KR100999137B1

KR100999137B1 - 차량용 안테나

Info

Publication number: KR100999137B1
Application number: KR1020070129282A
Authority: KR
Inventors: 정태인
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2010-12-08
Also published as: US8126414B2; US20090153740A1; KR20090062168A

Abstract

차량용 안테나가 개시된다. 차량용 안테나는 앰프 입력단에서 트랜지스터를 거치지 않은 입력신호의 세기를 판단하여 감쇄를 수행한 후 상기 트랜지스터로 출력하는 제1 AGC부 및 앰프 입력단에서 기준값 이상의 입력신호가 입력되면 상기 트랜지스터를 거치지 않고 상기 입력신호가 출력되도록 하는 제2 AGC부를 포함한다. 본 발명에 의하여, 차량 안테나 앰프 AGC 기능이 개선되어 강전계 인접 약전계 신호뿐 아니라 강전계 지역의 신호를 효과적으로 컨트롤 할 수 있다.

차량, 안테나, AGC

Description

차량용 안테나{Vehicle antenna}

본 발명은 차량용 안테나에 관한 것으로, 차량 안테나 앰프 AGC(Automatic Gain Control) 기능을 개선하여 강전계 인접 약전계 신호뿐 아니라 강전계 지역의 신호를 효과적으로 컨트롤 할 수 있는 차량용 안테나에 관한 것이다.

기술의 발전과 첨단 정보와 영상 매체를 통한 엔터테인먼트(Entertainment)에 대한 욕구가 날로 증대되고 있다. 따라서 자동차 내의 운전 또는 수송의 환경 중에도 이러한 욕구가 증대되고 있어 생산/출고되는 자동차의 A/V 시스템 적용률은 날마다 높아지고 있는 실정이다. 차량 적용에 있어서의 핵심은 고성능과 장착의 편이성이라 할 수 있다.

일반적으로, 차량에서의 라디오 수신을 위해서 차량 지붕을 피해 앞이나 뒤쪽 휀더에 약 70cm 전후 길이의 수동식 또는 자동식 안테나를 설치하여 사용해왔으나, 최근에는 차량 외관의 스타일링을 고려해 후방 글라스의 열선 구조를 이용하여 TV용 안테나까지 조합하는 방식으로 발전하고 있는 실정이다.

도 1은 종래기술에 따른 안테나 앰프의 블록 구성도이고, 도 2는 종래기술에 따른 앰프 모듈의 AGC 회로도이며, 도 3은 종래기술에 따른 AGC부의 동작 특성 그 래프이다.

도 1에는 종래 기술에 따른 글라스 안테나 앰프 모듈의 강전계 인접 약전계 신호 컨트롤을 위한 슬로프형 AGC부(AGC 1)이 도시되어 있다.

슬로프형 AGC부는 피드백(Feedback)형태로구성되어 있으며, 출력 신호의 세기에 따라 검출 다이오드와 비교기를 통해서 나온 전압이 핀 다이오드로 보내진다. 전압의 크기에 따라 핀 다이오드의 감쇄가 일정 크기(예를 들어, 0dB 내지 10dB 중 임의의 값)로 일어나게 되어 강전계 인접 약전계 신호를 컨트롤 하게 된다

즉, 슬로프형 AGC부는 앰프 출력단에서 신호를 검출하여 신호세기에 따라 다시 입력단으로 감쇄를 주는 형태로 구성된다.

도 2는 종래기술에 따른 앰프 모듈의 AGC 회로도이다. 슬로프형 AGC부는 입력 신호를 검출하는 다이오드(210), 입력 신호레벨과 설정된 신호레벨을 비교하는 비교기(220)을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 비교기는 OPAMP(LM2904)일 수 있다.

슬로프형 AGC부의 동작 원리를 간략히 설명한다.

먼저, TR 입력단에 핀 다이오드(230)를 추가하여 문턱(Threshold) 범위를 넘는 입력 신호가 들어올 때 강제로 감쇄를 시켜주게 되어 항상 일정 수준 신호만 입력 되도록 만들어준다.

FM 출력 신호는 DC 레벨(Level)로 정류해주는 숏트키 다이오드(Schottky Diode)(210)를 거치고, LM2904 OPAMP를 사용하여 구성된 슈미트 트리거 비교기(220)로 들어가게 된다. 비교기(220)는 신호의 DC 레벨과 문턱(Threshold) 전압 으로 사용될 참조 DC 값(Reference DC value)을 비교하여 출력신호를 내보내준다.

노이즈(Noise) 및 문턱값(Threshold) 부근의 레벨에서 출력값이 계속 바뀌는 문제가 발생할 수 있으므로, 포지티브 피드백(Positive Feedback)으로 구성된 슈미트 트리거를 사용하여 비교기가 구성된다. 슈미트 트리거 비교기는 저항(240)을 조절하여 문턱 전압으로 사용될 참조(Reference) 전압을 조절할 수 있다.

도 3은 앞서 설명한 AGC부의 AGC 동작 특성 그래프이다.

출력 신호의 세기가 커지면, 도 2의 핀 다이오드(230)에 걸리는 전압이 커지게 된다. 따라서, 핀다이오드의 감쇄가 커지게 되므로 슬로프 형태의 동작 특성이 나타난다. 이는 출력 신호의 피드백(Feedback) 형태로 일정 신호 이상의 레벨이 들어왔을 때 서서히 감쇄가 일어나는 슬로프 형태로 강전계 인접 약전계 신호를 컨트롤 하는데 적합한 AGC 형태이다.

종래기술에 따른 AGC 회로는 강전계 인접 약전계 신호를 컨트롤 하는데 적합한 장점을 가진다. 그러나, 종래기술에 따른 AGC 회로는 앰프 출력단에서 신호세기를 판단하므로 앰프 증폭도에 따라 노이즈에 의한 AGC 동작이 가능해지는 문제점, 강전계 신호를 제어하기에는 부적합한 문제점, 및 앰프 증폭도 이상의 신호가 입력되었을 때 TR의 P1dB를 넘은 앰프 출력의 문제가 발생될 수 있는 한계를 가진다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량 안테나 앰프 AGC(AutomaticGain Control) 기능을 개선하여 강전계 인접 약전계 신호뿐 아니라 강전계 지역의 신호를 효과적으로 컨트롤 할 수 있는 차량용 안테나를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량용 안테나는, 앰프 입력단에서 트랜지스터를 거치지 않은 입력신호의 세기를 판단하여 감쇄를 수행한 후 상기 트랜지스터로 출력하는 제1 AGC부 및 앰프 입력단에서 기준값 이상의 입력신호가 입력되면 상기 트랜지스터를 거치지 않고 상기 입력신호가 출력되도록 하는 제2 AGC부를 포함한다.

상기 제1 AGC부가 동작을 개시한 후 상기 입력신호의 크기가 상기 기준값까지 감쇄되면 상기 제2 AGC부가 동작을 개시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량 안테나 앰프 AGC(AutomaticGain Control) 기능을 개선하여 강전계 인접 약전계 신호뿐 아니라 강전계 지역의 신호를 효과적으로 컨트롤 할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 앰프의 블록 구성도이다.

즉, 도 4는 본 발명에 의해 추가된 강전계 신호컨트롤을 위한 On/Off 형 AGC부를나타낸 도면으로, 출력 신호의 세기에 따라 검출 다이오드와 비교기를 통해서 나온 신호를 앰프를 통하지 않고 감쇄된 신호가 출력단으로 보내진다. 따라서 일정 입력 신호의 세기에 따라 AGC 1(410)이 동작을 하고 일정 입력 이상이 들어오면 AGC 2(420)가 동작을 하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 On/Off형 AGC부는 AGC 1(410)과 AGC 2(420)를 포함하여 구성된다. AGC 1(410)은 앰프 입력단에서 트랜지스터(TR)를 거치지 않고 입력신호의 세기를 판단하여 감쇄를 시키는 형태로 구성되고, AGC2(420)는 일정 입력 신호 이상이 들어오면 트랜지스터를 거치지 않고 즉시 출력으로 내보내는 형태의 스위칭 방식으로 구성된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 앰프 모듈의 AGC 회로도이다.

즉, 도 5에 도시된 참조부호 410은 AGC 1(410)의 회로도이고, 참조부호 420은 AGC 2(420)의 회로도이다.

AGC 1(410)는 트랜지스터 입력단에 핀다이오드(520)를 추가하여 문턱값(Threshold) 범위를 넘는 입력 신호가 들어올 때 강제로 감쇄를 시켜주게 되어 항상 일정 수준 신호만 입력되도록 만들어주는 기능을 수행한다.

하기의 표 1은 핀 다이오드(520)에 걸리는 전압에 따른 감쇄 정도를 측정한 결과 표이다.

표 1.

AGC 전압 출력	핀 다이오드 감쇄
0 V	0 dB
0.5 V	-5 dB
0.7 V	- 10 dB
0.8 V	- 20 dB

FM 출력 신호는 커패시터 커플링(Capacitor Coupling)을 통해서 나온 파워(Power) 신호를 DC 레벨로 정류해주는 숏트키 다이오드(510a)를 거치고 LM2904 OPAMP(515)로 들어가게 된다. 앞서 설명한 종래 기술에서는 OPAMP를 비교기로 사용하였으나, 본 발명에서는 비교기가 아닌 OPAMP로 사용된다.

따라서 입력되는 신호의 레벨이 증가하면 증가할 수록 OPAMP의 이득이 높아져 출력되는 전압이 높아지게 된다. 이는 곧 핀다이오드(520) 의 감쇄(Attenuation)를 증가시켜 트랜지스터로 입력되는 신호를 감쇄시키는 영향을 준다. 따라서 OPAMP의 이득 즉, 전압값이 점점 높아져 이에 따라 핀 다이오드 감쇄가 커지게 되는 슬로프 형태로 나타나게 된다. OPAMP를 두단으로 구성한것은 출력 Gain의 안정화를 위해서이다.

또한, AGC 2(420)은 일정 세기 이상의 신호가 입력되었을 때 스위칭 다이오드를 이용해 트랜지스터를 거치지 않고 출력단으로 신호를 바로 보낸다. 커패시터 커플링(Capacitor Coupling)을 통해서 나온 파워(Power) 신호를 DC 레벨로 정류해주는 숏트키 다이오드(510b)를 거치고 IS3140 OPAMP를 사용하여 구성된 슈미트 트리거 비교기(530)로 들어가는 종래 기술의 방법과 유사하지만 핀다이오드를 사용하지 않고 신호의 패스를 On/Off 한다.

비교기에 입력되는 신호가 설정 레벨보다 작으면 비교기의 출력은 항상 High(3.75V)가 흐르게 되어 스위칭 다이오드(535)는 온(On) 상태로 유지하게 되며 신호는 "가" 방향으로 흘러 증폭기로 들어가게 된다. 그러나, 비교기에 입력되는 신호가 설정레벨보다 높으면 비교기 출력이 Low(0V)가 되어 스위칭 다이오드(535)는 Off 상태로 유지하고 신호는 "나" 방향으로 흘러 증폭기를 거치지 않고 출력쪽으로 보내지게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGC 1의 동작 특성 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGC 2의 동작 특성 그래프이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 최종 출력 특성 그래프이다.

도 6의 동작 특성 그래프를 참조하면, 회로는 서로 상이 하지만 동작 특성은 앞서설명한 종래 기술의 그것과 같다. 출력 신호의 세기가 커지게 되면, AGC 1의 핀 다이오드(520)에 걸리는 전압이 커지게 되어 이에 따라 핀 다이오드(520)의 감쇄가 커지게 되어 슬로프 형태의 동작 특성을 나타낸다. 이는 출력 신호의 피드백 형태로 일정 신호 이상의 레벨이 들어왔을 때 서서히 감쇄가 일어나는 슬로프 형태로 강전계 인접 약전계 신호를 컨트롤 하는데 적합한 AGC 형태이다.

도 7의 동작 특성 그래프를 참조하면, 스위칭 다이오드에 의해 일정 세기 이상의 신호가 인가되었을 때 신호의 패스를 액티브에서 패시브로 전환시키므로 한번에 감쇄가 일어는 특성을 보여주며 이는 강전계 신호를 컨트롤 하는데 적합하다.

도 8에는 도 5의 AGC 1(410)과 AGC 2(420)의 하이브리드 형태로 피드백 형태로 일정 신호 이상의 레벨이 들어 왔을 때 서서히 감쇄가 일어나는 슬로프 특성과 일정 신호 이상의 레벨이 들어 왔을 때는 한번에 감쇄가 일어나는 특성을 보여 준다.

도 8의 810의 부분에서 AGC 1(410)이 동작하며 참조부호 820과 같이 입력 신호가 더 크게 들어오면 AGC 2(420)가 동작하여 강전계 신호 및 강전계 인접 약전계 신호까지 컨트롤 할 수 있다. 따라서 본 발명은 도 8의 특성을 가지는 하이브리드 구조의 AGC에 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 안테나 앰프의 블록 구성도.

도 2는 종래기술에 따른 앰프 모듈의 AGC 회로도.

도 3은 종래기술에 따른 AGC부의 동작 특성 그래프.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 앰프의 블록 구성도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 앰프 모듈의 AGC 회로도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGC 1의 동작 특성 그래프.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 AGC 2의 동작 특성 그래프.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 최종 출력 특성 그래프.

Claims

트랜지스터;

트랜지스터 입력단에서의 입력 신호가 문턱값 이상이면, 그 신호를 감쇄한 뒤 트랜지스터로 출력하는 제1 AGC부; 및

상기 제1 AGC부의 출력 신호의 세기가 미리 설정된 설정 레벨 이상이면 그 신호는 트랜지스터를 거치지 않고 출력하는 제2 AGC부에 있어서,

상기 제2 AGC부에는 상기 제1 AGC부의 출력 신호와 상기 설정 레벨을 비교하는 비교기, 상기 제1 AGC부의 출력 신호가 상기 설정 레벨 이상이면 오프되어 트랜지스터를 거치지않고 출력시키는 스위칭 다이오드, 상기 제1 AGC부의 출력 신호를 DC레벨로 정류하여 입력 신호로 제공하는 쇼트키 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 AGC부가 동작을 개시한 후 상기 입력 신호의 크기가 상기 설정 레벨까지 감쇄하면 상기 제2 AGC부가 동작을 개시하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.