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WO2016129752A1 - 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기 - Google Patents

근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기 Download PDF

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WO2016129752A1
WO2016129752A1 PCT/KR2015/005978 KR2015005978W WO2016129752A1 WO 2016129752 A1 WO2016129752 A1 WO 2016129752A1 KR 2015005978 W KR2015005978 W KR 2015005978W WO 2016129752 A1 WO2016129752 A1 WO 2016129752A1
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WO
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antenna
wireless communication
range wireless
short
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PCT/KR2015/005978
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박종진
박정일
정창우
김민현
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Imtech Inc Korea
Imtech Inc
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Imtech Inc Korea
Imtech Inc
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    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas

Definitions

  • the present invention relates to a short range wireless communication antenna and a portable terminal, and more particularly, to a short range wireless communication antenna and a portable terminal for maximizing wireless communication efficiency.
  • a mobile terminal is an intelligent terminal that adds computer-assisted functions such as Internet communication and information retrieval to a mobile phone.
  • a mobile phone that allows a user to use the Internet and various applications (applications) while watching a window displaying a screen is an example.
  • such a mobile terminal is equipped with NFC to enable near field communication.
  • Korean Patent Application Publication No. 2013-0113222 (Antenna and a mobile terminal having the same) may be introduced.
  • FIG. 1A is a block diagram of a mobile terminal associated with the prior art document 1.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an A / V (Audio / Video) input unit 120, a user input unit 130, a sensing unit 140, an output unit 150,
  • the memory 160, the interface unit 170, the controller 180, and the power supply unit 190 may be included.
  • the wireless communication unit 110 may include a broadcast receiving module 111, a mobile communication module 112, a wireless internet module 113, a short range communication module 114, a location information module 115, and the like.
  • the audio / video input unit 120 is for inputting an audio signal or a video signal, and may include a camera 121 and a microphone 122, and the user input unit 130 may include the front and rear surfaces of the mobile terminal 100. Or it may be composed of a button 136 located on the side, a touch sensor (static pressure / electrostatic; 137).
  • the sensing unit 140 detects a current state of the mobile terminal 100 such as an open / closed state of the mobile terminal 100, a location of the mobile terminal 100, presence or absence of a user contact, orientation of the mobile terminal, acceleration / deceleration of the mobile terminal, and the like.
  • a sensing signal for controlling the operation of the mobile terminal 100 and may include a proximity sensor 141
  • the output unit 150 is for generating an output related to the visual, auditory or tactile, etc.
  • the display unit 151 may include a sound output module 152, an alarm unit 153, and a haptic module 154.
  • the memory unit 160 may store a program for processing and controlling the controller 180, and temporarily stores input / output data (for example, a phone book, a message, an audio, a still image, a video, etc.). It can also perform a function for.
  • input / output data for example, a phone book, a message, an audio, a still image, a video, etc.
  • the interface unit 170 serves as a path with all external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 170 receives data from an external device, receives power, transfers the power to each component inside the mobile terminal 100, or transmits data inside the mobile terminal 100 to an external device.
  • wired / wireless headset ports, external charger ports, wired / wireless data ports, memory card ports, ports for connecting devices with identification modules, audio input / output (I / O) ports, The video input / output (I / O) port, the earphone port, and the like may be included in the interface unit 170.
  • the controller 180 typically controls the overall operation of the mobile terminal. For example, it performs related control and processing for voice call, data communication, video call and the like.
  • the controller 180 may include a multimedia module 181 for playing multimedia.
  • the power supply unit 190 receives an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power for operation of each component.
  • the power supply unit 190 may include, for example, a battery, a connection port, a power supply control unit, and a charging monitoring unit.
  • FIG. 1B is a rear perspective view of the mobile terminal according to the prior art document 1.
  • a camera 121 ′ may be additionally mounted on the rear surface of the terminal body, that is, the rear case 102.
  • the flash 123 and the mirror 124 may be further disposed adjacent to the camera 121 ′.
  • the flash 123 shines light toward the subject when the subject is photographed by the camera 121 '.
  • 1C is a plan view showing that the antenna 200 according to the prior art document is attached to the rear cover 103 of the mobile terminal 100.
  • the front case 101, the rear case 102, the rear cover (or the battery cover 103), the camera 121 ', the interface 170, the microphone 122, the sound output unit 152 ′, battery 191, battery mount 104, USIM card mount 105, and memory card mount 106 are shown.
  • the surface of the rear case 102 may have a space in which external components such as a battery mounting unit 104, a USIM card mounting unit 105, and a memory card mounting unit 106 may be mounted.
  • the exterior parts mounted on the surface of the rear case 102 are intended to expand the functions of the mobile terminal 100 in order to satisfy the demands of the diversified and diversified functions of the mobile terminal 100. .
  • an antenna 200 for receiving broadcast information such as an electronic program guide (EPG) of digital multimedia broadcasting (DMB) or an electronic service guide (ESG) of digital video broadcast-handheld (DVB-H), Wibro,
  • Antenna 200 for wireless Internet such as HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, Bluetooth, Short Range Communication (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data (IrDA), Ultra Wideband (UWB), antenna 200 for ZigBee short-range wireless communication is required.
  • EPG electronic program guide
  • ESG electronic service guide
  • Antenna 200 for wireless Internet such as HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, Bluetooth, Short Range Communication (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data (IrDA), Ultra Wideband (UWB), antenna 200 for ZigBee short-range wireless communication is required.
  • the antenna 200 is preferably formed in a large area for receiving radio waves, and is preferably located on the surface of the mobile terminal 100 in order not to be affected by other electronic components. Accordingly, as shown in FIG. 1C, the antenna 200 is disposed on the rear cover 103 that can secure a large area because electronic components are not generally mounted.
  • the antenna 200 of the prior art document 1 includes a flexible substrate 210, two types of patterns, and a magnetic sheet 230 as main components.
  • the pattern is largely divided into two types, the high frequency pattern 220 and the low frequency pattern 225. That is, different frequency bands are used, and the high frequency pattern 220 is suitable for wireless communication, and the low frequency pattern 225 is mainly suitable for wireless charging of a battery.
  • Wireless charging technology used in the mobile terminal 100 uses the electromagnetic induction principle.
  • Electromagnetic induction forms a magnetic field by flowing a current, and when the mobile terminal 100 is placed thereon, a current flows through the low frequency pattern, that is, the wireless charging coil 225 mounted on the mobile terminal 100, thereby charging.
  • the frequency may vary depending on the amount of power to be transmitted, power used in small household appliances such as the mobile terminal 100 generally uses a relatively low frequency of several hundreds of kHz or less.
  • Wireless communication requires an antenna for functions such as NFC (Near Field Communication) and RFID (Radio Frequency Identification) in addition to transmission of radio waves for a telephone call as the functions of the mobile terminal 100 are diversified.
  • the frequency used by the wireless communication technology is different, and uses a relatively high frequency relative to the frequency used for wireless charging to transmit a large amount of data.
  • NFC Near field communication
  • Short-range wireless communication is a kind of RFID, a contactless wireless communication module using a frequency band of about 13.56MHz.
  • the antenna according to the prior art document 1 and the mobile terminal having the same is to simply arrange the antenna 200 on the rear cover 103, in this case there is a problem that the wireless communication efficiency is greatly reduced.
  • Korean Patent No. 1318707 (antenna device and mobile communication terminal) may be introduced.
  • FIG. 2A shows a mobile communication terminal equipped with the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2, (A) is a rear view of the casing, and (B) is an A-A sectional view.
  • the antenna device 1A according to the first embodiment of the prior art document 2 is the back side of the casing 5 of the mobile communication terminal (for example, a cellular phone), as shown in Figs. 2A and 2B.
  • the power supply member 10 including the coil pattern 15 provided in the upper portion, the magnetic member 19 made of a ferrite sheet attached to the power supply member 10, and the radiation member 20.
  • the radiating member 20 functions as an antenna for receiving a transmission signal and a receiving signal radiating a signal supplied from the power feeding member 10 and supplying it to the power feeding member 10. It is done by preparing a film or gourd.
  • the power feeding member 10 is composed of a laminate in which a plurality of dielectric layers (thermoplastic resin sheets) are stacked, and the coil pattern 15 includes a plurality of annular conductors disposed in the plurality of dielectric layers, respectively, interlayer conductors such as via hole conductors (FIG. 2A). (B) is not shown) to be connected in a helical shape so as to have a winding axis in the stacking direction of the laminate, thereby forming a coil.
  • Both ends of the coil pattern 15 are connected to a radio circuit such as an IC tag embedded in the casing 5.
  • the radiating member 20 has the opening part 21 and the slit part 22 which communicates from the edge of the opening part 21 in the one part.
  • One end of the slit portion 22 is connected to the opening 21 and the other end is opened at the side edge of the radiating member 20. That is, the slit part 22 is provided so that the side edge of the opening part 21 and the radiation member 20 may communicate.
  • the entire area of the opening 21 overlaps the inner region of the coil pattern 15, and the coil pattern 15 overlaps the radiating member 20.
  • FIG. 2B is an explanatory view showing an exploded view of the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2.
  • FIG. 2B is an explanatory view showing an exploded view of the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2.
  • the assembly procedure of the antenna device 1A is as shown in FIG. 2B. First, the magnetic member 19 is attached to the power feeding member 10 having the coil pattern 15 embedded therein, and the power feeding member 10 is attached to the radiation member 20. FIG. Attach on).
  • the radiating member (1A) transmits a transmission signal from a wireless circuit electrically connected to both ends of the coil pattern 15 by a power feeding member 10 including the coil pattern 15. 20, and a received signal (received power) from the radiating member 20 is supplied to the radio circuit through the feeding member 10.
  • the opening 21 of the radiating member 20 and the inner region of the coil pattern 15 overlap each other.
  • FIG. 2C is an explanatory diagram showing the coupling between the coil pattern and the radiation member in the antenna device of Embodiment 1 of the prior art document 2.
  • FIG. 2C is an explanatory diagram showing the coupling between the coil pattern and the radiation member in the antenna device of Embodiment 1 of the prior art document 2.
  • a signal current flows from the radio circuit to the coil pattern 15, and the induction magnetic field H generated by the current causes the opening 21 to be opened.
  • the induction magnetic field H generated by the current causes the opening 21 to be opened.
  • the ideal distribution of the magnetic field H means that the center B of the two magnetic fields H coincides with the center of the opening 21, and the gain of the radiating member 20 is maximized in this state.
  • the induction magnetic field H generates induced currents I1 and I2 (however, the propagation directions of the currents I1 and I2 differ by 180 °) in the peripheral portion of the opening 21.
  • FIG. 2E is an explanatory diagram showing an induced current flowing in the peripheral edge portion of the radiating member in the antenna device of Embodiment 1 of the prior art document
  • FIG. 2F is the antenna device and the reader / writer side of Embodiment 1 of the prior art document 2 It is explanatory drawing which shows the magnetic coupling state of an antenna, (A) shows Example 1, (B) shows a comparative example.
  • the current I2 is not shown in FIG. 2E, the current I2 flows in the opposite direction to the current I1.
  • the induction currents I1 and I2 overlap the radiating member 20 and the coil pattern 15 in plan view, the induction currents I1 and I2 are different from the current flowing in the coil pattern 15 so as to block the induction magnetic field generated from the coil pattern 15. Flow in the opposite direction.
  • the magnetic fields are generated from the radiating member 20 by the induced currents I1 and I2, and the inductive currents I1 and I2 flow through the radiating member 20.
  • the radiating member 20 does not transmit magnetic flux so that the opening 21 of the radiating member 20 is closed. In the path of the inner side and the outer edge of the radiating member 20 to the outside, a loop having a relatively large magnetic flux ⁇ is drawn.
  • the magnetic coupling state of the antenna device 1A and the antenna 40 of the reader / writer is as shown in Fig. 2F.
  • the case where the radiation member 20 is omitted is shown in FIG. 2F (B) as a comparative example.
  • the result of having measured the distance which can communicate with the antenna 40 of the reader / writer with respect to the various size (length and breadth size) of the power feeding member 10 is shown.
  • the communication distance in the comparative example in which the radiation member 20 is omitted is shown.
  • FIG. 2G is an operation explanatory diagram in the case where the radio signal is in the UHF band in the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2.
  • FIG. 2G is an operation explanatory diagram in the case where the radio signal is in the UHF band in the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2.
  • the magnetic field H is induced by the induction currents I1 and I2.
  • the radio signal handled by the antenna device 1A is a high frequency band, particularly in the UHF band, FIG. 2G
  • the electromagnetic field distribution is 2 across the radiating member 20 by the chain that the electric field E is induced by the magnetic field H and the magnetic field H is induced by the electric field E. Widen dimensionally.
  • the radio signal is transmitted by this electromagnetic field distribution, and the communication distance can be widened by the induction currents I1 and I2 flowing through the entire radiating member 20.
  • the slit portion 22 is connected to the opening portion 21, the flow of the induced currents I1 and I2 is restricted in the slit portion 22, so that a potential difference is provided (capacity is formed). Therefore, by controlling the amount or distribution of the induction currents I1 and I2 at the length L1 and the width L2 of the slit portion 22, the amount of electric and magnetic fields generated in the entire area of the radiating member 20 is controlled. can do. As a result, the gain of the transmission signal can be controlled.
  • the gain of the radio signal transmitted / received to / from the radiating member 20 can be controlled by the length L1 or the width L2 of the slit portion 22. Specifically, the larger the length L1 of the slit portion 22, the smaller the width L2 tends to be.
  • the annular conductors provided in the dielectric layers of the power feeding member 10 are preferably formed of a plurality of parallel line conductors at predetermined intervals. That is, in Example 1 of Prior Art Document 2, the conductor formed in an annular shape is formed as two parallel line conductors, whereby the magnetic flux passes between the two line conductors, and the excited magnetic field becomes wider in the center direction of the coil pattern 15, that is, the direction orthogonal to the winding axis, so that the magnetic flux can be efficiently used.
  • the effect of reducing the DC resistance of the annular conductors is produced. As a result, the gain of the radio signal can be improved.
  • the coil pattern 15 is shown as a power supply circuit.
  • the coil patterns 15 are stacked as described above. Since it is formed by the annular electrode, the floating capacitance formed between the annular electrodes of each layer is used as a capacitance component.
  • the power supply member 10 may include at least one coil pattern 15.
  • the power supply circuit has a predetermined resonance frequency, for example, a capacitance component or an inductance component for adjusting the resonance frequency may be provided. You may have more.
  • the power supply circuit (coil pattern 15) has a predetermined resonance frequency, and the frequency of the radio signal transmitted and received by the radiating member 20 corresponds substantially to this resonance frequency.
  • substantially substantial means that the band of the resonant frequency of the power feeding circuit and the frequency band of the radio signal transmitted / received by the radiating member 20 substantially match.
  • the frequency of the transmission signal and / or the reception signal substantially corresponds to the resonance frequency of the power supply circuit, the shape and material of the radiating member 20, the shape of the casing 5 supporting the radiating member 20, An antenna device having stable frequency characteristics that are almost independent of material and the like is obtained.
  • the frequency band of the radio signal is While being determined, matching of impedance between the radiating member 20 and the radio circuit (signal processing section) is also realized.
  • the antenna apparatus corresponding to various mobile communication terminals can be realized without changing the shape of the opening part 21, the slit part 22, or the shape of the coil pattern 15 of the radiation member 20.
  • the magnetic member 19 superposed on the power feeding member 10 effectively couples the magnetic field generated in the coil pattern 15 to the radiation member 20 so as not to leak to the outside, and also blocks the magnetic field generated from the outside. Therefore, it has a function to prevent deterioration of communication performance.
  • Example 1 of the prior art document 2 since the power feeding member 10 and the radiating member 20 are electromagnetically coupled, it is not necessary to consider the impedance matching between the feeding member 10 and the radiating member 20. .
  • the gain of the radio signal can be controlled very easily.
  • the opening 21 of the radiating member 20 and the inner region of the coil pattern 15 overlap almost the entire area, and the area of the opening 21 and the inner region of the coil pattern 15 are substantially the same.
  • the opening 21 and the inner region of the coil pattern 15 may overlap at least in part, and the radiation member 20 and the coil pattern 15 may overlap in part.
  • the area of the radiation member 20 is larger than the area of the part in which the coil pattern 15 was formed.
  • the communication current can be further improved because the induced current flows in a large loop.
  • the power supply member 10 may be a coil pattern 15 formed on a single layer substrate.
  • the antenna device and the mobile communication terminal according to the prior art document 2 has a disadvantage in that the coil pattern 15 simply overlaps with the radiating member 20 and thus does not maximize the wireless communication efficiency.
  • An object of the present invention is to provide a short range wireless communication antenna and a portable terminal capable of maximizing wireless communication efficiency.
  • a communication antenna and a portable terminal are provided.
  • An object of the present invention is to maximize the signal power of the loop pattern to the metal plate via the start terminal and the jump contact and then to the end terminal through the jump contact again, so that the interworking with the antenna of the reader for short-range wireless communication
  • the present invention is to provide a short range wireless communication antenna and a portable terminal which can be made more active to realize a far wider distance between the two and at the same time to ensure the efficiency of the short range wireless communication.
  • the object of the present invention is that the signal power radiated by the metal plate together with the loop pattern of the feed sheet is formed in the Z-axis direction opposite to the antenna of the reader, so that the centering of the signal power between the two is extremely easy.
  • the signal power radiated by the metal plate together with the loop pattern of the feed sheet is formed in the Z-axis direction opposite to the antenna of the reader, so that the centering of the signal power between the two is extremely easy.
  • An object of the present invention is to provide a short range wireless communication antenna and a portable terminal capable of securing a relatively larger recognition distance.
  • An object of the present invention is to flow the signal current to the metal plate via the start terminal and one jump contact and then to the end terminal through the other jump contact again to maximize the signal power as the expansion effect of the loop pattern to radiate To provide a short-range wireless communication antenna and a portable terminal that can further improve the wireless communication efficiency.
  • An object of the present invention to provide a short-range wireless communication antenna and a portable terminal that can further maximize the radiation of signal power by magnetic force as well as electric force.
  • the object of the present invention is that the loop pattern is patterned on the flexible film from the start terminal to the PCB jump contact, but is connected to the rear plate or the back cover, which is a neighboring metal plate through the jump contact, and consequently the flow of signal current is started between the start terminal and the jump. It leads to the rear plate or back cover which is a metal plate via the contact point, and then directly to the main PCB through the PCB jump contact point, and it can radiate by maximizing the signal power by reducing the terminal and expanding the loop pattern.
  • the present invention provides a short range wireless communication antenna and a portable terminal which can further improve efficiency.
  • the feed sheet is patterned on a flexible film overlapping the metal plate and at the same time has a short-term wireless communication with the metal plate facing the antenna of the reader through a jump contact connected to the metal plate with a start terminal and an end terminal. Including the loop pattern for maximizing and radiating the signal power for the technical features of the configuration.
  • a portable terminal having a built-in short-range wireless communication antenna having a built-in short-range wireless communication antenna
  • the rear plate or the back cover is made of a metal plate
  • the feed sheet is patterned on a flexible film overlapping the metal plate and at the same time has a short-term wireless communication with the metal plate facing the antenna of the reader through a jump contact connected to the metal plate with a start terminal and an end terminal. Including the loop pattern for maximizing and radiating the signal power for the following features of the technical configuration.
  • a portable terminal having a built-in short-range wireless communication antenna having a built-in short-range wireless communication antenna
  • the rear plate or the back cover is made of a metal plate
  • the feed sheet is patterned on a flexible film overlapping the metal plate and at the same time has a start terminal and a signal power for short-range wireless communication against the antenna of the reader with the metal plate through a jump contact connected to the metal plate. Including the loop pattern to maximize the radiation,
  • the present invention has the effect of maximizing wireless communication efficiency.
  • the flow of signal current leads to the metal plate via the start terminal and the jump contact point, and then to the end terminal through the jump contact point, thereby maximizing and radiating the signal power as an expansion effect of the loop pattern.
  • the loop pattern is connected to the metal plate via the start terminal and the jump contact, and then to the end terminal through the jump contact, thereby maximizing the signal power.
  • the interworking with the antenna of the reader for short-range wireless communication is further improved. Actively, the bilateral communication distance can be realized more widely and at the same time, the efficiency of short-range wireless communication can be guaranteed.
  • the signal power radiated by the metal plate together with the loop pattern of the feed sheet is formed in the Z-axis direction opposite to the antenna of the reader, so that the centering of the signal power between the two is extremely easy.
  • the present invention has the effect of relatively improving the wireless communication efficiency by utilizing the metal plate.
  • the present invention has the effect of ensuring a relatively larger recognition distance.
  • the flow of signal current leads to the metal plate via the start terminal and one jump contact, and then to the end terminal through the other jump contact, thereby maximizing the signal power as the expansion effect of the loop pattern, and wirelessly. There is an effect that can further improve the communication efficiency.
  • the present invention has the effect of further maximizing the radiation of signal power by magnetic force as well as electric force.
  • the present invention has the effect of further maximizing the radiation of the signal power through the gap, including the opening and the opening.
  • the loop current is connected to the rear plate or the back cover, which is a neighboring metal plate, through the jump contact, and as a result, the flow of signal current leads to the start terminal and the jump contact. It leads to the rear plate or back cover, which is a metal plate, and then directly to the main PCB through the PCB jump contact, and maximizes the signal power as the expansion effect of the loop pattern and the expansion of the loop pattern. There is an effect that can be further improved.
  • FIG. 1A is a block diagram of a mobile terminal associated with Prior Art Document 1.
  • FIG. 1A is a block diagram of a mobile terminal associated with Prior Art Document 1.
  • FIG. 1B is a rear perspective view of the mobile terminal according to the prior art document 1;
  • Figure 1c is a plan view showing that the antenna is attached to the rear cover of the mobile terminal according to the prior art.
  • FIG. 2A shows a mobile communication terminal equipped with an antenna device according to Embodiment 1 of the prior art document 2, (A) is a rear view of the casing, and (B) is an A-A sectional view.
  • FIG. 2B is an explanatory view showing an exploded view of the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2.
  • 2C is an explanatory diagram showing the coupling between the coil pattern and the radiation member in the antenna device of Embodiment 1 of the prior art document;
  • FIG. 2D is an explanatory diagram showing an induced current generated around an opening of a radiating member in the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2.
  • FIG. 2E is an explanatory diagram showing an induced current flowing in a peripheral edge portion of a radiation member in the antenna device of Embodiment 1 of the prior art document 2.
  • FIG. 2E is an explanatory diagram showing an induced current flowing in a peripheral edge portion of a radiation member in the antenna device of Embodiment 1 of the prior art document 2.
  • FIG. 2G is an operation explanatory diagram when the radio signal is in the UHF band in the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2.
  • FIG. 2G is an operation explanatory diagram when the radio signal is in the UHF band in the antenna device according to the first embodiment of the prior art document 2.
  • Figure 3a is an exploded perspective view including a reader for explaining a near field communication antenna according to a first embodiment of the present invention.
  • 3B is a plan view illustrating a short range wireless communication antenna according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 4a is an exploded perspective view including a reader for explaining a near field communication antenna according to a second embodiment of the present invention.
  • 4B is a plan view illustrating a short range wireless communication antenna according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 5a is an exploded perspective view including a reader for explaining a near field communication antenna according to a third embodiment of the present invention.
  • 5B is a plan view illustrating a short range wireless communication antenna according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 6a is an exploded perspective view including a reader for explaining a near field communication antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 6B is a plan view illustrating a short range wireless communication antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 7a to 7e are simulation images showing the radiation state of the signal power of the short-range wireless communication antenna according to the present invention.
  • Figure 8a is a graph for testing the performance of the antenna device NFC according to the prior art document 2.
  • Figure 8b is a graph showing the performance of NFC, a near field communication antenna applied to the present invention.
  • Figure 9 is a table comparing the performance of NFC as an antenna device according to the prior art document 2 and the short-range wireless communication antenna applied to the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram for explaining a mobile terminal according to the present invention.
  • 11A is an exploded perspective view showing a mobile terminal according to a fifth embodiment of the present invention.
  • 11B is an exploded perspective view showing a mobile terminal according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A is an exploded perspective view showing a mobile terminal according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is an exploded perspective view showing a mobile terminal according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the feed sheet is patterned on a flexible film overlapping the metal plate and at the same time has a short-term wireless communication with the metal plate facing the antenna of the reader through a jump contact connected to the metal plate with a start terminal and an end terminal. Including the loop pattern for maximizing and radiating the signal power for the technical features of the configuration.
  • a portable terminal having a built-in short-range wireless communication antenna having a built-in short-range wireless communication antenna
  • the rear plate or the back cover is made of a metal plate
  • the feed sheet is patterned on a flexible film overlapping the metal plate and at the same time has a short-term wireless communication with the metal plate facing the antenna of the reader through a jump contact connected to the metal plate with a start terminal and an end terminal. Including the loop pattern for maximizing and radiating the signal power for the following features of the technical configuration.
  • a portable terminal having a built-in short-range wireless communication antenna having a built-in short-range wireless communication antenna
  • the rear plate or the back cover is made of a metal plate
  • the feed sheet is patterned on a flexible film overlapping the metal plate and at the same time has a start terminal and a signal power for short-range wireless communication against the antenna of the reader with the metal plate through a jump contact connected to the metal plate. Including the loop pattern to maximize the radiation,
  • FIG. 3A is an exploded perspective view illustrating a short range wireless communication antenna according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a plan view illustrating a short range wireless communication antenna according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4A Is an exploded perspective view including a reader for explaining a short range wireless communication antenna according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a plan view showing a short range wireless communication antenna according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating a short range wireless communication antenna according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a plan view illustrating a short range wireless communication antenna according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a fourth embodiment of the present invention.
  • the short range wireless communication antenna 100 is interlocked with the antenna A of the reader T for the short range wireless communication as shown in FIGS. 3A to 6D, and the metal plate 10 and the metal plate 10. It includes a feed sheet 20 overlapping).
  • the power feeding sheet 20 is patterned on the flexible film 21 overlapping the metal plate 10, and at the same time, a jump contact 25 connected to the metal plate 10 having a start terminal 23 and an end terminal 24. It includes a loop pattern 22 to maximize the signal power for short-range wireless communication with the metal plate 10 and the antenna (A) of the reader (T) through the radiation.
  • the loop pattern 22 is patterned on the flexible film 21 from the start terminal 23 to the end terminal 24, the loop pattern 22 is connected to the neighboring metal plate 10 through the jump contact 25, and as a result, the signal current The flow is led to the metal plate 10 via the start terminal 23 and the jump contact 25, and then to the end terminal 24 through the jump contact 25 again to signal the expansion of the loop pattern 22. Maximized power can be radiated to further improve wireless communication efficiency.
  • 7A to 7E are simulation images showing the radiation state of the signal power of the short range wireless communication antenna according to the present invention.
  • the loop pattern 22 leads to the metal plate 10 via the start terminal 23 and the jump contact 25, and then the end terminal 24 through the jump contact 25.
  • the interworking with the antenna (A) of the reader (T) for short-range wireless communication is more active, which can realize a farther and wider communication distance between the two. It can be confirmed that the efficiency of the system can be ensured.
  • the signal power radiated by the metal plate 10 together with the loop pattern 22 of the feed sheet 20 is the antenna of the reader T when the planes of the metal plate 10 are referred to as X and Y axes. It is formed in the Z-axis direction opposite to (A) to facilitate the centering of the signal power between the two to maximize the convenience of use as well as the expansion of the communication distance and communication width.
  • FIG. 8A is a graph illustrating a test of the performance of NFC as an antenna device according to the prior art document 2
  • FIG. 8B is a graph illustrating the performance of NFC as a short range wireless communication antenna applied to the present invention.
  • the performance of the NFC device according to the prior art document 2 is -32.8029 dB at a frequency of 13.56 MHz
  • the performance of the NFC of the short range wireless communication antenna 100 according to the present invention is illustrated in FIG. 8A.
  • a loss of -29.5390 dB appears at a frequency of 13.56 MHz, and the difference between the two is about -3.3 dB, and the present invention can relatively improve wireless communication efficiency by utilizing the metal plate 10. can confirm.
  • the loop pattern 22 according to the present invention can be utilized as NFC for the antenna A of the reader T.
  • FIG. 9 is a table comparing the performance of NFC as an antenna device according to the prior art document 2 and the performance of NFC as a short range wireless communication antenna applied to the present invention.
  • NFC Near Field Communication
  • NFC is a kind of RFID, a non-contact wireless communication module using a frequency band of about 13.56 MHz, and the antenna of the reader T at a close distance of about 10 to 40 cm. It is a technology that transmits data between), and it is attracting attention as next-generation short-range communication technology that is attracting attention because of its relatively high security and low price because of its short communication distance, and it can use both data reading and writing, and it is set between devices like Bluetooth. There is no need for this, and the present invention can be suitably applied to the mobile terminal H of the present invention.
  • the recognition distance of the antenna device NFC according to the prior art document 2 was only 28 mm, but the recognition distance of the NFC of the short range wireless communication antenna 100 applied to the present invention is 31 mm. It is possible to secure a larger recognition distance compared to Document 2.
  • the metal plate 10 communicates with the opening 11 and the opening 11 for positioning the feed sheet 20 as shown in FIGS. 3A to 6B.
  • a short-range radio as shown in FIGS. 7A to 7E having an open portion 12 and divided into one plate region 13 and the other plate region 14 by these openings 11 and the open portion 12. More actively interworking with the antenna A of the reader T for communication, as shown in FIGS. 8B and 9, the short range wireless communication antenna 100 of the present invention and the antenna A of the reader T communicate with each other. By making the distance farther and wider, ultimately, the efficiency of short-range wireless communications can be further improved.
  • the jump contact 25 is one jump contact 25a, one jump contact 25a and one plate region 13 connected to supply the current supplied from the start terminal 23 to the one plate region 13. It may include the other jump contact (25b) connected to the other plate region 14 to supply the current through the sequential to the end terminal (24).
  • the flow of the signal current is led to the metal plate 10 via the start terminal 23 and one jump contact 25a, and then to the end terminal 24 through the other jump contact 25b, and thus the loop pattern 22.
  • the signal power can be maximized and radiated to further improve wireless communication efficiency.
  • the feed sheet 20 includes a magnetic sheet 26 supporting the flexible film 21 to further maximize the radiation of signal power due to the magnetic force as well as the electric force, and the gap from the metal plate 10. Further comprising a sub-metal plate 30 spaced apart from the G) as shown in Figure 7a to 7e to emit radiation of the signal power through the gap (G) including the opening 11 and the open portion 12 It is desirable to be able to maximize further.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a portable terminal according to the present invention
  • FIG. 11A is an exploded perspective view showing a portable terminal according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 11B illustrates a portable terminal according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the mobile terminal H has a front frame F for fixing the display module D showing an image as shown in FIGS. 10 to 11B, and a rear plate R for supporting the display module D. ), A back cover (C) assembled while protecting the main PCB (P) and the battery (B) assembled to the rear plate (R), and the antenna (A) of the reader (T) for short-range wireless communication It consists of a configuration incorporating a short range wireless communication antenna 100 (other configurations may also be assembled but will be omitted in the present invention in order to avoid complications in the description).
  • the rear plate (R) or the back cover (C) is made of a metal plate 10
  • the mobile terminal (H) according to the present invention is a rear plate (R) or back cover (C) which is a metal plate (10)
  • a power feeding sheet 20 overlapping each other, wherein the power feeding sheet 20 is patterned on the flexible film 21 overlapping the rear plate R or the back cover C, which is the metal plate 10, and simultaneously started.
  • the reader T together with the metal plate 10 through a jump contact 25 connected to the rear plate R or the back cover C, which is a metal plate 10, having a terminal 23 and an end terminal 24.
  • Opposed to the antenna (A) of the includes a loop pattern 22 for maximizing and radiating the signal power for short-range wireless communication.
  • the mobile terminal H can produce the rear plate R as the metal plate 10 as shown in FIG. 11A, and the back cover C as the metal plate as shown in FIG. 11B.
  • the rear plate (R) is a metal plate
  • the feed sheet 20 is a flexible film overlapping the rear plate (R) of the metal plate 10, as shown in Figure 11a
  • the feed sheet 20 is shown in Fig.
  • the back cover C which is the metal plate 10
  • the back cover C is patterned on the flexible film 21 overlapping the back cover C, which is the metal plate 10, and has the start terminal 23 and the end terminal 24.
  • the roof pattern 22 is patterned on the flexible film 21 from the start terminal 23 to the end terminal 24, the rear plate R or the bag, which is the metal plate 10 neighboring through the jump contact 25, is formed. Connected to the cover C and consequently the flow of signal current leads to the rear plate R or the back cover C, which is the metal plate 10, via the start terminal 23 and the jump contact 25, and then jumps again. It is connected to the end terminal 24 through the contact 25 to maximize the signal power as the expansion effect of the loop pattern 22 can be radiated to further improve the wireless communication efficiency.
  • the loop pattern 22 is connected to the rear plate R or the back cover C, which is the metal plate 10, via the start terminal 23 and the jump contact 25.
  • the jump contact (25) through the end terminal (24) to maximize the signal power can be maximized the interworking with the antenna (A) of the reader (T) for short-range wireless communication communication distance between the two Can be implemented far and wider, while ensuring the efficiency of short-range wireless communications.
  • the signal power radiated by the metal plate 10 together with the loop pattern 22 of the power feeding sheet 20 is X-axis on the plane of the rear plate R and the back cover C, which are the metal plates 10.
  • the Y-axis which is formed in the Z-axis direction opposite to the antenna A of the reader T to facilitate centering of signal power between the two, thereby maximizing the convenience of use and the extension of the communication distance and communication width. You can do it.
  • the loop pattern 22 according to the present invention may be utilized as NFC for the antenna A of the reader T, and as shown in the table of FIG.
  • the recognition distance was only 28 mm
  • the recognition distance of NFC which is the short-range wireless communication antenna 100 applied to the mobile terminal H of the present invention, was 31 mm, and it was confirmed that a relatively larger recognition distance than the prior art document 2 can be obtained. Can be.
  • the rear case or the back cover C which is the metal plate 10
  • an open portion 12 communicating with the opening 11, and divided into one plate region 13 and the other plate region 14 by the openings 11 and the open portions 12.
  • the antenna A of the reader T for near field communication is more actively linked to the near field communication antenna 100 and the reader of the present invention as shown in FIGS. 8B and 9.
  • the jump contact 25 is one jump contact 25a, one jump contact 25a and one plate region 13 connected to supply the current supplied from the start terminal 23 to the one plate region 13. It may include the other jump contact (25b) connected to the other plate region 14 to supply the current through the sequential to the end terminal (24).
  • the flow of the signal current leads to the rear case or the back cover C, which is the metal plate 10, via the start terminal 23 and the one jump contact 25a, and then through the other jump contact 25b to the end terminal 24. ) To be maximized the signal power as the expansion effect of the loop pattern 22 to be radiated to further improve the wireless communication efficiency.
  • the feed sheet 20 includes a magnetic sheet 26 supporting the flexible film 21 to maximize the radiation of the signal power by the magnetic force as well as the electrical force, as shown in Figure 11b Further comprising a sub-metal plate 30 spaced apart from the back cover C, which is a plate 10, with a gap G, as shown in FIGS. 7A to 7E, the opening 11 and the open portion 12. Of course, through the gap (G) can be further maximized the emission of signal power.
  • FIG. 12A is an exploded perspective view of a mobile terminal according to a seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 12B is an exploded perspective view of a mobile terminal according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the portable terminal H has a front frame F for fixing the display module D showing an image and a rear for supporting the display module D as shown in FIGS. 10 and 12A and 12B.
  • It is composed of a built-in short-range wireless communication antenna 100 to be interlocked with (other components may be assembled but will be omitted in the present invention to avoid the complexity of the description).
  • the rear plate (R) or the back cover (C) is made of a metal plate 10
  • the mobile terminal (H) according to the present invention overlaps the rear plate (R) or back cover which is the metal plate 10
  • a feed sheet 20 wherein the feed sheet 20 is patterned on the flexible film 21 overlapping the rear plate R or the back cover C, which is the metal plate 10, and at the same time, the start terminal 23.
  • the rear plate (R) or the back cover (C) of the metal plate 10 through a jump contact 25 connected to the rear plate (R) or the back cover (C) of the metal plate 10 having a
  • the rear plate (R) which includes a loop pattern (22) for maximizing and radiating signal power for short-range wireless communication, facing the antenna (A) of the reader (T), and the start terminal (23) and the metal plate (10).
  • the current through the back cover (C) to the main PCB (P) which includes a PCB contact the jump (J).
  • the portable terminal H can produce the rear plate R as the metal plate 10 as shown in FIG. 12A, and the back cover C as the metal plate as shown in FIG. 12B.
  • the rear plate (R) is a metal plate
  • the feed sheet 20 is a flexible film overlapping the rear plate (R) of the metal plate 10, as shown in Figure 12a
  • the back cover C is made of metal
  • the plate R includes a loop pattern 22 that maximizes and radiates signal power for short-range wireless communication as opposed to the antenna A of the reader T together with the plate R.
  • the feed sheet 20 is shown in FIG.
  • the jump contact point is patterned on the flexible film 21 overlapping the back cover C of the metal plate 10 and connected to the back cover C of the metal plate 10 while having the start terminal 23.
  • the roof pattern 22 is patterned on the flexible film 21 from the start terminal 23 to the PCB jump contact J
  • the rear plate R which is the metal plate 10 neighboring through the jump contact 25, or Connected to the back cover C, and consequently the flow of signal current leads to the rear plate R or the back cover C, which is the metal plate 10, via the start terminal 23 and the jump contact 25, and then again.
  • the main PCB (P) through the PCB jump contact (J)
  • the loop pattern 22 is connected to the rear plate R or the back cover C, which is the metal plate 10, via the start terminal 23 and the jump contact 25.
  • the main PCB (P) After connecting to the main PCB (P) through the PCB jump contact (J) again, it is possible to maximize the signal power while reducing the number of terminals, so that the interworking with the antenna (A) of the reader (T) for short-range wireless communication is more active. In this way, the distance between the two can be realized more widely and at the same time, the efficiency of short range wireless communication can be guaranteed.
  • the signal power radiated by the metal plate 10 together with the loop pattern 22 of the power feeding sheet 20 is X-axis on the plane of the rear plate R and the back cover C, which are the metal plates 10.
  • the Y-axis which is formed in the Z-axis direction opposite to the antenna A of the reader T to facilitate centering of signal power between the two, thereby maximizing the convenience of use and the extension of the communication distance and communication width. You can do it.
  • the loop pattern 22 according to the present invention can be utilized as NFC for the antenna A of the reader T, and as shown in the table of FIG.
  • the recognition distance was only 28 mm
  • the recognition distance of NFC which is the short-range wireless communication antenna 100 applied to the mobile terminal H of the present invention, was 31 mm, and it was confirmed that a relatively larger recognition distance than the prior art document 2 can be obtained. Can be.
  • the rear case or the back cover C which is the metal plate 10
  • an open portion 12 communicating with the opening 11, and divided into one plate region 13 and the other plate region 14 by the openings 11 and the open portions 12.
  • the antenna A of the reader T for near field communication is more actively linked to the near field communication antenna 100 and the reader of the present invention as shown in FIGS. 8B and 9.
  • the flow of the signal current leads to the rear case or the back cover C of the metal plate 10 via the start terminal 23 and the one jump contact 25a, and then the main PCB P through the PCB jump contact J again. ) To be maximized the signal power as the expansion effect of the loop pattern 22 to be radiated to further improve the wireless communication efficiency.
  • the feed sheet 20 includes a magnetic sheet 26 supporting the flexible film 21 to further maximize the radiation of signal power due to magnetic force as well as electric force, as shown in FIG. 12B. Further comprising a sub-metal plate 30 spaced apart from the back cover C, which is a plate 10, with a gap G, as shown in FIGS. 7A to 7E, the opening 11 and the open portion 12. Of course, through the gap (G) can be further maximized the emission of signal power.
  • the present invention can be used in the portable terminal industry, such as tablet PC or smart phone, the jump contact (one jump contact and the other jump contact) and PCB jump contact mentioned in the detailed description is a gold wire bonding (Gold Wire Bond) ), Gold or silver plating, gold or silver welding, application connection of via holes, pin welding, etc., can be connected in various ways.
  • the jump contact one jump contact and the other jump contact
  • PCB jump contact mentioned in the detailed description is a gold wire bonding (Gold Wire Bond)
  • Gold or silver plating gold or silver welding
  • application connection of via holes, pin welding, etc. can be connected in various ways.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 루프패턴(22)이 스타트단자(23)로부터 엔드단자(24)에 이르기까지 플렉시블필름(21)에 패터닝되면서도 점프접점(25)을 통해 이웃하는 메탈 플레이트(10)에 접속되어 결과적으로 신호전류의 흐름이 스타트단자(23) 및 점프접점(25)을 경유하여 메탈 플레이트(10)로 이어진 후 다시 점프접점(25)을 통해 엔드단자(24)로 이어지게 되어 루프패턴(22)의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 크게 향상시킬 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기에 관한 발명이다.

Description

근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기
본 발명은 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신 효율을 극대화시킨 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기에 관한 것이다.
일반적으로 휴대 단말기는 휴대전화에 인터넷 통신과 정보검색 등 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 단말기로서 화면을 디스플레이하는 윈도우를 보면서 인터넷 및 다양한 애플리케이션(응용프로그램)을 활용할 수 있도록 하는 스마트 폰 등을 한 예로 들 수 있고, 이러한 휴대 단말기에는 근거리 무선통신을 가능케 하는 NFC가 장착되어 있다.
선행기술문헌 1로서 대한민국 공개특허 제2013-0113222호(안테나 및 이를 구비한 이동 단말기)를 소개할 수 있다.
도 1a는 선행기술문헌 1과 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.
이동 단말기(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다.
무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있고, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있으며, 사용자 입력부(130)는 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼(136), 터치 센서(정압/정전; 137)로 구성될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시키고, 근접 센서(141)를 포함할 수 있으며, 출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153) 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.
메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.
제어부(controller; 180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
전원 공급부(190)는 예를 들어 배터리, 연결포트, 전원공급제어부 및 충전모니터링부를 포함할 수 있다.
도 1b는 선행기술문헌 1에 따른 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 1b를 참조하면, 단말기 바디의 후면 즉, 리어 케이스(102)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치될 수 있다. 플래쉬(123)는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다.
도 1c는 선행기술문헌에 따른 안테나(200)가 이동 단말기(100)의 후면커버(103)에 부착된 것을 도시한 평면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 프론트 케이스(101), 리어 케이스(102), 후면커버(또는 배터리 커버; 103), 카메라(121'), 인터페이스(170), 마이크(122), 음향출력부(152'), 배터리(191), 배터리 장착부(104), USIM카드 장착부(105), 메모리카드 장착부(106)가 도시되어 있다.
리어 케이스(102) 표면에는 배터리 장착부(104), USIM카드 장착부(105) 및 메모리카드 장착부(106)와 같은 외장부품이 실장될 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 일반적으로 리어 케이스(102)의 표면에 실장되는 외장부품은 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되고 다양해진 소비자의 요구를 충족시키기 위해 이동 단말기(100)의 기능을 확장할 수 있도록 하기 위함이다.
안테나(200)는 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되면서 외부 장치 및 서버와 무선 통신을 할 필요성이 높아졌다. 예를 들면, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 방송정보를 수신하기 위한 안테나(200), Wibro, HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등 무선인터넷을 위한 안테나(200), 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 근거리 무선통신을 위한 안테나(200) 등이 필요하다.
이러한 안테나(200)는 전파의 수신을 위해 넓은 면적에 형성하는 것이 바람직하고 다른 전자부품들의 영향을 받지 않기 위해 이동 단말기(100)의 표면 쪽에 위치함이 바람직하다. 따라서, 도 1c에 도시된 바와 같이 일반적으로 전자부품이 실장 되지 않아 넓은 면적을 확보할 수 있는 후면커버(103)에 상기 안테나(200)를 배치한다.
선행기술문헌 1의 안테나(200)는 도 1c에 도시된 바와 같이 연성기판(210), 2가지 종류의 패턴, 자성시트(230)를 주요구성으로 한다.
패턴은 크게 2가지 종류로 고주파용 패턴(220)과 저주파용 패턴(225)으로 구분된다. 즉, 서로 다른 주파수 대역을 이용하는 것을 특징으로 하며, 고주파용 패턴(220)은 무선통신에 적합하고, 저주파용 패턴(225)은 주로 배터리의 무선충전에 적합하다.
이동 단말기(100)에 이용되는 무선충전기술은 전자기 유도 원리를 이용한다.
전자기 유도는 전류를 흘려 자기장을 형성하고, 그 위에 이동 단말기(100)를 놓으면 이동 단말기(100)에 장착된 저주파용 패턴, 즉 무선 충전용 코일(225)에 전류가 흘러 충전이 된다.
전송하는 전력량에 따라 주파수가 달라질 수 있으나, 일반적으로 이동 단말기(100)와 같은 소형 가전제품에 이용되는 전력은 수백 ㎑이하로 비교적 낮은 주파수를 이용한다.
무선통신은 이동 단말기(100)의 기능이 다양화되면서, 전화통화를 위한 전파의 전송 이외에 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency Identification) 등의 기능을 위해서도 안테나가 필요하다. 특히 무선통신 기술에 따라 이용하는 주파수는 다르며, 많은 양의 데이터를 전송하기 위해 무선 충전에 이용되는 주파수에 비해 상대적으로 고주파를 이용한다.
선행기술문헌 1의 무선 통신용 안테나(200)가 이용되는 통신 방식의 예로 근거리 무선통신(NFC: Near Field Communication)을 들 수 있다. 근거리 무선통신은 전자태그(RFID)의 일종으로 약 13.56㎒ 주파수 대역을 이용하는 비접촉식 무선통신 모듈이다.
대략 10∼40㎝의 가까운 거리에서 단말기(100) 간의 데이터를 전송하는 기술로서, 통신거리가 짧기 때문에 상대적으로 보안이 우수하고 가격이 저렴해 주목받는 차세대 근거리 통신기술이다. 데이터 읽기와 쓰기를 모두 이용할 수 있으며, 블루투스처럼 기기간에 설정이 필요 없어 최근 이동 단말기(100)에 근거리 무선통신 기능을 부가하고 있다.
그런데, 선행기술문헌 1에 따른 안테나 및 이를 구비한 이동 단말기는 안테나(200)를 단순히 후면커버(103)에 배치하는 것으로 되어 있는데, 이러할 경우 무선통신 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다.
선행기술문헌 2로서 대한민국 등록특허 1318707호(안테나 장치 및 이동체 통신 단말)를 소개할 수 있다.
도 2a는 선행기술문헌 2의 실시예 1에 따른 안테나 장치를 탑재한 이동체 통신 단말을 나타내고, (A)는 케이싱의 이면도, (B)는 A-A 단면도이다.
선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치(1A)는, 도 2a의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 이동체 통신 단말(예를 들면 휴대 전화기)의 케이싱(5)의 이면측에 마련한 코일패턴(15)을 포함한 급전부재(10)와, 급전부재(10)에 부착한 페라이트시트로 이루어지는 자성부재(19), 그리고 방사부재(20)로 구성되어 있다.
방사부재(20)는 급전부재(10)로부터 공급된 신호를 방사하는 송신신호 및 수신신호를 받아 이것을 급전부재(10)에 공급하는 안테나로서 기능하는 것으로, 케이싱(5)의 이면측에 금속의 막 혹은 박을 마련하여 이루어진다.
급전부재(10)는 복수의 유전체층(열가소성 수지 시트)이 적층된 적층체로 구성되어 있고, 코일패턴(15)은 복수의 유전체층에 각각 배치된 복수의 환상 도체를 비아홀 도체 등의 층간 도체(도 2a의 (B)에서는 도시하지 않음)를 통해 적층체의 적층 방향으로 권회축을 가지도록 헬리컬(helical)상으로 접속하여 코일로 한 것이다.
또한, 코일패턴(15)의 양단 부분은 케이싱(5)에 내장되어 있는 IC 태그 등의 무선회로에 접속되어 있다.
방사부재(20)는 그 일부에 개구부(21)와, 개구부(21)의 가장자리로부터 연통하는 슬릿부(22)를 가지고 있다.
슬릿부(22)의 한쪽 단은 개구부(21)에 연접하고 다른 쪽 단은 방사부재(20)의 옆 가장자리에서 개방되어 있다. 즉, 슬릿부(22)는 개구부(21)와 방사부재(20)의 옆 가장자리를 연통시키도록 마련되어 있다.
코일패턴(15)의 권회축 방향으로부터 평면으로 보았을 때, 개구부(21)의 전 영역은 코일패턴(15)의 내측영역에 겹쳐있고, 코일패턴(15)은 방사부재(20)와 겹쳐 있다.
도 2b는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치를 분해하여 나타내는 설명도이다.
안테나 장치(1A)의 조립 순서는 도 2b에 나타내는 바와 같고, 우선 코일패턴(15)을 내장한 급전부재(10)에 자성부재(19)를 부착하고, 급전부재(10)를 방사부재(20)상에 부착한다.
이상의 구성으로 이루어지는 안테나 장치(1A)에 있어서는, 코일패턴(15)을 포함하는 급전부재(10)에 의해 코일패턴(15)의 양단에 전기적으로 접속되어 있는 무선회로로부터의 송신신호를 방사부재(20)에 공급하고, 방사부재(20)로부터의 수신신호(수신 전력)를 급전부재(10)를 통해 무선회로에 공급한다.
이하에 이 동작에 대하여 상세히 기술한다.
상술한 바와 같이, 급전부재(10)에 마련된 코일패턴(15)의 권회축 방향으로부터 평면으로 보았을 때에, 방사부재(20)의 개구부(21)와 코일패턴(15)의 내측영역은 겹쳐있다.
도 2c는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치에 있어서 코일패턴과 방사부재의 결합을 나타내는 설명도이다.
따라서, 도 2c에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 무선신호의 송신시에는 무선회로로부터 신호전류가 코일패턴(15)에 흘려 보내지고, 이 전류에 의해 생긴 유도자계(H)는 개구부(21)를 통해 도면 중 점선으로 나타내는 바와 같이 이상적으로 분포한다. 자계(H)가 이상적으로 분포한다는 것은, 2개의 자계(H)의 중심(B)이 개구부(21)의 중심과 일치하고 있는 것이며, 이 상태에서 방사부재(20)의 이득이 최대가 된다.
도 2d는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치에 있어서 방사부재의 개구부의 주변에 생기는 유도 전류를 나타내는 설명도이다.
상기 유도자계(H)에 의해, 도 2d에 나타내는 바와 같이 개구부(21)의 주위 부분에 유도전류(I1,I2)(단, 전류(I1,I2)의 전파 방향은 180°다름)가 생긴다.
구체적으로는, 도 2e에 나타내는 바와 같이, 개구부(21) 및 슬릿부(22)의 주위를 통과하여, 방사부재(20)의 평면 및 연단효과에 의해 방사부재(20)의 둘레 가장자리부에 유도전류(I1,I2)가 흐른다.
도 2e는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치에 있어서 방사부재의 둘레 가장자리부에 흐르는 유도 전류를 나타내는 설명도이고, 도 2f는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치와 리더 라이터측 안테나의 자기적 결합 상태를 나타내는 설명도이며, (A)는 실시예 1을 나타내고, (B)는 비교예를 나타낸다.
또한, 도 2e에서 전류(I2)는 도시하지 않지만, 전류(I1)와는 역방향으로 흐른다.
유도전류(I1,I2)는 방사부재(20)와 코일패턴(15)이 평면으로 보아 겹쳐 있기 때문에, 코일패턴(15)으로부터 생긴 유도자계를 차단하도록, 코일패턴(15)에 흐르는 전류와는 반대의 방향으로 흐른다.
여기서, 유도전류(I1,I2)에 의해, 방사부재(20)로부터 자계가 생기고, 방사부재(20)의 전체에 유도전류(I1,I2)가 흐른다. 특히, 안테나 장치(1A)로 취급하는 무선신호가 HF대인 경우에는 도 2f의 (A)에 나타내는 바와 같이, 방사부재(20)는 자속이 투과하지 않으므로 방사부재(20)의 개구부(21)를 내측, 방사부재(20)의 바깥 가장자리를 외측으로 하는 경로에서, 자속(Φ)이 상대적으로 큰 루프를 그린다.
이것에 의해, 리더 라이터의 안테나(40)와의 통신거리를 넓힐 수 있다.
본 안테나 장치(1A)와 리더 라이터의 안테나(40)의 자기적인 결합 상태는 도 2f의 (A)에 나타내는 바와 같다. 방사부재(20)가 생략되어 있을 경우를 비교예로서 도 2f의 (B)에 나타낸다.
이 비교예에서는 방사부재(20)가 존재하지 않으므로, 자속(Φ)이 넓어지지 않아, 안테나(40)와의 결합량은 작아진다. 따라서, 양자가 접근할수록 오히려 통신이 불안정해지는 현상이 생긴다.
여기서, 급전부재(10)의 다양한 사이즈(종횡의 사이즈)에 대한 리더 라이터의 안테나(40)와의 통신 가능한 거리를 측정한 결과를 나타낸다. 또한 괄호 안은 방사부재(20)를 생략한 비교예에서의 통신 가능한 거리이다.
22.5㎜×20㎜일 때 0∼44㎜(0∼24㎜)
22.5㎜×19㎜일 때 0∼43㎜(0∼23㎜)
22.5㎜×18㎜일 때 0∼41㎜(0∼19㎜)
22.5㎜×17㎜일 때 0∼39㎜(-)
22.5㎜×16㎜일 때 0∼38㎜(-)
도 2g는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치에 있어서 무선 신호가 UHF대인 경우의 동작 설명도이다.
이와 같이, 방사부재(20)에 있어서는, 유도전류(I1,I2)에 의해 자계(H)가 유기되는데, 안테나 장치(1A)로 취급되는 무선 신호가 고주파 대역, 특히 UHF대인 경우에는, 도 2g에 나타내는 바와 같이, 이 자계(H)에 의해 전계(E)가 유기되고, 이 전계(E)에 의해 자계(H)가 유기된다는 연쇄에 의해, 방사부재(20)의 전역에 전자계 분포가 2차원적으로 넓혀진다. 그리고, 이 전자계 분포에 의해, 무선 신호가 송신되는데, 방사부재(20)의 전체에 유도전류(I1,I2)가 흐름으로써 통신거리를 넓힐 수 있다.
또한, 개구부(21)에는 슬릿부(22)가 연접되어 있기 때문에, 이 유도전류(I1,I2)는 슬릿부(22)에서 그 흐름이 제한되어, 전위차가 부여된다(용량이 형성된다). 따라서, 슬릿부(22)의 길이(L1)나 폭(L2)에서, 유도전류(I1,I2)의 양이나 분포를 제어함으로써, 방사부재(20)의 전역에 생기는 전계 및 자계의 양을 제어할 수 있다. 그 결과, 송신 신호의 이득을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 슬릿부(22)의 길이(L1)나 폭(L2)에 의해 방사부재(20)로 송수신되는 무선신호의 이득을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 슬릿부(22)의 길이(L1)를 크게 할수록, 또한 폭(L2)을 작게 할수록 이득이 커지는 경향이 있다.
도 2a의 (B)에 나타낸 바와 같이, 급전부재(10)의 각 유전체층에 마련된 환상 도체는 각각 소정 간격을 두고 평행한 복수의 선로 도체에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 선행기술문헌 2의 실시예 1에 있어서, 환상으로 형성되어 있는 도체는 평행한 2개의 선로 도체로서 형성되어 있고, 이것에 의해, 2개의 선로 도체 사이에도 자속이 통과하게 되며, 여기된 자계가 코일패턴(15)의 중심 방향, 즉 권회축과 직교하는 방향으로 넓어져, 자속을 효율적으로 이용할 수 있게 된다. 또한 환상 도체의 병렬 개수를 늘림으로써, 환상 도체의 직류 저항을 작게 할 수 있는 효과를 생기게 한다. 이 결과, 무선 신호의 이득을 향상시킬 수 있다.
도 2c에 나타내는 등가회로에서는, 급전회로로서 코일패턴(15)만을 도시하고 있는데, 인덕턴스 성분으로서 코일패턴(15) 자체의 인덕턴스를 이용하고 있는 것 외에, 코일패턴(15)은 상술과 같이 적층된 환상 전극에 의해 형성되어 있으므로, 각 층의 환상 전극간에 형성된 부유용량을 커패시턴스 성분으로서 이용하고 있다. 또한 급전 부재(10)에는 적어도 하나의 코일패턴(15)을 포함하고 있으면 되고, 급전회로가 소정의 공진 주파수를 가지고 있을 경우는, 예를 들면 그 공진 주파수를 조정하기 위한 커패시턴스 성분이나 인덕턴스 성분을 더 가지고 있어도 상관없다.
선행기술문헌 2의 실시예 1에 있어서, 급전회로(코일패턴(15))는 소정의 공진 주파수를 가지고 있고, 방사부재(20)로 송수신되는 무선신호의 주파수는 이 공진 주파수에 실질적으로 상당하는 것임이 바람직하다. 여기서, "실질적으로 상당한다"란, 급전회로가 가지는 공진 주파수의 대역과 방사부재(20)로 송수신되는 무선신호의 주파수대가 거의 일치하고 있는 것을 말한다.
이와 같이, 송신신호 및/또는 수신신호의 주파수가 급전회로의 공진 주파수에 실질적으로 상당하고 있으므로, 방사부재(20)의 형상이나 재질, 방사부재(20)를 지지하는 케이싱(5)의 형상이나 재질 등에 거의 의존하지 않는 안정된 주파수 특성을 가지는 안테나 장치가 얻어진다.
바꿔 말하면, 방사부재(20)에서의 개구부(21)나 슬릿부(22)의 형상이나 재질, 혹은 급전부재(10)에서의 코일패턴(15)의 형상이나 재질에서, 무선신호의 주파수 대역이 정해지면서, 방사부재(20)와 무선회로(신호 처리부)의 임피던스의 정합도 실현된다.
따라서, 방사부재(20)의 개구부(21)나 슬릿부(22)의 형상이나 코일패턴(15)의 형상을 변경하지 않고, 각종의 이동체 통신 단말에 대응한 안테나 장치를 실현할 수 있다.
또한, 급전부재(10)에 겹쳐 배치한 자성부재(19)는 코일패턴(15)에 발생하는 자계를 외부에 새지 않게 효율적으로 방사부재(20)와 결합시키고, 또한 외부에서 발생하는 자계를 차단하여 통신성능의 열화를 방지하는 기능을 가지고 있다.
또한 선행기술문헌 2의 실시예 1에 있어서, 급전부재(10)와 방사부재(20)는 전자계 결합하고 있으므로, 급전부재(10)와 방사부재(20) 사이의 임피던스 정합을 반드시 고려할 필요는 없다.
즉, 선행기술문헌 2의 실시예 1에 의하면, 상술한 바와 같이, 슬릿부(22)의 형상을 바람직하게 설계함으로써, 매우 용이하게 무선신호의 이득을 제어할 수 있다.
방사부재(20)의 개구부(21)와 코일패턴(15)의 내측영역은 거의 전역에서 겹쳐 있으면서, 개구부(21)의 면적과 코일패턴(15)의 내측영역의 면적이 거의 동일한 것이 바람직하다.
그 이유는 코일패턴(15)에 의한 자계(H)(도 2c 참조)가 방사부재(20)에 대하여 효율적으로 전파하고, 손실이 억제되어, 이득이 향상하기 때문이다.
또한, 개구부(21)와 코일패턴(15)의 내측영역을 거의 전역에서 겹치게 함으로써, 코일패턴(15)의 전부를 방사부재(20)에 겹치게 할 수 있다. 그리고, 이것에 의해, 방사부재(20)에 의해 큰 유도전류를 생기게 할 수 있으므로, 통신 거리를 보다 향상시킬 수 있다. 그러나 개구부(21)와 코일패턴(15)의 내측영역은 적어도 일부에서 겹치고, 방사부재(20)와 코일패턴(15)이 일부에서 겹쳐 있으면 된다.
또한, 방사부재(20)의 면적은 코일패턴(15)이 형성된 부분의 면적보다도 큰 것이 바람직하다.
방사부재(20)의 면적이 코일패턴(15)으로 형성된 부분의 면적보다도 큰 것에 의해, 유도 전류가 큰 루프를 그리며 흐르므로 통신거리를 보다 향상시킬 수 있다.
슬릿부(22)의 형상에 관해서는, 본 실시예 1과 같이 직선상인 것이 가공성의 면에서 유리하지만, 미앤더상(meandering)이나 만곡상으로 형성되어 있어도 상관없다. 또한 급전부재(10)는 단층 기판상에 코일패턴(15)이 형성된 것이어도 상관없다.
그런데, 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치 및 이동체 통신 단말은 코일패턴(15)이 방사부재(20)와 단순히 겹쳐 있어 무선통신 효율을 극대화시키지 못하는 단점을 안고 있다.
본 발명의 목적은 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 신호전류의 흐름이 스타트단자 및 점프접점을 경유하여 메탈 플레이트로 이어진 후 다시 점프접점을 통해 엔드단자로 이어지게 되어 루프패턴의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 루프패턴이 스타트단자 및 점프접점을 경유하여 메탈 플레이트로 이어진 후 다시 점프접점을 통해 엔드단자로 이어짐으로써 신호전력을 극대화시킬 수 있게 되어 근거리 무선통신을 위한 리더기의 안테나와의 연동이 더욱 활발하게 이루어져 양자간 통신거리를 더 멀리 더 넓게 구현할 수 있음과 동시에 근거리 무선통신의 효율 또한 보장케 할 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 급전시트의 루프패턴과 함께 메탈 플레이트에 의해 방사된 신호전력이 리더기의 안테나에 대향하는 Z축 방향으로 형성되어 양자간 신호전력의 센터링을 극히 용이하게 하여 통신거리 및 통신넓이의 확대와 더불어 사용상의 편리함을 더욱 극대화시킬 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 상대적으로 더 큰 인식거리를 확보할 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 신호전류의 흐름이 스타트단자 및 일측 점프접점을 경유하여 메탈 플레이트로 이어진 후 다시 타측 점프접점을 통해 엔드단자로 이어지게 되어 루프패턴의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 전기력뿐만 아니라 자기력에 의한 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 루프패턴이 스타트단자로부터 PCB 점프접점에 이르기까지 플렉시블필름에 패터닝되면서도 점프접점을 통해 이웃하는 메탈 플레이트인 리어 플레이트 또는 백 커버에 접속되어 결과적으로 신호전류의 흐름이 스타트단자 및 점프접점을 경유하여 메탈 플레이트인 리어 플레이트 또는 백 커버로 이어진 후 다시 PCB 점프접점을 통해 곧바로 메인 PCB로 이어지게 되어 단자의 축소와 더불어 루프패턴의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
근거리 무선통신을 위한 리더기의 안테나와 연동되는 근거리 무선통신 안테나에 있어서,
메탈 플레이트와, 상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 급전시트를 포함하고,
상기 급전시트는 상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 플렉시블필름에 패터닝됨과 동시에 스타트단자 및 엔드단자를 지니면서 상기 메탈 플레이트에 연결되는 점프접점을 통하여 상기 메탈 플레이트와 함께 상기 리더기의 안테나에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
화상을 보여주는 디스플레이모듈을 고정시키는 프런트 프레임과, 상기 디스플레이모듈을 받쳐주는 리어 플레이트와, 상기 리어 플레이트에 조립되는 메인 PCB 및 배터리를 보호하면서 조립되는 백 커버와, 근거리 무선통신을 위한 리더기의 안테나와 연동되는 근거리 무선통신 안테나를 내장한 휴대 단말기에 있어서,
상기 리어 플레이트 또는 백 커버는 메탈 플레이트로 이루어지고,
상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 급전시트를 포함하며,
상기 급전시트는 상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 플렉시블필름에 패터닝됨과 동시에 스타트단자 및 엔드단자를 지니면서 상기 메탈 플레이트에 연결되는 점프접점을 통하여 상기 메탈 플레이트와 함께 상기 리더기의 안테나에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 다음 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
화상을 보여주는 디스플레이모듈을 고정시키는 프런트 프레임과, 상기 디스플레이모듈을 받쳐주는 리어 플레이트와, 상기 리어 플레이트에 조립되는 메인 PCB 및 배터리를 보호하면서 조립되는 백 커버와, 근거리 무선통신을 위한 리더기의 안테나와 연동되는 근거리 무선통신 안테나를 내장한 휴대 단말기에 있어서,
상기 리어 플레이트 또는 백 커버는 메탈 플레이트로 이루어지고,
상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 급전시트를 포함하고,
상기 급전시트는 상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 플렉시블필름에 패터닝됨과 동시에 스타트단자를 지니면서 상기 메탈 플레이트에 연결되는 점프접점을 통하여 상기 메탈 플레이트와 함께 상기 리더기의 안테나에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴을 포함하고,
상기 스타트단자 및 메탈 플레이트를 경유한 전류를 상기 메인 PCB에 출력할 수 있도록 이어주는 PCB 점프접점을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 무선통신 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 신호전류의 흐름이 스타트단자 및 점프접점을 경유하여 메탈 플레이트로 이어진 후 다시 점프접점을 통해 엔드단자로 이어지게 되어 루프패턴의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 루프패턴이 스타트단자 및 점프접점을 경유하여 메탈 플레이트로 이어진 후 다시 점프접점을 통해 엔드단자로 이어짐으로써 신호전력을 극대화시킬 수 있게 되어 근거리 무선통신을 위한 리더기의 안테나와의 연동이 더욱 활발하게 이루어져 양자간 통신거리를 더 멀리 더 넓게 구현할 수 있음과 동시에 근거리 무선통신의 효율 또한 보장케 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 급전시트의 루프패턴과 함께 메탈 플레이트에 의해 방사된 신호전력이 리더기의 안테나에 대향하는 Z축 방향으로 형성되어 양자간 신호전력의 센터링을 극히 용이하게 하여 통신거리 및 통신넓이의 확대와 더불어 사용상의 편리함을 더욱 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 메탈 플레이트의 활용에 의해 무선통신 효율을 상대적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상대적으로 더 큰 인식거리를 확보할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 신호전류의 흐름이 스타트단자 및 일측 점프접점을 경유하여 메탈 플레이트로 이어진 후 다시 타측 점프접점을 통해 엔드단자로 이어지게 되어 루프패턴의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 전기력뿐만 아니라 자기력에 의한 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 개구부 및 오픈부를 비롯한 갭을 통해 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 루프패턴이 스타트단자로부터 PCB 점프접점에 이르기까지 플렉시블필름에 패터닝되면서도 점프접점을 통해 이웃하는 메탈 플레이트인 리어 플레이트 또는 백 커버에 접속되어 결과적으로 신호전류의 흐름이 스타트단자 및 점프접점을 경유하여 메탈 플레이트인 리어 플레이트 또는 백 커버로 이어진 후 다시 PCB 점프접점을 통해 곧바로 메인 PCB로 이어지게 되어 단자의 축소와 더불어 루프패턴의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 선행기술문헌 1과 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram).
도 1b는 선행기술문헌 1에 따른 이동 단말기의 후면 사시도.
도 1c는 선행기술문헌에 따른 안테나가 이동 단말기의 후면커버에 부착된 것을 도시한 평면도.
도 2a는 선행기술문헌 2의 실시예 1에 따른 안테나 장치를 탑재한 이동체 통신 단말을 나타내고, (A)는 케이싱의 이면도, (B)는 A-A 단면도.
도 2b는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치를 분해하여 나타내는 설명도.
도 2c는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치에 있어서 코일패턴과 방사부재의 결합을 나타내는 설명도.
도 2d는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치에 있어서 방사부재의 개구부의 주변에 생기는 유도 전류를 나타내는 설명도.
도 2e는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치에 있어서 방사부재의 둘레 가장자리부에 흐르는 유도 전류를 나타내는 설명도.
도 2f는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치와 리더 라이터측 안테나의 자기적 결합 상태를 나타내는 설명도이며, (A)는 실시예 1을 나타내고, (B)는 비교예를 나타냄.
도 2g는 선행기술문헌 2의 실시예 1인 안테나 장치에 있어서 무선 신호가 UHF대인 경우의 동작 설명도.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 설명하기 위한 리더기를 포함한 분해 사시도.
도 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 나타내는 평면도.
도 4a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 설명하기 위한 리더기를 포함한 분해 사시도.
도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 나타내는 평면도.
도 5a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 설명하기 위한 리더기를 포함한 분해 사시도.
도 5b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 나타내는 평면도.
도 6a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 설명하기 위한 리더기를 포함한 분해 사시도.
도 6b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 나타내는 평면도.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 근거리 무선통신 안테나의 신호전력의 방사 모습을 나타내는 시뮬레이션 이미지.
도 8a는 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치인 NFC의 성능을 시험한 그래프.
도 8b는 본 발명에 적용된 근거리 무선통신 안테나인 NFC의 성능을 나타내는 그래프.
도 9는 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치인 NFC의 성능 및 본 발명에 적용된 근거리 무선통신 안테나인 NFC의 성능을 비교한 표.
도 10은 본 발명에 따른 휴대 단말기를 설명하기 위한 구성도.
도 11a는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 휴대 단말기를 나타내는 분해 사시도.
도 11b는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 휴대 단말기를 나타내는 분해 사시도.
도 12a는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 휴대 단말기를 나타내는 분해 사시도.
도 12b는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 휴대 단말기를 나타내는 분해 사시도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
근거리 무선통신을 위한 리더기의 안테나와 연동되는 근거리 무선통신 안테나에 있어서,
메탈 플레이트와, 상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 급전시트를 포함하고,
상기 급전시트는 상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 플렉시블필름에 패터닝됨과 동시에 스타트단자 및 엔드단자를 지니면서 상기 메탈 플레이트에 연결되는 점프접점을 통하여 상기 메탈 플레이트와 함께 상기 리더기의 안테나에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
화상을 보여주는 디스플레이모듈을 고정시키는 프런트 프레임과, 상기 디스플레이모듈을 받쳐주는 리어 플레이트와, 상기 리어 플레이트에 조립되는 메인 PCB 및 배터리를 보호하면서 조립되는 백 커버와, 근거리 무선통신을 위한 리더기의 안테나와 연동되는 근거리 무선통신 안테나를 내장한 휴대 단말기에 있어서,
상기 리어 플레이트 또는 백 커버는 메탈 플레이트로 이루어지고,
상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 급전시트를 포함하며,
상기 급전시트는 상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 플렉시블필름에 패터닝됨과 동시에 스타트단자 및 엔드단자를 지니면서 상기 메탈 플레이트에 연결되는 점프접점을 통하여 상기 메탈 플레이트와 함께 상기 리더기의 안테나에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 다음 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
화상을 보여주는 디스플레이모듈을 고정시키는 프런트 프레임과, 상기 디스플레이모듈을 받쳐주는 리어 플레이트와, 상기 리어 플레이트에 조립되는 메인 PCB 및 배터리를 보호하면서 조립되는 백 커버와, 근거리 무선통신을 위한 리더기의 안테나와 연동되는 근거리 무선통신 안테나를 내장한 휴대 단말기에 있어서,
상기 리어 플레이트 또는 백 커버는 메탈 플레이트로 이루어지고,
상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 급전시트를 포함하고,
상기 급전시트는 상기 메탈 플레이트에 오버랩되는 플렉시블필름에 패터닝됨과 동시에 스타트단자를 지니면서 상기 메탈 플레이트에 연결되는 점프접점을 통하여 상기 메탈 플레이트와 함께 상기 리더기의 안테나에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴을 포함하고,
상기 스타트단자 및 메탈 플레이트를 경유한 전류를 상기 메인 PCB에 출력할 수 있도록 이어주는 PCB 점프접점을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명에 따른 근거리 무선통신 안테나 및 휴대 단말기의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 설명하기 위한 리더기를 포함한 분해 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 나타내는 평면도이고, 도 4a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 설명하기 위한 리더기를 포함한 분해 사시도이고, 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 나타내는 평면도이고, 도 5a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 설명하기 위한 리더기를 포함한 분해 사시도이고, 도 5b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 나타내는 평면도이고, 도 6a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 설명하기 위한 리더기를 포함한 분해 사시도이며, 도 6b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 근거리 무선통신 안테나를 나타내는 평면도이다.
본 발명에 따른 근거리 무선통신 안테나(100)는 도 3a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 연동되며, 메탈 플레이트(10) 그리고 메탈 플레이트(10)에 오버랩되는 급전시트(20)를 포함한다.
급전시트(20)는 메탈 플레이트(10)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23) 및 엔드단자(24)를 지니면서 메탈 플레이트(10)에 연결되는 점프접점(25)을 통하여 메탈 플레이트(10)와 함께 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함한다.
루프패턴(22)이 스타트단자(23)로부터 엔드단자(24)에 이르기까지 플렉시블필름(21)에 패터닝되면서도 점프접점(25)을 통해 이웃하는 메탈 플레이트(10)에 접속되어 결과적으로 신호전류의 흐름이 스타트단자(23) 및 점프접점(25)을 경유하여 메탈 플레이트(10)로 이어진 후 다시 점프접점(25)을 통해 엔드단자(24)로 이어지게 되어 루프패턴(22)의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 크게 향상시킬 수 있게 된다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 근거리 무선통신 안테나의 신호전력의 방사 모습을 나타내는 시뮬레이션 이미지이다.
도 7a 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 루프패턴(22)이 스타트단자(23) 및 점프접점(25)을 경유하여 메탈 플레이트(10)로 이어진 후 다시 점프접점(25)을 통해 엔드단자(24)로 이어짐으로써 신호전력을 극대화시킬 수 있게 되어 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와의 연동이 더욱 활발하게 이루어져 양자간 통신거리를 더 멀리 더 넓게 구현할 수 있음과 동시에 근거리 무선통신의 효율 또한 보장케 할 수 있음을 확인할 수 있다.
이때, 급전시트(20)의 루프패턴(22)과 함께 메탈 플레이트(10)에 의해 방사된 신호전력은 메탈 플레이트(10)의 평면상을 X축 및 Y축이라고 하였을 때 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하는 Z축 방향으로 형성되어 양자간 신호전력의 센터링을 극히 용이하게 하여 통신거리 및 통신넓이의 확대와 더불어 사용상의 편리함을 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.
도 8a는 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치인 NFC의 성능을 시험한 그래프이고, 도 8b는 본 발명에 적용된 근거리 무선통신 안테나인 NFC의 성능을 나타내는 그래프이다.
도 8a에 도시된 바와 같이 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치인 NFC의 성능은 13.56㎒의 주파수에서 -32.8029dB의 손실이 나타나는데 반하여 본 발명에 따른 근거리 무선통신 안테나(100)인 NFC의 성능은 도 8b에 도시된 바와 같이 13.56㎒의 주파수에서 -29.5390dB의 손실이 나타나, 양자간 차이인 약 -3.3dB로서 본 발명은 메탈 플레이트(10)의 활용에 의해 무선통신 효율을 상대적으로 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
이에 따라 본 발명에 따른 루프패턴(22)는 리더기(T)의 안테나(A)에 대하여 NFC로 활용될 수 있는 것이다.
도 9는 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치인 NFC의 성능 및 본 발명에 적용된 근거리 무선통신 안테나인 NFC의 성능을 비교한 표이다.
근거리 무선통신(NFC: Near Field Communication)은 전자태그(RFID)의 일종으로 약 13.56㎒ 주파수 대역을 이용하는 비접촉식 무선통신 모듈이이며, 대략 10∼40㎝의 가까운 거리에서 리더기(T)의 안테나(A) 간의 데이터를 전송하는 기술로서, 통신거리가 짧기 때문에 상대적으로 보안이 우수하고 가격이 저렴해 주목받는 차세대 근거리 통신기술로서 각광받고 있으며, 데이터 읽기와 쓰기를 모두 이용할 수 있고, 블루투스처럼 기기간에 설정이 필요 없어 본 발명의 휴대 단말기(H)에 적합하게 적용할 수 있게 되는 것이다.
이때, 도 9의 표에 도시된 바와 같이 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치인 NFC의 인식거리는 28㎜에 불과하였지만 본 발명에 적용된 근거리 무선통신 안테나(100)인 NFC의 인식거리는 31㎜로서 선행기술문헌 2 대비 상대적으로 더 큰 인식거리를 확보할 수 있게 된다.
본 발명의 제 1 실시예 내지 제 4 실시예에 따라 메탈 플레이트(10)는 도 3a 내지 도 6b에 도시된 바와 같이 급전시트(20)를 위치시키는 개구부(11) 그리고 개구부(11)에 연통되는 오픈부(12)를 구비하면서 이들 개구부(11) 및 오픈부(12)에 의해 일측 플레이트 영역(13) 및 타측 플레이트 영역(14)으로 분할되도록 하여 도 7a 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 더욱 활발하게 연동시켜 도 8b 및 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 근거리 무선통신 안테나(100) 및 리더기(T)의 안테나(A) 상호간 통신거리를 더 멀리 더 넓게 구현토록 함으로써 궁극적으로 근거리 무선통신의 효율을 더욱 크게 개선할 수 있게 된다.
이때, 점프접점(25)은 스타트단자(23)로부터 공급된 전류를 일측 플레이트 영역(13)에 공급하도록 접속되는 일측 점프접점(25a)과, 일측 점프접점(25a) 및 일측 플레이트 영역(13)을 순차 경유한 전류를 엔드단자(24)에 공급하도록 타측 플레이트 영역(14)에 접속되는 타측 점프접점(25b)을 포함할 수 있다.
신호전류의 흐름이 스타트단자(23) 및 일측 점프접점(25a)을 경유하여 메탈 플레이트(10)로 이어진 후 다시 타측 점프접점(25b)을 통해 엔드단자(24)로 이어지게 되어 루프패턴(22)의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 급전시트(20)는 플렉시블필름(21)을 받쳐주는 자성시트(26)를 포함하여 전기력뿐만 아니라 자기력에 의한 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있도록 하고, 메탈 플레이트(10)로부터 갭(G)을 두고서 이격 위치되는 서브 메탈 플레이트(30)를 더 포함하여 도 7a 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 개구부(11) 및 오픈부(12)를 비롯한 갭(G)을 통해 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명에 따른 휴대 단말기를 설명하기 위한 구성도이고, 도 11a는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 휴대 단말기를 나타내는 분해 사시도이며, 도 11b는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 휴대 단말기를 나타내는 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 휴대 단말기(H)는 도 10 내지 도 11b에 도시된 바와 같이 화상을 보여주는 디스플레이모듈(D)을 고정시키는 프런트 프레임(F)과, 디스플레이모듈(D)을 받쳐주는 리어 플레이트(R)와, 리어 플레이트(R)에 조립되는 메인 PCB(P) 및 배터리(B)를 보호하면서 조립되는 백 커버(C)와, 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 연동되는 근거리 무선통신 안테나(100)를 내장한 구성으로 이루어진다(기타 다른 구성들도 조립될 수 있지만 본 발명에서는 설명상의 복잡함을 피하기 위하여 생략하기로 한다).
이때, 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)는 메탈 플레이트(10)로 이루어지고, 본 발명에 따른 휴대 단말기(H)는 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)에 오버랩되는 급전시트(20)를 포함하며, 이 중 급전시트(20)는 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23) 및 엔드단자(24)를 지니면서 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)에 연결되는 점프접점(25)을 통하여 메탈 플레이트(10)와 함께 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함한다.
본 발명에 따른 휴대 단말기(H)는 도 11a에 도시된 바와 같이 리어 플레이트(R)를 메탈 플레이트(10)로 제작토록 할 수 있고, 도 11b에 도시된 바와 같이 백 커버(C)를 메탈 플레이트(10)로 제작할 수 있으며, 리어 플레이트(R)가 메탈 플레이트(10)일 경우 급전시트(20)는 도 11a에 도시된 바와 같이 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23) 및 엔드단자(24)를 지니면서 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R)에 연결되는 점프접점(25)을 통하여 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R)와 함께 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함하는 구성으로 이루어지는 반면, 백 커버(C)가 메탈 플레이트(10)일 경우 급전시트(20)는 도 11b에 도시된 바와 같이 메탈 플레이트(10)인 백 커버(C)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23) 및 엔드단자(24)를 지니면서 메탈 플레이트(10)인 백 커버(C)에 연결되는 점프접점(25)을 통하여 메탈 플레이트(10)인 백 커버(C)와 함께 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
루프패턴(22)이 스타트단자(23)로부터 엔드단자(24)에 이르기까지 플렉시블필름(21)에 패터닝되면서도 점프접점(25)을 통해 이웃하는 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)에 접속되어 결과적으로 신호전류의 흐름이 스타트단자(23) 및 점프접점(25)을 경유하여 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)로 이어진 후 다시 점프접점(25)을 통해 엔드단자(24)로 이어지게 되어 루프패턴(22)의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 도 7a 내지 도 7e를 활용하면, 루프패턴(22)이 스타트단자(23) 및 점프접점(25)을 경유하여 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)로 이어진 후 다시 점프접점(25)을 통해 엔드단자(24)로 이어짐으로써 신호전력을 극대화시킬 수 있게 되어 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와의 연동이 더욱 활발하게 이루어져 양자간 통신거리를 더 멀리 더 넓게 구현할 수 있음과 동시에 근거리 무선통신의 효율 또한 보장케 할 수 있다.
이때, 급전시트(20)의 루프패턴(22)과 함께 메탈 플레이트(10)에 의해 방사된 신호전력은 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 및 백 커버(C)의 평면상을 X축 및 Y축이라고 하였을 때 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하는 Z축 방향으로 형성되어 양자간 신호전력의 센터링을 극히 용이하게 하여 통신거리 및 통신넓이의 확대와 더불어 사용상의 편리함을 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.
이에 따라 본 발명에 따른 루프패턴(22)은 리더기(T)의 안테나(A)에 대하여 NFC로 활용될 수 있고, 도 9의 표에 나타된 바와 같이 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치인 NFC의 인식거리는 28㎜에 불과하였지만 본 발명의 휴대 단말기(H)에 적용된 근거리 무선통신 안테나(100)인 NFC의 인식거리는 31㎜로서 선행기술문헌 2 대비 상대적으로 더 큰 인식거리를 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 제 5 실시예 및 제 6 실시예에 따라 메탈 플레이트(10)인 리어 케이스 또는 백 커버(C)는 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 급전시트(20)를 위치시키는 개구부(11) 그리고 개구부(11)에 연통되는 오픈부(12)를 구비하면서 이들 개구부(11) 및 오픈부(12)에 의해 일측 플레이트 영역(13) 및 타측 플레이트 영역(14)으로 분할되도록 하여 도 7a 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 더욱 활발하게 연동시켜 도 8b 및 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 근거리 무선통신 안테나(100) 및 리더기(T)의 안테나(A) 상호간 통신거리를 더 멀리 더 넓게 구현토록 함으로써 궁극적으로 근거리 무선통신의 효율을 크게 개선할 수 있도록 한다.
이때, 점프접점(25)은 스타트단자(23)로부터 공급된 전류를 일측 플레이트 영역(13)에 공급하도록 접속되는 일측 점프접점(25a)과, 일측 점프접점(25a) 및 일측 플레이트 영역(13)을 순차 경유한 전류를 엔드단자(24)에 공급하도록 타측 플레이트 영역(14)에 접속되는 타측 점프접점(25b)을 포함할 수 있다.
신호전류의 흐름이 스타트단자(23) 및 일측 점프접점(25a)을 경유하여 메탈 플레이트(10)인 리어 케이스 또는 백 커버(C)로 이어진 후 다시 타측 점프접점(25b)을 통해 엔드단자(24)로 이어지게 되어 루프패턴(22)의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 급전시트(20)는 플렉시블필름(21)을 받쳐주는 자성시트(26)를 포함하여 전기력뿐만 아니라 자기력에 의한 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있도록 하고, 도 11b에 도시된 바와 같이 메탈 플레이트(10)인 백 커버(C)로부터 갭(G)을 두고서 이격 위치되는 서브 메탈 플레이트(30)를 더 포함하여 도 7a 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 개구부(11) 및 오픈부(12)를 비롯한 갭(G)을 통해 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있도록 할 수 있음은 물론이다.
도 12a는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 휴대 단말기를 나타내는 분해 사시도이고, 도 12b는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 휴대 단말기를 나타내는 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 휴대 단말기(H)는 도 10 그리고 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 화상을 보여주는 디스플레이모듈(D)을 고정시키는 프런트 프레임(F)과, 디스플레이모듈(D)을 받쳐주는 리어 플레이트(R)와, 리어 플레이트(R)에 조립되는 메인 PCB(P) 및 배터리(B)를 보호하면서 조립되는 백 커버(C)와, 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 연동되는 근거리 무선통신 안테나(100)를 내장한 구성으로 이루어진다(기타 다른 구성들도 조립될 수 있지만 본 발명에서는 설명상의 복잡함을 피하기 위하여 생략하기로 한다).
이때, 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)는 메탈 플레이트(10)로 이루어지고, 본 발명에 따른 휴대 단말기(H)는 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백커버에 오버랩되는 급전시트(20)를 포함하고, 이 중 급전시트(20)는 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23)를 지니면서 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)에 연결되는 점프접점(25)을 통하여 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)와 함께 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함하고, 나아가 스타트단자(23) 및 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)를 경유한 전류를 메인 PCB(P)에 출력할 수 있도록 이어주는 PCB 점프접점(J)을 포함한다.
본 발명에 따른 휴대 단말기(H)는 도 12a에 도시된 바와 같이 리어 플레이트(R)를 메탈 플레이트(10)로 제작토록 할 수 있고, 도 12b에 도시된 바와 같이 백 커버(C)를 메탈 플레이트(10)로 제작할 수 있으며, 리어 플레이트(R)가 메탈 플레이트(10)일 경우 급전시트(20)는 도 12a에 도시된 바와 같이 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23)를 지니면서 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R)에 연결되는 점프접점(25) 및 PCB 점프접점(J)을 통하여 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R)와 함께 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함하는 구성으로 이루어지는 반면, 백 커버(C)가 메탈 플레이트(10)일 경우 급전시트(20)는 도 12b에 도시된 바와 같이 메탈 플레이트(10)인 백 커버(C)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23)를 지니면서 메탈 플레이트(10)인 백 커버(C)에 연결되는 점프접점(25) 및 PCB 점프접점(J)을 통하여 메탈 플레이트(10)인 백 커버(C)와 함께 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
루프패턴(22)이 스타트단자(23)로부터 PCB 점프접점(J)에 이르기까지 플렉시블필름(21)에 패터닝되면서도 점프접점(25)을 통해 이웃하는 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)에 접속되어 결과적으로 신호전류의 흐름이 스타트단자(23) 및 점프접점(25)을 경유하여 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)로 이어진 후 다시 PCB 점프접점(J)을 통해 곧바로 메인 PCB(P)로 이어지게 되어 단자의 축소와 더불어 루프패턴(22)의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 도 7a 내지 도 7e를 활용하면, 루프패턴(22)이 스타트단자(23) 및 점프접점(25)을 경유하여 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)로 이어진 후 다시 PCB 점프접점(J)을 통해 메인 PCB(P)로 이어짐으로써 단자 수는 줄이면서도 신호전력을 극대화시킬 수 있게 되어 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와의 연동이 더욱 활발하게 이루어져 양자간 통신거리를 더 멀리 더 넓게 구현할 수 있음과 동시에 근거리 무선통신의 효율 또한 보장케 할 수 있다.
이때, 급전시트(20)의 루프패턴(22)과 함께 메탈 플레이트(10)에 의해 방사된 신호전력은 메탈 플레이트(10)인 리어 플레이트(R) 및 백 커버(C)의 평면상을 X축 및 Y축이라고 하였을 때 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하는 Z축 방향으로 형성되어 양자간 신호전력의 센터링을 극히 용이하게 하여 통신거리 및 통신넓이의 확대와 더불어 사용상의 편리함을 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.
이에 따라 본 발명에 따른 루프패턴(22)은 리더기(T)의 안테나(A)에 대하여 NFC로 활용될 수 있고, 도 9의 표에 도시된 바와 같이 선행기술문헌 2에 따른 안테나 장치인 NFC의 인식거리는 28㎜에 불과하였지만 본 발명의 휴대 단말기(H)에 적용된 근거리 무선통신 안테나(100)인 NFC의 인식거리는 31㎜로서 선행기술문헌 2 대비 상대적으로 더 큰 인식거리를 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 제 7 실시예 및 제 8 실시예에 따라 메탈 플레이트(10)인 리어 케이스 또는 백 커버(C)는 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 급전시트(20)를 위치시키는 개구부(11) 그리고 개구부(11)에 연통되는 오픈부(12)를 구비하면서 이들 개구부(11) 및 오픈부(12)에 의해 일측 플레이트 영역(13) 및 타측 플레이트 영역(14)으로 분할되도록 하여 도 7a 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 더욱 활발하게 연동시켜 도 8b 및 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 근거리 무선통신 안테나(100) 및 리더기(T)의 안테나(A) 상호간 통신거리를 더 멀리 더 넓게 구현토록 함으로써 궁극적으로 근거리 무선통신의 효율을 크게 개선할 수 있도록 한다.
신호전류의 흐름이 스타트단자(23) 및 일측 점프접점(25a)을 경유하여 메탈 플레이트(10)인 리어 케이스 또는 백 커버(C)로 이어진 후 다시 PCB 점프접점(J)을 통해 메인 PCB(P)로 이어지게 되어 루프패턴(22)의 확장효과로서 신호전력을 극대화시켜 방사할 수 있게 되어 무선통신 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 급전시트(20)는 플렉시블필름(21)을 받쳐주는 자성시트(26)를 포함하여 전기력뿐만 아니라 자기력에 의한 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있도록 하고, 도 12b에 도시된 바와 같이 메탈 플레이트(10)인 백 커버(C)로부터 갭(G)을 두고서 이격 위치되는 서브 메탈 플레이트(30)를 더 포함하여 도 7a 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 개구부(11) 및 오픈부(12)를 비롯한 갭(G)을 통해 신호전력의 방사를 더욱 극대화시킬 수 있도록 할 수 있음은 물론이다.
본 발명은 테블릿 PC나 스마트 폰 등과 같은 휴대 단말기 산업분야에 이용될 수 있으며, 상세한 설명에서 언급하고 있는 점프접점(일측 점프접점 및 타측 점프접점) 그리고 PCB 점프접점은 골드 와이어 본딩(Gold Wire Bond), 금 또는 은 도금, 금 또는 은 용접, 비아홀의 응용 접속, 핀 용접 등 다양하게 접속시킬 수 있는 것으로 한다.

Claims (20)

  1. 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 연동되는 근거리 무선통신 안테나(100)에 있어서,
    메탈 플레이트(10)와, 상기 메탈 플레이트(10)에 오버랩되는 급전시트(20)를 포함하고,
    상기 급전시트(20)는 상기 메탈 플레이트(10)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23) 및 엔드단자(24)를 지니면서 상기 메탈 플레이트(10)에 연결되는 점프접점(25)을 통하여 상기 메탈 플레이트(10)와 함께 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신 안테나(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 플레이트(10)는 상기 급전시트(20)를 위치시키는 개구부(11) 및 상기 개구부(11)에 연통되는 오픈부(12)를 구비하면서 상기 개구부(11) 및 오픈부(12)에 의해 일측 플레이트 영역(13) 및 타측 플레이트 영역(14)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신 안테나(100).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 점프접점(25)은
    상기 스타트단자(23)로부터 공급된 전류를 상기 일측 플레이트 영역(13)에 공급하도록 접속되는 일측 점프접점(25a)과,
    상기 일측 점프접점(25a) 및 일측 플레이트 영역(13)을 순차 경유한 전류를 상기 엔드단자(24)에 공급하도록 상기 타측 플레이트 영역(14)에 접속되는 타측 점프접점(25b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신 안테나(100).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전시트(20)는 상기 플렉시블필름(21)을 받쳐주는 자성시트(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신 안테나(100).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전시트(20)의 루프패턴(22)과 함께 상기 메탈 플레이트(10)에 의해 방사된 신호전력은 상기 메탈 플레이트(10)의 평면상을 X축 및 Y축이라고 하였을 때 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하는 Z축 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신 안테나(100).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 루프패턴(22)은 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대하여 NFC로 활용되는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신 안테나(100).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메탈 플레이트(10)로부터 갭(G)을 두고서 이격 위치되는 서브 메탈 플레이트(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신 안테나(100).
  8. 화상을 보여주는 디스플레이모듈(D)을 고정시키는 프런트 프레임(F)과, 상기 디스플레이모듈(D)을 받쳐주는 리어 플레이트(R)와, 상기 리어 플레이트(R)에 조립되는 메인 PCB(P) 및 배터리(B)를 보호하면서 조립되는 백 커버(C)와, 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 연동되는 근거리 무선통신 안테나(100)를 내장한 휴대 단말기(H)에 있어서,
    상기 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)는 메탈 플레이트(10)로 이루어지고,
    상기 메탈 플레이트(10)에 오버랩되는 급전시트(20)를 포함하며,
    상기 급전시트(20)는 상기 메탈 플레이트(10)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23) 및 엔드단자(24)를 지니면서 상기 메탈 플레이트(10)에 연결되는 점프접점(25)을 통하여 상기 메탈 플레이트(10)와 함께 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 메탈 플레이트(10)는 상기 급전시트(20)를 위치시키는 개구부(11) 및 상기 개구부(11)에 연통되는 오픈부(12)를 구비하면서 상기 개구부(11) 및 오픈부(12)에 의해 일측 플레이트 영역(13) 및 타측 플레이트 영역(14)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 점프접점(25)은
    상기 스타트단자(23)로부터 공급된 전류를 상기 일측 플레이트 영역(13)에 공급하도록 접속되는 일측 점프접점(25a)과,
    상기 일측 점프접점(25a) 및 일측 플레이트 영역(13)을 순차 경유한 전류를 상기 엔드단자(24)에 공급하도록 상기 타측 플레이트 영역(14)에 접속되는 타측 점프접점(25b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 급전시트(20)는 상기 플렉시블필름(21)을 받쳐주는 자성시트(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 급전시트(20)의 루프패턴(22)과 함께 상기 메탈 플레이트(10)에 의해 방사된 신호전력은 상기 메탈 플레이트(10)의 평면상을 X축 및 Y축이라고 하였을 때 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하는 Z축 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 루프패턴(22)은 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대하여 NFC로 활용되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메탈 플레이트(10)로부터 갭(G)을 두고서 이격 위치되는 서브 메탈 플레이트(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  15. 화상을 보여주는 디스플레이모듈(D)을 고정시키는 프런트 프레임(F)과, 상기 디스플레이모듈(D)을 받쳐주는 리어 플레이트(R)와, 상기 리어 플레이트(R)에 조립되는 메인 PCB(P) 및 배터리(B)를 보호하면서 조립되는 백 커버(C)와, 근거리 무선통신을 위한 리더기(T)의 안테나(A)와 연동되는 근거리 무선통신 안테나(100)를 내장한 휴대 단말기(H)에 있어서,
    상기 리어 플레이트(R) 또는 백 커버(C)는 메탈 플레이트(10)로 이루어지고,
    상기 메탈 플레이트(10)에 오버랩되는 급전시트(20)를 포함하고,
    상기 급전시트(20)는 상기 메탈 플레이트(10)에 오버랩되는 플렉시블필름(21)에 패터닝됨과 동시에 스타트단자(23)를 지니면서 상기 메탈 플레이트(10)에 연결되는 점프접점(25)을 통하여 상기 메탈 플레이트(10)와 함께 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하여 근거리 무선통신을 위한 신호전력을 극대화시켜 방사시키는 루프패턴(22)을 포함하고,
    상기 스타트단자(23) 및 메탈 플레이트(10)를 경유한 전류를 상기 메인 PCB(P)에 출력할 수 있도록 이어주는 PCB 점프접점(J)을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 메탈 플레이트(10)는 상기 급전시트(20)를 위치시키는 개구부(11) 및 상기 개구부(11)에 연통되는 오픈부(12)를 구비하면서 상기 개구부(11) 및 오픈부(12)에 의해 일측 플레이트 영역(13) 및 타측 플레이트 영역(14)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 급전시트(20)는 상기 플렉시블필름(21)을 받쳐주는 자성시트(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 급전시트(20)의 루프패턴(22)과 함께 상기 메탈 플레이트(10)에 의해 방사된 신호전력은 상기 메탈 플레이트(10)의 평면상을 X축 및 Y축이라고 하였을 때 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대향하는 Z축 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 루프패턴(22)은 상기 리더기(T)의 안테나(A)에 대하여 NFC로 활용되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
  20. 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메탈 플레이트(10)로부터 갭(G)을 두고서 이격 위치되는 서브 메탈 플레이트(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기(H).
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