KR101174699B1 - 차량용 필름 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 필름 안테나 장치를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 필름 안테나 장치는, 소정 주파수 대역의 방송 신호를 수신하는 필름 안테나와, 상기 필름 안테나에서 수신된 방송 신호를 입력받아 방송 수신이 가능하도록 신호 처리를 수행하는 안테나 회로부와, 상기 필름 안테나의 급전단과 상기 안테나 회로부의 방송 신호 입력단 사이에 연결되는 제1 인덕터, 및 상기 필름 안테나의 접지단과 접지면 사이에 연결되는 제2 인덕터를 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 차량에 탑승하여 방송을 수신할 때에 방송의 끊김 현상 없이 방송을 수신할 수 있으며, 기존 안테나에 비해 크기를 소형화시켜 운전자의 시야 확보를 더 넓게 할 수 있다는 효과를 가진다.

Description

차량용 필름 안테나 장치{Film Antenna Apparatus For Using In Car}

본 발명은 차량에서 원하는 채널의 방송을 수신할 수 있는 차량용 필름 안테나 장치에 관한 것이다.

최근 IT(Information Technology) 기술이 비약적으로 발전하면서, 무선 데이터 통신을 통해 음성, 영상, 무선인터넷, GPS, DMB 서비스 등 다양한 서비스가 제공되고 있다.

특히, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)는 음성, 영상 등 다양한 멀티미디어 신호를 디지털 방식으로 변조하여, 휴대용 또는 차량용 수신기에 제공하는 방송서비스로서, 이동 중에도 개인휴대단말기나 차량용 단말기를 통해 고음질 고화질의 방송을 즐길 수 있어 차세대 방송으로 주목받고 있다.

차량에서 방송을 보고 듣기 위해서는 송신 주파수 신호를 수신하기 위한 안테나가 필수적으로 장착되어야 하는데, 그 장착 위치에 따라 차량용 단말기에 바로 장착되는 로드 안테나, 차량 외부에 돌출되어 장착되는 샤크 안테나, 그리고 차량의 전면 또는 후면 유리에 부착되는 필름 안테나로 구분되고 있다.

이 중에서 차량용 필름 안테나는 일본에서 특히 많이 사용되는 안테나로서 차량 유리에 부착되어야 하기 때문에 운전자의 시야를 방해하지 않도록 크기가 작아야 할뿐아니라, 이동중에도 끊김 현상 없이 DMB 주파수 대역 (예를 들어, 한국의 경우, 174~216MHz, 일본의 경우 470 ~770 MHz)을 정확하게 수신할 수 있도록 설계되어야 한다.

도 1은 기존의 차량용 필름 안테나 장치에 대한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 기존의 차량용 필름 안테나 장치는 차량의 전면이나 후면 유리에 부착되는 필름 안테나(100)와 상기 필름 안테나에서 수신된 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 안테나 회로부(130)로 구성된다. 상기 안테나 회로부(130)를 통해 증폭되고 잡음이 제거된 신호는 차량용 단말기의 TV 튜너(150)로 전달되어 차량 탑승자가 원하는 채널의 방송을 수신할 수 있게 된다.

도 2는 기존의 차량용 필름 안테나의 패턴을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 기존의 차량용 필름 안테나(100)의 패턴은 급전부 및 상기 안테나 회로부(130)의 입력단과 연결되어 수신된 방송 신호를 전달하는 제1 방사체(101), 및 상기 제1 방사체(101)와 일정간격 이격되고, 접지면과 연결되는 제2 방사체(103)로 구성된다.

이와 같은, 기존의 차량용 필름 안테나의 정재파비(VSWR)를 도 3을 참조하여살펴보면, 방송 주파수 대역(예를 들어, 일본의 경우 470~770MHz)에서 고르지 못한 정재파비가 발생되는 것을 알 수 있다.

즉, 470MHz에서의 11:1이고, 500MHz에서는 9:17, 600MHz에서는 1.5:1, 700MHz에서는 2:1, 770MHz에서는 2.5:1로 편중된 정재파비로 인하여 수신 주파수 대역에서 감도가 특정 채널에 치우쳐지는 문제점이 발생 되었다. 아울러, 도 2에서와 같이, 기존의 차량용 필름 안테나는 그 크기로 인해 차량 유리 전면 또는 후면(특히, 일본의 경우 유리 전면에 부착됨)에 부착시 운전자의 시야 확보를 방해할 수 있다는 문제점 또한 가지고 있다.

따라서, 기존의 차량용 필름 안테나가 가지는 편중된 정재파비로 인한 특정 채널에 감도가 치우쳐지는 문제점과 안테나 크기로 인한 운전자의 시야 확보 방해 문제점을 동시에 해결할 수 있는 차량용 소형 필름 안테나의 개발이 절실히 요구된다.

본 발명의 실시예는 기존의 차량용 필름 안테나가 가지는 편중된 정재파비로 인한 특정 채널에 감도가 치우쳐지는 문제점을 해결하기 위한 차량용 필름 안테나를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 기존의 차량용 필름 안테나의 크기로 인한 운전자의 시야 확보 방해 문제점을 해결하기 위한 차량용 소형 필름 안테나를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 의한 다른 기술적 해결 과제는 하기의 설명에 의해 이해될 수 있으며, 이는 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 필름 안테나 장치는, 소정 주파수 대역의 방송 신호를 수신하는 필름 안테나; 상기 필름 안테나에서 수신된 방송 신호를 입력받아 방송 수신이 가능하도록 신호 처리를 수행하는 안테나 회로부; 상기 필름 안테나의 급전단과 상기 안테나 회로부의 방송 신호 입력단 사이에 연결되는 제1 인덕터; 및 상기 필름 안테나의 접지단과 접지면 사이에 연결되는 제2 인덕터;를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 필름 안테나 장치는, 급전단과 연결되는 제1 방사체, 및 상기 제1 방사체와 일정간격 이격되어 접지면과 연결되는 제2 방사체를 포함하며, 소정 주파수 대역의 방송 신호를 수신하는 필름 안테나; 및 상기 필름 안테나에서 수신된 방송 신호를 입력받아 방송 수신이 가능하도록 신호 처리를 수행하는 안테나 회로부;를 포함하며, 상기 필름 안테나의 제2 방사체의 종단부가 "U"형상 또는 "-90도 회전된 ㄷ"형상으로 구부러지게 형성된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 기존의 차량용 필름 안테나가 가지는 편중된 정재파비를 방송 수신 주파수 대역에서 균등하게 만들어 줌으로써 특정 채널에 치우쳐지는 감도 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 차량용 필름 안테나의 크기를 기존 안테나의 반으로 줄임으로써 운전자의 시야를 더 넓게 확보해 주는 차량용 필름 안테나를 제공할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 성능적인 측면에서 차량에 탑승하여 방송을 수신할 때에 방송의 끊김 현상 없이 방송을 수신할 수 있으며, 기능적인 측면에서 기존 안테나에 비해 크기를 소형화시켜 운전자의 시야 확보를 더 넓게 할 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 기존의 차량용 필름 안테나 장치에 대한 구성도이다.
도 2는 기존의 차량용 필름 안테나의 패턴을 나타낸 도면이다.
도 3은 기존의 차량용 필름 안테나의 정재파비(VSWR)를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 필름 안테나 장치에 대한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 필름 안테나의 패턴을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 필름 안테나의 정재파비(VSWR)를 나타낸 그래프이다.
도 7은 기존 차량용 필름 안테나의 크기와 본 발명의 실시예에 따른 차량용 필름 안테나의 크기를 비교한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 설명에 있어서, 연결 또는 결합 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 직접 연결 또는 결합되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 필름 안테나 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 필름 안테나 장치에 대한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 필름 안테나 장치는 필름 안테나(400), 안테나 회로부(430), 제1 인덕터(470) 및 제2 인덕터(490)를 포함하여 구성된다.

상기 필름 안테나(400)는 차량의 전면이나 후면 유리에 부착되어 소정 주파수 대역의 방송 신호를 수신한다. 본 발명의 실시예에서는 방송 주파수 대역을 470 ~ 770 MHZ 대역으로 한정하여 설명하지만, 상기 주파수 대역은 지역이나 국가에 따라 다를 수 있으며, 방송 주파수 대역에 따라 안테나의 설계가 조금 변경될 수는 있지만 본 발명의 특징이 상기 주파수 대역에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 필름 안테나(400)의 상세 구성에 대하여는 후술할 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

상기 안테나 회로부(430)는 상기 필름 안테나(400)에서 수신된 방송 신호를 입력받아 상기 입력되는 방송 신호를 방송 수신이 가능하도록 신호 처리를 수행한다. 예를 들어, 상기 안테나 회로부(430)는 상기 입력되는 방송 신호를 증폭하고 잡음을 제거할 수 있는 LNA(Low Noise Amplifier) 회로 일 수 있다. 또한, 상기 안테나 회로부(430)에는 방송 신호 수신을 더 향상시키기 위해 다양한 형태의 회로를 설계할 수 있으며, 도 4에서와 같은 회로 설계 구성에 한정되는 것은 아니다. 상기 안테나 회로부(430)를 통해 처리된 신호는 차량용 단말기의 TV 튜너(450)로 전달되어 차량 탑승자가 원하는 채널의 방송을 수신할 수 있게 된다.

상기 제1 인덕터(470)는 상기 필름 안테나(400)의 급전단과 상기 안테나 회로부(430)의 방송 신호 입력단 사이에 연결된다. 또한, 상기 제2 인덕터(490)는 상기 필름 안테나(400)의 접지단과 접지면 사이에 연결된다.

상기 제1 인덕터(470) 및 제 2 인덕터(490)를 필름 안테나(400)와 안테나 회로부(430) 사이에 각각 연결함으로써, 기존의 필름 안테나(100)의 길이에 비해 후술할 본 발명의 필름 안테나(400)의 축소된 길이에 대한 보상을 할 수 있다. 이에 대하여는 후술할 도 6 이하 비교 데이터를 통해서 알 수 있을 것이다. 도 4에서는 상기 제1 인덕터(470)의 값을 12nH로 하고, 제2 인덕터(490)의 값을 22nH로 하여 설계하였지만, 상기 제1 및 제2 인덕터(470, 490)의 값은 필름 안테나(400)의 길이, 넓이 및 재질 또는 안테나 회로부(430)의 회로 설계 구성에 따라 변경될 수 있으며, 위 값에 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 필름 안테나(400)의 패턴을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 차량용 필름 안테나(400)의 패턴은 상기 안테나 회로부(430)의 입력단과 연결되어 수신된 방송 신호를 전달하는 제1 방사체(401), 및 상기 제1 방사체(401)와 일정간격 이격되어 접지면과 연결되는 제2 방사체(403)로 구성된다.

상기 제1 방사체(401)와 제2 방사체(403)는 1차적으로 도 5와 같이 세로 길이 방향으로 연장되어 상호 이격된 제1 및 제2 방사체(401, 403) 패턴 사이에서의 커플링에 의한 간접급전 방식이 적용된다.

또한, 상기 제2 방사체(403)의 세로길이 방향으로 연장된 종단부(405)가 "U"형상 또는 "-90도 회전된 ㄷ"형상으로 구부러지게 형성되어 종단부(405)의 이격된 패턴 사이에 커플링이 추가로 발생된다. 상기 종단부(405)의 구부러지는 형상, 길이 및 각도 그리고 이격 거리는 수신 주파수 대역, 안테나 패턴형상, 안테나 크기 및 커플링의 발생 정도에 따라 소정의 실험을 바탕으로 당업자에 의해 설계 변형 가능하며, 반드시 도 5와 같은 형상, 길이, 각도 또는 이격 거리에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 제2 방사체(403) 종단부(405)의 형상으로 인한 커플링 발생에 따라 기존 안테나에 비하여 수신 주파수 대역폭을 더 늘릴 수 있게 된다. 이러한 대역폭 확장의 효과에 대하여는 후술할 도 6을 참조하여 확인하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 필름 안테나의 정재파비(VSWR)를 나타낸 그래프이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 차량용 필름 안테나는 방송 주파수 대역(470 ~770MHz) 전체에 걸쳐 정재파비(VSWR) 2:1 이하의 균등한 특성을 보여주고 있다. 또한, 본 발명의 경우, 도 3의 기존 필름 안테나에 비하여 수신 주파수 대역폭이 더 넓어진 것을 확인할 수 있을 것이다.

하기 표 1은 기존의 차량용 필름 안테나와 본 발명의 차량용 필름 안테나의 감도를 비교한 데이터이다. 주파수단위는 [MHz]이며, 감도단위는 [dBm]이다.

기존의 차량용 필름 안테나의 경우 도 3에서와 같이 편중된 정재파비로 인하여 표 1에서와 같이 수신 주파수 대역(470~770MHz)에서 감도가 특정 채널에 치우쳐지는 문제점(예를 들어, V-pol의 경우, 533.143MHz에서는 -46이고, 767.143MHz에서는 -17)이 있다는 것을 알 수 있으며, 본 발명의 경우 도 6에서와 같이 2:1 이하의 균등한 정재파비 특성으로 인해 수신 주파수 전대역(470~770MHz)에서 기존에 비하여 감도 특성이 우수하게 나타남을 알 수 있다.

또한, 도 7에서와 같이, 기존 차량용 필름 안테나의 크기와 본 발명의 실시예에 따른 차량용 필름 안테나의 크기를 비교해보면, 기존 안테나의 경우 가로*세로가 115.5*109 mm² 이고, 본 발명의 안테나의 경우 가로*세로가 60*65.5 mm² 로 기존에 비하여 전체적인 크기가 반으로 줄어들었음을 알 수 있을 것이다. 이러한 본 발명의 필름 안테나 길이의 축소에 대한 보상은 앞서 도 4에서 설명한 바와 같이, 필름 안테나(400)의 급전단과 접지단에 각각 제1 인덕터(470)와 제2 인덕터(490)를 직렬로 연결함으로써 길이 축소에 대한 보상을 할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 필름 안테나(400)의 급전단과 접지단에 각각 직렬로 제1 인덕터와 제2 인덕터를 연결하고, 필름 안테나의 접지면과 연결되는 제2 방사체의 세로 길이 방향의 종단부를 "u"자 형상 또는 "-90도 회전된 ㄷ"자 형상으로 함으로써, 기존의 차량용 필름 안테나가 가지는 편중된 정재파비를 수신 주파수 대역에서 균등하게 만들어 줌으로써 특정 채널에 치우쳐지는 감도 문제를 해결할 수 있게 됨과 동시에 차량용 필름 안테나의 크기를 기존 안테나의 반으로 줄임으로써 운전자의 시야를 더 넓게 확보해 줄 수 있게 된다.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

400 : 필름 안테나 430 : 안테나 회로부
450 : TV 튜너 470 : 제1 인덕터
490 : 제2 인덕터 401 : 제1 방사체
403 : 제2 방사체 405 : 제2방사체의 종단부

Claims (7)

1. 급전단을 구비하는 제1 방사체 및 상기 제1 방사체와 일정 간격 이격되며 접지단을 구비하는 제2 방사체를 포함하며, 소정 주파수 대역의 방송 신호를 수신하는 필름 안테나;
   상기 필름 안테나에서 수신된 방송 신호를 입력받아 방송 수신이 가능하도록 신호 처리를 수행하는 안테나 회로부;
   상기 제1 방사체의 급전단과 상기 안테나 회로부의 방송 신호 입력단 사이에 연결되는 제1 인덕터; 및
   상기 제2 방사체의 접지단과 접지면 사이에 연결되는 제2 인덕터;를 포함하는, 차량용 필름 안테나 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 필름 안테나는,
   상기 제2 방사체의 종단부가 "U"형상 또는 "-90도 회전된 ㄷ"형상으로 구부러지게 형성되는, 차량용 필름 안테나 장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 필름 안테나는,
   차량의 전면 또는 후면 유리에 부착되는, 차량용 필름 안테나 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 필름 안테나가 수신하는 소정 주파수 대역은,
   470~770MHz 대역인, 차량용 필름 안테나 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 안테나 회로부는,
   수신된 방송 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 LNA(Low Noise Amplifier) 회로인, 차량용 필름 안테나 장치.

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