KR101920616B1 - 무지향성 ｗａｖｅ 안테나 - Google Patents

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KR101920616B1
KR101920616B1 KR1020180082717A KR20180082717A KR101920616B1 KR 101920616 B1 KR101920616 B1 KR 101920616B1 KR 1020180082717 A KR1020180082717 A KR 1020180082717A KR 20180082717 A KR20180082717 A KR 20180082717A KR 101920616 B1 KR101920616 B1 KR 101920616B1
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김민수
김기우
오상진
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주식회사비엠테크
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Abstract

본 발명은 베이스기판(B)과 더불어 폐루프를 형성하는 무지향성 확산안테나(H)를 통해 무지향성 중심안테나(A)의 무지향성 빔 패턴을 Omni하게 이루어지도록 하여 다양한 각도에서의 차량 및 인프라간 V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량 상호간 V2V(Vehicle to Vehicle), 차량 및 모바일기기간 V2N(Vehicle to Nomadic devices) 등과 같은 V2X(Vehicle to Everything) 통신을 온전히 실현케 할 수 있는 무지향성 WAVE 안테나에 관한 발명이다.

Description

무지향성 ＷＡＶＥ 안테나{OMNI DIRECTIONAL WAVE ANTENNA}
본 발명은 무지향성 WAVE 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무지향성 중심안테나의 무지향성 빔 패턴을 균등하게 확산시켜 Null Point 현상을 없애면서 온전한 Omni한 통신을 가능케 할 수 있는 무지향성 WAVE 안테나에 관한 것이다.
최근 들어 차량 운행 지원 기술의 발달에 따라 C-ITS(Cooperative Intelligent Transport Systems), 협력주행 및 자율주행의 핵심적 기술인 차량의 무선 통신 기술 WAVE(Wireless Access for Vehicle Environment)가 활발히 연구되고 있다.
이러한 WAVE는 차량 무선통신 기술을 통해 운전자에게 안전성, 편리성 및 연료 소모를 절약할 수 있도록 하고, 교통 인프라의 정보를 송수신하여 차량을 제어할 수 있도록 하는 서비스를 제공하며, 학교 주변 도로나 사고다발 지역에 속도 제한 정보나 위험 상황 정보를 차량에 보내어 차량속도를 제어하는 안전 서비스를 제공한다. 나아가, 자율주행 기술로 자동차 스스로 주변환경 인지, 위험 판단, 차량거동을 조작하여 운전자 주행 조작을 최소화토록 하며, 안전주행 및 커넥티드 서비스 제공이 가능한 인간 친화적 자동차를 위한 다양한 기술 개발을 가능케 하고 있다.현재 첨단 운전자 보조 장치(ADAS : Advanced Driver Assistance System)로 다양한 센서를 이용한 자율주행과 차량 환경의 무선통신인 V2X(Vehicle to Everything) 통신에 의해 얻어진 차량 및 도로 상태 정보를 이용하여 차량의 주행을 제어하는 기술이 개발되고 있고, 차량 및 인프라간 V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량 상호간 V2V(Vehicle to Vehicle), 차량 및 모바일기기간 V2N(Vehicle to Nomadic devices) 등과 같은 V2X(Vehicle to Everything) 통신으로 차량 상태 정보와 도로 상태 정보를 실시간으로 무선통신 전달하는 기술이 주목되고 있다.
도 1a는 차량 및 기지국 안테나 통신인 V2I 그리고 차량 및 차량간 통신인 V2V의 모습을 나타내는 이미지이고, 도 1b는 차량 및 차량간 통신인 V2V의 모습을 상측에서 바라본 이미지이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 WAVE(Wireless Access for Vehicle Environment) 통신은 여러 방향에서, 즉 기지국 또는 다른 차량에서 날아오는 정보 교환을 정확하게 수행할 수 있도록 하기 위하여 지향성이 아닌 무지향성의 빔 패턴을 유지해야 함을 확인할 수 있고, 나아가 도 1b에 도시된 바와 같이 실제 도로 상황에서는 차량 간격과 차선에 따라 다양한 위치에 차량이 존재할 수 있으므로 보다 정확한 WAVE 통신을 위하여 WAVE 안테나의 방사패턴은 수평방향에서 360°무지향성 특성이 있어야 함을 확인할 수 있다.
도 1c는 경사지역에서의 차량 및 차량간 통신인 V2V의 모습을 측면에서 바라본 이미지이다.
도 1c에 도시된 바와 같이 수평방향에서의 경우 앞뒤 차량 통신을 위하여 90°, 언덕길에 위치한 차량의 경우는 85°, 6M 높이에 위치한 기지국의 경우는 80°에서 각각 안테나 방사패턴이 형성되어야만 안정적인 통신이 가능하다.
하지만 무지향성 특성은 실제 이론적인 방사패턴의 모양이고, 차량의 금속차체의 상단에 부착되는 WAVE 안테나의 경우 넓은 반사판, 근접한 GPS 안테나 그리고 또 다른 WAVE 안테나들로 인해 무지향성 특성을 구현하기가 어렵고, Null 영역이 발생하여 안정적인 통신에 오히려 방해가 되고 있는 것이 실정이다.
위와 같은 문제점으로 인해 안테나 제작업체들의 경우 차량 종류별, 샤크핀 안테나(Shark Fin Antenna)마다 무지향성 안테나를 구현하기 위한 더 발전된 형태의 WAVE 안테나를 개발하고 있고, 현재까지 정형화된 WAVE 안테나가 없는 상태라 각각의 WAVE 안테나 개발에 따른 시간 및 비용이 소모되고 있는 실정이다.
도 2는 이상적인 무지향성 안테나의 방사패턴을 다양한 각도에서 바라본 이미지로서, 차량 자체(1M 반사판)가 없는 경우 구현이 가능하며, WAVE 안테나에 필요한 방사패턴이라 할 수 있다.
도 3은 실험용 WAVE 안테나를 챔버에서 측정하고 있는 모습을 촬영한 사진으로, 차량의 차체를 대신하여 1M 원형반사판에 거치 후 실험용 WAVE 안테나 특성을 측정하기 위한 것이다.
도 4a는 통상의 샤크핀 안테나(Sark Fin Antenna)를 나타내는 이미지이고, 도 4b는 통상의 샤크핀 안테나에 적용된 WAVE 안테나의 수평면 방사패턴을 나타내는 이미지이다.
통상의 샤크핀 안테나는 도 4a에 도시된 바와 같이 V2X 통신을 위하여 2개의 WAVE 안테나로 하여금 무지향성 방사패턴을 구현할 수 있도록 사출물 높이를 최대한 높여야만 하여 전체 크기가 커지(실제 높이 30∼65㎜)는 단점을 안고 있고, 도 4b에 도시된 바와 같이 90° 수평면 방사패턴의 결과를 보면 77°에서 -20dB, 103°에서 -17dB의 높은 Null Point가 존재하여 실제 WAVE 통신에 부적합한 안테나 특성을 보이는 한계를 안고 있다.
도 5a는 선행기술문헌(대한민국 공개특허공보 제10-2016-0050639; 다방향 안테나)에 소개된 다이폴 안테나에서 형성되는 방사패턴의 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 다이폴 안테나에서 형성되는 방사패턴의 평면도이고, 도 5c는 선행기술문헌의 일 실시예에 따른 다방향 안테나의 개략적 사시도이고, 도 5d는 도 5c의 다방향 안테나의 평면도이고, 도 5e는 도 5c의 다방향 안테나에서 형성되는 방사패턴의 사시도이며, 도 5f는 도 5c의 다방향 안테나에서 형성되는 방사패턴의 평면도이다.
선행기술문헌에 따른 다방향 안테나는 무지향성(Omni-directional) 안테나에서 전방향으로 형성되는 빔을 기구적인 방법을 이용하여 복수의 방향으로 분할함으로써 간편하게 용도에 맞는 다방향 안테나를 제작할 수 있도록 한 것이다.
선행기술문헌에 따른 다방향 안테나(1, 101, 201)는 무지향성, 즉 전방향으로 빔을 형성하는 안테나 소자(10, 110, 210)와, 안테나 소자(10, 110, 210)와 소정 간격 만큼 이격되어 안테나 소자(10, 110, 210)로부터 형성된 빔을 분할하는 복수의 빔분리판(15, 115, 215)을 포함한다.
안테나 소자(10, 110, 210)는 무지향성 빔을 형성하는 다양한 종류의 안테나가 사용될 수 있으며, 대표적인 무지향성 안테나로는 다이폴 안테나를 들 수 있다.
다이폴 안테나는 서로 극이 다른 두 개의 도선을 구부려서 전체 길이를 반파장이 되도록 함으로써, 360도 전방향으로 방사되는 무지향성 방사패턴을 형성한다.
도 5a 및 도 5b는 다이폴 안테나에서 형성되는 방사패턴을 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이, 중앙의 다이폴 안테나는 수직방향으로 길게 형성되어 있고, 방사패턴은 다이폴 안테나를 중심으로 360도 전방향으로 방사되고 있다.
도 5a를 살펴보면 방사패턴은 다이폴 안테나의 수직방향 보다는 수평방향으로 더 멀리 방사되고 있는 것을 알 수 있으며, 도 5b를 살펴보면 방사패턴이 360도 전방향으로 방사되고 있음을 알 수 있다.
도 5c 및 도 5d에 도시된 다방향 안테나(1)는 방사패턴이 2개가 형성되는 2방향 안테나로서, 안테나 소자(10)와, 안테나 소자(10)를 중심으로 상호 180도 간격으로 배치된 한 쌍의 빔분리판(15)을 포함할 수 있다.
안테나 소자(10)는 수직방향으로 길게 형성되어 있으며, 한 쌍의 빔분리판(15)은 안테나 소자(10)의 가로방향으로 동일선상에 배치된다. 각 빔분리판(15)은 안테나 소자(10)로부터 방사되는 방사패턴을 2개로 분리하기 위해 배치되며, 선행기술문헌에서는 2개의 방사패턴이 동일한 형상으로 형성되도록 각 빔분리판(15) 간의 각도가 180도를 유지하도록 하였으나, 원하는 방사패턴의 크기에 따라 각 빔분리판(15) 간의 각도를 조절할 수 있음은 물론이다.
각 빔분리판(15)은 사각판상으로 형성되며, 수직방향 폭은 안테나 소자(10)와 동일한 폭으로 형성되는 것이 바람직하고, 가로방향 폭은 방사패턴을 분리할 수 있을 만큼 충분한 크기로 형성되어야 한다. 이에 따라, 각 빔분리판(15)의 크기는 안테나 소자(10)의 공진주파수에 대해 0.1 내지 0.2λ의 크기로 형성되어야 한다. 또한, 각빔분리판(15)의 폭은 0.001λ 정도로 형성될 수 있다.
이러한 빔분리판(15)은 안테나 소자(10)와 소정 이격거리를 두고 배치되며, 이는 빔분리판(15)을 안테나 소자(10)에 결합시키거나 안테나 소자(10)에 너무 근접하게 배치할 경우, 안테나 소자(10)의 성능에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 이에 따라, 빔분리판(15)은 안테나 소자(10)로부터 0.03 내지 0.06λ사이의 이격거리를 두고 배치되어야 한다.
이렇게 한 쌍의 빔분리판(15)을 갖는 다방향 안테나(1)는, 도 5e 및 도 5f에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 방사패턴을 형성하게 된다. 선행기술문헌의 안테나에서 형성되는 방사패턴은 한 쌍의 빔분리판(15)이 배치된 영역으로는 방사되는 빔의 폭이 감소하여 빔이 두 방향으로 방사되고 있음을 볼 수 있다. 그리고, 각 빔분리판(15) 사이의 빔의 폭은 도 5a 및 도 5b와 비교해 보면, 원래 안테나 소자(10)에서 방사되는 빔의 크기와 동일함을 알 수 있다. 즉, 도 5e 및 도 5f의 다방향 안테나(1)는 한 쌍의 빔분리판(15)에 의해 빔이 2개로 분리된 방사패턴을 가지며, 2개로 분리된 빔은 각각 원래 안테나 소자(10)의 성능을 유지하고 있음을 알 수 있다.
그런데, 선행기술문헌에 따른 다방향 안테나는 하나의 안테나 소자로부터 방사되는 빔을 복수의 빔분리판을 이용하여 분할함으로써, 간편하고 저렴하게 원하는 빔의 개수와 방향을 형성할 수는 있으나, 빔분리판에 의한 빔의 분할로서 방사패턴이 무지향성을 온전히 나타내기가 어려운 단점, 즉 빈분리판에 의한 빔의 분할에 대한 한계를 벗어나지 못하는 문제점을 안고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0050639; 다방향 안테나
본 발명의 목적은 무지향성 중심안테나의 무지향성 빔 패턴을 균등하게 확산시켜 Null Point 현상을 없애면서 온전한 Omni한 통신을 가능케 할 수 있는 무지향성 WAVE 안테나를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 다양한 각도에서의 차량 및 인프라간 V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량 상호간 V2V(Vehicle to Vehicle), 차량 및 모바일기기간 V2N(Vehicle to Nomadic devices) 등과 같은 V2X(Vehicle to Everything) 통신을 양호하게 할 수 있는 무지향성 WAVE 안테나를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 V2X 통신을 위한 샤크핀 안테나의 좁은 공간에서의 점유공간을 최소화시킬 수 있는 무지향성 WAVE 안테나를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 이상적인 무지향성 특성을 나타낼 뿐만 아니라 무지향성 WAVE 안테나의 높이를 크게 하지 않아도 양호한 특성의 확보가 가능한 무지향성 WAVE 안테나를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 이상적인 무지향성 특성[5850㎒∼5892㎒에 이르기까지의 평균이득(Avg.), Peak 이득, Null Point, 대역폭(BW), 지향성(Dir.)에서의 이상적인 미지향성 특성 값]을 발휘하는 무지향성 WAVE 안테나를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 결과 GPS 안테나가 들어가더라도 무지향성 특성을 잃지 않고 우수한 공진 특성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 -20dB이상의 양호한 Isolation 특성을 가지는 무지향성 WAVE 안테나를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 표면전류, 전계밀도 및 자계밀도를 통해 확인할 수 있는 바와 같이 무지향성 확산안테나들이 무지향성 중심안테나와 분리되어 있음에도 불구하고 무지향성 빔 패턴 형성에 적극적 역할을 하는 무지향성 WAVE 안테나를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
베이스기판 위에 세워져 공진주파수에서 무지향성 빔 패턴을 형성하는 무지향성 중심안테나와, 상기 무지향성 중심안테나로부터 등방향으로 이격되는 상기 베이스기판 위에 세워져 상기 무지향성 중심안테나의 무지향성 빔 패턴을 균등하게 확산시키는 무지향성 확산안테나들을 포함하는 무지향성 WAVE 안테나에 있어서,
상기 무지향성 확산안테나는 상기 베이스기판과 더불어 폐루프를 형성하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 무지향성 중심안테나의 무지향성 빔 패턴을 균등하게 확산시켜 Null Point 현상을 없애면서 온전한 Omni한 통신을 가능케 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 각도에서의 차량 및 인프라간 V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량 상호간 V2V(Vehicle to Vehicle), 차량 및 모바일기기간 V2N(Vehicle to Nomadic devices) 등과 같은 V2X(Vehicle to Everything) 통신을 양호하게 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 V2X 통신을 위한 샤크핀 안테나의 좁은 공간에서의 점유공간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 이상적인 무지향성 특성을 나타낼 뿐만 아니라 무지향성 WAVE 안테나의 높이를 크게 하지 않아도 양호한 특성의 확보가 가능한 효과가 있다.
본 발명은 이상적인 무지향성 특성[5850㎒∼5892㎒에 이르기까지의 평균이득(Avg.), Peak 이득, Null Point, 대역폭(BW), 지향성(Dir.)에서의 이상적인 미지향성 특성 값]을 발휘하는 효과가 있다.
본 발명은 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 결과 GPS 안테나가 들어가더라도 무지향성 특성을 잃지 않고 우수한 공진 특성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 -20dB이상의 양호한 Isolation 특성을 가지는 효과가 있다.
본 발명은 표면전류, 전계밀도 및 자계밀도를 통해 확인할 수 있는 바와 같이 무지향성 확산안테나들이 무지향성 중심안테나와 분리되어 있음에도 불구하고 무지향성 빔 패턴 형성에 적극적 역할을 하는 효과가 있다.
도 1a는 차량 및 기지국 안테나 통신인 V2I 그리고 차량 및 차량간 통신인 V2V의 모습을 나타내는 이미지.
도 1b는 차량 및 차량간 통신인 V2V의 모습을 상측에서 바라본 이미지.
도 1c는 경사지역에서의 차량 및 차량간 통신인 V2V의 모습을 측면에서 바라본 이미지.
도 2는 이상적인 무지향성 안테나의 방사패턴을 다양한 각도에서 바라본 이미지.
도 3은 실험용 WAVE 안테나를 챔버에서 측정하고 있는 모습을 촬영한 사진.
도 4a는 통상의 샤크핀 안테나(Sark Fin Antenna)를 나타내는 이미지.
도 4b는 통상의 샤크핀 안테나에 적용된 WAVE 안테나의 수평면 방사패턴을 나타내는 이미지.
도 5a는 선행기술문헌(대한민국 공개특허공보 제10-2016-0050639; 다방향 안테나)에 소개된 다이폴 안테나에서 형성되는 방사패턴의 사시도.
도 5b는 도 5a의 다이폴 안테나에서 형성되는 방사패턴의 평면도.
도 5c는 선행기술문헌의 일 실시예에 따른 다방향 안테나의 개략적 사시도.
도 5d는 도 5c의 다방향 안테나의 평면도.
도 5e는 도 5c의 다방향 안테나에서 형성되는 방사패턴의 사시도.
도 5f는 도 5c의 다방향 안테나에서 형성되는 방사패턴의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 도 3의 챔버 내 1M 원형반사판에 탑재시킨 모습을 나타내는 사시도 및 확대도.
도 7a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 3D 빔 패턴 및 VSWR, S11을 나타내는 그래프.
도 7b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 표면전류를 나타내는 이미지.
도 7c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 전계밀도를 나타내는 이미지.
도 7d는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 자계전류를 나타내는 이미지.
도 8a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 8b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 8c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 9는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)의 Theta 90°, 95° 및 100° 에 대한 최대이득 및 최소 Null Point를 나타내는 표.
도 10은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)의 베이스기판에 장착한 모습을 나타내는 사진.
도 11a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)에 장착한 후 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 11b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)에 장착한 후 Theta 85°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 11c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)에 장착한 후 Theta 80°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 12는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)에 장착한 후 시뮬레이션으로 확인한 Theta 90°, 85° 및 80° 에 대한 표.
도 13은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련한 사시도.
도 14a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 3D 방사패턴을 나타내는 이미지.
도 14b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 VSWR를 나타내는 그래프.
도 14c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 S21을 나타내는 그래프.
도 15a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 표면전류를 나타내는 이미지.
도 15b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 전계밀도를 나타내는 이미지.
도 15c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 자계전류를 나타내는 이미지.
도 16a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE1 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 16b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE1 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 16c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE1 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 17a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE2 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 17b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE2 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 17c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE2 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 18은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)가 GPS 안테나와 함께 마련된 경우의 Theta 90°, 95° 및 100° 에 대한 최대이득 및 최소 Null Point를 나타내는 표.
도 19는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용된 모습을 나타내는 사진.
도 20은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 시뮬레이션한 VSWR, S11을 나타내는 그래프.
도 21a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE1 안테나로서 동작되는 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 21b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE1 안테나로서 동작되는 Theta 85°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 21c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE1 안테나로서 동작되는 Theta 80°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 22a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE2 안테나로서 동작되는 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 22b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE2 안테나로서 동작되는 Theta 85°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 22c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE2 안테나로서 동작되는 Theta 80°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 23a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE1 안테나로서 동작되는 시뮬레이션 확인한 Theta 90°, 85° 및 80° 에 대한 표.
도 23b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 장착한 WAVE2의 시뮬레이션 확인한 Theta 90°, 85° 및 80° 에 대한 표.
도 24는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나와 타사 WAVE 안테나를 측정한 비교 데이터.
도 25는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이를 확인하기 위한 사시도.
도 26a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.15λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 26b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.15λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 26c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.15λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 27a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.22λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 27b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.22λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 27c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.22λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 28a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.32λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 28b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.32λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 28c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이가 0.32λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 29는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판의 길이 변화에 대한 Theta 90°, 95° 및 100° 에 대한 수평 방사패턴 결과표.
도 30은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나에 적용된 스타트판 또는 엔드판의 길이를 확인하기 위한 사시도.
도 31a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 31b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.10λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 31c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.10λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 32a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.13λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 32b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.13λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 32c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.13λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 33a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.17λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 33b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.17λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 33c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판 또는 엔드판의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.17λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지.
도 34는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 폐루프의 수직 길이 변화에 대한 Theta 90°, 95° 및 100° 에 대한 수평 방사패턴 결과표.
본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 도 3의 챔버 내 1M 원형반사판에 탑재시킨 모습을 나타내는 사시도 및 확대도이다.
본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나는 도 6에 도시된 바와 같이 후술의 베이스기판(B) 위에 세워져 공진주파수에서 무지향성 빔 패턴을 형성하는 무지향성 중심안테나(A)와, 무지향성 중심안테나(A)로부터 등방향으로 이격되는 베이스기판(B) 위에 세워져 무지향성 중심안테나(A)의 무지향성 빔 패턴을 균등하게 확산시키는 무지향성 확산안테나(H)들을 포함한다.
베이스기판(B)은 예를 들어 샤크핀 안테나의 베이스기판(B)이라 할 수 있고, 이 베이스기판(B) 위에 세워진 무지향성 중심안테나(A)는 다이폴안테나일 수 있으며, 다이폴안테나는 위 [발명의 배경이 되는 기술]에서 설명된 바와 같이 무지향성 빔 패턴을 형성한다. 나아가, 본 발명에 따라 무지향성 확산안테나(H)는 무지향성 중심안테나(A)로부터 등방향으로 이격되는 베이스기판(B) 위에 세워져 무지향성 중심안테나(A)의 무지향성 빔 패턴을 커플링으로 균등하게 확산시킬 수 있도록 하여 선행기술문헌의 빔분할판의 한계인 분할방향으로의 Null Point 현상을 없애 Omni한 통신을 가능케 한다.
특히, 무지향성 확산안테나(H)는 베이스기판(B)과 더불어 폐루프를 형성토록 하여 후술하는 바와 같이 다양한 각도에서의 차량 및 인프라간 V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량 상호간 V2V(Vehicle to Vehicle), 차량 및 모바일기기간 V2N(Vehicle to Nomadic devices) 등과 같은 V2X(Vehicle to Everything) 통신을 가능하게 한다.
더욱 구체적으로, 무지향성 확산안테나(H)는 도 6에 도시된 바와 같이 무지향성 중심안테나(A)로부터 등방향으로 이격되는 베이스기판(B) 위에 세워진 스타트판(H1) 및 엔드판(H2)과, 스타트판(H1) 및 엔드판(H2)을 연결해주는 가교판(H3)으로 이루어져, 베이스기판(B)과 더불어 폐루프를 형성할 수 있도록 하여 다양한 각도에서의 V2X 통신을 가능토록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 가교판(H3)은 스타트판(H1)으로부터 엔드판(H2)에 이르기까지 수평방향으로 연장되어 무지향성 확산안테나(H)로 하여금 베이스기판(B)과 더불어 폐루프를 이루도록 할 수 있으며, 나아가 가교판(H3)은 스타트판(H1)으로부터 엔드판(H2)에 이르기까지 횡방향 및 종방향으로 연이어 절곡되는 형상으로 이루어질 수 있도록 하여 길이의 연장효과로서 샤크핀 안테나의 좁은 공간에서의 점유공간을 최소화시킬 수 있도록 한다.
바람직하게, 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)은 무지향성 중심안테나(A)의 공진주파수에 대하여 0.10∼0.17λ의 높이로 이루어지도록 하고, 가교판(H3)은 무지향성 중심안테나(A)의 공진주파수에 대하여 0.15∼0.32λ의 길이로 이루어질 수 있도록 하며, 특히 무지향성 확산안테나(H)들은 무지향성 중심안테나(A)로부터 2등분의 등방향, 3등분의 등방향 및 4등분의 등방향 중 어느 하나로 베이스기판(B) 위에 이격 마련되도록 하여, 방사상의 무지향성 빔 패턴을 온전히 구현케 한다.
도 7a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 3D 빔 패턴 및 VSWR, S11을 나타내는 그래프이고, 도 7b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 표면전류를 나타내는 이미지이고, 도 7c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 전계밀도를 나타내는 이미지이고, 도 7d는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 자계전류를 나타내는 이미지이다.
본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나는 도 6에 도시된 바와 같이 무지향성 확산안테나(H)들이 무지향성 중심안테나(A)로부터 예를 들면 4등분의 등방향으로 베이스기판(B) 위에 이격 마련되어 방사상의 무지향성 빔 패턴을 온전히 구현케 하며, 그 구체적인 구성으로는 무지향성 중심안테나(A)로부터 등방향으로 이격되는 베이스기판(B) 위에 스타트판(H1) 및 엔드판(H2)과, 스타트판(H1) 및 엔드판(H2)을 연결해주는 가교판(H3)으로 이루어져 베이스기판(B)과 더불어 폐루프를 형성할 수 있도록 하여 다양한 각도에서의 V2X 통신을 가능토록 하며, 바람직하게 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)은 무지향성 중심안테나(A)의 공진주파수(5.85㎓ 또는 5.915㎓)에 대하여 0.10∼0.17λ의 높이로 이루어지고, 가교판(H3)은 무지향성 중심안테나(A)의 공진주파수에 대하여 0.15∼0.32λ의 길이로 이루어져, 도 7a에 도시된 바와 같이 Omni한 무지향성의 빔 패턴을 형성하면서 공진주파수에서의 S11 및 VSWR이 매우 우수하게 나타남을 확인할 수 있었고, 도 7b의 표면전류 이미지, 도 7c의 전계밀도 이미지 및 도 7d의 자계밀도 이미지와 같이 무지향성 확산안테나(H)들이 무지향성 중심안테나(A)와 분리되어 있음에도 불구하고 무지향성 빔 패턴 형성에 적극적 역할을 하고 있음을 알 수 있었다.
도 8a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 8b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 8c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이며, 도 9는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)의 Theta 90°, 95° 및 100° 에 대한 최대이득 및 최소 Null Point를 나타내는 표이다.
도 8a 내지 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나는 시뮬레이션 2D 결과 매우 이상적인 무지향성 특성을 나타냄을 확인할 수 있었고, 통상의 WAVE 안테나와 같이 안테나 높이를 크게 하지 않아도 양호한 특성의 확보가 가능함을 확인할 수 있었다.
도 10은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)의 베이스기판(B)에 장착한 모습을 나타내는 사진이고, 도 11a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)에 장착한 후 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 11b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)에 장착한 후 Theta 85°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 11c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)에 장착한 후 Theta 80°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이며, 도 12는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 샤크핀 안테나(V2X 통신)에 장착한 후 시뮬레이션으로 확인한 Theta 90°, 85° 및 80° 에 대한 표이다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 V2X 통신에 장착한 시뮬레이션 2D 수평 빔 패턴 역시 매우 이상적인 무지향성 특성[5850㎒∼5892㎒에 이르기까지의 평균이득(Avg.), Peak 이득, Null Point, 대역폭(BW), 지향성(Dir.)에서의 이상적인 미지향성 특성 값]을 발휘함을 확인할 수 있었으며, 실제 적용된 WAVE 안테나들과 같이 높은 안테나 높이를 갖지 않아도 양호한 특성의 확보가 가능함을 확인할 수 있었다.
도 13은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련한 사시도이고, 도 14a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 3D 방사패턴을 나타내는 이미지이고, 도 14b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 VSWR를 나타내는 그래프이고, 도 14c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 S21을 나타내는 그래프이다.
본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 도 13에 도시된 바와 같이 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 결과 GPS 안테나가 들어가더라도 도 14a 내지 도 14c에 도시된 바와 같이 무지향성 특성을 잃지 않고 우수한 공진 특성을 확보할 수 있었으며, 특히 크기를 작게 하더라도 가까운 거리에서 -20dB이상의 양호한 Isolation 특성을 확인하였다.
도 15a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 표면전류를 나타내는 이미지이고, 도 15b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 전계밀도를 나타내는 이미지이고, 도 15c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 MIMO ANT로 설계한 후 GPS 안테나와 함께 마련하여 시뮬레이션한 자계전류를 나타내는 이미지이다.
본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나는 도 15a의 표면전류, 도 15b의 전계밀도 및 도 15c의 자계밀도를 통해 확인할 수 있는 바와 같이 무지향성 확산안테나(H)들이 무지향성 중심안테나(A)와 분리되어 있음에도 불구하고 무지향성 빔 패턴 형성에 적극적 역할을 하고 있음을 알 수 있었다.
도 16a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE1 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 16b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE1 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 16c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE1 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이며, 도 17a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE2 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 17b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE2 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 17c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 WAVE2 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)로서 동작된 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이며, 도 18은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나(공진주파수 5.85㎓ 또는 5.915㎓)가 GPS 안테나와 함께 마련된 경우의 Theta 90°, 95° 및 100° 에 대한 최대이득 및 최소 Null Point를 나타내는 표이다.
도 15a 내지 도 18에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나는 WAVE1 및 WAVE2로 적용된 경우의 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있는 바와 같이 단일의 무지향성 WAVE 안테나의 데이터와 큰 차이가 없었으며 GPS 안테나 및 2개의 무지향성 WAVE 안테나의 영향에도 불구하고 Avg. gain -3.0dBi의 spec보다 높은 성능을 보였으며 Null 수준도 다른 양산 제품들에 비해 월등한 성능임을 확인하였으며, 360°를 커버할 수 있을 정도의 무지향성 특성도 확인할 수 있었다.
도 19는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용된 모습을 나타내는 사진이고, 도 20은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 시뮬레이션한 VSWR, S11을 나타내는 그래프이다.
도 21a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE1 안테나로서 동작되는 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 21b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE1 안테나로서 동작되는 Theta 85°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 21c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE1 안테나로서 동작되는 Theta 80°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 22a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE2 안테나로서 동작되는 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 22b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE2 안테나로서 동작되는 Theta 85°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 22c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE2 안테나로서 동작되는 Theta 80°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 23a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 적용시켜 WAVE1 안테나로서 동작되는 시뮬레이션 확인한 Theta 90°, 85° 및 80° 에 대한 표이며, 도 23b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 장착한 WAVE2의 시뮬레이션 확인한 Theta 90°, 85° 및 80° 에 대한 표이다,
도 21a 내지 도 23b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나를 실제 샤크핀 안테나에 장착시켜 시뮬레이션한 2D 수평 빔 패턴 역시 매우 이상적인 무지향성 특성[5850㎒∼5892㎒에 이르기까지의 평균이득(Avg.), Peak 이득, Null Point, 대역폭(BW), 지향성(Dir.)에서의 이상적인 미지향성 특성 값]을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 실제 적용된 WAVE 안테나들과 같이 높은 안테나 높이를 갖지 않아도 양호한 특성의 확보가 가능함을 확인할 수 있었다.
도 24는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나와 타사 WAVE 안테나를 측정한 비교 데이터이다.
도 24와 같이 A사, B사, 그리고 본 발명에서 제안한 구조의 WAVE 안테나들의 측정 비교 데이터에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나가 Avg. gain 및 Null level 모두 월등하게 좋음을 알 수 있었다.
도 25는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이를 확인하기 위한 사시도이다.
도 26a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.15λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 26b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.15λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 26c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.15λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 27a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.22λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 27b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.22λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 27c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.22λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 28a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.32λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 28b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.32λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 28c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이가 0.32λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 29는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 가교판(H3)의 길이 변화에 대한 Theta 90°, 95° 및 100° 에 대한 수평 방사패턴 결과표이다.
도 30은 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나에 적용된 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이를 확인하기 위한 사시도이다.
도 31a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 31b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.10λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 31c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.10λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 32a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.13λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 32b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.13λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 32c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.13λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 33a는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.17λ인 경우의 Theta 90°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 33b는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.17λ인 경우의 Theta 95°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 33c는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)의 길이가 0.10λ인 경우의 길이가 0.17λ인 경우의 Theta 100°의 2D 수평 빔 패턴을 나타내는 이미지이고, 도 34는 본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나의 폐루프의 수직 길이 변화에 대한 Theta 90°, 95° 및 100° 에 대한 수평 방사패턴 결과표이다.
본 발명에 따른 무지향성 WAVE 안테나는 도 25 내지 도 34에 도시된 바와 같이 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)은 무지향성 중심안테나(A)의 공진주파수에 대하여 0.10∼0.17λ의 높이로 이루어지고, 가교판(H3)은 무지향성 중심안테나(A)의 공진주파수에 대하여 0.15∼0.32λ의 길이로 이루어질 때 가장 좋은 Null value을 가짐을 확인하였다.
본 발명은 차량 및 인프라간 V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량 상호간 V2V(Vehicle to Vehicle), 차량 및 모바일기기간 V2N(Vehicle to Nomadic devices) 등과 같은 V2X(Vehicle to Everything) 통신으로 차량 상태 정보와 도로 상태 정보를 실시간으로 무선통신 전달하는 기술 분야에 이용될 수 있다.
B : 베이스기판 A : 무지향성 중심안테나
H : 무지향성 확산안테나 H1 : 스타트판
H2 : 엔드판 H3 : 가교판

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 베이스기판(B) 위에 세워져 공진주파수에서 무지향성 빔 패턴을 형성하는 무지향성 중심안테나(A)와, 상기 무지향성 중심안테나(A)로부터 등방향으로 이격되는 상기 베이스기판(B) 위에 세워져 상기 무지향성 중심안테나(A)의 무지향성 빔 패턴을 균등하게 확산시키는 무지향성 확산안테나(H)들을 포함하는 무지향성 WAVE 안테나에 있어서,
    상기 무지향성 확산안테나(H)는 상기 무지향성 중심안테나(A)로부터 등방향으로 이격되는 상기 베이스기판(B) 위에 세워진 스타트판(H1) 및 엔드판(H2)과, 상기 스타트판(H1) 및 엔드판(H2)을 연결해주는 가교판(H3)으로 이루어져, 상기 베이스기판(B)과 더불어 폐루프를 형성하는 것을 특징으로 하는 무지향성 WAVE 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가교판(H3)은 상기 스타트판(H1)으로부터 상기 엔드판(H2)에 이르기까지 수평방향으로 연장되어 상기 무지향성 확산안테나(H)로 하여금 상기 베이스기판(B)과 더불어 폐루프를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 무지향성 WAVE 안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가교판(H3)은 상기 스타트판(H1)으로부터 상기 엔드판(H2)에 이르기까지 횡방향 및 종방향으로 연이어 절곡되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무지향성 WAVE 안테나.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스타트판(H1) 또는 엔드판(H2)은 상기 무지향성 중심안테나(A)의 공진주파수에 대하여 0.10∼0.17λ의 높이로 이루어지고,
    상기 가교판(H3)은 상기 무지향성 중심안테나(A)의 공진주파수에 대하여 0.15∼0.32λ의 길이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무지향성 WAVE 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무지향성 확산안테나(H)들은 상기 무지향성 중심안테나(A)로부터 2등분의 등방향, 3등분의 등방향 및 4등분의 등방향 중 어느 하나로 상기 베이스기판(B) 위에 이격 마련되는 것을 특징으로 하는 무지향성 WAVE 안테나.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 무지향성 중심안테나(A)는 다이폴안테나인 것을 특징으로 하는 무지향성 WAVE 안테나.
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