KR101077701B1 - Automobile satellite antenna - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 위성안테나에 관한 것으로, 직사각 형상의 반사판; 전파를 수신하는 패치안테나, 패치안테나와 연결되어 전파를 모으는 전송선로를 갖고 상기 반사판에 실장되는 안테나PCB를 포함하는 평판형태의 차량용 위성안테나에 있어서; 상기 반사판의 일측 장변을 제외한 나머지 장변 및 양측 단면에 사다리꼴 형상을 가지면서 상기 반사판의 수평면에 대해 38~42°의 각도를 갖고 상향 경사진 반사판과 동일 재질의 부반사판을 더 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 위성안테나를 제공한다.
본 발명에 따르면, 기존 평판안테나의 크기를 그대로 유지하면서 이득 및 안테나 효율을 기존 대비 30% 이상 향상시킬 수 있고, 동등 안테나 이득 및 효율을 갖는 다른 안테나에 비해 저렴하게 제조 가능한 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a vehicle satellite antenna, the rectangular reflector; A flat antenna vehicle antenna including a patch antenna for receiving radio waves and an antenna PCB connected to the patch antenna to collect radio waves and mounted on the reflector; It has a trapezoidal shape on the remaining long side and both cross-sections except one long side of the reflecting plate, and has an angle of 38 to 42 ° with respect to the horizontal plane of the reflecting plate, and further forms a sub-reflective plate of the same material as the upwardly inclined reflecting plate. Provides vehicle satellite antenna.
According to the present invention, the gain and antenna efficiency can be improved by 30% or more, while maintaining the size of the existing flat antenna, and the effect can be obtained at low cost compared to other antennas having the same antenna gain and efficiency.
Description
본 발명은 차량용 위성안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼륨 및 제조비용은 줄이면서 이득은 상승시켜 안테나의 효율을 동등 볼륨 대비 적어도 30% 이상 향상시킬 수 있도록 개선된 차량용 위성안테나에 관한 것이다.
The present invention relates to a vehicular satellite antenna, and more particularly, to a vehicular satellite antenna improved to improve the efficiency of the antenna by at least 30% compared to the equivalent volume by increasing the gain while reducing the volume and manufacturing cost.
일반적으로, 차량의 내부에서 위성방송을 청취하기 위해서는 위성으로부터 신호를 수신하기 위한 안테나부와, 안테나부가 위성을 항상 지향될 수 있도록 회전 가능하게 설치되는 회전부와, 안테나가 위성을 항상 지향하고 있을 수 있도록 회전부를 통해 안테나를 회전시키도록 동력을 발생시키는 구동부와, 안테나를 통해 수신되는 위성신호를 수신하고, 수신된 신호에서 소정의 주파수 대역만을 필터링 하는 컨트롤러부를 포함하는 안테나 시스템이 구비된다.In general, in order to listen to satellite broadcasting in a vehicle, an antenna unit for receiving a signal from the satellite, a rotating unit rotatably installed so that the antenna unit can always be directed, and the antenna may always be directed toward the satellite. An antenna system includes a driving unit generating power to rotate the antenna through the rotating unit, and a controller unit receiving a satellite signal received through the antenna and filtering only a predetermined frequency band from the received signal.
이러한 안테나 시스템은 이동체라는 특수성을 감안하여 장착 및 설치가 용이하도록 고이득형이면서 작은 크기를 모두 만족할 수 있는 안테나 개발에 초점을 맞추고 있다.The antenna system is focusing on the development of an antenna that can satisfy both a high gain type and a small size for easy installation and installation in consideration of the specificity of a moving object.
그러나, 이동체용으로 적용하기 위한 고이득형의 안테나를 만족시키기 위해서는 안테나의 크기를 크게 해야 함으로 차량과 같은 이동체에 적용성이 떨어지는 것이 현실이다.However, in order to satisfy the high gain type antenna for moving object use, the size of the antenna must be increased, so the applicability of the moving object such as a vehicle is poor.
이러한 이유로 이동체용 안테나의 크기를 줄이게 되면 안테나 이득의 여유가 작아지기 때문(안테나 이득과 크기는 반비례함)에 위성 방송 수신율이 저하되는 문제점이 있다.For this reason, reducing the size of a mobile antenna reduces the margin of antenna gain (the antenna gain and size are inversely proportional), which causes a problem that the reception rate of satellite broadcasting is reduced.
이와 관련된 기술로, 등록실용 제0321282호 '차량용 위성안테나', 공개특허 제2005-0008158호 '차량용 위성방송 안테나', 등록실용 제0364937호 '차량용 위성안테나 구조', 공개특허 제2005-0034860호 '차량의 위성 방송 수신용 안테나'를 비롯한 다수의 특허 기술들이 개시된 바 있다.As a related technology, Korean Utility Model No. 0321282 'Vehicle Satellite Antenna', Patent Publication No. 2005-0008158 Vehicle Satellite Broadcasting Antenna, Patent Application No. 0264937 'Vehicle Satellite Antenna Structure', Patent Application No. 2005-0034860 ' A number of patent technologies have been disclosed, including an antenna for satellite broadcast reception of a vehicle.
그런데, 개시된 대부분의 기술들은 안테나의 구조가 평판형태이기 때문에 수신율, 즉 이득에 한계가 있고, 앞서 설명한 바와 같이 이득을 높이기 위해서는 크기를 키워야 하는데 그러면 차량 적용성이 떨어지는 단점을 가진다.However, most of the disclosed technologies have a limitation in reception rate, i.e. gain, because the antenna structure is flat, and the size of the antenna needs to be increased in order to increase the gain.
따라서, 대부분의 개시 기술들은 안테나의 장착구조 혹은 안테나의 제어 쪽에 촛점이 맞추어져 있고, 구조 개선의 경우에도 원형 접시 안테나에 근접하려는 노력들이 있었지만 원형 접시 안테나는 구조와 볼륨상 차량에 탑재하기 곤란하므로 한계에 직면하였다.Therefore, most of the disclosed technologies are focused on the mounting structure of the antenna or the control side of the antenna, and even in the case of structural improvement, efforts have been made to approach the circular dish antenna, but the circular dish antenna is difficult to mount in a vehicle in structure and volume. The limit was faced.
특히, 평판안테나는 도 1 및 도 2의 예시와 같이, 반사판(10)에 유전체(20)가 도포된 상태에서 상기 유전체(20)의 일부가 패터닝되어 전파를 수신하는 패치안테나(30)와, 패치안테나(30)에서 수신된 전파를 전송하여 모으는 전송선로(Micro Stream Line)(32)를 구성하여 안테나 기능을 수행하게 된다.In particular, as shown in FIGS. 1 and 2, the planar antenna includes a
이때, 패치안테나(30)는 반사판(10)으로부터 멀어질수록 안테나의 특성이 좋아지기 때문에 보통 도 2의 (b)와 같은 형태로 엠보싱(34)을 두어 적정 간격을 유지함으로써 안테나 특성을 향상시키고 있다.At this time, the
그러나, 상기 전송선로(32)는 반사판(10)과 가까울수록 손실이 적어 안테나 효율을 향상시키므로 상기 패치안테나(30)를 무한정 이격시킬 수 없는 바, 이는 패치안테나(30), 전송선로(32), 이들과 반사판(10) 간의 거리 관계가 서로 상반되기 때문이며, 최선책으로 선택된 것이 앞서 설명한 엠보싱(34)을 통한 적정거리를 유지하는 안(案)이었고, 결국 안테나의 특성을 향상시키는데 있어 한계에 봉착해 있는 실정이다.
However, since the
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 한계를 감안하여 이를 효과있게 해결하기 위해 창출된 것으로, 평판안테나가 갖는 구조적 한계, 즉 패치안테나와 전송선로가 각각 반사판에 대한 이격거리 관계에 있어 반비례한 특성을 감안하여 이를 최적으로 조율하고, 반사효율을 높여 전파수신율 향상은 물론 안테나 이득을 극대화시키되 안테나의 크기는 그대로 유지할 수 있어 효율성, 장착성, 제조비용 측면에서 모두 우월한 새로운 개념의 차량용 위성안테나를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
The present invention was created in order to solve this problem in view of the above-described limitations of the prior art, and the structural limitations of the planar antenna, that is, the inverse characteristics of the patch antenna and the transmission line are inversely related to the separation distance with respect to the reflector, respectively. In view of this, the optimal tuning and reflection efficiency can be used to improve the radio reception and maximize the antenna gain while maintaining the size of the antenna. Its main purpose is.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 직사각 형상의 반사판; 전파를 수신하는 패치안테나, 패치안테나와 연결되어 전파를 모으는 전송선로를 갖고 상기 반사판에 실장되는 안테나PCB를 포함하는 평판형태의 차량용 위성안테나에 있어서; 상기 반사판의 일측 장변을 제외한 나머지 장변 및 양측 단면에 사다리꼴 형상을 가지면서 상기 반사판의 수평면에 대해 38~42°의 각도를 갖고 상향 경사진 반사판과 동일 재질의 부반사판을 더 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 위성안테나를 제공한다.The present invention is a means for achieving the above object, a rectangular reflector; A flat antenna vehicle antenna including a patch antenna for receiving radio waves and an antenna PCB connected to the patch antenna to collect radio waves and mounted on the reflector; It has a trapezoidal shape on the remaining long side and both cross-sections except one long side of the reflecting plate, and has an angle of 38 to 42 ° with respect to the horizontal plane of the reflecting plate, and further forms a sub-reflective plate of the same material as the upwardly inclined reflecting plate. Provides vehicle satellite antenna.
이때, 상기 반사판의 패치안테나 대응위치에는 상기 패치안테나를 포함하는 형태의 그라운드슬롯이 요입 형성된 것에도 그 특징이 있다.In this case, a ground slot having a shape including the patch antenna is formed in the patch antenna corresponding position of the reflector.
또한, 상기 반사판의 전송선로 대응위치에는 상기 전송선로와 반사판 사이의 간격을 유지하는 엠보싱이 돌출 형성된 것에도 그 특징이 있다.
In addition, it is also characterized in that the embossing for maintaining the distance between the transmission line and the reflecting plate is formed in the transmission line corresponding position of the reflecting plate.
본 발명에 따르면, 기존 평판안테나의 크기를 그대로 유지하면서 이득 및 안테나 효율을 기존 대비 30% 이상 향상시킬 수 있고, 동등 안테나 이득 및 효율을 갖는 다른 안테나에 비해 저렴하게 제조 가능한 효과를 얻을 수 있다.
According to the present invention, the gain and antenna efficiency can be improved by 30% or more, while maintaining the size of the existing flat antenna, and the effect can be obtained at low cost compared to other antennas having the same antenna gain and efficiency.
도 1은 종래 일반적인 평판안테나의 예시도이다.
도 2는 종래 일반적인 평판안테나의 구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 평판안테나의 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 평판안테나를 구성하는 반사판의 예시도이다.
도 5는 도 4의 반사판에 안테나PCB를 장착한 예를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 평판안테나와 종래 평판안테나의 이득에 따른 크기를 비교한 비교도이다.
도 7은 본 발명에 따른 평판안테나의 구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 평판안테나와 기존 평판안테나의 빔 폭 개선여부를 확인한 비교도이다.
도 9는 본 발명에 따른 평판안테나와 기존 평판안테나의 주파수별 이득을 대비하여 보인 그래프이다.1 is an exemplary view of a conventional flat plate antenna.
Figure 2 is an exemplary cross-sectional view showing the structure of a conventional flat plate antenna.
3 is an exemplary view of a flat antenna according to the present invention.
4 is an exemplary view of a reflector constituting a flat plate antenna according to the present invention.
5 is an exemplary view illustrating an example in which an antenna PCB is mounted on the reflector of FIG. 4.
Figure 6 is a comparison of the size according to the gain of the flat plate antenna and the conventional flat antenna according to the present invention.
7 is an exemplary cross-sectional view showing the structure of a flat plate antenna according to the present invention.
8 is a comparison diagram confirming whether the beam width between the flat antenna and the conventional flat antenna according to the present invention.
9 is a graph showing the gain for each frequency of the flat antenna and the conventional flat antenna according to the present invention.
이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 위성안테나, 즉 평판안테나는 반사판(100)을 포함한다.3 to 5, the vehicle satellite antenna, that is, the flat antenna according to the present invention includes a reflecting
상기 반사판(100)은 기존 평판안테나의 반사판과 대등한 크기를 갖는다.The reflecting
그리고, 본 발명에 따른 반사판(100)은 장변 하나를 제외한 장,단변 모두에 별도이 부반사판(110)이 일체로 더 형성된 구조를 갖는다.In addition, the
상기 부반사판(110)은 상기 반사판(100)과 동일 재질로 형성되며, 프레스 성형 방식으로 형성될 수 있다.The
특히, 상기 부반사판(110)은 성형 및 장착의 용이성 측면을 확보하기 위해 대략 사다리꼴 형상으로 형성됨이 바람직한데, 이를 테면 상부쪽 변이 짧은 사다리꼴 형태가 바람직하다.In particular, the
이러한 부반사판(110)은 일종의 위성용 접시 안테나의 곡면이 갖는 기능을 수행하도록 구현된 것으로, 반사율을 높여 이득을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The
이때, 상기 부반사판(110)은 반사판(100)의 수평면에 대하여 상방향으로 대략 38~42°, 특히 바람직하기로는 40°의 각도를 유지해야 가장 좋은 효율을 얻을 수 있다.In this case, the
이 경우, 상기 경사각이 38°미만으로 유지되면 전파 포커싱이 급격히 줄어들고, 42°를 초과하면 전파 포커싱이 중첩되면서 오히려 역효과를 나타내므로 상기 범위로 한정함이 바람직하다.In this case, if the inclination angle is kept less than 38 ° radio wave focusing is sharply reduced, if exceeding 42 ° radio wave focusing is overlapping and rather adverse effect, it is preferable to limit to the above range.
다시 말해, 위성용 접시 안테나의 곡면이 전파수신의 촛점을 한 곳으로 모아 주듯이, 상기 부반사판(110)이 안테나의 전파수신 촛점을 반사판(100) 안쪽으로 모아주는 역할을 수행하게 된다.In other words, as the curved surface of the satellite dish antenna collects the focus of the radio wave reception in one place, the
따라서, 도 6에 예시된 바와 같이, 테스트 결과 종래 단순 평판안테나(A1)의 이득을 0.6 dBi 상승시키기 위해서는 확장부(W) 만큼 반사판을 더 키우고, 또한 확장부(W)에도 안테나PCB를 더 형성해야 하므로 비용과 크기가 현저히 커져 매우 불리한 구조지만, 본 발명의 구조를 적용하면 단순 평판안테나(A1)와 동등 크기를 가지면서 안테나PCB를 더 형성할 필요도 없으면서 부반사판(110)만 구비하여도 간단히 안테나의 이득을 0.6 dBi 상승시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.Therefore, as illustrated in FIG. 6, in order to increase the gain of the conventional simple flat antenna A1 by 0.6 dBi, the reflector is further increased by the extension W, and the antenna PCB is further formed on the extension W. The structure is very disadvantageous because the cost and size should be significantly increased, but if the structure of the present invention is applied, even if only the
이에 더하여, 본 발명에서는 부반사판(110)에 의한 안테나 이득을 더 높일 수 있도록 도 4에서와 같이, 그라운드슬롯(Ground Slot)(120)을 더 형성할 수 있다.In addition, in the present invention, as shown in FIG. 4, a
이때, 상기 그라운드슬롯(120)은 특정 형상으로 한정될 필요는 없으며, 도 3 및 도 5에 도시된 안테나PCB(200)를 구성하는 패치안테나(210)와 전송선로(220)의 형상에 대응되게 변형 가공될 수 있다.In this case, the
특히, 상기 그라운드슬롯(120)은 상기 반사판(100) 상에 요홈 형태로 형성되는 것으로, 앞서 종래 기술에서 설명한 패치안테나(210)와 전송선로(220) 간의 반비례 특성을 모두 해소할 수 있도록 도 4 및 도 7의 (a)에서와 같이, 패치안테나(210)가 위치되는 지점에만 요입형성되고, 전송선로(220)가 위치되는 지점에서는 배제되도록 구성된다.In particular, the
따라서, 도 7의 (a)와 같이, 상기 그라운드슬롯(120) 때문에 반사판(100)과 패치안테나(210) 사이의 간격은 최대한 멀어져 이득과 효율이 높아지고, 전송선로(220)는 여전히 반사판(100)에 근접 배치되기 때문에 손실이 줄어 역시 안테나의 이득과 효율을 저하시키지 않게 된다.Therefore, as shown in FIG. 7A, the distance between the
이에 더하여, 더욱 더 정교하고 최적의 이득과 효율을 얻기 위해 상기 반사판(100)과 전송선로(220) 간을 적절한 이격거리로 유지하는 엠보싱(130)을 도 7의 (b)와 같이 더 형성할 수도 있다.In addition, an
여기에서, 미설명 부호 '140'은 유전체, '300'은 웨이브가이드포트(Waveguide Port)이고, '310'은 웨이브가이드캡(Waveguide Cap)이다.Here, reference numeral '140' is a dielectric, '300' is a waveguide port, and '310' is a waveguide cap.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 평판안테나의 효과를 확인하기 위해 부반사판(110)과 그라운드슬롯(120)을 모두 갖춘 기존과 동등 크기의 본 발명 평판안테나를 제작한 후 기존 일반 평판안테나와 주파수별 이득을 확인하였다.In order to confirm the effect of the flat plate antenna according to the present invention having such a configuration, after manufacturing the flat plate antenna of the present invention of the same size as the existing equipped with both the
확인 결과, 표 1과 같은 결과를 얻을 수 있었다.As a result of the check, the results shown in Table 1 were obtained.
상기 표 1에서와 같이, 본 발명에 따른 평판안테나 구조를 통해 이득상승치 만큼을 얻기 위해 갖추어야 할 기존 구조의 평판안테나 크기보다 30% 줄일 수 있고, 또 안테나의 효율은 기존 대비 30%를 향상시키는 효과를 얻을 수 있었다.As shown in Table 1, through the plate antenna structure according to the present invention can be reduced by 30% than the size of the plate antenna of the existing structure to be obtained as much as gain gain, and the efficiency of the
다시 말해, 기존 평판안테나로는 주파수별 이득상승치 만큼을 더 얻기 위해서는 기존 평판안테나 크기 대비 30%를 더 키운 크기를 가져야 하지만, 본 발명에 따른 평판안테나는 기존 평판안테나 크기를 그대로 가지면서 30% 커진 평판안테나가 얻을 수 있는 이득을 얻을 수 있었고, 따라서 효율도 그만큼 향상되는 효과를 얻을 수 있었다.In other words, the conventional planar antenna should have a size that is 30% larger than the size of the existing planar antenna in order to obtain more gain by frequency, but the planar antenna according to the present invention is increased by 30% while maintaining the size of the existing planar antenna. The gain that can be gained by the flat plate antenna was obtained, and thus the efficiency was also improved.
이와 관련하여 빔 폭의 변화정도도 도 8에 도시된 바와 같이, 더 커짐을 확인하였고, 이를 그래프로 표시한 도 9를 참조하여도 개선된 부분이 분명하게 확인됨을 알 수 있다.In this regard, as shown in FIG. 8, the degree of change of the beam width is also increased, and it can be seen that the improved part is clearly confirmed even with reference to FIG.
이를 통해, 본 발명에 따른 평판안테나의 효용성이 커져 활용폭이 더 확대될 것으로 기대된다.
Through this, the utility of the flat plate antenna according to the present invention is expected to be further expanded.
100 : 반사판 110 : 부반사판
120 : 그라운드슬롯 130 : 엠보싱
200 : 안테나PCB 210 : 패치안테나
220 : 전송선로100: reflector 110: sub-reflective plate
120: ground slot 130: embossing
200: antenna PCB 210: patch antenna
220: transmission line
Claims (3)
상기 반사판(100)의 일측 장변을 제외한 나머지 장변 및 양측 단면에 사다리꼴 형상을 가지면서 상기 반사판(100)의 수평면에 대해 38~42°의 각도를 갖고 상향 경사진 반사판(100)과 동일 재질의 부반사판(110)을 더 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 위성안테나.
Rectangular reflector plate 100; A flat antenna vehicle antenna including a patch antenna 210 for receiving radio waves and an antenna PCB 200 connected to the patch antenna 210 to collect radio waves and mounted on the reflector plate 100. To;
It has a trapezoidal shape on the remaining long sides and both cross sections except for one long side of the reflecting plate 100, and has an angle of 38 to 42 ° with respect to the horizontal plane of the reflecting plate 100, and is made of the same material as the inclined upward reflecting plate 100. Vehicle satellite antenna, characterized in that the reflector plate 110 is further formed.
상기 반사판(100)의 패치안테나(210) 대응위치에는 상기 패치안테나(210)를 포함하는 형태의 그라운드슬롯(120)이 요입 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 위성안테나.
The method according to claim 1;
Vehicle antennas, characterized in that formed in the corresponding position of the patch antenna 210 of the reflecting plate 100, the ground slot 120 of the shape including the patch antenna (210).
상기 반사판(100)의 전송선로(220) 대응위치에는 상기 전송선로(220)와 반사판(100) 사이의 간격을 유지하는 엠보싱(130)이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 위성안테나.The method according to claim 2;
Vehicle satellite antenna, characterized in that the embossing (130) for maintaining the distance between the transmission line 220 and the reflecting plate 100 is formed in the corresponding position of the transmission line 220 of the reflecting plate (100).
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KR (1) | KR101077701B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102013407B1 (en) | 2019-05-30 | 2019-08-22 | 주식회사 큐브뷰 | Car satellite antenna specialized in high frequency band |
KR102402396B1 (en) | 2021-01-11 | 2022-05-26 | 주식회사 이노링크 | Satellite, terrestrial, and public Wi-Fi multi-reception system for vehicle use |
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2010
- 2010-10-19 KR KR1020100101692A patent/KR101077701B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102013407B1 (en) | 2019-05-30 | 2019-08-22 | 주식회사 큐브뷰 | Car satellite antenna specialized in high frequency band |
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