KR101053056B1 - 차량용 투명 안테나 - Google Patents

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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 투명 안테나에 관한 것으로서, 차량용 안테나에 있어서, 차량에 장착되어 탑승자의 시야를 확보하는 투명기판 상의 변두리 부위에 형성된 투명 안테나 방사체를 포함하며, 상기 투명 안테나 방사체는, 금속산화물 박막 또는 금속 박막을 포함하며, 가시광선 투과율이 80%이상인 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나이며, 이와 같은 본 발명에 의하면, 차량에 장착되는 유리 등의 투명 기판 상에 안테나를 형성시켜 안테나 형성에 따른 차량 디자인의 제한을 제거하고, 차량의 구동시에 공기역학적인 손실을 제거할 수 있다.
안테나, 차량용, 투명, 안테나 방사체, 투과율.

Description

차량용 투명 안테나 {Transparent antenna for automobile}
본 발명은 차량용 투명 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 장착되는 탑승자의 시야를 확보하기 위한 투명기판 상에 형성된 투명한 방사체 패턴의 안테나에 대한 것이다.
21세기를 주도할 새로운 산업분야로서 대두될 것 중의 하나는 텔레메틱스이다. 텔레메틱스 산업은 21세기 정보화 사회를 구현하는데, 핵심적인 역할을 담당할 것으로 예측되고 있다.
텔레메틱스는 텔레커뮤니케이션(telecommunication)과 인포매틱스(informatics)의 합성어로, 자동차 안에서 이메일을 주고받고, 인터넷을 통해 각종 정보도 검색할 수 있는 오토(auto) PC를 이용한다는 점에서 '오토모티브 텔레매틱스'라고도 부른다.
운전자가 무선 네트워크를 통해 차량을 원격 진단하고, 무선모뎀을 장착한 오토 PC로 교통 및 생활 정보, 긴급구난 등 각종 정보를 이용할 수 있으며, 사무실 과 친구들에게 전화 메시지를 전할 수 있음은 물론, 음성 이메일을 주고받을 수도 있고, 오디오북을 다운받을 수도 있다.
텔레메틱스 기술은 전기ㆍ전자, 통신 및 자동차 기술을 비롯한 다양한 분야가 기술적인 융합을 통하여 구현할 수 있는 시스템 통합 기술 분야이다. 우리나라는 물론이고 일본, 미국, 유럽 등의 선진국에서는 자국의 교통 및 환경문제를 해결하기 위하여 지능형교통체계(ITS)에 대한 기술개발을 국가의 중대 프로젝트로서 추진하고 있으며, 텔레메틱스 산업은 지능형 교통체계라는 큰 테두리에 포함되는 산업분야로서 ITS의 핵심 분야라 할 수 있다.
최근, 텔레메틱스 산업이 각광받기 시작한 이유는 자동차를 중심으로 명확한 시장대상 및 규모가 형성되고 있기 때문이다. 이 같은 이유 때문에, 텔레메틱스 산업은 완성차 업계를 중심으로 전기, 전자관련 부품업계가 협력하는 컨소시엄 형태의 기술개발이 추진되고 있다.
이와 같은 텔레메틱스용 안테나로서 일반적으로 자동차 지붕에 장착된 전형적인 휩 안테나(Whip antenna)가 이용되거나 또는 차량의 유리에 형성되는 불투명 안테나가 이용되고 있다.
그러나 자동차 지붕에 장착되는 안테나의 경우에는 안테나가 차량의 외부로 돌출됨으로 인하여 차량의 미적 디자인이나 공기역학적 영향에 문제가 발생되고 있으며, 또한 차량의 유리에 형성되는 불투명 안테나의 경우에는 차량 탑승자의 시야확보에 문제가 발생됨으로 인하여 차량의 전면 유리창에 형성될 수 없으며 차량의 후방 유리에만 제한적으로 형성할 수 있는 한계성을 가지고 있다.
본 발명은 차량에 장착되는 안테나가 외부로 도출되어 형성됨으로 인하여 차량의 디자인적인 제한과 공기역학적 영향으로 인해 차량 운행에 대한 손실이 발생되는 문제점을 해결하고자 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 차량용 안테나에 있어서, 차량에 장착되어 탑승자의 시야를 확보하는 투명기판 상의 변두리 부위에 형성된 투명 안테나 방사체를 포함하며, 상기 투명 안테나 방사체는, 금속산화물 박막 또는 금속 박막을 포함하며, 가시광선 투과율이 80%이상인 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나이다.
바람직하게는 상기 금속산화물은, 상기 금속산화물은, In 또는 Ga이 포함되지 않은 ZnO 또는 SnO 계열 산화물을 포함할 수 있으며, 또는 TiOx(0<x≤2)가 될 수 있다.
또한 상기 금속산화물은, ZnO, TiOx 또는 SnO 중 어느 하나에 금속 불순물이 도핑된 3원 산화물(ternary oxide)을 포함할 수도 있다.
여기서 상기 투명 안테나 방사체는 면저항이 1 ~ 500Ω/sq가 될 수 있다.
나아가서 상기 투명 안테나 방사체인 금속산화물 박막은, 비정질(Amorphous) 또는 다결정(Poly-Crystal) 구조로 형성될 수 있다.
나아가서 상기 투명 안테나 방사체는, 상기 투명 기판 상에 형성된 제1 투명 유전체박막층과 상기 제1 투명 유전체박막층의 상부에 순차적으로 적층된 금속박막층 및 제2 투명 유전체박막층을 포함하며, 상기 제1 투명 유전체박막층 및 제2 투명 유전체박막층의 굴절율과 상기 금속박막층의 굴절율이 서로 상이하도록 형성될 수 있다.
여기서 상기 제1 투명 유전체박막층의 상부에 상기 금속박막층과 제2 투명 유전체박막층이 교대로 적층되어 다층구조로 형성될 수 있다.
또한 상기 금속박막층은, 서로 다른 금속으로 순차적으로 적층된 복수개의 금속박막을 포함할 수도 있다.
바람직하게는 상기 금속박막층은, Ag, Au, Ti, Al 또는 Cu 중 선택된 금속으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 투명 유전체박막층 및 제2 투명 유전체박막층은, TiO2, SnO2, ZnO, SiO2 또는 Al2O3 중 선택된 유전체로 형성될 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 제1 투명 유전체박막층 및 제2 투명 유전체박막층은, 그 두께가 5~100nm로 형성될 수 있으며, 상기 금속박막층은, 그 두께가 5~40nm로 형성될 수 있다.
나아가서 상기 투명 안테나 방사체는, 상기 투명 기판의 중심점으로부터 상기 투명기판의 끝단으로 직선길이의 7/10이상인 부분에 형성될 수 있다.
특히 차량용 텔레메틱스에 적용되도록 상기 투명 안테나 방사체는, 800MHz이 상의 주파수 대역 특성을 갖는다.
여기서 상기 투명 기판은, 유리(glass), 폴리머(polymer) 또는 플라스틱(plastic) 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 차량에 장착되는 유리 등의 투명 기판 상에 안테나를 형성시켜 안테나 형성에 따른 차량 디자인의 제한을 제거하고, 차량의 구동시에 공기역학적인 손실을 제거할 수 있다.
나아가서 차량의 유리 등에 가시광선 투과율이 상당히 높은 투명 박막으로 안테나 방사체를 형성시켜 차량 탑승자의 시야에 방해되지 않는 차량용 안테나를 제공할 수 있다.
또한 투명 안테나 방사체를 서로 굴절율이 상이한 투명 유전체박막층과 금속박막층을 교대로 적층하여 형성시켜 투명 안테나 방사체의 가시광선 투과율을 향상시킬 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
본 발명에 따른 투명 안테나는 차량에 장착되어 탑승자의 시야를 확보하는 투명기판 상에 형성된 투명 안테나 방사체를 포함하며, 상기 투명 안테나 방사체는 가시광선 투과율이 80%이상이 되도록 금속산화물의 박막으로 형성될 수 있다.
여기서 금속 산화물의 박막은 In 또는 Ga이 포함되지 않은 ZnO 또는 SnO 계열 산화물로 형성되거나 또는 TiOx(0<x≤2)으로 형성될 수 있으며, 또한 ZnO, TiOx 또는 SnO에 금속 불순물이 도핑된 3원 산화물(ternary oxide) 중 어느 하나로 형성될 수도 있다.
이와 같이 형성된 투명 안테나 방사체 박막은, 면저항이 1 ~ 500 Ω/sq이고, 비저항은 10-2 ~ 10-4 Ωcm가 될 수 있다.
여기서 차량에 장착되는 투명 기판으로는 유리(glass), 폴리머(polymer) 또는 플라스틱(plastic) 등 투명도가 높으며 차량에 장착되어 탑승자의 시야 및 안전성을 확보할 수 있는 모든 종류의 기판이 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 투명 안테나의 실제 제품에 대한 사진이다.
도 1의 (a)는 HSDPA 주파수 대역 특성을 갖는 투명 안테나 방사체의 실시예를 나타내고, 도 1의 (b)는 e-call 주파수 대역 특성을 갖는 투명 안테나 방사체의 실시예이다.
본 발명에 있어서, 도 1의 (a) 및 (b)에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 투명 안테나 방사체는 가시광선 투과율이 상당히 높기 때문에 뒷면에 위치한 글씨까지도 선명하게 보이는 것을 알 수 있다.
본 발명에 있어서, 투명 안테나 방사체는 그 투명도가 80%이상으로 형성되지만 실제 차량의 운전자 전면 유리에 형성되는 경우에 전면 유리 상에서 안테나 방사체가 형성된 부위와 그렇지 않은 부위의 가시광선 투과율이 차이가 발생될 수 있으며 이로 인하여 운전자의 시야 확보에 방해가 될 여지가 있으므로, 바람직하게는 차량에 장착되는 투명 기판 상의 변두리 부분에 투명 안테나 방사체를 형성시켜 차량 운전시에 안전성을 더욱 확보할 수 있다.
도 2는 차량의 전면 유리의 변두리 부분에 투명 안테나 방사체를 형성시키는 실시예를 나타낸다.
도 2의 실시예에서는 차량에 장착되는 유리인 투명 기판(10) 상에서 운전자의 시야에 방해가 되지 않도록 보조석 부근의 투명 기판(10) 상부 변두리 부근에 투명 안테나 방사체(100a)를 형성시켰다.
보다 바람직하게는 투명 기판(10)의 중심점(A)으로부터 상기 투명기판의 끝단으로 직선길이의 7/10이상인 부분(15)에 투명 안테나 방사체를 형성시켜서 운전자의 시야에 방해되지 않도록 한다.
그럼 이하에서는 이와 같은 본 발명에 따른 투명 안테나를 제조하는 방법과 이에 따라 제조된 투명 안테나의 성능에 대하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.
투명 전도성 박막을 형성하는 경우에 스핀코팅, 딥 코팅, 임프린팅, 스탬핑, 프린팅, 트랜스퍼 프린팅(transfer printing), 셀프어셈블리 기법, 화학 증착법(chemical vapor deposition), 상온이나 고온 증착법, 열 및 전자 빔(E-beam) 증착, 스퍼터링, 원자층 증착(atomic layer deposition) 또는 PLD (Pulsed Laser Deposition) 등의 다양한 방식이 적용될 수 있다.
또한 투명 안테나 방사체 박막을 증착시키는 방법으로 화학기상증착법(CVD ; Chemical Vapor Deposition), 유기금속 화학기상증착법(MOCVD ; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 원자층 증착법(ALD : Atomic Layer Deposition), 저기압 화학기상증착법(LPCVD ; Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 및 플라즈마 화학기상증착법(PECVD ; Plasma Enhanced Vapor Deposition) 등의 다양한 증착방법이 적용될 수도 있다.
도 3은 화학기상증착법을 적용하여 본 발명에 따른 투명 안테나를 제조하는 방법의 개략적인 공정을 도시한다.
우선 차량에 장착될 유리 등의 투명 기판(10)을 준비하고, 투명 기판(10) 상에 형성될 안테나 방사체 패턴을 갖는 섀도우 마스크(110)를 형성한다. 여기서 섀도우 마스크(110)로 메탈 마스크(Metal mask)를 사용하는데 이를 통해 이후의 애칭 등의 후 공정을 제거시키고자 한다.
섀도우 마스크(110)가 장착된 투명 기판(10)에 화학기상증착법을 이용하여 투명 전도성 박막(120)을 증착시키고, 섀도우 마스크(110)를 제거하면 증착된 투명 전도성 박막(120)에서 투명 안테나 방사체 패턴(100)만 남게된다.
이와 같은 간단한 공정을 통해 투명 안테나 방사체 패턴(100)을 형성할 수 있는데, 상기 공정에 의하는 경우에 증착온도를 400℃이하에서 투명 안테나 방사체 패턴(100)을 형성할 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 300℃ 이하의 온도에서 박막을 증착시켜 물리적·화학적 변형이 없는 보다 많은 종류의 기판 소재를 선택할 수 있는 것이다. 즉, 400℃ 이상의 온도에서 내열성 및 치수안정성 등을 가지는 고가의 유리 기판이 아닌 저가의 유리 기판에도 본 발명의 투명 안테나 방사체를 형성할 수 있으며, 특히 약 300℃ 이하의 유리전이온도를 가지는 폴리이미드계 수지 등의 플라스틱 재질의 기판에도 형성할 수 있게 된다.
또한 투명 안테나 박막을 증착할 때의 분위기는 산소(O2), 오존(O3) 및 수증기(H2O) 중 선택된 1종 이상의 음이온 소스(Anion souce) 분위기에서 증착하는 것이 바람직하고, 특히, 음이온 소스 분위기에서 수증기(H2O)는 10 ~ 60℃의 온도로 제공됨으로서 전구체로서 티타늄을 포함하는 유기화합물과의 반응을 더욱 활발하게 할 수 있다.
나아가서 증착할 때의 증착시간은 5분 ~ 50분 동안 증착할 수 있으며, 증착시의 투명 안테나 박막의 두께 형성속도가 5nm/min ~ 1,000nm/min으로 증착하는 것이 더욱 바람직하며, 증착시의 투명 안테나 박막의 두께는 25nm ~ 50,000nm가 되도록 증착할 수 있는데, 증착되는 물질에 따라 투명도 및 안테나 특성을 고려하여 두께를 조절할 수 있다.
또한 안테나 방사체 패턴을 형성하기 위한 마스크 필름를 이용하여 실크 스크린 인쇄기법이나 포토패터닝 방식으로도 투명 안테나 방사체 박막을 형성시킬 수 있다.
도 4 내지 도 6은 다양한 전도성 박막으로 형성된 안테나 방사체에 대한 E-Call 주파수 대역에서의 안테나 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 산화아연으로 투명 안테나 방사체 패턴을 형성한 경우에 E-Call 주파수 대역에서의 안테나 특성으로서, 도 4의 (a)는 안테나 반사 손실계수를 나타내고 도 4의 (b)는 안테나의 지향성 게인을 분석한 결과를 나타내며, 도 5는 본 발명에 따른 ITO로 투명 안테나 방사체 패턴을 형성한 경우에 E-Call 주파수 대역에서의 안테나 특성으로서, 도 5의 (a)는 안테나 반사 손실계수를 나타내고 도 5의 (b)는 안테나의 지향성 게인(Directional Gain)을 분석한 결과를 나타낸다.
또한 도 6은 일반적인 안테나 재료인 동판으로 안테나 패턴 박막을 형성한 경우에 E-Call 주파수 대역에서의 안테나 특성으로서, 도 6의 (a)는 안테나 반사 손실계수를 나타내고 도 6의 (b)는 안테나의 지향성 게인을 분석한 결과를 나타낸다.
도 4 내지 도 6의 결과를 정리하면 반사 손실계수는 하기 [표 1]과 같이 정리되며, 지향성 게인은 하기 [표 2]와 같이 정리된다.
산화아연
RL (dB)		 ITO
RL (dB) 		동판
RL (dB)
1710MHz -7.8 -10.2 -15.0
1795MHz -10.4 -9.6 -14.7
1880MHz -8.8 -8.6 -11.7
산화아연
RL (dB)		 ITO
RL (dB) 		동판
RL (dB)
1710MHz -6.23 -1.15 -1.86
1795MHz -6.90 -0.83 -0.92
1880MHz -6.23 -0.90 -0.79
상기 표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 투명 안테나 방사체를 이용하는 경우에 일반적인 안테나 소재인 동판을 이용하는 경우와 대비하여 안테나 특성의 효율이 거의 비슷하게 나타났음을 알 수 있다.
도 7 및 도 8은 다양한 전도성 박막으로 형성된 안테나 방사체에 대한 HSDPA 주파수 대역에서의 안테나 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 ITO로 투명 안테나 방사체 패턴을 형성한 경우에 HSDPA 주파수 대역에서의 안테나 특성으로서, 도 7의 (a)는 안테나 반사 손실계수를 나타내고 도 7의 (b)는 안테나의 지향성 게인을 분석한 결과를 나타내며, 도 8는 일반적인 동판으로 안테나 방사체 패턴을 형성한 경우에 HSDPA 주파수 대역에서의 도 8의 (a)는 안테나 반사 손실계수를 나타내고 도 8의 (b)는 안테나의 지향성 게인(Directional Gain)을 분석한 결과를 나타낸다.
도 7 및 도 8의 결과를 정리하면 반사 손실계수는 하기 [표 3]과 같이 정리되며, 지향성 게인은 하기 [표 4]와 같이 정리된다.
ITO
RL (dB) 		동판
RL (dB)
1920MHz -17.2 -16.5
2045MHz -14.7 -22.4
2170MHz -10.8 -15.5
ITO
RL (dB) 		동판
RL (dB)
1920MHz -0.86 1.92
2045MHz -0.15 2.83
2170MHz -1.03 2.20
도 7 및 도 8과 이를 정리한 표 3 및 표 4에서 보는 바와 같이 일반적인 동판으로 형성한 안테나와 본 발명에 따른 투명 안테나 방사체 박막으로 형성된 안테나를 비교하여 볼 때 본 발명에 따른 투명 안테나 방사체는 반사 손실면이나 안테나의 지향성 게인에서 안테나로서의 특성을 충분히 발휘하고 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따른 보다 자세한 실시예로서, 투명 안테나 방사체를 유리 기판 상에 유기금속 화학기상증착법으로 전구체는 티타늄 테트라 이소프로폭사이드(TTIP ; Titanium Tetra IsoPropoxide) 약 20g을 소스 Canister에 충전하여 하기 [표 5]와 같은 조건으로 투명 안테나 방사체를 증착하였다.
조건
Base Pressure(Torr) 0.03
Working
Pressure(Torr)		 0.31
Deposition Temp.(℃) 250
Substrate 유리
Precursor TTIP
Precursor Temp .(℃) 80
O2 gas
MFC(sccm)		 70
Deposition Time(min) 10
두께(nm) 약 30nm
이와 같은 조건하에 유리 기판 상에 증착된 투명 안테나 방사체 박막에 대한 SEM(Scanning Electron Microspcoe) 조사 결과가 도 9 및 도 10에 나타나 있으며, 도 9 및 도 10에서 보는 바와 같이 유리 기판 상에 증착된 투명 안테나 방사체 박막은 그 표면 및 두께가 비교적 일정하게 형성되었음을 알 수 있다.
또한 도 11은 상기 조건으로 증착한 투명 안테나 방사체 박막에 대한 투명도 그래프를 나타낸다.
투명 안테나 방사체 박막을 형성하기 전의 유리기판의 투명도 및 투명 안테나 방사체를 형성한 후의 투명도를 UV-vis(Shimadzu UV-3101PC)를 통하여 측정하였으며, 그 결과로부터 티타늄산화물(TiO2)을 주성분으로 포함하는 투명 안테나 방사체 박막 자체의 투명도를 계산한 결과는 도 11의 그래프와 같이 나타났다.
즉, 유리기판의 약 380∼770㎚의 광(光) 파장대에서의 광투과율은 약 90 내지 85%였고, 투명 안테나 방사체 박막을 형성한 후의 약 380∼770㎚의 광(光) 파장대에서의 광투과율은 약 85%로서 유리기판 고유의 투명도와 거의 유사하게 발현되었고, 이 결과로부터 티타늄산화물(TiO2)을 주성분으로 포함하는 투명 안테나 방사체 박막 자체의 투명도를 계산한 결과는 약 95 내지 99%였다. 즉, 본 발명의 실시예에 의한 투명 안테나 방사체 박막은 약 380∼770㎚의 광(光) 파장대에서 약 95%이상의 광투과율을 가짐으로서, 투명유리기판의 투명도를 저해하지 않음을 알 수 있다.
도 12 내지 도 14는 상기 실시예에 따른 투명 안테나 방사체의 방사 패턴을 나타낸다.
상기 실시예에 따른 본 발명의 투명 안테나 방사체의 방사 패턴으로서 도 12는 1920MHz 대역의 방사 패턴이고, 도 13은 2054MHz 대역의 방사 패턴이며, 도 14는 2170MHz 대역의 방사 패턴을 나타낸다.
도 12 내지 도 14의 방사 패턴으로 하기 [표 6]과 같은 결과를 얻었다.
Freq[MHz] Eff.[%] Avg[dBi] Peak[dBi] θ[deg] Φ[deg]
1920.000 41.17 -3.85 1.26 182.00 0.00
2045.000 52.52 -2.80 2.59 176.00 171.00
2170.000 36.34 -4.40 1.13 174.00 177.00
상기 [표 6]에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 투명 안테나 방사체는 해당 주파수 대역에서 일반적으로 이용되는 안테나와 비교하여 안테나의 특성이 전혀 떨어지지 않고 있음을 알 수 있다.
한걸음 더 나아가서 본 발명에서는 투명 안테나 방사체의 가시광선 투과율을 향상시키기 위하여, 서로 다른 굴절율을 갖는 투명 유전체박막층과 금속박막층을 교대로 적층시켜 투명 안테나 방사체를 형성한다.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 서로 다른 굴절율을 갖는 투명 유전체박막층과 금속박막층을 교대로 적층시켜 투명 안테나 방사체를 형성한 실시예를 도시한다.
금속막이 가시광을 투과하는 재료와 결합되는 다층 구조를 이룰 때는 다층 구조로 이루어진 매질 내에서 빛의 진행 성질이 공명 터널링이라는 현상에 의하여 바뀌게 되는데, 투명 유전체박막과 금속박막이 주기적으로 배열된 다층 구조의 매질에서는 근접한 투명막과 금속막 계면들에서의 굴절율의 급격한 변화로 인하여 전자기파의 하나인 빛의 그룹속도가 변하고 소광계수가 큰 금속막을 진행하는 빛의 흡수를 급격히 감소시켜 결과적으로 투명도와 반사도의 변화를 가져오게 된다.
따라서 도 15에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 투명 안테나 방사체(101)를 투명 기판(10) 상에 순차적으로 제1 투명 유전체박막층(161), 금속박막층(150) 및 제2 투명 유전체박막층(165)을 적층시켜 굴절율의 변화에 따른 투명 안테나 방사체(101)의 가시광선 투과율을 향상시키는데, 여기서 안테나 방사특성을 나타내는 것은 상기 금속박막층(150)이다.
나아가서 상기 제1 투명 유전체박막층의 상부에 상기 금속박막층과 제2 투명 유전체박막층이 교대로 적층되어 다층구조로 형성시켜 가시광선 투과율을 더욱 조절할 수 있는데, 도 16에는 제1 투명 유전체박막층(161)의 상부에 금속박막층(150a)과 제2 투명 유전체박막층(165)를 적층하고 다시 그 위에 금속박막층(150b)와 제2 투명 유전체박막층(167)을 적층한 다층 구조의 실시예를 나타내고 있다.
또한 상기 금속박막층은, 서로 다른 금속으로 순차적으로 적층된 복수개의 금속박막으로 형성될 수 있는데, 가령 서로 다른 금속으로 형성된 3개의 금속박막으로 금속박막층이 형성되는 경우에 중간에 형성된 금속박막은 전자의 확산(diffusion)을 막는 버퍼층으로 역할함으로써 전체적으로 안테나로서의 수명 및 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
여기서 상기 금속박막층은, Ag, Au, Ti, Al 또는 Cu 중 선택된 금속으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 투명 유전체박막층 및 제2 투명 유전체박막층은, TiO2, SnO2, ZnO, SiO2 또는 Al2O3 중 선택된 유전체로 형성될 수 있다.
각각의 투명도를 향상시키기 위하여 상기 제1 투명 유전체박막층 및 제2 투명 유전체박막층은, 그 두께가 5~100nm로 형성될 수 있으며, 상기 금속박막층은, 그 두께가 5~40nm로 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 차량용 투명 안테나는 그 투명도가 상당히 높기 때문에 차량에 장착되는 유리 등의 투명 기판 상에 안테나를 형성시켜 안테나 형성에 따른 차량 디자인의 제한을 제거하고, 차량의 구동시에 공기역학적인 손실을 제거할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유리 기판 상에 투명 안테나 방사체 박막을 형성한 실제 제품의 사진을 나타내며,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 전면 유리에 투명 안테나 방사체 박막을 형성하는 실시예를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 투명 안테나를 제조하는 개략적인 공정을 도시하며,
도 4 내지 도 6은 다양한 전도성 박막으로 형성된 안테나 방사체에 대한 E-Call 주파수 대역에서의 안테나 특성을 나타내는 그래프이며,
도 7 및 도 8은 다양한 전도성 박막으로 형성된 안테나 방사체에 대한 HSDPA 주파수 대역에서의 안테나 특성을 나타내는 그래프이며,
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 유리 기판 상에 증착된 투명 안테나 방사체 박막의 실시예에 대한 SEM(Scanning Electron Microspcoe) 조사 결과를 나타내며,
도 11은 본 발명에 따른 투명 안테나 방사체 박막의 실시예에 대한 투명도 그래프를 나타내며,
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 투명 안테나 방사체의 방사 패턴을 나타내며,
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 서로 다른 굴절율을 갖는 투명 유전체박막층과 금속박막층을 교대로 적층시켜 투명 안테나 방사체를 형성한 실시예를 도시한다.

Claims (16)

  1. 차량용 안테나에 있어서,
    차량에 장착되어 탑승자의 시야를 확보하는 투명기판 상의 변두리 부위에 형성된 투명 안테나 방사체를 포함하며,
    상기 투명 안테나 방사체는, 상기 투명 기판 상에 형성된 제1 투명 유전체박막층과 상기 제1 투명 유전체박막층의 상부에 순차적으로 적층된 금속박막층 및 제2 투명 유전체 박막층을 포함하며,
    상기 제1 투명 유전체박막층 및 제2 투명 유전체박막층의 굴절율과 상기 금속박막층의 굴절율이 서로 상이하도록 형성되고,
    상기 금속박막층은 전자의 확산(diffusion)을 막는 버퍼층으로 형성되어,
    상기 투명 안테나 방사체의 가시광선 투과율이 80%이상인 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 투명 유전체박막층의 상부에 상기 금속박막층과 제2 투명 유전체박막층이 교대로 적층되어 다층구조로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속박막층은, 서로 다른 금속으로 순차적으로 적층된 복수개의 금속박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 금속박막층은, Ag, Au, Ti, Al 또는 Cu 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 투명 유전체박막층 및 제2 투명 유전체박막층은, TiO2, SnO2, ZnO, SiO2 또는 Al2O3 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 투명 유전체박막층 및 제2 투명 유전체박막층은, 그 두께가 5~100nm로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 금속박막층은, 그 두께가 5~40nm로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 투명 안테나 방사체는, 상기 투명 기판의 중심점으로부터 상기 투명기판의 끝단으로 직선길이의 7/10이상인 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 투명 안테나 방사체는, 800MHz이상의 주파수 대역 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 투명 기판은, 유리(glass), 폴리머(polymer) 또는 플라스틱(plastic) 중 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 투명 안테나.
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