KR101842433B1 - 안테나 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

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Abstract

안테나는 제1 외면, 제1 내면 및 원형의 제1 방사 면이 형성된 원통형의 제1 안테나 바디, 상기 제1 안테나 바디를 내부에 수용하고, 제2 외면, 제2 내면 및 링 형상의 제2 방사 면이 형성된 원통형의 제2 안테나 바디, 상기 제1 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 향하여 돌출된 복수의 제1 격벽 및 상기 제2 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면을 향하여 돌출된 복수의 제2 격벽을 포함하고, 상기 제1 방사 면에는 상기 복수의 제1 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제1 방사 개구가 형성되고, 상기 제2 방사 면에는 상기 복수의 제2 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제2 방사 개구가 형성될 수 있다.

Description

안테나 및 이를 포함하는 차량{ANTENNA AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}
개시된 발명은 안테나 및 이를 포함하는 차량에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 다양한 방사 패턴을 생성할 수 있는 안테나 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단을 의미한다.
최근 차량은 단순히 물자와 인력을 운송하는 것을 넘어서서 운전자가 운전 중에 음악을 듣고 영상을 볼 수 있도록 오디오 장치와 비디오 장치를 포함하는 것이 일반적이며, 운전자가 목적하는 장소까지의 경로를 표시하는 내비게이션(Navigation) 장치 역시 널리 설치되고 있다.
최근에는 차량이 외부 장치와 통신할 필요성이 점점 증가하고 있다. 예를 들어, 목적지까지의 경로를 안내하는 내비게이션 기능의 경우, 최적의 경로를 검색하기 위하여 도로의 교통상황에 관한 정보가 요구된다. 이러한 교통상황인 시시때때로 변화하므로 차량은 교통상황에 관한 정보를 실시간으로 획득할 필요가 있다.
또한, 운전자의 안전을 확보하고 운전자의 편의를 위하여 전방 충돌 경보 시스템(Forward Collision Warning System, FCWS), 자동 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Braking, AEB) 등의 개발이 활발하다. 이러한, 전방 충돌 경보 시스템 및 자동 긴급 제동 시스템은 레이더에 의하여 검출된 전방 차량의 위치 정보를 기초로 전방 차량의 충돌 여부, 충돌 예상 시간 등을 산출할 수 있다.
외부 차량과의 통신 장치 및 전방 충돌 경보를 위한 레이더 장치는 전파를 송수신하는 안테나를 포함한다.
현재 출시되는 차량용 안테나 기술은 패치 어레이 안테나에 국한된다. 이는 경량이면서 박형으로 안테나의 구현이 가능하기 때문이다. 그러나, 패치 어레이 안테나는 유전체 기판을 사용함으로 인한 유전체 손실이 발생하며, 유전체 손실로 인하여 안테나의 성능이 크게 저하된다. 특히, 수십 GHz 이상의 고주파수를 이용하는 5세대 통신 또는 레이더에서는 패치 안테나의 효율이 30%에 미치지 못한다. 또한, 패치 어레이 안테나는 직렬 방식의 급전 구조를 사용하므로, 극히 좁은 주파수 대역 특성을 보이게 된다.
[선행기술문헌]에 원통 구조의 안테나가 개시되었으나, 원통의 벽면을 이용하는 구조가 개시되었을 뿐입니다.
접힌 다이폴 구조를 적용한 L-Band 원통형 능동 위상배열 안테나 설계, 전자공학회 논문지 제50권 제6호, 2013년 6월
개시된 발명의 일 측면은 안테나가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 안테나 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 다른 일 측면은 고주파수의 전기적 신호를 전송하는 케이블과 유사한 형상의 안테나 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 또 다른 일 측면은 지향성의 방사 패턴을 갖는 전파를 출력할 수 있는 안테나 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 또 다른 일 측면은 지향성의 방사 패턴을 갖는 전파를 출력할 수 있는 복수의 안테나를 포함하는 안테나 구조체 및 이를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 안테나는 제1 외면, 제1 내면 및 원형의 제1 방사 면이 형성된 원통형의 제1 안테나 바디, 상기 제1 안테나 바디를 내부에 수용하고, 제2 외면, 제2 내면 및 링 형상의 제2 방사 면이 형성된 원통형의 제2 안테나 바디, 상기 제1 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 향하여 돌출된 복수의 제1 격벽 및 상기 제2 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면을 향하여 돌출된 복수의 제2 격벽을 포함하고, 상기 제1 방사 면에는 상기 복수의 제1 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제1 방사 개구가 형성되고, 상기 제2 방사 면에는 상기 복수의 제2 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제2 방사 개구가 형성될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제1 방사 개구는 상기 제1 안테나 바디의 상기 제1 내면을 따라 동일한 간격으로 형성될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제1 방사 개구 각각은 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 꼭지점으로 하는 부채꼴 형상일 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제1 격벽은 상기 제1 안테나 바디의 중심축에서 서로 접촉될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 제1 방사 면에서 상기 복수의 제1 격벽 각각의 단면은 부채꼴 형상을 가지며, 상기 복수의 제1 격벽 각각은 밑면이 부채꼴 형상이고 상기 제1 방사 면으로부터 상기 제1 내면을 따라 연장되는 부채꼴 뿔 형상일 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 제1 방사 면에서 상기 복수의 제1 격벽 각각의 단면은 부채꼴 형상을 가지며, 상기 복수의 제1 격벽 각각은 밑면이 부채꼴 형상이고 상기 제1 방사 면으로부터 상기 제1 내면을 따라 연장되는 부채꼴 기둥 형상일 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제1 격벽 각각은, 상기 제1 방사 면으로부터 상기 제1 내면을 따라 상기 제1 안테나 바디의 중심축 방향으로 연장되며 상기 제1 방사 면으로부터 멀어질수록 상기 중심축을 향하여 돌출되는 길이가 짧아질 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제1 격벽 각각은, 상기 제1 방사 면으로부터 상기 제1 내면을 따라 상기 제1 안테나 바디의 중심축 방향으로 연장되며 상기 중심축을 향하여 돌출되는 길이는 일정할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제2 방사 개구는 상기 안테나 바디의 내면을 따라 동일한 간격으로 형성될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제2 방사 개구는 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면과 상기 제2 안테나 바디의 제2 내면 사이에 형상될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제2 방사 개구는 상기 제2 격벽에 의하여 절단된 링 형상을 가질 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제2 격벽 각각은, 상기 제2 방사 면으로부터 상기 제2 내면을 따라 상기 제2 안테나 바디의 중심축 방향으로 연장되며 상기 제1 방사 면으로부터 멀어질수록 상기 제2 격벽의 폭은 좁아질 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제2 격벽 각각은, 상기 제2 방사 면으로부터 상기 제2 내면을 따라 상기 제2 안테나 바디의 중심축 방향으로 연장되며 상기 제2 격벽의 폭은 일정할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 차량은 제1 안테나와 제2 안테나 및 상기 제1 안테나와 제2 안테나 중 어느 하나를 활성화시키는 선택 제어기를 포함하고, 상기 제1 안테나는 제1 외면, 제1 내면 및 원형의 제1 방사 면이 형성된 원통형의 제1 안테나 바디 및 상기 제1 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 향하여 돌출된 복수의 제1 격벽을 포함하고, 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나 바디를 내부에 수용하고, 제2 외면, 제2 내면 및 링 형상의 제2 방사 면이 형성된 원통형의 제2 안테나 바디 및 상기 제2 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면을 향하여 돌출된 복수의 제2 격벽을 포함하고, 상기 제1 방사 면에는 상기 복수의 제1 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제1 방사 개구가 형성되고, 상기 제2 방사 면에는 상기 복수의 제2 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제2 방사 개구가 형성될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제1 및 제2 방사 개구는 각각 상기 제1 및 제2 내면을 따라 동일한 간격으로 형성될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제1 방사 개구 각각은 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 꼭지점으로 하는 부채꼴 형상일 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제1 격벽은 상기 제1 안테나 바디의 중심축에서 서로 접촉될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 복수의 제2 방사 개구는 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면과 상기 제2 안테나 바디의 제2 내면 사이에 형상될 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 제1 안테나는 상기 제1 안테나 바디 내부에 마련되어 상기 제1 안테나 바디 내부로 전파를 방사하는 제1 급전 핀을 더 포함하고, 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나 바디와 상기 제2 안테나 바디 사이에 마련되어 상기 제1 안테나 바디와 상기 제2 안테나 바디 사이로 내부로 전파를 방사하는 제2 급전 핀을 더 포함할 수 있다.
실시 형태에 따라 상기 제1 급전 핀으로부터 방사되는 전파는 상기 복수의 제1 격벽에 의하여 분할되고 상기 복수의 제1 방사 개구를 통하여 방사되고, 상기 제2 급전 핀으로부터 방사되는 전파는 상기 복수의 제2 격벽에 의하여 분할되고 상기 복수의 제2 방사 개구를 통하여 방사될 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 안테나가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 안테나 및 이를 포함하는 차량이 제공될 수 있다.
개시된 발명의 다른 일 측면에 따르면, 고주파수의 전기적 신호를 전송하는 케이블과 유사한 형상의 안테나 및 이를 포함하는 차량이 제공될 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 지향성의 방사 패턴을 갖는 전파를 출력할 수 있는 안테나 및 이를 포함하는 차량이 제공될 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 지향성의 방사 패턴을 갖는 전파를 출력할 수 있는 복수의 안테나를 포함하는 안테나 구조체 및 이를 포함하는 차량을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량을 도시한다.
도 2은 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 장치를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 레이더 장치의 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 통신 장치의 일 예를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 안테나 구조체를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 안테나 구조체의 제1 안테나를 도시한다.
도 7은 도 5에 도시된 안테나 구조체의 수직 단면을 도시한다.
도 8은 도 5에 도시된 안테나 구조체에 포함된 제1 격벽을 도시한다.
도 9는 도 5에 도시된 안테나 구조체의 제2 안테나를 도시한다.
도 10은 도 5에 도시된 안테나 구조체 중에 제1 안테나가 생략된 수직 단면을 도시한다.
도 11은 도 5에 도시된 안테나 구조체에 포함된 제2 격벽을 도시한다.
도 12는 도 5에 도시된 안테나 구조체의 방사 개구를 도시한다.
도 13은 도 5에 도시된 안테나 구조체의 제1 안테나로부터 방사되는 전파의 방사 패턴을 도시한다.
도 14는 도 5에 도시된 안테나 구조체의 제2 안테나로부터 방사되는 전파의 방사 패턴을 도시한다.
도 15는 다른 일 실시예에 의한 안테나 구조체를 도시한다.
도 16은 도 15에 도시된 안테나 구조체의 수직 단면을 도시한다.
도 17는 또 다른 일 실시예에 의한 안테나 구조체를 도시한다.
도 18은 도 17에 도시된 안테나 구조체의 수직 단면을 도시한다.
도 19는 도 17에 도시된 안테나 구조체의 방사 개구를 도시한다.
도 20는 또 다른 일 실시예에 의한 안테나 구조체를 도시한다.
도 21은 도 20에 도시된 안테나 구조체의 수직 단면을 도시한다.
도 22는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 안테나 모듈의 동작을 도시한다.
도 23 및 도 24는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 안테나 모듈의 방사 패턴을 도시한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다.
예를 들어, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 표현하고자 하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합의 추가적인 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는다.
또한, "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위하여 사용되며, 하나의 구성요소들을 한정하지 않는다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA (field-programmable gate array)/ ASIC (application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장되는 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 실시예가 상세하게 설명된다. 첨부된 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낼 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량을 도시하고, 도 2은 일 실시예에 의한 차량의 전자 장치를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하고 각종 구성 부품을 수용하는 차체(10)와 차량(1)을 이동시키는 차륜(20)을 포함한다.
차체(10)는 운전자가 머무를 수 있는 실내 공간을 형성하기 위하여, 후드(hood) (11), 프런트 펜더(front fender) (12), 루프 패널(roof panel) (13), 도어(door) (14), 트렁크 리드(trunk lid) (15), 쿼터 패널(quarter panel) (16) 등을 포함할 수 있다. 또한, 운전자의 시야를 확보하기 위하여, 차체(10)의 전방에는 프런트 윈도(front window) (17)가 설치되고, 차체(10)의 측면에 사이드 윈도우(side window) (18)가 설치 될 수 있다. 또한, 차체(10)의 후방에는 리어 윈도우(rear window) (19)가 설치될 수 있다.
차륜(20)은 차량의 전방에 마련되는 전륜(21), 차량의 후방에 마련되는 후륜(22)을 포함하며, 차량(1)은 차륜(20)의 회전에 의하여 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다.
또한, 차량(1)이 주행할 수 있도록, 차체(10)의 내부에는 동력 생성 장치, 동력 전달 장치, 조향 장치, 제동 장치 등이 마련될 수 있다. 동력 생성 장치는 차륜(3)의 회전력을 생성하며, 엔진, 연료 공급 장치, 냉각 장치, 배기 장치, 점화 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 동력 전달 장치는 동력 생성 장치에 의하여 생성된 회전력을 차륜(20)으로 전달하며, 클러치, 변속 레버, 변속기, 차동 장치, 구동축 등을 포함할 수 있다. 또한, 조향 장치는 차량(1)의 주행 방향을 변경할 수 있으며, 조향 휠, 조향 기어, 조향 링크 등을 포함할 수 있다. 또한, 제동 장치는 차륜(20)의 회전을 정지시켜 차량(1)의 주행을 정지시킬 수 있으며, 브레이크 페달, 마스터 실린더, 브레이크 디스크, 브레이크 패드 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 기계 장치뿐만 아니라 차량(1)은 차량(1)의 제어, 운전자 및 동승자의 안전과 편의를 위한 다양한 차량(1)의 전자 제어 장치(30)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 엔진 제어 유닛(engine control unit) (31), 미션 제어 유닛(transmission control unit) (32), 전자 제동 장치(electronic braking system) (33), 전동 조향 장치(electric power steering) (34), AVN (Audio/Video/Navigation) 장치(35), 바디 컨트롤 모듈(36), 레이더 장치(37) 및 무선 통신 장치(38) 등을 포함할 수 있다.
엔진 제어 유닛(31)은 연료분사 제어, 연비 피드백 제어, 희박 연소 제어, 점화 시기 제어 및 공회전수 제어 등을 수행할 수 있다.
미션 제어 유닛(32)은 변속 제어, 댐퍼 클러치 제어, 마찰 클러치 온/오프 시의 압력 제어 및 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행할 수 있다.
전자 제동 장치(33)은 차량(1)의 제동 장치를 제어할 수 있으며, 대표적으로 안티락 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System, ABS) 등을 포함할 수 있다.
전동 조향 장치(34)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키는 등 사용자의 조향 조작을 보조할 수 있다.
AVN 장치(35)는 운전자의 입력에 따라 음악 또는 영상을 출력하거나, 운전자가 입력한 목적지까지의 경로를 표시할 수 있다.
바디 컨트롤 모듈(35)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전자 제어 장치의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 바디 컨트롤 모듈(38)은 파워 윈도우, 도어 잠금 장치, 와이퍼, 헤드 램프, 실내 램프, 썬 루프, 파워 시트 및 시트 열선 등의 동작을 제어할 수 있다.
레이더 장치(37)는 차량(1)의 전방, 후방 또는 측면의 장애물 또는 다른 차량을 감지할 수 있다. 이러한 레이더 장치(37)는 전방 충돌 회피, 차선 이탈 경고, 사각 지대 감시, 후방 감시 등에 이용될 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치(37)는 전방 충동 경고 장치(Forward Collision Warning System, FCW), 자동 비상 제동 장치(Advanced Emergency Braking System, AEBS), 적응 순항 제어 장치(Adaptive Cruise Control, ACC), 차선 이탈 경고 장치(Lane Departure Warning System, LDWS), 차선 유지 보조 장치(Lane Keeping Assist System, LKAS), 시각지대 감시 장치(Blind Spot Detection, BSD), 후방 충동 경고 장치(Rear-end Collision Warning System, RCW) 등을 포함할 수 있다.
무선 통신 장치(38)는 다른 차량, 사용자 단말기 또는 통신 중계기 등과 무선으로 통신할 수 있다. 이러한 무선 통신 장치(38)는 차량간 통신(vehicle to vehicle communication, V2V communication), 교통 인프라와의 통신(vehicle to infrastructure communication, V2I communication), 사용자 단말기와의 통신(vehicle to nomadic devices communication, V2N communication), 전력 네트워크와의 통신(vehicle to grid communication, V2G communication) 등에 이용될 수 있다.
또한, 무선 통신 장치(38)는 다양한 통신 규약을 통하여 신호를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 장치(38)는 시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access: TDMA)과 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 등의 제2 세대(2G) 통신 방식, 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access: WCDMA)과 CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000)과 와이브로(Wireless Broadband: Wibro)와 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: WiMAX) 등의 3세대(3G) 통신 방식, 엘티이(Long Term Evolution: LTE)와 와이브로 에볼류션(Wireless Broadband Evolution) 등 4세대(4G) 통신 방식을 채용할 수 있다. 뿐만 아니라, 무선 통신 장치(180)는 5세대(5G) 통신 방식을 채용할 수도 있다.
이때, 차량(1) 포함된 전자 제어 장치(30)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다.
예를 들어, 엔진 제어 모듈(31), 동력 전달 제어 모듈(32), 전자 제동 모듈(33), 전동 조향 모듈(34), AVN 장치(35), 주행 보조 장치(36), 주차 보조 장치(37) 및 바디 컨트롤 모듈(38)은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 차량용 통신 네트워크(NT)는 최대 24.5Mbps(Mega-bits per second)의 통신 속도를 갖는 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 최대 10Mbpas의 통신 속도를 갖는 플렉스레이(FlexRay), 125kbps(kilo-bits per second) 내지 1Mbps의 통신 속도를 갖는 캔(CAN, Controller Area Network), 20kbps의 통신 속도를 갖는 린(LIN, Local Interconnect Network) 등의 통신 규약을 채용할 수 있다. 또한, 차량용 통신 네트워크(NT)는 모스트, 플렉스레이, 캔, 린 등 단일의 통신 규약을 채용할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 통신 규약을 채용할 수도 있다.
이상에서 설명된 차량용 제어 장치(30)는 차량(1)에 설치되는 전자 장치의 예시에 불과할 뿐이다. 차량(1)에는 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(30)와 다른 명칭의 전자 장치가 설치되거나, 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(30) 이외에 추가적인 전자 장치가 설치되거나, 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(30) 중 일부가 생략될 수 있다.
이하에서는 앞서 설명된 레이더 장치(37)와 무선 통신 장치(38)의 구체적인 구성이 설명된다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 레이더 장치의 일 예를 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 레이더 장치(37)는 송신기(42), 듀플렉서(duplexer) (43), 수신기(44), 레이더 데이터 처리기(45), 레이더 제어기(46), 및 안테나 모듈(100)를 포함한다.
송신기(42)는 극부 발진기(local oscillator)의 라디오 주파수(Radio Frequency, RF) 신호를 이용하여, 라디오 주파수의 송신 신호를 생성한다.
듀플렉서(43)는 송신기(42)로부터 수신된 라디오 주파수의 송신 신호를 안테나 모듈(100)에 제공하거나, 안테나 모듈(100)로부터 수신된 라디오 주파수의 반사 신호를 수신기(44)에 제공한다.
수신기(44)는 극부 발진기의 라디오 주파수 신호를 이용하여, 듀를렉서(43)로부터 수신된 반사 신호로부터 레이더 데이터를 추출한다.
레이더 데이터 처리기(45)는 수신기(44)로부터 수신된 레이더 데이터를 처리하여 대상의 위치 정보를 추출한다.
레이더 제어기(46)는 송신기(42), 듀플렉서 (43), 수신기(44), 레이더 데이터 처리기(45), 및 안테나 모듈(100)의 동작을 제어한다.
안테나 모듈(100)은 듀플렉서(43)로부터 수신된 레이더 신호를 자유 공간으로 방사하고, 자유 공간으로부터 수신되는 반사 신호를 듀플렉서(43)로 제공한다.
안테나 모듈(100)은 안테나 구조체(101), 선택 스위치(102) 및 선택 제어기(103)를 포함할 수 있다.
안테나 구조체(101)는 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b)를 포함하며, 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b)는 서로 다른 형태의 방사 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(101a)는 좁은 방사 각도로 무선 신호를 방사하는 제1 방사 패턴을 가질 수 있으며, 제2 안테나(101b)는 넓은 방사 각도로 무선 신호를 방사하는 제2 방사 패턴을 가질 수 있다.
선택 스위치(102)는 선택 제어기(103)의 안테나 선택 신호에 따라 제1 안테나(101a) 및 제2 안테나(10b) 중에 어느 하나에 주파수의 송신 신호를 제공하거나, 제1 안테나(101a) 및 제2 안테나(10b) 중에 어느 하나로부터 라디오 주파수의 수신 신호를 제공받을 수 있다. 이러한, 선택 스위치(102)는 적어도 하나의 고주파 트랜지스터를 포함할 수 있다.
선택 제어기(103)는 레이더 제어기(46)의 제어 신호에 따라 제1 안테나(101a) 및 제2 안테나(101b) 중에 어느 하나를 선택하고, 선택된 안테나(101a, 101b)를 활성화하기 위한 안테나 선택 신호를 안테나 선택 스위치(102)에 제공할 수 있다. 또한, 선택 제어기(103)는 제1 안테나(101a) 및 제2 안테나(101b)를 통하여 수신되는 수신 신호의 세기에 따라 제1 안테나(101a) 및 제2 안테나(101b) 중에 어느 하나를 선택할 수도 있다.
선택 스위치(102) 및 선택 제어기(103)는 별도의 프로세서에 의하여 구현되거나, 송신기(42), 듀플렉서(43), 수신기(44), 수신 데이터 처리기(45) 및 레이더 제어기(46)과 통합된 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
이처럼, 레이더 장치(37)는 안테나 모듈(100)을 통하여 라디오 주파수의 송신 신호를 자유 공간으로 방사하고, 안테나 모듈(100)을 통하여 대상로부터 반사되는 반사 신호를 획득하여 대상의 위치 정보를 산출한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 통신 장치의 일 예를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이 무선 통신 장치(38)는 송신 데이터 처리기(51), 송신기(52), 듀플렉서(53), 수신기(54), 수신 데이터 처리기(55), 통신 제어기(56), 및 안테나 모듈(100)을 포함한다.
송신 데이터 처리 프로세서(51)는 다른 전자 장치로부터 수신된 디지털 송신 데이터를 저주파수의 송신 신호로 변환하고, 변환된 저주파수의 송신 신호를 송신기(52)에 제공한다.
송신기(52)는 극부 발진기의 라디오 주파수 신호를 이용하여 저주파수의 송신 신호를 라디오 주파수의 송신 신호로 변조한다.
듀플렉서(53)는 송신기(52)로부터 수신된 라디오 주파수의 송신 신호를 안테나(100)에 제공하거나, 안테나(100)로부터 수신된 라디오 주파수의 수신 신호를 수신기(54)에 제공한다.
수신기(54)는 극부 발진기의 라디오 주파수 신호를 이용하여 듀플렉서(53)로부터 수신된 라디오 주파수의 수신 신호를 복조한다.
수신 데이터 처리기(55)는 수신기(54)로부터 수신된 저주파수의 수신 신호를 디지털 수신 데이터로 변환한다.
통신 제어기(56)는 송신 데이터 처리기(51), 송신기(52), 듀플렉서(53), 수신기(54), 수신 데이터 처리기(55), 및 안테나 모듈(100)의 동작을 제어한다.
안테나 모듈(100)은 듀플렉서(43)로부터 수신된 레이더 신호를 자유 공간으로 방사하고, 자유 공간으로부터 수신되는 반사 신호를 듀플렉서(43)로 제공한다.
안테나 모듈(100)은 안테나 구조체(101), 선택 스위치(102) 및 선택 제어기(103)를 포함할 수 있다.
안테나 모듈(100)의 구성 및 기능은 앞서 도 3와 함께 설명된 안테나 모듈(100)과 동일하므로, 그 설명을 앞서 설명된 안테나 모듈(100)의 구성 및 기능으로 대체한다.
이처럼, 무선 통신 장치(38)는 안테나 모듈(100)을 통하여 라디오 주파수의 송신 신호를 외부 장치에 전송하고, 안테나 모듈(100)을 통하여 외부 장치로부터 전송된 라디오 주파수의 수신 신호를 수신한다.
레이더 장치(37)과 무선 통신 장치(38)는 공통적으로 안테나 모듈(100)를 포함하며, 레이더 장치(37)의 안테나 모듈(100)과 무선 통신 장치(38)의 안테나 모듈(100)는 구성 및 기능이 실질적으로 동일하다.
레이더 장치(37)와 무선 통신 장치(38)의 성능은 안테나 모듈(100)의 특성에 의존할 수 있다. 예를 들어, 주파수가 30-300GHz (Giga Hertz)이고 파장이 10~1mm인 밀리미터 웨이브를 이용하는 경우, 레이더 장치(37)와 무선 통신 장치(38)의 성능은 안테나 모듈(100)의 성능에 크게 의존한다.
또한, 안테나(100)의 성능을 향상시키기 위하여 배열 안테나가 이용될 수 있다.
이하에서는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 안테나에 대하여 설명한다.
도 5는 일 실시예에 의한 안테나 구조체를 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 안테나 구조체(101)는 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b)를 포함한다.
제1 안테나(101a)는 중공이 형성된 원기둥 형상 즉 원통 형상의 제1 안테나 바디(110)를 포함하며, 제2 안테나(101b)는 원통 형상의 제2 안테나 바디(150)를 포함한다.
제1 안테나 바디(110)는 제2 안테나 바디(150)의 내부에 위치될 수 있다. 그 결과, 제1 안테나 바디(110)는 그 내부에 원기둥 형상의 공간이 형성되며, 제1 안테나 바디(110)와 제2 안테나 바디(150) 사이에 원통 형상의 공간이 형성될 수 있다.
전파는 제1 안테나 바디(110)의 내부의 원기둥 형상의 공간을 통하여 전파될 수 있다. 또한, 전파는 제1 안테나 바디(110)와 제2 안테나 바디(150) 사이의 원통 형상의 공간을 통하여 전파될 수 있다.
제1 안테나 바디(110)의 상측에는 전파가 자유 공간으로 방사되는 원 형상의 제1 방사 면(120)이 형성되고, 제2 안테나 바디(120)의 상측에는 전파가 자유 공간으로 방사된 링 형상의 제2 방사 면(160)이 형성될 수 있다.
아래에서 설명하겠으나, 제1 방사 면(120)과 제2 방사 면(160) 각각에는 복수의 개구(aperture)가 형성될 수 있다. 제1 안테나(101a)가 출력하는 전파는 제1 방사 면(120)의 개구를 통하여 방사될 수 있으며, 제2 안테나(101b)가 출력하는 전파는 제2 방사 면(160)의 개구를 통하여 방사될 수 있다.
이하에서는 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b) 각각에 대하여 자세하게 설명한다.
도 6은 도 5에 도시된 안테나 구조체의 제1 안테나를 도시한다. 도 7은 도 5에 도시된 안테나 구조체의 수직 단면을 도시한다. 또한, 도 8은 도 5에 도시된 안테나 구조체에 포함된 제1 격벽을 도시한다.
도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 안테나(101a)는 중공이 형성된 원기둥 형상의 제1 안테나 바디(110)를 포함한다.
제1 안테나 바디(110)의 상측과 하측에는 각각 제1 방사 면(120)과 제1 급전 면(130)이 형성될 수 있다. 제1 방사 면(120)과 제1 급전 면(130)은 원 형상으로 형성되며, 제1 방사 면(120)과 제1 급전 면(130)은 동일한 형상을 가질 수 있다.
제1 안테나 바디(110)의 외측에는 제1 방사 면(120)과 제1 급전 면(130)의 원주를 따라서 제1 외면(111)이 형성될 수 있다. 제1 외면(111)은 제1 방사 면(120) 및 제1 급전 면(130) 사이에 마련되며, 제1 외면(111)이 향하는 방향은 제1 방사 면(120) 및 제1 급전 면(130)이 향하는 방향과 직교할 수 있다.
제1 안테나 바디(110)의 내측에는 제1 방사 면(120) 및 제1 급전 면(130)과 직교하는 방향으로 제1 안테나 바디(110)를 관통하는 중공이 형성된다. 중공은 원기둥 형상일 수 있으며, 중공의 중심축은 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C)과 동일할 수 있다.
또한, 제1 안테나 바디(110)의 내측에는 중공과 대면하는 제1 내면(112)이 형성된다. 제1 내면(112)은 제1 방사 면(120) 및 제1 급전 면(130) 사이에 마련되며, 제1 내면(112)이 향하는 방향은 제1 방사 면(120) 및 제1 급전 면(130)이 향하는 방향과 직교할 수 있다.
결국, 제1 안테나 바디(110)는 양 밑면(방사 면 및 급전 면)과 함께 제1 외면(111) 및 제1 내면(112)을 가지는 원통 형상을 가질 수 있다.
제1 안테나 바디(110)는 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다.
제1 안테나 바디(110)의 내측에는 복수의 제1 격벽(141, 142, 143, 144, 145, 146)이 마련된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 격벽(141~146)은 제1 안테나 바디(110)의 제1 내면(112)으로부터 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C)을 향하여 돌출된다. 복수의 제1 격벽(141~146)으로 인하여, 제1 안테나 바디(110)의 제1 방사 면(120)은 일부가 폐쇄되며, 복수의 제1 격벽(141~146) 사이에 복수의 제1 방사 개구(121, 122, 123, 124, 125, 126)가 형성될 수 있다. 복수의 제1 방사 개구(121~126)는 아래에서 자세하게 설명된다.
도면에서 복수의 제1 격벽(141~146)은 제1 안테나 바디(110)의 제1 내면(112)을 따라 동일한 간격으로 마련되나, 복수의 제1 격벽(141~146)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 제1 격벽(141~146)은 제1 안테나 바디(110)의 제1 내면(112)을 따라 불규칙하게 배치될 수 있다. 또한, 도면에서는 6개의 제1 격벽(141~146)이 도시되었으나, 제1 격벽(141~146)의 개수가 6개에 한정되는 것은 아니며, 6개 미만이거나 6개를 초과할 수 있다.
복수의 제1 격벽(141~146)은 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C) 근방에서 서로 접촉된다. 그 결과, 제1 안테나 바디(110) 내부의 공간은 복수의 제1 격벽(141~146)에 의하여 구획된다. 특히, 복수의 제1 격벽(141~146)에 의하여 형성되는 복수의 제1 방사 개구(121~126)는 서로 연결되지 않는다.
복수의 제1 격벽(141~146)의 폭(W1, W2)은 제1 안테나 바디(110)의 제1 내면(112)으로부터 멀어져 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C)에 가까워질수록 좁아질 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나 바디(110)의 제1 내면(112) 근방에서의 복수의 제1 격벽(141~146)의 폭(W1)은 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C) 근방에서의 복수의 제1 격벽(141~146)의 폭(W2)보다 클 수 있다.
그 결과, 복수의 제1 격벽(141~146)의 수평 단면 즉 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C)과 직교하는 단면은 부채꼴 형상을 가질 수 있다. 특히, 제1 안테나 바디(110)의 제1 방사 면(120)에서의 복수의 제1 격벽(141~146)의 수평 단면은 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C)을 꼭지점으로 하는 부채꼴 형상을 가질 수 있다.
또한, 복수의 제1 격벽(141~146)은 제1 안테나 바디(110)의 제1 방사 면(120)으로부터 제1 급전 면(130)을 향하여 아래 방향으로 연장된다.
이때, 복수의 제1 격벽(141~146)이 제1 방사 면(120)으로부터 제1 급전 면(130)을 향하여 연장된 길이(D1)는 제1 안테나 바디(110)의 높이(H)보다 크지 않다. 다시 말해, 복수의 제1 격벽(141~146)은 제1 안테나 바디(110)의 제1 급전 면(130)으로부터 적절한 높이까지만 연장되거나 제1 급전 면(130)까지 연장될 수 있다.
또한, 복수의 제1 격벽(141~146)이 제1 안테나 바디(110)의 제1 내면(112)으로부터 중심축(C)을 향하여 돌출되는 길이(L1, L2)는 제1 방사 면(120)으로부터 멀어질수록 짧아질 수 있다. 구체적으로, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 안테나 바디(110)의 제1 방사 면(120) 근방에서 복수의 제1 격벽(141~146)이 중심축(C)을 향하여 연장되는 길이(L1)는 제1 급전 면(130) 근방에서 복수의 제1 격벽(141~146)이 중심축(C)을 향하여 연장되는 길이(L2) 보다 클 수 있다.
그 결과, 복수의 제1 격벽(141~146)의 수직 단면 즉 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C)과 평행한 단면은 직각 삼각형 형상을 가질 수 있다.
뿐만 아니라, 복수의 제1 격벽(141~146)의 수평 단면 즉 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C)과 직교하는 단면의 넓이는 제1 방사 면(120)으로부터 멀어질수록 좁아질 수 있다. 구체적으로, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 안테나 바디(110)의 제1 방사 면(120)에서의 복수의 제1 격벽(141~146)의 수평 단면(141a)의 넓이(A1)는 제1 안테나 바디(110)의 중심에서의 복수의 제1 격벽(141~146)의 수평 단면(141b)의 넓이(A2) 보다 넓다.
그 결과, 복수의 제1 격벽(141~146)은 밑면이 부채꼴 형상인 다각형 뿔의 형상을 가질 수 있다. 또한, 복수의 제1 격벽(141~146)을 형성하는 부채꼴 뿔의 수직 단면은 직각 삼각형이 된다.
복수의 제1 격벽(141~146)이 밑면이 부채꼴 형상인 다각형 뿔의 형상을 가짐으로 인하여, 제1 안테나(101a) 내부의 전파는 복수의 제1 격벽(141~146)의 측벽을 따라서 매끄럽게 나누어질 수 있으며, 복수의 제1 격벽(141~146) 사이에 형성된 복수의 제1 방사 개구(121~126)을 통하여 자유 공간으로 방사될 수 있다.
복수의 제1 격벽(141~146)은 제1 안테나 바디(110)와 마찬가지로 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다.
도 9는 도 5에 도시된 안테나 구조체의 제2 안테나를 도시한다. 도 10은 도 5에 도시된 안테나 구조체 중에 제1 안테나가 생략된 수직 단면을 도시한다. 또한, 도 11은 도 5에 도시된 안테나 구조체에 포함된 제2 격벽을 도시한다.
도 9, 도 10 및 도 11을 참조하면, 제2 안테나(101b)는 중공이 형성된 원기둥 형상의 제2 안테나 바디(150)를 포함하며, 제2 안테나(101b)의 중공에는 앞서 설명된 제1 안테나(101b)의 제1 안테나 바디(110)가 위치한다.
제2 안테나 바디(150)의 상측과 하측에는 각각 제2 방사 면(160)과 제5 급전 면(170)이 형성될 수 있다. 제2 방사 면(160)과 제2 급전 면(170)은 링 형상으로 형성되며, 제2 방사 면(160)과 제2 급전 면(170)은 동일한 형상을 가질 수 있다.
제2 안테나 바디(150)의 외측에는 제2 방사 면(160)과 제2 급전 면(170)의 원주를 따라서 제2 외면(151)이 형성될 수 있다. 제2 외면(151)은 제2 방사 면(160) 및 제2 급전 면(170) 사이에 마련되며, 제2 외면(151)이 향하는 방향은 제2 방사 면(160) 및 제2 급전 면(170)이 향하는 방향과 직교할 수 있다.
제2 안테나 바디(150)의 내측에는 제2 방사 면(160) 및 제2 급전 면(170)과 직교하는 방향으로 제2 안테나 바디(150)를 관통하는 중공이 형성된다. 중공은 원통 형상일 수 있으며, 중공의 중심축은 제2 안테나 바디(150)의 중심축(C)과 동일할 수 있다.
또한, 제2 안테나 바디(150)의 내측에는 중공과 대면하는 제2 내면(152)이 형성된다. 제2 내면(152)은 제2 방사 면(160) 및 제2 급전 면(170) 사이에 마련되며, 제2 내면(152)이 향하는 방향은 제2 방사 면(160) 및 제2 급전 면(170)이 향하는 방향과 직교할 수 있다.
결국, 제2 안테나 바디(150)는 양 밑면(방사 면 및 급전 면)과 함께 제2 외면(151) 및 제2 내면(152)을 가지는 원통 형상을 가질 수 있다.
제2 안테나 바디(150)는 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다.
제2 안테나 바디(150)의 내측에는 복수의 제2 격벽(181, 182, 183, 184, 185, 186)이 마련된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 제2 격벽(181~186)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 내면(152)으로부터 제1 안테나 바디(110)를 향하여 돌출된다. 복수의 제2 격벽(181~186)으로 인하여, 제2 안테나 바디(150)의 제2 방사 면(160)은 일부가 폐쇄되며, 복수의 제2 격벽(181~186) 사이에 복수의 제2 방사 개구(161, 162, 163, 164, 165, 166)가 형성될 수 있다. 복수의 제2 방사 개구(161~166)는 아래에서 자세하게 설명된다.
도면에서 복수의 제2 격벽(181~186)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 내면(152)을 따라 동일한 간격으로 마련되나, 복수의 제2 격벽(181~186)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 제2 격벽(181~186)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 내면(152)을 따라 불규칙하게 배치될 수 있다. 또한, 도면에서는 6개의 제2 격벽(181~186)이 도시되었으나, 제2 격벽(181~186)의 개수가 6개에 한정되는 것은 아니며, 6개 미만이거나 6개를 초과할 수 있다.
복수의 제2 격벽(181~186)은 제1 안테나 바디(110)에 접촉된다. 다시 말해, 복수의 제2 격벽(181~186)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 내면(152)으로부터 제1 안테나 바디(110)의 제1 외면(111)까지 연장된다. 그 결과, 제1 안테나 바디(110)와 제2 안테나 바디(150) 사이의 공간은 복수의 제2 격벽(181~186)에 의하여 구획된다. 특히, 복수의 제2 격벽(181~186)에 의하여 형성되는 복수의 제2 방사 개구(161~166)는 서로 연결되지 않는다.
복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 내면(152)으로부터의 거리와 무관하게 일정할 수 있다. 다시 말해, 제2 안테나 바디(150)의 제2 내면(152) 근방에서의 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3)과 제1 안테나 바디(110)의 제1 외면(111) 근방에서의 복수 제2 격벽(181~186)의 폭(W3)은 동일할 수 있다. 그 결과, 복수의 제2 격벽(181~186)의 수평 단면 즉 제2 안테나 바디(150)의 중심축(C)과 직교하는 단면은 서로 마주보는 서로 평행한 2개의 직선과 서로 평행한 2개의 원호로 구성되는 다각형의 형상을 가질 수 있다.
그러나, 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3)은 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 내면(152)으로부터의 거리에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 내면(152)으로부터 멀어질수록 좁아지거나 넓어질 수 있다.
복수의 제2 격벽(181~186)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 방사 면(160)으로부터 제2 급전 면(170)을 향하여 연장될 수 있다. 이때, 복수의 제2 격벽(181~186)이 제2 방사 면(160)으로부터 제2 급전 면(170)을 향하여 연장된 길이(D2)는 제2 안테나 바디(150)의 높이(H)보다 크지 않다. 다시 말해, 복수의 제2 격벽(181~186)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 급전 면(170)으로부터 임의의 높이까지만 연장되거나 제2 급전 면(170)까지 연장될 수 있다.
복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3, W4)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 방사 면(160)으로부터 멀어질수록 좁아질 수 있다. 구체적으로, 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 안테나 바디9150)의 제2 방사 면(160) 근방에서 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3)은 제2 안테나 바디(150)의 중간 높이 근방에서 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W4) 보다 클 수 있다. 그 결과, 제2 안테나 바디(150)의 중심축(C)에서 볼 때 복수의 제2 격벽(181~186)은 삼각형 형상을 가질 수 있다.
뿐만 아니라, 복수의 제2 격벽(181~186)의 수평 단면 즉 제2 안테나 바디(150)의 중심축(C)과 직교하는 단면의 넓이는 제2 방사 면(160)으로부터 멀어질수록 좁아질 수 있다. 구체적으로, 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 안테나 바디(150)의 제2 방사 면(160)에서의 복수의 제2 격벽(181~186)의 수평 단면(181a)의 넓이(A1)는 제2 안테나 바디(150)의 중심 근방에서의 복수의 제2 격벽(181~186)의 수평 단면(181b)의 넓이(A2) 보다 넓다.
이처럼, 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3, W4)이 제2 방사 면(160)으로부터 멀어질수록 좁아짐으로 인하여, 제2 안테나 바디(150) 내부의 전파는 복수의 제2 격벽(181~186)의 측벽을 따라서 매끄럽게 나누어질 수 있으며, 복수의 제2 격벽(181~186) 사이에 형성된 복수의 제2 방사 개구(181~186)을 통하여 자유 공간으로 방사될 수 있다.
그러나, 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3, W4)은 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 제2 격벽(181~186)의 폭(W3, W4)은 제2 안테나 바디(150)의 제2 방사 면(160)으로부터의 거리와 관계없이 일정하거나, 제2 안테나 바디(150)의 제2 방사 면(160)으로부터 멀어질수록 넓어질 수도 있다.
복수의 제2 격벽(181~186)은 제2 안테나 바디(150)와 마찬가지로 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 제1 안테나 바디(110), 복수의 제1 격벽(141~146), 제2 안테나 바디(150) 및 복수의 제2 격벽(181~186)은 일체로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 바디(110), 복수의 제1 격벽(141~146), 제2 안테나 바디(150) 및 복수의 제2 격벽(181~186)은 3차원 프린터 등을 이용하여 일체로 제작되거나, 복수의 금속 플레이트를 증착함으로써 제작될 수 있다.
또한, 제1 안테나 바디(110), 복수의 제1 격벽(141~146), 제2 안테나 바디(150) 및 복수의 제2 격벽(181~186)은 각각 별도로 제작된 이후 조립될 수도 있다.
도 12는 도 5에 도시된 안테나 구조체의 방사 개구를 도시한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 방사 면(120)은 복수의 제1 격벽(141~146)에 의하여 복수의 제1 방사 개구(121, 122, 123, 124, 125, 126)으로 구획되고, 제2 방사 면(160)은 복수의 제2 격벽(181~186)에 의하여 복수의 제2 방사 개구(161, 162, 163, 164, 165, 166)으로 구획된다.
제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166)의 개수는 제1 및 제2 격벽(141~146, 181~186)의 개수에 의존한다. 예를 들어, 안테나 구조체(101)가 6개의 제1 격벽(141~146)과 6개의 제2 격벽(181~186)을 포함하는 경우, 6개의 제1 방사 개구(121~126)와 6개의 제2 방사 개구(161~166)가 형성될 수 있다. 다만, 제1 및 제2 격벽의 개수와 제1 및 제2 방사 개구의 개수는 6개에 한정되지 않으며, 안테나 구조체(101)는 6개 미만 또는 6개를 초과하는 제1 및 제2 격벽을 포함하고, 6개 미만 또는 6개를 초과하는 제1 및 제2 방사 개구가 형성될 수 있다.
복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166)의 넓이는 각각 복수의 제1 및 제2 격벽(141~146, 181~186)이 차지하는 넓이에 의존한다. 구체적으로, 복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166)의 넓이는 각각 복수의 제1 및 제2 격벽(141~146, 181~186)이 차지하는 넓이가 넓을수록 좁아지며, 복수의 격벽(141~146, 181~186)이 차지하는 넓이가 좁을수록 넓어질 수 있다.
복수의 제1 방사 개구(121~126) 각각은 방사 면(120)의 중심(C1)을 꼭지점으로 하는 부채꼴 형상을 가질 수 있으며, 복수의 제2 방사 개구(161~166) 각각은 서로 마주보는 서로 평행한 2개의 직선과 서로 평행한 2개의 원호로 구성되는 다각형의 형상을 가질 수 있다.
복수의 제1 및 제2 격벽(141~146, 181~186)이 동일한 간격으로 배치된 경우, 복수의 제1 방사 개구(121~126) 각각의 넓이는 동일하고, 복수의 제2 방사 개구(161~166) 각각의 넓이 역시 동일할 수 있다. 또한, 복수의 제1 및 제2 격벽(141~146, 181~186)이 불규칙하게 배치된 경우, 복수의 제1 방사 개구(121~126)의 넓이는 서로 상이하며, 복수의 제2 방사 개구(161~166)의 넓이 역시 서로 상이할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 방사 면(120, 160)의 직경, 제1 및 제2 안테나 바디(110, 150)의 높이, 복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166)의 넓이는 안테나 구조체(101)를 통하여 방사하고자 하는 전파의 주파수에 따라 달라질 수 있다.
또한, 제1 안테나 바디(110)의 제1 급전 면(130)에는 제1 안테나(101a)에 전파를 공급하는 제1 급전 핀(feeding pin) (131)이 마련되고, 제2 안테나 바디(150)의 제2 급전 면(170)에는 제2 안테나(101b)에 전파를 공급하는 제2 급전 핀(171)이 마련될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 급전 핀(131, 171)은 제1 및 제2 안테나(101a, 101b)에 신호를 출력하는 케이블(미도시)의 신호 라인일 수 있다.
제1 급전 핀(131)은 제1 급전 면(130)의 중심(C2)에 마련될 수 있으나, 제1 급전 핀(131)의 위치가 제1 급전 면(130)의 중심(C2)에 한정되는 것은 아니며, 제1 급전 면(130)의 어느 위치에라도 위치할 수 있다. 또한, 제2 급전 핀(171)은 제2 급전 면(170)의 일측에 마련될 수 있다.
제1 및 제2 급전 핀(131, 171)은 각각 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b)를 통하여 방사하고자 하는 고주파수의 신호를 케이블로부터 수신하고, 수신된 고주파수의 신호를 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b)의 내부로 전파의 형태로 방사한다. 다시 말해, 제1 및 제2 급전 핀(131, 171)에 전송된 고주파수의 신호에 의하여 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b)의 내부에는 고주파수의 전파가 생성된다.
또한, 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b) 내부에 형성된 고주파수의 전파는 복수의 제1 및 제2 격벽(141~146, 181~186)에 의하여 나누어지며, 복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166)를 통하여 방사된다. 이때, , 복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166) 각각을 통하여 방사되는 전파가 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b) 내부에서 전파되는 거리는 동일하다. 따라서, 복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166) 각각을 통하여 방사되는 전파의 위상 및 전파의 진폭은 모두 동일하다.
그 결과, 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b) 각각으로부터 방사되는 전파는 지향성을 갖는다.
도 13은 도 5에 도시된 안테나 구조체의 제1 안테나로부터 방사되는 전파의 방사 패턴을 도시한다. 구체적으로, 도 13은 안테나 구조체(101)의 중심 축(C)이 향하는 방향을 기준으로 전파가 방사되는 방향에 대하여 제2 안테나(101a)에 의하여 방사되는 전파의 세기를 도시한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제1 안테나(101a)로부터 방사되는 전파는 제1 안테나(101a)의 제1 반사 면(120)과 수직한 방향으로 집중된다. 다시 말해, 제1 안테나(101a)의 중심 축(C)을 따라서 방사되는 전파가 가장 강한 세기의 전력을 가지며, 제1 안테나(101a)로부터 방사되는 전파는 안테나 구조체(101)의 중심 축(C)을 향하는 지향성을 갖는다.
도 14는 도 5에 도시된 안테나 구조체의 제2 안테나로부터 방사되는 전파의 방사 패턴을 도시한다. 구체적으로, 도 14은 안테나 구조체(101)의 중심 축(C)이 향하는 방향을 기준으로 전파가 방사되는 방향에 대하여 제2 안테나(101b)에 의하여 방사되는 전파의 세기를 도시한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제2 안테나(101b)로부터 방사되는 전파는 제2 안테나(101b)의 제1 반사 면(120)과 수직한 방향의 측방으로 집중된다. 다시 말해, 제2 안테나(101b)의 중심 축(C)으로부터 미리 정해진 각도만큼 벗어난 방향을 따라서 방사되는 전파가 가장 강한 세기의 전력을 가지며, 제2 안테나(101b)로부터 방사되는 전파는 안테나 구조체(101)의 중심 축(C)으로부터 미리 정해진 각도만큼 방향을 향하는 지향성을 갖는다. 여기서, 미리 정해진 각도는 제2 안테나(101b)의 방사 면(160)의 직경, 제1 안테나(101b)의 제1 방사 면(120)의 직경, 제2 안테나 바디(150)의 높이 및 복수의 제2 방사 개구(161~166)의 넓이 등에 의존한다.
이상에서 설명된 바와 같이, 안테나 구조체(101)는 원통 형상인 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b)를 포함하며, 제1 안테나(101a)와 제2 안테나(101b)는 서로 다른 형상의 방사 패턴을 갖는다.
제1 안테나(101a)는 제1 방사 면(120)과 수직한 방향으로 집중되는 전파를 방사하며, 제2 안테나(101b)는 제2 방사 면(160)과 수직한 방향으로부터 미리 정해진 각도만큼 벗어난 방향으로 집중되는 전파를 방사할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 급전 면(130, 170)이 원형이므로 신호를 공급하는 동축 케이블(coaxial cable)과 결합하기 매우 용이하다. 또한, 안테나 구조체(101)는 제1 및 제2 안테나 바디(110, 150)의 직경을 변경하거나 복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126)의 넓이를 변경함으로써 안테나의 이득을 쉽게 조절할 수 있다.
이하에서는 지향상을 갖는 전파를 방사하는 안테나의 다른 실시 예가 설명된다.
도 15는 다른 일 실시예에 의한 안테나 구조체를 도시한다. 또한, 도 16은 도 15에 도시된 안테나 구조체의 수직 단면을 도시한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 안테나 구조체(201)는 제1 안테나(201a)와 제2 안테나(201b)를 포함한다.
제1 안테나(201a)는 제1 안테나 바디(210)를 포함하며, 제1 안테나 바디(210)에는 제1 방사 면(220), 제1 급전 면(230), 제1 외면(211) 및 제1 내면(212)이 형성된다. 또한, 제2 안테나(201b)는 제2 안테나 바디(250)를 포함하며, 제2 안테나 바디(220)에는 제2 방사 면(260), 제2 급전 면(270), 제2 외면(251) 및 제2 내면(252)이 형성된다.
제1 및 제2 안테나 바디(210, 250)의 구조는 도 5에 도시된 제1 및 제2 안테나 바디(110, 150)와 동일하므로 그 자세한 설명은 도 5에 도시된 제1 및 제2 안테나 바디(110, 150)에 대한 설명으로 대체한다.
제1 안테나 바디(210)의 내측에는 복수의 제1 격벽(241, 242, 243, 244, 245, 246)이 마련된다.
복수의 제1 격벽(241~246)은 제1 안테나 바디(210)의 제1 내면(212)으로부터 제1 안테나 바디(210)의 중심축(C)을 향하여 돌출된다. 복수의 제1 격벽(241~246)으로 인하여 제1 안테나 바디(210)의 제1 방사 면(220)은 일부가 폐쇄되며, 복수의 제1 격벽(241~246) 사이에 복수의 제1 방사 개구(221~226)가 형성될 수 있다.
다만, 복수의 제1 격벽(241~246)의 배치 및 개수는 도 15 및 도 16에 도시된 바에 한정되지 않는다.
복수의 제1 격벽(241~246)은 제1 안테나 바디(210)의 중심축(C) 근방에서 서로 접촉된다. 복수의 제1 격벽(241~246)이 제1 안테나 바디(210)의 중심축(C)에서 접촉됨으로 인하여, 제1 방사 면(220)의 중심(C1) 근방은 폐쇄될 수 있다.
복수의 제1 격벽(241~246)의 폭(W1, W2)은 제1 안테나 바디(210)의 제1 내면(212)으로부터 멀어질수록 좁아질 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나 바디(210)의 제1 내면(212) 근방에서의 복수의 제1 격벽(241~246)의 폭(W1)은 제1 안테나 바디(210)의 중심축(C) 근방에서의 복수의 제1 격벽(241~246)의 폭(W2)보다 클 수 있다. 그 결과, 복수의 제1 격벽(241~246)의 수평 단면 즉 제1 안테나 바디(210)의 중심축(C)과 직교하는 단면은 제1 안테나 바디(110)의 중심축(C)을 꼭지점으로 하는 부채꼴 형상을 가질 수 있다.
복수의 제1 격벽(241~246)은 제1 안테나 바디(210)의 제1 방사 면(220)으로부터 제1 급전 면(230)을 향하여 아래 방향으로 연장된다. 이때, 복수의 제1 격벽(241~246)이 제1 방사 면(220)으로부터 제1 급전 면(230)을 향하여 연장된 길이 즉 복수의 제1 격벽(241~246)의 두께(D1)는 제1 안테나 바디(210)의 높이(H)보다 크지 않다. 특히, 복수의 제1 격벽(241~246)의 두께(D1)가 매우 얇을 수 있으며, 이 경우 복수의 제1 격벽(241~246)은 플레이트 형상을 가질 수 있다.
복수의 제1 격벽(241~246)이 제1 안테나 바디(210)의 제1 내면(212)으로부터 중심축(C)을 향하여 돌출되는 길이(L1)는 일정하다. 그 결과, 복수의 제1 격벽(241~246)의 수직 단면 즉 제1 안테나 바디(210)의 중심축(C)과 평행한 단면은 직각 사각형 형상을 가질 수 있다.
이처럼, 복수의 제1 격벽(241~246)은 제1 격벽(241~246)의 두께(D1)에 따라 밑면이 부채꼴 형상인 다각형 기둥의 형상을 가질 수 있다. 또한, 복수의 제1 격벽(241~246)의 두께(D1)가 매우 얇은 경우, 복수의 제1 격벽(241~246)은 부채꼴 형상의 플레이트일 수 있다.
제1 안테나 바디(210)와 제2 안테나 바디(250) 사이에는 복수의 제2 격벽(281, 282, 283, 284, 285, 286)이 마련된다.
복수의 제2 격벽(281~286)은 제2 안테나 바디(250)의 제2 내면(252)으로부터 제1 안테나 바디(210)의 제1 외면(211)을 향하여 돌출된다. 복수의 제2 격벽(281~286)으로 인하여 제2 안테나 바디(250)의 제2 방사 면(260)은 일부가 폐쇄되며, 복수의 제2 격벽(281~286) 사이에 복수의 제2 방사 개구(261~266)가 형성될 수 있다.
다만, 복수의 제2 격벽(281~286)의 배치 및 개수는 도 15 및 도 16에 도시된 바에 한정되지 않는다.
복수의 제2 격벽(241~246)은 제1 안테나 바디(210)에 접촉된다. 그 결과, 복수의 제2 격벽(281~286)에 의하여 형성되는 복수의 제2 방사 개구(261~266)는 서로 연결되지 않는다.
복수의 제2 격벽(281~286)의 폭(W3)은 제2 안테나 바디(250)의 제2 내면(252)으로부터의 거리와 무관하게 일정할 수 있다. 그 결과, 복수의 제2 격벽(281~286)의 수평 단면 즉 제2 안테나 바디(250)의 중심축(C)과 직교하는 단면은 서로 마주보는 서로 평행한 2개의 직선과 서로 평행한 2개의 원호로 구성되는 다각형의 형상을 가질 수 있다.
그러나, 복수의 제2 격벽(281~286)의 폭(W3)은 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 제2 격벽(281~286)의 폭(W3)은 제2 안테나 바디(250)의 제2 내면(252)으로부터 멀어질수록 좁아지거나 넓어질 수 있다.
복수의 제2 격벽(281~286)은 제2 안테나 바디(250)의 제2 방사 면(260)으로부터 제2 급전 면(270)을 향하여 아래 방향으로 연장된다. 이때, 복수의 제2 격벽(281~286)이 제2 방사 면(260)으로부터 제2 급전 면(270)을 향하여 연장된 길이 즉 복수의 제2 격벽(281~286)의 두께(D2)는 제2 안테나 바디(250)의 높이(H)보다 크지 않다. 특히, 복수의 제2 격벽(281~286)의 두께(D2)가 매우 얇을 수 있으며, 이 경우 복수의 제2 격벽(281~286)은 플레이트 형상을 가질 수 있다.
복수의 제2 격벽(281~286)이 제2 안테나 바디(250)의 제2 내면(252)으로부터 제1 안테나 바디(210)의 제1 외면(211)을 향하여 돌출되는 길이(L2)는 일정하다. 그 결과, 복수의 제2 격벽(281~286)의 수직 단면 즉 중심축(C)과 평행한 단면은 직사각형 형상을 가질 수 있다.
복수의 제2 격벽(281~286)의 폭(W3)은 제2 안테나 바디(250)의 제2 방사 면(260)으로부터의 거리와 무관하게 일정할 수 있다. 그 결과, 제2 안테나 바디(250)의 중심축(C)에서 볼 때 복수의 제2 격벽(281~286)은 직사각형 형상을 가질 수 있다.
이처럼, 복수의 제2 격벽(281~286)은 제2 격벽(281~286)의 두께(D2)에 따라 밑면이 서로 마주보는 서로 평행한 2개의 직선과 서로 평행한 2개의 원호로 구성되는 다각형 형상인 다각형 기둥의 형상을 가질 수 있다. 또한, 복수의 제2 격벽(241~246)의 두께(D2)가 매우 얇은 경우, 복수의 제1 격벽(241~246)은 서로 마주보는 서로 평행한 2개의 직선과 서로 평행한 2개의 원호로 구성되는 다각형 형상의 플레이트일 수 있다.
복수의 제1 및 제2 격벽(241~246, 281~286)과 제1 및 제2 안테나 바디(210, 250)는 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있으며, 복수의 제1 및 제2 격벽(241~246, 281~286)과 제1 및 제2 안테나 바디(210, 250)은 일체로 제작되거나, 각각 별도로 제작되어 결합될 수 있다.
제1 방사 면(220)은 복수의 제1 격벽(241~246)에 의하여 복수의 제1 방사 개구(221, 222, 223, 224, 225, 226)으로 구획되고, 제2 방사 면(260)은 복수의 제2 격벽(281~286)에 의하여 복수의 제2 방사 개구(261, 262, 263, 264, 265, 266)으로 구획된다.
복수의 제1 및 제2 방사 개구(221~226, 261~266)의 구조는 도 12에 도시된 복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166)와 동일하므로, 그 자세한 설명은 도 12에 도시된 복수의 제1 및 제2 방사 개구(121~126, 161~166)의 설명으로 대체한다.
제1 안테나 바디(210)의 제1 급전 면(230)에는 제1 안테나(201a)에 전파를 공급하는 제1 급전 핀(231)이 마련되고, 제2 안테나 바디(250)의 제2 급전 면(270)에는 제2 안테나(201b)에 전파를 공급하는 제2 급전 핀(271)이 마련된다.
제1 및 제2 급전 핀(231, 271)의 구조 및 기능은 도 7 및 도 10에 도시된 제1 및 제2 급전 핀(131, 171)의 구조 및 기능과 동일하므로, 그 자세한 설명은 도 7 및 도 10에 도시된 제1 및 제2 급전 핀(131, 171)에 대한 설명으로 대체한다.
제1 급전 핀(231)에 의하여 제1 안테나(201a) 내부에 형성된 고주파수의 전파는 복수의 제1 격벽(241~246)에 의하여 나누어지며, 제1 방사 면(220)에 형성된 복수의 제1 방사 개구(221~226)를 통하여 방사된다. 또한, 제2 급전 핀(271)에 의하여 제2 안테나(201b) 내부에 형성된 고주파수의 전파는 복수의 제2 격벽(281~286)에 의하여 나누어지며, 제2 방사 면(260)에 형성된 복수의 제2 방사 개구(261~266)를 통하여 방사된다.
이때, 복수의 제1 방사 개구(221~226) 각각을 통하여 방사되는 전파가 제1 안테나(201a) 내부에서 전파되는 거리는 동일하므로, 복수의 제1 방사 개구(221~226) 각각을 통하여 방사되는 전파의 위상 및 전파의 진폭은 모두 동일하다. 또한, 복수의 제2 방사 개구(261~266) 각각을 통하여 방사되는 전파가 제2 안테나(201b) 내부에서 전파되는 거리도 동일하므로, 복수의 제2 방사 개구(261~266) 각각을 통하여 방사되는 전파의 위상 및 전파의 진폭도 모두 동일하다.
그 결과, 제1 안테나(201a)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(201b)로부터 방사되는 전파는 각각 지향성을 갖는다.
이하에서는 지향상을 갖는 전파를 방사하는 안테나의 또 다른 실시 예가 설명된다.
도 17는 또 다른 일 실시예에 의한 안테나 구조체를 도시한다. 도 18은 도 17에 도시된 안테나 구조체의 수직 단면을 도시한다. 또한, 도 19는 도 17에 도시된 안테나 구조체의 방사 개구를 도시한다.
도 17, 도 18 및 도 19를 참조하면, 안테나 구조체(301)는 제1 안테나(301a)와 제2 안테나(301b)를 포함한다.
제1 안테나(301a)는 제1 안테나 바디(310)를 포함하며, 제1 안테나 바디(310)에는 제1 방사 면(320), 제1 급전 면(330), 제1 외면(311) 및 제1 내면(312)이 형성된다. 또한, 제2 안테나(301b)는 제2 안테나 바디(350)를 포함하며, 제2 안테나 바디(320)에는 제2 방사 면(360), 제2 급전 면(370), 제2 외면(351) 및 제2 내면(352)이 형성된다.
제1 및 제2 안테나 바디(310, 350)의 구조는 도 5에 도시된 제1 및 제2 안테나 바디(110, 150)와 동일하므로 그 자세한 설명은 도 5에 도시된 제1 및 제2 안테나 바디(110, 150)에 대한 설명으로 대체한다.
제1 안테나 바디(310)의 내측에는 복수의 제1 격벽(341, 342, 343, 344, 345, 346)이 마련된다.
복수의 제1 격벽(341~346)은 제1 안테나 바디(310)의 제1 내면(312)으로부터 제1 안테나 바디(310)의 중심축(C)을 향하여 돌출된다. 복수의 제1 격벽(341~346)으로 인하여 제1 안테나 바디(310)의 제1 방사 면(320)은 일부가 폐쇄되며, 복수의 제1 격벽(341~346) 사이에 복수의 제1 방사 개구(321~326)가 형성될 수 있다.
다만, 복수의 제1 격벽(341~346)의 배치 및 개수는 도 17 및 도 18에 도시된 바에 한정되지 않는다.
복수의 제1 격벽(341~346)은 제1 안테나 바디(310)의 중심축(C) 근방에서 서로 접촉된다. 복수의 제1 격벽(341~346)이 제1 안테나 바디(310)의 중심축(C)에서 접촉됨으로 인하여, 제1 방사 면(320)의 중심(C1) 근방은 폐쇄될 수 있다.
복수의 제1 격벽(341~346)은 얇은 플레이트로 형성될 수 있으며, 그 폭(W)은 일정할 수 있다.
또한, 복수의 제1 격벽(341~346)은 제1 안테나 바디(310)의 제1 방사 면(320)으로부터 제1 급전 면(330)을 향하여 아래 방향으로 연장된다. 이때, 복수의 제1 격벽(341~346)이 제1 방사 면(320)으로부터 제1 급전 면(330)을 향하여 연장된 길이(D1)는 제1 안테나 바디(310)의 높이(H)보다 크지 않다.
또한, 복수의 제1 격벽(341~346)이 제1 안테나 바디(310)의 제1 내면(312)으로부터 중심축(C)을 향하여 돌출되는 길이(L1, L2)는 제1 방사 면(320)으로부터 멀어질수록 짧아질 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나 바디(310)의 제1 방사 면(320) 근방에서 복수의 제1 격벽(341~346)이 중심축(C)을 향하여 연장되는 길이(L1)는 제1 급전 면(330) 근방에서 복수의 제1 격벽(341~346)이 중심축(C)을 향하여 연장되는 길이(L2) 보다 클 수 있다.
그 결과, 복수의 제1 격벽(341~346)은 직각 삼각형 형상을 가질 수 있다.
제1 안테나 바디(310)와 제2 안테나 바디(350) 사이에는 복수의 제2 격벽(381, 382, 383, 384, 385, 386)이 마련된다.
복수의 제2 격벽(381~386)은 제2 안테나 바디(350)의 제2 내면(352)으로부터 제1 안테나 바디(310)의 제1 외면(311)을 향하여 돌출된다. 복수의 제2 격벽(381~386)으로 인하여 제2 안테나 바디(350)의 제2 방사 면(360)은 일부가 폐쇄되며, 복수의 제2 격벽(381~386) 사이에 복수의 제2 방사 개구(361~366)가 형성될 수 있다.
다만, 복수의 제2 격벽(381~386)의 배치 및 개수는 도 17 및 도 18에 도시된 바에 한정되지 않는다.
복수의 제2 격벽(341~346)은 제1 안테나 바디(310)에 접촉된다. 그 결과, 복수의 제2 격벽(381~386)에 의하여 형성되는 복수의 제2 방사 개구(361~366)는 서로 연결되지 않는다.
복수의 제2 격벽(381~386)은 얇은 플레이트로 형성될 수 있으며, 그 폭(W2)은 일정할 수 있다.
복수의 제2 격벽(381~386)은 제2 안테나 바디(350)의 제2 방사 면(360)으로부터 제2 급전 면(370)을 향하여 아래 방향으로 연장된다. 이때, 복수의 제2 격벽(381~386)이 제2 방사 면(360)으로부터 제2 급전 면(370)을 향하여 연장된 길이(D2)는 제2 안테나 바디(350)의 높이(H)보다 크지 않다.
복수의 제2 격벽(381~386)이 제2 안테나 바디(350)의 제2 내면(352)으로부터 제1 안테나 바디(310)의 제1 외면(311)을 향하여 돌출되는 길이(L3)는 일정하다. 그 결과, 복수의 제2 격벽(381~386)의 수직 단면 즉 중심축(C)과 평행한 단면은 직사각형 형상을 가질 수 있다.
복수의 제2 격벽(381~386)의 폭(W2)은 제2 안테나 바디(350)의 제2 방사 면(360)으로부터의 거리와 무관하게 일정할 수 있다. 그 결과, 제2 안테나 바디(350)의 중심축(C)에서 볼 때 복수의 제2 격벽(381~386)은 직사각형 형상을 가질 수 있다.
이처럼, 복수의 제2 격벽(381~386)은 제2 격벽(381~386)의 폭(W2)에 따라 밑면이 서로 마주보는 서로 평행한 2개의 직선과 서로 평행한 2개의 원호로 구성되는 다각형 형상인 다각형 기둥의 형상을 가질 수 있다. 또한, 복수의 제2 격벽(341~346)의 폭(W2)가 매우 얇은 경우, 복수의 제2 격벽(341~346)은 직사각형의 플레이트일 수 있다.
복수의 제1 및 제2 격벽(341~346, 381~386)과 제1 및 제2 안테나 바디(310, 350)는 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있으며, 복수의 제1 및 제2 격벽(341~346, 381~386)과 제1 및 제2 안테나 바디(310, 350)은 일체로 제작되거나, 각각 별도로 제작되어 결합될 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 제1 방사 면(320)은 복수의 제1 격벽(341~346)에 의하여 복수의 제1 방사 개구(321, 322, 323, 324, 325, 326)으로 구획되고, 제2 방사 면(360)은 복수의 제2 격벽(381~386)에 의하여 복수의 제2 방사 개구(361, 362, 363, 364, 365, 366)으로 구획된다.
제1 및 제2 방사 개구(321~326, 361~366)의 개수는 제1 및 제2 격벽(341~346, 381~386)의 개수에 의존한다. 또한, 복수의 제1 및 제2 방사 개구(321~326, 361~366)의 넓이는 각각 복수의 제1 및 제2 격벽(341~346, 381~386)이 차지하는 넓이에 의존한다.
복수의 제1 방사 개구(321~326) 각각은 방사 면(320)의 중심(C1)을 꼭지점으로 하는 부채꼴 형상을 가질 수 있으며, 복수의 제2 방사 개구(361~366) 각각은 서로 마주보는 서로 평행한 2개의 직선과 서로 평행한 2개의 원호로 구성되는 다각형의 형상을 가질 수 있다.
복수의 제1 및 제2 격벽(341~346, 381~386)이 동일한 간격으로 배치된 경우, 복수의 제1 방사 개구(321~326) 각각의 넓이는 동일하고, 복수의 제2 방사 개구(361~366) 각각의 넓이 역시 동일할 수 있다. 또한, 복수의 제1 및 제2 격벽(341~346, 381~386)이 불규칙하게 배치된 경우, 복수의 제1 방사 개구(321~326)의 넓이는 서로 상이하며, 복수의 제2 방사 개구(361~366)의 넓이 역시 서로 상이할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 방사 면(320, 360)의 직경, 제1 및 제2 안테나 바디(310, 350)의 높이, 복수의 제1 및 제2 방사 개구(321~326, 361~366)의 넓이는 안테나 구조체(301)를 통하여 방사하고자 하는 전파의 주파수에 따라 달라질 수 있다.
제1 안테나 바디(310)의 제1 급전 면(330)에는 제1 안테나(301a)에 전파를 공급하는 제1 급전 핀(331)이 마련되고, 제2 안테나 바디(350)의 제2 급전 면(370)에는 제2 안테나(301b)에 전파를 공급하는 제2 급전 핀(371)이 마련된다.
제1 및 제2 급전 핀(331, 371)의 구조 및 기능은 도 7 및 도 10에 도시된 제1 및 제2 급전 핀(131, 171)의 구조 및 기능과 동일하므로, 그 자세한 설명은 도 7 및 도 10에 도시된 제1 및 제2 급전 핀(131, 171)에 대한 설명으로 대체한다.
제1 급전 핀(331)에 의하여 제1 안테나(301a) 내부에 형성된 고주파수의 전파는 복수의 제1 격벽(341~346)에 의하여 나누어지며, 제1 방사 면(320)에 형성된 복수의 제1 방사 개구(321~326)를 통하여 방사된다. 또한, 제2 급전 핀(371)에 의하여 제2 안테나(301b) 내부에 형성된 고주파수의 전파는 복수의 제2 격벽(381~386)에 의하여 나누어지며, 제2 방사 면(360)에 형성된 복수의 제2 방사 개구(361~366)를 통하여 방사된다.
이때, 복수의 제1 방사 개구(321~326) 각각을 통하여 방사되는 전파가 제1 안테나(301a) 내부에서 전파되는 거리는 동일하므로, 복수의 제1 방사 개구(321~326) 각각을 통하여 방사되는 전파의 위상 및 전파의 진폭은 모두 동일하다. 또한, 복수의 제2 방사 개구(361~366) 각각을 통하여 방사되는 전파가 제2 안테나(301b) 내부에서 전파되는 거리도 동일하므로, 복수의 제2 방사 개구(361~366) 각각을 통하여 방사되는 전파의 위상 및 전파의 진폭도 모두 동일하다.
그 결과, 제1 안테나(301a)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(301b)로부터 방사되는 전파는 각각 지향성을 갖는다.
이하에서는 지향상을 갖는 전파를 방사하는 안테나의 또 다른 실시 예가 설명된다.
도 20는 또 다른 일 실시예에 의한 안테나 구조체를 도시한다. 또한, 도 21은 도 20에 도시된 안테나 구조체의 수직 단면을 도시한다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 안테나 구조체(401)는 제1 안테나(401a)와 제2 안테나(401b)를 포함한다.
제1 안테나(401a)는 제1 안테나 바디(410)를 포함하며, 제1 안테나 바디(410)에는 제1 방사 면(420), 제1 급전 면(430), 제1 외면(411) 및 제1 내면(412)이 형성된다. 또한, 제2 안테나(401b)는 제2 안테나 바디(450)를 포함하며, 제2 안테나 바디(420)에는 제2 방사 면(460), 제2 급전 면(470), 제2 외면(451) 및 제2 내면(452)이 형성된다.
제1 및 제2 안테나 바디(310, 350)의 구조는 도 5에 도시된 제1 및 제2 안테나 바디(110, 150)와 동일하므로 그 자세한 설명은 도 5에 도시된 제1 및 제2 안테나 바디(110, 150)에 대한 설명으로 대체한다.
제1 안테나 바디(410)의 내측에는 복수의 제1 격벽(441, 442, 443, 444, 445, 446)이 마련된다.
복수의 제1 격벽(441~446)은 제1 안테나 바디(410)의 제1 내면(412)으로부터 제1 안테나 바디(410)의 중심축(C)을 향하여 돌출된다. 복수의 제1 격벽(441~446) 사이에 복수의 제1 방사 개구(421~426)가 형성될 수 있다.
복수의 제1 격벽(441~446)의 배치 및 개수는 도 20 및 도 21에 도시된 바에 한정되지 않는다.
복수의 제1 격벽(441~446)은 제1 안테나 바디(410)의 중심축(C) 근방에서 서로 접촉된다. 복수의 제1 격벽(441~446)이 제1 안테나 바디(410)의 중심축(C)에서 접촉됨으로 인하여, 제1 방사 면(420)의 중심(C1) 근방은 폐쇄될 수 있다.
복수의 제1 격벽(441~446)이 제1 내면(412)으로부터 중심축(C)까지 연장된 길이(L1)는 일정할 수 있다. 또한, 복수의 제1 격벽(441~446)의 폭(W1) 역시 일정할 수 있으며, 복수의 제1 격벽(441~446)의 폭(W1)은 매우 얇을 수 있다.
또한, 복수의 제1 격벽(441~446)은 제1 안테나 바디(410)의 제1 방사 면(420)으로부터 제1 급전 면(430)을 향하여 아래 방향으로 연장된다. 이때, 복수의 제1 격벽(441~446)이 제1 방사 면(420)으로부터 제1 급전 면(430)을 향하여 연장된 길이 즉 두께(D1)는 일정할 수 있으며, 복수의 제1 격벽(441~446)의 두께(D1)는 매우 얇을 수 있다.
복수의 제1 격벽(441~446)의 폭(W1)과 복수의 제1 격벽(441~446)의 두께(D1)가 매우 얇은 경우, 복수의 제1 격벽(441~446)은 와이어 형상을 가질 수 있다.
제1 안테나 바디(410)와 제2 안테나 바디(450) 사이에는 복수의 제2 격벽(481, 482, 483, 484, 485, 486)이 마련된다.
복수의 제2 격벽(481~486)은 제2 안테나 바디(450)의 제2 내면(452)으로부터 제1 안테나 바디(410)의 제1 외면(411)을 향하여 돌출된다. 복수의 제2 격벽(481~486)으로 인하여 제2 안테나 바디(450)의 제2 방사 면(460)은 일부가 폐쇄되며, 복수의 제2 격벽(481~486) 사이에 복수의 제2 방사 개구(461~466)가 형성될 수 있다.
복수의 제2 격벽(481~486)의 배치 및 개수는 도 20 및 도 21에 도시된 바에 한정되지 않는다.
복수의 제2 격벽(441~446)은 제1 안테나 바디(410)에 접촉된다. 그 결과, 복수의 제2 격벽(481~486)에 의하여 형성되는 복수의 제2 방사 개구(461~466)는 서로 연결되지 않는다.
복수의 제2 격벽(481~486)이 제2 안테나(450)의 제2 내면(452)으로부터 제1 안테나(410)의 제1 외면(411)까지 연장된 길이(L2)는 일정할 수 있다. 또한, 복수의 제2 격벽(481~486)의 폭(W2) 역시 일정할 수 있으며, 복수의 제2 격벽(481~486)의 폭(W2)은 매우 얇을 수 있다.
또한, 복수의 제2 격벽(481~486)은 제2 안테나 바디(450)의 제2 방사 면(460)으로부터 제2 급전 면(470)을 향하여 아래 방향으로 연장된다. 이때, 복수의 제2 격벽(481~486)이 제2 방사 면(460)으로부터 제2 급전 면(470)을 향하여 연장된 길이 즉 두께(D2)는 일정할 수 있으며, 복수의 제2 격벽(481~486)의 두께(D2)는 매우 얇을 수 있다.
복수의 제2 격벽(481~486)의 폭(W2)과 복수의 제2 격벽(481~486)의 두께(D2)가 매우 얇은 경우, 복수의 제2 격벽(481~486)은 와이어 형상을 가질 수 있다.
복수의 제1 및 제2 격벽(441~446, 481~486)과 제1 및 제2 안테나 바디(410, 450)는 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있으며, 복수의 제1 및 제2 격벽(441~446, 481~486)과 제1 및 제2 안테나 바디(410, 450)은 일체로 제작되거나, 각각 별도로 제작되어 결합될 수 있다.
제1 방사 면(420)은 복수의 제1 격벽(441~446)에 의하여 복수의 제1 방사 개구(421, 422, 423, 424, 425, 426)으로 구획되고, 제2 방사 면(460)은 복수의 제2 격벽(481~486)에 의하여 복수의 제2 방사 개구(461, 462, 463, 464, 465, 466)으로 구획된다.
복수의 제1 및 제2 방사 개구(421~426, 461~466)의 구조는 도 19에 도시된 복수의 제1 및 제2 방사 개구(321~326, 361~366)와 동일하므로, 그 자세한 설명은 도 19에 도시된 복수의 제1 및 제2 방사 개구(321~326, 361~366)의 설명으로 대체한다.
제1 안테나 바디(410)의 제1 급전 면(430)에는 제1 안테나(401a)에 전파를 공급하는 제1 급전 핀(431)이 마련되고, 제2 안테나 바디(450)의 제2 급전 면(470)에는 제2 안테나(401b)에 전파를 공급하는 제2 급전 핀(471)이 마련된다.
제1 및 제2 급전 핀(431, 471)의 구조 및 기능은 도 7 및 도 10에 도시된 제1 및 제2 급전 핀(131, 171)의 구조 및 기능과 동일하므로, 그 자세한 설명은 도 7 및 도 10에 도시된 제1 및 제2 급전 핀(131, 171)에 대한 설명으로 대체한다.
제1 급전 핀(431)에 의하여 제1 안테나(401a) 내부에 형성된 고주파수의 전파는 복수의 제1 격벽(441~446)에 의하여 나누어지며, 제1 방사 면(420)에 형성된 복수의 제1 방사 개구(421~426)를 통하여 방사된다. 또한, 제2 급전 핀(471)에 의하여 제2 안테나(401b) 내부에 형성된 고주파수의 전파는 복수의 제2 격벽(481~486)에 의하여 나누어지며, 제2 방사 면(460)에 형성된 복수의 제2 방사 개구(461~466)를 통하여 방사된다.
이때, 복수의 제1 방사 개구(421~426) 각각을 통하여 방사되는 전파가 제1 안테나(401a) 내부에서 전파되는 거리는 동일하므로, 복수의 제1 방사 개구(421~426) 각각을 통하여 방사되는 전파의 위상 및 전파의 진폭은 모두 동일하다. 또한, 복수의 제2 방사 개구(461~466) 각각을 통하여 방사되는 전파가 제2 안테나(401b) 내부에서 전파되는 거리도 동일하므로, 복수의 제2 방사 개구(461~466) 각각을 통하여 방사되는 전파의 위상 및 전파의 진폭도 모두 동일하다.
그 결과, 제1 안테나(401a)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(401b)로부터 방사되는 전파는 각각 지향성을 갖는다.
이상에서는 원통 형상 또는 원기둥 형상을 갖는 안테나 구조체(101, 201, 301, 401)을 설명하였으나, 안테나 구조체의 형상은 원통 형상 또는 원기둥 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 안테나 구조체는 방사 면의 직경과 급전 면의 직경이 서로 상이한 원뿔대 형상을 가질 수 있다.
이하에서는 안테나 구조체를 포함하는 안테나 모듈(100)의 동작이 설명된다.
도 22는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 안테나 모듈의 동작을 도시한다. 또한, 도 23 및 도 24는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 안테나 모듈의 방사 패턴을 도시한다.
도 22, 도 23 및 도 24를 참조하여, 안테나 모듈(100)의 동작(1000)에 대하여 설명한다.
안테나 모듈(100)은 제1 통신 모드로 동작한다(1010).
제1 통신 모드에서 안테나 모듈(100)은 제1 안테나(101a)를 활성화시킨다.
구체적으로, 안테나 모듈(100)의 선택 제어기(1003)는 제1 안테나(101a)를 선택하기 위한 제1 안테나 선택 신호를 선택 스위치(102)에 제공할 수 있다. 또한, 제1 안테나 선택 신호를 수신한 선택 스위치(102)는 제1 안테나(101a)를 활성화시키고 제2 안테나(101b)를 비활성화시킬 수 있다.
그 결과, 제1 안테나(101a)에 의하여 도 23에 도시된 바와 같은 제1 방사 패턴(BP1)이 형성된다. 다시 말해, 제1 안테나(101a)는 지향성을 갖는 전파를 방사할 수 있으며, 제1 안테나(101a)에 의하여 방사된 전파는 차량(1)의 전방을 향하는 지향성을 갖는다. 따라서, 차량(1)은 그 전방에 위치하는 제1 차량(V1)과 통신할 수 있다.
제1 통신 모드 동안 안테나 모듈(100)은 제2 통신 모드로 전환할지를 판단한다(1020).
안테나 모듈(100)은 다양한 조건에 의하여 제2 통신 모드로 전환될 수 있다.
예를 들어, 제1 통신 모드 동안 활성화되는 제1 안테나(101a)에 의하여 수신된 신호의 세기가 제1 기준 세기보다 작으면, 선택 제어기(102)는 안테나 모듈(100)의 동작 모드를 제2 통신 모드로 전환할 수 있다.
다른 예로, 제1 통신 모드 동안 레이더 제어기(46) 또는 통신 제어기(57)로부터 제2 통신 모드 전환 신호가 수신되면, 선택 제어기(102)는 안테나 모듈(100)의 동작 모드를 제2 통신 모드로 전환할 수 있다.
제2 통신 모드로 전환하기 위한 조건이 달성되면(1020의 예), 안테나 모듈(100)은 제2 통신 모드로 동작한다(1030).
제2 통신 모드에서 안테나 모듈(100)은 제2 안테나(101b)를 활성화시킨다. 구체적으로, 안테나 모듈(100)의 선택 제어기(103)는 제2 안테나(101b)를 선택하기 위한 제2 안테나 선택 신호를 선택 스위치(102)에 제공할 수 있다. 또한, 제2 안테나 선택 신호를 수신한 선택 스위치(102)는 제2 안테나(101b)를 활성화시키고 제1 안테나(101a)를 비활성화시킬 수 있다.
그 결과, 제2 안테나(101b)에 의하여 도 24에 도시된 바와 같은 제2 방사 패턴(BP2)이 형성된다. 다시 말해, 제2 안테나(101b)는 지향성을 갖는 전파를 방사할 수 있으며, 제1 안테나(101a)에 의하여 방사된 전파는 차량(1)의 전방으로부터 미리 정해진 각도를 벗어난 방향을 향하는 지향성을 갖는다. 따라서, 차량(1)은 그 전방에 위치하는 제2 차량(V2) 또는 제3 차량(V3)과 통신할 수 있다.
제2 통신 모드 동안 안테나 모듈(100)은 제1 통신 모드로 전환할지를 판단한다(1040).
안테나 모듈(100)은 다양한 조건에 의하여 제2 통신 모드로 전환될 수 있다.
예를 들어, 제2 통신 모드 동안 활성화되는 제2 안테나(101b)에 의하여 수신된 신호의 세기가 제2 기준 세기보다 작으면, 선택 제어기(102)는 안테나 모듈(100)의 동작 모드를 제1 통신 모드로 전환할 수 있다.
다른 예로, 제2 통신 모드 동안 레이더 제어기(46) 또는 통신 제어기(57)로부터 제1 통신 모드 전환 신호가 수신되면, 선택 제어기(102)는 안테나 모듈(100)의 동작 모드를 제1 통신 모드로 전환할 수 있다.
제1 통신 모드로 전환하기 위한 조건이 달성되면(1040의 예), 안테나 모듈(100)은 제1 통신 모드로 동작한다(1010).
이상에서 설명된 바와 같이, 안테나 모듈(100)은 제1 통신 모드 또는 제2 통신 모드로 설정될 수 있다. 또한, 제1 통신 모드에서의 안테나 모듈(100)에 의하여 방사되는 전파의 방사 패턴과 제2 통신 모드에서 안테나 모듈(100)에 의하여 방사되는 전파의 방사 패턴은 서로 상이할 수 있다.
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
1: 차량 101: 안테나 구조체
101a: 제1 안테나 101b: 제1 안테나
110: 제1 안테나 바디 111: 제1 외면
112: 제1 내면 120: 제1 방사 면
121~126: 제1 방사 개구 130: 제1 급전 면
131: 제1 급전 핀 141~146: 제1 격벽
150: 제2 안테나 바디 151: 제2 외면
152: 제2 내면 160: 제2 방사 면
161~166: 제2 방사 개구 170: 제2 급전 면
171: 제2 급전 핀 181~186: 제2 격벽

Claims (20)

  1. 제1 외면, 제1 내면 및 원형의 제1 방사 면이 형성된 원통형의 제1 안테나 바디;
    상기 제1 안테나 바디를 내부에 수용하고, 제2 외면, 제2 내면 및 링 형상의 제2 방사 면이 형성된 원통형의 제2 안테나 바디;
    상기 제1 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 향하여 돌출된 복수의 제1 격벽; 및
    상기 제2 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면을 향하여 돌출된 복수의 제2 격벽을 포함하고,
    상기 제1 방사 면에는, 상기 복수의 제1 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제1 방사 개구가 형성되고,
    상기 제2 방사 면에는, 상기 복수의 제2 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제2 방사 개구가 형성되는 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방사 개구는 상기 제1 안테나 바디의 상기 제1 내면을 따라 동일한 간격으로 형성되는 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방사 개구 각각은 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 꼭지점으로 하는 부채꼴 형상인 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 격벽은 상기 제1 안테나 바디의 중심축에서 서로 접촉되는 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 면에서 상기 복수의 제1 격벽 각각의 단면은 부채꼴 형상을 가지며,
    상기 복수의 제1 격벽 각각은, 밑면이 부채꼴 형상이고 상기 제1 방사 면으로부터 상기 제1 내면을 따라 연장되는 부채꼴 뿔 형상인 안테나.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 면에서 상기 복수의 제1 격벽 각각의 단면은 부채꼴 형상을 가지며,
    상기 복수의 제1 격벽 각각은, 밑면이 부채꼴 형상이고 상기 제1 방사 면으로부터 상기 제1 내면을 따라 연장되는 부채꼴 기둥 형상인 안테나.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 격벽 각각은, 상기 제1 방사 면으로부터 상기 제1 내면을 따라 상기 제1 안테나 바디의 중심축 방향으로 연장되며 상기 제1 방사 면으로부터 멀어질수록 상기 중심축을 향하여 돌출되는 길이가 짧아지는 안테나.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 격벽 각각은, 상기 제1 방사 면으로부터 상기 제1 내면을 따라 상기 제1 안테나 바디의 중심축 방향으로 연장되며 상기 중심축을 향하여 돌출되는 길이는 일정한 안테나.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 방사 개구는 상기 안테나 바디의 내면을 따라 동일한 간격으로 형성되는 안테나.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 방사 개구는 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면과 상기 제2 안테나 바디의 제2 내면 사이에 형상된 안테나.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 방사 개구는 상기 제2 격벽에 의하여 절단된 링 형상을 갖는 안테나.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 격벽 각각은, 상기 제2 방사 면으로부터 상기 제2 내면을 따라 상기 제2 안테나 바디의 중심축 방향으로 연장되며 상기 제1 방사 면으로부터 멀어질수록 상기 제2 격벽의 폭은 좁아지는 안테나.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 격벽 각각은, 상기 제2 방사 면으로부터 상기 제2 내면을 따라 상기 제2 안테나 바디의 중심축 방향으로 연장되며 상기 제2 격벽의 폭은 일정한 안테나.
  14. 제1 안테나와 제2 안테나; 및
    상기 제1 안테나와 제2 안테나 중 어느 하나를 활성화시키는 선택 제어기를 포함하고,
    상기 제1 안테나는,
    제1 외면, 제1 내면 및 원형의 제1 방사 면이 형성된 원통형의 제1 안테나 바디; 및
    상기 제1 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 향하여 돌출된 복수의 제1 격벽을 포함하고,
    상기 제2 안테나는,
    상기 제1 안테나 바디를 내부에 수용하고, 제2 외면, 제2 내면 및 링 형상의 제2 방사 면이 형성된 원통형의 제2 안테나 바디; 및
    상기 제2 내면으로부터 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면을 향하여 돌출된 복수의 제2 격벽을 포함하고,
    상기 제1 방사 면에는, 상기 복수의 제1 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제1 방사 개구가 형성되고,
    상기 제2 방사 면에는, 상기 복수의 제2 격벽에 의하여 형성되어 전파를 방사하는 복수의 제2 방사 개구가 형성되는 차량.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 제1 및 제2 방사 개구는 각각 상기 제1 및 제2 내면을 따라 동일한 간격으로 형성되는 차량.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 제1 방사 개구 각각은 상기 제1 안테나 바디의 중심축을 꼭지점으로 하는 부채꼴 형상인 차량.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 제1 격벽은 상기 제1 안테나 바디의 중심축에서 서로 접촉되는 차량.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 제2 방사 개구는 상기 제1 안테나 바디의 제1 외면과 상기 제2 안테나 바디의 제2 내면 사이에 형상된 차량.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제1 안테나는 상기 제1 안테나 바디 내부에 마련되어 상기 제1 안테나 바디 내부로 전파를 방사하는 제1 급전 핀을 더 포함하고,
    상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나 바디와 상기 제2 안테나 바디 사이에 마련되어 상기 제1 안테나 바디와 상기 제2 안테나 바디 사이로 내부로 전파를 방사하는 제2 급전 핀을 더 포함하는 차량.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 급전 핀으로부터 방사되는 전파는 상기 복수의 제1 격벽에 의하여 분할되고 상기 복수의 제1 방사 개구를 통하여 방사되고,
    상기 제2 급전 핀으로부터 방사되는 전파는 상기 복수의 제2 격벽에 의하여 분할되고 상기 복수의 제2 방사 개구를 통하여 방사되는 차량.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113795766A (zh) * 2019-05-14 2021-12-14 昕诺飞控股有限公司 用于基于射频rf的存在感测布置的接收器
US10916855B1 (en) * 2019-09-06 2021-02-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Contoured-shape antenna with wide bandwidth
KR20210132359A (ko) * 2020-04-27 2021-11-04 현대자동차주식회사 안테나 장치 및 차량
CN112782698A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 南京华格信息技术有限公司 一种小型电扫小目标探测雷达

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005073176A (ja) 2003-08-27 2005-03-17 Kyocera Corp 広帯域アンテナ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0569323A (ja) 1991-09-06 1993-03-23 Sumitomo Metal Ind Ltd 加工用砥石の形状修正方法及び装置
CA2347013C (en) * 1998-10-20 2008-07-08 Raytheon Company Coaxial cavity antenna
CN103579769A (zh) * 2012-08-06 2014-02-12 上海航天测控通信研究所 小型x波段圆极化馈源

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005073176A (ja) 2003-08-27 2005-03-17 Kyocera Corp 広帯域アンテナ

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