EBG 구조를 이용한 메탈 프레임 스마트폰 내의 전자파 간섭 저감

Abstract

최근 프리미엄급 스마트폰들은 대부분 메탈 프레임을 채용하고 있으며, 이는 중저가 스마트폰으로 확산되고 있는 추세이다. 하지만, 메탈 프레임은 스마트폰 내 디지털 부품에서 발생하는 전자파 노이즈의 좋은 전달 경로가 되어, 스마트폰 상단부 또는 하단부에 위치한 무선 안테나에 전자파 간섭을 일으키는 원인이 될 수 있다. 본 논문에서는 메탈 프레임에 EBG(Electromagnetic Band Gap) 구조를 적용하여 안테나로의 전자파 간섭을 줄일 수 있는 방법을 제안하였다. <TEX>$7{\times}6$</TEX> 배열의 다중 비아(Multi-via) EBG 구조를 갖는 메탈 프레임을 설계하였으며, 이를 적용할 경우, 메탈 프레임을 통한 표면 전자파 노이즈 간섭을 20 dB 정도 저감시킬 수 있음을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. Recent premium smartphones commonly employ a metal frame and this trend is currently spreading over mid-range smartphones. However, the metal frame becomes a good coupling path of electromagnetic noises emitted from digital components in smartphones and then increases radio-frequency interference(RFI) to RF antennas located at top and bottom sides of smartphones. This paper proposed a metal frame with EBG(Electromagnetic Band Gap) structure to reduce the noise coupling to antenna by suppressing surface wave on the metal frame. By simulation, it is confirmed that the proposed metal frame with <TEX>$7{\times}6$</TEX> mushroom-type EBG array pattern with multi-via can reduce the noise coupling to RF antenna by about 20 dB.