KR101347012B1

KR101347012B1 - 정합회로 구비 이동단말기 및 정합회로 구비 안테나

Info

Publication number: KR101347012B1
Application number: KR1020060129996A
Authority: KR
Inventors: 임지훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2014-01-02
Anticipated expiration: 2026-12-19
Also published as: KR20080056874A

Abstract

본 발명은 접지부가 형성되며 메인 기판이 구비되는 제1케이싱과; 접지부가 형성되는 제2케이싱과; 상기 제1케이싱의 접지부와 제2케이싱의 접지부 중 어느 하나에 회로적으로 연결되는 안테나와; 상기 제1케이싱의 접지부와 제2케이싱의 접지부를 회로적으로 연결하는 접지부 연결선과; 상기 접지부 연결선과 통전 가능하도록 연결되어 특정 주파수에 대한 전기적 성능을 튜닝(tunning)할 수 있는 정합회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 정합회로 구비 이동단말기에 관한 것이다.

정합회로, 접지부, 안테나, 힌지, 주파수, 전기적 성능

Description

정합회로 구비 이동단말기 및 정합회로 구비 안테나{A MOBILE TERMINAL HAVING A AMATCHING CIRCUIT AND A ANTENNA HAVING THE SAME}

도1은 실시예1의 개략적 구성도.

도2는 도1의 정합회로의 구성도.

도3은 각종 주파수 대역에 필요한 접지부의 양을 도시한 그래프.

도4는 힌지 컨택트 부위의 매칭 "0옴" 적용 설계시의 구성도.

도5는 도4에 따른 설계시의 측정값에 대한 표.

도6은 도4에 따른 설계시의 S21값의 그래프.

도7은 힌지 컨택트 부위의 매칭 2.7nH, 100pF, 15pF 적용 설계시의 구성도.

도8은 도7에 따른 설계시의 측정값에 대한 표.

도9는 도7에 따른 설계시의 S(2,1)값의 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:제1케이싱 110:메인 기판

120:접지부 130:안테나

140:정합회로 142:제1커패시터

144:인덕터 146:제2커패시터

200:제2케이싱 210:보조 기판

220:접지부 300:힌지

400:접지부 연결선

본 발명은 정합회로 구비 안테나 및 정합회로 구비 이동단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접지부와 접지부를 통전시키는 접지부 연결선 사이에 정합회로를 구성함으로써 각 주파수 대역에 따라 적합한 안테나 특성을 발휘하기에 필요한 접지부의 접지량을 조절할 수 있는 정합회로 구비 안테나 및 정합회로 구비 이동단말기에 관한 것이다.

종래 안테나의 접지선이 접지되는 접지부를 크게 하기 위하여 제1케이싱과 제2케이싱에 각각 접지부를 형성하고, 이 접지부들을 연결함으로써 필요 접지량이 큰 주파수 대역의 안테나 특성을 개선하여 왔다.

그러나, 컨버젼스 이동단말기의 경우 셀룰러(Cellular) 기능시에 적합한 안테나 특성을 발휘하도록 제1케이싱의 접지부와 제2케이싱의 접지부를 통전시키게 되면 이보다 주파수 대역이 큰 GPS, PCS 기능시에는 적합한 안테나 특성을 발휘할 수 없는 단점이 있었다.

본 발명은 주파수 별로 전기적 성능을 튜닝(tunning)할 수 있는 정합회로를 사용함으로써 안테나가 연결되는 접지부의 접지량을 조절함으로써, 컨버젼스 이동 단말기의 셀룰러(Cellular), GPS, PCS 기능시 각 주파수별 성능에 모두 적합한 특성을 발휘할 수 있는 정합회로 구비 안테나 및 정합회로 구비 이동단말기를 제공하고자 한다.

본 발명에 있어서; 상기 정합회로는 상기 제1케이싱에 구비되고; 상기 정합회로는 접지라인을 갖되, 상기 정합회로의 접지라인은 상기 제1케이싱의 접지부에 연결되기도 한다.

본 발명에 있어서; 상기 정합회로는 상기 제2케이싱에 구비되고; 상기 정합회로는 접지라인을 갖되, 상기 정합회로의 접지라인은 상기 제2케이싱의 접지부에 연결되기도 한다.

본 발명에 있어서; 상기 안테나는 상기 제1케이싱에 구비되고, 상기 제1케이싱의 접지부에 연결되기도 한다.

본 발명에 있어서; 상기 정합회로는; 상기 접지부 연결선에 직렬 연결되는 제1커패시터와; 일측이 상기 제1커패시터에 연결되고 타측이 상기 제1케이싱의 접 지부에 연결되는 인덕터와; 일측이 상기 제1커패시터에 연결되고 타측이 상기 제1케이싱의 접지부에 연결되는 제2커패시터를 포함하기도 한다.

본 발명에 있어서; 상기 제2케이싱은 힌지에 의해 상기 제1케이싱에 대해 회동 가능하도록 연결되고; 상기 접지부 연결선은 상기 힌지를 통하여 상기 제1케이싱의 접지부와 제2케이싱의 접지부를 회로적으로 연결하기도 한다.

본 발명에 있어서; 상기 제1케이싱의 접지부는 상기 메인 기판에 패턴화되고; 상기 제2케이싱에는 보조 기판이 구비되며, 상기 제2케이싱의 접지부는 상기 보조 기판에 패턴화되기도 한다.

한편, 본 발명은 제1접지부와; 제2접지부와; 상기 제1접지부와 제2접지부 중 어느 하나에 회로적으로 연결되는 안테나와; 상기 제1접지부와 제2접지부를 회로적으로 연결하는 접지부 연결선과; 상기 접지부 연결선과 통전 가능하도록 연결되어 특정 주파수에 대한 전기적 성능을 튜닝(tunning)할 수 있는 정합회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 정합회로 구비 안테나에 관한 것이기도 하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명한다.

실시예1

실시예1은 본 발명에 따른 정합회로 구비 이동단말기에 관한 것이다. 도1은 실시예1의 개략적 구성도를, 도2는 도1의 정합회로의 구성도를, 도3은 각종 주파수 대역에 필요한 접지부의 양을 도시한 그래프를, 도4는 힌지 컨택트 부위의 매칭 "0옴" 적용 설계시의 구성도를, 도5는 도4에 따른 설계시의 측정값에 대한 표를, 도6 은 도4에 따른 설계시의 S21값의 그래프를, 도7은 힌지 컨택트 부위의 매칭 2.7nH, 100pF, 15pF 적용 설계시의 구성도를, 도8은 도7에 따른 설계시의 측정값에 대한 표를, 도9는 도7에 따른 설계시의 S(2,1)값의 그래프를 나타낸다.

도1을 참조하면 실시예1은 제1케이싱(100)과 제2케이싱(200)을 갖는다. 제2케이싱(200)은 힌지(300)에 의해 제1케이싱(100)에 회동 가능하도록 연결된다.

도1을 참조하면 제1케이싱(100)에는 메인 기판(110)이 실장된다. 메인 기판(110)은 상면에 접지부(120) 및 회로라인(도면 미도시) 등이 패턴화되고, 하면에 표면실장기술(SMT)에 의해 부품소자(도면 미도시)가 탑재된다.

도1을 참조하면 제1케이싱(100) 상부에는 안테나(130)가 실장된다. 안테나(130)는 급전선, 방사부, 접지선을 갖는데, 안테나(130)의 접지선은 메인 기판(110)의 접지부(120)에 회로적으로 연결된다.

도1을 참조하면 제2케이싱(200)은 보조 기판(210)을 갖는다. 보조 기판(210)에는 접지부(220)가 패턴화된다.

도1을 참조하면 실시예1은 접지부 연결선(400)을 갖는다. 접지부 연결선(400)은 일측이 제1케이싱(100)의 접지부(120)에 연결되고, 타측이 제2케이싱(200)의 접지부(220)에 연결된다. 한편, 접지부 연결선(400)은 힌지(300)를 통하여 제1케이싱(100)의 접지부(120)와 제2케이싱(200)의 접지부(220)를 연결하는데, 연성인쇄회로기판 또는 케이블 등일 수 있다.

도1을 참조하면 실시예1은 정합회로(140)를 갖는다. 정합회로(140)는 제1케이싱(100)에 구비되는데, 안테나(130)에 송수신되는 특정 주파수에 대한 전기적 성 능을 튜닝(tunning)할 수 있도록, 접지부 연결선(400)과 통전 가능하도록 연결된다.

도2를 참조하면 정합회로(140)는 제1커패시터(142), 인덕터(144) 및 제2커패시터(146)를 갖는다. 제1커패시터(142)는 접지부 연결선(400)에 직렬 연결되고, 인덕터(144)는 일측이 제1커패시터(142)에 연결되고 타측이 메인 기판(110)의 접지부(120)에 연결되며, 제2커패시터(146)는 일측이 제1커패시터(142)에 연결되고 타측이 보조 기판(210)의 접지부(220)에 연결된다.

이하, 상기한 실시예1의 작동에 대해 설명한다.

도3을 참조하면 컨버젼스 이동단말기의 피시에스(PCS), 지피에스(GPS) 및 셀룰러(cellular) 기능시의 적합한 안테나 특성을 발휘하기 위한 필요한 접지부의 상대적인 양은 피시에스(PCS), 지피에스(GPS) 및 셀룰러(cellular) 순으로 증가한다. 피시에스(PCS) 및 지피에스(GPS)는 그 상대적인 접지부의 필요량이 비슷하지만 셀룰러(cellular)는 이들과 많은 차이를 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 컨버젼스 이동단말기의 경우 셀룰러(cellular) 기능에 맞추어 메인 기판(110)의 접지부(120)와 보조 기판(210)의 접지부(220)를 연결하여 안테나(130)에 연결되는 접지부의 양을 크게 한 경우 피시에스(PCS), 지피에스(GPS) 기능시의 안테나(130) 특성은 적합하게 발휘되지 않게 됨을 알 수 있다.

도4에서 TERM1은 메인 기판(110) 및 제1케이싱(100)의 등가 임피던스를 나타내고, TERM2는 보조 기판(210) 및 제2케이싱(200)의 등가 임피던스를 나타내며, MLIN1은 메인 기판(110)에 패턴화되는 마이크로 스트립라인(microstrip line)의 등 가물을 나타내고, MLIN2는 보조 기판(210)에 패턴화되는 마이크로 스트립라인(microstrip line)의 등가물을 나타낸다. 도4는 힌지 컨택트 부위의 매칭 "0옴" 적용 설계시의 구성도를 나타내는데, 이는 정합회로(140)를 사용하지 않고 메인 기판(110)의 접지부(120)와 보조 기판(210)의 접지부(220)를 연결하였을 때의 구성도를 말한다. 이때, TERM1, MLIN1, TERM2 및 MLIN2는 정합회로(140)를 사용하지 않은 경우 특정 주파수의 신호에 대하여 정합되도록 결정되는 값을 갖는다. 따라서, 이들 값의 조합은 선택되는 컨버젼스 이동단말기마다 서로 다르게 될 것이다.

도5에서 DCN은 다이나미컬 셀룰러 네트워크(dynamical celluar networks)를 의미하고, USPCS는 유나이티드 스테이츠 피시에스(UNITED STATES PCS)를 의미한다. 도5를 참조하면 DCN과 USPCS의 특정 채널에 대한 트랜시버 파우어(Tx power) 값과 센서티버티(Sensitiverty) 값이 나타나 있다.

도6에서 S(2,1)은 출력전압 대 입력전압의 비를 나타내고, m1은 셀룰러 기능시의 주파수와 S(2,1)의 관계를 나타내고, m2는 GPS 기능시의 주파수와 S(2,1)의 관계를 나타내고, m3는 PCS 기능시의 주파수와 S(2,1)의 관계를 나타낸다. 도6을 참조하면 셀룰러 기능시 S(2,1) 값이 GPS나 PCS 기능시의 S(2,1) 값보다 더 "0"에 가까우므로 도1에 따른 구성도는 정합회로(140)를 사용하지 않는 경우 셀룰러 기능에 적합하도록 설계된 것을 알 수 있다. 그러나, GPS나 PCS 기능시의 S(2,1) 값도 "0"에 가까운 값을 가지므로, 상기한 TERM1, TERM2, MLIN1 및 MLIN2과 대체되는 컨버젼스 이동단말기는 주파수 대역이 큰 GPS나 PCS 기능시에도 보조 기판(210)의 접지부(210)를 안테나(130)의 접지부로 사용하는 결과가 된다. 따라서, 상기한 TERM1, TERM2, MLIN1 및 MLIN2과 대체되는 컨버젼스 이동단말기는 셀룰러 기능에 적합한 필요 접지량을 갖도록 설계된 경우 GPS나 PCS 기능시에는 부적합한 접지량을 갖게 된다.

도7에서 TERM1, TERM2, MLIN1 및 MLIN2는 도4에서와 동일한 부하값 및 동일한 등가물을 나타낸다. 즉, 도7은 도4의 구성에 정합회로(140)를 구비한 것으로, 정합회로(140)를 사용하여 메인 기판(110)의 접지부(120)와 보조 기판(210)의 접지부(220)를 연결하였을 때의 구성도를 말한다. 따라서, 도7은 도2의 정합회로(140) 구성을 위한 시뮬레이션 구성도이다.

도8을 참조하면 DCN과 USPCS의 특정 채널에 대한 트랜시버 파우어(Tx power) 값과 센서티버티(Sensitiverty) 값이 나타나 있다. 한편, 도5와 도8을 참조하면 도8의 힌지 컨택트 부위의 매칭 2.7nH, 100pF, 15pF 적용 설계시의 센서티버티 값은 도4의 힌지 컨택트 부위의 매칭 "0옴" 적용 설계시의 센서티버티 값과 큰 차이가 없으나, US PCS의 1175 채널의 경우 도8의 힌지 컨택트 부위의 매칭 2.7nH, 100pF, 15pF 적용 설계시의 SAR 값은 도4의 힌지 컨택트 부위의 매칭 "0옴" 적용 설계시의 SAR 값과 큰 차이가 있음을 알 수 있다.

도9를 참조하면 셀룰러 기능시 S(2,1) 값은 "0"에 가까운 값을 나타내나 GPS나 PCS 기능시의 S(2,1) 값은 보다 "-10.301" 및 "-11.337" 의 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 즉, 정합회로(140) 사용시의 TERM1과 TERM2 사이의 손실전압은 셀룰러 기능시의 주파수에서는 "0"에 가까우나, GPS나 PCS 기능시의 주파수에서는 그 값이 크게 된다. 따라서, 상기한 TERM1, TERM2, MLIN1, MLIN2 및 정합회로(140)와 대체되는 컨버젼스 이동단말기는 주파수 대역이 작은 셀룰라 기능시에는 보조 기판(210)의 접지부(210)를 안테나(130)의 접지부로 사용하는 결과가 되나, 주파수 대역이 큰 GPS나 PCS 기능시에는 보조 기판(210)의 접지부(210)를 안테나(130)의 접지부로 사용하지 않는 결과가 된다. 따라서, 상기한 TERM1, TERM2, MLIN1, MLIN2 및 정합회로(140)와 대체되는 컨버젼스 이동단말기는 셀룰러 기능에 적합한 필요 접지량을 갖도록 설계된 경우에도 GPS나 PCS 기능시에 적합한 접지량을 갖게 된다.

상기한 실시예1의 경우 제2케이싱(200)이 제1케이싱(100)에 회동 가능하도록 연결되는 것으로 하였으나, 다른 실시예의 경우 제2케이싱(200)이 제1케이싱(100)에 슬라이딩 가능하도록 연결되는 슬라이딩식 이동단말기일 수도 있다.

상기한 실시예1의 경우 제2케이싱(200)은 보조 기판(210)을 갖는 것으로 하였으나, 다른 실시예는 보조 기판(210)을 갖지 않을 수도 있다. 이 경우 제2케이싱(200)의 접지부(220)는 제2케이싱(200)에 착색되는 전도성 도료 등일 수 있다.

실시예2

실시예2는 본 발명에 따른 정합회로 구비 안테나에 관한 것이다.

실시예2는 제1접지부와; 제2접지부와; 상기 제1접지부와 제2접지부 중 어느 하나에 회로적으로 연결되는 안테나와; 상기 제1접지부와 제2접지부를 회로적으로 연결하는 접지부 연결선과; 상기 접지부 연결선과 통전 가능하도록 연결되어 특정 주파수에 대한 전기적 성능을 튜닝(tunning)할 수 있는 정합회로를 갖는다.

이들에 관한 설명은 실시예1에 준하므로 이하 설명을 생략한다.

본 발명은 주파수 별로 전기적 성능을 튜닝(tunning)할 수 있는 정합회로를 사용함으로써 안테나가 연결되는 접지부의 접지량을 조절함으로써, 컨버젼스 이동단말기의 셀룰러(Cellular), GPS, PCS 기능시 각 주파수별 성능에 모두 적합한 특성을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

Claims

접지부가 형성되며 메인 기판이 구비되는 제1케이싱과;

접지부가 형성되는 제2케이싱과;

상기 제1 케이싱의 접지부와 제2 케이싱의 접지부 중 어느 하나에 회로적으로 연결되는 안테나와;

상기 제1케이싱의 접지부와 제2케이싱의 접지부를 회로적으로 연결하는 접지부 연결선과;

상기 접지부 연결선과 통전 가능하도록 연결되어 특정 주파수에 대한 전기적 성능을 튜닝(tunning)할 수 있는 정합회로를 포함하고,

상기 정합회로는 상기 제1케이싱에 구비되고;

상기 정합회로는 접지라인을 갖되, 상기 정합회로의 접지라인은 상기 제1케이싱의 접지부에 연결되는 것을 특징으로 하는 정합회로 구비 이동단말기.
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제1항에 있어서;

상기 안테나는 상기 제1 케이싱에 구비되고, 상기 제1 케이싱의 접지부에 연결되는 것을 특징으로 하는 정합회로 구비 이동단말기.
제4항에 있어서, 상기 정합회로는;

상기 접지부 연결선에 직렬 연결되는 제1커패시터와;

일측이 상기 제1커패시터에 연결되고 타측이 상기 제1케이싱의 접지부에 연결되는 인덕터와;

일측이 상기 제1커패시터에 연결되고 타측이 상기 제2케이싱의 접지부에 연결되는 제2커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 정합회로 구비 이동단말기.
제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서;

상기 제2케이싱은 힌지에 의해 상기 제1케이싱에 대해 회동 가능하도록 연결되고;

상기 접지부 연결선은 상기 힌지를 통하여 상기 제1케이싱의 접지부와 제2케이싱의 접지부를 회로적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 정합회로 구비 이동단말기.
제6항에 있어서;

상기 제1케이싱의 접지부는 상기 메인 기판에 패턴화되고;

상기 제2케이싱에는 보조 기판이 구비되며, 상기 제2케이싱의 접지부는 상기 보조 기판에 패턴화되는 것을 특징으로 하는 정합회로 구비 이동단말기.
제1접지부와;

제2접지부와;

상기 제1접지부와 제2접지부 중 어느 하나에 회로적으로 연결되는 안테나와;

상기 제1접지부와 제2접지부를 회로적으로 연결하는 접지부 연결선과;

상기 접지부 연결선과 통전 가능하도록 연결되어 특정 주파수에 대한 전기적 성능을 튜닝(tunning)할 수 있는 정합회로를 포함하고,

상기 정합회로는 접지라인을 갖되, 상기 정합회로의 접지라인은 상기 제1접지부에 연결되는 것을 특징으로 하는 정합회로 구비 이동단말기.