KR100952625B1 - 고주파수 소자를 구비한 안테나 윈도우 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면들 중 하나 상에 고정되어 배치된 고주파수 전기 소자(HF)를 갖는 안테나 윈도우(1)에 관한 것으로, 상기 고주파수 전기 소자는 상기 윈도우의 동일한 표면 상에 제공된 전도체 구조(3)에 전기적으로 연결된다. 본 발명은, 고주파수 소자(HF)가 적어도 평평한 결합 전극(5)을 갖는데, 상기 결합 전극(5)은 상기 전기 연결을 형성하기 위해 중간 유전체(4)를 통해 고주파수 안테나 신호를 전도하는 평평한 전도체 구조(3)로부터 특정 거리로 유지되는 것을 특징으로 한다.

Description

고주파수 소자를 구비한 안테나 윈도우{ANTENNA WINDOW WITH HIGH FREQUENCY COMPONENT}

본 발명은 청구항 1의 전제부의 특징을 갖는 고주파수 소자를 구비한 안테나 윈도우에 관한 것이다.

특허 DE-A1-198 23 202는 차량용 안테나 디바이스를 기재하는데, 여기서 접촉 필드의 접촉점에 연결된 투명(유리) 윈도우 상에 위치한 모든 안테나의 다리 연결부(foot connection)는 윈도우 표면상에 위치한 플라스틱 장착부(mount)에 의해 둘러싸이고, 예를 들어 증폭기와 같은 고주파수 소자는 착탈식으로 고정된다. 이 경우에, 스프링 접점은 고주파수 소자와 접촉점 사이의 전기적 연결을 위해 사용된다. 물론, 스프링 접점은 간단히 장착되고 제거되지만, 동시에 발생하는 부식 및 기계적 진동에 비교적 민감하다.

특허 DE-A1-198 56 663은, 창유리에 고정된 증폭기 하우징과 접촉 상태로 창유리 상에 위치한 안테나를 초래하는 디바이스를 기재한다. 연결 영역은 접착층으로 둘러싸이는 한편, 전기 접점은 납땜에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 특허 US-A-6 087 996은 스프링 접점을 갖는 유사한 장치(arrangement)를 보여주는데, 여기서 증폭기 하우징은 벨크로(velcro) 조립체에 의해 윈도우 표면에 착탈식으로 고 정된다.

투명(유리) 윈도우 상에서 안테나의 역할을 하는 평평한 전도층을 연결 전도체에 용량 결합(capacitively couple)시키고, 이를 통해 안테나 신호가 무선 수신기에 라우팅되는 것이 DE-A1-197 35 395로부터 알려져 있다. 이 경우에, 용량성 결합은 승객석을 향하고 있는 적층 윈도우의 표면상에 스트립형 전극을 프린팅하는 한편, 합성물(composite) 내에 위치한 표면상에 전도 층을 위치시킴으로써 달성된다. 스트립형 전극의 길이는 5cm 이상이어야 하고, 그 폭은 5mm 내지 10mm이어야 한다.

특허 DE-A1-198 58 299는 차량에서의 데이터 통신 디바이스용 안테나 시스템을 보여주며: 끼우는 유리(glazing) 유닛과 같은 유전체 장착 표면의 2개의 면은 평평한 결합 전극 상에 위치한 안테나 시스템의 소자를 용량 결합시킴으로써 함께 연결될 수 있다.

특허 US-4 931 805 및 US-4 931 806은 차량 윈도우 상에 위치한 전화 안테나를 기재하며: 외부 모듈은 안테나를 지원하는 한편, 내부 모듈은 용량성 신호 송신에 의해 이러한 안테나에 연결된다. 유리 유닛은 유전체로서 사용된다. 2개의 모듈은 양면 접착 테이프에 의해 유리 유닛의 표면에 고정된다.

본 발명의 목적은, 고주파수 소자를 갖는 알려진 윈도우에서 시작하면서, 윈도우 표면상에 위치한 고주파수 소자의 접촉 방법(process)에 대한 다른 연결 변형을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 본 목적은 청구항 1의 특징에 의해 얻어진다. 종속항의 특징은 본 목적의 유리한 변형을 언급한다.

다수의 안테나 신호는, 또한 고주파수 소자에서의 용량 수단(capacitive means)에 의해 무시할 수 있는 댐핑(damping) 손실을 가지면서 송신될 수 있고, 심지어는 평평한 전극에 의해 특정한 접촉점 없이도 송신될 수 있다. 이 때문에, 먼저 안테나 신호를 전도하기 위해 평평한 전도체 구조를 윈도우 상에 제공하는 것이 필요하다. 이 경우에, 라디오 및 TV 수신을 위한 다이버시티(diversity) 안테나 신호를 포함할 수 있다. 이것은 또한 라디오/TV 및 무선 전화, GPS 신호등과 더 많이 조합될 수 있다. 이러한 신호는 적합한 소자에 의해 고주파수 소자에서 필터링되고 개별적으로 사용될 수 있으며, 특히 나중에 증폭되고 복구될 수 있다.

물론, 커패시턴스가 전극의 표면적에 비례하기 때문에, 2개의 결합 전극은 완전히 중첩되어야 한다. 완전히 중첩되지 않으면, 용량성 커패시턴스에서 감소가 야기되어, 저주파수 댐핑이 증가하게 된다. 일반적으로, 상기 중첩은, 결합점으로서 사용된 전도체 구조가 연관된 결합 형태의 윈도우 표면, 또는 표면 전극에 걸쳐 확장되어, 위치(position)에서의 작은 차이가 효과가 없어진다는 사실에 의해 보장될 것이다.

이러한 장치의 한가지 큰 장점은, 고주파수 소자가 윈도우와 갈바니(galvanic) 접촉하지 않는 단일 플레이트의 형태로 제작될 수 있다는 것이다.

중간 유전층은, 고주파수 소자를 안테나 윈도우에 고정시킨 후에 두께가 영구히 일정하게 유지될 수 있다면 특정 두께를 갖는 공기 층일 수 있다.

이것은, 예를 들어 스페이서(spacer)를 갖는 적합한 장착 디바이스에 의해 달성될 수 있다. 일반적으로, 고주파수 소자는 윈도우 표면에 접착성 부착될 것이다. 고주파수 소자가 자체 하우징을 가질 때, 외부 전기 연결만은 접착성 부착 이후에도 여전히 이루어져야 한다. 고주파수 소자가 자체 하우징을 갖지 않을 때, 실제로 동작을 철저히 검사한 후에, 적합한 혼합물로 영구히 오버몰딩(overmolded)될 수 있다. 따라서, 고주파수 소자 스스로가 자체 덮개(sheath)를 가질 필요가 없을지라도, 실질적으로 밀폐하여 주변 영향이 제거된다. 이것은 또한 윈도우 표면 위의 돌출부를 감소시키는데 기여한다. 특히, 차량에서의 안테나 윈도우를 응용한 경우에, 습기 및 수증기로부터 신뢰가능한 보호가 가장 중요하다.

바람직한 실시예에서, 용량성 송신 영역의 폭은 특정한 두께를 갖는 (양면) 접착 테이프에 의해 이루어질 수 있는데, 이것은 먼저 윈도우 측의 전도 구조와 고주파수 소자의 결합 전극 사이에 중간 유전층을 직접적으로 형성한다. 두 번째로, 고주파수 소자의 고정은 이러한 방식으로 매우 크게 간단해진다. 접착 테이프 물질은 원하는 폭, 또는 용량성 송신 지역으로부터의 전극의 분리와의 컴플라이언스(compliance)를 영구히 제공할 수 있다.

이러한 장치의 다른 장점은, 특히 고주파수 소자가 증폭기를 포함할 때 안테나로부터 고주파수 소자로의 짧은 신호 경로이다. 따라서, 이러한 방식으로, 손실 및 동요(perturbative) 효과가 매우 작아진다. 고주파수 소자는 하나 이상의 증폭기 외에도 예를 들어 하나 이상의 튜너 등을 또한 포함할 수 있다.

이와 마찬가지로, 결함이 있을 수 있는 소자의 교체는 특히 복잡하지 않다. 오버몰딩 혼합물은 아마 소자가 사용되지 않을 때와 동시에 제거될 수 있고, 접착성 부착 조립체는 제거될 수 있어서, 스프링 접점과 같이 접점에서 떼어내기 위한 어떠한 특정 동작도 필요하지 않다.

여기서 설명한 안테나 윈도우상의 고주파수 소자의 장치가 유리 윈도우 및 플라스틱 윈도우 양쪽 모두 사용될 수 있고, 적층 윈도우뿐 아니라 모노리식(monolithic) 윈도우에도 사실상 동일하게 사용될 수 있다.

상기 제조 및 제조 유형과 함께 전도 구조와 안테나 요소 사이의 연결은 여기에 추가로 논의되지 않는데, 그 이유는 다수의 실시예 및 조합이 종래 기술에서 이미 설명되었기 때문이다.

그러나, 신호를 전도 구조로부터 고주파수 소자 아래의 결합 전극으로 송신하는 것이 단일 지역 또는 송신 커패시터에 한정되지 않음이 언급되어야 한다. 이와 대조적으로, (프린팅되거나 접착성 부착된) 전도 구조를 수 개의 전기적으로 분리된 부분으로 분리하는 것이 또한 가능하며, 상기 분리된 부분 중 각 하나는 안테나 필드 등에 연결된다. 달리 말하면, 수 개의 결합점은 이에 따라 하나의 윈도우 표면상에 국부적으로 근접될 수 있다. 전도 구조에 의해 전도된 신호는 개별적으로 공간적으로 및 기능적으로 조합되는 대응하는 수의 결합 전극에 의해 이러한 복수의 송신 커패시터를 중첩하는 고주파수 소자에 병렬로 결합된다.

따라서, 특히 다이버시티 안테나 시스템에 제공될 수 있는 바와 같이, 수 개의 윈도우(예를 들어 차량의 측면 및 후면 윈도우)에 걸쳐 분배되는, 안테나 구조로부터의 신호를 예를 들어 윈도우 표면상의 한 지점으로 함께 국부적으로 운반할 수 있다. 그러나, 그러한 다수의 해결책에서, 너무 작은 접촉 거리(서로에 대해 전도 구조의 부분의)가 신호의 크로스토크를 야기시킬 수 있다는 사실에 주의할 필요가 있다. 이러한 효과를 감소시키거나 방지하기 위해, 2개의 접촉 면 사이의 거리는 이러한 거리만큼 서로 분리된 접촉 에지의 길이보다 더 커야 한다.

본 발명의 다른 세부 사항 및 장점은 예시적인 실시예의 도면 및 다음 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 1은, 고주파수 소자가 양면 접착 테이프에 의해 영구히 고정되는 안테나 윈도우의 에지 영역을 도시(어떠한 특정 축척 없이)한 간략화된 단면도.

투명 모노리식 유리 윈도우(1)는 표면들 중 하나의 에지에 가까이, 불투명 코팅(2) 및 불투명 코팅에 위치한 전기적 전도 구조(3)를 지지한다. 불투명 코팅 및 전도 구조는 알려진 방식으로 해당 페이스트를 사용하는 스크린 프린팅에 의해 제조되는 것이 바람직하며, 상기 페이스트는 그 다음에 구워질 수 있다(유리 윈도우 상에서). 불투명 코팅(2)은 전기적으로 전도되어서는 안 된다. 다른 한 편으로, 전도 구조(3)는, 프린팅되고 구워진 히터 전도체 또는 차량용 윈도우에서 가열 층을 위한 전류 모선(current busbar)에 의해 알려진 바와 같이 알려진 방식으로 높은 은 함유량을 갖는 스크린-프린팅 페이스트로 제조되는 것이 바람직하다. 이상적으로, 전도 구조(3)는 본 출원의 경우에, 이러한 유형의 모선이 될 다른 기능을 가 질 수 있다. 알려진 방식으로, 안테나 구조는, 온-보드 네트워크로부터 전원 전압이 제공될 때 가열 요소로서 또한 사용될 수 있다.

다시 되돌아가서, 고주파수 소자(HF)는 얇은 양면 접착 테이프(4)에 의해 전도 구조(3)에 새롭게 고정된다.

최종 고객의 요구조건에 따라, 전기적으로 전도하지 않는 다른 시각적으로 불투명 마스킹 층은 전도 구조(3)와 접착 테이프 사이에 위치할 수 있다.

차량의 차체(미도시)에서의 안테나 윈도우(1)의 장착 상태에서, 이러한 디바이스는 일반적으로 차량의 내부 공간쪽으로 향하는 표면상에 위치하고, 내부 코팅에 의해 내면 상에 마스킹된다. 불투명 코팅(2)은 외부로부터 시각적으로 전도 구조(3) 및 고주파수 소자(HF)를 마스킹한다.

우수한 전도체인 금속으로 이루어진, 예를 들어 구리로 이루어진 얇은 평평한 전극(5)은 접착 테이프(4)에 직접 조립된다.

접착 테이프(4)는 전도 구조(3)와 평평한 전극(5) 사이에 특정한 두께를 갖는 유전체 분리 층을 형성한다. 그 두께는 약 0.5mm를 초과해서는 안 되는 2개의 전극의 간격을 결정하여, 디바이스의 용량성 송신 동작에서 결정하는 역할을 한다.

전도 구조(3)와 고주파수 소자(HF) 사이에 어떠한 갈바니 접점도 존재해서는 안 된다. 이에 반해, 전도 구조(3)는 평평한 전극(5)에 의해 고주파수 소자(HF)에서 신호의 용량성 결합을 위한 제 1 전극의 역할을 한다. 상기 예의 경우에, 평평한 전극은 약 100mm의 길이와, 10mm의 폭과, 35㎛의 두께를 갖는다. 이 장소에서, 전도 구조는 10mm 이상의 폭과, 4 내지 15㎛의 두께를 갖고, 70%보다 큰 은 함유량 및 2.85-5.45×10^-6[Ωcm]의 특정 저항을 갖는다. 따라서, 만족스러운 송신 동작은 40MHz보다 큰 주파수 영역에서 달성되므로, VHF, FM, UHF 등의 신호는 신뢰성있고 고품질로 송신된다.

기기의 소자의 기하학적 치수는 좁은 허용 오차 범위 내에서 일정하게 유지될 수 있다. 접착 층에 습기가 침투하지 않도록 하는 것이 중요하다. 바람직하게, 아크릴 접착제(acrylate adhesive)는 2와 4 사이의 유전율을 갖는 막 또는 거품 형태로 사용된다.

따라서, 전체로서, 전도 구조(3)로부터 평평한 전극(5) 또는 고주파수 소자(HF)의 후속 소자로 고주파수 신호를 송신하는데 적합한 커패시터가 형성된다.

평평한 전극(5)은 다른 면으로부터 다시 접착성 부착되는 것이 바람직한 비교적 두꺼운 탄성 층(6)으로 연결되는데, 상기 탄성 층은 윈도우(1)의 표면에서 약간 굴곡진 것을 보상할 수 있고 보상해야 한다. 평평한 전극(5) 자체는 실제로 넓은 표면의 임의의 굴곡부에 맞출 수 있을 정도로 충분히 얇다. 그 결과, 이러한 굴곡부는 슬롯의 폭 또는 접착 테이프(4)의 두께에 거의 무시할 수 있을 정도의 영향을 미친다. 다음으로, 고주파수 소자(HF)의 기계적 배후 강화를 형성하는 지지 플레이트(7)가 있다. 조립체의 장착 환경에 따라, 이러한 지지 플레이트는 단단하거나 유연할 수 있다. 더 이상 더 설명할 필요 없는 전자 기기가 장착 플레이트(8)에 고정된다. 장착 플레이트는, 조립체의 환경이 요구하면(예를 들어 조립체의 장소에서 윈도우 표면의 굴곡의 매우 작은 반경) 또는 고주파수 소자가 비교적 넓은 표면 치수를 갖는다면, 또한 지지 플레이트와 마찬가지로 부과된 요구 조건에 따라 단단하거나 유연할 수 있다.

마지막으로, 신호 케이블(9)은 장착 플레이트, 또는 장착 플레이트 상에 형성된 전도 트랙에 전기적으로 연결된다. 신호는 이러한 (차폐된) 신호 케이블(9)에 의해 본 명세서에 도시되지 않은 다운스트림에 위치한 장치들(라디오 또는 TV 수신기, 전화 교환기, 등)로 송신되고; 더욱이, 전기 전류를 고주파수 소자(HF)에 공급하고, 아마 고주파수 소자를 접지에 연결하는데 도움이 된다.

이러한 전체 디바이스는 과도하게 몰딩된 혼합물(10)로 캡슐화되는데, 상기 혼합물은 안테나 윈도우(1) 표면, 또는 불투명 코팅(2)에 단단히 부착하고, 밀봉하여 습기 및 오물로부터 고주파수 소자(HF)를 보호한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 고주파수 소자를 갖는 알려진 윈도우에서 시작하면서, 윈도우 표면상에 위치한 고주파수 소자의 접촉 방법에 대한 다른 연결 변형 등에 이용된다.

Claims (10)

1. 고주파수 전기 소자(HF)를 갖는 안테나 윈도우(1)로서,

   대향하는 제 1 및 제 2 주 표면을 구비하는 평평한 전도체 구조를 포함하며, 상기 평평한 전도체 구조의 제 1 주 표면은 윈도우 부재의 표면에 부착되며, 상기 고주파수 전기 소자(HF)는 상기 평평한 전도체 구조의 제 2 표면에 고정되게 배치되고 상기 평평한 전도체 구조(3)에 용량적으로 연결되며,

   상기 고주파수 전기 소자(HF)는 적어도 하나의 평평한 결합 전극(5)을 구비하며, 상기 평평한 결합 전극은 상기 용량적 연결을 형성하기 위해 중간 유전체 층(4)에 의해 고주파수 안테나 신호를 전도하는 상기 평평한 전도체 구조(3)로부터 특정 거리에 유지되며, 이에 의해, 상기 고주파수 전기 소자(HF)는 평평한 전도체 구조(3)와 평평한 결합 전극(5) 사이의 결합 영역 위쪽 윈도우 부재 상에 고정되게 배치되고,

   상기 평평한 전도체 구조(3), 상기 중간 유전체 층(4), 상기 적어도 하나의 평평한 결합 전극(5)은 고주파수 신호를 전송하기 위한 커패시터를 형성하며,

   상기 고주파수 전기 소자(HF)는, 전자 장비를 갖는 장착 플레이트(8)와, 한쪽 표면으로부터 상기 평평한 결합 전극(5)을 지지하고 다른쪽 표면에서 상기 장착 플레이트(8)를 지지하는 지지 플레이트(7)를 포함하며,

   상기 중간 유전체 층은 특정 두께의 양면 접착 테이프(4)에 의해서 형성되며, 상기 평평한 결합 전극(5)은 윈도우 부재의 표면의 굴곡에 따를 수 있도록 충분히 얇은 것을 특징으로 하는, 안테나 윈도우.
2. 제 1항에 있어서, 상기 평평한 결합 전극(5)은, 상기 평평한 전도체 구조(3)가 있는 쪽의 반대쪽에서, 상기 지지 플레이트(7)의 아래에 접착 결합된 두꺼운 탄성 층(6)에 연결되며, 상기 탄성 층(6)이 윈도우 부재의 표면의 굴곡을 보상하는 것을 특징으로 하는, 안테나 윈도우.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 윈도우 부재에 고정된 상기 고주파수 전기 소자(HF)는, 상기 윈도우 부재의 표면에 결합하는 경화된 화합물(10)에 의해 공기 및 수증기에 대해서 밀봉되도록, 오버몰딩(overmolded)되는 것을 특징으로 하는, 안테나 윈도우.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 평평한 전도체 구조(3)는 상기 윈도우 부재의 하나의 표면에서 프린팅되고 구워지는(baked) 전기적으로 전도성인 페이스트로 구성되는 것을 특징으로 하는, 안테나 윈도우.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 안테나 윈도우는, 프린팅되고 구워지는 전기적으로 전도성인 페이스트로 구성되는 안테나 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는, 안테나 윈도우.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 평평한 전도체 구조는 상기 윈도우 부재의 다른 표면에 위치한 안테나 요소에 전기적 또는 용량적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 안테나 윈도우.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 평평한 전도체 구조는 신호를 전도하는 수 개의 부분들로 분리되고, 상기 부분들은 서로 떨어져 있고 전기적으로 분리되며, 상기 부분들은 상기 고주파수 전기 소자(HF)를 결합시키기 위해 상기 부분들에 대응하는 개수의 상기 평평한 결합 전극과 연결되어, 이에 의해 복수의 결합점을 형성하는 것을 특징으로 하는, 안테나 윈도우.
8. 제 6항에 있어서, 상기 안테나 요소는 적층된 윈도우 부재의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 안테나 윈도우.
9. 삭제
10. 삭제

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