KR100559418B1

KR100559418B1 - 차량용 안테나의 전계 측정장치

Info

Publication number: KR100559418B1
Application number: KR1020020053526A
Authority: KR
Inventors: 노규상
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2006-03-10
Also published as: KR20040021877A

Abstract

차량용 안테나의 수신 전계 측정에 있어 측정하고자 하는 AM/FM 방송 주파수 대역을 동시에 생성 출력 및 검출하도록 한 것으로,

피측정 차량이 위치되는 회전판과, 피측정 차량에 각 단계별 AM/FM 방송 주파수 대역을 전계 레벨로 자동 생성하여 동시에 송출시키고, 피측정 차량내의 안테나 피딩 케이블을 통해 각 주파수 대역별 전계 및 차량 각도별 지향성을 검출하는 회로망수단과, 회로망 장치에서 검출되는 각 주파수 대역별 전계 및 지향성을 분석하여 저장 및 출력하는 분석수단과, 상기 회전판을 설정된 속도로 구동시키며, 위치센서로부터 피드백 검출되는 회전판의 위치에 따라 구동 각 및 속도를 보정하는 회전판 구동수단과, 상기 회로망 수단에서 출력되는 AM/FM 방송 주파수 대역을 송출시키는 송신 안테나를 포함한다.

차량용 안테나, 전계측정, 지향성 측정

Description

차량용 안테나의 전계 측정장치{A ELECTRIC FIELD DETERMINATION APPARATUS OF VEHICLE ANTENNA}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 안테나의 전계 측정장치에 대한 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 안테나의 전계 측정장치에서 회로망장치에 대한 상세 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 안테나의 전계 측정장치에서 회전판 구동장치에 대한 상세 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 안테나의 전계 측정장치를 통해 검출한 전계 강도 대 회전 각도별 각 주파수 대역의 전계 레벨을 도시한 그래프.

본 발명은 차량용 안테나의 수신 전계 측정장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량용 안테나의 각도별 수신 전계 특성을 위한 AM/FM 방송 주파수 대역을 동시에 송출 및 검출 분석하도록 한 차량용 안테나의 전계 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 장착되는 오디오용 폴(Pole) 혹은 클라스(Glass) 안테나의 경우 오디오를 통한 AM/FM 방송의 청취시에 양질의 수신성을 제공하기 위하여 최적의 임피던스 매칭(Impedance Matching)을 유지하여 한다.

즉, 차량에 폴 혹은 글라스의 형태로 장착되는 안테나의 위치를 기준으로 하여 차량이 어느 방향을 향하고 있던지 간에 수신 전계가 최적의 지향성을 유지하여 최적의 임피던스 매칭을 유지하여야 한다.

따라서, 차량에 장착되는 오디오용 안테나의 최적 임피던스 매칭을 위해서는 안테나의 위치를 기준으로 하여 차축의 각 방향에 대한 수신 전계 특성을 측정하여 그 특성에 따라 최적의 지향성을 갖도록 임피던스 매칭을 수행하여야 한다.

종래에 차량용 안테나에 대한 수신 전계의 특성을 측정하기 위해서는 폴 또는 글라스 안테나가 장착된 실차를 회전원판에 위치시킨 다음 차량내 오디오에 접속되는 피딩 케이블(Feeding Cable)을 전파신호 분석수단에 접속한다.

이후, 회전원판을 설정된 속도로 회전시키는 상태에서 신호 발생수단을 통해 측정하고자 하는 하나의 주파수 대역, 예를들어 89.1MHz의 주파수를 출력하고, 오디오에 접속되는 피딩 케이블을 통해 수신되는 해당 주파수 대역에 대한 수신 전계의 임피던스를 전파신호 분석수단을 통해 측정 분석하여 차량의 회전 각도별 수신 전계의 지향성을 측정하고 있다.

이때, 회전원판이 360°회전하는데 대략 4분 정도의 시간이 소요되고 있어 하나의 주파수 대역에 대한 각 방향별 수신 전계의 지향성을 측정하는데, 대략 4분 정도의 시간 소요가 발생되어 진다.

따라서, 통상적으로 수신 전계의 지향성을 측정하기 위해서는 복수개의 AM/FM 정규 방송 채널중에서 적어도 11개 이상의 주파수 대역에 대한 각 방향별 수 신 전계의 지향성을 측정하여야 하며, 각 주파수에 대한 전계강도 변화를 주며 측정하여야 하므로 해당 안테나에 대한 수신 전계 지향성을 측정하는데 있어 많은 시간이 소요되어 개발 시간이 길어지는 단점이 발생한다.

또한, 하나의 안테나에 대하여 차량간 대비를 하는 경우에는 수신 전계의 지향성을 측정하는데 그 시간이 배로 증가되고, 안테나의 장착 위치를 선정하는데 있어 적어도 5곳 이상의 위치 선정이 이루어져야 하므로 그 측정시간을 더욱 길어지게 되는 단점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 회전원판에 위치되는 피측정 대상 차량에 AM/FM 정규 방송 채널에 대한 모든 주파수 대역을 동시에 송출시키고, 회로망 수단을 이용하여 각각의 주파수 대역에 대한 차량 각도별 수신 전계의 지향성을 측정하도록 함으로써 안테나의 수신 전계 전파 지향성을 측정하는데 시간을 단축시켜 개발 시간을 단축하도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 피측정 차량이 위치되는 회전판과; 피측정 차량에 각 단계별 AM/FM 방송 주파수 대역을 전계 레벨로 자동 생성하여 동시에 송출시키고, 피측정 차량내의 안테나 피딩 케이블을 통해 각 주파수 대역별 전계 및 차량 각도별 지향성을 검출하는 회로망수단과; 회로망 장치에서 검출되는 각 주파수 대역별 전계 및 지향성을 분석하여 저장 및 출력하는 분석수단과; 상기 회전판을 설정된 속도로 구동시키며, 위치센서로부터 피드백 검출되는 회 전판의 위치에 따라 구동 각 및 속도를 보정하는 회전판 구동수단과; 상기 회로망 수단에서 출력되는 AM/FM 방송 주파수 대역을 송출시키는 송신 안테나를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 안테나의 전계 측정장치는, 회로망 장치(10)와 분석장치(20), 회전판 구동장치(30), 송신 안테나(40) 및 회전판(50)으로 구성되는데, 회로망장치(10)는 시험 대상이 되는 피측정 차량(A)에 AM/FM 정규 방송 채널에 대한 모든 주파수 대역을 각 단계별 전계 레벨로 자동 생성하여 동시에 송출시키고, 차량(A)내 오디오와 연결되는 피딩 케이블을 통해 안테나에 수신되는 각 주파수 대역별 전계 및 지향성을 검출한다.

분석장치(20)는 회전판(50)의 구동 제어를 위한 신호를 출력하고, 회로망 장치(10)에서 검출되어 인가되는 각 주파수 대역별 전계 및 지향성을 분석하여 개발에 필요한 백 데이터로 저장 및 출력한다.
상기 분석장치(20)를 통해 각 주파수 대역별 전계 및 지향성을 분석하기 위해서는 주파수의 파장과 안테나 이득을 추출하여 차량(A)과 안테나(40)의 측정거리를 설정하는데, 본 발명의 바람직한 예시에서는 차량(A)과 송신 안테나(40)의 측정거리를 30M로 설정한다.
그리고, 상기 회로망장치(10)에 의해 안테나(40)에서 출력되는 88 ~ 108MHz 사이의 주파수는 차량(A)의 안테나에 수신된 후 회로망장치(10)에 입력되어 분석되어지는데, 이때 입력 전파량으로부터 차량(A)용 안테나의 수신량은 수신 입력단 파워에서 라인 손실 및 기타 손실량의 차에 의해 산출되며, 회전판 구동장치(30)로부터 입력받는 회전판 위치 정보에 따라 수신 각도별 전계량이 분석되어 전파의 지향성이 분석된다.

회전판 구동장치(30)는 분석장치(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 피측정 대상이 되는 차량(A)이 위치되는 회전판(50)을 설정된 속도로 구동시키며, 위치센서(51)로부터 피드백 검출되는 회전판의 위치에 따라 구동 각 및 속도를 보정한다.

송신 안테나(40)는 회로망 장치(10)의 출력 포트에 연결되어 회로망 장치(10)에서 출력되는 AM/FM 정규 방송 채널에 대한 주파수를 송출시킨다.

상기에서 회로망 장치(10)는 첨부된 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 합성신호 발생기(11)와 입출력부(12), 합성신호 인식기(13), 정보 출력부(14)로 구성되는데, 합성신호 발생기(11)는 차량용 안테나의 수신 전계 측정을 위한 AM/FM 방송의 각 주파수 대역을 합성하여 생성 출력하며, 피드백 입력되는 입력 신호량 조절신호에 따라 주파수 레벨을 조정하여 출력한다.

삭제

입출력부(12)는 스위치(12a)와 송신부(12b) 및 수신부(12c)로 구성되는데, 스위치(12a)는 도시되지 않은 프로세서에 설정된 알고리즘에 의한 제어에 따라 스위칭하여 생성된 AM/FM 방송에 대한 각 주파수 대역을 출력시키는 송신부(12b)와 차량용 안테나의 피딩 케이블을 통해 수신되는 차량의 각도별 AM/FM 방송에 대한 각 주파수 대역의 수신 전계를 수신하는 수신부(12c)를 선택한다.

송신부(12b)는 상기 스위치(12a)의 포트가 연결되는 경우 상기 합성신호 발생기(11)에서 인가되는 AM/FM 방송에 대한 각 주파수 대역을 송신 안테나(40)측에 출력함과 동시에 그 송출 결과를 합성신호 인식기(13)측에 제공한다.

수신부(12c)는 상기 스위치(12a)의 포트가 연결되는 경우 피측정 대상인 차량(A)용 안테나의 피딩 케이블을 통해 수신되는 차량 각도별 AM/FM 방송에 대한 각 주파수 대역의 수신 전계를 검출한다.

합성신호 인식기(13)는 합성신호 발생기(11)에서 출력되는 AM/FM 방송에 대한 각 주파수 대역의 신호 및 차량(A)용 안테나의 피딩 케이블을 통해 검출되는 차량의 각도별 AM/FM 방송 주파수에 대한 전계를 중간 주파수로 변환한 다음 아날로그 상태의 신호를 디지털 신호로 변환한다.

정보 출력부(14)는 도 1의 분석장치(20)에서 인가되는 운전 명령의 신호에 따라 합성신호 발생기(11)로 하여금 측정하고자 하는 주파수 대역의 신호를 출력하도록 하고, 합성신호 인식기(13)를 통해 검출되어 디지털 신호로 입력되는 각 주파수 대역별 수신 전계의 신호를 처리 및 기록하며, 그 결과를 도 1의 분석장치(20)측에 제공하여 주파수 측정에 대한 시험 결과의 분석이 이루어질 수 있도록 한다.

회전판 구동장치(30)는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 데이터 입출력부(31)와 제어부(32), 모터 구동부(33), 위치 검출부(34) 및 A/D 변환부(35)로 구성되는데, 데이터 입출력부(31)는 도 1의 분석장치(20)에서 인가되는 회전판(50) 구동 및 정지를 위한 신호의 입력을 인터페이스와 회전판(50)의 구동에 따른 회전 각도에 대한 정보를 도 1의 분석장치(20)측에 출력하는 인터페이스를 담당한다.

제어부(32)는 피측정 차량(A)이 위치되는 도 1의 회전판(50)을 구동하는데 대한 제반적인 동작을 제어한다.

위치 검출부(34)는 피측정 시험 차량을 위치시켜 구동되는 회전판(50)의 각도 정보를 검출하여 그에 대한 위치정보를 출력한다.

A/D 변환부(35)는 상기 회전판(50)의 구동 각도에 대한 아날로그 정보를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명을 통해 차량용 안테나의 각 방향별 전계 레벨을 측정 분석하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

시험 대상의 피측정 차량(A)을 회전판(50)에 위치시킨 다음 피측정 차량(A) 내의 안테나 피딩 케이블을 회로망 장치(10)의 입력포트(P2)에 연결하고, 송신 안테나(40)에는 회로망 장치(10)의 출력 포트(P1)를 연결한다.

이후, PC 기반으로 이루어지는 분석장치(20)를 이용하여 측정하고자 하는 AM/FM 방송 주파수 대역을 설정함과 동시에 운전 명령을 출력하면, 회로망 장치(10)내의 합성신호 발생기(11)는 설정되는 모든 AM/FM 방송 주파수를 합성 생성하여 입출력부(12)를 통해 송신 피측정 대상 차량(A)와 일정거리, 대략 30M에 설치되어 있는 송신 안테나(40)를 통해 송출한다.

또한, 회전판 구동장치(30)는 PC 기반으로 이루어지는 분석장치(20)의 운전 명령에 따라 회전판(50)을 설정된 속도로 회전시켜 피측정 차량(A)의 방향을 변환하여 준다.

상기와 같이 피측정 차량(A)이 방향이 변환되고, 측정하고자 하는 AM/FM 방송 주파수 대역이 동시에 송출되는 상태에서 피측정 차량(A)의 안테나 피딩 케이블을 통해 수신되는 피측정 차량(A)의 각도별 AM/FM 방송 주파수의 대역별 수신 전계는 회로망 장치(10)에 검출 수집된 다음 분석장치(20)측에 인가된다.

따라서, 분석장치(20)는 회전판(50)의 1회전 주기동안 검출되는 피측정 차량(A)의 각도별 AM/FM 방송 주파수의 대역별 수신 전계를 설정된 알고리즘을 통해 분석하여 그 결과를 추출한다.

이때, 추출되는 피측정 차량(A)의 각도별 AM/FM 방송 주파수의 대역별 수신 전계의 결과는 일 예를들어 첨부된 도 4와 같이 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 차량용 안테나에 대한 수신 전계의 측정에 있어 AM/FM 방송에 대한 각 대역별 주파수를 동시에 송출하여 그 결과를 추출함으로써 수신 전계의 측정에 신속성과 편리성 및 신뢰성을 제공한다.

Claims

피측정 차량이 위치되는 회전판, 피측정 차량에 각 단계별 AM/FM 방송 주파수 대역을 전계 레벨로 자동 생성하여 동시에 송출시키고, 피측정 차량내의 안테나 피딩 케이블을 통해 각 주파수 대역별 전계 및 차량 각도별 지향성을 검출하는 회로망장치, 회로망 장치에서 검출되는 각 주파수 대역별 전계 및 지향성을 분석하여 저장 및 출력하는 분석장치, 상기 회전판을 설정된 속도로 구동시키며, 위치센서로부터 피드백 검출되는 회전판의 위치에 따라 구동 각 및 속도를 보정하는 회전판 구동장치, 회로망 장치에서 출력되는 AM/FM 방송 주파수 대역을 송출시키는 송신 안테나를 포함하는 차량용 안테나의 전계 측정장치에 있어서,

상기 회로망 장치는 수신 전계 측정을 위한 AM/FM 방송의 각 주파수 대역을 생성하는 합성신호 발생기와;

합성신호 발생기에서 출력되는 AM/FM 방송의 각 주파수 대역을 출력하고, 차량내 피딩 케이블을 통해 안테나의 각도별 수신 전계를 입력받는 입출력부와;

수신 전계 측정을 위해 송출되는 AM/FM 방송의 각 주파수 대역과 피딩 케이블을 통해 수신되는 전계 레벨을 인식하는 합성신호 인식기와;

측정하고자 하는 주파수 대역의 신호 출력과 검출되는 각 주파수 대역별 수신 전계의 신호를 처리 및 기록하는 정보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나의 전계 측정장치.
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제1항에 있어서,

상기 합성신호 발생기는 피드백 입력되는 입력 신호량 조절신호에 따라 주파수 레벨을 조정하여 출력하는것을 특징으로 하는 차량용 안테나의 전계 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 입출력부는 AM/FM 방송에 대한 각 주파수 대역을 출력과 차량의 각도별 AM/FM 방송 주파수에 대한 수신 전계를 수신을 선택하는 스위치부와;

상기 합성신호 발생기에서 인가되는 AM/FM 방송에 대한 각 주파수 대역을 송신 안테나측에 출력함과 동시에 그 송출 결과를 합성신호 인식기측에 제공하는 송신부와;

피측정 대상의 차량용 안테나의 피딩 케이블을 통해 수신되는 차량 각도별 AM/FM 방송에 대한 각 주파수 대역의 수신 전계를 검출하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나의 전계 측정장치.