KR101415420B1

KR101415420B1 - External antenna for automobile

Info

Publication number: KR101415420B1
Application number: KR1020120073848A
Authority: KR
Inventors: 유태환
Original assignee: 주식회사 에이스테크놀로지
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-07-04
Also published as: KR20130066485A

Abstract

차량용 외장형 안테나가 개시된다. 개시된 차량용 외장형 안테나는 바닥부에 장착되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되며 RF 신호를 송수신하는 패치 안테나; 상기 인쇄회로기판과 상기 패치 안테나 사이에 개재되어 상기 패치 안테나를 상기 인쇄회로기판으로부터 소정의 높이만큼 상승시키는 상승부재; 및 상기 바닥부에 결합되는 외부 하우징;을 포함하되, 상기 상승부재에는 상기 인쇄회로기판과 상기 패치 안테나의 전기적 연결을 위한 급전선을 수용하는 홀이 형성된다. 본 발명에 따르면, 차량용 외장형 안테나의 수신 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. An external antenna for a vehicle is disclosed. The disclosed external antenna for a vehicle includes: a printed circuit board mounted on a floor; A patch antenna electrically connected to the printed circuit board and transmitting and receiving an RF signal; A lift member interposed between the printed circuit board and the patch antenna to raise the patch antenna from the printed circuit board by a predetermined height; And an outer housing coupled to the bottom portion, wherein the lift member is formed with a hole for receiving a feeder line for electrical connection between the printed circuit board and the patch antenna. According to the present invention, it is possible to increase the reception efficiency of the external antenna for a vehicle.

Description

[0001] EXTERNAL ANTENNA FOR AUTOMOBILE [0002]

본 발명의 실시예들은 차량용 외장형 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안테나의 수신 효율을 높일 수 있는 차량용 외장형 안테나에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an external antenna for a vehicle, and more particularly to an external antenna for a vehicle which can improve reception efficiency of the antenna.

통신 기술이 급속히 발전하면서 차량을 통해 이루어지는 통신 역시 다양화되고 있다. With the rapid development of communication technology, communication through vehicles has also become diversified.

종래의 차량에는 FM/AM과 같은 라디오 신호만을 수신할 수 있는 통신 모듈이 내장되는 것이 일반적이었으나, 근래에는 GPS, 이동통신, 블루투스, 무선랜과 같은 다양한 통신 방식이 차량 내에서 이루어지고 있다.Conventional vehicles generally include a communication module capable of receiving only radio signals such as FM / AM. In recent years, various communication methods such as GPS, mobile communication, Bluetooth, and wireless LAN have been performed in vehicles.

이와 같이, 다양한 종류의 통신을 지원하기 위해 차량용 안테나 역시 변화하고 있다. 즉, 라디오 신호 정도만을 수신하던 종래의 차량용 안테나로는 주로 내장형 안테나가 사용되었으나, 지원되는 통신 종류가 많아지면서 외장형 안테나가 사용되고 있는 것이다.In this way, in order to support various kinds of communication, a vehicle antenna is also changing. That is, although a built-in antenna is mainly used for a conventional vehicle antenna that receives only a radio signal, an external antenna is used as the number of supported communication types increases.

가장 널리 사용되는 차량용 외장형 안테나는 그 형태가 상어의 지느러미와 비슷하여 샤크 핀 안테나로 불리고 안테나이다.The most widely used external antennas for vehicles are the shark fin antenna, which is similar to the shark fin.

샤크 핀 안테나에는 GPS, FM, XM, 셀룰러와 같은 다양한 통신을 위한 안테나가 내장되며, 패치 안테나, 칩 안테나, 코일 안테나 등과 같은 다양한 안테나들이 샤크 핀 안테나 내부에 내장된다. 그리고, 샤크 핀 안테나는 차량의 루프 위에 주로 설치된다.The shark pin antenna includes antennas for various communications such as GPS, FM, XM, and cellular. Various antennas such as a patch antenna, a chip antenna, and a coil antenna are embedded in the shark pin antenna. And, the shark pin antenna is installed mainly on the roof of the vehicle.

XM 수신용 안테나와 같이 패치 안테나로 구현되며 지상파와 위성 신호를 모두 수신하는 안테나는 주로 샤크 핀 안테나의 바닥부에 설치되게 되는데, 이와 같은 구조에서는 수신 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.An antenna for receiving both terrestrial and satellite signals, which is implemented as a patch antenna, such as an XM reception antenna, is installed at the bottom of a shark pin antenna.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 안테나의 수신 효율을 높일 수 있는 차량용 외장형 안테나를 제안하고자 한다.In order to solve the problems of the related art as described above, the present invention proposes an external antenna for a vehicle which can increase the receiving efficiency of the antenna.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 바닥부에 장착되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되며 RF 신호를 송수신하는 패치 안테나; 상기 인쇄회로기판과 상기 패치 안테나 사이에 개재되어 상기 패치 안테나를 상기 인쇄회로기판으로부터 소정의 높이만큼 상승시키는 상승부재; 및 상기 바닥부에 결합되는 외부 하우징;을 포함하되, 상기 상승부재에는 상기 인쇄회로기판과 상기 패치 안테나의 전기적 연결을 위한 급전선을 수용하는 홀이 형성되는 차량용 외장형 안테나가 제공된다. To achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a printed circuit board comprising: a printed circuit board mounted on a floor; A patch antenna electrically connected to the printed circuit board and transmitting and receiving an RF signal; A lift member interposed between the printed circuit board and the patch antenna to raise the patch antenna from the printed circuit board by a predetermined height; And an outer housing coupled to the bottom portion, wherein the lifting member is provided with a hole for receiving a feeder line for electrical connection between the printed circuit board and the patch antenna.

상기 상승부재는 상기 인쇄회로기판 상부에 결합되며, 상기 패치 안테나는 상기 상승부재 위에 놓여질 수 있다. The lifting member is coupled to the upper portion of the printed circuit board, and the patch antenna can be placed on the lifting member.

상기 상승부재는 유전체로 이루어지고, 상기 급전선은 상기 전기적 연결을 위한 접지선 및 신호선을 포함하는 동축 케이블일 수 있다. The lifting member may be made of a dielectric, and the power supply line may be a coaxial cable including a ground line and a signal line for the electrical connection.

상기 상승부재는 전도체로 이루어져 상기 패치 안테나의 접지면과 상기 인쇄회로기판의 접지 라인을 서로 전기적으로 연결시키며, 상기 급전선은 접지선이 제거된 상태의 동축 케이블일 수 있다. The raising member is made of a conductor and electrically connects the ground plane of the patch antenna and the ground line of the printed circuit board. The feed line may be a coaxial cable in which the ground line is removed.

상기 패치 안테나는 유전체 기판; 및 상기 유전체 기판상에 형성되는 방사 패치;를 포함하되, 상기 방사 패치와 커플링 가능한 거리로 이격되어 설치되며, 상기 상승부재와 상기 유전체 기판의 총 높이보다 높고 상기 인쇄회로기판의 접지 라인과 전기적으로 연결되는 다수의 수직 기둥을 더 포함할 수 있다. The patch antenna includes: a dielectric substrate; And a radiation patch formed on the dielectric substrate, the radiation patch being spaced apart from the radiation patch by a distance that is capable of coupling with the radiation patch, wherein the radiation patch is electrically connected to the ground line of the printed circuit board And a plurality of vertical pillars connected to the plurality of vertical pillars.

상기 다수의 수직 기둥은 상기 인쇄회로기판에 설치되어 상기 방사 패치를 둘러쌀 수 있다. The plurality of vertical columns may be installed on the printed circuit board to surround the radiation patch.

상기 홀은 상기 상승부재를 수직 하방으로 관통하여 형성될 수 있다. The hole may be formed by vertically penetrating the lifting member downward.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 바닥부에 장착되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되며 RF 신호를 송수신하는 패치 안테나; 상기 인쇄회로기판과 상기 패치 안테나 사이에 개재되어 상기 패치 안테나를 상기 인쇄회로기판으로부터 소정의 높이만큼 상승시키는 상승부재; 및 상기 바닥부에 결합되는 외부 하우징;을 포함하되, 상기 상승부재의 내부는 상기 인쇄회로기판과 상기 패치 안테나의 전기적 연결을 위한 급전선이 수용되도록 빈 공간으로 형성되는 차량용 외장형 안테나가 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a printed circuit board comprising: a printed circuit board mounted on a floor; A patch antenna electrically connected to the printed circuit board and transmitting and receiving an RF signal; A lift member interposed between the printed circuit board and the patch antenna to raise the patch antenna from the printed circuit board by a predetermined height; And an outer housing coupled to the bottom portion, wherein an inner space of the lifting member is formed as an empty space to receive a feeder line for electrical connection between the printed circuit board and the patch antenna.

본 발명에 따르면, 차량용 외장형 안테나의 수신 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, it is possible to increase the reception efficiency of the external antenna for a vehicle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장형 안테나에서 외부 하우징이 분리된 상태의 사시도를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장형 안테나의 단면도에 관한 모식도를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장형 안테나에서 신호의 수신 각도를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상승부재의 단면도에 관한 모식도를 상세하게 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상승부재를 포함하는 차량용 외장형 안테나의 분해 사시도를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상승부재의 단면도에 관한 모식도를 상세하게 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 다수의 수직 기둥을 더 포함하는 차량용 외장형 안테나의 분해 사시도를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 다수의 수직 기둥을 더 포함하는 차량용 외장형 안테나의 분해 사시도를 도시하는 도면이다. 1 is a perspective view illustrating a state in which an outer housing is detached from an external antenna for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a sectional view of an external antenna for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a reception angle of a signal in an external antenna for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing in detail a schematic diagram of a cross-sectional view of a lifting member according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of an external antenna for a vehicle including a lifting member according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic view showing a schematic view of a cross-sectional view of a lifting member according to another embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view of an external antenna for a vehicle further comprising a plurality of vertical columns according to an embodiment of the present invention.
8 is an exploded perspective view of an external antenna for a vehicle further comprising a plurality of vertical columns according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장형 안테나(100)에서 외부 하우징(120)이 분리된 상태의 사시도를 도시하는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장형 안테나(100)의 단면도에 관한 모식도를 도시하는 도면이다. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which an outer housing 120 is separated from an external antenna 100 for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating an external antenna 120 for a vehicle according to an embodiment of the present invention. 100 according to the first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장형 안테나(100)는 바닥부(110), 외부 하우징(120), 인쇄회로기판(130), 패치 안테나(140) 및 상승부재(150)를 포함할 수 있다. 1 and 2, an external antenna 100 for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention includes a bottom 110, an external housing 120, a printed circuit board 130, a patch antenna 140, And a lifting member 150.

바닥부(110)는 차량의 루프(미도시)에 결합되는 부분이며, 일례로, 나사 결합에 의해 차량 루프에 결합될 수 있으며, 그 외에도 다양한 결합 방식을 통해 차량 루프에 결합될 수 있다.The bottom portion 110 is a portion that is coupled to a roof (not shown) of the vehicle, and may be coupled to the vehicle roof, for example, by a screw connection, or may be coupled to the vehicle roof through various coupling methods.

외부 하우징(120)은 바닥부(110)에 결합되고, 차량용 외장형 안테나(100)의 내부 구성 요소들을 보호하는 기능을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 하우징(120)은 플라스틱과 같은 유전체 재질로 이루어질 수 있으며, 샤크 핀 형상을 가질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The outer housing 120 is coupled to the bottom portion 110 and functions to protect internal components of the external antenna 100 for a vehicle. The outer housing 120 according to an embodiment of the present invention may be made of a dielectric material such as plastic and may have a shark fin shape, but the present invention is not limited thereto.

인쇄회로기판(130)은 바닥부(110)에 장착되며, 인쇄회로기판(130)에는 이하 설명하는 패치 안테나(140)에 신호를 급전하고 안테나(140)에서 수신된 신호를 처리하기 위한 회로가 형성된다. The printed circuit board 130 is mounted on the bottom 110 and a circuit for feeding signals to the patch antenna 140 and processing signals received by the antenna 140, .

패치 안테나(140)는 인쇄회로기판(130)과 전기적으로 연결되며 RF 신호를 송수신하는 것으로서, 일반적으로, 얇은 접지 도체판(142) 위에 소정의 두께를 갖는 유전체 기판(144)을 적층하고, 유전체 기판(144)상에 소정의 크기를 갖는 방사 패치(146)를 적층한 구조를 갖는 안테나이다. The patch antenna 140 is electrically connected to the printed circuit board 130 and transmits and receives an RF signal. Generally, the patch antenna 140 is formed by stacking a dielectric substrate 144 having a predetermined thickness on a thin grounding conductor plate 142, And has a structure in which a radiation patch 146 having a predetermined size is laminated on a substrate 144.

패치 안테나(140)는 GPS 신호, XM 대역 신호와 같은 위성 신호의 수신에 이용되며, 제작의 용이성, 경량성 및 소형화 등의 장점으로 인해, 특히, 샤크 안테나와 같은 차량용 외장형 안테나에서 널리 사용되고 있다. The patch antenna 140 is used for reception of a satellite signal such as a GPS signal and an XM band signal, and is widely used in an external antenna for a vehicle, such as a shark antenna, due to advantages such as ease of manufacture, light weight and miniaturization.

이때, 접지 도체판(142)은 인쇄회로기판(130)의 접지와 전기적으로 연결되며, 금속 재질로 이루어진다. At this time, the ground conductor plate 142 is electrically connected to the ground of the printed circuit board 130 and is made of a metal material.

이러한 접지 도체판(142)의 상부에 유전체 기판(144)이 위치하게 되며, 일례로, 유전체 기판(144)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있으나, 유전체 재질은 필요한 유전율에 따라 달라질 수 있다. The dielectric substrate 144 is disposed on the ground conductive plate 142. For example, the dielectric substrate 144 may be formed of a ceramic material, but the dielectric material may vary depending on the required dielectric constant.

그리고, 유전체 기판(144)의 상부에는 방사 패치(146)가 결합된다. 방사 패치(146)의 사이즈 및 형태는 사용 주파수에 의해 결정되며, 일례로, XM 대역을 수신할 수 있도록 사이즈 및 형태가 결정될 수 있다. A radiating patch 146 is coupled to the upper portion of the dielectric substrate 144. The size and shape of the radiation patch 146 are determined by the frequency of use, and may be sized and shaped to receive the XM band, for example.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사 패치(146)는 위성 신호인 원형 편파 신호와 지상파 신호인 선형 편파 신호를 수신할 수 있도록 디자인된 방사 패치일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the radiation patch 146 may be a radiation patch designed to receive a circularly polarized signal that is a satellite signal and a linearly polarized signal that is a terrestrial signal.

방사 패치(146)에는 급전 신호가 제공되며, 방사 패치(146)로의 급전은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. The radiation patch 146 is provided with a feed signal, and the feed to the radiation patch 146 can be done in various ways.

또한, 방사 패치(146)가 형성된 유전체 기판(144)의 소정 부분에는 급전홀(미도시)이 형성될 수 있으며, 급전홀(미도시)을 통하여 방사 패턴에 전력이 공급되게 된다. A feed hole (not shown) may be formed in a predetermined portion of the dielectric substrate 144 on which the radiation patch 146 is formed, and power is supplied to the radiation pattern through a feed hole (not shown).

다음으로, 상승부재(150)는 인쇄회로기판(130)과 패치 안테나(140) 사이에 개재되어 패치 안테나(140)를 인쇄회로기판(130)으로부터 소정의 높이(h)만큼 상승시킨다. The lifting member 150 is interposed between the printed circuit board 130 and the patch antenna 140 to raise the patch antenna 140 from the printed circuit board 130 by a predetermined height h.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상승부재(150)는 인쇄회로기판(130) 상부에 결합되며, 패치 안테나(140)는 상승부재(150) 위에 놓여져, 최종적으로, 패치 안테나(140)는 소정의 높이(h)만큼 인쇄회로기판(130)으로부터 이격되게 된다. That is, according to one embodiment of the present invention, the lifting member 150 is coupled to the printed circuit board 130, and the patch antenna 140 is placed on the lifting member 150, Is spaced apart from the printed circuit board 130 by a predetermined height h.

소정의 높이(h)는 바닥부(110)와 외부 하우징(120)에 의해 형성되는 공간 내에서 가능한 높이로 다양하게 형성될 수 있다. The predetermined height h may be variously formed as high as possible in a space formed by the bottom portion 110 and the outer housing 120.

이러한 소정의 높이로 이격되는 경우에, 샤크 핀 안테나의 내부 공간이 효율적으로 활용될 수 있음과 동시에, 신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. When the antenna is spaced at the predetermined height, the internal space of the shark pin antenna can be utilized efficiently, and signal receiving performance can be improved.

보다 상세하게, XM 안테나와 같이, 수평 편파의 지상파 신호와 원형 편파의 위성 신호를 함께 수신하는 안테나의 경우에는, 차량의 루프에 근접하여 설치되는 경우, 지상파 신호의 수신에 영향을 받을 수 있다. More specifically, in the case of an antenna for receiving a horizontally polarized wave terrestrial signal and a circularly polarized wave satellite signal together, such as an XM antenna, it may be influenced by reception of a terrestrial wave signal when installed close to a loop of a vehicle.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 원형 편파 신호의 수신 각도는 지표면에 대한 법선을 기준으로 입사각이 비교적 작은 0 ~ 60°범위로 형성되나, 수평 편파 신호는 입사각이 비교적 큰 60 ~ 90°범위로 형성되므로, 안테나의 설치 위치에 따라, 수평 편파인 지상파 신호는 수신률에 차이를 보이게 된다. 3, the receiving angle of the circular polarized wave signal is formed in a range of 0 to 60 degrees with a relatively small angle of incidence with respect to the normal to the earth surface. However, the horizontal polarized wave signal has a relatively large incident angle range of 60 to 90 degrees The reception ratio of the terrestrial wave signal, which is the horizontal polarization wave, varies depending on the installation position of the antenna.

일반적으로, 차량용 외장형 안테나(100)는 차량의 루프(102) 뒤쪽에 인접하여 설치된다는 점에서, 안테나(100)의 하부에 배치되는 패치 안테나(140)는 차량의 루프(102)보다 낮게 위치하게 되며, 이로써, 입사각이 큰 수평 편파 신호를 제대로 수신하지 못하는 경우가 발생할 수 있는 것이다. Generally, the patch antenna 140 disposed under the antenna 100 is positioned lower than the roof 102 of the vehicle in that the external antenna 100 for a vehicle is installed adjacent to the rear of the roof 102 of the vehicle Accordingly, it may happen that the horizontal polarization signal having a large incident angle can not be properly received.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장형 안테나(100)는 패치 안테나(140)를 인쇄회로기판(130)으로부터 소정의 높이로 상승시키는 상승부재(150)를 구비함으로써, 차량용 외장형 안테나에 있어서, 수평 편파인 지상파 신호의 수신률을 향상시킬 수 있다. The external antenna 100 for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a lifting member 150 for lifting the patch antenna 140 to a predetermined height from the printed circuit board 130, , It is possible to improve the reception ratio of the terrestrial wave signal, which is a horizontal polarization wave.

다음의 표는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 외장형 안테나(100)에서 패치 안테나(140)가 인쇄회로기판(130)으로부터 소정의 높이(h)만큼 상승됨에 따른 안테나 게인을 나타낸다.
The following table shows an antenna gain as the patch antenna 140 is lifted from the printed circuit board 130 by a predetermined height h in the external antenna 100 for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

상기의 표 1에 나타난 바와 같이, 상승부재(150)에 의해 패치 안테나(140)가 인쇄회로기판(130)으로부터 소정의 높이(h)만큼 상승됨에 따라, 안테나의 게인이 증가됨을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, it can be seen that the gain of the antenna increases as the patch antenna 140 is raised from the printed circuit board 130 by a predetermined height h by the lifting member 150.

특히, 수평 편파 신호가 입사되는 각도인 60도 내지 90도 경우, 안테나 게인은 소정의 높이(h)의 증가에 따라, -0.87dB에서 -0.695dB 및 -0.37dB로 증가하거나(80°), -2.48dB에서 -2.3dB 및 -1.9dB로 증가하는(90°) 등 현저하게 증가됨을 확인할 수 있다. In particular, when the horizontal polarization signal is incident at an angle of 60 degrees to 90 degrees, the antenna gain increases (-80 degrees) to -0.695 dB and -0.37 dB from -0.87 dB to -0.37 dB It can be confirmed that the increase is markedly increased from -2.48 dB to -2.3 dB and -1.9 dB (90 DEG).

이러한 수평 편파 신호의 안테나 게인을 증가시키는 적층 구조를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상승부재(150)는 내부에 형성되는 홀(152)을 구비한다. In order to increase the antenna gain of the horizontal polarization signal, the elevating member 150 according to an embodiment of the present invention includes a hole 152 formed therein.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상승부재(150)의 구성에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the configuration of the lifting member 150 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 6. FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상승부재(150)의 단면도에 관한 모식도를 상세하게 도시하는 도면이다. 4 is a view showing in detail a schematic diagram of a cross-sectional view of a lifting member 150 according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 상승부재(150)는 인쇄회로기판(130)과 패치 안테나(140) 사이에 개재되어 패치 안테나(140)를 인쇄회로기판(130)으로부터 소정의 높이(h)만큼 상승시키고, 내부에는 인쇄회로기판(130)과 패치 안테나(140)의 전기적 연결을 위한 급전선을 수용하는 홀(152)이 형성된다. 4, the lifting member 150 is interposed between the printed circuit board 130 and the patch antenna 140 so that the patch antenna 140 is separated from the printed circuit board 130 by a predetermined height h And a hole 152 for receiving a feeder line for electrical connection between the printed circuit board 130 and the patch antenna 140 is formed therein.

즉, 패치 안테나(140)가 인쇄회로기판(130)으로부터 이격됨에 따라, 상호간 전기적 연결을 위한 급전선이 필요하며, 상승부재(150)에는 이러한 급전선을 수용할 수 있는 홀(152)이 형성되는 것이다. That is, as the patch antenna 140 is separated from the printed circuit board 130, a feeder line for electrical connection is required, and a hole 152 for receiving the feeder line is formed on the lift member 150 .

이때, 급전선은 일례로, 동축 케이블일 수 있으며, 도 4에서는 설명의 편의를 위하여, 동축 케이블을 인쇄회로기판의 접지라인(G) 및 신호라인(S)과 각각 연결되는 직선으로 간략히 표현하였다. 4, the coaxial cable is briefly expressed as a straight line connected to the ground line G and the signal line S of the printed circuit board, respectively.

즉, 도 4a에서 인쇄회로기판의 접지라인(G)과 연결되는 직선은 동축 케이블의 접지선이고, 인쇄회로기판의 신호라인(S)과 연결되는 직선은 동축 케이블의 중심에 형성되는 신호선이라 할 수 있다. 4A, a straight line connected to the ground line G of the printed circuit board is a ground line of the coaxial cable, and a straight line connected to the signal line S of the printed circuit board is a signal line formed at the center of the coaxial cable have.

그리고, 본 발명에서는 이러한 급전선을 수용하는 홀(152)이 상승부재(150)를 수직 하방으로 관통하여 형성되며, 패치 안테나(140)가 상승부재(150)로 놓여지는 자리의 중앙에 홀(152)이 형성되는 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 접지라인(G)이나 신호라인(S)의 위치에 따라, 홀(152)은 적절한 위치에 다양한 방식으로 형성될 수 있다. In the present invention, the hole 152 for receiving the feeder line is formed by vertically penetrating the lift member 150 and the hole 152 is formed at the center of the place where the patch antenna 140 is placed on the lift member 150 However, the present invention is not limited thereto. Depending on the positions of the ground lines G and the signal lines S, the holes 152 may be formed in various positions in appropriate positions.

한편, 패치 안테나(140)에는 급전선 중 특히, 접지선의 수용을 위한 홀(미도시)을 도시하지 아니하였으나, 상승부재(150)에 형성되는 홀(152)과 같이, 패치 안테나(140)에도 홀(미도시)이 형성될 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. In the patch antenna 140, a hole (not shown) for receiving a ground wire is not shown, but a hole 152 formed in the patch member 140, (Not shown) may be formed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상승부재(150)는 유전체 또는 전도체로 이루어질 수 있으며, 도전체의 특성상 상승부재(150)가 도전체로 이루어지는 경우에, 도 4b에 도시된 바와 같이, 홀(152)은 동축 케이블을 구성하는 접지선 및 신호선 중 접지선을 수용하지 않을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the lifting member 150 may be made of a dielectric or a conductor, and when the lifting member 150 is made of a conductor due to the characteristics of the conductor, ) May not accommodate the ground line constituting the coaxial cable and the ground line of the signal line.

즉, 상승부재(150)가 도전체인 경우, 상승부재(150)는 패치 안테나(140)를 상승시키는 기능과 동시에 패치 안테나(140)의 접지 도체판(142)과 인쇄회로기판(130)의 접지 라인(G)을 서로 전기적으로 연결시키는 접지 기능을 수행할 수 있다.That is, when the raising member 150 is a conductive member, the raising member 150 raises the patch antenna 140, and at the same time, raises the grounding conductor plate 142 of the patch antenna 140 and the ground of the printed circuit board 130 It is possible to perform a grounding function for electrically connecting the lines G to each other.

이는 동축 케이블에서 접지선이 신호선과는 달리 복잡한 구조를 갖지 않으며, 패치 안테나(140)의 접지 도체판(142)과 인쇄회로기판(130)의 접지 라인(G)을 단순히 전도체로 연결하는 경우에도 충분한 접지 기능이 수행될 수 있기 때문이다. This is because even if the ground line of the coaxial cable does not have a complicated structure and the ground conductor plate 142 of the patch antenna 140 and the ground line G of the printed circuit board 130 are simply connected by a conductor, This is because the grounding function can be performed.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 급전선으로서 동축 케이블은 중앙의 신호선 둘레를 따라 형성된 접지선이 삭제된 형태로 제공될 수 있다.
At this time, according to one embodiment of the present invention, the coaxial cable as the feed line may be provided in a form in which the ground line formed along the center signal line is deleted.

계속하여, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상승부재(150)를 포함하는 차량용 외장형 안테나(100)의 분해 사시도를 도시하는 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상승부재(150)의 단면도에 관한 모식도를 상세하게 도시하는 도면이다. 5 is an exploded perspective view of an external antenna 100 for a vehicle including a lifting member 150 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view of a lifting member 150 according to another embodiment of the present invention. Sectional view of the light emitting device 150 according to the second embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상승부재(150)는 내부 공간이 빈 공간으로 이루어지는 형상, 일례로, 테이블 형상으로 이루어져 패치 안테나(140)를 상승시키는 기능과 접지 기능을 수행할 수도 있다. As shown in FIGS. 5 and 6, the lifting member 150 may have a function of raising the patch antenna 140 and a function of grounding, for example, in a shape in which the inner space is an empty space, for example, a table shape .

즉, 테이블 형상의 상승부재(150)는 인쇄회로기판(130)과 패치 안테나(140) 사이에 개재되어 인쇄회로기판(130)으로부터 패치 안테나(140)를 소정의 높이(h)만큼 상승시키고, 빈 내부 공간(154)은 인쇄회로기판(130)과 패치 안테나(140)의 전기적 연결을 위한 급전선을 수용할 수 있다. That is, the table-shaped lifting member 150 is interposed between the printed circuit board 130 and the patch antenna 140 to raise the patch antenna 140 from the printed circuit board 130 by a predetermined height h, The empty inner space 154 may receive a feeder line for electrical connection between the printed circuit board 130 and the patch antenna 140.

이때, 빈 내부 공간(154)은 앞서 도 4에서 설명한 홀(152)을 포함할 수도 있다. At this time, the empty inner space 154 may include the hole 152 described above with reference to FIG.

상승부재(150)의 형상이 테이블 형태로 바뀐 것을 제외하고 나머지 구성은 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 상승부재(150)의 구성과 동일한 바, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다. Except for the shape of the lifting member 150 being changed to a table shape, the remaining structure is the same as that of the lifting member 150 according to the embodiment of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 상승부재(150)가 테이블 형상으로 이루어지는 경우, 앞서 설명한 직육면체의 블록 형상으로 이루어지는 경우보다 재료의 절감이 가능하고, 바닥부(110)와 외부 하우징(120)에 의해 형성되는 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있는 장점이 있다. On the other hand, when the lifting member 150 is formed in the shape of a table, the material can be saved and the space formed by the bottom portion 110 and the outer housing 120 can be more efficiently It is advantageous to utilize it.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량용 외장형 안테나(100)는 수평 편파의 지상파 신호에 대한 안테나 게인을 증가시키는 다수의 수직 기둥(160)을 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the external antenna 100 for a vehicle may further include a plurality of vertical columns 160 for increasing antenna gain for a terrestrial signal of horizontally polarized wave.

이하, 도 7 및 도 8를 참조하여, 다수의 수직 기둥(160)을 더 포함하는 차량용 외장형 안테나(100)의 구성에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, with reference to FIGS. 7 and 8, the configuration of the external antenna 100 for a vehicle, which further includes a plurality of vertical columns 160, will be described in detail.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 다수의 수직 기둥(160)을 더 포함하는 차량용 외장형 안테나(100)의 분해 사시도를 도시하는 도면이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 다수의 수직 기둥(160)을 더 포함하는 차량용 외장형 안테나(100)의 분해 사시도를 도시하는 도면이다. 7 is an exploded perspective view of an external antenna 100 for a vehicle including a plurality of vertical columns 160 according to an embodiment of the present invention. Fig. 5 is an exploded perspective view of an external antenna 100 for a vehicle, which further includes a plurality of vertical columns 160. Fig.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 다수의 수직 기둥(160)은 방사 패치(146)와 소정의 거리 이격되어 유전체 기판(144)상에 형성된 방사 패치(146)를 둘러싸도록 인쇄회로기판(130)에 설치될 수 있다. 7 and 8, the plurality of vertical columns 160 are spaced a predetermined distance from the radiation patch 146 to surround the radiation patch 146 formed on the dielectric substrate 144, 130, respectively.

이때, 방사 패치(146)와 수직 기둥들(160)과의 이격 거리는 전자기적 커플링이 가능한 거리 내인 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the distance between the radiation patch 146 and the vertical columns 160 is within a distance that allows electromagnetic coupling.

다수의 수직 기둥(160)은 상승부재(150)와 유전체 기판(144)의 높이보다 높은 높이를 갖고 방사 패치(146)의 4면을 둘러싸고 있으며, 다수의 수직 기둥(160) 각각은 도전성 재질로 이루어지고 길이가 폭보다 긴 봉 형태를 가질 수 있다. The plurality of vertical pillars 160 have a height higher than the height of the lifting member 150 and the dielectric substrate 144 and surround the four sides of the radiation patch 146. Each of the plurality of vertical pillars 160 is made of a conductive material And may have a rod shape whose length is longer than the width.

그리고, 다수의 수직 기둥(160) 각각은 접지와 전기적으로 연결된다. 일례로, 인쇄회로기판(130)의 수직 기둥들(160)과의 결합면들에는 접지 패턴이 형성될 수 있으며, 이로써, 수직 기둥들(160)은 접지와 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과하고 다양한 방식으로 수직 기둥들(160)이 접지와 연결될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명하다. Each of the plurality of vertical columns 160 is electrically connected to the ground. For example, a ground pattern may be formed on the mating surfaces of the printed circuit board 130 with the vertical columns 160, whereby the vertical columns 160 may be electrically connected to ground. However, it is obvious to one skilled in the art that this is merely an example and vertical columns 160 can be connected to ground in various ways.

이러한 다수의 수직 기둥(160)은 방사 패치(146)과 소정 거리 이격되어 설치됨으로써 방사 패치(146)가 수신하는 신호 중 수평 편파의 지상파 신호에 대한 안테나 게인을 증가시키는 기능을 수행한다. The plurality of vertical columns 160 are spaced apart from the radiation patches 146 by a predetermined distance to increase the antenna gain of the terrestrial signals of the horizontally polarized waves among the signals received by the radiation patches 146.

앞서 설명한 바와 같이, 원형 편파 신호 및 수평 편파 신호를 수신하는 본 발명의 안테나는 원형 편파 신호 및 수평 편파 신호를 각각 다른 각도로 수신하게 되는데, 본 발명의 수직 기둥들(160)은 60 ~ 90°사이의 각도로 수신되는 지상파 신호의 방사 특성을 양호하게 한다. As described above, the antenna of the present invention receiving the circular polarization signal and the horizontal polarization signal receives the circular polarization signal and the horizontal polarization signal at different angles, respectively. Thereby improving the radiation characteristic of the received terrestrial signal.

패치 안테나는 방사 패치(146)의 에지 부분에서 발생하는 프린징 필드(Fringing Field)에 의해 주요한 방사가 이루어지며, 에지에 근접한 금속 재질의 수직 기둥들은 프린징 필드에 의한 방사 신호 중 일부가 수직 기등으로 커플링 되도록 하여 그 자체로 모노폴 방사체로 동작한다.The patch antenna is mainly irradiated by the fringing field generated at the edge portion of the radiation patch 146, and the vertical columns of the metal material near the edge are formed such that a part of the radiation signal by the fringing field is vertical To act as a monopole emitter by itself.

즉, 방사 패치(146)에서 방사되는 신호 중 수직 기둥(160)으로 커플링되는 신호는 수직 기둥을 통해 다시 방사가 되어 수평 방향(60° 내지 90°)으로 수신되는 지상파 신호의 게인을 증가시킬 수 있게 되는 것이다. That is, a signal coupled to the vertical column 160 among the signals radiated from the radiation patch 146 is radiated again through the vertical column to increase the gain of the terrestrial signal received in the horizontal direction (60 ° to 90 °) It will be possible.

이때, 수직 기둥들(160)의 높이는 상승부재(150) 및 유전체 기판(144)의 총 높이보다는 높아야 하며, 원형 편파 신호의 수신에 영향을 주지 않는 높이를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 수직 기둥들(160)의 높이는 60°보다 작은 각으로 입사하는 신호인 위성 신호에는 영향을 미치지 않도록 설정되는 것이 바람직하다.At this time, the height of the vertical columns 160 should be higher than the total height of the lifting member 150 and the dielectric substrate 144, and preferably has a height that does not affect reception of the circularly polarized signal. That is, the height of the vertical columns 160 is preferably set so as not to affect the satellite signal, which is an incident signal at an angle smaller than 60 degrees.

수직 기둥의 개수가 많아질수록 방사 패치와의 캐패시턴스 성분 증가로 인해 수평 신호의 게인 자체는 증가할 수 있으나 방사 패치의 공진 주파수에 영향을 줄 수 있으므로 수직 기둥의 개수는 원하는 공진 주파수와 안테나 게인에 의해 결정된다.As the number of vertical columns increases, the gain of the horizontal signal itself may increase due to the increase of the capacitance component with the radiation patch, but the number of vertical columns may affect the resonance frequency of the radiation patch. Lt; / RTI >

다수의 수직 기둥(160) 사이의 간격은 수직 기둥의 폭보다 넓은 것이 바람직하며 수직 기둥의 개수와 수직 기둥 사이의 간격은 사용 환경에 따라 조절 가능하다.The distance between the plurality of vertical columns 160 is preferably wider than the width of the vertical columns, and the distance between the vertical columns and the vertical columns can be adjusted according to the use environment.

한편, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 다수의 수직 기둥(160)이 인쇄회로기판(130)에 설치된 것으로 가정하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 방사 패치(146)와 소정의 거리 이격되어 방사 패치(146)를 둘러쌀 수 있는 다른 위치, 일례로, 상승부재(150)에도 설치될 수 있다. 이 경우, 다수의 수직 기둥(160)의 높이는 유전체 기판(144)보다 높으면 충분하다. In the present invention, for convenience of description, it is assumed that a plurality of vertical columns 160 are provided on the printed circuit board 130. However, the present invention is not limited thereto, May also be provided in other locations, such as the riser member 150, where the radiation patch 146 may be surrounded. In this case, it is sufficient that the height of the plurality of vertical columns 160 is higher than that of the dielectric substrate 144.

그리고, 방사 패치(146) 주변에 설치되는 다수의 수직 기둥(160)은 방사 패치(146)의 4면을 둘러싸도록 설치될 때 수평 편파 신호의 게인을 효과적으로 증가시킬 수 있으나, 본 발명의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 4면 중 적어도 어느 한 면에만 다수의 수직 기둥(160)이 배열되어도 수평 신호의 게인을 증가시킬 수 있다. The plurality of vertical columns 160 provided around the radiation patch 146 can effectively increase the gain of the horizontal polarized signal when it is installed to surround the four sides of the radiation patch 146. However, The present invention is not limited thereto, and the gain of the horizontal signal can be increased even if a plurality of vertical columns 160 are arranged on at least one of the four surfaces.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100 : 차량용 외장형 안테나 102 : 차량의 루프
110 : 바닥부 120 : 외부 하우징
130 : 인쇄회로기판 140 : 패치 안테나
142 : 접지 도체판 144 : 유전체 기판
146 : 방사 패치 150 : 상승부재
152 : 홀 154 : 빈 내부 공간
160 : 다수의 수직 기둥100: vehicle external antenna 102: loop of vehicle
110: bottom part 120: outer housing
130: printed circuit board 140: patch antenna
142: grounding conductor plate 144: dielectric substrate
146: Radiation patch 150: Rising member
152: Hole 154: Empty internal space
160: Multiple vertical columns

Claims

A printed circuit board mounted on the bottom;
A patch antenna electrically connected to the printed circuit board and transmitting and receiving an RF signal;
A lift member interposed between the printed circuit board and the patch antenna to raise the patch antenna from the printed circuit board by a predetermined height; And
And an outer housing coupled to the bottom portion,
Wherein the lift member is formed with a hole for receiving a feeder line for electrical connection between the printed circuit board and the patch antenna, the lift member is coupled to the printed circuit board, the patch antenna is placed on the lift member,
Wherein the patch antenna comprises a dielectric substrate and a radiation patch formed on the dielectric substrate and is spaced apart from the radiation patch by a distance that is capable of coupling with the radiation patch and is higher than the total height of the rising member and the dielectric substrate, A plurality of vertical columns electrically connected to a ground line of the semiconductor device are formed,
Wherein the lifting member is made of a dielectric, and the feeder line is a coaxial cable including a ground line and a signal line for the electrical connection.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the lifting member comprises a conductor and electrically connects the ground plane of the patch antenna and the ground line of the printed circuit board,
Wherein the feed line is a coaxial cable in which a ground line is removed.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the plurality of vertical columns are installed on the printed circuit board to surround the radiation patch.

The method according to claim 1,
And the hole is formed by penetrating the raising member vertically downward.

delete