KR100835897B1 - Antenna device - Google Patents

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KR100835897B1
KR100835897B1 KR1020060137932A KR20060137932A KR100835897B1 KR 100835897 B1 KR100835897 B1 KR 100835897B1 KR 1020060137932 A KR1020060137932 A KR 1020060137932A KR 20060137932 A KR20060137932 A KR 20060137932A KR 100835897 B1 KR100835897 B1 KR 100835897B1
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patch antenna
coupling guide
antenna
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박승호
염승기
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포스데이타 주식회사
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Abstract

An antenna device is provided to improve reception sensitivity of an antenna by satisfying directivity of a patch antenna through a coupling guide by moving the patch antenna to a user's desired position. An antenna device(500) includes a patch antenna(510), a coupling guide(520), and a case(530). The patch antenna has predetermined directionality while transmitting and receiving an electric wave of a predetermined frequency band. The coupling guide adjusts a direction of the electric wave according to a position of the patch antenna. The patch antenna is embedded in the case and the coupling guide is mounted on the case. The coupling guide has at least one metal bar. The coupling guide is separated from the patch antenna by 5 to 15 mm.

Description

안테나 장치{Antenna device}Antenna device

도 1a는 일반적인 안테나 장치를 나타낸다.1A shows a general antenna device.

도 1b는 일반적인 패치 안테나를 나타낸다.1b shows a general patch antenna.

도 2는 종래의 안테나 장치를 나타낸다.2 shows a conventional antenna device.

도 3은 도 2에 도시된 안테나 장치가 차량 앞유리에 부착된 것을 나타낸다.3 shows that the antenna device shown in FIG. 2 is attached to the vehicle windshield.

도 4는 안테나 이득을 높이기 위한 종래의 패치 안테나 장치를 나타낸다.4 shows a conventional patch antenna apparatus for increasing antenna gain.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸다.5 shows an antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 6은 커플링 가이드의 일예를 나타낸다.6 shows an example of a coupling guide.

도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸다.7 shows an antenna device according to another embodiment of the present invention.

도 8은 도 5에 도시된 안테나 장치가 차량 앞유리에 장착된 일예를 나타낸다.8 illustrates an example in which the antenna device illustrated in FIG. 5 is mounted on a vehicle windshield.

본 발명은 안테나 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 차량용 ETC(Electronic Tool Collection) 단말기의 패치 안테나와 같은 단말기의 외부에 장착되는 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna device. More specifically, the present invention relates to an antenna device mounted outside of a terminal, such as a patch antenna of an in-vehicle Electronic Tool Collection (ETC) terminal.

일반적으로 차량용 ETC 단말기와 같은 휴대용 단말기에는 특정한 전파를 송수신하기 위해, 도 1a에 도시된 것과 같이 외장형 안테나(100)가 이용된다. 도 1a에 도시된 외장형 안테나(100)에는 일반적으로 도 1b에 도시된 바와 같이, 사각형 모양의 패치 안테나(110)가 마련되어 있다. In general, an external antenna 100 is used in a portable terminal such as a vehicle ETC terminal to transmit and receive a specific radio wave as shown in FIG. 1A. The external antenna 100 shown in FIG. 1A is generally provided with a patch antenna 110 having a rectangular shape, as shown in FIG. 1B.

도 2는 종래의 안테나 장치(200)를 개략적으로 도시한 것이다.2 schematically illustrates a conventional antenna device 200.

종래의 안테나 장치(200)는 특정한 전파를 송수신하기 위한 패치 안테나(110)와 패치 안테나(110)를 보호하는 케이스(210)로 구성된다. 패치 안테나(110)는 특정한 주파수를 가지는 전파를 외부와 송수신하며, 송수신된 전파는 패치 안테나(110)에 의해 수신된 전파는 케이블(120)을 통하여 휴대용 단말기의 입력단에 전송된다. 패치 안테나(110)는 도 3에 도시된 예(300)와 같이, 케이스(210) 외부의 접착 가능한 부위를 통해 차량의 앞유리(310) 등에 부착할 수 있다.The conventional antenna device 200 is composed of a patch antenna 110 for transmitting and receiving a specific radio wave and a case 210 for protecting the patch antenna 110. The patch antenna 110 transmits and receives radio waves having a specific frequency to and from the outside, and the transmitted and received radio waves are transmitted to the input terminal of the portable terminal through the cable 120. The patch antenna 110 may be attached to the windshield 310 of the vehicle through an attachable portion outside the case 210, as in the example 300 shown in FIG. 3.

그러나, 종래에는 패치 안테나(110)의 수신감도를 양호하게 유지하기 위해 차량 앞유리(310)의 고정된 위치, 예를 들어, 도 3에 안테나 장치(200)가 위치하는 지점 주변에만 패치 안테나(110)를 부착하게 되어 있다. 만일 다른 지점에 패치 안테나(110)를 부착하게 되면, 안테나 이득이 감소하여 수신 감도가 떨어지는 단점이 있다.However, conventionally, in order to maintain a good reception sensitivity of the patch antenna 110, the patch antenna (only around the point where the antenna device 200 is located in the fixed position of the vehicle windshield 310, for example, FIG. 3). 110) is attached. If the patch antenna 110 is attached to another point, the antenna gain is reduced and the reception sensitivity is lowered.

이러한 단점을 극복하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(400)의 수신 이득을 높이기 위해서 패치 안테나(410)의 형태를 어레이로 구성하고, 케이블(420)을 통해 휴대용 단말기와 연결할 수 있다. 그러나, 이는 안테나 장치(400)의 전반적인 크기를 크게 하고, 차량에 부착시 미관상 좋지 않은 단점이 있 다. In order to overcome this disadvantage, as shown in FIG. 4, in order to increase the reception gain of the antenna device 400, a patch antenna 410 may be configured in an array and connected to the portable terminal through a cable 420. have. However, this increases the overall size of the antenna device 400, there is a disadvantage that is not aesthetically good when attached to the vehicle.

본 발명의 목적은 부착되는 위치를 자유롭게 할 수 있으면서도 높은 수신 이득을 가지며, 또한, 안테나 장치의 케이스를 실용적으로 이용할 수 있는 안테나 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an antenna device which can freely be attached to, and has a high reception gain, and which can practically use the case of the antenna device.

상기 목적을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 장치는 정해진 주파수 대역을 가지는 전파를 송수신하는 패치 안테나; 상기 전파의 방향을 조절하는 커플링 가이드(coupling guide); 및 상기 커플링 가이드가 장착되는 케이스를 포함하여 이루어진다.An antenna device according to an embodiment of the present invention for solving the above object is a patch antenna for transmitting and receiving radio waves having a predetermined frequency band; A coupling guide for adjusting the direction of propagation; And a case in which the coupling guide is mounted.

상기 목적을 해결하기 위한 본 발명의 다른 일실시예에 따른 안테나 장치는 정해진 주파수 대역을 가지는 정해진 방향으로 전파신호를 송수신하는 패치안테나; 및 상기 패치안테나를 보호하기 위해 제1케이스와 제2케이스로 구성되는 케이스를 포함하여 구성되고, 상기 제1케이스는 일정 위치에 공간 또는 디스플레이 수단을 구비하고, 상기 제1케이스는 상기 정해진 방향의 반대 방향에 위치한다.An antenna device according to another embodiment of the present invention for solving the above object is a patch antenna for transmitting and receiving radio signals in a predetermined direction having a predetermined frequency band; And a case including a first case and a second case to protect the patch antenna, wherein the first case has a space or a display means at a predetermined position, and the first case has a predetermined direction. Located in the opposite direction.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 장치를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 안테나 장치(500)는 패치 안테나(Patch Antenna, 510), 커플링 가이드(Coupling Guide, 520) 및 케이스(530)를 포함하여 이루어진다.5 illustrates an antenna device according to an embodiment of the present invention. The antenna device 500 illustrated in FIG. 5 includes a patch antenna 510, a coupling guide 520, and a case 530.

패치 안테나(510)는 전파를 송수신한다. 전파는 미리 정해진 특정한 주파수대역의 전파로서, 케이블(540)을 통해 패치 안테나(510)와 연결된 단말기의 특성에 따라서 다양한 주파수가 될 수 있다. 예를 들어, 차량용 단말기의 경우, 5.86GHz의 주파수를 갖는 전파가 될 수도 있다.The patch antenna 510 transmits and receives radio waves. The radio wave is a radio wave of a predetermined frequency band, and may be various frequencies according to characteristics of a terminal connected to the patch antenna 510 through a cable 540. For example, a vehicle terminal may be a radio wave having a frequency of 5.86 GHz.

커플링 가이드(520)는 패치 안테나(510)로부터 송수신되는 전파의 방향을 조절한다. 이를 위해, 커플링 가이드(520)는 적어도 하나의 금속 바(Metal Bar)와 같은 도전성 재질을 구비할 수 있다. 그리고, 커플링 가이드(520)는 패치 안테나(510)와 접촉하지 않게 패치 안테나(510)와 일정거리 떨어져 있는 것이 바람직하다.The coupling guide 520 adjusts the direction of radio waves transmitted and received from the patch antenna 510. To this end, the coupling guide 520 may include a conductive material such as at least one metal bar. In addition, the coupling guide 520 may be separated from the patch antenna 510 by a predetermined distance so as not to contact the patch antenna 510.

여기서, 케이스(530)는 도 5에 도시된 예와 같이, 전면 케이스와 후면 케이스로 나누어질 수 있으며, 커플링 가이드(520)는 전면 케이스와 후면 케이스 사이에 삽입되는 형태로 구성될 수 있다. Here, the case 530 may be divided into a front case and a rear case, as shown in the example shown in FIG. 5, and the coupling guide 520 may be configured to be inserted between the front case and the rear case.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 장치(500)에 구비되는 커플링 가이드(520)의 일예(600)를 도시한 것이다.6 illustrates an example 600 of a coupling guide 520 provided in the antenna device 500 according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 커플링 가이드(600)는, 1쌍의 금속 바(610a,610b)와 플라스틱 바(620)를 구비한다. 1쌍의 금속 바(610a,610b)는 각각의 한쪽 끝단이 플라스틱 바에 결합되고, 각각의 다른쪽 끝단은 서로 떨어져 있다.The coupling guide 600 shown in FIG. 6 includes a pair of metal bars 610a and 610b and a plastic bar 620. One pair of metal bars 610a and 610b is coupled at one end to the plastic bar and the other end is spaced apart from each other.

도 6에 도시된 형태의 커플링 가이드(600)가 구비된 안테나 장치(500)를 차량에 장착할 경우, 장착되는 위치에 따라서 커플링 가이드(600)의 형태도 바뀐다. 만약, 안테나 장치(500)를 기지국 안테나의 전파 송수신 방향보다 오른쪽으로 치우 쳐서 장착할 경우, 패치 안테나(510)의 오른쪽에 위치하는 금속 바(610b)의 두께가 패치 안테나(510)의 왼쪽에 위치하는 금속 바(610a)의 두께보다 두꺼워지며, 오른쪽에 위치하는 금속 바(610b)와 패치 안테나(510)의 간격이 왼쪽에 위치하는 금속 바(610a)와 패치 안테나(510)의 간격보다 가까워진다. When the antenna device 500 having the coupling guide 600 of the type shown in FIG. 6 is mounted on a vehicle, the shape of the coupling guide 600 also changes according to the mounting position. If the antenna device 500 is mounted on the right side of the base station antenna, the thickness of the metal bar 610b located on the right side of the patch antenna 510 is located on the left side of the patch antenna 510. To be thicker than the thickness of the metal bar 610a, the distance between the metal bar 610b and the patch antenna 510 located on the right side is closer than the distance between the metal bar 610a and the patch antenna 510 located on the left side. .

커플링 가이드(520)는, 패치 안테나(510)와 5mm ~ 15mm 정도 떨어져 있는 것이 바람직하다. 만약, 커플링 가이드(520)가 패치 안테나(510)와 너무 가까이에 있으면 패치 안테나(510)의 송수신 주파수를 변경시킬 수 있고, 너무 멀리 떨어져 있으면 패치 안테나(510)에 영향을 미치지 못하기 때문이다. The coupling guide 520 is preferably 5 mm to 15 mm away from the patch antenna 510. If the coupling guide 520 is too close to the patch antenna 510, the transmission / reception frequency of the patch antenna 510 may be changed, and if the coupling guide 520 is too far, it may not affect the patch antenna 510. .

결국, 패치 안테나(510)의 지향성, 즉, 패치 안테나(510)로부터 송수신되는 전파의 방향은 커플링 가이드(520)의 두께, 커플링 가이드(520)의 길이, 그리고 커플링 가이드(520)와 패치 안테나(510)가 떨어진 정도에 의해서 조절된다. 이는 패치 안테나(510) 주위에 위치하는 커플링 가이드(520)의 적어도 하나의 금속 바로 인해, 일정한 방향성을 가지는 패치 안테나(510)에 커플링 현상이 발생되어 빔 패턴(Beam Pattern)이 바뀌는 이론에 근거한다. As a result, the directivity of the patch antenna 510, that is, the direction of radio waves transmitted and received from the patch antenna 510 may be determined by the thickness of the coupling guide 520, the length of the coupling guide 520, and the coupling guide 520. The patch antenna 510 is adjusted by the degree of dropping. This is due to the theory that a coupling phenomenon occurs in the patch antenna 510 having a constant directionality due to at least one metal bar of the coupling guide 520 positioned around the patch antenna 510, thereby changing the beam pattern. Based.

따라서, 커플링 가이드(520)의 두께, 커플링 가이드(520)의 길이, 그리고 커플링 가이드(520)와 패치 안테나(510)가 떨어진 정도의 조절에 의해, 패치 안테나(510)를 원하는 위치에 둘 수 있다.Therefore, by adjusting the thickness of the coupling guide 520, the length of the coupling guide 520, and the degree to which the coupling guide 520 and the patch antenna 510 are separated, the patch antenna 510 is positioned at a desired position. You can put it.

패치 안테나(510)와 커플링 가이드(520)는 케이스(530)에 장착된다.The patch antenna 510 and the coupling guide 520 are mounted to the case 530.

케이스(530)에는 전파가 송수신되는 방향의 반대 방향에 그림이나 사진이 삽입될 수 있는 공간 또는 LCD나 LED 등과 같은 디스플레이 수단이 마련되어 있을 수 있다. 이때 공간 또는 디스플레이 수단(도 7의 710)은 패치 안테나(510) 및 커플링 가이드(520)와 격리되어 있는 것이 바람직하다. The case 530 may be provided with a space in which a picture or photo can be inserted or a display means such as an LCD or an LED in a direction opposite to the direction in which radio waves are transmitted and received. In this case, the space or display means (710 of FIG. 7) is preferably isolated from the patch antenna 510 and the coupling guide 520.

도 7은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 안테나 장치를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 안테나 장치(700)는 도 5에 도시된 안테나 장치(500)와는 달리 커플링 가이드(520)없이, 패치 안테나(510)와 케이스(530)를 포함하여 이루어진다.7 illustrates an antenna device according to another embodiment of the present invention. Unlike the antenna device 500 illustrated in FIG. 5, the antenna device 700 illustrated in FIG. 7 includes a patch antenna 510 and a case 530 without a coupling guide 520.

도 7을 참조하면, 패치 안테나(510)는 특정한 방향으로 정해진 주파수 대역을 가지는 전파를 송수신한다. 패치 안테나(510)가 장착되는 케이스(530)는 전파가 송수신되는 방향의 반대 방향에 그림 등을 삽입할 수 있는 공간 또는 LCD 등의 디스플레이 수단(710)이 구비되어 있다. Referring to FIG. 7, the patch antenna 510 transmits and receives radio waves having a predetermined frequency band in a specific direction. The case 530 on which the patch antenna 510 is mounted is provided with a display unit 710 such as a LCD or a space into which a picture or the like can be inserted in a direction opposite to the direction in which radio waves are transmitted and received.

공간 또는 디스플레이 수단(710)은 도 5에 도시된 예와 같이 패치 안테나와 격리되어 있는 것이 바람직하다. 이는 하나의 케이스에 공간이 분리된 구조나, 두 개의 케이스가 결합된 구조 등으로 구현 가능하다. 도 7에는, 공간 또는 디스플레이 수단(710)이 구비된 전면의 제1케이스(530a)와 패치 안테나(510)가 장착되는 후면의 제2케이스(530b)가 결합된 구조가 도시되어 있다. The space or display means 710 is preferably isolated from the patch antenna as in the example shown in FIG. 5. This can be implemented in a structure in which a space is separated in one case or a structure in which two cases are combined. FIG. 7 illustrates a structure in which a first case 530a on the front surface provided with the space or display means 710 and a second case 530b on the rear surface on which the patch antenna 510 is mounted are coupled.

공간이나 디스플레이 수단(710)이 더 추가됨으로 인해, 본 발명에 따른 안테나 장치(500,700)는 원래의 전파의 송수신 기능 외에도 추가적인 기능을 하거나, 데코레이션(decoration) 역할을 할 수 있다.Since the space or the display means 710 is further added, the antenna devices 500 and 700 according to the present invention may perform an additional function or a decoration function in addition to the function of transmitting and receiving original radio waves.

도 8은 도 5에 도시된 안테나 장치(500)가 차량 앞유리(820)에 부착된 일예(800)를 나타낸다.FIG. 8 illustrates an example 800 in which the antenna device 500 illustrated in FIG. 5 is attached to the vehicle windshield 820.

도 8을 참조하면, 안테나 장치(500)는 케이블(540)을 통하여 ETC(Electronic Toll Collection)용 단말기(810)와 같은 단말기(810)와 연결된다.Referring to FIG. 8, the antenna device 500 is connected to a terminal 810 such as a terminal 810 for an electronic toll collection (ETC) through a cable 540.

단말기(810)는 ETC용 단말기뿐만 아니라, GPS용 단말기, 무선인터넷용 단말기와 같은 휴대용 단말기가 될 수 있다. ETC용 단말기를 차량에 장착할 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 운전자의 시야를 방해하지 않도록 차량의 하부에 ETC용 단말기를 설치할 수 있다. The terminal 810 may be not only an ETC terminal but also a portable terminal such as a GPS terminal and a wireless internet terminal. When the ETC terminal is mounted in the vehicle, the ETC terminal may be installed in the lower portion of the vehicle so as not to obstruct the driver's view as shown in FIG. 8.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention has been described by way of example only, and is not intended to limit the present invention. In addition, it is apparent that any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 안테나 장치는 패치 안테나의 위치를 사용자가 원하는 위치로 자유롭게 가져갈 수 있으며, 또한 커플링 가이드를 통해 패치 안테나의 지향성을 충족시킬 수 있어서 안테나의 수신 감도를 양호하게 할 수 있다. As described above, the antenna device according to the present invention can freely bring the position of the patch antenna to a position desired by the user, and also can satisfy the directivity of the patch antenna through the coupling guide to improve the reception sensitivity of the antenna. Can be.

또한, 본 발명에 따른 안테나 장치는 전파가 송수신되는 방향의 반대 방향에 공간을 두어 그 공간에 사진, 발광 다이오드, 미니 LCD 등이 삽입 가능하여 차량 내의 데코레이션 효과를 가질 수 있다.In addition, the antenna device according to the present invention has a space in the direction opposite to the direction in which radio waves are transmitted and received, can be inserted into the photo, a light emitting diode, a mini LCD, etc. can have a decoration effect in the vehicle.

Claims (10)

정해진 주파수 대역의 전파를 송수신하며 일정한 방향성을 갖도록 구성된 패치 안테나;A patch antenna configured to transmit and receive radio waves of a predetermined frequency band and have a predetermined direction; 전파의 방향을 상기 패치 안테나의 위치에 따라 조절하는 커플링 가이드(coupling guide); 및A coupling guide for adjusting the direction of propagation according to the position of the patch antenna; And 상기 패치 안테나가 내장되고, 상기 커플링 가이드가 장착되는 케이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.And a case in which the patch antenna is built in and the coupling guide is mounted. 제1항에 있어서, 상기 커플링 가이드는, The method of claim 1, wherein the coupling guide, 적어도 하나의 금속 바(Metal Bar)를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.An antenna device comprising at least one metal bar. 제1항에 있어서, 상기 커플링 가이드는, The method of claim 1, wherein the coupling guide, 각각의 한쪽 끝단이 플라스틱 바에 결합되고, 각각의 다른쪽 끝단은 서로 떨어져 있는 2개의 금속 바를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.Wherein each one end is coupled to a plastic bar and each other end has two metal bars spaced apart from each other. 제1항에 있어서, 상기 커플링 가이드는,The method of claim 1, wherein the coupling guide, 상기 패치 안테나와 5mm ~ 15mm 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.The antenna device, characterized in that 5mm ~ 15mm away from the patch antenna. 제1항에 있어서, 상기 전파의 방향은,The direction of the radio wave of claim 1, 상기 커플링 가이드의 두께, 상기 커플링 가이드의 길이 및 상기 패치 안테나와 상기 커플링 가이드가 떨어진 거리 중 적어도 하나의 요소에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.And at least one of a thickness of the coupling guide, a length of the coupling guide, and a distance between the patch antenna and the coupling guide. 제1항에 있어서, 상기 케이스에는,According to claim 1, The case, 상기 전파가 송수신되는 방향의 반대 방향에 공간 또는 디스플레이 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.And a space or a display means is provided in a direction opposite to the direction in which the radio waves are transmitted and received. 제6항에 있어서, 상기 공간 또는 디스플레이 수단은,The method of claim 6, wherein the space or display means, 상기 패치 안테나 및 상기 커플링 가이드와 격리되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.And an antenna device separate from said patch antenna and said coupling guide. 삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 패치 안테나는,8. The patch antenna of claim 1, wherein the patch antenna comprises: 케이블에 의해 상기 송수신되는 전파를 처리하는 단말기와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.An antenna device, characterized in that connected to the terminal for processing the radio wave transmitted and received by a cable.
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