KR101080889B1 - 차량용 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

차량의 외부에 고정되어 신호를 수신하는 차량용 안테나 장치가 개시된다. 표면에 도전성 패턴이 형성되는 둘 이상의 유전체 구조물이 중첩적으로 겹쳐져 하나의 방사 패턴을 형성하여 방송 신호를 수신하는 방송 안테나; 수신 케이블에 연결된 급전 패턴 및 각 상기 유전체 구조물들의 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 연결 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판; 하부가 개방되고 내부가 비어 상기 방송 안테나 및 상기 인쇄회로기판을 수용하는 케이스; 및 상면으로 상기 인쇄회로기판을 지지하고 하면이 차체에 부착되며, 상기 케이스의 하부에 결합되는 베이스를 포함하는 차량용 안테나 장치에 의하면, 헬리컬 안테나 대신 새로운 구조의 안테나를 이용하여 작은 공간만을 차지하도록 차체에 설치되면서 DMB 신호 이외에 AM 혹은 FM 등의 방송 신호까지 수신이 가능한 효과가 있다.

차량, 안테나, DMB, AM, FM

Description

차량용 안테나 장치{Antenna device for vehicle}

본 발명은 차량용 안테나 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 외부에 고정되어 신호를 수신하는 차량용 안테나 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서 전파를 송신하거나 수신하는 안테나는 내장되어 있거나 별도의 설치 과정을 거쳐 차량의 외부에 장착된다. 내장되어 있는 안테나로는 차량의 윈도우의 열선에 안테나 기능이 내장되어 AM 혹은 FM 등의 방송 신호를 수신할 수 있는 글래스 안테나 등이 있다. 그리고 차량의 외부에 설치되는 안테나는 λ/4의 수직도선을 동축 케이블에 접속하고 차체를 접지로 사용하는 휩 안테나, 길이가 신장되는 텔레스코픽 안테나, 막대형의 폴 안테나 등이 있다.

최근 위성항법을 이용한 내비게이션 장치 혹은 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcast, 디지털 멀티미디어 방송)를 시청하기 위한 DMB 장치 등을 설치한 차량이 늘고 있다. 하지만, 전술한 안테나를 통해서는 내비게이션용 위성 신호를 수신하거나 DMB(T-DMB 포함) 등의 방송 신호를 수신하는 데 어려움이 있어 차량의 외부에 별도의 안테나를 고정 설치할 필요가 있다. 이를 위해 최근 상어 지느러미 형상을 가진 외장형 안테나 장치가 개발되어 차량에 설치되고 있다.

도 1은 기존에 차량 외부에 설치되는 외장형 안테나 장치의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 케이스(11), 베이스(12), 인쇄회로기판(13), 칩 안테나(14), 헬리컬 안테나(15)를 포함하는 외장형 안테나 장치가 도시되어 있다.

케이스(11)는 하부가 개방된 상어 지느러미 형상을 하고 있으며, 내부가 비어 있어 인쇄회로기판(13), 칩 안테나(14) 및 헬리컬 안테나(15)를 수용한다. 칩 안테나(14)는 GPS나 CDMA 신호를 수신하며, 헬리컬 안테나(15)는 DMB 신호를 수신한다. 칩 안테나(14)와 헬리컬 안테나(15)는 각각 인쇄회로기판(13)에 전기적으로 연결되어 있으며, 인쇄회로기판(13)에는 도전성 패턴이 형성되어 있어 각 안테나에서 수신한 GPS나 CDMA 신호, DMB 신호를 수신기에 연결된 동축케이블로 전달한다.

여기서, 헬리컬 안테나(15)는 금속선을 나사선 모양으로 감아 만든 안테나이다. 하지만, 안테나의 특성상 DMB 신호를 수신하기 위해서 헬리컬 안테나(15)는 소정의 높이(h)를 확보할 필요가 있다. 이로 인해 헬리컬 안테나(15)를 내부에 수용하는 케이스(11)는 헬리컬 안테나(15)의 높이(h)보다 높은 높이를 가지는 상어 지느러미 형상을 가져야 함으로 인해 차량의 미관을 해치는 등의 문제점이 있었다.

또한, 안테나의 길이는 송수신하는 주파수에 반비례한다. 따라서, 외장형 안테나 장치를 통해 상대적으로 주파수가 낮은 AM 혹은 FM 등의 라디오 방송 신호를 수신하고자 하는 경우에는 현재의 헬리컬 안테나의 높이(h)보다 훨씬 높은 헬리컬 안테나를 필요로 하는 바, 기존의 외장형 안테나 장치는 현실적으로 라디오 방송 신호를 수신하지 못하는 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 헬리컬 안테나 대신 새로운 구조의 안테나를 이용하여 작은 공간만을 차지하도록 차체에 설치되면서 DMB 신호 이외에 AM 혹은 FM 등의 방송 신호까지 수신이 가능한 차량용 안테나 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 DMB 신호 이외에 AM이나 FM 등의 방송 신호를 수신함에 있어서 충분한 길이의 방사 패턴을 획득할 수 있어 게인(gain)이 적은 저잡음 증폭기를 사용할 수 있으므로 경제적 측면에서 비용 절감이 가능한 차량용 안테나 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 원하는 신호를 수신하면서도 안테나의 높이 제한이 완화되어 케이스의 형상을 설계하는 데 있어서 자유도가 높아져 다양한 디자인의 케이스 설계가 가능하며, 차량의 미관을 해치지 않으면서 고급스럽고 차별화된 차량용 안테나 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 표면에 도전성 패턴이 형성되는 둘 이상의 유전체 구조물이 중첩적으로 겹쳐져 하나의 방사 패턴을 형성하여 방송 신호를 수신하는 방송 안테나; 수신 케이블에 연결된 급전 패턴 및 각 상기 유전체 구조물들의 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 연결 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판; 하부가 개방되고 내부가 비어 상기 방송 안테나 및 상기 인쇄회로기판을 수용하는 케이스; 및 상면으로 상기 인쇄회로기판을 지지하고 하면이 차체에 부착되며, 상기 케이스의 하부에 결합되는 베이스를 포함하는 차량용 안테나 장치가 제공된다.

상기 방송 안테나는 서로 크기가 다른 상기 유전체 구조물을 포함하며, 상대적으로 작은 유전체 구조물이 큰 유전체 구조물에 의해 커버될 수 있다.

상기 방송 안테나는 n개의 유전체 구조물을 포함하되, 제k 유전체 구조물에는 하부가 개방되어 제(k+1) 유전체 구조물을 커버하는 덮개 형상의 몸체 표면에 도전성 패턴이 형성되어 있으며, 상기 n은 2 이상의 자연수이고, 상기 k는 1 이상 (n-1) 이하의 자연수일 수 있다.

상기 제k 유전체 구조물의 도전성 패턴은 상기 연결 패턴을 통해 상기 제(k+1) 유전체 구조물의 도전성 패턴과 연결될 수 있다.

상기 각 유전체 구조물의 도전성 패턴 및 상기 연결 패턴의 순차적인 연결에 의해 상기 방사 패턴이 형성될 수 있다.

상기 제1 유전체 구조물의 도전성 패턴의 일단은 상기 급전 패턴에 연결될 수 있다.

또는 상기 제n 유전체 구조물의 도전성 패턴의 일단은 상기 급전 패턴에 연결될 수 있다.

상기 유전체 구조물 별로 상기 도전성 패턴은 직선, 곡선, 나선 및 미앤더(meander) 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.

상기 방송 안테나는 DMB 신호, AM 신호 및 FM 신호 중 적어도 하나 이상의 방송 신호를 수신할 수 있다.

상기 인쇄회로기판의 일측에 실장되어 CDMA 신호 혹은 GPS 신호를 수신하는 칩 안테나를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 헬리컬 안테나 대신 새로운 구조의 안테나를 이용하여 작은 공간만을 차지하도록 차체에 설치되면서 DMB 신호 이외에 AM 혹은 FM 등의 방송 신호까지 수신이 가능한 효과가 있다.

또한, DMB 신호 이외에 AM이나 FM 등의 방송 신호를 수신함에 있어서 충분한 길이의 방사 패턴을 획득할 수 있어 게인이 적은 저잡음 증폭기를 사용할 수 있으므로 경제적 측면에서 비용 절감이 가능한 효과가 있다.

또한, 원하는 신호를 수신하면서도 안테나의 높이 제한이 완화되어 케이스의 형상을 설계하는 데 있어서 자유도가 높아져 다양한 디자인의 케이스 설계가 가능하며, 차량의 미관을 해치지 않으면서 고급스럽고 차별화된 차량용 안테나 장치의 제공이 가능한 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방송 안테나의 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 상에 실장된 방송 안테나의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 상에 실장된 방송 안테나의 단면도이다.

케이스(21), 베이스(22), 인쇄회로기판(23), 칩 안테나(24), 방송 안테 나(25)가 도시되어 있다.

케이스(21)는 도시된 바와 같이 하부가 개방되고 내부가 비어 있는 돔 형태로 이루어진다. 케이스(21)는 방송 안테나(25)를 내부에 수용할 수 있는 높이를 가진다면 다양한 형상으로 제작이 가능하다. 예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같이 상어 지느러미를 연상시키는 형상, 장착되는 차량의 디자인에 따른 형상 혹은 차량의 운행 시 저항을 최소화할 수 있는 유선형 형상 등으로 고급스러우면서도 기존의 차량용 안테나 장치와 차별화가 가능한 형상을 가질 수 있다.

인쇄회로기판(23)은 케이스(21) 내에 내장되며, 도전성 패턴이 형성되어 있어 DMB 신호 및/또는 AM 혹은 FM 등의 라디오 방송 신호를 이 도전성 패턴을 통해 차량에 설치되거나 인쇄회로기판(23)에 구현 혹은 실장된 수신기에 연결된 동축케이블로 전달한다.

인쇄회로기판(23)의 일측에 칩 안테나(24)가 실장되어 GPS 신호 혹은 CDMA 신호를 수신할 수 있다. 이 경우 인쇄회로기판(23)은 GPS 신호 혹은 CDMA 신호 역시 도전성 패턴을 통해 차량에 설치되거나 인쇄회로기판(23)에 구현 혹은 실장된 수신기에 연결된 동축케이블로 전달한다.

수신기는 차량에 설치되거나 인쇄회로기판(23)에 구현 혹은 실장될 수 있다. 수신기는 안테나가 수신된 DMB 신호, AM 혹은 FM 등의 라디오 방송 신호, GPS 신호, CDMA 신호 중 필요로 하는 주파수 대역의 신호를 필터링하는 대역 통과 필터(Band Pass Filter, BPF), 신호를 증폭시키면서도 잡음 지수를 낮추는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA), 저잡음 증폭기의 게인(gain)을 조절하는 매칭 회 로, 신호를 송수신하는 모뎀 등을 포함된다.

인쇄회로기판(23)에는 급전 패턴, 연결 패턴과 같은 도전성 패턴이 형성되어 있다. 급전 패턴은 후술할 방송 안테나(25)와 전기적으로 연결되어 방송 안테나(25)를 통해 수신된 방송 신호를 수신기에 연결된 동축케이블로 전달한다. 연결 패턴은 여러 겹으로 구성된 방송 안테나(25)의 각 유전체 구조물들을 전기적으로 서로 연결하며 연결 패턴 자체도 하나의 방사 패턴 중 일부가 된다.

인쇄회로기판(23)은 하나로 구성되거나, 수신 조건에 따라 도 2 등에 도시된 것과 같이 분리되어 구성될 수도 있다.

인쇄회로기판(23)에는 전선이 관통하는 전선공(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 전선은 차량용 안테나 장치가 장착되는 차량의 내부로 배선되어 차량의 DMB 모듈 혹은 라디오 모듈과 연결될 수 있다.

베이스(22)는 판상으로 형성되며, 상면에 인쇄회로기판(23)이 안착된다. 베이스(22)는 케이스(21)의 하부에 결합되어 케이스(21)를 차폐한다. 베이스(22)의 하면은 차체에 밀착되어 고정된다. 이를 위해 접착 부재로써 베이스(22)의 하면에 자석이 구비되거나 양면으로 접착이 가능한 접착 테이프를 이용할 수 있다. 또는 볼트와 너트를 이용하여 고정될 수도 있으며, 이외에도 다양한 방법으로 베이스(22)를 차체에 밀착 고정시킬 수 있다.

베이스(22)는 인쇄회로기판(23)의 전선공을 통해 인출된 전선이 차량 내부로 유입되도록 하는 전선공이 형성되어 있을 수 있다.

방송 안테나(25)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 둘 이상의 유전체 구조물로 구성되어 있으며, 상대적으로 작은 유전체 구조물이 큰 유전체 구조물에 의해 커버된다. 즉, 유전체 구조물은 그 크기에 따라 큰 유전체 구조물로부터 작은 유전체 구조물의 순으로 층층이 겹쳐짐으로써 작은 유전체 구조물이 큰 유전체 구조물에 의해 중첩적으로 커버될 수 있도록 구성된다.

본 발명의 이해와 설명의 편의를 위해 방송 안테나(25)가 n(n은 2 이상의 자연수)개의 유전체 구조물(30-1~30-n)을 포함하고, 크기 순서에 따라 제1 유전체 구조물(30-1)부터 제n 유전체 구조물(30-n)까지 구분되는 것으로 가정한다.

이하에서는 제1 유전체 구조물(30-1)이 가장 크고 제n 유전체 구조물(30-n)이 가장 작은 경우를 가정한다. 즉, 각 유전체 구조물의 크기는 제1 유전체 구조물(30-1) > 제2 유전체 구조물(30-2) > … > 제n 유전체 구조물(30-n)의 순이 된다.

실시예에 따라 제1 유전체 구조물(30-1)이 급전 패턴(42)에 연결되거나(도 4 참조) 제n 유전체 구조물(30-n)이 급전 패턴(52)에 연결될 수 있다(도 5 참조).

우선 일 실시예에 따라 제1 유전체 구조물(30-1)이 급전 패턴(42)에 연결되는 경우를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3 등에 도시된 것과 같이 각 유전체 구조물(30-1~30-n)은 돔 형상으로 옆면이 모두 막혀있는 덮개 형상일 수도 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나 혹은 두 옆면이 개방되어 있는 덮개 형상일 수도 있다.

제1 유전체 구조물(30-1)은 덮개 형상의 몸체(32-1)를 가지며, 몸체(32-1)의 표면에는 도전성 패턴(34-1)이 형성되어 있다. 제1 유전체 구조물(30-1)의 몸체(32-1)는 유전체로 구성되며, 제2 유전체 구조물(30-2)을 커버한다.

도전성 패턴(34-1)의 일단은 인쇄회로기판(23)의 급전 패턴(42)에 연결되고, 타단은 제2 유전체 구조물(30-2)의 도전성 패턴(34-2)과 연결되어 있는 인쇄회로기판(23)의 연결 패턴(44-2)에 연결된다.
만일 제2 유전체 구조물(30-2)에 의해 커버되는 제3 유전체 구조물이 존재할 경우에도 상술한 바와 동일한 관계가 형성되며, 이를 일반화하여 표현하기 위해 변수 k를 사용하여 표현하면, 제k 유전체 구조물(30-k)은 덮개 형상의 몸체(32-k)를 가지며, 몸체(32-k)의 표면에는 도전성 패턴(34-k)이 형성되어 있다고 표현할 수 있다. 여기서, k는 2 이상 (n-1) 이하의 자연수이다.

삭제

또한, 제k 유전체 구조물(30-k)의 몸체(32-k)는 하부가 개방되고 내부가 비어 있으며 제(k+1) 유전체 구조물에 비해 상대적으로 큰 크기를 가져 제(k+1) 유전체 구조물을 커버한다. 예를 들어, 제2 유전체 구조물이 제3 유전체 구조물을 커버하며, 제3 유전체 구조물이 제4 유전체 구조물을 커버한다.

제1 유전체 구조물(30-1)의 몸체(32-1)의 내표면과 제2 유전체 구조물(30-2)의 몸체의 외표면은 서로 대응되는 형태로 형성되어 서로 밀착하도록 결합될 수 있다. 또는 실시예에 따라 도 4에 도시된 것과 같이 제1 유전체 구조물(30-1)의 몸체(32-1)의 내표면과 제2 유전체 구조물(30-2)의 몸체의 외표면은 소정 간격 이격되어 있을 수 있다.

유전체 구조물들의 도전성 패턴은 연결 패턴을 통해 전기적으로 연결되며 제1 유전체 구조물(30-1)의 도전성 패턴(34-1)은 제1 연결 패턴(44-1)을 통해 제2 유전체 구조물(30-2)의 도전성 패턴(34-2)과 전기적으로 연결된다.

제n 유전체 구조물(30-n)은 유전체로 구성된 몸체(32-n)를 포함한다. 몸체(32-n)의 표면에는 도전성 패턴(34-n)이 형성되어 있다. 제n 유전체 구조물(30-n)은 방송 안테나(25)를 구성하는 유전체 구조물 중 가장 작은 유전체 구조물로서 그 이후에 더 이상 커버될 유전체 구조물이 없는 바 타 유전체 구조물과는 다르게 도전성 패턴(34-n)의 일단에만 연결 패턴이 전기적으로 연결된다.

여기서, 각 유전체 구조물은 제1 유전체 구조물(30-1)에서부터 제n 유전체 구조물(30-n)까지 도전성 패턴 및 연결 패턴을 통해 차례로 전기적으로 연결되어 있다. 수신회로, 급전 패턴(42), 제1 유전체 구조물(30-1)의 도전성 패턴(34-1), 연결 패턴 중 하나(44-1), 제2 유전체 구조물(30-2)의 도전성 패턴(34-2), 연결 패턴 중 다른 하나(44-2) 등의 순서로 연결되어 길이가 연장된 하나의 방사 패턴으로 기능한다.

또한, 각 유전체 구조물의 도전성 패턴(34-1~34-n)은 직선, 곡선, 나선, 미앤더(meander) 등의 다양한 형태로 패터닝될 수 있으며, 수신하고자 하는 신호의 주파수, 파장의 길이 등에 의해 그 형태가 결정될 수 있다.

한편, 도 4 및 도 5에는 인쇄회로기판에 형성되는 연결 패턴을 통해 각 유전체 구조물의 도전성 패턴이 연결되는 경우가 도시되어 있으나, 이는 일 실시예이며, C 클립 또는 기타의 연결 수단을 통해 각 유전체 구조물의 도전성 패턴을 전기적으로 연결시킬 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

다른 실시예에 따라 제n 유전체 구조물(30-n)이 급전 패턴(52)에 연결되는 경우를 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3 등에 도시된 것과 같이 각 유전체 구조물(30-1~30-n)은 돔 형상으로 옆면이 모두 막혀있는 덮개 형상일 수도 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나 혹은 두 옆면이 개방되어 있는 덮개 형상일 수도 있다.

제n 유전체 구조물(30-n)은 유전체로 구성된 몸체(32-n)를 가지며, 몸체(32-n)의 표면에 도전성 패턴(34-n)이 형성되어 있다.

여기서, 수신기에 연결된 동축케이블이 인쇄회로기판(23)에 연결되는 지점이 제n 유전체 구조물(30-n) 아래에 위치하는 경우에 급전 패턴이 타 유전체 구조물을 거치지 않고 직접 제n 유전체 구조물(30-n)에 연결될 수 있다.

혹은 수신기에 연결된 동축케이블이 인쇄회로기판(23)에 연결되는 지점이 방송 안테나(25)의 외부에 위치하는 경우에 내부에 위치한 제n 유전체 구조물(30-n)에 연결되기 위해서 도 5에 도시된 것과 같이 방송 안테나(25)가 실장되는 위치의 중심부에 형성된 관통홀(53)을 통해 방송 안테나(25)의 외부로부터 내부에 위치한 제n 유전체 구조물(30-n)의 급전선(34-n)까지 급전 패턴(52)이 패터닝되어 수신회로와 제n 유전체 구조물(30-n)을 연결할 수 있다. 또는 타 유전체 구조물이 급전 패턴(52)과 전기적으로 연결되지 않도록 급전 패턴(52)이 형성된 위치에 상응하여 타 유전체 구조물의 몸체 하부에 홈이 형성되어 있을 수도 있다.

도 5의 구조를 일반화하여 설명하기 위해 변수 k를 사용하여 표현하면, 제k 유전체 구조물(30-k)은 덮개 형상의 몸체(32-k)를 가지며, 몸체(32-k)의 표면에는 도전성 패턴(34k)이 형성되어 있다고 표현할 수 있다. 여기서, k는 2 이상 (n-1) 이하의 자연수이다.

제k 유전체 구조물(30-k)의 몸체(32-k)는 하부가 개방되고 내부가 비어 있으며 제(k+1) 유전체 구조물에 비해 상대적으로 큰 크기를 가져 제(k+1) 유전체 구조물을 커버한다. 예를 들어, 제2 유전체 구조물이 제3 유전체 구조물을 커버하며, 제3 유전체 구조물이 제4 유전체 구조물을 커버한다.

제k 유전체 구조물(30-k)의 몸체(32-k)의 내표면과 제(k+1) 유전체 구조물의 몸체의 외표면은 대응되는 형태로 형성되어 서로 밀착하도록 결합될 수 있다. 또는 실시예에 따라 도 5에 도시된 것과 같이 제k 유전체 구조물(30-k)의 몸체(32-k)의 내표면과 제(k+1) 유전체 구조물의 몸체의 외표면은 소정 간격 이격되어 있을 수 있다.

유전체 구조물들의 도전성 패턴이 연결 패턴을 통해 전기적으로 연결되는 것은 도 4의 실시예와 동일하다.

제1 유전체 구조물(30-1)은 덮개 형상의 몸체(32-1)를 가지며, 제2 유전체 구조물을 커버한다. 제1 유전체 구조물(30-1)의 몸체(32-1)는 유전체로 구성되며, 제2 유전체 구조물을 커버한다.

제1 유전체 구조물(30-1)의 몸체(32-1)의 표면에는 도전성 패턴(34-1)이 형성되어 있다. 제1 유전체 구조물(30-1)은 방송 안테나(25)를 구성하는 유전체 구조물 중 가장 큰 유전체 구조물로서 그 이후에 더 이상 커버할 유전체 구조물이 없는 바 타 유전체 구조물과는 다르게 도전성 패턴(34-1)의 일단에만 연결 패턴이 전기적으로 연결된다.

여기서, 각 유전체 구조물은 제n 유전체 구조물(30-n)에서부터 제1 유전체 구조물(30-1)까지 차례로 전기적으로 연결되어 있다. 수신회로, 급전 패턴(52), 제n 유전체 구조물(30-n)의 도전성 패턴(34-n), 연결 패턴 중 하나(54-(n-1)), 제(n-1) 유전체 구조물(30-(n-1))의 도전성 패턴(34-(n-1)), 연결 패턴 중 다른 하나(54-(n-2)) 등의 순서로 연결되어 길이가 연장된 하나의 방사 패턴으로 기능한다.

또한, 각 유전체 구조물의 도전성 패턴(34-1~34-n)은 직선, 곡선, 나선, 미앤더 등의 다양한 형태로 패터닝될 수 있으며, 수신하고자 하는 신호의 주파수, 파장의 길이 등에 의해 그 형태가 결정될 수 있다.

본 실시예들에서 각 유전체 구조물의 몸체의 외표면에 안테나 패턴이 형성되어 있는 것을 가정하여 설명하였지만, 필요에 따라 각 유전체 구조물의 몸체의 내표면에 안테나 패턴이 형성되어 있을 수도 있다.

방송 안테나(25)에 포함되는 각 유전체 구조물 및 각 유전체 구조물을 전기적으로 연결하는 하나 이상의 연결 패턴은 연속적으로 연결되어 하나의 방사 패턴으로 기능하므로, 수신하고자 하는 신호의 주파수에 반비례하여, 즉 신호의 파장의 길이에 비례하도록 하나의 방송 안테나(25)에 포함되는 유전체 구조물의 수, 연결 패턴의 길이, 도전성 패턴의 모양 등이 결정된다.

지상파 DMB 신호의 경우 174~216 MHz의 주파수 대역을 가지고 FM 신호의 경우 87~108 MHz의 주파수 대역을 가지는 초단파 신호이며, AM 신호의 경우 522~1600 kHz의 주파수 대역을 가지는 중파 신호이다. 따라서, 지상파 DMB 신호를 수신하고자 하는 경우에는 필요로 하는 유전체 구조물의 수가 적거나 도전성 패턴의 모양이 단순화되며, AM 신호를 수신하고자 하는 경우에는 필요로 하는 유전체 구조물의 수 가 많거나 도전성 패턴의 모양이 복잡해질 수 있다.

본 실시예들에 따르면 방송 안테나(25)는 둘 이상의 유전체 구조물과 각 유전체 구조물을 연결하는 하나 이상의 연결 패턴이 주파수 대역이 낮은 AM 신호도 수신하기에 충분한 전기적 길이가 확보되는 하나의 방사 패턴으로 기능한다. 따라서, 수신기에서는 게인(gain)이 적은 저잡음 증폭기를 이용해서도 충분한 수신 이득을 획득할 수 있어, 본 실시예들의 차량용 안테나 장치를 이용하는 경우 경제적인 측면에서 비용이 저렴한 저잡음 증폭기를 활용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시예들에 따르면 방송 안테나(25)는 둘 이상의 유전체 구조물이 층층이 겹쳐져 있어 매우 작은 공간을 차지하면서도 충분한 안테나 길이를 확보할 수 있게 된다. 이로 인해 도 1에 도시된 차량용 안테나 장치에 비해 동일 크기에서는 낮은 주파수 대역의 신호 수신이 가능하며 우수한 성능 향상 효과를 보이게 된다. 특히 기존의 헬리컬 안테나로는 수신이 어려웠던 라디오 방송 신호도 용이하게 수신할 수 있는 장점이 있다.

또한, 원하는 신호를 수신하는 데에 있어서 케이스 내부에 수용되는 안테나의 높이 제한이 완화된다. 즉, 신호 수신에 필요로 하는 안테나가 차지하는 공간이 기존에 비해 작아지므로, 케이스의 형상을 설계하는 데 있어서 자유도가 높아져 다양한 디자인의 케이스 설계가 가능하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 안테나가 사용될 경우 케이스가 도 1과 같이 샤크 핀 형태로 높게 올라올 필요가 없는 바 케이스 형상의 자유도가 높아지게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 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 기존에 차량 외부에 설치되는 외장형 안테나 장치의 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 장치의 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방송 안테나의 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판 상에 실장된 방송 안테나의 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판 상에 실장된 방송 안테나의 단면도.

<도면 부호의 설명>

11, 21: 케이스 12, 22: 베이스

13, 23: 인쇄회로기판 14, 24: 칩 안테나

15: 헬리컬 안테나 25: 방송 안테나

30: 유전체 구조물 32: 몸체

34: 도전성 패턴 42, 52: 급전 패턴

44, 54: 연결 패턴

Claims (10)

1. 표면에 도전성 패턴이 형성되는 둘 이상의 유전체 구조물이 중첩적으로 겹쳐져 하나의 방사 패턴을 형성하여 방송 신호를 수신하는 방송 안테나;

   수신 케이블에 연결된 급전 패턴 및 각 상기 유전체 구조물들의 도전성 패턴을 전기적으로 연결하는 연결 패턴이 형성되어 있는 인쇄회로기판;

   하부가 개방되고 내부가 비어 상기 방송 안테나 및 상기 인쇄회로기판을 수용하는 케이스; 및

   상면으로 상기 인쇄회로기판을 지지하고 하면이 차체에 부착되며, 상기 케이스의 하부에 결합되는 베이스를 포함하되,

   상기 방송 안테나는 서로 크기가 다른 n개의 유전체 구조물을 포함하며, 상대적으로 작은 유전체 구조물이 큰 유전체 구조물에 의해 커버되고,제k 유전체 구조물에는 하부가 개방되어 제(k+1) 유전체 구조물을 커버하는 덮개 형상의 몸체 표면에 도전성 패턴이 형성되어 있으며,

   상기 n은 2 이상의 자연수이고, 상기 k는 1 이상 (n-1) 이하의 자연수인 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 제k 유전체 구조물의 도전성 패턴은 상기 연결 패턴을 통해 상기 제(k+1) 유전체 구조물의 도전성 패턴과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 각 유전체 구조물의 도전성 패턴 및 상기 연결 패턴의 순차적인 연결에 의해 상기 방사 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 n개의 유전체 구조물 중 최외곽의 유전체 구조물의 도전성 패턴의 일단이 상기 급전 패턴에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 n개의 유전체 구조물 중 가장 내부에 위치한 유전체 구조물의 도전성 패턴의 일단이 상기 급전 패턴에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유전체 구조물 별로 상기 도전성 패턴은 직선, 곡선, 나선 및 미앤더(meander) 중 어느 하나의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 방송 안테나는 DMB 신호, AM 신호 및 FM 신호 중 적어도 하나 이상의 방송 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 인쇄회로기판의 일측에 실장되어 CDMA 신호 혹은 GPS 신호를 수신하는 칩 안테나를 더 포함하는 차량용 안테나 장치.

Images