KR101271318B1 - 차량용 안테나 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안테나와, 안테나에 의해 수신된 상기 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기를 포함하는 안테나부, 태양광을 전기 에너지로 변환하여 소정 전압을 발전하는 솔라셀 패널과, 충전 배터리와, 상기 솔라셀 패널의 전압과 상기 충전 배터리의 전압에 따라, 상기 솔라셀 패널에서 발전한 전압을 이용하여 상기 충전 배터리를 충전하는 충전회로를 포함하여 저잡음 증폭기에 전원을 공급하는 솔라셀 전원부를 포함하는 차량용 안테나 모듈에 관한 것이다.

Description

차량용 안테나 모듈{ANTENNA MODULE FOR VEHICLE}
본 발명은 안테나 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 적용하기 위한 차량용 안테나 모듈에 에 관한 것이다.
일반적인 운송수단의 개념에서 운전자 필수품으로 인식되고, 자동차내에서 생활하는 시간이 길어짐에 따라서, 텔레매틱스 장치, DMB 수신 장치 등의 차량 전장품에 대한 관심이 높아지고 있다.
이러한 텔레매틱스, DMB 등은 차량의 이동 중에 무선 데이터 신호의 송수신이 이루어지게 되므로, 차량의 내외부에 별도의 차량용 안테나 모듈을 구비하여야 하는 것이 일반적이다.
따라서, 차량의 전면 또는 후면에 기본적으로 장착되는 AM(Amplitude Modulation)/FM(Frequecy Modulation) 라디오 방송용 안테나 외에, DMB, GPS 또는 HSDPA등의 신호를 수신하기 위하여 샤크 테일(Shark tail) 형 안테나를 자동차의 루프 상에 장착하기도 하며, 또한 최근에는 차량용 내, 외장형 안테나의 소형화 및 대중화하는 방향에 따라 AM, FM안테나를 통합한 글라스(glass) 안테나 및 GPS, DMB 등의 서비스가 가능하도록 한 통합 안테나모듈이나 또는 복수 개의 안테나를 통합하는 개발이 활발히 진행되고 있다.
그런데, 상술한 종래의 통합 안테나 모듈들은, 외부로 돌출되어 있어 자동차의 외관을 조잡하게 할 뿐만 아니라, 외부의 환경 및 압력에 의해 손상되기 쉽고, 안테나를 설치하기가 어렵고, 또한, 자동차의 외관을 훼손하거나 고속 주행중 풍절음이 발생된다는 문제점이 있다.
또한, 일반적으로 외부로 노출되는 통합 안테나 모듈은, 수신 신호의 품질을 개선하기 위하여 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)를 구비하는 경우에, 저잡음 증폭기의 전원을 차량 배터리로부터 공급받게 되는데, 차량 배터리에 의한 전원 공급은 전원 배선의 복잡도 증가와 차량 엔진 등에 의해 발생된 노이즈로 인하여 수신 신호의 품질에 나쁜 영향을 미치는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 안테나 모듈에 구비되는 저잡음 증폭기에 별도의 충전 배터리로부터 전원을 공급하고, 솔라셀을 이용하여 충전 배터리를 충전함으로써 양질의 RF 신호를 수신할 수 있는 차량용 안테나 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 일실시예인 차량용 안테나 모듈은 RF 신호를 수신하여 증폭하는 안테나부 및 상기 안테나부에 전원을 공급하는 솔라셀 전원부를 포함한다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 안테나부는 안테나 및 상기 안테나에 의해 수신된 상기 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 솔라셀 전원부는 충전 배터리, 태양광을 전기 에너지로 변환하여 소정 전압을 발전하는 솔라셀 패널, 및 상기 솔라셀 패널의 전압과 상기 충전 배터리의 전압에 따라, 상기 솔라셀 패널에서 발전한 전압을 이용하여 상기 충전 배터리를 충전하는 충전회로를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 충전회로는 상기 솔라셀 패널의 전압이 제1 기준전압 이상이고, 상기 충전 배터리 전압이 제2 기준전압 이하일 경우에, 상기 충전 배터리를 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 충전회로는 일단이 상기 솔라셀 패널에 접속되고, 타단이 상기 충전 배터리에 접속되어, 상기 솔라셀 패널의 전압과 상기 충전 배터리의 전압에 따라 개방 또는 접속되는 스위치를 더 포함G한다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 솔라셀 패널은 유연성의 투명한 재질로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 안테나부와 상기 솔라셀 전원부는 일체형의 적층 구조를 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 안테나부와 솔라셀 전원부를 인접하도록 설치하거나 일체형으로 구현함으로써, 저잡음 증폭기의 전원 배선에 혼입되는 잡음의 영향을 최소화하여 수신 신호의 품질을 개선할 수 있고, 태양광을 이용하여 충전 배터리를 충전함으로써 저잡음 증폭기로의 전원 공급이 안정적이고 반영구적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 차량용 안테나 모듈의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 솔라셀 전원부의 블록 구성도이다.
본 명세서에서 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, '포함한다' 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.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명과 관련된 이동 단말에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 차량용 안테나 모듈의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예와 관련된 차량용 안테나 모듈은 RF 신호를 수신하여 증폭하는 안테나부(100)와 안테나부(100)에 전원을 공급하는 솔라셀(solar cell) 전원부(200)를 포함한다.
안테나부(100)는 DMB 방송 신호, 무선 데이터 신호 등을 수신하기 위한 구성으로서, RF 신호를 수신하는 안테나(110)와 저잡음 증폭기(120)를 포함한다. 안테나(110)와 저잡음 증폭기(120)는 일체화된 모듈로 구현될 수 있다.
안테나(110)는 AM/FM 라디오 신호, GPS 신호, DMB 방송 신호, 텔레매틱스용 무선 데이터 신호 등의 RF 신호의 전부 또는 일부를 수신할 수 있다. 안테나(110)는 박막형의 안테나인 것이 바람직하며, 금속 안테나 패턴 부분을 제외한 나머지 부분이 투명 필름으로 구현될 수 있다. 안테나(110)는 차량의 지붕, 전면부 유리창의 내외부 등에 장착될 수 있으나, 차량 외부 환경으로부터의 보호를 위하여 차량의 전면부 유리창의 내부에 부착 또는 설치되는 것이 바람직하다.
저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(120)는 안테나(110)를 통해 수신된 상기 RF 신호를 증폭한다. 한편, 저잡음 증폭기(120)는 입력되는 신호를 증폭하기 위하여 외부로부터의 전원 공급이 필요한데, 본 발명에서는 솔라셀 전원부(200)가 저잡음 증폭기(120)의 전원을 공급하게 된다. 저잡음 증폭기(120)는 입력되는 RF 신호의 크기를 증폭하는 외에, 잡음지수를 최소화하여야하므로, 솔라셀 전원부(200)를 저잡음 증폭기(120)의 별도 전원으로 구성함으로써 상기 RF 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
솔라셀 전원부(200)는 태양광을 집광하여 빛에너지를 전기에너지로 변환하고, 이로부터 소정의 전압을 발전하여 저잡음 증폭기(120)에 직류전원을 공급한다.
솔라셀 전원부(200)에 포함되는 솔라셀 패널은 유연성을 가지는 박막형의 필름 형태로써, 다양한 형태의 면에 부착이 용이하며, 차량의 전면부 유리창의 내부에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 솔라셀 패널은 투명한 필름으로 구현될 수 있으며, 차량의 전면부 유리창의 일측 상단에 부착되어도 운전자의 시야를 방해하지 않고 태양광의 집광 효율을 최대화할 수 있다.
솔라셀 전원부(200)는 충전과 방전을 반복하는 충전 배터리를 포함할 수 있고, 상기 솔라셀 패널의 발전 전압과 상기 충전 배터리의 출력 전압의 크기에 따라 선택적으로 상기 충전 배터리를 충전한다. 솔라셀 전원부(200)는 태양광으로부터 자가 발전이 가능한 상기 솔라셀 패널과 충전이 가능한 배터리를 포함함으로써 저잡음 증폭기(120)에 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예와 관련된 차량용 안테나 모듈은, 안테나부(100)를 통해 수신한 RF 신호를 다양한 차재 수신모듈(10)로 제공한다.
즉, 안테나(110)를 통해서 수신된 RF 신호는, 저잡음 증폭기(120)에 의해 증폭되어 차량에 장착될 수 있는 다양한 차재 수신모듈(10)에 제공된다.
수신모듈(10)은 안테나(110)를 통해 수신된 DMB 방송 신호를 제공받는 DMB 방송 수신기, 안테나(110)를 통해 수신된 무선 데이터 신호를 제공받는 텔레매틱스 장치, 안테나(110)를 통해 수신된 GPS 신호를 제공받는 네비게이션 장치 등을 나타낸다.
본 발명에서는, 안테나부(100)와 솔라셀 전원부(200)가 차량의 전면부 유리창에 서로 인접하도록 장착되거나 또는 일체형의 적층 구조로 장착될 수 되므로, 안테나부(100)와 솔라셀 전원부(200) 간의 전원 배선의 길이를 최소화할 수 있다. 그러므로, 전원 배선에 혼입되는 잡음의 영향을 최소화할 수 있고, 양질의 RF 신호를 수신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 솔라셀 전원부의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 솔라셀 전원부(200)는 충전 배터리(210), 솔라셀 패널(220), 충전회로(230)를 포함한다.
충전 배터리(210)는 저잡음 증폭기(120)에 직류 전원을 공급하기 위한 것으로서, 충전과 방전이 반복적으로 이루어지므로 일반적인 배터리를 이용하는 경우와 비교하여 반영구적으로 사용할 수 있으므로 배터리 소모로 인한 배터리 교체를 하지 않아도 되어 편리성이 증대된다.
솔라셀 패널(220)은 태양광, 즉, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 소정의 전압을 발전할 수 있다. 솔라셀 패널(220)은 솔라셀 단위셀이 다수개 상호 이격되어 매트릭스 형태로 배열되어 이루어질 수 있으며, 각각의 단위셀은 알루미늄 금속박으로 이루어진 인터커넥터에 의해 상호 직렬 또는 병렬로 연결되어 솔라셀 어레이를 형성한다.
솔라셀 패널(220)은 태양광에 충분하게 노출되도록 차량의 외부 또는 유리창의 내외부에 설치되는 것이 바람직하며, 태양광으로부터의 빛 에너지를 최대로 집광하여 전기 에너지의 발전 효율을 높일 수 있다. 솔라셀 패널(220)은 변환한 상기 전기 에너지를 전압 형태로써 충전회로(230)로 제공한다.
충전회로(230)는 솔라셀 패널(220)에 의해 변환된 상기 전기 에너지를 충전 배터리(210)의 충전 전원으로 제공하여 상기 전기 에너지가 충전 배터리(210)에 저장할 수 있다.
충전회로(230)는 충전 배터리(210)에 과전류, 과전압이 유입되는 것을 방지하고, 충전 배터리(210)가 방전 및 과방전되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이에 따라, 충전회로(230)는 충전 배터리(210)의 현재 출력 전압을 센싱하여, 충전 배터리(210)의 출력 전압이 소정의 기준전압 이하인 경우에만 솔라셀 패널(220)에 의해 변환된 전기 에너지를 충전 배터리(210)의 충전 전원으로 공급할 수 있다.
또한, 충전회로(230)는 솔라셀 패널(220)의 발전 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 솔라셀 패널(220)에 의해 변환된 전기 에너지를 충전 배터리(210)의 충전 전원으로 공급할 것인지를 판단한다. 즉, 충전회로(230)는 솔라셀 패널(220)로부터 제공되는 전압 레벨을 판단하여, 상기 전압 레벨이 소정의 기준전압 이상인 경우에만 솔라셀 패널(220)에 의해 변환된 상기 전기 에너지를 충전 배터리(210)로 공급한다.
이와 같이, 충전회로(230)는 솔라셀 패널(220)의 출력 전압과 충전 배터리(210)의 출력 전압의 전압 레벨에 따라, 솔라셀 패널(220)에 의해 변환된 상기 전기 에너지를 충전 배터리(210)로 공급할 것인지 여부를 판단한다.
따라서, 충전회로(230)는 일종의 스위치(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 일단이 솔라셀 패널(220)에 접속되고, 타단이 충전 배터리(210)에 접속되어 솔라셀 패널(220)의 출력 전압과 충전 배터리(210)의 출력 전압에 따라 개방 또는 접속된다. 충전회로(230)가 솔라셀 패널(220)의 출력 전압과 충전 배터리(210)의 출력 전압의 전압 레벨을 센싱하여, 상기 스위치가 개방 또는 접속되도록 제어한다. 즉, 충전회로(230)는 솔라셀 패널(220)의 전압이 제1 기준전압 이상이고, 충전 배터리(210)의 전압이 제2 기준전압 이하인 경우에, 상기 스위치가 접속되도록 제어하여, 솔라셀 패널(220)에서 변환된 전압을 충전 배터리(210)의 충전 전원으로 제공한다. 반면에, 차량 주변의 태양광이 충분하지 않아서 솔라셀 패널의 전압이 제1 기준전압보다 작거나, 또는 충전 배터리(210)의 전압이 제2 기준전압보다 큰 경우에는 상기 스위치가 개방되도록 제어하여, 솔라셀 패널(220)에서 변환된 전압을 충전 배터리(210)의 충전 전원으로 제공하지 않는다.
이와 같은 본 발명의 차량용 안테나 모듈은, 태양광이 충분히 집광되는 환경에서 솔라셀 패널(220)이 발전한 전압으로 충전 배터리(210)를 충전하여 솔라셀 패널(220)에 의해 변환된 전기 에너지를 저장함으로써, 야간, 터널 등의 태양광이 미약한 환경에서 차량 운행시에도 안테나부(100)의 저잡음 증폭기(120)에 안정적으로 전원을 공급할 수 있게 되어 안테나(110)를 통해 수신되는 RF 신호의 품질이 개선될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 안테나부
200 : 솔라셀 전원부
110 : 안테나
120 : 저잡음 증폭기
210 : 충전 배터리
220 : 솔라셀 패널
230 : 충전회로

Claims (7)

  1. RF 신호를 수신하여 증폭하는 안테나부; 및
    상기 안테나부에 전원을 공급하는 솔라셀 전원부를 포함하고, 상기 안테나부는,
    금속패턴 부분을 제외한 부분은 투명 필름으로 구현되는 박막형의 안테나; 및
    상기 안테나에 의해 수신된 상기 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기를 포함하고, 상기 안테나부는, 상기 안테나 및 상기 저잡음 증폭기가 일체화된 모듈로 구현되고, 상기 솔라셀 전원부는,
    충전 배터리;
    유연성을 가지는 투명한 필름 형상으로서, 태양광을 전기 에너지로 변환하여 소정 전압을 발전하는 솔라셀 패널; 및
    상기 솔라셀 패널의 전압과 상기 충전 배터리의 전압의 전압 레벨에 따라, 상기 솔라셀 패널에서 발전한 전압을 이용하여 상기 충전 배터리를 충전하는 충전회로를 포함하고, 상기 안테나부와 상기 솔라셀 전원부는 일체형의 적층 구조를 이루고, 상기 안테나 및 상기 솔라셀 패널은, 차량의 전면부 유리창의 내부에 설치되는 차량용 안테나 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충전회로는,
    상기 솔라셀 패널의 전압이 제1 기준전압 이상이고, 상기 충전 배터리의 전압이 제2 기준전압 이하일 경우에, 상기 충전 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전회로는,
    일단이 상기 솔라셀 패널에 접속되고, 타단이 상기 충전 배터리에 접속되어, 상기 솔라셀 패널의 전압과 상기 충전 배터리의 전압에 따라 개방 또는 접속되는 스위치를 더 포함하는 차량용 안테나 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
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