CN113169442A - 搭载于车辆的天线系统 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的搭载于车辆的天线系统，包括：第一天线系统，构成为发送和接收基于第一通信系统的第一信号的复数个第一天线元件执行多输入多输出(MIMO：Multi Input Multi Output)；以及第二天线系统，构成为发送和接收基于第二通信系统的第二信号的复数个第二天线元件执行波束成形，复数个所述第一天线元件和所述第二天线元件配置于同一个的电路基板(circuitboard)，从而可以提供一种在具有LTE天线系统和5G天线系统的平面型(flat)车载天线中，使天线元件之间的隔离度特性最优化了的天线配置结构。

Description

搭载于车辆的天线系统
技术领域
本发明涉及搭载于车辆的天线系统。更详细地说，涉及一种搭载于车辆并通过发送和接收复数个通信信号来提供通信服务的天线系统。
背景技术
终端机可以根据可移动与否而划分为移动终端(mobile/portable terminal)和固定终端(stationary terminal)。并且，移动终端可以根据用户能够直接携带与否而划分为携带(型)终端(handheld terminal)和车载终端(vehicle mounted terminal)。
移动终端的功能正呈现出多样化。例如，具有数据和语音通信、基于摄像头的照片拍摄和视频拍摄、录制音频、基于扬声器系统的音乐文件播放以及在显示部上显示图像或视频的功能。一些终端机中附加有电子游戏功能，或者执行多媒体播放功能。尤其，最近的移动终端可以接收提供视觉内容的多媒体信号，例如广播、录像或电视节目。
如上所述的终端机(terminal)，随着功能的多样化以多媒体设备(Multimediaplayer)形式实现，具有例如拍摄照片或视频、播放音乐或视频文件、玩游戏、接收广播等复合功能。
为了支持和增加这种终端机的功能，可以考虑改进终端机的结构部分和/或软件部分。
最近，对通过将这种移动终端搭载在车辆来提供通信服务和多媒体服务的需求日益增加。另一方面，与通信服务相关地，不仅对LTE(Long Term Evolution：长期演进)等现有的通信服务，而且还对作为下一代通信服务的第五代通信服务(5G communicationservice)的需求也已经出现。
与此相关地，存在有不仅仅是尚未完成关于第五代通信服务标准的讨论，而且关于用于在车辆上实现第五代通信服务的天线系统和通信系统的讨论也未进行的问题。另外，与将车辆用天线系统搭载于车辆的方法相关地，存在有针对实现平面型(flat)天线的方法也未提出具体方法的问题。
另外，车载天线系统不仅需要支持5G通信系统，而且还需要支持作为现有通信服务的LTE等通信服务。与此相关地，在LTE中支持MIMO(Multi-Input Multi-Output：多输入多输出)模式，以提高传输速度。不过，为了支持这种MIMO模式，LTE天线之间的隔离度(isolation)变得很重要，但是，存在有尚未具体提出在可搭载于车辆内部的大小范围内确保充分的隔离度的方案的问题。
另外，当配置有诸如LTE的4G通信系统的天线和5G通信系统的天线时，这些之间的隔离度也很重要。与此相关地，在5G通信系统的天线以6GHz以下的Sub 6频段进行动作，或者使用4G通信系统的一部分频段的LTE重配置(re-farming)的情况下，尤其如此。因此，存在有未具体提出在能够搭载于车辆内部的大小的前提下，在复数个通信系统的天线之间确保充分的隔离度的方案的问题。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的一目的在于，提供一种不仅能够提供现有的移动通信服务，而且还能提供下一代通信服务的平面型车载天线和隔离度特性最优化了的天线配置结构。
另外，本发明的一目的在于，将用于提供复数个通信服务的复数个天线有效地配置于车载天线系统结构物，并且利用复数个所述天线提供通信服务。
用于解决问题的手段
根据本发明的搭载于车辆的天线系统，包括：第一天线系统，构成为发送和接收基于第一通信系统的第一信号的复数个第一天线元件执行多输入多输出(MIMO：Multi InputMulti Output)；以及第二天线系统，构成为发送和接收基于第二通信系统的第二信号的复数个第二天线元件执行波束成形，复数个所述第一天线元件和所述第二天线元件配置于同一个的电路基板(circuit board)，从而可以提供一种在具有LTE天线系统和5G天线系统的平面型(flat)车载天线中，使天线元件之间的隔离度特性最优化了的天线配置结构。
根据一实施例，所述第一天线系统可以执行4x4MIMO，复数个所述第一天线元件分别可以配置于所述电路基板的左侧上端、右侧上端、左侧下端以及右侧下端。
根据一实施例，复数个所述第一天线元件包括第一LTE天线、第二LTE天线、第三LTE天线以及第四LTE天线，分别配置于所述电路基板的左侧上端和右侧上端的所述第一LTE天线和所述第二LTE天线具有以彼此之间的中心线为基准呈对称的形态。此时，所述第一LTE天线和所述第二LTE天线的供电形态可以是偏心(off-center)形态，使得彼此之间的供电位置(feeding point)隔开较远的距离，从而改善隔离度。
根据一实施例，配置于所述电路基板的左侧下端和右侧下端的所述第三LTE天线和所述第四LTE天线中的至少一个，其一部分可以比所述第一LTE天线和所述第二LTE天线更靠向左侧或右侧偏移(shift)。此时，所述第三天线可以配置于下端部的曲线区域和左侧区域而不是直线区域。
根据一实施例，还可以包括C2X天线，所述C2X天线配置在配置有所述第一LTE天线和所述第二LTE天线的区域之间。
根据一实施例，还可以包括第一WiFi天线和第二WiFi天线，所述第一WiFi天线和所述第二WiFi天线与分别配置于所述电路基板的左侧下端和右侧下端的所述第三LTE天线和所述第四LTE天线隔开规定距离配置。此时，所述第一WiFi天线和所述第二WiFi天线可以配置于所述电路基板的左侧中央和下端中央。
根据一实施例，复数个所述第二天线元件可以包括配置于所述电路基板的被所述第一LTE天线、所述第二LTE天线、所述第三LTE天线以及所述第四LTE天线围绕的中央区域(center region)的第一阵列天线、第二阵列天线、第三阵列天线以及第四阵列天线。此时，所述第一阵列天线、所述第二阵列天线、所述第三阵列天线以及所述第四阵列天线可以分别配置于所述电路基板左侧中央、右侧中央、上部以及下部，以在方位角(azimuth angle)方向上覆盖预定区域。
根据一实施例，还可以包括SDAS天线和GNSS天线，所述SDAS天线和GNSS天线与配置于所述左侧中央和所述右侧中央的所述第一阵列天线和所述第二阵列天线隔开规定距离而配置。
根据一实施例，在通过所述GNSS天线来接收信号的情况下，所述第一LTE天线、第二LTE天线、第三LTE天线以及第四LTE天线可以将所述第一信号的发送功率设定为临界值以下。
根据一实施例，所述第一天线系统和所述第二天线系统可以配置在与多边形结构的所述电路基板相对应的天线PCB上。此时，在所述天线PCB的背面可以配置有集成模块，在所述集成模块可以配置有调制解调器模块(Modem Module)、连接模块(ConnectivityModule)以及毫米波(mmWave)模块。
根据一实施例，在所述天线PCB的上部可以配置有上部盖，在所述天线PCB的下部可以配置有主PCB。另一方面，在所述主PCB的下部可以配置有下部盖，在所述下部盖可以设置有可安装或拆卸的备用电池(backup battery)。
根据一实施例，所述搭载于车辆的天线系统可以配置于车辆的车顶(roof)上，或者可以配置于所述车辆的车顶结构物的内部，所述车顶结构物的至少一部分可以由非金属构成。
根据一实施例，除了所述第一天线系统和所述第二天线系统之外，所述天线PCB还可以包括调制解调器处理器、蓝牙(BT)/无线高保真(WiFi)模块以及C2X模块。此时，所述主板可以包括应用处理器、以太网交换机、电力管理部以及车辆网络连接器。另外，所述天线系统作为无线接口可以具备2X2 LTE MIMO输入端口和C2X天线端口，作为有线接口可以包括以太网接口、紧急呼叫按钮接口、安全气囊接口、紧急呼叫扬声器接口以及麦克风接口。
本发明另一方面的搭载于车辆的天线系统，可以包括：复数个第一天线元件，构成为发送和接收基于第一通信系统的第一信号；以及复数个天线阵列，构成为发送和接收基于第二通信系统的第二信号，复数个所述第一天线元件和复数个所述天线阵列可以配置于作为同一个的电路基板(circuit board)的天线PCB。
根据一实施例，复数个所述第一天线元件可以包括第一LTE天线、第二LTE天线、第三LTE天线以及第四LTE天线，并且可以与基站执行4x4MIMO。此时，复数个所述第一LTE天线、所述第二LTE天线、所述第三LTE天线以及所述第四LTE天线可以配置于所述天线PCB的左侧上端、右侧上端、左侧下端以及右侧下端。
根据一实施例，配置于所述天线PCB的左侧上端和右侧上端的所述第一LTE天线和所述第二LTE天线可以是以彼此之间的中心线为基准呈对称的形态。此时，所述第一LTE天线和所述第二LTE天线的供电形态可以是偏心(off-center)形态，使得彼此之间的供电位置(feeding point)隔开较远的距离，从而改善隔离度。
根据一实施例，配置于所述天线PCB的左侧下端和右侧下端的所述第三LTE天线和所述第四LTE天线中的至少一个，其一部分可以比所述第一LTE天线和所述第二LTE天线更靠向左侧或右侧偏移(shift)。此时，所述第三天线可以配置于下端部的曲线区域和左侧区域而不是直线区域。
根据一实施例，作为复数个所述天线阵列的第一阵列天线、第二阵列天线、第三阵列天线以及第四阵列天线，可以配置于被所述第一LTE天线、所述第二LTE天线、所述第三LTE天线以及所述第四LTE天线围绕的所述天线PCB的中央区域(center region)。另一方面，所述第一阵列天线、所述第二阵列天线、所述第三阵列天线以及所述第四阵列天线可以分别配置于所述电路基板的左侧中央、右侧中央、上部以及下部，以在方位角(azimuthangle)方向上覆盖预定区域。
根据一实施例，复数个所述第一天线元件和复数个所述阵列天线可以配置于多边形结构的所述天线PCB上。此时，在所述天线PCB的背面可以配置有集成模块，在所述集成模块可以配置有调制解调器模块(Modem Module)、连接模块(Connectivity Module)以及毫米波(mmWave)模块。
根据一实施例，在所述天线PCB的上部可以配置有上部盖，在所述天线PCB的下部可以配置有主PCB。另一方面，在所述主PCB的下部可以配置有下部盖，在所述下部盖可以设置有可安装或拆卸的备用电池。
发明效果
对本发明的搭载于车辆的天线系统及其控制方法的效果的说明如下。
根据本发明的至少一个实施例，能够提供一种在具有LTE天线系统和5G天线系统的平面型(flat)车载天线中，使天线元件之间的隔离度特性最优化了的天线配置结构。
另外，根据本发明的至少一个实施例，可以提供一种能够将平面型车载天线系统的各种基本结构扩展为扩展结构的模块形态的平面型车载天线系统。
通过以下的详细说明，可以进一步明确本发明的可应用范围。但是，由于本领域普通技术人员可以明确理解在本发明的思想和范围内进行的各种变更和修正，因此应该理解为如详细的说明和本发明的优选实施例那样的特定的实施例仅为示例。
附图说明
图1示出了在与本发明相关的包括搭载于车辆的天线系统的移动终端中，所述天线系统可搭载于车辆内部的结构。
图2是用于说明本发明的实施例的车辆的框图。
图3示出了本发明的包括通信模块和天线模块的天线系统的详细构成。
图4示出了本发明的搭载于车辆的天线系统的分解图。
图5示出了在本发明的车载天线系统的天线PCB配置有天线的构成。
图6是示出本发明的复数个LTE天线之间的隔离度的结果。
图7示出了本发明一实施例的配置于天线PCB的顶面和底面的模块。
图8a至图8c示出了本发明的各种实施例的车载天线系统的内部结构。
具体实施方式
另一方面，在本说明书中提及的移动终端主要是指通过搭载于车辆的天线系统来实现的车载终端，但是可以包括配置于车辆内部或乘坐车辆的用户所持有的移动终端(电子设备)。
图1示出了在与本发明相关的包括搭载于车辆的天线系统的移动终端中，所述天线系统可搭载于车辆内部的结构。与此相关地，图1的(a)示出了所述天线系统1000搭载于车顶(roof)上的状况。另一方面，图1的(b)示出了所述天线系统1000搭载于车顶内部的结构。
参照图1，在本发明中，为了改善汽车(车辆)的外观以及发生碰撞时保全远程信息处理性能，将现有的鲨鱼鳍(Shark Fin)天线替代为非凸出形状的平面型(Flat)天线。另外，本发明提出了由LTE天线和5G毫米波(mmWave)天线集成的天线，其在提供现有的移动通信服务(LTE)的同时考虑到了2020年以后的第五代(5G)通信。与此相关地，所述LTE天线可以是LTE4 x 4MIMO(Multi-Input Multi-Output：多输入多输出)天线。另外，本发明提出了封装(package)型天线，以提高安装于其内部的贴片(patch)天线的抗冲击耐久性。
参照图1的(a)，所述天线系统1000构成为由六面体构成的结构物，并且配置在车辆的车顶(roof)上。在图1的(a)中，用于从外部环境和车辆行驶时的外部冲击中保护所述天线系统1000的天线罩(radome)2000a可以包围所述天线系统1000。所述天线罩2000a可以由能够使在所述天线系统1000和基站之间发送/接收的无线信号透射的介电(dielectric)材料构成。
参照图1的(b)，所述天线系统1000可以配置于车辆的车顶结构物的内部，所述车顶结构物的至少一部分可以构成为由非金属构成。此时，所述车辆的车顶结构物2000b的至少一部分可以由非金属构成，并且可以由能够使在所述天线系统1000和基站之间发送/接收的无线信号透射的介电(dielectric)材料构成。
另一方面，除了车辆的车顶结构物之外，所述天线系统1000还可以根据应用而设置在车辆的正面或背面上。
图2是用于说明本发明的实施例的车辆的框图。
参照图1和图2，车辆100可以包括：车轮，其通过动力源进行旋转；以及转向输入装置510，其用于调节车辆100的行进方向。
车辆100可以是自动驾驶车辆。
车辆100可以基于用户的输入而切换到自动驾驶模式或手动模式(手动驾驶模式)。
例如，车辆100可以基于经由用户界面装置200而接收到的用户输入，从手动模式切换到自动驾驶模式，或者从自动驾驶模式切换到手动模式。
车辆100可以基于驾驶状况信息而切换到自动驾驶模式或手动模式。驾驶状况信息可以基于从对象(object)检测装置300提供的对象信息而生成。
例如，车辆100可以基于由对象检测装置300所生成的驾驶状况信息，从手动模式切换到自动驾驶模式，或者从自动驾驶模式切换到手动模式。
例如，车辆100可以基于经由通信装置400而接收到的驾驶状况信息，从手动模式切换到自动驾驶模式，或者从自动驾驶模式切换到手动模式。
车辆100可以基于由外部设备所提供的信息、数据、信号，从手动模式切换到自动驾驶模式，或者从自动驾驶模式切换到手动模式。
在车辆100以自动驾驶模式行驶的情况下，自动驾驶车辆100可以基于运行系统700行驶。
例如，自动驾驶车辆100可以基于由驾驶系统710、出车系统740、驻车系统750而生成的信息、数据或信号行驶。
在车辆100以手动模式行驶的情况下，自动驾驶车辆100可以通过驾驶操作装置500接收到用于驾驶的用户输入。车辆100可以基于经由驾驶操作装置500接收到的用户输入实现行驶。
总长度(overall length)是指，从车辆100的前部分到后部分的长度；全宽(width)是指车辆100的宽度；全高(height)是指，从车轮底部到车顶的长度。在下面的说明中，全长方向L可以是指，作为车辆100的全测量长的基准的方向，全宽方向W可以是指，作为车辆100的测量全宽的基准的方向，全高方向H可以是指，作为车辆100的测量全高的基准的方向。
如图7所示，车辆100可以包括用户界面装置200、对象检测装置300、通信装置400、驾驶操作装置500、车辆驱动装置600、运行系统700、导航系统770、检测部120、接口部130、存储器140、控制部170以及供电部190。
根据实施例，车辆100还可以包括除了本说明书中描述的构成要素之外的其他构成要素，或者不包括所描述的构成要素中的一部分。
用户界面装置200是用于车辆100和用户之间进行交流的装置。用户界面装置200可以接收用户输入，并且可以向用户提供由车辆100中生成的信息。车辆100可以通过用户界面装置200来实现UI(User Interfaces：用户界面)或UX(User Experience：用户体验)。
对象检测装置300是用于检测位于车辆100外部的对象的装置。
对象可以是与车辆100的行驶相关的各种物体。
另一方面，对象可以被划分为移动对象和固定对象。例如，移动对象可以是包括其他车辆、行人的概念。例如，固定对象可以是包括交通信号、道路、结构物的概念。
对象检测装置300可以包括摄像机310、雷达320、激光雷达330、超声波传感器340、红外线传感器350以及处理器370。
根据实施例，对象检测装置300还可以包括除了所描述的构成要素之外的其他构成要素，或者不包括所描述的构成要素中的一部分。
摄像机310可以位于车辆外部的适当位置，以获取车辆外部的影像。摄像机310可以是单色摄像机、双色立体摄像机310a、AVM(Around View Monitoring：环视监控)摄像机310b或360度摄像机。
例如，摄像机310可以在车辆的室内接近前挡风玻璃而配置，以获取车辆前方的影像。或者，摄像机310可以配置于前保险杠或者散热器格栅周围。
例如，摄像机310可以在车辆的室内靠近后窗玻璃而配置，以获取车辆后方的影像。或者，摄像机310可以配置于后保险杠、后备箱或尾门周围。
例如，摄像机310可以在车辆的室内靠近侧窗中的至少任意一个而配置，以获取车辆侧方的影像。或者，摄像机310可以配置于后视镜、挡泥板或门周围。
摄像机310可以将获取到的影像提供给处理器370。
雷达320可以包括电磁波发送部和接收部。根据电波发射原理，雷达320可以以脉冲雷达(Pulse Radar)方式或连续波雷达(Continuous Wave Radar)方式实现。雷达320在连续波雷达方式中根据信号波形，可以以FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave：调频连续波)方式或FSK(Frequency Shift Keyong：频移键控)方式实现。
雷达320以电磁波为媒介，基于TOF(Time of Flight：飞行时间)方式或相移(phase-shift)方式而检测出对象，并且可以检测被检测到的对象的位置、与检测到的对象之间的距离以及相对速度。
雷达320可以配置于车辆外部的适当位置，以检测位于车辆的前方、后方或侧方的对象。
激光雷达330可以包括激光发送部和接收部。激光雷达330可以以TOF(Time ofFlight：飞行时间)方式或相移(phase-shift)方式实现。
激光雷达330可以以驱动式或非驱动式实现。
在以驱动式实现的情况下，激光雷达330可以通过马达进行旋转，并且可以检测车辆100周围的对象。
在以非驱动式实现的情况下，激光雷达330可以通过光偏转(light steering)，检测以车辆100基准位于规定范围内的对象。车辆100可以包括复数个非驱动式激光雷达330。
激光雷达330可以以激光为媒介基于TOF(Time of Flight：飞行时间)方式或相移(phase-shift)方式检测对象，并且可以检测出检测到的对象的位置、与检测到的对象之间的距离和相对速度。
激光雷达330可以配置在车辆外部的适当位置，以检测位于车辆的前方、后方或侧方的对象。
超声波传感器340可以包括超声波发送部和接收部。超声波传感器340可以基于超声波检测对象，并且可以检测出被检测到的对象的位置、与检测到的对象之间的距离和相对速度。
超声波传感器340可以配置在车辆外部的适当位置，以检测位于车辆的前方、后方或侧方的对象。
红外线传感器350可以包括红外线发送部和接收部。红外线传感器340可以基于红外线检测对象，并且可以检测出被检测到的对象的位置、与检测到的对象之间的距离和相对速度。
红外线传感器350可以配置在车辆外部的适当位置，以检测位于车辆的前方、后方或侧方的对象。
处理器370可以控制对象检测装置300的各个单元的整体动作。
处理器370可以基于获取到的影像而检测对象并进行跟踪。处理器370可以通过影像处理算法，执行与对象之间的距离计算、与对象之间的相对速度计算等动作。
处理器370可以基于发送的电磁波被对象反射而返回的反射电磁波，检测对象并进行跟踪。处理器370可以基于电磁波，执行与对象之间的距离计算、与对象之间的相对速度计算等动作。
处理器370可以基于发送的激光被对象反射而返回的反射激光，检测对象并进行跟踪。处理器370可以基于激光，执行与对象之间的距离计算、与对象之间的相对速度计算等动作。
处理器370可以基于发送的超声波被对象反射而返回的反射超声波，检测对象并进行跟踪。处理器370可以基于超声波，执行与对象之间的距离计算、与对象之间的相对速度计算等动作。
处理器370可以基于发送的红外线被对象反射而返回的反射红外线，检测对象并进行跟踪。处理器370可以基于红外线，执行与对象之间的距离计算、与对象之间的相对速度计算等动作。
根据实施例，对象检测装置300可以包括复数个处理器370，或者也可以不包括处理器370。例如，摄像机310、雷达320、激光雷达330、超声波传感器340以及红外线传感器350可以分别单独包括处理器。
如果对象检测装置300不包括处理器370，则对象检测装置300可以在车辆100内部的装置的处理器或控制部170的控制下进行动作。
对象检测装置400可以在控制部170的控制下进行动作。
通信装置400是用于与外部设备进行通信的装置。其中，外部设备可以是其他车辆、移动终端或服务器。
为了进行通信，通信装置400可以包括发送天线、接收天线、能够实现各种通信协议的RF(Radio Frequency：射频)电路以及RF元件中的至少任意一个。
通信装置400可以包括近距离通信部410、位置信息部420、V2X通信部430、光通信部440、广播收发部450以及处理器470。
根据实施例，通信装置400还可以包括除所描述的构成要素之外的其他构成要素，或者不包括所描述的构成要素中的一部分。
近距离通信部410是用于进行近距离通信(Short range communication)的单元。近距离通信部410可以利用蓝牙(BluetoothTM)、无线射频识别(Radio FrequencyIdentification：RFID)、红外线通信(Infrared Data Association：IrDA)、超宽带(UltraWideband：UWB)、紫蜂(ZigBee)、近场通信(Near Field Communication：NFC)、无线高保真(Wireless-Fidelity：Wi-Fi)、无线高保真直连(Wi-Fi Direct)、无线通用串行总线(Wireless Universal Serial Bus：Wireless USB)技术中的至少一个来支持近距离通信。
近距离通信部410可以形成近距离无线通信网(Wireless Area Networks)，由此执行车辆100和至少一个的外部设备之间的近距离通信。
位置信息部420是用于获取车辆100的位置信息的单元。例如，位置信息部420可以包括GPS(Global Positioning System：全球定位系统)模块或DGPS(Differential GlobalPositioning System：差分全球定位系统)模块。
V2X通信部430是用于与服务器(V2I：Vehicle to Infra：车和基础设施之间的连接)、其他车辆(V2V：Vehicle to Vehicle：车辆和车辆之间的连接)或行人(V2P：Vehicleto Pedestrian：车辆和行人之间的连接)执行无线通信的单元。V2X通信部430可以包括能够实现与基础设施的通信(V2I)、车辆间通信(V2V)、与行人的通信(V2P)协议的RF电路。
光通信部440是用于以光为媒介与外部设备进行通信的单元。光通信部440可以包括：光发送部，将电信号转换为光信号并向外部发送；以及光接收部，将接收到的光信号转换为电信号。
根据实施例，光发送部可以与包括于车辆100的灯一体地形成。
广播收发部450是通过广播信道从外部的广播管理服务器接收广播信号，或者向广播管理服务器发送广播信号的单元。广播信道可以包括卫星频道和地面波频道。广播信号可以包括TV广播信号、无线广播信号以及数据广播信号。
无线通信部460是通过一个以上的天线系统来与一个以上的通信系统进行无线通信的单元。无线通信部460可以通过第一天线系统来向第一通信系统内的设备发送和/或接收信号。另外，无线通信部460可以通过第二天线系统来向第二通信系统内的设备发送和/或接收信号。
处理器470可以控制通信装置400的各个单元的整体动作。
根据实施例，通信装置400可以包括复数个处理器470，或者也可以不包括处理器470。
如果通信装置400不包括处理器470，则通信装置400可以在车辆100内部的其他装置的处理器或控制部170的控制下进行动作。
另一方面，通信装置400可以与用户界面装置200一起实现车辆用显示装置。在该情况下，可以将车辆用显示装置称为远程信息处理(telematics)装置或AVN(Audio VideoNavigation：影音导航)装置。
通信装置400可以在控制部170的控制下进行动作。
检测部120可以检测车辆的状态。检测部120可以包括姿势传感器(例如，横摆传感器(yaw sensor)、滚动传感器(roll sensor)、斜角传感器(pitch sensor))、碰撞传感器、车轮传感器(wheel sensor)、速度传感器、倾斜传感器、重量检测传感器、航向传感器(heading sensor)、陀螺仪传感器(gyro sensor)、定位模块(position module)、车辆前进/倒车传感器、电池传感器、燃料传感器、轮胎传感器、基于方向盘旋转的转向传感器、车辆内部温度传感器、车辆内部湿度传感器、超声波传感器、照度传感器、加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器等。
检测部120可以获取到关于车辆姿势信息、车辆碰撞信息、车辆方向信息、车辆位置信息(GPS信息)、车辆角度信息、车辆速度信息、车辆加速度信息、车辆斜率信息、车辆前进/倒车信息、电池信息、燃料信息、轮胎信息、车灯信息、车辆内部温度信息、车辆内部湿度信息、关于方向盘旋转角度、车辆外部照度、施加给加速踏板的压力、施加给制动踏板的压力等的检测信号。
除此之外，检测部120还可以包括加速踏板传感器、压力传感器、引擎转速传感器(engine speed sensor)、空气流量传感器(AFS)、吸气温度传感器(ATS)、水温传感器(WTS)、节气门位置传感器(TPS)、TDC传感器、曲轴转角传感器(CAS)等。
接口部130可以执行与和车辆100相连接的多种外部装置的通道作用。例如，接口部130可设置有可与移动终端相连接的端口，通过所述端口能够与移动终端进行连接。在此情况下，接口部130可与移动终端进行数据交换。
另一方面，接口部130可以执行向连接的移动终端供给电能的通道作用。在移动终端与接口部130进行电连接的情况下，根据控制部170的控制，接口部130将供电部190供给的电能提供给移动终端。
存储器140与控制部170电连接。存储器140可以存储关于单元的基本数据、用于单元的动作控制的控制数据、输入输出的数据。存储器140在硬件上可以是ROM、RAM、EPROM、闪存盘、硬盘等多种存储装置。存储器140可以存储用于控制部170的处理或控制的程序等、用于车辆100整体上的动作的多种数据。根据实施例，存储器140可以与控制部170以整体的方式形成，或者作为控制部170的下位结构要素来实现。
根据实施例，存储器140可以与控制部170一体地形成，或者可以构成为控制部170的子构成要素。
控制部170可以控制车辆100内的各个单元的整体动作。可以将控制部170称为ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。
供电部190可以在控制部170的控制下，向各个构成要素供应动作所需的电源。尤其，供电部190可以从车辆内部的电池等接收电源。
车辆100中包括的一个以上的处理器和控制部170可以利用专用集成电路(application specific integrated circuits，ASICs)、数字信号处理器(digitalsignal processors，DSPs)、数字信号处理设备(digital signal processing devices，DSPDs)、可编程逻辑设备(programmable logic devices，PLDs)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate arrays，FPGAs)、处理器(processors)、控制器(controllers)、微控制器(micro-controllers)，微处理器(microprocessors)、用于执行其他功能的电性单元中的一种以上来实现。
与本发明相关的车辆100，可以以手动驾驶模式和自动驾驶模式中的任意一个模式进行动作。即，车辆100的驾驶模式可以包括手动驾驶模式和自动驾驶模式。
另一方面，图3示出了本发明的包括通信模块和天线模块的天线系统的详细构成。
如图3所示，所述天线系统1000包括第一通信系统1100和第二通信系统1200(或者第一天线系统和第二天线系统)，这些分别连接于通信系统1300。其中，可以将所述通信系统1300称为远程信息处理模块或通信模块。另一方面，所述通信系统1300可以与图2所示的通信装置400相关，更详细地说，可以与无线通信部460相关。另外，所述通信系统1300可以基于由用户界面装置200输入的信息而进行动作，并且可以通过所述通信系统1300将接收到的信息显示于用户界面装置200。
另外，所述通信系统1300可以控制对象检测装置300执行特定动作，并且可以根据从对象检测装置300接收到的信息进行动作。另一方面，对所述第一天线系统1100和所述第二天线系统1200之间的链路连接状态的说明如下。根据一实施例，所述第一通信系统1100和所述第二通信系统1200可以构成为，保持双重连接(dual connectivity)状态。此时，在从所述第二通信系统1200无法接收到第二信号的情况下，可以从所述第一通信系统1100接收第一信号。即，在所述第二通信系统1200上与基站之间的链路连接被解除的情况下，所述第一通信系统1100也始终保持连接状态，因此，可以从所述第二通信系统1200接收所述第二信号。根据另一实施例，也可以构成为，在经由所述第二通信系统1200的链路连接被解除的情况下，以激活与所述第一通信系统1100之间的连接的回退(fall back)模式进行动作。其中，所述第一通信系统和所述第二通信系统可以分别是LTE通信系统和5G通信系统，但是不限于此，可以根据应用自由变更。
所述第一天线系统1100构成为与现有的移动通信系统(2G/3G/4G)交换无线信号，并且可以包括复数个天线元件1110。所述第一天线系统1100可以以MIMO模式进行动作，以通过复数个所述天线元件接收来自基站的复数个流信号(stream signal)。与此相关地，复数个所述天线可以设置有两个或四个，所述第一天线系统1100可以分别支持2 2和4 4MIMO模式。此时，在2 2和4 4MIMO模式下，从基站发送的两个流信号和四个流信号由一个终端(车辆)全部接收两个流信号和四个流信号。如上所述，可以将由一个终端(车辆)全部接收来自基站的复数个流(stream)的情况称为SU(Single user：单用户)-MIMO模式。相反，可以将由复数个终端(车辆)分别接收复数个所述流的情况称为MU(Multi-User：多用户)-MIMO模式。为了支持所述SU-MIMO模式，所述第二天线系统1100应当具有复数个天线元件。
所述第二天线系统1200可以包括天线1210、功率放大器(Power Amplifier)1220、低噪声放大器(LNA：Low Noise Amplifier)1230以及移相器(Phase Shifter)1240。另一方面，所述第二天线系统1200可以构成为，在28GHz频段下进行动作，或者在20、30、60GHz的频段或6GHz以下的Sub 6频段下进行动作。
所述天线1210可以以贴片天线形态配置在介电基板上。例如，所述贴片天线110可以以在介电基板的顶面和底面分别配置有辐射元件和接地平面的微带(microstrip)形态来实现。
在所述第二天线系统1200由阵列天线构成的情况下，通过所述移相器1240来控制施加到所述阵列天线的各个元件的相位值，由此执行波束成形(波束扫描)。例如，所述波束成形可以在方位角方向和仰角方向上的特定角度范围内执行。与此相关地，所述第二天线系统1200可以根据由所述移相器1240所引起的相位值的变化，朝向方位角方向和仰角方向上的所期望的方向执行波束成形，并且可以在干扰信号方向上生成波束的空模式(nullpattern)。另一方面，所述天线1210通过仅仅向阵列天线的复数个天线元件中的任意一个施加电力，来能够以单个天线元件进行动作。
即，与所述天线1210相关地，阵列天线和单个天线元件的构成可以通过接通/断开电力以及能够支持其的电路构成来可变地构成。因此，在因与基站或其他通信对象设备之间的距离充分接近而使信号电平(或者信号干扰比)充分的情况下，所述贴片天线110可变地构成为单个天线元件。相反，在信号电平(或者信号干扰比)不充分的情况下，所述天线1210可变地构成为阵列天线。
另一方面，所述天线1210可以作为：用于将来自于所述功率放大器1220的发送信号向自由空间(free space)辐射的发送天线；以及用于将接收信号从所述自由空间向所述低噪声放大器1230传递的接收天线；同时进行动作。因此，所述天线1210构成为在发送频段和接收频段下均能够进行动作。
所述功率放大器1220构成为，对来自于5G RF IC的信号进行高功率放大，并且通过所述贴片天线100传输所述信号。与此相关地，所述功率放大器1220可以包括升频转换部(frequency up-converter)，其接收来自于所述5G RF IC的中频(IF：IntermediateFrequency)频段信号，并转换为射频(RF：Radio Frequency)频段信号。
所述低噪声放大器1230对经由所述天线1210接收到的信号进行低噪声放大，并且将所述接收到的信号传递给5G RF IC。与此相关地，所述低噪声放大器1230可以包括降频转换部(frequency down-converter)，其将所述28GHz的RF信号向下转换为IF(中频)信号。
另一方面，在所述贴片天线1210由阵列天线构成的情况下，所述移相器1240构成为向所述阵列天线的各个元件施加互不相同的相位。与此相关地，所述移相器1240构成为，在发送频段和接收频段下均能进行动作。所述移相器1240能够以模拟或数字方式调节相位。与此相关地，所述移相器1240可以从5G BB IC接收用于进行相位控制的控制信号(Control Signal)。另外，所述移相器1240因内部元件而发生插入损耗(insertion loss)，因此可以构成为对从所述低噪声放大器1230接收到的信号进行相位控制。即，所述移相器1240可以通过所述低噪声放大器1230对从所述第二天线系统1200接收到的信号进行低噪声放大，之后再进行相位控制。
所述通信系统1300包括：LTE系统，其与所述第一天线系统200对接；以及5G RFIC，其与所述第二天线系统1200对接。另一方面，所述LTE系统可以包括3G系统，以支持3GWCDMA回退(fallback)，或者可以包括2G系统。此时，所述第一天线系统1100可以通过RF电缆或同轴电缆(coaxial cable)来与所述LTE系统对接。
另外，所述通信系统1300还可以包括5G BB(Base Band：基带)IC、USIM(UniversalSubscriber Identity Module：全球用户身份模块)以及LPDDR4(Low Power Double DataRate4：低功耗双倍数据速率4)。其中，所述5G BB IC与所述第一通信系统1100和第二通信系统1200交换基带信号。其中，所述5G BB IC与所述5G RF IC可以通过2x MPHY接口对接，而与所述LTE系统可以通过PCIe 1.0(peripheral component interconnect express1.0：高速串行计算机扩展总线标准1.0)接口对接。另一方面，所述USIM和所述LPDDR4分别对应于移动通信用户识别模块和存储器。
另一方面，由于所述第一天线系统1100在比所述第二天线系统1200更低的频段下进行动作，因此，为了天线元件之间的独立的动作，需要更宽的配置间隔。这是因为，为了使各个天线元件在MIMO模式下进行动作，这些之间的隔离度变得尤为重要。
另一方面，图4和图5示出了本发明的车载天线。具体而言，图4示出了本发明的搭载于车辆的天线系统的分解图。如图4所示，搭载于车辆的天线系统2000包括上部盖(topcover)2100、天线PCB(Printed Circuit Board：印刷电路基板)2200、主PCB 2300以及下部盖(bottom cover)2400。另一方面，天线PCB 2200包括：配置于其中心部的毫米波天线1210；和配置于其周围的LTE天线1100。其中，可以将LTE天线1100和作为5G天线的毫米波天线1210分别称为第一天线1100和第二天线1210。
另一方面，参照图3和图4，第一天线系统1100和第二天线系统1200以如下方式构成。在第一天线系统1100中，复数个第一天线元件执行多输入多输出(MIMO：Multi InputMulti Output)，复数个所述第一天线元件构成为发送和接收基于第一通信系统的第一信号。另一方面，在第二天线系统1200中，复数个第二天线元件执行波束成形，复数个所述第二天线元件构成为发送和接收第二通信系统的第二信号。
另一方面，图5示出了在本发明的车载天线系统的天线PCB配置有天线的构成。参照图4和图5，第一天线系统1100可以执行4x4MIMO。为此，复数个第一天线元件1110、1120、1130、1140可以配置于电路基板的左侧上端、右侧上端、左侧下端以及右侧下端。此时，诸如4x4MIMO的MIMO动作可以由第一天线系统1100执行，或者还可以由使用Sub 6GHz频段的第二天线系统1200执行。
因此，本发明的车载天线的特征在于，LTE天线1100和作为5G天线的毫米波天线1210配置于同一个的电路基板、即天线PCB 2200。此时，由于对应于LTE天线1100的天线元件1110、1120、1130、1140和复数个第一阵列天线、第二阵列天线、第三阵列天线、第四阵列天线配置于同一个的电路基板的有限的空间内，因此重要的是能够确保这些之间的隔离度(isolation)。
另一方面，可以将复数个第一天线元件1110、1120、1130、1140称为第一LTE天线1110、第二LTE天线1120、第三LTE天线1130以及第四LTE天线1140。此时，配置于电路基板的左侧上端和右侧上端的第一LTE天线1110和第二LTE天线1120可以是，以彼此之间的中心线为基准呈对称的形态。另一方面，可以根据彼此之间的距离而敏感地确定第一LTE天线1110和第二LTE天线1120之间的干扰量。由此，第一LTE天线1110和第二LTE天线1120的供电形态可以是偏心(off-center)形态，使得彼此之间的供电位置(feeding point)较远地隔开，从而改善隔离度。此时，为了尺寸的小型化，第一LTE天线1110和第二LTE天线1120可以是诸如PIFA(Planar Inverted-F Antenna：平面倒F结构天线)或Monopole(平面单极子)形态那样采用接地面的形态。另一方面，除了偏心(off-center)供电形态之外，第一LTE天线1110和第二LTE天线1120能够使天线PCB 2200的接地(ground)形态最优化，以提高彼此之间的隔离度。为此，可以去除天线PCB 2200的底面的接地面(ground surface)的一部分。具体而言，通过将天线PCB 2200的底面的接地面去除为具有规定长度和宽度的周期性结构的结构，来能够提高第一LTE天线1110、第二LTE天线1120、第三LTE天线1130以及第四LTE天线1140之间的隔离度。另一方面，具有规定长度和宽度的周期结构可以是PBG(Photonic BandGap：光子带隙)或EBG(Electromagnetic Band Gap：电磁带隙)结构。
另一方面，除了第一LTE天线1110、第二LTE天线1120、第三LTE天线1130以及第四LTE天线1140之外，复数个第一天线元件1110、1120、1130、1140还可以具备用于其他连接性(connectivity)的天线和通信模块。与此相关地，在表1中，不仅详细示出了LTE和毫米波，而且还示出了WiFi、C2X、SDARS、GNSS的天线数量、天线类型、频段以及配置上的特征。
[表1]
Figure BDA0003109771780000201
具体而言，还可以包括C2X天线1510，所述C2X天线1510配置在配置有第一LTE天线1110、第二LTE天线1120的区域之间。C2X天线1510为用于执行C2X通信的天线，C2X动作频段可以与LTE动作频段不同。由此，即使C2X天线1510配置在第一LTE天线1110和第二LTE天线1120之间，也不会发生相互干扰，从而不会发生隔离度下降。
另外，配置于电路基板的左侧下端和右侧下端的第三LTE天线1130和第四LTE天线1140可以配置成，与第一LTE天线1110和第二LTE天线1120不同的形态。与此相关地，配置于车载天线系统2000内部的天线PCB 2200的大小会受到限制，尤其在纵向的宽度上其大小受到限制。
与此相关地，图6是示出本发明的复数个LTE天线之间的隔离度的结果。参照图5和图6，可以确认到，第一LTE天线1110和第三LTE天线1130之间的隔离度、即S31与其他端口之间的隔离度相比，其特性降低。
与此相关地，第三LTE天线1130和第四LTE天线1140中的至少一个可以配置为，其一部分比第一LTE天线1110和第二LTE天线1120更靠向左侧或右侧偏移(shift)的形态。尤其，第三LTE天线1130可以与第一LTE天线1110不同地配置于下端部的曲线区域(curvedline)B和左侧区域C，而不是下端部的直线区域(linear region)A。相反，第一LTE天线1110可以配置于上端部的直线区域A1和曲线区域B1。
另外，在天线PCB 2200的底面，尤其在第一LTE天线1110和第三LTE天线1130之间的路径上，可以配置有去除了接地面的结构、即具有规定长度和宽度的周期性结构的结构。与此相关地，去除了接地面的结构可以以规定周期配置于第一LTE天线1110和第三LTE天线1130之间的电流路径上。此时，具有规定长度和宽度的周期结构的尺寸和规定间隔的周期可以在动作频段上以特定的波长呈现。此时，具有规定长度和宽度的周期结构可以是PBG(Photonic Band Gap：光子带隙)或EBG(Electromagnetic Band Gap：电磁带隙)结构。另一方面，这种PBB或EBG结构可以以第一LTE天线1110和第三LTE天线1130的辐射分量中的较大显现高阶模式(higher order mode)分量而不是主导模式(dominant mode)分量的位置为中心，按照规定周期配置。
另一方面，第一WiFi天线1521和第二WiFi天线1522可以配置于电路基板的左侧中央和下端中央。与此相关地，WiFi频段与LTE频段和5G频段不同。因此，第一WiFi天线1521和第二WiFi天线1522与第一LTE天线1110、第二LTE天线1120、第三LTE天线1130以及第四LTE天线1140和对应于5G天线的第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214的干扰不成问题。相反，第一WiFi天线1521和第二WiFi天线1522彼此之间的干扰，可以通过在彼此之间配置其他频率的频段的天线来进一步降低。
另一方面，第二天线系统1200的复数个第二天线元件可以构成为，第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214的形态。具体而言，第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214可以配置于，被第一LTE天线1110、第二LTE天线1120、第三LTE天线1130以及第四LTE天线1140围绕的电路基板的中央区域(center region)。由此，第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214可以分别配置于电路基板的左侧中央，右侧中央，上部以及下部，以在方位角(azimuth angle)方向上覆盖预定区域。另一方面，为了在5G通信系统中与周围基站或周围对象执行通信，需要以适当高度的仰角(elevation angle)发送/接收波束。为此，第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214可以在具有规定倾斜度的结构物上分别配置于左侧中央、右侧中央、上部以及下部。
此时，可以仅仅使用第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214中的一个来执行波束成形。然而，并不限于此，也可以使用第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214中的两个以上来执行MIMO动作。
另外，车载天线系统2000还可以包括SDARS天线1530和GNSS天线1540，所述SDARS天线1530和所述GNSS天线1540配置成与配置在左侧中央和右侧中央的所述第一阵列天线1211和第二阵列天线1212隔开规定距离。
另一方面，在通过GNSS天线1540接收信号的情况下，第一LTE天线1110、第二LTE天线1120、第三LTE天线1130以及第四LTE天线1140可以将第一信号(LTE信号)的发送功率设定为临界值以下。在通过GNSS天线1540接收GPS信号的情况下，可以不发送LTE信号，或者，若需要发送LTE信号，则可以通过降低发送功率级别来执行降低干扰级别的LTE补偿(Backoff)。如上所述，在同时接收到复数个信号的情况下，考虑了彼此之间的干扰的优先顺序如下。例如，可以按照
Figure BDA0003109771780000221
V2X(或C2X)
Figure BDA0003109771780000222
顺序确定优先顺序。
另一方面，第一WiFi天线1521、第二WiFi天线1522、SDARS天线1530以及GNSS天线1540彼此之间的信号电波被配置在这些之间的5G天线结构物阻断，由此能够确保彼此之间的隔离度。
另一方面，参照图3至图5，第一天线系统1100和第二天线系统1200配置于多边形结构的电路基板、即天线PCB 2200上。具体而言，第一天线系统1100和第二天线系统1200配置于天线PCB 2200的侧面和中央。
另一方面，图7示出了本发明一实施例的配置于天线PCB的顶面和底面的模块。在支持3GPP标准Rel.14的情况下，LTE天线、C2X天线、WiFi天线、SDARS天线以及GNSS天线配置于顶面。相反，在支持3GPP标准Rel.15的情况下，在顶面的中央还配置有毫米波(mmWave)频段的5G天线。另外，LTE天线还可以作为6GHz频段以下的Sub 6GHz的5G天线进行动作。
另一方面，在天线PCB的背面可以配置有集成模块。如图7所示，所述集成模块可以包括调制解调器模块(Modem Module)和连接模块(Connectivity Module)。相反，在支持3GPP标准Rel.15的情况下，还可以配置有毫米波(mmWave)模块。由此，车载天线系统可以在一个天线系统中构成为，根据是否支持3GPP标准Rel.15而额外配置5G天线以及相应的模块。
另一方面，图8示出了本发明的各种实施例的车载天线系统的内部结构。车载天线系统可以构成为，如图8a所示的多边形结构或如图8b所示的基本结构。另外，可以构成为由图8b的基本结构扩展而成的图8c中的扩展结构。通过实现具有上述各种结构的车载天线系统，可以与10个以上的天线元件集成为用于下一代TCU(Telemetry Control Unit：遥测控制单元)的连接性设备。这种车载天线系统除了4x4MIMO天线之外，还可以包括通信模块和sub 6Hz 5G NR模块。
与此相关地，在如图8a的多边形结构中，例如可以配置有九个至十四个天线元件。另一方面，在如图8b的基本结构中，例如可以最多配置有十个天线元件。相反，在如图7的(b)的扩展结构中，例如可以配置有二十个以上天线元件。
另一方面，参照图8a，可以以上部盖2100a、天线PCB 2200a、散热板(heat sink)2250a、主PCB 2300a以及下部盖2400a的顺序配置。另一方面，在下部盖2400a可以配置有备用电池2450a。
另一方面，参照图8b，可以以上部盖2100b、天线PCB 2200b、主PCB 2300b、散热板(heat sink)2250b以及下部盖2400b的顺序配置。另一方面，在下部盖2400b可以配置有备用电池2450b。
另一方面，参照图8c，可以以上部盖2100c、天线PCB 2200c、主PCB 2300c、下部盖2400c以及散热板(heat sink)2250c的顺序配置。另一方面，在下部盖2400c可以配置有备用电池2450c。
因此，参照图8a至图8c，在天线PCB 2200a、2200b、2200c的上部配置有上部盖2100a、2100b、2100c，而在天线PCB 2200a、2200b、2200c的下部配置有主PCB 2300a、2300b、2300c。另一方面，在主PCB 2300a、2300b、2300c的下部配置有下部盖2400a、2400b、2400c，而在所述下部盖可以设置有可安装或拆卸的备用电池2450a、2450b、2450c。
其中，天线PCB 2200a、2200b、2200c除了上述的第一天线系统1100和第二天线系统1200之外，还可以包括调制解调器处理器、蓝牙(BT)/无线高保真(WiFi)模块以及C2X模块。此时，也可以将天线PCB 2200a、2200b、2200c称为天线和通信板(board)。
另外，主PCB 2300a、2300b、2300c对配置于所述天线PCB的通信模块进行控制，并且配置有与所述通信模块对接的模块。具体而言，可以包括应用处理器(AP)、以太网交换机、电力管理部以及车辆网络连接器。此时，也可以将主PCB 2300a、2300b、2300c称为AP板(board)。
另外，在本发明的天线系统中，作为无线接口可以包括2X2 LTE MIMO输入端口和C2X天线端口。另外，作为有线接口可以包括以太网接口、紧急呼叫按钮接口、安全气囊接口、紧急呼叫扬声器接口以及麦克风接口。
另一方面，设置于如图8a至图8c所示的车辆的天线系统，可以如图1那样配置于车辆的车顶(roof)上，或者可以配置于所述车辆的车顶结构物的内部。此时，所述车顶结构物的至少一部分可以由非金属构成。
另一方面，对本发明的另一方面的包括复数个第一天线元件和复数个天线阵列的车载天线系统的说明如下。另一方面，关于上述的车载天线系统的说明还可以应用于后述的包括复数个第一天线元件和复数个天线阵列的车载天线系统。
与此相关地，参照图5，复数个第一天线元件1110、1120、1130、1140构成为，发送和接收基于第一通信系统的第一信号。此时，可以将第一天线元件1110、1120、1130、1140称为第一LTE天线1110、第二LTE天线1120、第三LTE天线1130以及第四LTE天线1140。
另一方面，参照图5，复数个天线阵列对应于第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214。此时，复数个第一天线元件1110、1120、1130、1140和复数个天线阵列1211、1212、1213、1214可以配置于作为同一个的电路基板(circuit board)的天线PCB。具体而言，复数个第一天线元件包括第一LTE天线1211、第二LTE天线1212、第三LTE天线1213以及第四LTE天线1214，并且可以与基站执行4x4MIMO。
另外，参照图5至图7，可以配置于天线PCB 2200的左侧上端、右侧上端、左侧下端以及右侧下端。此时，天线彼此之间的距离形成为最大，一部分天线在距离上隔开间隔(shift)而配置，从而能够改善隔离度特性。另外，第一LTE天线1211、第二LTE天线1212、第三LTE天线1213以及第四LTE天线1214之间，利用偏心供电方式来能够改善隔离度特性。另一方面，以上描述可以应用于包括第一LTE天线1211、第二LTE天线1212、第三LTE天线1213以及第四LTE天线1214的各种天线的详细配置结构。
由此，参照图5，配置于天线PCB 2200的左侧上端和右侧上端的第一LTE天线1110和第二LTE天线1120可以是，以彼此之间的中心线为基准形成对称的形态。另一方面，第一LTE天线1110和第二LTE天线1120的供电形态可以是偏心(off-center)形态，使得彼此之间的供电位置(feeding point)隔开较远距离，从而能够改善隔离度。
由此，配置于天线PCB 2200的左侧下端和右侧下端的第三LTE天线1130和第四LTE天线1140中的至少一个形成为，其一部分可以比第一LTE天线1110和第二LTE天线1120更靠向左侧或右侧偏移(shift)。由此，第三LTE天线1130可以与第一LTE天线1110不同地，可以配置于下端部的曲线区域B和左侧区域C而不是直线区域A。相反，第一LTE天线1110可以配置于上端部的直线区域A1和曲线区域B1。
另一方面，在5G频段上，尤其在毫米波(mmWave)频段上进行动作的第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214可以配置于，被第一LTE天线1110、第二LTE天线1120、第三LTE天线1130以及第四LTE天线1140围绕的天线PCB2200的中央区域(center region)。此时，第一阵列天线1211、第二阵列天线1212、第三阵列天线1213以及第四阵列天线1214可以分别配置于天线PCB 2200左侧中央、右侧中央、上部以及下部，以在方位角(azimuth angle)方向上覆盖预定区域。
另一方面，复数个第一天线元件1110、1120、1130、1140和复数个阵列天线1211、1212、1213、1214可以配置在与多边形结构的所述PCB相对应的天线PCB 2200上。此时，在天线PCB 2200的背面配置有集成模块，在所述集成模块可以配置有调制解调器模块(ModemModule)、连接模块(Connectivity Module)以及毫米波(mmWave)模块。
另一方面，在所述天线PCB 2200的上部可以配置有上部盖2100，而在所述天线PCB2200的下部可以配置有主PCB 2300。另外，在所述主PCB 2300的下部配置有下部盖2400，而在所述下部盖2400可以设置有可安装或拆卸的备用电池。
在上文中，对本发明的包括第一天线系统和第二天线系统的搭载于车辆的天线系统以及包括复数个天线元件和复数个阵列天线的搭载于车辆的天线系统进行了说明。
通过这种构成和天线配置结构，本发明可以提供一种平面型车载天线及其控制方法，其不仅能够提供现有的移动通信服务，而且还能提供下一代通信服务。
根据本发明的至少一个实施例，能够提供一种在具有LTE天线系统和5G天线系统的平面型(flat)车载天线中，使天线元件之间的隔离度特性最优化了的天线配置结构。
另外，根据本发明的至少一个实施例，可以提供一种能够将平面型车载天线系统的各种基本结构扩展为扩展结构的模块形态的平面型车载天线系统。
上述的本发明的控制部(调制解调器或应用处理器)可以在记录有程序的介质中由计算机可读取的代码来实现。计算机可读取的介质包括存储有可由计算机系统读取的数据的所有种类的记录装置。计算机可读取的介质的例有硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、固态盘(Solid State Disk，SSD)、硅盘驱动器(Silicon Disk Drive，SDD)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置等，并且也可以载波(例如，基于因特网的传输)的形态实现。另外，所述计算机还可以包括终端机的控制部。因此，在上述的详细说明在所有方面不应该被限制性地解释，而应考虑为示例性的。本发明的范围应根据附加的权利范围的合理解释而决定，在本发明等价范围内的所有变更应包括在本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种搭载于车辆的天线系统，其中，包括：
第一天线系统，构成为发送和接收基于第一通信系统的第一信号的复数个第一天线元件执行多输入多输出(MIMO：Multi Input Multi Output)；以及
第二天线系统，构成为发送和接收基于第二通信系统的第二信号的复数个第二天线元件执行波束成形，
复数个所述第一天线元件和所述第二天线元件配置于同一个电路基板(circuitboard)。
2.根据权利要求1所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
所述第一天线系统执行4x 4MIMO，
复数个所述第一天线元件配置于所述电路基板的左侧上端、右侧上端、左侧下端以及右侧下端。
3.根据权利要求2所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
复数个所述第一天线元件包括第一LTE天线、第二LTE天线、第三LTE天线以及第四LTE天线，
配置于所述电路基板的左侧上端和右侧上端的所述第一LTE天线和所述第二LTE天线是以彼此之间的中心线为基准呈对称的形态，
所述第一LTE天线和所述第二LTE天线的供电形态为偏心(off-center)形态，使得彼此之间的供电位置(feeding point)较远地隔开以改善隔离度。
4.根据权利要求3所述的搭载于车辆的天线系统，其中，
配置于所述电路基板的左侧下端和右侧下端的所述第三LTE天线和所述第四LTE天线中的至少一个，其一部分比所述第一LTE天线和所述第二LTE天线更靠向左侧或右侧偏移(shift)，
所述第三天线配置于下端部的曲线区域和左侧区域而不是直线区域。
5.根据权利要求3所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
还包括C2X天线，所述C2X天线配置于配置有所述第一LTE天线和所述第二LTE天线的区域之间。
6.根据权利要求3所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
还包括第一WiFi天线和第二WiFi天线，所述第一WiFi天线和所述第二WiFi天线与配置于所述电路基板的左侧下端和右侧下端的所述第三LTE天线和所述第四LTE天线隔开规定距离而配置，
所述第一WiFi天线和所述第二WiFi天线配置于所述电路基板的左侧中央和下端中央。
7.根据权利要求3所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
复数个所述第二天线元件包括第一阵列天线、第二阵列天线、第三阵列天线以及第四阵列天线，所述第一阵列天线、所述第二阵列天线、所述第三阵列天线以及所述第四阵列天线配置于所述电路基板的被所述第一LTE天线、所述第二LTE天线、所述第三LTE天线以及所述第四LTE天线围绕的中央区域(center region)，
所述第一阵列天线、所述第二阵列天线、所述第三阵列天线以及所述第四阵列天线分别配置于左侧中央、右侧中央、上部以及下部，以在方位角(azimuth angle)方向上覆盖预定区域。
8.根据权利要求6所述的搭载于车辆的天线系统，其中，
还包括SDAS天线和GNSS天线，所述SDAS天线和所述GNSS天线与配置于所述左侧中央和所述右侧中央的所述第一阵列天线和所述第二阵列天线隔开规定距离而配置。
9.根据权利要求8所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
在通过所述GNSS天线接收信号的情况下，所述第一LTE天线、所述第二LTE天线、所述第三LTE天线以及所述第四LTE天线将所述第一信号的发送功率设定为临界值以下。
10.根据权利要求1所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
所述第一天线系统和所述第二天线系统配置在与多边形结构的所述电路基板相对应的天线PCB上，
在所述天线PCB的背面配置有集成模块，在所述集成模块配置有调制解调器模块(Modem Module)、连通性模块(Connectivity Module)以及毫米波(mmWave)模块。
11.根据权利要求10所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
在所述天线PCB的上部配置有上部盖，在所述天线PCB的下部配置有主PCB，在所述主PCB的下部配置有下部盖，在所述下部盖设置有可安装或拆卸的备用电池。
12.根据权利要求9所述的搭载于车辆的天线系统，其中，
所述搭载于车辆的天线系统配置于车辆的车顶上，或者配置于所述车辆的车顶结构物的内部，所述车顶结构物的至少一部分由非金属构成。
13.根据权利要求9所述的搭载于车辆的天线系统，其中，
除了所述第一天线系统和所述第二天线系统以外，所述天线PCB还包括调制解调器处理器、蓝牙(BT)/无线高保真(WiFi)模块以及C2X模块，
所述主板包括应用处理器、以太网交换机、电力管理部以及车辆网络连接器，
所述天线系统具备作为无线接口的2X2 LTE MIMO输入端口和C2X天线端口，并且包括作为有线接口的以太网接口、紧急呼叫按钮接口、安全气囊接口、紧急呼叫扬声器接口以及麦克风接口。
14.一种搭载于车辆的天线系统，其中，包括：
复数个第一天线元件，构成为发送和接收基于第一通信系统的第一信号；以及
复数个天线阵列，构成为发送和接收基于第二通信系统的第二信号，
复数个所述第一天线元件和复数个所述天线阵列配置于作为同一个电路基板(circuit board)的天线PCB。
15.根据权利要求14所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
复数个所述第一天线元件包括第一LTE天线、第二LTE天线、第三LTE天线以及第四LTE天线，并且与基站执行4x 4MIMO，
复数个所述第一LTE天线、所述第二LTE天线、所述第三LTE天线以及所述第四LTE天线配置于所述天线PCB的左侧上端、右侧上端、左侧下端以及右侧下端。
16.根据权利要求15所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
配置于所述天线PCB的左侧上端和右侧上端的所述第一LTE天线和所述第二LTE天线是以彼此之间的中心线为基准呈对称的形态，
所述第一LTE天线和所述第二LTE天线的供电形态是偏心(off-center)形态，以使彼此之间的供电位置(feeding point)隔开较远间隔以改善隔离度。
17.根据权利要求14所述的搭载于车辆的天线系统，其中，
配置于所述天线PCB的左侧下端和右侧下端的所述第三LTE天线和所述第四LTE天线中的至少一个，其一部分比所述第一LTE天线和所述第二LTE天线更靠向左侧或右侧偏移(shift)，
所述第三天线配置于下端部的曲线区域和左侧区域而不是直线区域。
18.根据权利要求16所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
作为复数个所述天线阵列的第一阵列天线、第二阵列天线、第三阵列天线以及第四阵列天线配置于所述天线PCB的被所述第一LTE天线、所述第二LTE天线、所述第三LTE天线以及所述第四LTE天线围绕的中央区域(center region)，
所述第一阵列天线、所述第二阵列天线、所述第三阵列天线以及所述第四阵列天线分别配置于左侧中央、右侧中央、上部以及下部，以在方位角(azimuth angle)方向上覆盖预定区域。
19.根据权利要求14所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
复数个所述第一天线元件和复数个所述阵列天线配置于多边形结构的所述天线PCB上，
在所述天线PCB的背面配置有集成模块，在所述集成模块配置有调制解调器模块(Modem Module)、连通性模块(Connectivity Module)以及毫米波(mmWave)模块。
20.根据权利要求19所述的搭载于车辆的天线系统，其特征在于，
在所述天线PCB的上部配置有上部盖，在所述天线PCB的下部配置有主PCB，在所述主PCB的下部配置有下部盖，在所述下部盖设置有可安装或拆卸的备用电池。
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