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KR20150045985A - 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판, 이중 모드 안테나 및 이를 이용한 사용자 단말 - Google Patents

이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판, 이중 모드 안테나 및 이를 이용한 사용자 단말 Download PDF

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Publication number
KR20150045985A
KR20150045985A KR20150053012A KR20150053012A KR20150045985A KR 20150045985 A KR20150045985 A KR 20150045985A KR 20150053012 A KR20150053012 A KR 20150053012A KR 20150053012 A KR20150053012 A KR 20150053012A KR 20150045985 A KR20150045985 A KR 20150045985A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
nfc
power transmission
dual mode
mode antenna
Prior art date
Application number
KR20150053012A
Other languages
English (en)
Inventor
한민석
박래혁
김영선
박운규
이지형
류성한
Original Assignee
엘에스전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스전선 주식회사 filed Critical 엘에스전선 주식회사
Priority to KR20150053012A priority Critical patent/KR20150045985A/ko
Publication of KR20150045985A publication Critical patent/KR20150045985A/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H02J17/00—

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  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판, 이중 모드 안테나 및 이를 이용한 사용자 단말이 제공된다. 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판은, 절연 시트의 일면에 형성되는 루프 형상의 제1 코일 및 상기 제1 코일의 루프의 내측에 형성되는 루프 형상의 제2 코일을 포함한다.

Description

이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판, 이중 모드 안테나 및 이를 이용한 사용자 단말 {Flexible Circuit Board for Dual-Mode Antenna, Dual-Mode Antenna and User Device}
본 발명은 NFC 와 무선 전력 전송을 위한 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판, 이중 모드 안테나 및 이를 이용한 사용자 단말에 관한 것이다.
최근 에너지-IT 융합기술에 대한 관심도가 증가하고 있다. 에너지-IT 융합기술이란 종래의 에너지 기술에 급속히 발달하고 있는 IT 기술을 융합하는 것을 말하며, 이러한 에너지-IT 융합 기술의 한 분야로서 무선 전력 전송(Wireless Power Transfer, WPT) 기술이 있다. 무선 전력 전송이란 종래의 유선으로 된 전력선 대신 무선으로 전기 기기로 전원을 공급하는 기술을 말하며, 종래에 가전기기 등을 충전하기 위해서 전원 콘센트로부터 가전기기 또는 충전기기로 유선으로 된 전원 케이블을 연결하지 않고도 무선으로 충전할 수 있다는 장점 때문에 관련 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화 또는 연구 중인 무선 전력 전송 기술에는 자기 유도 방식과 자기 공명 방식이 있다. 자기 유도 방식의 무선 전력 전송 기술은 두 코일 간의 자기 유도 현상을 이용하는 방식으로서, 수 mm ~ 수 cm 의 거리에서 수 W의 전력을 전송할 수 있으며, 현재는 교통카드, 무선 면도기, 전동 칫솔 등에 적용되고 있다. 한편, 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 기술은 공진 주파수에서의 공진 결합(resonant coupling)에 의해 전력을 전송하는 방식으로서, 수 m 이내의 거리에서 수십 W의 전력을 전송할 수 있으며, 공진기의 Q(Quality Factor)값에 의해 전송 효율이 영향을 받는다.
한편, 최근에 출시되는 상당수의 모바일 단말에는 NFC 통신이 가능하도록 NFC 모듈이 장착되어 출시되고 있다. NFC(Near Field Communication)는 13.56MHz 대역의 주파수를 사용하여 10cm 정도의 거리에서 데이터를 송수신하는 근접통신 기술이다. NFC 모듈은 모바일 단말에 탑재되어 사용자 인증, 신분증, 신용카드, 모바일 티켓, 모바일 쿠폰 등의 다양한 분야에서 사용된다.
한편, NFC 통신을 하기 위해 NFC 통신용 안테나(코일)이 필요하다. NFC 안테나는 NFC 리더와 NFC 태그의 안테나가 각각 독립적으로 구비되며, 실제 모바일 단말 상에 구현되는 경우에는 일반적으로 NFC 리더 안테나와 태그 안테나를 적층 구조로 집적한 통합형 이중안테나 구조가 사용된다.
또한, 무선전력전송의 경우에도 별도의 무선전력전송용 안테나(코일)이 필요하다. 따라서, 모바일 단말 상에서 NFC 기능과 무선전력전송 기능을 동시에 지원하기 위해서는 각각의 기능을 위한 안테나를 함께 장착하여야 한다. 이 경우, 모바일 단말의 크기에 따른 제한으로 인해 안테나 장착 공간이 협소하고, 두 종류의 안테나로 인해 모바일 단말의 크기 및 두께가 증가하는 문제점이 있었다.
따라서, NFC 안테나 및 무선전력전송 안테나를 모바일 단말에 함께 장착하면서도 필요한 장착 공간을 최소로 줄일 수 있는 기술의 도입이 요구되고 있는 실정이다.
이와 관련하여, 미국공개특허 US2010-0194334 에는 "RETROFITTING WIRELESS POWER AND NEAR-FIELD COMMUNICATION IN ELECTRONIC DEVICESZ"라는 명칭의 발명이 개시되어 있다. 미국공개특허 US2010-0194334의 발명은 무선전력전송 및 근거리통신을 위한 전력 회로에 관한 것으로서, 상기 전력 회로를 가지는 전자 디바이스는 무선전력 수신 안테나 및 변환회로를 가지는 백하우징을 포함하고 있다. 다만, 미국공개특허 US2010-0194334에는 상기 무선전력 수신 안테나가 무선전력 공급 기능 또는 NFC 기능을 위해 사용될 수 있다고 개시되어 있지만, 무선전력 공급 기능 및 NFC 기능을 동시에 수행하기 위한 구체적인 구성은 개시되어 있지 않다.
미국공개특허 US2010-0194334, "RETROFITTING WIRELESS POWER AND NEAR-FIELD COMMUNICATION IN ELECTRONIC DEVICES"
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 NFC 통신 및 무선 전력 전송을 동시에 지원하는 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판, 이중 모드 안테나 및 이를 탑재한 사용자 단말을 제공한다.
또한, 본 발명은 NFC 안테나와 무선 전력 전송 안테나를 서로 중첩되지 않도록 배치하여 상호 간섭에 의한 통신 성능 저하를 억제하는 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판, 이중 모드 안테나 및 이를 탑재한 사용자 단말을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판은, 절연 시트의 일면에 형성되는 루프 형상의 제1 코일 및 상기 제1 코일의 루프의 내측에 형성되는 루프 형상의 제2 코일을 포함한다.
여기서, 상기 제2 코일은 상기 절연 시트의 양면에 적층 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 각각 NFC 루프 안테나 및 무선 전력 전송 코일일 수 있다.
여기서, 상기 제1 코일의 양단에 각각 연결되고, 한 쌍의 제1 외부 회로 단자에 접촉하여 전기적으로 연결되는 한 쌍의 제1 접속 단자 및 상기 제2 코일의 양단에 각각 연결되고, 한 쌍의 제2 외부 회로 단자에 접촉하여 전기적으로 연결되는 한 쌍의 제2 접속 단자를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 외부 회로 단자 및 상기 제2 외부 회로 단자는 각각 외부의 NFC 모듈 및 무선 전력 전송 모듈에 연결될 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 제1 접속 단자 중 어느 하나가 스티칭 비아(stitching via)를 통해 상기 제1 코일의 일단에 연결되며, 상기 스티칭 비아는, 상기 절연 시트를 관통하고 일단이 상기 한 쌍의 제1 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 제1 비아와, 상기 절연 시트를 관통하고 일단이 상기 제1 코일의 일단에 연결되는 제2 비아와, 상기 절연 시트의 타면에 형성되고 일단이 상기 제1 비아의 타단과 연결되고 타단이 상기 제2 비아의 타단과 연결되는 연결 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 제1 접속 단자 중 어느 하나가 점퍼선(jumper line)을 통해 상기 제1 코일의 일단과 연결될 수 있다.
여기서, 상기 점퍼선은 상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트와 상기 제1 코일의 사이에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 페라이트 시트는, 상기 절연 시트의 상기 제1 코일에 대향하는 위치에 접하도록 형성되는 제1 페라이트 시트와, 상기 절연 시트의 상기 제2 코일에 대향하는 위치에 접하도록 형성되는 제2 페라이트 시트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일의 사이에 상기 제1 페라이트 시트와 상기 제2 페라이트 시트의 단차 조절용 슬릿(slit)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판은 일단이 상기 한 쌍의 제2 접속 단자에 연결되고, 타단이 상기 제2 코일에 연결되는 한 쌍의 연장 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 코일은, 일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 어느 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 타면에 제1 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 제1 루프와, 일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 일면에 상기 제1 루프를 흐르는 전류가 보강되는 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 제2 루프의 적층 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제2 코일은, 상기 절연 시트를 관통하고 상기 제1 루프의 타단과 상기 제2 루프의 타단을 연결하는 제3 비아를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 코일은, 상기 절연 시트를 관통하고 상기 제2 루프의 일단과 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나를 연결하는 제4 비아를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 이중 모드 안테나는, 인쇄 회로 기판의 일면에 형성되는 루프 형상의 NFC 코일, 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 루프 형상의 무선 전력 전송 코일, 상기 NFC 코일의 양단에 각각 연결되고, NFC 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자 및 상기 무선 전력 전송 코일의 양단에 각각 연결되고, 무선 전력 전송 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자를 포함하고, 상기 무선 전력 전송 코일은 상기 인쇄 회로 기판의 양면에 적층 구조로 형성된다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은 상기 NFC 코일의 루프의 내측에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 인쇄 회로 기판은 FPCB일 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나가 스티칭 비아를 통해 상기 NFC 코일의 일단에 연결되며, 상기 스티칭 비아는, 상기 인쇄 회로 기판을 관통하고 일단이 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 제1 비아와, 상기 인쇄 회로 기판을 관통하고 일단이 상기 NFC 코일의 일단에 연결되는 제2 비아와, 상기 인쇄 회로 기판의 타면에 형성되고 일단이 상기 제1 비아의 타단과 연결되고 타단이 상기 제2 비아의 타단과 연결되는 연결 패턴을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나가 점퍼선을 통해 상기 NFC 코일의 일단과 연결될 수 있다.
여기서, 상기 점퍼선은 상기 인쇄 회로 기판의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트와 상기 NFC 코일의 사이에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이중 모드 안테나는 상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 페라이트 시트는, 상기 인쇄 회로 기판의 상기 NFC 코일에 대향하는 위치에 접하도록 형성되는 NFC 코일용 페라이트 시트와, 상기 인쇄 회로 기판의 상기 무선 전력 전송 코일에 대향하는 위치에 접하도록 형성되는 무선 전력 전송 코일용 페라이트 시트를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 NFC 코일 및 상기 무선 전력 전송 코일의 사이에 상기 NFC 코일용 페라이트 시트와 상기 무선 전력 전송 코일용 페라이트 시트의 단차 조절용 슬릿이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이중 모드 안테나는 일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자에 연결되고, 타단이 상기 무선 전력 전송 코일에 연결되는 한 쌍의 연장 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은, 일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 어느 하나에 연결되고 상기 인쇄 회로 기판의 타면에 제1 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 상부 루프와, 일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나에 연결되고 상기 인쇄 회로 기판의 일면에 상기 상부 루프를 흐르는 전류가 보강되는 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 하부 루프의 적층 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은, 상기 인쇄 회로 기판을 관통하고 상기 상부 루프의 타단과 상기 하부 루프의 타단을 연결하는 제3 비아를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은, 상기 인쇄 회로 기판을 관통하고 상기 하부 루프의 일단과 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나를 연결하는 제4 비아를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 NFC 기능 및 무선 전력 기능이 구비된 사용자 단말은, NFC 코일 및 무선 전력 전송 코일을 포함하는 이중 모드 안테나, 상기 NFC 코일을 이용하여 NFC 통신을 수행하는 NFC 모듈, 상기 무선 전력 전송 코일을 이용하여3 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 전송 모듈을 포함하고, 상기 이중 모드 안테나에서, 상기 NFC 코일은 절연 시트의 일면에 형성되고, 상기 무선 전력 전송 코일은 상기 NFC 코일의 내측에 형성되고, 상기 무선 전력 전송 코일은 상기 절연 시트의 양면에 적층 구조로 형성된다.
여기서, 상기 이중 모드 안테나는, 상기 NFC 코일의 양단에 각각 연결되고 상기 NFC 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자 및 상기 무선 전력 전송 코일의 양단에 각각 연결되고 상기 무선 전력 전송 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나가 스티칭 비아를 통해 상기 NFC 코일의 일단에 연결되며, 상기 스티칭 비아는, 상기 절연 시트를 관통하고 일단이 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 제1 비아와, 상기 절연 시트를 관통하고 일단이 상기 NFC 코일의 일단에 연결되는 제2 비아와, 상기 절연 시트의 타면에 형성되고 일단이 상기 제1 비아의 타단과 연결되고 타단이 상기 제2 비아의 타단과 연결되는 연결 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나가 점퍼선을 통해 상기 NFC 코일의 일단과 연결될 수 있다.
여기서, 상기 점퍼선은 상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트와 상기 NFC 코일의 사이에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 사용자 단말은 일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자에 연결되고, 타단이 상기 무선 전력 전송 코일에 연결되는 한 쌍의 연장 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은, 일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 어느 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 타면에 제1 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 상부 루프와, 일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 일면에 상기 상부 루프를 흐르는 전류가 보강되는 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 하부 루프의 적층 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은, 상기 절연 시트를 관통하고 상기 상부 루프의 타단과 상기 하부 루프의 타단을 연결하는 제3 비아를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은, 상기 절연 시트를 관통하고 상기 하부 루프의 일단과 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나를 연결하는 제4 비아를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판은, 절연 시트의 일면에 형성되는 루프 형상의 NFC 코일, 상기 절연 시트 상에 형성되는 루프 형상의 무선 전력 전송 코일, 상기 NFC 코일의 양단에 각각 연결되고 외부의 NFC 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자, 상기 무선 전력 전송 코일의 양단에 각각 연결되고 외부의 무선 전력 전송 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자, 일단이 상기 NFC 코일의 일단에 연결되고 타단이 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 NFC 접속 단자 연결라인 및 일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자에 연결되고 타단이 상기 무선 전력 전송 코일에 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자 연결라인을 포함한다.
여기서, 상기 NFC 접속 단자 연결라인은 점퍼선(jumper line) 또는 스티칭 비아(stitching via)로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 스티칭 비아는, 상기 절연 시트를 관통하고 일단이 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 제1 비아와, 상기 절연 시트를 관통하고 일단이 상기 NFC 코일의 일단에 연결되는 제2 비아와, 상기 절연 시트의 타면에 형성되고 일단이 상기 제1 비아의 타단에 연결되고 타단이 상기 제2 비아의 타단에 연결되는 연결 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 점퍼선은 상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트와 상기 NFC 코일의 사이에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은 상기 NFC 코일의 루프의 내측에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은 상기 절연 시트의 양면에 적층 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은, 일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자 연결라인의 어느 하나에 연결되고 상기 절연 시트의 일면에 제1 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 제1 루프와, 일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자 연결라인의 다른 하나에 연결되고 상기 절연 시트의 타면에 상기 제1 루프를 흐르는 전류가 보강되는 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 제2 루프의 적층 구조로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 이중 모드 안테나는, 제1 절연 시트 상에 형성되는 루프 형상의 NFC 코일, 상기 NFC 코일의 루프의 내측에 형성되는 무선 전력 전송 코일, 상기 무선 전력 전송 코일을 외부의 W/C 모듈에 연결하는 연장 라인, 상기 NFC 코일의 양단에 각각 연결되고, 외부의 NFC 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자 및 상기 무선 전력 전송 코일의 양단에 각각 연결되고, 외부의 무선 전력 전송 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자를 포함한다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은 리얼 코일(real coil)로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 NFC 코일의 루프의 내측에 상기 제1 절연 시트를 관통하여 형성되는 연장 라인용 슬롯을 더 포함하고, 상기 연장 라인은 상기 연장 라인용 슬롯을 통해 삽입되어 상기 NFC 코일의 루프의 내측에서 상기 무선 전력 전송 코일과 결합될 수 있다.
여기서, 상기 연장 라인 및 상기 W/C 접속 단자는 제2 절연 시트 상에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 무선 전력 전송 코일은 제3 절연 시트의 양면에 적층 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 이중 모드 안테나는 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나를 상기 NFC 코일에 연결시키는 점퍼선(jumper line) 또는 스티칭 비아를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 사용자 단말에서 안테나 탑재 공간을 효율적으로 배치하여 NFC 통신 및 무선 전력 전송을 동시에 지원할 수 있다.
또한, 사용자 단말에서 NFC 안테나와 무선 전력 전송 안테나를 서로 중첩되지 않도록 배치하여 상호 간섭에 의한 통신 성능 저하를 억제할 수 있다.
도 1은 무선 전력 전송 시스템의 전체 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 모드 안테나가 사용자 단말의 후면 커버에 장착되는 경우를 설명하기 위한 사용자 단말 본체의 후면도 및 후면 커버의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 모드 안테나의 정면도 및 후면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 모드 안테나의 정면도 및 후면도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 모드 안테나의 구조를 설명하기 위한 측면도이다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 모드 안테나의 정면도 및 후면도이다.
도 8은 도 7의 이중 모드 안테나의 구성 요소인 NFC 안테나부의 세부 구성을 나타내는 정면도 및 후면도이다.
도 9는 도 7의 이중 모드 안테나의 구성 요소인 연장 라인부의 세부 구성을 나타내는 정면도 및 후면도이다.
도 10은 도 7의 이중 모드 안테나의 구성 요소인 무선 전력 전송 코일의 세부 구성을 나타내는 정면도 및 후면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서, 사용자 단말은 외부로부터 전력을 공급받는 전자 기기로서, 다른 사용자 단말들과의 통신을 위한 수단의 하나로서 NFC 통신을 지원하며, 예를 들어, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등과 같이, 이동 가능한 모바일 단말일 수 있으며, 또는 TV, 전자 액자, 냉장고 등 외부 장치와의 통신을 수행하는 어떠한 전자 기기라도 해당될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 무선 전력 전송 시스템의 개념 및 동작을 설명하기 위한 전체 개요도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전송 시스템은 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치(10)(또는, 송전기)와, 전력을 무선으로 수신하는 무선 전력 수신 장치(20)(또는, 수전기)로 구성된다.
무선 전력 송신 장치(10)와 무선 전력 수신 장치(20)는 자기 유도 방식으로 무선으로 전력을 전송한다.
무선 전력 송신 장치(10)는 전력 전송을 위해 송전 안테나(11)를 이용하여 외부로 전자기장을 방사한다. 이를 위하여 무선 전력 송신 장치(10)는 외부로부터 AC 전원을 공급받는다.
무선 전력 송신 장치(10)는 외부의 입력 전원으로부터 공급된 AC 전원을 AC/DC 컨버터(미도시)를 이용하여 DC 전원으로 정류하고, 이후, 무선 전력 전송을 위해 DC/AC 변환 회로(미도시)를 통해 고주파 AC 전원으로 재변환하여, 송전 안테나(11)를 통해 무선 전력 수신 장치(20)로 전송한다.
무선 전력 수신 장치(20)는 무선 전력 송신 장치(10)로부터 전송된 전력 신호를 수전 안테나(21)를 이용하여 수신할 수 있다. 구체적으로, 무선 전력 송신 장치(10)의 송전 안테나(11)를 흐르는 전류에 의해 송전 안테나(11)의 주변에 자기장이 생성되고, 전자기 유도에 의해 상기 자기장에 인접하게 배치된 무선 전력 수신 장치(20)의 수전 안테나(21)에는 전압이 유도되어 전력이 전송될 수 있다.
무선 전력 수신 장치(20)는 전송된 전력을 이용하여 부하 기기(30)를 충전하거나 무선 전력 수신 장치(20)의 구동에 필요한 구동 전력을 공급할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 모드 안테나를 구비하는 사용자 단말의 세부 구성을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 사용자 단말은 NFC 통신을 처리하는 NFC 모듈(200) 및 무선 전력 전송 기능을 수행하는 무선 전력 전송 모듈(300)을 포함한다. 또한, 사용자 단말은 NFC 모듈(200)과 전기적으로 연결되는 NFC 코일(110) 및 무선 전력 전송 모듈(300)과 전기적으로 연결되는 무선 전력 전송 코일(120)을 포함하는 이중 모드 안테나(100)를 더 포함한다.
이중 모드 안테나(100)은 NFC 코일(110)과 무선 전력 전송 코일(120)이 일정한 간격으로 이격된 이중 루프 형상으로 구현될 수 있다. 이중 모드 안테나(100)는 절연 시트 상에 NFC 코일(110) 및 무선 전력 전송 코일(120)의 패턴이 형성된 구조일 수 있으며, 예를 들어, 연성 회로 기판(FPCB)를 이용하여 형성될 수 있다.
이때, NFC 코일(110)과 무선 전력 전송 코일(120)은 전기적으로 분리되며, 또한, NFC 코일(110)과 무선 전력 전송 코일(120)에 의해 형성되는 이중 루프 형상에서 NFC 코일(110)과 무선 전력 전송 코일(120) 간의 간격을 조절하여 코일의 임피던스 매칭을 조절할 수 있다.
NFC 모듈(200)은 NFC 코일(110)을 제어하여 사용자 단말 상에서 NFC 통신을 수행한다. 구체적으로, NFC 모듈(200)은 NFC 임피던스 매칭부(210), NFC 트랜시버(220) 및 NFC 제어부(230)를 포함한다.
사용자 또는 사용자 단말 상의 어플의 동작에 의해 NFC 기능이 요청되면, 사용자 단말의 제어부(400)는 NFC 모듈(200)을 동작시켜서 NFC 기능을 활성화시킨다.
NFC 임피던스 매칭부(210)는 NFC 코일(110)과 NFC 트랜시버(220) 사이에 설치되어, NFC 코일(110)와 NFC 트랜시버(220) 사이의 임피던스를 정합시킬 수 있다.
NFC 트랜시버(220)는 베이스밴드 처리부와 통신규약 처리회로, 레지스터 파일, UART 직렬 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 상기의 NFC 트랜시버(220)의 각 구성 요소들에 대해서는 공지된 기술에 상응하는 바, 본 명세서 상에서는 설명을 생략하기로 한다.
NFC 제어부(230)는 NFC 트랜시버(220)와 연결되어 NFC 트랜시버(220)의 전체적인 동작을 제어한다. 또한, NFC 제어부(230)는 별도의 통신 인터페이스를 통해 외부의 호스트와 통신을 수행할 수 있다.
무선 전력 전송 모듈(300)은 무선 전력 전송(W/C) 임피던스 매칭부(310), 정류부(320) 및 충전부(330)를 포함할 수 있다.
W/C 임피던스 매칭부(310)는 무선 전력 전송 코일(120)와 정류부(320) 사이에 배치되어 무선 전력 전송 코일(120)과 정류부(320) 사이의 임피던스를 정합시킬 수 있다.
정류부(320)는 무선 전력 전송 코일(120)를 통해 입력되는 전력 신호를 반파 정류 형태로 정류하여 DC 전력으로 정류한다. 정류부(320)에 의해 정류된 DC 신호는 미도시된 필터링부에 의해 고주파 노이즈 성분이 제거될 수 있으며, 이후 충전부(330) 또는 장치 구동을 위해 필요한 전압으로 변환될 수 있다.
충전부(330)는 필요한 전압으로 변환된 전력을 이용하여 외부의 부하 기기 또는 내부의 배터리를 충전한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 모드 안테나(100)의 세부 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 모드 안테나가 사용자 단말의 후면 커버에 장착되는 경우를 설명하기 위한 사용자 단말 본체의 후면도 및 후면 커버의 분해도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이중 모드 안테나(100)는 사용자 단말의 배터리 커버(700)에 장착될 수 있다. 이중 모드 안테나(100)는 사용자 단말의 본체(600)와 대면하는 배터리 커버(700)의 내측면에 부착되거나 배터리 커버(700)의 내부에 일체로서 결합되도록 형성될 수 있다. 이때, 배터리 커버(700)의 내부에 일체로서 결합 형성되는 경우에는 이중 모드 안테나(100)의 NFC 코일 접속 단자(130) 및 W/C 코일 접속 단자(140)가 배터리 커버(700)의 내측면을 통해 외부로 노출되도록 해당 부위에 개구부가 형성될 수 있다. 이때, NFC 코일 접속 단자(130)는 두 개의 단자가 한 쌍을 이루도록 구성되며, W/C 코일 접속 단자(140)의 경우도 마찬가지로 두 개의 단자가 한 쌍을 이루도록 구성될 수 있다.
사용자 단말의 본체 후면에는 이중 모드 안테나(100)의 NFC 코일 접속 단자(130) 및 W/C 코일 접속 단자(140)에 대향되는 위치에 NFC 모듈 접속 단자(620) 및 W/C 모듈 접속 단자(610)가 각각 형성될 수 있다. 따라서, 배터리 커버(700)를 사용자 단말 본체(600)에 결합하면 NFC 코일 접속 단자(130)와 W/C 코일 접속 단자(140)는 각각 NFC 모듈 접속 단자(620)와 W/C 모듈 접속 단자(610)에 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, NFC 모듈 접속 단자(620) 또는 W/C 모듈 접속 단자(610)는 C-클립 형상으로 형성되어 탄성에 의해 NFC 코일 접속 단자(130) 또는 W/C 코일 접속 단자(140)와의 접속 상태를 유지시킬 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 모드 안테나(100)의 구현 형상에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 모드 안테나(100)의 정면도 및 후면도이다.
도 4를 참조하면, 이중 모드 안테나(100)는 FPCB 등의 절연 시트(105)에 NFC 패턴을 형성하여 생성하며, 절연 시트(105)의 전면에는 한 쌍의 NFC 코일 접속 단자(130)와 한 쌍의 W/C 코일 접속 단자(140)가 형성될 수 있다.
NFC 코일 접속 단자(130)는 NFC 코일(110)에 연결되어 NFC 모듈 접속 단자(620)를 통해 입력된 신호를 외부로 전송하거나 또는 외부로부터 수신된 NFC 신호를 NFC 모듈(300)로 전달할 수 있다.
NFC 코일(110)은 절연 시트(105)의 전면에 형성될 수 있으며, 루프의 직경을 최대화하고 루프를 이루는 권선들의 횟수 및 권선간 커패시턴스를 감소시키기 위하여 절연 시트(105)의 외측을 따라서 가능한 넓게 형성된다.
NFC 코일(110)의 일단은 NFC 코일 접속 단자 중 하나(132)에 연결되며, NFC 코일(110)은 패턴이 내부로 회전하며 루프를 형성하며, 루프의 내부에서 NFC 코일(110)의 일단은 스티칭 비아(stitching via)(150)를 통해 루프 외부의 NFC 코일 접속 단자 중 하나(134)에 연결된다.
스티칭 비아(150)는 절연 시트를 관통하는 두 개의 비아(via)(152, 154)와 상기 두 개의 비아(152, 154) 사이에 형성되어 신호의 연결 경로를 형성하는 연결 패턴(156)으로 구성될 수 있다. 이때, 연결 패턴(156)은 절연 시트(105)의 후면에 형성될 수 있다.
W/C 코일 접속 단자(140)는 무선 전력 전송 코일(120)에 연결되어 W/C 모듈 접속 단자(610)를 통해 입력된 전력 신호를 송수신할 수 있다.
무선 전력 전송 코일(120)는 NFC 코일(110)이 형성하는 루프의 내측에 형성될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 전송 코일(120)의 직경은 NFC 코일(110)에 비해 상대적으로 작으며, 따라서, 필요한 권선 수를 확보하기 위하여 무선 전력 전송 코일(120)은 절연 시트(105)의 전면 및 후면에 적층 구조로 형성될 수 있다.
이때, 절연 시트(105)의 전면에 형성된 무선 전력 전송 코일(122)은 내부로 수렴하는 루프 형상을 가지며, 루프의 내부에서 비아 홀(162)을 통해 절연 시트를 관통하여 후면의 무선 전력 전송 코일(124)에 연결된다.
이때, 절연 시트(105)의 전면에 형성된 무선 전력 전송 코일(122)과 후면에 형성된 무선 전력 전송 코일(124)은 전면에서 봤을 때 동일한 방향으로 회전하며 루프를 형성하여 무선 전력 전송 코일(120)을 흐르는 전류가 서로 보강될 수 있다.
W/C 코일 접속 단자의 양단(142, 144)과 무선 전력 전송 코일(120)의 양단은 한 쌍의 연장 패턴(170)에 의해 연결된다. 연장 패턴(170)은 W/C 코일 접속 단자(140)의 배치 위치에 따라 가변적인 형상을 가질 수 있어서, 사용자 단말(100)의 내부 회로 설계시의 유연성을 보장할 수 있다.
또한, 연장 패턴(170)은 절연 시트(105)의 후면에 형성되며, W/C 코일 접속 단자(142, 144)는 한 쌍의 비아 홀(143, 145)을 통해 절연 시트를 관통하여 후면에 형성된 연장 패턴(170)의 일측에 연결될 수 있다.
연장 패턴(170)의 타측은 무선 전력 전송 코일(120)에 연결된다. 한 쌍의 연장 패턴(170) 중 하나의 연장 패턴은 비아 홀(162)을 통해 절연 시트(105)의 전면에 형성된 무선 전력 전송 코일(122)의 일단에 연결되며, 다른 하나의 연장 패턴은 절연 시트의 후면에 형성된 무선 전력 전송 코일(124)의 타단에 연결된다.
상기와 같이, 무선 전력 전송 코일(120)은 비아 홀(162, 164, 143, 145) 및 절연 시트(105)의 후면에 형성된 연장 패턴(170)에 의해 W/C 코일 접속 단자(140)와 연결되므로, 무선 전력 전송 코일(120)과 NFC 코일(110) 간의 중첩되는 영역이 없어서 상호 간섭에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다.
한편, NFC 코일(110)과 무선 전력 전송 코일(120) 사이에는 단차 조절용 슬릿이 형성될 수 있다. 도 6을 참조하면, 절연 시트(105)의 전면에는 W/C 코일용 페라이트 시트(194) 및 NFC 코일용 페라이트 시트(192)가 순서대로 부착될 수 있다. 참고로, 페라이트 시트는 와전류(eddy current)로 인한 자속의 차폐를 방지한다.
이 경우, NFC 코일용 페라이트 시트(192)에 비해 내측의 W/C 코일용 페라이트 시트(194)의 크기가 상대적으로 작으며, 따라서, W/C 코일용 페라이트 시트(194)가 겹쳐진 부분의 두께는 NFC 코일용 페라이트 시트(192)만 부착된 부분의 두께에 비해 상대적으로 두꺼워진다.
따라서, NFC 코일(110)과 무선 전력 전송 코일(120)의 사이에 상기와 같은 페라이트 시트의 두께로 인한 단차를 조절하기 위한 단자 조절용 슬릿(198)을 형성하여 두께 차이로 인한 무선 전력 전송 코일(120) 또는 연장 패턴(170)의 손상을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 모드 안테나의 정면도 및 후면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 모드 안테나(100)는 도 4의 이중 모드 안테나와 동일하게, 절연 시트(105)에 NFC 코일(110)이 형성되고, NFC 코일(110)의 루프 내측에 무선 전력 전송 코일(120)이 형성될 수 있다. NFC 코일(110) 및 무선 전력 전송 코일(120)은 NFC 코일 접속 단자(130) 및 W/C 코일 접속 단자(140)에 각각 연결된다.
NFC 코일(110)의 일단은 NFC 코일 접속 단자 중 하나(132)에 연결되며, NFC 코일(110)은 패턴이 내부로 회전하며 루프를 형성하며, 루프의 내부에서 NFC 코일(110)의 일단은 점퍼선(jumper line)(190)을 통해 루프 외부의 NFC 코일 접속 단자 중 하나(134)에 연결될 수 있다.
이때, 점퍼선(190)은 절연 시트(105)의 전면에 형성된 NFC 코일(110)의 상부에 형성되므로, 도 6에서와 같이, NFC 신호가 인입 또는 인출되는 절연 시트(105)의 후면을 점퍼선(190)이 차단하지 않아서, NFC 코일(110)에의 간섭을 억제할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 모드 안테나의 세부 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이중 모드 안테나(1000)의 세부 구성을 나타내는 정면도 및 후면도이다.
도 7을 참조하면, 이중 모드 안테나(1000)는 NFC 코일이 형성된 NFC 안테나부(1100)와, 무선 전력 전송 코일(1300) 및 상기 무선 전력 전송 코일(1300)을 외부의 무선 전력 전송 모듈과 연결시키는 연장 라인부(1200)를 포함한다. 이때, NFC 안테나부(1100), 무선 전력 전송 코일(1300) 및 연장 라인부(1200)는 각각 별도의 절연 시트 상에 형성될 수 있다.
이때, 무선 전력 전송 코일(1300)은 NFC 안테나부(1100)의 NFC 코일(1120)이 형성하는 루프의 내측에 배치될 수 있으며, 이 경우, 상기 루프의 내측에 위치하는 무선 전력 전송 코일(1300)은 연장 라인부(1200)를 통해 NFC 코일(1120)의 외부로 연결될 수 있다.
한편, 이중 모드 안테나(1000)에는 페라이트 시트가 접착될 수 있다. 이때, 페라이트 시트는 NFC 안테나부(1100)에 대향되는 위치에 접착되는 NFC 코일용 페라이트 시트와 무선 전력 전송 코일(1300)에 대향되는 위치에 접착되는 무선 전력 전송 코일용 페라이트 시트로 구성될 수 있다.
도 8을 참조하여 NFC 안테나부(1100)의 세부 구성을 살펴보면, NFC 안테나부(1100)는 제1 절연 시트(1110)와, 상기 제1 절연 시트(1110)의 전면에 형성되고 외부의 NFC 모듈과 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자(1130)와, 상기 제1 절연 시트(1110)의 전면에 루프 형상으로 형성되고 상기 NFC 접속 단자(1130)와 연결되는 NFC 코일(1120)을 포함한다.
이때, 상기 NFC 코일(1120)의 일단은 NFC 접속 단자 연결라인(1140)에 의해 NFC 접속 단자(1130)와 연결될 수 있다. 이 경우, NFC 접속 단자 연결라인(1140)은 점퍼선(jumper line)으로 구현되거나, 또는 제1 절연 시트(1100)를 관통하여 형성된 스티칭 비아(stitching via)로 구현될 수 있다.
또한, NFC 안테나부(1100)에서, NFC 코일(1120)의 루프의 내측에는 연장라인용 슬롯(1150)이 형성될 수 있어서, 상기 연장 라인부(1200)가 연장라인용 슬롯(1150)을 통해 삽입되어 루프 내부의 무선 전력 전송 코일(1300)과 연결될 수 있다.
이때, 상기 연장 라인부(1200)는 NFC 안테나부(1100)의 전면과 페라이트 시트 사이에 배치되므로, 연장 라인에 의한 NFC 코일(1120)에의 간섭을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 9를 참조하여 연장 라인부(1200)의 세부 구성을 살펴보면, 연장 라인부(1200)는 제1 절연 시트(1110)와는 별도의 제2 절연 시트(1210)와, 상기 제2 절연 시트(1210)의 전면에 형성되고 무선 전력 전송 모듈과 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자(1220)와, 상기 제2 절연 시트(1210)의 후면에 형성되는 한 쌍의 W/C 연장 라인(1230)과, 상기 W/C 연장 라인(1230)을 무선 전력 전송 코일(1300)과 연결시키는 한 쌍의 접합부(1260)를 포함한다.
이때, W/C 연장 라인(1230)은 한 쌍의 비아홀(1240)을 통해 상기 W/C 접속 단자(1220)와 연결되며, 다른 한 쌍의 비아홀(1250)을 통해 상기 접합부(1260)와 연결될 수 있다.
이전 설명한 바와 같이, 무선 전력 전송 코일(1300)은 별도의 제3 절연 시트 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 전송 코일(1300)은 제3 절연 시트의 양면에 중첩되어 형성될 수 있다.
또한, 무선 전력 전송 코일(1300)은 전도성이 높은 소재로 만들어진 리얼 코일로 구현될 수 있다. 이 경우, 리얼 코일의 양단(1310, 1320)은 상기 접합부(1262, 1264)에 납땜 등의 방법으로 결합될 수 있다.
이상과 같은 구성을 통해, 본 발명의 사용자 단말은 협소한 공간에 NFC 안테나 및 무선 전력 전송 안테나를 함께 구비할 수 있으며, NFC 안테나와 무선 전력 전송 안테나 간의 중첩되는 영역을 회피함으로써 상호 간섭에 의한 성능 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (50)

  1. 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판에 있어서,
    절연 시트의 일면에 형성되는 루프 형상의 제1 코일 및
    상기 제1 코일의 루프의 내측에 형성되는 루프 형상의 제2 코일을 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 코일은 상기 절연 시트의 양면에 적층 구조로 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 코일 및 상기 제2 코일은 각각 NFC 루프 안테나 및 무선 전력 전송 코일인, 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 코일의 양단에 각각 연결되고, 한 쌍의 제1 외부 회로 단자에 접촉하여 전기적으로 연결되는 한 쌍의 제1 접속 단자 및
    상기 제2 코일의 양단에 각각 연결되고, 한 쌍의 제2 외부 회로 단자에 접촉하여 전기적으로 연결되는 한 쌍의 제2 접속 단자를 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 외부 회로 단자 및 상기 제2 외부 회로 단자는 각각 외부의 NFC 모듈 및 무선 전력 전송 모듈에 연결되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1 접속 단자 중 어느 하나가 스티칭 비아(stitching via)를 통해 상기 제1 코일의 일단에 연결되며,
    상기 스티칭 비아는,
    상기 절연 시트를 관통하고, 일단이 상기 한 쌍의 제1 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 제1 비아와,
    상기 절연 시트를 관통하고, 일단이 상기 제1 코일의 일단에 연결되는 제2 비아와,
    상기 절연 시트의 타면에 형성되고, 일단이 상기 제1 비아의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제2 비아의 타단과 연결되는 연결 패턴을 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1 접속 단자 중 어느 하나가 점퍼선(jumper line)을 통해 상기 제1 코일의 일단과 연결되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 점퍼선은 상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트와 상기 제1 코일의 사이에 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 페라이트 시트는,
    상기 절연 시트의 상기 제1 코일에 대향하는 위치에 접하도록 형성되는 제1 페라이트 시트와,
    상기 절연 시트의 상기 제2 코일에 대향하는 위치에 접하도록 형성되는 제2 페라이트 시트를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 코일 및 상기 제2 코일의 사이에 상기 제1 페라이트 시트와 상기 제2 페라이트 시트의 단차 조절용 슬릿(slit)이 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  12. 제 4 항에 있어서,
    일단이 상기 한 쌍의 제2 접속 단자에 연결되고, 타단이 상기 제2 코일에 연결되는 한 쌍의 연장 패턴을 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 코일은,
    일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 어느 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 타면에 제1 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 제1 루프와,
    일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 일면에 상기 제1 루프를 흐르는 전류가 보강되는 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 제2 루프의 적층 구조로 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 코일은,
    상기 절연 시트를 관통하고, 상기 제1 루프의 타단과 상기 제2 루프의 타단을 연결하는 제3 비아를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 코일은,
    상기 절연 시트를 관통하고, 상기 제2 루프의 일단과 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나를 연결하는 제4 비아를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  16. 이중 모드 안테나에 있어서,
    인쇄 회로 기판의 일면에 형성되는 루프 형상의 NFC 코일,
    상기 인쇄 회로 기판 상에 형성되는 루프 형상의 무선 전력 전송 코일,
    상기 NFC 코일의 양단에 각각 연결되고, NFC 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자 및
    상기 무선 전력 전송 코일의 양단에 각각 연결되고, 무선 전력 전송 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자를 포함하고,
    상기 무선 전력 전송 코일은 상기 인쇄 회로 기판의 양면에 적층 구조로 형성되는,
    이중 모드 안테나.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은 상기 NFC 코일의 루프의 내측에 형성되는,
    이중 모드 안테나.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 FPCB인,
    이중 모드 안테나.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나가 스티칭 비아를 통해 상기 NFC 코일의 일단에 연결되며,
    상기 스티칭 비아는,
    상기 인쇄 회로 기판을 관통하고, 일단이 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 제1 비아와,
    상기 인쇄 회로 기판을 관통하고, 일단이 상기 NFC 코일의 일단에 연결되는 제2 비아와,
    상기 인쇄 회로 기판의 타면에 형성되고, 일단이 상기 제1 비아의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제2 비아의 타단과 연결되는 연결 패턴을 포함하는,
    이중 모드 안테나.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나가 점퍼선을 통해 상기 NFC 코일의 일단과 연결되는,
    이중 모드 안테나.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 점퍼선은 상기 인쇄 회로 기판의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트와 상기 NFC 코일의 사이에 형성되는,
    이중 모드 안테나.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 페라이트 시트는,
    상기 인쇄 회로 기판의 상기 NFC 코일에 대향하는 위치에 접하도록 형성되는 NFC 코일용 페라이트 시트와,
    상기 인쇄 회로 기판의 상기 무선 전력 전송 코일에 대향하는 위치에 접하도록 형성되는 무선 전력 전송 코일용 페라이트 시트를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 NFC 코일 및 상기 무선 전력 전송 코일의 사이에 상기 NFC 코일용 페라이트 시트와 상기 무선 전력 전송 코일용 페라이트 시트의 단차 조절용 슬릿이 형성되는,
    이중 모드 안테나.
  25. 제 16 항에 있어서,
    일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자에 연결되고, 타단이 상기 무선 전력 전송 코일에 연결되는 한 쌍의 연장 패턴을 포함하는,
    이중 모드 안테나.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은,
    일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 어느 하나에 연결되고, 상기 인쇄 회로 기판의 타면에 제1 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 상부 루프와,
    일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나에 연결되고, 상기 인쇄 회로 기판의 일면에 상기 상부 루프를 흐르는 전류가 보강되는 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 하부 루프의 적층 구조로 형성되는,
    이중 모드 안테나.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은,
    상기 인쇄 회로 기판을 관통하고, 상기 상부 루프의 타단과 상기 하부 루프의 타단을 연결하는 제3 비아를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은,
    상기 인쇄 회로 기판을 관통하고, 상기 하부 루프의 일단과 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나를 연결하는 제4 비아를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나.
  29. NFC 기능 및 무선 전력 기능이 구비된 사용자 단말에 있어서,
    NFC 코일 및 무선 전력 전송 코일을 포함하는 이중 모드 안테나,
    상기 NFC 코일을 이용하여 NFC 통신을 수행하는 NFC 모듈,
    상기 무선 전력 전송 코일을 이용하여3 무선으로 전력을 전송하는 무선 전력 전송 모듈을 포함하고,
    상기 이중 모드 안테나에서,
    상기 NFC 코일은 절연 시트의 일면에 형성되고,
    상기 무선 전력 전송 코일은 상기 NFC 코일의 내측에 형성되고,
    상기 무선 전력 전송 코일은 상기 절연 시트의 양면에 적층 구조로 형성되는,
    사용자 단말.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 이중 모드 안테나는,
    상기 NFC 코일의 양단에 각각 연결되고, 상기 NFC 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자 및
    상기 무선 전력 전송 코일의 양단에 각각 연결되고, 상기 무선 전력 전송 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자를 더 포함하는,
    사용자 단말.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나가 스티칭 비아를 통해 상기 NFC 코일의 일단에 연결되며,
    상기 스티칭 비아는,
    상기 절연 시트를 관통하고, 일단이 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 제1 비아와,
    상기 절연 시트를 관통하고, 일단이 상기 NFC 코일의 일단에 연결되는 제2 비아와,
    상기 절연 시트의 타면에 형성되고, 일단이 상기 제1 비아의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제2 비아의 타단과 연결되는 연결 패턴을 포함하는
    사용자 단말.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나가 점퍼선을 통해 상기 NFC 코일의 일단과 연결되는,
    사용자 단말.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 점퍼선은 상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트와 상기 NFC 코일의 사이에 형성되는,
    사용자 단말.
  34. 제 30 항에 있어서,
    일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자에 연결되고, 타단이 상기 무선 전력 전송 코일에 연결되는 한 쌍의 연장 패턴을 포함하는,
    사용자 단말.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은,
    일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 어느 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 타면에 제1 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 상부 루프와,
    일단이 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 일면에 상기 상부 루프를 흐르는 전류가 보강되는 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 하부 루프의 적층 구조로 형성되는,
    사용자 단말.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은,
    상기 절연 시트를 관통하고, 상기 상부 루프의 타단과 상기 하부 루프의 타단을 연결하는 제3 비아를 더 포함하는,
    사용자 단말.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은,
    상기 절연 시트를 관통하고, 상기 하부 루프의 일단과 상기 한 쌍의 연장 패턴의 다른 하나를 연결하는 제4 비아를 더 포함하는,
    사용자 단말.
  38. 이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판에 있어서,
    절연 시트의 일면에 형성되는 루프 형상의 NFC 코일,
    상기 절연 시트 상에 형성되는 루프 형상의 무선 전력 전송 코일,
    상기 NFC 코일의 양단에 각각 연결되고, 외부의 NFC 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자,
    상기 무선 전력 전송 코일의 양단에 각각 연결되고, 외부의 무선 전력 전송 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자,
    일단이 상기 NFC 코일의 일단에 연결되고 타단이 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 NFC 접속 단자 연결라인 및
    일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자에 연결되고 타단이 상기 무선 전력 전송 코일에 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자 연결라인을 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 NFC 접속 단자 연결라인은 점퍼선(jumper line) 또는 스티칭 비아(stitching via)로 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 스티칭 비아는,
    상기 절연 시트를 관통하고, 일단이 상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나에 연결되는 제1 비아와,
    상기 절연 시트를 관통하고, 일단이 상기 NFC 코일의 일단에 연결되는 제2 비아와,
    상기 절연 시트의 타면에 형성되고, 일단이 상기 제1 비아의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제2 비아의 타단에 연결되는 연결 패턴을 포함하는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 점퍼선은 상기 절연 시트의 일면에 접하도록 형성되는 페라이트 시트와 상기 NFC 코일의 사이에 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  42. 제 38 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은 상기 NFC 코일의 루프의 내측에 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  43. 제 38 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은 상기 절연 시트의 양면에 적층 구조로 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은,
    일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자 연결라인의 어느 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 일면에 제1 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 제1 루프와,
    일단이 상기 한 쌍의 W/C 접속 단자 연결라인의 다른 하나에 연결되고, 상기 절연 시트의 타면에 상기 제1 루프를 흐르는 전류가 보강되는 방향으로 복수 회 감기도록 형성되는 제2 루프의 적층 구조로 형성되는,
    이중 모드 안테나용 인쇄 회로 기판.
  45. 이중 모드 안테나에 있어서,
    제1 절연 시트 상에 형성되는 루프 형상의 NFC 코일,
    상기 NFC 코일의 루프의 내측에 형성되는 무선 전력 전송 코일,
    상기 무선 전력 전송 코일을 외부의 W/C 모듈에 연결하는 연장 라인,
    상기 NFC 코일의 양단에 각각 연결되고, 외부의 NFC 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 NFC 접속 단자 및
    상기 무선 전력 전송 코일의 양단에 각각 연결되고, 외부의 무선 전력 전송 모듈과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 W/C 접속 단자를 포함하는,
    이중 모드 안테나.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은 리얼 코일(real coil)로 형성되는,
    이중 모드 안테나.
  47. 제 45 항에 있어서,
    상기 NFC 코일의 루프의 내측에 상기 제1 절연 시트를 관통하여 형성되는 연장 라인용 슬롯을 더 포함하고,
    상기 연장 라인은 상기 연장 라인용 슬롯을 통해 삽입되어 상기 NFC 코일의 루프의 내측에서 상기 무선 전력 전송 코일과 결합되는,
    이중 모드 안테나.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 연장 라인 및 상기 W/C 접속 단자는 제2 절연 시트 상에 형성되는,
    이중 모드 안테나.
  49. 제 45 항에 있어서,
    상기 무선 전력 전송 코일은 제3 절연 시트의 양면에 적층 구조로 형성되는,
    이중 모드 안테나.
  50. 제 45 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 NFC 접속 단자 중 어느 하나를 상기 NFC 코일에 연결시키는 점퍼선(jumper line) 또는 스티칭 비아를 더 포함하는,
    이중 모드 안테나.
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