KR101685540B1 - Ｖ２ｘ 안테나 및 이를 포함하는 ｖ２ｘ 통신 시스템 - Google Patents

Ｖ２ｘ 안테나 및 이를 포함하는 ｖ２ｘ 통신 시스템 Download PDF

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김을용
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현대자동차주식회사
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Abstract

V2X 통신의 통신 감도를 향상시키기 위한 V2X 안테나 및 이를 포함하는 V2X 통신 시스템이 개시된다.
이를 위해, 본 실시예는 Z 방향 방사체, Z 방향 방사체와 직교하여 형성되는 XY 방향 방사체 및 Z 방향 방사체와 XY 방향 방사체로 소정 크기의 유도 전류를 인가하여 방사 특성을 개선하는 유도 결합체를 포함한다.

Description

Ｖ２Ｘ 안테나 및 이를 포함하는 Ｖ２Ｘ 통신 시스템{V2X ANTENNA AND V2X COMMUNICATION SYSTEM HAVING THE SAME}
본 실시예는 V2X 통신과 관련한 V2X 안테나 및 이를 포함하는 V2X 통신 시스템에 관한 것이다.
V2X 통신 시스템은 V2V(Vehicle to Vehicle Communication)과 V2I(Vehicle to Infrastructure Communication) 통신을 지원하는 통신 시스템으로서, 고속 주행의 고속 도로 상황이나 일반 도로 상황 등 차량들이 주행하는 도로 상황에서 전방으로부터 발생된 위험 상황을 차량간 통신을 통해 알려주거나, 차량 및 이동통신의 기지국간 통신하여 후방의 차량에 위험 상황을 전파하여 사고 예방을 하는데 사용된다.
더 나아가, V2X 통신 시스템은 응용 서비스에 따라 전방 위험물 감지. 교통 트래픽 제어, 응급 차량 교차로 무정차 통과, 교차로 사각지대 사고 예방 및 이륜차 접근 사전 감지 등 교통 사고 예방에 획기적으로 일조할 수 있다.
여기서, 차량간 V2X 통신을 위해서는 지표면 방향(X, Y 방향)으로 지향성 방사를 하는 패치 안테나(patch antenna)가 사용되고, 차량과 기지국간 V2X 통신을 위해서는 전방향(Z 방향)으로 무지향성 방사를 하는 모노폴 안테나가 사용될 수 있다.
그러나, 무지향성 안테나를 사용하는 경우, 전방향으로 방사되기 때문에, 특정 방향에 대한 이득(gain)이 낮은 문제점이 있었고, 지향성 안테나를 사용하는 경우, 빔폭이 좁아 통신 음역 지역이 넓은 문제점을 안고 있었다.
본 실시예는 지향성과 무지향성을 겸용하여 상대방 차량과 통신 대상물이 위치한 방향으로 강한 지향성을 갖는 V2X 안테나 및 이를 포함하는 V2X 통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
하나의 실시예에 따르면, Z 방향 방사체, 상기 Z 방향 방사체의 중심 위치로부터 Z 방향으로 형성된 XY 방향 방사체, 및 상기 Z 방향 방사체와 상기 XY 방향 방사체 사이에 형성되어, 상기 Z 방향 방사체 및 상기 XY 방향 방사체로 소정 크기의 유도 전류를 인가하는 유도 결합체를 포함하는 V2X 안테나를 제공한다.
상기 V2X 안테나는 상기 Z 방향 방사체가 내측에 형성되도록 상기 Z 방향 방사체의 테두리를 따라 형성되는 기판부를 더 포함할 수 있다.
상기 V2X 안테나는 상기 기판부의 내부에 형성됨과 동시에, 상부가 상기 Z방향 방사체의 하부에 접촉되는 급전부를 더 포함할 수 있다.
상기 V2X 안테나는 상기 기판부의 하부에 형성됨과 동시에, 상기 급전부의 하부에 접촉되는 그라운드부를 더 포함할 수 있다.
상기 그라운드부는, 도체 물질로 제작될 수 있다.
상기 유도 결합체는 상기 XY 방향 방사체의 중심을 기점으로 십자형 형상으로 형성될 수 있다.
상기 유도 결합체는 X 방향으로 형성된 제1 유도 결합체 및 상기 제1 유도 결합체와 교차되어 Y 방향으로 형성된 제2 유도 결합체를 포함할 경우, 교차 부위를 제외한 나머지의 제1 유도 결합체와 제2 유도 결합체의 길이가 동일한 길이를 가질 수 있다.
상기 길이는 1.4 ~ 1.8 mm의 범위를 가질 수 있다.
상기 제1 유도 결합체 또는 제1 유도 결합체의 끝단 길이는 0.02 ~ 2mm의 범위를 가질 수 있다.
상기 나머지의 제1 유도 결합체와 제2 유도 결합체의 길이는 1.4 ~ 1.8 mm의 범위에서 다른 길이를 가질 수 있다.
상기 XY 방향 방사체는 상기 Z 방향 방사체의 중심 위치에 형성된 막대 형태의 제1 XY 방향 방사체, 및 상기 제1 XY 방향 방세체의 상부에 형성된 기둥 형태의 제2 XY 방향 방사체를 포함할 수 있다.
상기 기둥 형태는 부하 역할을 할 수 있다.
상기 Z 방향 방사체, XY 방향 방사체 및 유도 결합체는 도체 물질로 제작될 수 있다.
상기 XY 방향 방사체는 모노폴 모드로 동작되고, 상기 Z 방향 방사체는 패치 모드로 동작될 수 있다.
상기 급전부는 상기 Z 방향 방사체 또는 상기 XY 방향 방사체가 ZX 방향의 방사 지향성을 가지도록 상기 X 방향으로 치우친 상기 기판부의 내부에 형성되거나 상기 Z 방향 방사체 또는 상기 XY 방향 방사체가 YX 방향의 방사 지향성을 가지도록 상기 Y 방향으로 치우친 상기 기판부의 내부에 형성될 수 있다.
하나의 실시예에 따르면, 상대방 차량의 제1 V2X 안테나, 통신 대상물의 제2 V2X 안테나 및 상기 제1 V2X 안테나와 제1 WAVE 통신으로 연결되고 상기 제2 V2X 안테나와 제2 WAVE 통신으로 연결된 차량내의 V2X 안테나를 포함하는 V2X 통신 시스템을 제공한다.
상기 V2X 안테나는 상기 제2 WAVE 통신을 수행하는 Z 방향 방사체, 상기 제1 WAVE 통신을 위하여, 상기 Z 방향 방사체의 중심 위치로부터 Z 방향으로 형성된 XY 방향 방사체, 상기 Z 방향 방사체와 상기 XY 방향 방사체 사이에 형성되어, 상기 Z 방향 방사체 및 상기 XY 방향 방사체로 소정 크기의 유도 전류를 인가하는 유도 결합체, 상기 Z 방향 방사체가 내측에 형성되도록 상기 Z 방향 방사체의 테두리를 따라 형성되는 기판부, 상기 기판부의 내부에 형성됨과 동시에, 상부가 상기 Z방향 방사체의 하부에 접촉되는 급전부, 및 상기 기판부의 하부에 형성됨과 동시에, 상기 급전부의 하부에 접촉되는 그라운드부를 포함한다.
상기 유도 결합체는 상기 XY 방향 방사체의 중심을 기점으로 십자형 형상으로 형성될 수 있다.
상기 유도 결합체는 X 방향으로 형성된 제1 유도 결합체 및 상기 제1 유도 결합체와 교차되어 Y 방향으로 형성된 제2 유도 결합체를 포함할 경우, 교차 부위를 제외한 나머지의 제1 유도 결합체와 제2 유도 결합체의 길이가 1.4 ~ 1.8 mm의 범위에서 동일한 길이를 가질 수 있다.
상기 XY 방향 방사체는 상기 Z 방향 방사체의 중심 위치에 형성된 막대 형태의 제1 XY 방향 방사체, 및 상기 제1 XY 방향 방세체의 상부에 형성된 기둥 형태의 제2 XY 방향 방사체를 포함하고, 상기 기둥 형태는 부하 역할을 할 수 있다.
상기 급전부는 상기 Z 방향 방사체 또는 상기 XY 방향 방사체가 ZX 방향의 방사 지향성을 가지도록 상기 X 방향으로 치우친 상기 기판부의 내부에 형성되거나 상기 Z 방향 방사체 또는 상기 XY 방향 방사체가 YX 방향의 방향 지향성을 가지도록 상기 Y 방향으로 치우친 상기 기판부의 내부에 형성될 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예는 방사 특성을 개선한 V2X 안테나는 하기와 같은 유익한 장점을 갖는다.
첫번째, V2X 통신시 불필요한 방사 지향성을 통신 대상물 및/또는 상대 차량이 위치한 방향(예: X, Y, Z, YZ, XZ 방향)을 향해 집중시킴으로써, 상대방 차량간 및/또는 통신 대상물간 통신 감도를 개선시킬 수 있다.
두번째, 불필요한 방향으로 방사되지 않으므로 V2X 통신 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 V2X 통신 시스템의 일례를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 V2X 안테나 구조의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 유도 결합체의 구조를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3과 다른 형태의 유도 결합체의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 부하 역할을 하는 제2 XY 방향 방사체에 따른 지향 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 2의 V2X 안테나로부터 발생된 방사 패턴의 일례를 도식화하여 나타낸 도면이다.
이하의 실시예들이 적용된 다양한 방법, 장치들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
이하의 본 명세서에서 개시되는 접미사인 "부" 또는 "체"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하의 실시예에서 개시되는 '및/또는'은 열거되는 관련 항목들 중 하나 이상의 항목에 대한 임의의 및 모든 가능한 조합들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 실시예에서 개시되는 "포함하다", "구비하다", "이루어지다" 또는 "가지다" 등의 용어들은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것으로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 구비하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 실시예에서 개시되는 V2X 안테나 및 V2X 통신 시스템은 IEEE에서 표준화한 WAVE 통신으로 연결된 차량간 및 차량과 통신 대상물간 데이터를 원활하게 주고 받을 수 있도록 지향성과 무지향성을 겸용하여, 이로부터 도출된 방사 지향성을 상대방 차량간 및 통신 대상물이 위치한 지표면 방향(X, Y 방향)과 전방향(Z 방향)으로 집중시킴으로써, 상대방 차량간 및 통신 대상물간 통신 감도를 향상시킨다.
더 나아가, V2X 안테나 및 V2X 통신 시스템은 불필요로한 방향으로의 방사 지향성(예: 지표면 하부 방향 등)을 지표면 방향(X, Y 방향)과 상방향(Z 방향) 뿐만 아니라, 상대방 차량과 통신 대상물이 대부분 위치한 XZ 방향 또는 YZ 방향으로 집중시킴으로써, 상대방 차량간 및 통신 대상물간 통신 감도를 더욱 향상시키는 메카니즘을 실현한다.
여기서의 통신 대상물은 ETC(Electronic Toll Collection) 서비스를 제공하는 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 통신 기술과 텔레매틱스 서비스 등을 제공하는 셀룰러 통신기술, 그리고 광역의 교통정보를 제공하는 방송 통신 기술 등을 지원하는 플랫폼(예: 단말기, 통신 모듈, 기지국 등)을 지칭한다.
더 나아가, 통신 대상물은 휴대폰, 노트북 및 웨이러블 기기와 같은 Nomadic 디바이스를 지칭할 수도 있다.
이하에서는, V2X 통신으로 연결된 상대방의 차량 및 통신 대상물과의 통신 감도를 향상시키기 위하여, 임의의 차량에 설치된 V2X 안테나 및 이를 적용한 V2X통신 시스템에 대하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
<V2X 통신 시스템의 예>
도 1은 일 실시예에 따른 V2X 통신 시스템의 일례를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1를 참조하면, 일 실시예에 따른 V2X 통신 시스템(1000)은 차량(10)내의 V2X 안테나(100), 상대방 차량(20)내의 제1 V2X 안테나(200) 및 통신 대상물(30)의 제2 V2X 안테나(300)를 포함한다.
차량(10)내의 V2X 안테나(100)는 상대방 차량(20)내의 제1 V2X 안테나(200)와 V2X 통신(제1 WAVE 통신)을 통해 연결되고, 통신 대상물(30)의 제2 V2X 안테나(300)와 V2X 통신(제2 WAVE 통신)을 통해 연결될 수 있다.
차량 및 상대방 차량은 주행중이거나 정지된 차량일 수 있다. 따라서, 정지하거나 주행중인 차량 및 상대방 차량사이에서 제1 WAVE 통신이 행해질 수 있다.
반면, 통신 대상물은 정해진 위치에 고정된 상태로 존재하거나 이동중일 수도 있다.
예를 들면, 통신 대상물(30)이 휴대폰인 경우 사람의 손에 잡힌 휴대폰과 차량 사이에서 제2 WAVE 통신이 이루어질 수 있다. 반면, 통신 대상물(30)이 기지국인 경우, 주행중이거나 정지된 차량(10)과 건물 또는 도로변에 위치한 기지국간 제2 WAVE 통신이 이루어질 수 있다.
여기서, 차량(10)내의 V2X 안테나(100)와 상대방 차량(20)내의 제1 V2X 안테나(200) 사이에서는 무지향성, 예컨대 X 방향 및 Y 방향으로 방사되는 방사 지향성뿐만 아니라, XZ 방향 및/또는 YZ 방향으로 방사되는 방사 지향성을 통해 WAVE 통신이 이루어질 수 있다.
그리고, 차량(10)내의 V2X 안테나(100)와 통신 대상물(30)의 제2 V2X 안테나(300) 사이에서는 지향성, 예컨대 Z 방향(상방향)으로 방사되는 방사 지향성 뿐만 아니라, XZ 방향 및/또는 YZ 방향으로 방사되는 방사 지향성을 통해 WAVE 통신이 이루어질 수 있다.
이와 같이, 차량(10)내의 V2X 안테나(100)는 지표면 방향과 상방향 뿐만 아니라, 그사이의 방향까지도 커버하는 무지향성 안테나 및 지향성 안테나를 하나의 통신 모듈로서 설계함으로써, 불필요한 방향으로의 방사 지향성을 줄여 통신 감도를 높이고, 제작 비용을 줄일 수 있게 된다.
이하에서는, 차량(10)의 V2X 안테나의 구조 및 그 특성에 대하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
<V2X 안테나의 예>
도 2는 일 실시예에 따른 V2X 안테나 구조의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 V2X 안테나(100)는 기판부(110), Z 방향 방사체(120), XY 방향 방사체(130), 유도 결합체(140) 및 급전부(150)를 포함할 수 있다.
먼저, 기판부(110)는 유전체 물질로 제작되며, 대략 사각형 형상을 가질 수 있다. 기판부(110)는 이하의 Z 방향 방사체(120)가 내측에 형성되도록 Z 방향 방사체(110)의 테두리를 따라 형성될 수 있다.
이러한 기판부(110)는 하부에 그라운드부(111, 접지부)를 구비할 수 있다. 그라운드부(111)는 접지가 용이한 도체 물질로 제작될 수 있다.
일 실시예에서, Z 방향 방사체(120)는 기판부(110)의 내측에 장착된다. 기판부(110)의 내측에 장착된 Z 방향 방사체(110)의 상단은 기판부(110)의 상단과 대략 일치하는 높이를 가지도록 제작되며, 기판부(110)의 형태와 동일하게 대략 사각형 의 형상으로 제작될 수 있다.
이런 구로조 인하여, Z 방향 방사체(110)는 통신 대상물(30)과 WAVE 통신 하기 위하여, 유도 전류가 유입되면 3차원 공간 좌표 중 지표면과 직교하는 방향인 Z 방향으로 방사 지향성을 기본적으로 가질 수 있다.
이런 경우, Z 방향 방사체(110)는 지향성 방사 패턴을 갖는 패치 안테나(patch antenna)의 패치 모드(patch mode)로 동작될 수 있다.
높은 방사 지향성을 위하여, Z 방향 방사체(120)는 도체 물질, 예컨대 구리로 제작될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 도체 물질 중 둘 이상의 조합을 통해 제작될 수도 있다.
일 실시예에서, XY 방향 방사체(130)는 Z 방향 방사체(120의 중심 위치에 위치하여 3차원 공간 좌표 중 Z 방향으로 뻗은 형태로 제작된다.
다시 말해, XY 방향 방사체(13)는 Z 방향 방사체(110)의 중심 위치로부터 Z 방향으로 형성될 수 있다.
이러한 XY 방향 방사체(130)는 도체, 예컨대 구리로 제작되며, Z 방향 방사체(110)의 중심 위치에 형성된 막대 형태의 제1 XY 방향 방사체(131) 및 제1 XY 방향 방세체(131)의 상부에 형성된 기둥 형태의 제2 XY 방향 방사체(132)를 구비할 수 있다.
이런 구조로 인하여, XY 방향 방사체(130)는 상대방 차량간 원활한 WAVE 통신을 위하여, 유도 전류가 유입되면 3차원 공간 좌표 중 지표면의 방향, 예컨대 X 방향 및 Y 방향으로 무지향성의 방사 지향성을 가질 수 있다.
이런 경우, XY 방향 방사체(130)는 무지향성의 방사 패턴을 갖는 모노폴 안테나(monopole antenna)의 모노폴 모드(monopole antenna)로 동작될 수 잇다.
특히, 제2 XY 방향 방사체(132)의 기둥 형태는 상대방 차량(20)과 보다 원활한 V2X 통신을 하기 위하여 X 방향과 Y 방향으로의 강한 방사 지향성을 갖는 Top loaded 타입의 부하로 제작될 수 있다.
일 실시예에서, 유도 결합체(140)는 도체, 예컨대 구리로 제작되며, Z 방향 방사체(120) 및 XY 방향 방사체 (130)사이에 형성(장착)될 수 있다.
장착의 용이함을 위하여, 유도 결합체(140)는 슬릿 구조 형태로 제작되어 Z 방향 방사체(120) 및 XY 방향 방사체 (130)사이에 삽입되며, Z 방향 방사체(120)의 높이와 대략 동일한 높이로 제작될 수 있다.
이러한 유도 결합체(140)는 Z 방향 방사체(120) 및 XY 방향 방사체(130)로 소정 크기의 유도 전류를 인가함으로써, 전술한 바와 같이 Z 방향 방사체(120) 및 XY 방향 방사체(130)에서 필요로 하는 지향성 및/또는 무지향성의 방사 지향성을 가질 수 있게 된다.
여기서, 유도 결합체(140)의 형상과 길이에 따라 Z 방향 방사체(120) 및 XY 방향 방사체(130)에서 방사되는 에너지(방사)의 양에 영향을 미칠 수 있다.
바꾸어 말하면, 유도 결합체(140)의 형상과 길이에 따라 Z 방향 방사체(120) 및 XY 방향 방사체(130)에서 방사되는 지향성 및 무지향성의 방사 지향성 패턴 및/또는 방사 지향성 강도가 결정됨을 의미할 수 있다.
예를 들면, 유도 결합체(140)가 XY 방향 방사체(130)의 중심을 기점으로 십자형 형상으로 형성되면, Z 방향 방사체(120) 및/또는 XY 방향 방사체(130)에서 전술한 고유의 방향 뿐만 아니라, XZ 방향 및/또는 YZ 방향으로 강한 방사 지향성을 가질 수 있을 것이다.
이를 위해, 유도 결합체(140)의 십자형 형상은 X 방향으로 형성된 제1 유도 결합체(141) 및 제1 유도 결합체(141)와 교차되어 Y 방향으로 형성된 제2 유도 결합체(142)를 구비할 수 있다.
유도 결합체(140)의 길이와 관련한 방사 특징은 차후의 도 2에서 다룰 예정이다.
마지막으로, 급전부(150)는 상부가 Z 방향 방사체(120)의 하부에 접촉됨과 동시에 대부분이 기판부(110)의 내부에 형성될 수 있다.
이러한 급전부(150)는 Z 방향 방사체(120)의 방사 패턴 및/또는 방사 강도에 결정적인 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 급전부(150)의 위치가 어느 방향으로 치우치냐에 따라 Z 방향 방사체(120) 및/또는 XY 방향 방사체(130)의 방사 지향성 패턴 및/또는 방사 지향성 강도가 달라 질 수 있다.
예를 들면, 급전부(150)는 Z 방향 방사체(120) 및/또는 XY 방향 방사체(130)가 ZX 방향의 강한 방사 지향성을 가지도록 X 방향으로 치우쳐져 기판부(110)의 내부에 형성될 수 있다.
이에 따라, Z 방향 방사체(120)는 Z 방향의 방사 패턴 뿐만 아니라, XZ 방향으로도 강한 방사 지향성을 가질 수 있으며, 및/또는 XY 방향 방사체(130)는 X 방향 및 Y 방향의 무지향성의 방사 지향성 뿐만 아니라, ZX 방향으로도 강한 방사 지향성을 가질 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 급전부(150)의 위치는 다른 측의 기판부(110)에 형성될 수도 있다.
예를 들면, 도시되진 않았지만, 급전부(150)는 Z 방향 방사체(120) 및/또는 XY 방향 방사체(130)가 ZY 방향의 강한 방사 지향성을 가지도록 Y 방향으로 치우쳐져 기판부(110)의 내부에 형성될 수 있다.
이런 경우, Z 방향 방사체(120)는 Z 방향의 방사 지향성 뿐만 아니라, YZ 방향으로도 강한 방사 지향성을 가질 수 있으며, 및/또는 XY 방향 방사체(130)는 X 방향 및 Y 방향의 무지향성의 방사 지향성 뿐만 아니라, YZ 방향으로도 강한 방사 지향성을 가질 수 있다.
이와 같이, ZY 방향 및 YZ 방향의 방사 지향성을 가지면, 지표면으로부터 일정 높이에 있는 상대방 차량 및 통신 대상물를 보다 정확하게 인식하기 위한 통신 감도를 높일 수 있을 것이다.
한편, 전술한 기판부(110)의 그라운드부(111)는 기판부(110)의 하부에 형성됨과 동시에 급전부(150)의 하부에 접촉되는 구조를 가짐으로써, Z 방향 방사체(120) 및/또는 YZ 방향 방사체(130)에 흐르는 전류(유도 전류)에 대해 접지 역할을 할 수 있다.
이하에서는, 유도 결합체(140)의 길이가 지향 특성에 어떻해 영향을 주는지를 설명하고자 한다.
도 3은 도 2의 유도 결합체의 구조를 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3과 다른 형태의 유도 결합체의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 유도 결합체(140)는 X 방향으로 형성된 제1 유도 결합체(141) 및 제1 유도 결합체(141)와 교차되어 Y 방향으로 형성된 제2 유도 결합체(142)를 구비할 수 있다.
이런 경우, 유도 결합체(140)는 교차 부위를 제외한 나머지의 제1 유도 결합체(141)와 제2 유도 결합체(142)의 길이(예 : X 길이 및 Y 길이)가 동일한 길이를 가질 수 있다. 이때, X 및 Y의 길이는 1.4 ~ 1.8 mm의 범위에서 결정될 수 있다.
예를 들어, 제1 유도 결합체(141)의 X 길이와 제2 유도 결합체(142)의 Y 길이가 전술한 길이 범위보다 크면, XY 방사체(130)로 유기되는 전계의 량이 증가하여 지표면의 X 방향 및 Y 방향으로의 무지향성의 방사 지향성이 강화되지만, 그 만큼의 Z 방향 방사체(120)의 Z 방향의 방사 지향성이 저하되기 때문에, 전술한 범위에서 유도 결합체(140)의 X 및 Y의 길이를 가지는 것이다.
또는, 제1 유도 결합체(141)의 X 길이와 제2 유도 결합체(142)의 Y 길이가 전술한 길이 범위보다 작으면, Z 방향 방사체(120)의 Z 방향의 방사 지향성이 강화되지만, XY 방향 방사체(130)로의 유도 결합량이 줄어 X 방향 및 Y 방향으로의 무지향성의 방사 지향성이 저하되기 때문에, 전술한 범위에서 유도 결합체(140)의 X 및 Y의 길이를 가지는 것이다.
그러나, 전술한 바와 같이 동일한 길이를 갖는것에 국한되지 않으며, 예컨대 제1 유도 결합체(141)의 X 길이와 제2 유도 결합체(142)의 Y 길이는 도 4에서와 같이 다른 길이를 가지고 제작될 수도 있다.
즉, 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 유도 결합체(140)는 교차 부위를 제외한 나머지의 제3 유도 결합체(143) 및 제4 유도 결합체(144)의 길이(예: X' 길이 및 Y' 길이)는 서로 다른 길이를 가질 수 있다.
그러나, 비록 제3 유도 결합체(143)의 X' 길이와 제4 유도 결합체(144)의 길이가 다르더라도 1.4 ~ 1.8 mm의 범위에서 다른 길이를 가질 수 있다. 예를 들면, 제3 유도 결합체(143)의 X' 길이는 1.6mm를 갖지만 제4 유도 결합체(144)의 Y' 길이는 1.4 mm의 길이를 가질 수 있다.
더 나아가, 도 4에 도시된 바와 달리, 제3 유도 결합체(143)의 X' 길이와 교차 부위의 반대편에 위치한 제3 유도 결합체의 길이는 서로 다르고, 제4 유도 결합체(144)의 Y' 길이와 교차 부위의 반대편에 위치한 제4 유도 결합체의 길이는 서로 다르게 제작될 수도 있다.
이와 같이, 길이의 다양한 변형은 X, Y, Z 방향 뿐만 아니라, XZ, YZ 방향 등의 방사 특성을 향상시키는 범위안에서 결정된다고 할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 제1 유도 결합체(141) 및/또는 제2 유도 결합체(142)의 끝단 길이(a)는 0.02 ~ 2mm의 범위를 가질 수 있다. 이때, 제1 유도 결합체(141) 및 제2 유도 결합체(142)의 끝단 길이(a)는 는 0.02 ~ 2mm의 범위에서 동일하거나 다르게 제작될 수도 있다.
전술한 끝단 길이(a)를 가지는 이유도 상대방 차량(20) 및 통신 대상물(30)이 있는 방향으로 강한 방사 지향성을 높이기 위한 조치일 수 있다. 그러나, 이에 국한되지 않으며, 제작 가능한다면 전술한 끝단 길이(a)보다 더 작게 제작될 수도 있으며, 더 크게 제작될 수도 있다.
이는 제1 유도 결합체(141)의 X 길이와 제2 유도 결합체(142)의 Y 길이 설계에 비해 방사 특성면에서 덜 민감하기 때문이다.
<지향 특성의 예 1>
도 5는 도 2의 부하 역할을 하는 제2 XY 방향 방사체에 따른 지향 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 그래프는 V2X 안테나(100)가 부하 역할을 하는 제2 XY 방향 방사체(132)를 구비하면, 이에 따른 X 방향 및 Y 방향의 무지향성의 방사 패턴(40)이 기존(제2 XY 방향 방사체(132)를 구비하지 않은 모노폴 안테나)의 방사 패턴(50)에 비하여 더 높은 지향 크기를 가지고 있음을 확인할 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 기존의 X 방향 및 Y 방향의 지향 특성(50)은 밋밋하여 다른 방향 예컨대 Z 방향 또는 지표면의 하부 방향으로 퍼지는 방사 특성이 있지만, 본 실시예의 X 방향 및 Y 방향의 지향 특성(40)은 Z 방향 또는 지표면의 하부 방향으로 방사되지 않고 X 방향 및 Y 방향으로 무지향의 방사 패턴을 집중시켜 방사하고 있음을 알 수 있다.
<지향 특성의 예 2>
도 6은 도 2의 V2X 안테나로부터 발생된 방사 패턴의 일례를 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 전술한 V2X 안테나에 의해 발생된 방사 패턴은 지표면 위 또는 그로부터 소정의 높이에서 정지하거나 주행중인 상대방 차량 및 상대방 차량보다도 더 높은 위치에 고정되거나 이동중인 통신 대상물간 모두 원활한 WAVE 통신을 하고자, 지표면의 방향인 X 방향 및 Y 방향 뿐만 아니라, 대부분의 통신 대상물 및 상대방 차량이 위치한 XZ 방향 및/또는 YZ 방향을 향하여 강한 방사 지향성 패턴 및/또는 방사 지향성 강도를 가지고 있음을 알 수 있다.
특히, XZ 방향의 지향 특성이 좋은 것은 급전부(150)가 X 방향으로 치우쳐 기판부(110)의 내부에 형성되기 때문이다. 이런 경우도 도 6을 통해 알 수 있듯이, XZ 방향의 지향 특성이 좋을 뿐만 아니라, YZ 방향의 지향 특성도 좋음을 알 수 있다.
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
10 : 차량 20 : 상대방 차량
30 : 통신 대상물 100 : V2X 안테나
110 : 기판부 111 : 그라운드부
120 : Z 방향 방사체 130 : XY 방향 방사체
131 : 제1 XY 방향 방사체 132 : 제2 XY 방향 방사체
140 : 유도 결합체 141 : 제1 유도 결합체
142 : 제2 유도 결합체 143 : 제3 유도 결합체
144 : 제4 유도 결합체 150 : 급전부
200 : 제1 V2X 안테나 300 : 제2 V2X 안테나

Claims (20)

  1. Z 방향 방사체;
    상기 Z 방향 방사체의 중심 위치로부터 Z 방향으로 형성된 XY 방향 방사체; 및
    상기 Z 방향 방사체와 상기 XY 방향 방사체 사이에 형성되어, 상기 Z 방향 방사체 및 상기 XY 방향 방사체로 소정 크기의 유도 전류를 인가하는 유도 결합체를 포함하고,
    상기 유도 결합체는,
    상기 XY 방향 방사체의 중심을 기점으로 십자형 형상으로 형성되는, V2X 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Z 방향 방사체가 내측에 형성되도록 상기 Z 방향 방사체의 테두리를 따라 형성되는 기판부
    를 더 포함하는 V2X 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판부의 내부에 형성됨과 동시에, 상부가 상기 Z방향 방사체의 하부에 접촉되는 급전부
    를 더 포함하는 V2X 안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판부의 하부에 형성됨과 동시에, 상기 급전부의 하부에 접촉되는 그라운드부
    를 더 포함하는 V2X 안테나.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 그라운드부는, 도체 물질로 제작되는 V2X 안테나.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유도 결합체는,
    X 방향으로 형성된 제1 유도 결합체 및 상기 제1 유도 결합체와 교차되어 Y 방향으로 형성된 제2 유도 결합체를 포함할 경우,
    교차 부위를 제외한 나머지의 제1 유도 결합체와 제2 유도 결합체의 길이가 동일한 길이를 가지는 V2X 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 길이는, 1.4 ~ 1.8 mm의 범위를 가지는 V2X 안테나.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 유도 결합체 또는 제2 유도 결합체의 끝단 길이는 0.02 ~ 2mm의 범위를 가지는 V2X 안테나.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 나머지의 제1 유도 결합체와 제2 유도 결합체의 길이는 1.4 ~ 1.8 mm의 범위에서 다른 길이를 가지는 V2X 안테나.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 XY 방향 방사체는,
    상기 Z 방향 방사체의 중심 위치에 형성된 막대 형태의 제1 XY 방향 방사체 및
    상기 제1 XY 방향 방세체의 상부에 형성된 기둥 형태의 제2 XY 방향 방사체
    를 포함하는 V2X 안테나.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기둥 형태는, 부하 역할을 하는 V2X 안테나.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 Z 방향 방사체, XY 방향 방사체 및 유도 결합체는, 도체 물질로 제작되는 V2X 안테나.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 XY 방향 방사체는, 모노폴 모드로 동작되고, 상기 Z 방향 방사체는, 패치 모드로 동작되는 V2X 안테나.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 급전부는,
    상기 Z 방향 방사체 또는 상기 XY 방향 방사체가 ZX 방향의 방사 지향성을 가지도록 X 방향으로 치우친 상기 기판부의 내부에 형성되거나 상기 Z 방향 방사체 또는 상기 XY 방향 방사체가 ZY 방향의 방사 지향성을 가지도록 Y 방향으로 치우친 상기 기판부의 내부에 형성되는 V2X 안테나.
  16. 상대방 차량의 제1 V2X 안테나;
    통신 대상물의 제2 V2X 안테나; 및
    상기 제1 V2X 안테나와 제1 WAVE 통신으로 연결되고 상기 제2 V2X 안테나와 제2 WAVE 통신으로 연결된 차량내의 V2X 안테나를 포함하고,
    상기 V2X 안테나는,
    상기 제2 WAVE 통신을 수행하는 Z 방향 방사체;
    상기 제1 WAVE 통신을 위하여, 상기 Z 방향 방사체의 중심 위치로부터 Z 방향으로 형성된 XY 방향 방사체;
    상기 Z 방향 방사체와 상기 XY 방향 방사체 사이에 형성되어, 상기 Z 방향 방사체 및 상기 XY 방향 방사체로 소정 크기의 유도 전류를 인가하는 유도 결합체;
    상기 Z 방향 방사체가 내측에 형성되도록 상기 Z 방향 방사체의 테두리를 따라 형성되는 기판부;
    상기 기판부의 내부에 형성됨과 동시에, 상부가 상기 Z방향 방사체의 하부에 접촉되는 급전부; 및
    상기 기판부의 하부에 형성됨과 동시에, 상기 급전부의 하부에 접촉되는 그라운드부를 포함하고,
    상기 유도 결합체는,
    상기 XY 방향 방사체의 중심을 기점으로 십자형 형상으로 형성되는, V2X 통신 시스템.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 유도 결합체는,
    X 방향으로 형성된 제1 유도 결합체 및 상기 제1 유도 결합체와 교차되어 Y 방향으로 형성된 제2 유도 결합체를 포함할 경우,
    교차 부위를 제외한 나머지의 제1 유도 결합체와 제2 유도 결합체의 길이가 1.4 ~ 1.8 mm의 범위에서 동일한 길이를 가지는 V2X 통신 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 XY 방향 방사체는,
    상기 Z 방향 방사체의 중심 위치에 형성된 막대 형태의 제1 XY 방향 방사체 및
    상기 제1 XY 방향 방세체의 상부에 형성된 기둥 형태의 제2 XY 방향 방사체
    를 포함하고,
    상기 기둥 형태는, 부하 역할을 하는 V2X 통신 시스템.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 급전부는,
    상기 Z 방향 방사체 또는 상기 XY 방향 방사체가 ZX 방향의 방사 지향성을 가지도록 X 방향으로 치우친 상기 기판부의 내부에 형성되거나 상기 Z 방향 방사체 또는 상기 XY 방향 방사체가 YX 방향의 방사 지향성을 가지도록 Y 방향으로 치우친 상기 기판부의 내부에 형성되는 V2X 통신 시스템.
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