지할 수 있다. 상기 보호 유전체(7)는 내부의 안테나 방사체(2)가 보이도록 투명한 재질의 프라스틱 등이 될 수 있으며, 안테나 방사체(2)가 보이면 안 되는 경우 불투명한 프라스틱 재질 등 으로 대체 되는 것이 바람직하다.

도 3b의 실시예에 있어서도, 안테나를 지지하기 위한 별도의 구조물이 필요가 없다. 즉, 케이스부자체에 안테나의 표면실장을 위한 보조홈(9)과 급전부(3) 또 는 단락부(4)를 위한 홈이 형성되어 있으므로, 보조기구없이 안테나 방사부(2)의 높이를 일정하게 유지하며 지지할 수 있다.

그리고 안테나에 인접한 보호 유전체(7)와 방사부(2)의 바로 아래에 위치하는 부분의 케이스부(5)를 구성하는 물질은 안테나 특성에 큰 영향을 주므로 설계시에 고려되어야 한다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 내장형 안테나가 가질 수 있는 미관상의 장점과 함께 외장형 안테나가 가지는 안테나 성능을 동시에 구현하는 효과가 있다.

또한, 안테나가 활용되는 모든 분야에 응용 될 수 있으며 안테나가 단순하게 시스템의 한 부품으로 만 머물지 않고 디자인의 한 요소가 되도록 하는 효과가 있다.

Claims

문자 패턴으로 형성되어 전파를 발산하는 방사부, 상기 문자 패턴의 소정의 부위에 형성되고 전원을 공급하는 급전부, 상기 급전부에 인접하여 형성되고 접지의 역할을 하는 단락부 및 내부회로를 보호하기 위한 케이스부를 포함하고, 상기 급전부 및 접지부는 상기 케이스부 내부에 실장되며, 상기 방사부는 상기 케이스부의 표면에 형성되고,

상기 방사부의 상부에는 상기 방사부와 외부와의 접촉을 방지하기 위한 보호 유전체가 포함되며,

상기 케이스부 표면에는 상기 방사부의 패턴보다 더 큰 형태의 보조홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나.
삭제
삭제
제 1항에 있어서, 상기 보호 유전체는 투명한 것을 특징으로 하는 방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나.
제 1항에 있어서, 상기 보호 유전체는 불투명한 것을 특징으로 하는 방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나.
제 2항에 있어서, 상기 방사부는 유전물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 방사부가 케이스부 표면에 형성되는 안테나.