KR100278322B1 - 차량용 창유리 안테나 - Google Patents
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Abstract
차량 창유리 안테나는 VHF 주파수대 신호 및 UHF 주파수대 신호의 다이버시티 수신을 수행하기 위하여 합체된 제 1 창유리 안테나 요소 및 제 2 창유리 안테나 요소를 포함한다. 각각의 제 1 및 제 2 창유리 안테나 요소는 접속 단부를 가진 두개의 도전성 와이어로 구성되며, 접속 단부가 상호 접속되는 상태로 창유리에 부착된 두개의 루프를 구비한 VHF 이중 루프 안테나 패턴부와, VHF 이중 루프 안테나 패턴부의 접속 단부에 제공되며 급전 라인에 연결되는 급전부와, VHF 이중 루프 안테나 패턴부의 중간부로터 각각 연장하는 한 쌍의 도전체를 각각 구비하며, 상기 도체는 서로에 대향하며 고주파 상태에서 VHF 이중 루프 안테나 패턴부내에 단락 회로를 형성할 수 있는 용량결합부, 및 용량결합부가 VHF 주파수대 신호가 수신되는 경우 부도체가 되고 또한 UHF 주파수대 신호가 수신되는 경우 고주파 상태에서 도체가 되도록 각각의 용량결합부의 정전 용량을 셋팅하기 위한 장치.
Description
제1도는 차량의 뒷창에 장착되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 다이버시티 창유리 안테나의 정면도.
제2도는 제1도의 차량용 다이버시티 창유리 안테나에 합체된 제 1 창유리 안테나 요소의 이중 루프 안테나 패턴부의 단면도.
제3도는 본 발명의 실시예의 실험 샘플의 임피던스 특성을 도시한 스미스 선도(Smith chart).
제4도는 제3도의 실험 샘플의 VSWR 특성을 도시한 그래프.
제5도는 종래의 차량 창유리 안테나의 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 20 : 창유리 안테나 요소 11, 21 : 제 1 루프
12, 22 : 제 2 루프 13, 23 : 급전부
14, 15, 24, 25 : 용량 결합부 16, 17 : 전도 부재
18 : 급전 라인 G : 갭
U : UHF 이중 루프 안테나 패턴부
V : UHF 이중 루프 안테나 패턴부
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술 분야 및 그 분야의 종래 기술]
본 발명은, 예를 들면 자동차의 후부 창에 부착되며 약 30 내지 300 MHz 의 VHF(초단파) 대역 신호 및 약 300 MHz 내지 3 GHz의 UHF(극초단파) 대역 신호를 수신할 수 있는 이중 루프 안테나 패턴부(double-loop antenna pattern portion)를 장착한 차량용 창유리 안테나에 관한 것이다.
이러한 유형의 종래의 차량용 창유리 안테나는 VHF 대역 신호를 수신할 수 있는 VHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트, UHF 대역 신호를 수신할 수 있는 UHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트 및 각 패턴 유너트에 연결되는 급전 라인(feeder line)을 포함한다. 이 패턴 유니트는 얇은 슬림형 도체 와이어로 형성되며, 예를 들면 차량의 후부 창위에서 서로 평행하게 배열된다.
도 5는 종래의 창유리 안테나의 일예를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도체 와이어로 제조된 VHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트(30) 및 UHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트(40)는 차량의 창유리(2)상에서 수직 방향으로 배열된다.
VHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트(30)는 수평 방향으로 대칭 배열된 한쌍의 도체 와이어 루프, 즉 제 1 장방형 루프(31) 및 제 2 장방형 루프(32)를 구비한다. 급전부(33)가 상기 제 1 루프(31)와 제 2 루프(32)간의 연결부에 제공된다.
UHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트(40)는 수평 방향으로 대칭 배열된 한쌍의 도체 와이어 루프, 즉 제 1 장방형 루프(41) 및 제 2 장방형 루프(42)를 구비한다. 급전부(43)가 제 1 루프(41)와 제 2 루프(42)간의 연결부에 제공된다.
급전 라인(도시 않됨)이 급전부(33, 43)에 각각 연결된다.
전술한 종래의 차량용 창유리 안테나에는 VHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트(30) 및 UHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트(40)가 독립적으로 제공되기 때문에, 이 패턴 유니트는 창유리상에서 비교적 큰 영역을 차지하는 단점이 있다. 또한 두개의 급전부가 급전 라인에 각각 연결되어 각 연결부의 구조를 복잡하게 하므로, 연결 작업에 보다 많은 노동력을 필요로 한다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
본 발명의 목적은 VHF 대역 신호 및 UHF 대역 신호를 수신할 수 있는 단일체로 구성된 차량용 창유리 안테나를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 VHF 대역 신호 및 UHF 대역 신호를 수신할 수 있는 창유리 안테나 요소를 포함하여, 다이버시티 신호(diversity signal)를 수신할 수 있는 차량용 창유리 안테나를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 창유리 안테나는 다음의 구조를 갖는다.
(1) 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량용 창유리 안테나는,
접속 단부를 갖는 두개의 전도 와이어로 구성되며, 그들 접속 단부가 상호 접속되는 상태로 창유리에 부착되는 두개의 루프를 구비하는 VHF 이중 루프 안테나 패턴부와;
VHF 이중 루프 안테나 패턴부의 접속 단부에 제공되며 급전 라인에 접속되는 급전부와;
VHF 이중 루프 안테나 패턴부의 루프의 중간 부분으로부터 각각 연장되는 한쌍의 도체를 각각 구비하되, 상기 한쌍의 도체는 서로 대향되고 그리고 고주파 상태에서 VHF 이중 루프 안테나 패턴부내에 단락 회로를 형성할 수 있는 용량 결합부(capacitive coupling portions); 및
VHF 대역 신호가 수신될 때는 상기 용량 결합부가 부도체가 되고 그리고 UHF 대역 신호가 수신될 때는 상기 용량 결합부가 고주파 상태에서 도체가 되도록 각각의 상기 용량 결합부의 정전 용량(electrostatic capacitance)을 설정하는 수단을 포함한다.
용량 결합부의 각각의 도체는 소정의 갭이 개재된 상태로 소정의 길이에 걸쳐 상호 대향되는 한 쌍의 전도 와이어를 포함하는 것이 바람직하다.
각각의 전도 와이어로 형성된 루프는 창 프레임을 따라 창유리의 하부 영역에 부착되는 것이 보다 바람직하다.
(2) 본 발명의 또다른 실시예에 따르면,
VHF 대역 신호 및 UHF 대역 신호의 다이버시티 수신(diversity receiving)을 수행하도록 협력하는 제 1 창유리 안테나 요소 및 제 2 창유리 안테나 요소를 포함하는 차량용 창유리 안테나에 있어서,
각각의 제 1 및 제 2 창유리 안테나 요소는,
접속 단부를 갖는 두개의 전도 와이어로 구성되며, 상기 접속 단부가 상호 접속되는 상태로 창유리에 부착되는 두개의 루프를 구비하는 VHF 이중 루프 안테나 패턴부와;
VHF 이중 루프 안테나 패턴부의 접속 단부에 제공되며 급전 라인에 연결되는 급전부와;
VHF 이중 루프 안테나 패턴부의 루프의 중간부분으로부터 각각 연장되는 한쌍의 도체를 각각 구비하되, 상기 한쌍의 도체는 서로 대향되고 그리고 고주파 상태에서 VHF 이중 루프 안테나 패턴부내에 단락 회로를 형성할 수 있는 용량 결합부; 및
VHF 대역 신호가 수신될 때는 상기 용량 결합부가 부도체가 되고 그리고 UHF 대역 신호가 수신될 때는 상기 용량 결합부가 고주파 상태에서 도체가 되도록 각각의 상기 용량 결합부의 정전 용량을 설정하는 수단을 포함한다.
제 1 및 제 2 창유리 안테나 요소는 창유리의 하부 영역에 부착되고, 수평 방향으로 서로간에 분리되며, 또 제 1 및 제 2 안테나 요소의 루프는 창 프레임을 따라 창유리의 하부 영역에서 연장되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 아래의 설명에 개시하며, 그러한 설명으로부터 부분적으로 명확해지거나 또는 본 발명의 실시에 의하여 얻어질 수도 있다. 본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 청구범위에서 특별히 지적된 수단 및 조합에 의하여 실현되고 성취될 수도 있다.
[발며의 구성 및 작용]
명세서내에 통합되고 그의 일부를 이루는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며 그리고 아래에 주어진 바람직한 실시예의 상세한 설명 및 전술한 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는데 도움을 준다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 창유리 안테나 요소(10) 및 제 2 창유리 안테나 요소(20)가 차량(예를 들면, 자동차)의 후부 창의 하부에 제공되며 그 사이에 소정의 간격을 두고 수평 방향으로 서로간에 대칭상태로 배열된다. 각각의 창유리 안테나 요소(10, 20)는 VHF 대역 신호 및 UHF 대역 신호의 다이버시티 수신을 수행할 수 있다. 그러나, 다이버시티 수신 회로는 도면에 도시되지 않았다.
제 1 창유리 안테나 요소(10)는 제 1 루프(loop)(11), 제 2 루프(12), 급전부(feeder portion)(13) 및 용량 결합부(capacitive coupling portion)(14, 15)를 구비한다. 유사하게, 제 2 창유리 안테나 요소(20)도 제 1 루프(21), 제 2 루프(22), 급전부(23) 및 용량 결합부(24, 25)를 구비한다.
따라서 제 1 및 제 2 창유리 안테나 요소(10, 20)는 동일한 구조를 가지므로, 본 명세서에는 제 1 창유리 안테나 요소(10)만을 보다 상세히 기술할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 창유리 안테나 요소(10)는 VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V) 및 UHF 이중 안테나 패턴부(U)를 포함한다.
VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)는 제 1 루프(11), 제 2 루프(12) 및 제 1 루프를 제 2 루프와 접속하는 접속 전도 부재(16, 17)로 구성된다. 제 1 루프(11)는 수 밀리미터의 폭을 가지며 얇은 필름으로 제조된 장방형 전도 와이어로 형성된다. 제 2 루프(12)는 제 1 루프와 동일한 방식으로 형성되며, 제 1 루프(11)에 수평 방향으로 대칭 배열된다. 접속 전도 부재(16, 17)는 제 1 루프 및 제 2 루프(11, 12)보다 큰 폭을 갖는다. 급전부(13)는 접속 전도 부재(16, 17)의 중앙부로 구성된다. 급전 라인(18)은 급전부(13)에 연결된다.
용량 결합부(14)가 VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)의 제 1 루프(11)의 임의 부분에 제공된다. 특히, 용량 결합부(14)는 한 쌍의 전도 와이어 부재(14a, 14b)[제 1 루프(11)와 동일 재료로 제조되며 제 1 루프(11)와 동일한 폭 및 두께를 가짐]로 구성되며, 상기 한쌍의 전도 와이어 부재는 장방형 제 1 루프(11)의 대향된 긴 측면의 각각의 중간 부분으로부터 내부로 연장되며, 그 사이에 소정의 작은 갭(G)이 개재되어 길이(L)에 걸쳐 상호 대향된다. 용량 결합부(14)가 이와 같이 구성됨으로써, 제 1 루프(11)에서 고주파의 단락 회로(short circuiting)가 발생될 수 있다. 안테나가 VHF 대역 신호를 수신할 때는 고주파의 단락 회로가 발생되지 않고 그리고 UHF 대역 신호를 수신할 때는 고주파의 단락 회로가 발생되도록 결합부(14)의 정전 용량을 설정함으로써, UHF 이중 루프 안테나 패턴부(U)의 회로를 폐쇄한다. 안테나 제조시에 전도 와이어 부재(14a, 14b)의 갭(G) 및 길이(L)를 조정하는 것에 의해 정전 용량은 소망의 값으로 용이하게 설정될 수 있다.
용량 결합부(15)는 VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)의 제 2 루프(12)의 일부분에 제공된다. 결합부(14)의 경우와 같이, 결합부(15)는 한 쌍의 전도 와이어 부재(15a, 15b)[제 2 루프(12)와 동일한 재료로 제조되고 제 2 루프(12)와 동일한 폭 및 두께를 가짐]로 구성되며, 상기 한쌍의 전도 와이어 부재는 장방형 제 2 루프(12)의 대향된 긴 측면의 각각의 중간 부분으로부터 내부로 연장되고 그리고 동일한 갭(G)이 개재된 상태로 동일한 길이(L)에 걸쳐 상호 대향된다. 결합부(15)가 이와 같이 구성됨으로써, 제 2 루프(12)내에서 고주파의 단락 회로가 발생될 수 있다. 결합부(15)의 정전 용량은 안테나가 VHF 대역 신호를 수신할 때는 고주파의 단락 회로가 발생되지 않고 그리고 UHF 대역 신호를 수신할 때는 고주파의 단락 회로가 발생되도록 설정되며, 그에 따라 UHF 이중 루프 안테나 패턴부(U)의 회로를 폐쇄한다. 결합부(15)의 용량은 결합부(14)의 경우에서와 같이 소망의 값으로 용이하게 설정될 수 있다.
따라서, VHF 대역 신호를 수신할 때 전체 VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)는 VHF 안테나 요소로서 사용된다. 반면에, VHF 대역 신호를 수신할 때 용량 결합부(14, 15)는 고주파 상태에서 도체가 되며, VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)의 일부로 구성된 UHF 이중 루프 안테나 패턴부(U)는 UHF 안테나 요소로서 사용된다.
[변형예]
본 발명의 실시예에 따른 차량용 창유리 안테나는 다음과 같이 수정될 수 있다.
i) 용량 결합부(14, 15) 및 용량 결합부(24, 25)의 일부 또는 전체가 선형 이외의 임의의 형상(예를 들면, T자 형상)의 도체로 형성된다.
ii) VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)의 제 1 및 제 2 루프(11, 12)는 장방형 이외의 임의의 형상(예를 들면, 타원형)이다.
iii) 안테나는 자동차 이외의 차량의 창유리에 부착된다.
[실험 결과]
도 3은 본 발명의 실시예의 실험 샘플의 임피던스 특성을 도시하는 스미스선도이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 실험 샘플의 VSWR 특성을 도시하는 그래프이다.
도 3 및 도 4로부터 명백한 바와 같이, 실험 샘플은 VHF-L(저) 대역, VFH-H(고) 대역 및 UHF 대역에서 샘플을 실용화할 수 있는 임피던스 특성 및 VSWR 특성을 갖는다.
[실시예 및 수정예의 이점]
실시예 및 수정예에 따른 차량용 창유리 안테나는 아래에 기술된 바와 같은 구조 및 이점을 갖는다.
[1] 접속 단부를 갖는 두개의 전도 와이어로 구성되며, 그들 접속 단부가 상호 접속되는 상태로 창유리(1)에 부착되는 두개의 루프(11, 12)를 구비한 VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)와;
VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)의 접속 단부에 제공되며 급전 라인(18)에 연결되는 급전부(13)와;
VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)의 루프(11, 12)의 중간 부분으로부터 각각 연장되는 한 쌍의 도체를 각각 구비하며, 상기 한쌍의 도체는 서로 대향되고 그리고 고주파 상태에서 VHF 이중 루프 안테나 패턴부내에 단락 회로를 형성할 수 있는, 용량 결합부(14, 15)와;
VHF 대역 신호가 수신될 때는 상기 용량 결합부가 부도체가 되고 그리고 UHF 대역 신호가 수신될 때는 고주파 상태에서 도체가 되도록 각각의 용량 결합부(14, 15)의 정전 용량을 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 형성된 차량용 창유리 안테나에 있어서, 안테나가 VHF 대역 신호를 수신하는 경우 전체 VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)는 VHF 안테나 요소로서 사용되는 반면, 안테나가 UHF 대역 신호를 수신하는 경우 용량 결합부(14, 15)는 고주파 상태에서 도체가 되며, VHF 이중 루프 안테나 패턴부(V)의 일부분으로 구성된 UHF 이중 루프 안테나 패턴부(U)는 UHF 안테나 요소로서 사용된다. 따라서, 창유리 안테나는 VHF 대역 신호와 UHF 대역 신호 양자를 양호한 상태에서 수신할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 안테나는 개별 VHF 및 UHF 이중 루프 안테나 패턴 유니트를 포함하는 종래의 안테나와 비교하여 창유리의 비교적 작은 영역을 차지한다. 더욱이, 본 실시예에서는 단일 급전부(13) 및 단일 급전 라인(18)만이 요구되므로, 안테나는 단순한 연결 구조로 되며, 급전 라인(18)의 연결 동작이 단순해진다.
[2] 상기 [1] 항에 기재된 안테나에 따른 차량용 창유리 안테나는,
용량 결합부(14, 15)의 각각의 도체가 소정의 갭(G)을 두고 소정의 길이(L)에 걸쳐 상호 대향하는 한 쌍의 전도 와이어(14a, 14b)(15a, 15b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 안테나는 [1] 항에 개시된 바와 동일한 이점을 가지며, 전도 와이어(14a, 14b)(15a, 15b)간의 정전 용량을 안테나 제조시에 전도 와이어 부재(14a, 14b)(15a, 15b)의 갭(G) 및 길이(L)를 조정하는 것에 의해 소망의 값으로 용이하게 설정할 수 있는 또다른 이점을 갖는다.
[3] 제 [1] 항에 기재된 안테나에 따른 차량용 창유리 안테나는,
각각의 전도 와이어로 형성된 루프(11, 12)가 창 프레임(1a)을 따라 창유리의 하부 영역에 부착되는 것을 특징으로 한다.
이 안테나는 [1] 항에 기재된 바와 동일한 이점을 가지며, 창유리(1)의 무효 공간(dead space)을 효과적으로 사용할 수 있는 이점과, 이중 루프 안테나 패턴부(V, U)가 창유리(1)의 창 프레임(1a)에 인접하게 위치되므로 급전 라인(18)이 용이하게 연결될 수 있는 또다른 이점을 갖는다.
[4] 본 실시예에 따른 차량용 창유리 안테나는, VHF 대역 신호 및 UHF 대역 신호의 다이버시티 수신을 수행하도록 협력하는 제 1 창유리 안테나 요소(10) 및 제 2 창유리 안테나 요소(20)를 포함하며, 각각의 제 1 및 제 2 창유리 안테나 요소(10, 20)는 상기 [1] 항에 기재된 안테나와 동일한 방식으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 안테나는 [1] 항에 기재된 바와 동일한 이점을 가지며, 또한 페이딩(fading)으로 인한 악영향을 방지할 수 있고 그리고 양호한 신호 수신을 수행할 수 있는 또다른 이점을 갖는다.
[5] 제 [4] 항에 기재된 안테나에 따른 차량용 창유리 안테나는,
제 1 및 제 2 창유리 안테나 요소가 창유리(1)의 하부 영역에 부착되고, 서로간에 수평 방향으로 분리되며, 제 1 안테나 요소(10)의 루프(11, 12) 및 제 2 안테나 요소(20)의 루프(21, 22)가 창 프레임(1a)을 따라 창유리(1)의 하부 영역에서 연장되는 것을 특징으로 한다.
이 안테나는 [4] 항에 기재된 바와 동일한 이점을 가지며, 또한 창유리(1)의 무효 공간을 효과적으로 사용할 수 있는 이점과, 이중 루프 안테나 패턴부(V. U)가 창유리(1)의 창 프레임(1a)에 인접하게 위치되므로 급전 라인(18)이 용이하게 연결될 수 있는 이점 및 다이버시티 신호 수신을 위한 회로 연결이 용이하게 수행될 수 있는 또 다른 이점을 갖는다.
Claims (5)
- 접속 단부를 갖는 두개의 전도 와이어로 구성되며, 상기 접속 단부가 상호 접속되는 상태로 창유리에 부착되는 두개의 루프를 구비하는 VHF 이중 루프 안테나 패턴부와; VHF 이중 루프 안테나 패턴부의 접속 단부에 제공되며 급전 라인에 연결되는 급전부와; VHF 이중 루프 안테나 패턴부 루프의 중간 부분으로부터 각각 연장되는 한 쌍의 도체를 각각 구비하며, 상기 한쌍의 도체는 서로간에 대향되고 그리고 고주파 상태에서 VHF 이중 루프 안테나 패턴부내에 단락 회로를 형성할 수 있는, 용량 결합부; 및 VHF 대역 신호가 수신될 때 상기 용량 결합부가 부도체가 되고 그리고 UHF 대역 신호가 수신될 때 상기 용량 결합부가 고주파 상태에서 도체가 되도록, 각각의 상기 용량 결합부의 정전 용량을 설정하는 수단을 포함하는 차량용 창유리 안테나.
- 제1항에 있어서, 각각의 상기 용량 결합부의 도체는 소정의 갭을 두고 소정 길이에 걸쳐 상호 대향되는 한 쌍의 전도 와이어를 포함하는 차량용 창유리 안테나.
- 제1항에 있어서, 상기 각각의 전도 와이어로 형성된 루프는 창 프레임을 따라 창유리의 하부 영역에 부착되는 차량용 창유리 안테나.
- VHF 대역 신호 및 UHF 대역 신호의 다이버시티 수신(diversity receiving)을 수행하도록 협력하는 제 1 창유리 안테나 요소 및 제 2 창유리 안테나 요소를 포함하는 차량용 창유리 안테나에 있어서, 각각의 상기 제 1 및 제 2 창유리 안테나 요소는, 접속 단부를 갖는 두개의 전도 와이어로 구성되며, 상기 접속 단부가 상호 접속되는 상태로 창유리에 부착되는 두개의 루프를 구비하는 VHF 이중 루프 안테나 패턴부와; 상기 VHF 이중 루프 안테나 패턴부의 접속 단부에 제공되며 급전 라인에 연결되는 급전부와; 상기 VHF 이중 루프 안테나 패턴부 루프의 중간 부분으로부터 각각 연장되는 한쌍의 도체를 각각 구비하며, 상기 한쌍의 도체는 서로간에 대향되고 그리고 고주파 상태에서 VHF 이중 루프 안테나 패턴부내에 단락 회로를 형성할 수 있는 용량 결합부; 및 VHF 대역 신호가 수신될 때 상기 용량 결합부가 부도체가 되고 그리고 UHF 대역 신호가 수신될 때 상기 용량 결합부가 고주파 상태에서 도체가 되도록 각각의 상기 용량 결합부의 정전 용량을 설정하는 수단을 포함하는 차량용 창유리 안테나.
- 제4항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 창유리 안테나 요소는 창유리의 하부 영ㅋ에 부착되고, 서로로부터 수평 방향으로 분리되며, 상기 제 1 및 제 2 안테나 요소의 루프는 창 프레임을 따라 창유리의 하부 영역에서 연장되는 차량용 창유리 안테나.
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