KR101972257B1 - 차량 안테나 유리판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 내부를 외부 주변부로부터 분리하기 위한 차량 창 지역적 유리판(100)에 관한 것으로서, 그러한 차량 지역적 유리판(100)은, 적어도: - 외부 표면(III)을 가지는 내부 상부 유리판(1), - 내부 표면(II)을 가지는 외부 상부 유리판(2), - 외부 상부 유리판(2)의 내부 표면(II)을 내부 유리판(1)의 외부 상부 표면(III)에 면-대-면으로 연결하는 적어도 하나의 중간 층(3, 3'), - 내부 유리판(1)과 외부 유리판(2) 사이에 배열된, 평면형 지역적 구조물(4), - 지역적 구조물(4)과 관련하여 내부 측면 상에 배열된 기저부 판(5)을 포함하고, 여기에서, - 적어도 하나의 유전체는 지역적 구조물(4)과 기저부 판(5) 사이에 배열되고, 유전체는 적어도, 내부 유리판(1), 중간 층(3, 3'), 또는 내부 유리판(1) 및 중간 층(3, 3')으로 이루어지며, - 지역적 구조물(4)은 1:1 내지 10:1의 길이(lA) 대 폭(bA)의 비율을 가지는 기저부 면적을 구비하고, 그리고 - 기저부 판(5)은 내부 유리판(1)에 대한 지역적 구조물(4)의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열된다.

Description

차량 안테나 유리판
본 발명의 차량 안테나 유리판, 차량 안테나 유리판의 생산 방법, 및 그 용도에 관한 것이다.
범지구 위성 항법 시스템(GNSS)을 이용하는 항행을 위한 시스템이 종종 현대의 차량 내로 통합된다. 동작 중인 시스템은, 예를 들어, 범지구 위치확인 시스템(GPS) 또는 러시아의 범지구 위성 항법 시스템(GLONASS)가 있다. 이러한 것을 위해서 필요한 안테나는, 예를 들어 US　20140176374　A1로부터 공지된 바와 같이, 차량 본체 상에 그에 따라 차량 내부의 외측에 배열될 수 있다. 그러한 안테나는 매력이 없는데, 이는 그러한 안테나가 차량의 미적 외관에 부정적으로 영향을 미치고, 풍절음을 유발할 수 있고, 손상이나 파괴에 민감하기 때문이다.
대안적으로, GNSS 안테나는 차량 내부에, 예를 들어 계기판 아래 또는 방풍창 아래에 배열될 수 있다. 이러한 경우에, GNSS 위성의 양호한 안테나 수신을 위한 적합한 위치를 찾기 어렵고, 동시에, 계기판 내의 전기 장치로 인한 그리고 차량 엔진으로 인한 EMC 문제를 피하기 어렵다. 또한, 적외선 반사 층 또는 로이(low-E) 층과 같은 전기 전도성 층은 유리판을 통한 전자기 복사선의 투과를 방지할 수 있고 GNSS 신호를 차단할 수 있다.
전형적인 GPS 안테나가 평면형 안테나로서 그리고 전형적으로 패치 안테나로서 실현될 수 있고, 예를 들어, WO　00/22695　A1, DE　202006011919　U1, 또는 DE　202010011837　U1로부터 공지되어 있다. 여기에서, 편평한 금속 안테나 구조물은 인쇄회로기판 또는 세라믹 운반체의 일 측면 상에 배열된다. 편평한 기저부 판은 접지 표면으로서 대향 측면 상에 배열된다. 안테나 구조물 및 기저부 판은 전기선을 통해서 전기 수신 유닛에 연결된다. 인쇄회로기판 또는 세라믹 운반체의 재료 두께로 인해서, 직접적인 방풍창 상의 배열체의 경우에, 안테나는 특정 두께를 가지며 명확하게 보여질 수 있으며, 미적으로 좋지 못하다.
본 발명의 목적은 안테나 및, 특히, GPS 안테나가 용이하게 그리고 경제적으로 통합될 수 있는 개선된 차량 안테나 유리판을 제공하는 것으로 이루어진다.
본 발명의 목적은 독립항인 제1항에 따른 차량 안테나 유리판에 의해서 본 발명에 따라 달성된다. 바람직한 실시예가 종속항에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판은 적어도 이하의 특징을 포함한다:
- 외부 표면(III) 및 내부 표면(IV)을 가지는 내부 유리판,
- 외부 표면(I) 및 내부 표면(II)을 가지는 외부 유리판,
- 외부 유리판의 내부 표면(II)을 내부 유리판의 외부 표면(III)에 지역적으로 연결하는 적어도 하나의 중간 층,
- 내부 유리판과 외부 유리판 사이에 배열되는 평면형 안테나 구조물,
- 안테나 구조물과 관련하여 내부 측면 상에 배열된 기저부 판을 포함하고,
- 상대 유전율(εr)을 가지는 적어도 하나의 유전체가 안테나 구조물과 기저부 판 사이에 배열되고, 유전체는 적어도, 내부 유리판, 중간 층, 또는 내부 유리판 및 중간 층으로 이루어지며,
- 안테나 구조물은 1:1 내지 10:1의 길이(lA) 대 폭(bA)의 비율을 가지는 기저부를 가지고, 그리고
- 기저부 판은 내부 유리판에 대한 안테나 구조물의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열된다.
기저부 판은 바람직하게 접지 표면으로서의 역할을 하고, 즉 기저부 판은 차량의 전기 접지 기준에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판은 차량 내부를 외부 주변부로부터 분리하는데 적합하다. 차량 안테나 유리판은 차량 내부에 대면되는 차량 안테나 유리판의 내부 표면(II, IV)뿐만 아니라, 차량 내부로부터 멀어지는 쪽으로 대면되는 외부 표면(I, III)을 형성한다.
안테나 구조물은 편평한 전기 전도성 구조물 또는 층이다. 안테나 구조물은 내부 유리판과 외부 유리판 사이에 배열된다. 기저부 판은 또한 전기 전도성 구조물 또는 층이다. 기저부 판은 안테나 구조물과 관련하여 내부 측면 상에 배열된다. 이는 기저부 판이 안테나 구조물 보다 차량 내부에 더 근접하여 배열된다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 생산 및 이용 조건 하에서 열적 및 화학적으로 안정적일 뿐만 아니라 치수적으로도 안정적인 모든 전기 절연 기재는 기본적으로 내부 유리판 및 외부 유리판으로서 적합할 수 있다.
내부 유리판 및/또는 외부 유리판은 바람직하게는 유리, 특히 바람직하게는 평판 유리, 플로트 유리, 석영 유리, 붕규산 유리, 소다 석회 유리, 또는 투명 플라스틱, 바람직하게는 강성 투명 플라스틱, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 그 혼합물을 포함한다. 내부 유리판 및/또는 외부 유리판은, 특히 차량의 방풍창 또는 뒷창으로서의 차량 안테나 유리판의 용도 또는 높은 광 투과율이 요구되는 다른 용도를 위해서, 바람직하게 투명하다. 본 발명의 맥락에서, 가시광선 스펙트럼 범위에서 70% 초과의 투과율을 가지는 유리판이 "투명한 것"으로 간주된다. 운전자의 운전-관련 시계 내에 배치되지 않는 차량 안테나 유리판, 예를 들어, 천장 패널의 경우에, 투과율은 또한 상당히 더 낮을 수 있고, 예를 들어 5% 이상일 수 있다.
내부 유리판 및/또는 외부 유리판의 두께는 크게 다를 수 있고 그에 따라 이상적으로 개별적인 경우의 요구 사항에 맞춰 구성될 수 있다. 바람직하게, 1.0 mm 내지 25 mm, 바람직하게 1.4 mm 내지 2.5 mm의 표준 두께가 차량 유리를 위해서 이용된다. 내부 유리판 및/또는 외부 유리판의 크기는 크게 다를 수 있고 본 발명에 따른 용도의 크기에 의해서 결정된다. 내부 유리판 및/또는 외부 유리판은, 예를 들어, 자동차 분야에서, 200 cm²내지 3 m²의 일반적인 면적을 갖는다.
차량 안테나 유리판은 임의의 3-차원적 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 3-차원적 형상은 음영 구역을 가지지 않고, 그에 따라, 예를 들어, 음극 스퍼터링에 의해서 코팅될 수 있다. 바람직하게, 내부 유리판 및 외부 유리판은 편평하거나 하나의 또는 복수의 공간적 방향으로 약간 굽혀진다. 특히, 평판 유리판이 이용된다. 유리판은 무색이거나 채색될 수 있다.
내부 유리판 및/또는 외부 유리판은 바람직하게 2 내지 8 그리고 특히 바람직하게 6 내지 8의 상대 유전율(εr,1/2)을 갖는다. 그러한 상대 유전율에서, 특히 양호한 안테나 수신 및 투과 성질을 획득할 수 있었다.
내부 유리판 및/또는 외부 유리판은 적어도 하나의 중간 층에 의해서 서로 연결된다. 중간 층은 바람직하게 투명하다. 중간 층은 바람직하게는 적어도 하나의 플라스틱, 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 함유한다. 그러나, 중간 층은 또한 예를 들어 폴리우레탄(PU), 폴리프로필렌(PP), 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아세테이트 수지, 주조 수지, 아크릴레이트, 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌, 폴리비닐 플루오라이드 및/또는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌, 또는 그 공중합체 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 중간 층은 하나의 막 또는 심지어 서로 상하로 또는 옆으로 나란히 배열된 하나의 또는 심지어 복수의 막에 의해서 형성될 수 있고, 막의 두께는 바람직하게는 0.025 mm 내지 1 mm, 전형적으로는 0.38 mm 또는 0.76 mm이다. 중간 층은 바람직하게 열가소성체일 수 있고 그리고, 적층 후에, 내부 유리판 및 외부 유리판 그리고 가능하게는 다른 중간 층을 서로 접합시킬 수 있다.
중간 층은 바람직하게 2 내지 4 그리고 특히 바람직하게 2.1 내지 2.9의 상대 유전율(ε,r3)을 갖는다. 그러한 상대 유전율에서, 특히 양호한 안테나 성질을 획득할 수 있었다.
상대 유전율(εr)을 가지는 적어도 하나의 유전체가 안테나 구조물과 기저부 판 사이에 배열된다. 안테나 구조물이 내부 유리판과 외부 유리판 사이에 배열되기 때문에, 3개의 바람직한 구성이 발생된다.
안테나 구조물은 외부 유리판과 중간 층 사이에 배열된다. 이어서, 기저부 판은 중간 층과 내부 유리판 사이에 또는 내부 유리판의 내부 표면(IV) 상에 배열될 수 있다. 첫 번째 경우에, 안테나 구조물과 기저부 판 사이에 배열된 유전체가 중간 층을 포함하거나 그로 이루어지고; 두 번째 경우에, 유전체는 중간 층 및 내부 유리판을 포함하거나 그로 이루어진다.
대안적으로, 안테나 구조물은 중간 층과 내부 유리판 사이에 배열될 수 있다. 이어서, 기저부 판은 내부 유리판의 내부 표면(IV) 상에 배열된다. 이러한 경우에, 유전체는 내부 유리판을 포함하거나 그로 이루어진다.
모든 경우에, 기저부 판은 내부 유리판에 대한 안테나 구조물의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열된다. 이는, 차량 내부, 즉 차량 안테나 유리판의 내부 표면(IV)으로부터 차량 안테나 유리판을 통해서 바라볼 때, 기저부 판 만이 보여질 수 있고 기저부 판은 안테나 구조물의 관찰을 완전히 가린다는 것을 의미한다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 기저부 판의 면적은 안테나 구조물의 면적 보다 크고, 바람직하게 적어도 10% 만큼, 그리고 특히 바람직하게 적어도 25% 만큼 더 크다. 본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 기저부 판은, 안테나 구조물의 직각 투사 내에서, 각각의 경우에 적어도 2　mm 만큼, 바람직하게 적어도 5　mm 만큼, 그리고 특히 적어도 10　mm 만큼 안테나 구조물의 주변부를 지나서 돌출된다.
안테나 구조물은 1:1 내지 10:1, 바람직하게 1:1 내지 2:1, 그리고 특히 바람직하게 1:1 대 1.1:1의 길이(lA) 대 폭(bA)의 비율을 가지는 기저부를 갖는다. 안테나 구조물의 기저부는 바람직하게 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 4개 초과의 모서리를 가지는 다각형, 타원형, 또는 원형이다. 직사각형의 경우에, 길이(lA)는 직사각형의 긴 변의 길이에 상응하고, 폭(bA)은 직사각형의 짧은 변의 길이에 상응한다. 동일한 변 길이를 가지는 정사각형인 또는 실질적으로 정사각형인 기저부의 경우에, 길이(lA) 및 폭(bA)은 결과적으로 1:1의 비율을 갖는다. 직사각형이 아닌, 특히, 타원형인 구조물의 경우에, 길이(lA)는 구조물의 최대 길이에 의해서 결정되고, 폭(bA)은 길이(lA)에 직각으로 연장되는 방향의 길이에 의해서 결정된다. 원형 기저부의 경우에, 길이(lA) 및 폭(bA)은 1:1의 비율을 갖는다.
특히, 직사각형 또는 정사각형 기저부의 경우에, 본 발명의 맥락에서, 하나의, 바람직하게 서로 대각선 방향으로 대향되어 배치된 2개의 모서리, 그리고 특히 바람직하게, 모든 모서리가 사면화될 수 있다. 그에 따라, 안테나 구조물은 수신하고자 하는 전자기 복사선에 맞춰 유리하게 조정될 수 있다. 사면은 유리하게 길이(lA) 및/또는 폭(bA)의 20% 미만, 바람직하게 10% 미만에 상당한다.
안테나 구조물의 치수는, 일반적으로, 희망 주파수 대역 및 각각의 용도에 따라 달라진다. 주파수 범위가 0.8　GHz 내지 2.7 GHz인 모바일 통신의 경우에, 안테나 구조물은 전형적으로 20　mm 내지 60　mm의 길이(lA) 및/또는 폭(bA)을 갖는다. 주파수 범위가 1.2 GHz 내지 1.7 GHz인 위성-지원 항법(GNSS)을 위한 적용예의 경우에, 안테나 구조물은 전형적으로 30 mm 내지 40 mm의 길이(lA) 및/또는 폭(bA)을 갖는다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 안테나 구조물은 1575.42 MHz의 주파수 및 우측 원형 편광화 전자기 발진 평면(right circularly polarized electromagnetic plane of oscillation)을 가지는 GPS 신호에 최적화된다. 이를 위해서, 안테나 구조물은 36　mm의 길이(lA) 및 34　mm의 폭(bA) 그리고, 결과적으로, 약 1.06:1의 비율을 가지는 직사각형 기저부를 갖는다.
안테나 구조물은 유리하게 다른 절취부를 가질 수 있다. 슬롯-형상의 절취부가 특히 유리하다. 안테나 구조물의 직사각형 또는 정사각형 기저부의 경우에, 슬롯-형상의 절취부의 긴 변은 바람직하게 기저부의 대각선에 평행하게 그리고 특히 기저부의 대각선을 따라 정렬된다. 슬롯-형상의 절취부는, 예를 들어, 유리하게 길이(lS)가 5　mm 내지 20　mm, 바람직하게 7.5　mm 내지 12.5　mm이고, 폭(bS)이 0.5　mm 내지 5.0　mm, 바람직하게 0.9　mm 내지 3.1　mm인 직사각형 형상을 갖는다.
또한, 안테나 구조물은, 안테나 구조물과 안테나 구조물의 기저부 내의 신호선 사이의 전기선 연결부의 양 측면 상에 배열되는 직사각형 절취부를 가질 수 있다. 절취부는, 송신 또는 수신 전자기기의 신호선을 통해서 공급되는 안테나 신호의 안테나 구조물의 내외로의 특히 양호한 결합 또는 결합분리를 가능하게 한다는 특별한 장점을 갖는다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 안테나 구조물 및/또는 기저부 판은 인쇄되고 소성된(fired) 전기 전도성 페이스트, 바람직하게 은-함유 스크린 인쇄 페이스트로 제조된다. 인쇄되고 소성된 전기 전도성 페이스트는 유리하게 3 ㎛ 내지 20　㎛의 두께 및 0.001　ohm/square 내지 0.03　ohm/square, 바람직하게 0.002　ohm/square 내지 0.018　ohm/square의 시트 저항을 갖는다. 그러한 안테나 구조물 및 기저부 판은 산업적 생산 프로세스에 통합하기 용이하고 경제적으로 생산하기 용이하다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 안테나 구조물 및/또는 기저부 판은 전기 전도성 호일, 바람직하게 금속 호일 그리고, 특히, 구리, 은, 금, 또는 알루미늄 호일로 제조된다. 그러한 호일은 또한 운반체 막, 예를 들어, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 중합체 운반체 막 상에 배열될 수 있다. 운반체 막 상의 그러한 안테나 구조물 및 기저부 판은 특히 유리한데, 이는 기저부 판을 가지는 전체 안테나 구조물이 하나의 유닛으로 제조될 수 있고 추후에 조립 중에 차량 안테나 유리판 내에 편리하고 정확하게 배치될 수 있기 때문이다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 안테나 구조물 및/또는 기저부 판은, 무-코팅(coating-free) 분리 구역, 특히 무-코팅 분리선에 의해서 전기 전도성 층을 주위 층으로부터 전기적으로 격리시키는 전기 전도성 구조물로 제조된다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 분리 구역은 완전한 무-코팅이 아니고, 그 대신에, 많은 수의 교차 분리선에 의해서, 이하에서 격자로서 또한 지칭되는, 서로 전기적으로 격리된 작은 영역으로 분할된다. 나머지 전기 전도성 층이 유입 고주파 전자기 복사선과 상호작용하지 않도록, 격자의 치수가 선택된다. 전형적으로, 2개의 인접한 분리선들 사이의 최대 거리는 3　mm 이하이다.
완전한 무-코팅 분리 구역 및 격자형 분리 구역을 위한 분리 구역의 폭은 5　mm 이상이고, 바람직하게,
Figure 112017094976153-pct00001
이상이며, 여기에서 λ는 안테나 구조물이 최적화되는 전자기 복사선의 파장이고, εeff는 안테나 구조물 및/또는 기저부 판을 둘러싸는 유전체의 유전율이다. GNSS 시스템에 최적화된 안테나 구조물의 경우에, 폭은 50　mm 내지 90　mm이고, 특히 약 70　mm이다.
그러한 안테나 구조물 및 기저부 판은, 일반적으로, 예를 들어, 전기 가열 가능 유리판 및 태양 복사선에 대한 필터가 통합된 유리판을 가지는 것과 같이, 전기 전도성 층이 유리판 내에 이미 배열된 경우에 특히 유리하다. 여기에서, 전체적으로 무-코닝 분리 구역 또는 전기 전도성 층의 격자는, 계기판 내로 통합되는 안테나와 대조적으로, 가시적인 위성의 수를 효과적으로 제한하지 않으면서(또는 안테나의 공간적 각도를 제한하지 않으면서) 최소한으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 유리한 실시예에서, 분리선의 폭은 30　㎛ 내지 200　㎛ 그리고 바람직하게 70　㎛ 내지 140　㎛이다. 그러한 얇은 분리선은 신뢰 가능하고 적절하게 큰 전기 절연을 허용하고, 동시에, 차량 안테나 유리판을 통한 시야를 약간만 방해하거나 전혀 방해하지 않는다.
본 발명에 따른 전기 전도성 층은 예를 들어 DE　20　2008　017　611　U1, EP　0　847　965　B1, 또는 WO2012/052315　A1로부터 공지되어 있다. 이는 전형적으로 하나의 또는 복수의, 예를 들어 2개, 3개, 또는 4개의 전기 전도적 기능성 층을 포함한다. 기능성 층은 바람직하게 적어도 하나의 금속, 예를 들어, 은, 금, 구리, 니켈, 및/또는 크롬, 또는 금속 합금을 포함한다. 기능성 층은 특히 바람직하게 적어도 90 중량%의 금속, 특히 적어도 99.9 중량%의 금속을 포함한다. 기능성 층은 금속 또는 금속 합금으로 제조될 수 있다. 기능성 층은 특히 바람직하게 은 또는 은-함유 합금을 포함한다. 그러한 기능성 층은 특히 유리한 전기 전도도 및 가시광선 스펙트럼 범위 내의 큰 투과율을 동시에 갖는다. 기능성 층의 두께는 바람직하게 5 nm 내지 50 nm, 특히 바람직하게 8 nm 내지 25 nm이다. 기능성 층의 두께에 대한 이러한 범위에서, 가시광선 스펙트럼 범위 내의 유리하게 큰 투과율 및 특히 유리한 전기 전도도가 달성된다.
전형적으로, 적어도 하나의 유전체 층이, 각각의 경우에, 2개의 인접한 기능성 층 사이에 배열된다. 바람직하게, 다른 유전체 층이 제1 기능성 층 아래에 및/또는 마지막 기능성 층 위에 배열된다. 유전체 층은, 예를 들어, 실리콘 질화물과 같은 질화물 또는 알루미늄 산화물과 같은 산화물을 포함하는 유전체 재료로 제조된 적어도 하나의 개별적인 층을 포함한다. 그러나, 유전체 층은, 각각의 경우에, 또한 복수의 개별적인 층, 예를 들어, 유전체 재료의 개별적인 층, 평활화 층, 적응 층(adaptation layer), 차단 층, 및/또는 반사방지 층을 포함할 수 있다. 유전체 층의 두께는 예를 들어 10 nm 내지 200 nm이다.
이러한 층상형 구조물은 일반적으로, 자기장 강화 음극 스퍼터링과 같은 진공 프로세스에 의해서 실시되는 일련의 피착 작업에 의해서 얻어진다.
다른 적합한 전기 전도성 층은 바람직하게 인듐 주석 산화물(ITO), 불소-도핑된 주석 산화물(SnO2:F), 또는 알루미늄-도핑된 아연 산화물(ZnO:Al)을 포함한다.
전기 전도성 층은, 원칙적으로, 전기적으로 접촉될 수 있는 임의 코팅일 수 있다. 본 발명에 따른 유리판이, 창 섹터 내의 유리판의 경우와 같이, 통과 관찰을 가능하게 하고자 하는 경우에, 전기 전도성 층은 바람직하게 투명하다. 유리한 실시예에서, 전기 전도성 층은 총 두께가 2 ㎛ 이하인, 특히 바람직하게 1 ㎛ 이하인 하나의 층 또는 복수의 개별적인 층으로 이루어진 층 구조물이다.
본 발명에 따른 유리한 투명 전기 전도성 층은 0.4　ohm/square 내지 200　ohm/square의 시트 저항을 갖는다. 특히 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 전기 전도성 층은 0.5　ohm/square 내지 20　ohm/square의 시트 저항을 갖는다. 그러한 시트 저항을 가지는 코팅은, 전형적으로 12 V 내지 48 V의 온-보드 전압을 가지거나, 전기 차량의 경우에, 전형적으로 500　V까지의 온-보드 전압을 가지는 차량 창의 유리판을 가열하는데 있어서 특히 매우 적합하다.
본 발명에 따른 복합 유리판의 유리한 실시예에서, 전기 전도성 층은 2 mm 내지 50 mm, 바람직하게 5 mm 내지 20 mm의 폭 만큼 복합 유리판의 연부로부터 이격되어 배열된다. 이어서, 전기 전도성 층은 대기와 접촉되지 않고, 차량 안테나 유리판의 내부에서, 중간 층에 의해서 손상 및 부식에 대해서 유리하게 보호된다.
전기 전도성 층은 바람직하게 투명한, 전기 전도성 코팅을 포함한다. 여기에서, "투명한"은 300　nm 내지 1,300　nm 파장의 전자기 복사선 및 특히 가시광선에 투과적인 것을 의미한다.
예를 들어 유리판을 통한 관찰이 차단 인쇄부 또는 플라스틱 하우징에 의해서 방지되는 경우로서, 안테나 구조물 및/또는 기저부 판이 차량 안테나 유리판의 영역 내에 배열되는 것으로 인해서 전기 전도성 층이 투명하게 설계될 필요가 없는 경우에, 전기 전도성 층은 또한 투명 전기 전도성 층 보다 상당히 더 두껍게 설계될 수 있다. 그러한 두꺼운 층은 상당히 낮은 시트 저항을 가질 수 있다. 전기 전도성 호일, 바람직하게 금속 호일 및, 특히, 구리, 은, 금 또는 알루미늄 호일이 예를 들어 유리할 수 있다. 전기 전도성 호일은 유리하게 50　㎛ 내지 1000　㎛ 및 바람직하게 100　㎛ 내지 600　㎛의 두께를 갖는다. 전기 전도성 호일은 유리하게 1*106　S/m 내지 10*107　S/m 그리고 바람직하게 3.5*107　S/m 내지 6.5*107　S/m의 전도도를 갖는다.
인쇄된 페이스트, 전기 전도성 호일, 및 분할된 전기 전도성 층과 같은, 언급된 실시예의 안테나 구조물 및 기저부 판이 서로 조합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해서, 안테나 구조물은, 예를 들어, 전기 전도성 호일로 제조되고, 기저부 판은 인쇄된 페이스트로 제조되며, 기타 등등이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 유리한 실시예에서, 안테나 구조물 및 기저부 판은 유리판의 외부 연부 상에 배열된다. 이러한 경우에, 외부 연부까지의 최대 거리는 바람직하게 20 cm 미만, 특히 바람직하게 10 cm 미만이다. 이는 안테나 구조물, 기저부 판 및 공급선을 시각적으로 볼 수 없는 검은색 임프린트 아래에서 또는 커버링으로 예를 들어 카메라 하우징으로 은폐하는 것을 허용한다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 안테나 구조물의 안테나 받침점은 편평한 전도체를 통해서 차량 안테나 유리판의 연부로 그리고 그 외부로 안내된다. 편평한 전도체는, 스트립 전도체로서 그리고 바람직하게 공통 평면적 스트립 전도체로서 차량 본체에 인접하여 배열될 수 있는 영역 내에서 적어도 제공될 수 있고, 그 신호선은 안테나 구조물과 전기 전도적으로 결합되고 그 차폐부는 기저부 판과 전기 전도적으로 결합된다. 여기에서, "전기 전도적으로 결합된"은 바람직하게 "전기화학적으로 결합된(galvanically coupled)" 것을 의미한다. 대안적으로, 결합이 또한 용량적일 수 있다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 안테나 구조물 및 스트립 전도체의 신호선 및/또는 기저부 판 및 스트립 전도체의 차폐부가 하나의 단편으로 제공된다. 이는 안테나의 여러 섹션들 사이의 전이부에서의 전도 손실을 방지한다. 또한, 그러한 하나의-단편의 구조는, 각각의 요소가 공통 운반체 막 상에 배열될 때, 특히 단순하게 생산된다.
스트립 전도체는 바람직하게 호일 전도체 또는 가요성 호일 전도체(편평한 전도체, 편평한 리본 전도체)로서 제공된다. "호일 전도체"라는 용어는 폭이 두께 보다 상당히 더 큰 전기적 전도체를 의미한다. 그러한 호일 전도체는, 예를 들어, 구리, 주석 도금 구리, 알루미늄, 은, 금, 또는 그 합금으로 제조되거나 포함하는 스트립 또는 밴드이다. 호일 전도체는, 예를 들어, 2 mm 내지 16 mm의 폭 및 0.03 mm 내지 0.1 mm의 두께를 갖는다. 호일 전도체는 절연부, 바람직하게, 예를 들어 폴리이미드-계의 중합체 외피를 가질 수 있다. 유리판 내의 전기 전도성 코팅의 접촉에 적합한 호일 전도체는 예를 들어 단지 0.3 mm의 총 두께를 갖는다. 그러한 얇은 호일 전도체는 어려움 없이 열가소성 중간 층 내에서 개별적인 유리판들 사이에 매립될 수 있다. 서로 전기적으로 격리된 복수의 전도성 층이 하나의 호일 전도체 스트립 내에 위치될 수 있다.
대안적으로, 얇은 금속 와이어가 또한 전기 공급선으로서 이용될 수 있다. 금속 와이어는 특히 구리, 텅스텐, 금, 은, 또는 알루미늄 또는 이러한 금속 중 적어도 2개의 합금을 포함한다. 합금은 또한 몰리브덴, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 팔라듐, 또는 백금을 포함할 수 있다.
안테나 구조물과 전기 공급선 및/또는 기저부 판과 접지 리드 또는 차폐부 사이의 전기선 연결부는 바람직하게 전기 전도성 접착제를 통해서 또는 납땜 접합부를 통해서 이루어지고, 이는 연결 영역과 공급선 사이의 신뢰 가능하고 내구적인 전기선 연결부를 가능하게 한다. 대안적으로, 전기선 연결부는 또한 클램핑에 의해서 이루어질 수 있는데, 이는 클램프 연결이 적층 작업에 의해서 미끄러짐 없이 고정되기 때문이다. 대안적으로, 공급선은 또한, 예를 들어, 금속-함유 및, 특히, 은-함유 전기 전도성 인쇄 페이스트를 이용하여, 연결 영역 상에 중첩되어 인쇄될 수 있다. 대안적으로, 전기선 연결부는 또한 납땜에 의해서 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 기저부 판은 안테나 신호의 용량 결합분리를 위한 용량 결합 영역 및 접지 영역을 갖는다. 안테나 신호는 안테나 구조물 및 기저부 판 평면 사이의 유전체를 통해서 기저부 판의 평면 내의 용량 결합 영역에 용량적으로 결합된다. 이어서, 용량 결합 영역은 호일 전도체의 신호선의 영역에 연결되거나 그러한 신호선의 영역과 동일하다. 이는, 안테나 신호 및 접지 또는 차폐를 위한 전기 공급선이 하나의 스트립 전도체로 하나의 평면 상에서 단순한 방식으로 생성될 수 있기 때문에, 특히 유리하다. 차량 안테나 유리판 내부의 안테나 구조물이 별개로 접촉될 필요가 없고, 별개의 전도체가 차량 안테나 유리판으로부터 외부로 안내될 필요가 없으며, 이는 유리판 연부 상의 밀봉 및 부식 문제를 감소시킨다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 안테나 구조물과 기저부 판 사이의 중간 영역 내의 중간 층은, 주위 영역 내의 중간 층의 유전체의 상대 유전율(εr,3) 보다 큰 상대 유전율(εr,3 ')을 가지는 유전체로 제조된다. 바람직하게, εr,3 ' > 3*εr,3이다. 이는, 안테나의 수신 및 송신 특성이 각각의 요구 사항에 맞춰 더 용이하게 적응될 수 있다는 특별한 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 안테나 구조물, 편평한 전도체, 및/또는 기저부 판이 운반체 막 상에 배열된다. 운반체 막은 바람직하게 중합체를 포함하고, 특히 바람직하게 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하거나 그로 제조된다. 운반체 막은 2 내지 4 그리고 특히 바람직하게 2.7 내지 3.3의 상대 유전율을 갖는다. 안테나 구조물 및 기저부 판에 대한 운반체 막의 배열에 따라서, 운반체 막은 또한 중간에 배치된 유전체로서의 역할을 할 수 있고 안테나 특성에 선택적으로 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 또한 차량 안테나 유리판 배열체에 관한 것으로서, 그러한 배열체는 전술한 바와 같이 제공되는 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판뿐만 아니라, 안테나 구조물 및 기저부 판에 전기적으로 결합된 수신 또는 송신 전자기기를 포함한다. 여기에서, 차량 안테나 유리판은 차량 본체 내의 판유리(glazing)로서 배열된다. 기저부 판은 바람직하게 접지 표면으로서의 역할을 하고, 기저부 판은 이러한 경우에 차량의 전기 접지 기준에 연결된다.
전술한 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 여러 설계 및 실시예가 단독적으로 또는 임의 조합으로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 차량 안테나 유리판, 특히 전술한 바와 같이 제공된 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판을 생산하기 위한 방법을 포함하고, 그러한 방법은 적어도:
(a) 내부 유리판, 적어도 하나의 중간 층, 및 하나의 외부 판의 스택 시퀀스(stack sequence)를 생성하는 단계로서, 평면형 안테나 구조물이 내부 유리판과 외부 유리판 사이에 배열되고, 기저부 판이 안테나 구조물과 관련하여 내부 측면 상에 배열되는, 스택 시퀀스를 생성하는 단계, 및
(b) 차량 안테나 유리판을 형성하기 위해서 스택 시퀀스를 적층하는 단계를 포함한다.
프로세서 단계(b)에서 적층 즉, 중간 층을 통해서 내부 유리판과 외부 유리판을 접합하는 것은 바람직하게 열, 진공, 및/또는 압력의 작용하에서 이루어진다. 복합 유리판을 생산하기 위한 자체적으로 공지된 방법이 이용될 수 있다.
예를 들어, 소위 "고압솥 방법(autoclave method)"이 약 10 바아 내지 15 바아의 높은 압력 및 130 ℃ 내지 145 ℃의 온도에서 약 2 시간 동안 실시될 수 있다. 자체적으로 공지된 진공 백 또는 진공 링 방법이, 예를 들어, 약 200　mbar 및 80　℃ 내지 110　℃에서 동작된다. 내부 유리판, 열가소성 중간 층, 및 외부 유리판이 또한 롤러의 적어도 하나의 쌍 사이의 캘린더(calender) 내에서 가압되어 유리판을 형성할 수 있다. 유리판을 생산하기 위한 이러한 유형의 시스템은 공지되어 있고, 일반적으로 가압 유닛 상류에 적어도 하나의 가열 터널을 갖는다. 가압 작업 중의 온도는 예를 들어 40　℃ 내지 150　℃이다. 캘린더 및 고압솥 방법의 조합이 특히 실행 가치가 높은 것으로 입증되었다. 대안적으로, 진공 적층기가 이용될 수 있다. 이는 하나의 또는 복수의 가열 가능 및 배기 가능 챔버로 이루어지고, 그러한 챔버 내에서 내부 유리판 및 외부 유리판은, 예를 들어, 0.01　mbar 내지 800　mbar의 감소된 압력 및 80　℃ 내지 170　℃의 온도에서 약 60분 이내에 적층된다.
본 발명의 다른 양태는, 육상, 공중, 또는 수상에서의 이동을 위한 운송 수단, 특히 기차, 선박, 및 모터 차량에서의 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 용도, 예를 들어, 방풍창, 뒷창, 측면 창, 및/또는 지붕 패널로서의 용도를 포함한다.
본 발명은, 위성-지원 항법을 위한 GPS 신호의 수신을 위한 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 용도를 더 포함한다.
이하에서, 본 발명은 첨부 도면 및 예시적인 실시예를 참조하여 더 구체적으로 설명된다. 도면은 개략적으로 도시된 것이고 반드시 실제 축척은 아니다. 도면은 본 발명을 결코 제한하지 않는다.
도 1a는 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판(100)의 실시예의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 상세부분(Z)의 확대도이다.
도 1c는 도 1b의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 1d는 도 1b의 단면선 B-B'을 따라서 취한 횡단면도이다.
도 1e는 도 1b의 단면선 C-C'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 2a는 도 1b의 대안적인 예시적인 실시예의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 2b는 도 1b의 대안적인 예시적인 실시예의 단면선 B-B'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 3a는 도 1b의 다른 대안적인 예시적인 실시예의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 3b는 도 1b의 다른 대안적인 예시적인 실시예의 단면선 B-B'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 다른 대안적인 실시예의 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 상세부분(Z)의 확대도이다.
도 4c는 도 4b의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 4d는 도 4b의 단면선 B-B'을 따라서 취한 횡단면도이다.
도 4e는 도 4b의 단면선 D-D'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 안테나 구조물의 대안적인 실시예를 가지는 도 4a의 상세부분(Z)의 확대도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 다른 대안적인 실시예의 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 상세부분(Z)의 확대도이다.
도 6c는 도 6b의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 6d는 도 6b의 단면선 B-B'을 따라서 취한 횡단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 방법의 실시예의 구체적인 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판 상의 소위 S11 매개변수의 측정치이다.
도 1a는 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 실시예의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판(100)의 상세부분(Z)의 확대도를 도시한다. 여기에서, 차량 안테나 유리판(100)은, 중간 층(3)을 통해서 서로 연결된, 예를 들어 내부 유리판(1) 및 외부 유리판(2)을 포함한다. 차량 안테나 유리판(100)은 예를 들어 승용차의 방풍창이다. 차량 안테나 유리판(100)의 치수는 예를 들어 0.9 m x 1.5 m이다.
내부 유리판(1)은 예를 들어 설치 위치에서 내측으로 대면된다. 다시 말해서, 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV)은 내부로부터 접근할 수 있는 반면, 외부 유리판(2)의 외부 표면(I)은 차량 내부에 대해서 외향으로 대면된다. 내부 유리판(1) 및 외부 유리판(2)은 예를 들어 소다 석회 유리로 제조된다. 내부 유리판(1)의 두께는 예를 들어 1.6 mm이고 외부 유리판(2)의 두께는 2.1 mm이다. 내부 유리판(1) 및 외부 유리판(2)이 또한 예를 들어 동일한 두께로 제공될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 중간 층(3)은 열가소성 중간 층이고, 예를 들어, 폴리비닐 부티랄(PVB)로 제조된다. 중간 층은 0.76 mm의 두께를 갖는다.
도시된 도면은 차량의 외측으로부터 본 외부 유리판(2)의 외부 표면(I)의 평면도이다.
도 1c는 도 1b의 단면선 A-A'를 따른 횡단면도를 도시한다. 도 1d는 도 1b의 단면선 B-B'을 따른 상응하는 횡단면도를 도시한다.
안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)은 차량 안테나 유리판(100)의 하부 유리판 연부(30) 상에 배열된다. 안테나 구조물(4)은, 이러한 예에서, 내부 유리판(1)의 외부 표면(III) 상에 배열되는 0.1-mm-두께 구리 호일로 이루어진다. 이러한 예에서, 안테나 구조물(4)은 36 mm의 길이(lA) 및 34 mm의 폭(bA)을 또한 가지는 직사각형 기저부로 이루어진다. 안테나 구조물(4)의 기저부는, 각각의 경우에, 2개의 대향되는 모서리 상에서 삼각형 절취부(7)를 가지고, 여기에서, 각각의 경우에, 정사각형의 모서리 중 하나가 제거된다. 삼각형 절취부(7)는 예를 들어 aD　=　2.5　mm의 밑변 길이를 가지는 이등변 직각 삼각형이다. 안테나 구조물(4)은 부가적으로, 직사각형 형상 및 9.5 mm의 길이(lS) 및 3 mm의 폭(bS)을 가지는 슬롯-형상의 절취부(6)를 갖는다. 슬롯-형상의 절취부(6)는, 그 길이가, 삼각형 절취부(7)가 위치되는 정사각형 기저부의 대각선을 따르는 상태로, 배열된다.
안테나 구조물(4)은 전기선 연결부(13)를 통해서 호일 전도체(10)의 신호선(11)에 연결된다. 전기선 연결부(13)는, 예를 들어, 납땜 지점 또는 전기 전도성 접착제이다. 호일 전도체(10)는 적어도 유리판 연부(30)의 영역 내에 그리고 여기에서, 예를 들어, 그 전체 길이에 걸쳐 공통 평면적 스트립 전도체로서 제공된다. 다시 말해서, 평면형 신호선(11)은 2개의 편평한 차폐부(12)에 의해서 둘러싸이거나 신호선(11)을 가지는 평면 내에 배열된 차폐된 리드이다. 그에 따라, 호일 전도체(10)는, 예를 들어 전기 절연부(16)에 의해서 일 측면 상에서 바람직하게 양 측면 상에서 둘러싸이는, 3개의 내부 전도체(15), 즉, 신호선(11) 및 2개의 차폐부(12)로 이루어진다. 전기 절연부(16)는 예를 들어 중합체 막이고, 특히 폴리이미드 막이다. 내부 전도체(15)는 예를 들어 폭이 4　mm이고 두께가 200　㎛인 알루미늄 호일이다. 호일 전도체(10)는 유리판 연부(30) 주위로 안내된다. 2개의 차폐부(12)는 전기선 연결부(13)를 통해서 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에서 기저부 판(5)에 전기적으로 연결된다. 전기선 연결부(13)는, 예를 들어, 납땜 지점 또는 전기 전도성 접착제이다. 또한, 호일 전도체(10)는 연결 요소(14), 예를 들어 수신 및 송신 전자기기 및, 여기에서, 특히 GPS 수신 전자기기에 대한 연결을 위한 동축적 SMA(초소형 A) 플러그이다.
기저부 판(5)은 폭(bG)이 6　cm이고 길이(lG)가 13　cm인 직사각형 기저부를 갖는다. 기저부 판(5)은 내부 유리판(1)에 대한 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 영역을 넘어서서 돌출된다. 기저부 판(5)은 유리판 연부(30)로부터 유리판 내부로 약 20 mm의 거리만큼 오프셋된다.
도 1e는 도 1b의 단면선 C-C'를 따라서 취한 횡단면도를 도시한다. 안테나 구조물(4)의 직각 투사는 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에서 표면(A)에 걸쳐 연장된다. 기저부 판(5)은 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 표면(A)을 완전히 넘어서 돌출된다.
안테나 구조물(4)의 정사각형 기저부는 하나의 측면 연부가 유리판 연부(30)에 평행하도록 배열된다. 측면 연부는 유리판 연부(30)에 대한 특정 각도, 예를 들어 45°를 또한 가질 수 있다. 신호선(11)은 측면 연부(30)에 바로 인접한 안테나 구조물(4)의 측면 연부 상에서 안테나 구조물(4)에 연결된다. 슬롯-형상의 절취부(6) 및 삼각형 절취부(7)를 가지는 대각선은, 신호선(11)의 연결 지점으로부터 볼 때, 하단부 좌측으로부터 상단부 우측으로 연장된다.
도시된 안테나 구조물(4)은 1575.42 MHz의 L1 주파수를 가지는 우측 원형 편광화 GPS 신호를 수신하기에 적합하다. 도시된 안테나 구조물(4)은 또한 양호한 GLONASS 수신을 획득하는데 있어서 적합하다.
안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)은, 검은색 인쇄부 형태의 차단 인쇄부(32)가 외부 유리판(2)의 내부 표면(II) 상에 배열되는 차량 안테나 유리판(100)의 영역 내에 배열된다. 차단 인쇄부(32)는 가시광선이 투과할 수 없고 모터 차량 본체 또는 안테나 구조물(4) 또는 기저부 판(5) 내의 차량 안테나 유리판(100)의 접착부가 보이지 않게 한다. 차단 인쇄부(32)는, 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)에 의해서 형성되는 안테나의 주파수 범위 내의 전자기 복사선에 대해서 투과적이다. 안테나의 작용은 차단 인쇄부(32)에 의해서 실질적으로 영향을 받지 않거나 전혀 영향을 받지 않는다.
도 2a는 도 1b의 대안적인 예시적인 실시예의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도를 도시한다. 도 2b는 도 1b의 대안적인 예시적인 실시예의 단면선 B-B'를 따라서 취한 횡단면도를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 안테나 구조물(4)의 배열만이 도 1c 및 도 1d와 상이하다. 이러한 예시적인 실시예에서, 안테나 구조물(4)은 외부 유리판(2)과 중간 층(3) 사이에 배열된다. 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5) 사이의 유전체는 안테나 구조물(4)과 기저부 판(5) 사이의 중간 층(3) 및 내부 유리판(1)에 의해서 형성된다. 호일 전도체(10)는 외부 유리판(2)과 중간 층(3) 사이에서 차량 안테나 유리판(100)의 내측에서 연장된다. 그러한 실시예의 다른 특징은 도 1a 내지 도 1e와 관련한 설명에 상응한다.
도 3a는 도 1b의 대안적인 예시적인 실시예의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도를 도시한다. 도 3b는 도 1b의 다른 대안적인 예시적인 실시예의 단면선 B-B'를 따라서 취한 횡단면도를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 기저부 판(5)의 배열만이 도 2a 및 도 2b와 상이하다. 이러한 예시적인 실시예에서, 안테나 구조물(4)은 외부 유리판(2)과 중간 층(3) 사이에 배열된다. 기저부 판(5)은 중간 층(3)과 내부 유리판(1) 사이에 배열된다. 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5) 사이의 유전체는 안테나 구조물(4)과 기저부 판(5) 사이의 중간 층(3)의 영역에 의해서 형성된다. 신호선(11) 및 차폐부(12)는 외부 유리판(2)과 중간 층(3) 사이에서 차량 안테나 유리판(100)의 내측에서 연장되고, 차폐부(12)는 마찬가지로 전기선 연결부(13)를 통해서 차량 안테나 유리판(100)의 내측에서 또는 유리판 연부(30) 상에서 기저부 판(5)과 접촉된다. 차량 안테나 유리판(100)의 내측에 배열되는 전기선 연결부(13)는, 예를 들어, 도 4e에 구체적으로 도시되어 있다. 그러한 실시예의 다른 특징은 도 1a 내지 도 1e와 관련한 설명에 상응한다.
도 4a는 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판(100)의 다른 대안적인 실시예의 평면도를 도시한다. 도 4b는 도 4a의 상세부분(Z)의 확대도를 도시한다. 도 4c는 도 4b의 단면선 A-A'를 따른 횡단면도를 도시한다. 도 4d는 도 4b의 단면선 B-B'을 따라서 취한 횡단면도를 도시한다. 도 4e는 도 4b의 단면선 B-B'을 따라서 취한 횡단면도를 도시한다.
도 4a의 차량 안테나 유리판(100)의 재료 및 배열은 도 1a의 차량 안테나 유리판(100)의 재료 및 배열에 실질적으로 상응하고, 그에 따라, 이하에서, 차량 안테나 유리판들(100) 사이의 차이만을 구체적으로 설명한다. 도 1a와 대조적으로, 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)은 차량 안테나 유리판(100)의 상부 측면 연부(31)에 배열된다. 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)은 여기에서 통신 창(33)의 영역 내에 배열된다. 강우 센서와 같은 다른 센서 또는 카메라가, 예를 들어, 통신 창(33)의 영역 내에 배열된다. 통신 창(33)의 영역은, 바람직하게 센서가 내부에 배열되는, 플라스틱 하우징(여기에서 미도시)에 의해서 차량 내부 측면 상에서 커버된다. 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)의 재료 및 치수는 도 3a 및 도 3b의 예시적인 실시예의 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)의 재료 및 치수에 상응한다. 도 3a 및 도 3b와 대조적으로, 중간 층(3)은 차량 안테나 유리판(100) 전체에 걸쳐 균질하지 않고, 그 대신에, 2개의 하위 영역으로 분할된다. 주위 영역 내의 중간 층(3)의 유전체의 상대 유전율(εr,3) 보다 큰 상대 유전율(εr,3')의 재료로 제조된 중간 층(3')은 안테나 구조물(4)과 기저부 판(5) 사이에 위치된다. 안테나 구조물(4)은 결과적으로 외부 유리판(2)과 중간 층(3')의 영역 사이에 배열된다. 기저부 판(5)은 중간 층(3')의 영역과 내부 유리판(1) 사이에 배열된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 예를 들어 유전율과 관련하여 이하가 적용된다: εr,3' = 3*εr,3. 안테나 구조물(4)과 기저부 판(5) 사이의 중간 층(3')의 적합한 선택에 의해서, 안테나 특성이 각각의 요구 사항에 맞춰 특히 양호하게 조정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 안테나 구조물(4)의 이러한 예시적인 실시예에서, 2개의 직사각형 절취부(8)는 안테나 구조물(4)과 그러한 안테나 구조물(4)의 기저부 내의 신호선(11) 사이에서 전기선 연결부(13)의 양 측면 상에 배열된다. 이러한 직사각형 절취부(8)는 안테나 구조물(4)로부터의 안테나 신호의 결합분리를 개선한다.
도 4e는 도 4b의 단면선 D-D'를 따라서 취한 횡단면도를 도시한다. 스트립 전도체(10)의 차폐부(12)와 기저부 판(5) 사이의 전기선 연결부(13)의 예시적인 실시예가 인식될 수 있을 것이다. 이를 위해서, 차폐부(12)의 섹션이 중간 층(3')과 기저부 판(5) 사이에 배열된다. 차폐부(12)와 기저부 판(5) 사이의 전기선 연결부(13)는 유리판 연부(31)로부터 약 10 mm에 위치된다. 이는, 기계적으로 안정화되고 수분에 대해서 밀폐적으로 보호되며, 그에 따라 부식에 대해서 보호되는 유리판 복합체 내의 선 연결부(13)의 단순하고 신뢰 가능한 밀봉을 획득할 수 있게 한다.
이러한 수단은 또한 본 발명의 다른 실시예, 특히 도 3a 및 도 3b의 실시예와 유리하게 조합될 수 있다.
도 5는, 예를 들어, 도 4a 내지 도 4d의 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판(100)의 대안적인 예시적인 실시예를 도시하며, 여기에서 안테나 구조물(4)의 기저부만이 도 4a 내지 도 4d에서와 상이한 형상을 갖는다. 여기에서, 기저부는 타원형이고, 신호선(11)은 장축 또는 단축에 대해서 예를 들어 45°의 각도로 배열된다. 안테나 구조물(4)의 기저부의 길이(lA)는, 이러한 예에서, 타원의 최대 직경 즉, 장축의 방향을 따른 직경에 상응한다. 폭(bA)은 이러한 예에서 타원의 최소 직경에 상응한다.
도 6a 내지 도 6d는, 예를 들어, 도 1a 내지 도 1d의 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판(100)의 대안적인 예시적인 실시예를 도시하며, 여기에서 안테나 구조물(4)의 전기 접촉만이 달리 설계된다. 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 신호선(11)은 기저부 판(5) 및 차폐부(12)의 평면 내에 배열되고, 차폐부(12)는 하나의 단편 내에서 기저부 판(5)으로 전이된다. 신호선(11)은 개재된 유전체로서 내부 유리판(1)을 통해서 안테나 구조물(4)에 용량적으로 결합된다. 안테나 신호는 유전체를 통해서 신호선(11)의 용량 결합 영역(20)에 결합되고 연결 요소(14)로 안내된다. 이러한 실시예는, 신호선(11) 및 차폐부(12)가 차량 안테나 유리판(100)의 내부로 안내되어야 할 필요가 없다는 특별한 장점을 갖는다. 완전한 전기적 접촉은, 이러한 예에서, 차량 안테나 유리판(100)의 외측에 배열되는 기저부 판(5)의 평면을 통해서 이루어진다. 기저부 판(5), 신호선(11), 및 이러한 예에서 기저부 판(5)의 직접적인 전기적 접촉을 위한 역할을 또한 하는 차폐부(12)가 또한 운반체 막 상에, 예를 들어, 각각의 경우에 두께가 0.05 mm인, 예를 들어, 폴리이미드 막 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 막 상에 배열될 수 있다. 대안적으로, 기저부 판(5), 신호선(11) 및 차폐부(12)는 또한 카메라 커버와 같은 치수적으로 안정적인 플라스틱 운반체 상에 배열될 수 있고, 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에서, 접착에 의해서, 예를 들어 플라스틱 운반체에 부착될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 차량 안테나 유리판(100)을 생산하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 8은 소위 S11 매개변수의 측정치를 도시한다. 이를 위해서, 네트워크 분석기가 연결 요소(14)를 통해서 안테나의 입력부에 연결되었고, 입력 반사가 주파수의 함수로서 측정되었다. S11 매개변수는 입력이 기준 시스템(여기에서 50 오옴)에 얼마나 양호하게(또는 불량하게) 적응되는지에 관한 정보를 제공하고, 그에 따라, 전기 신호의 얼마 만큼의 부분이 전자기 신호로 변환되었는지 그리고 안테나에 의해서 방출되었는지에 관한 측정치를 제공한다. 큰 S11 값(여기에서, 예를 들어 -5　dB)은, 입력 신호가 강하게 반사된다는 것, 안테나가 이러한 주파수에 대해서 양호하게 조정되지 못한다는 것, 그리고 결과적으로 안테나는 공급된 전기 신호를 방출 전자기 복사선으로 효과적으로 변환하지 못한다는 것을 나타낸다. 작은 S11 값(여기에서, 예를 들어 -40　dB)은, 입력 신호가 단지 약간만 반사된다는 것, 즉 안테나가 이러한 주파수에 대해서 양호하게 조정된다는 것, 그리고 결과적으로 공급된 전기 신호가 방출 전자기 복사선으로 매우 효과적으로 변환된다는 것을 나타낸다. 양호한 신호 적응으로부터, 안테나가 적절한 주파수 밴드 내에서 유입 전자기 복사선을 양호하게 흡수한다는 것 그리고 전자기 복사선을 전기 신호로 효과적으로 변환한다는 것을 또한 결론지을 수 있을 것이다.
도 8은, 예 1(점선)에서, 도 1a 내지 도 1f의 예시적인 실시예에 따른 차량 안테나 유리판(100)에서의 1　GHz 내지 2　GHz의 주파수 범위 내의 S11 매개변수의 측정치를 도시한다. 차량 안테나 유리판(100)은 테스트 벤치 상에서 테스트되었다. 다시 말해서, 이는 차량 본체 내에 설치되지 않았다. 측정치는 약 1,575 GHz의 주파수에서 약 -13　dB의 최소 값을 산출하였다. 기준 값으로서, 1,575　GHz의 주파수가 도면 내의 수직 쇄선으로서 입력되었다.
측정치는, 예 1의 차량 안테나 유리판(100)이 GPS 수신에 대해서 매우 양호한 안테나 특성을 갖는다는 것을 보여주는데, 이는 그러한 차량 안테나 유리판(100)이, 1.50　GHz 내지 1.65 GHz의 범위에서, -10　dB 미만의 S11 값을 가지기 때문이고, 그에 따라 양호한 GPS 수신 그리고 또한 양호한 GLONASS 수신을 위한 적절한 광대역폭을 갖기 때문이다.
도 8은, 예 2(실선)에서, 예 1의 차량 안테나 유리판(100)의 S11 매개변수의 측정치를 더 도시하며, 여기에서 차량 안테나 유리판(100)은 차량 본체 내에 설치되었다. 측정치는 1,575　GHz의 GPS 주파수에서 -18　dB의 값, 그리고 또한 약1.65 GHz의 주파수에서 약 -42　dB의 최소 값을 산출하였다.
예 2의 차량 안테나 유리판(100)은, 공급선으로서의 역할을 하는 스트립 전도체(10)가 차량 본체의 장착 프레임에 바로 인접하여 안내되는 설치된 상태에서, 1.50　GHz 내지 1.65　GHz의 GPS- 및 GLONASS-관련 주파수 범위에서, 예 1의 비-절치 상태의 차량 안테나 유리판(100) 보다 상당히 더 양호한 수신 특성(더 낮은 S11)을 갖는다. 이러한 결과는 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 예상치 못한 것이었고 놀랍게 하는 것이었다.
요약하면, 본 발명은 안테나 및, 특히, GPS/GLONASS 안테나가 용이하게 그리고 경제적으로 통합될 수 있는 개선된 차량 유리판을 제공하는 것으로 이루어진다.
1 내부 유리판
2 외부 유리판
3,3' 중간 층
4 안테나 구조물
5 기저부 판
6 슬롯-형상의 절취부
7 삼각형 절취부
8 직사각형 절취부
10 스트립 전도체, 호일 전도체
11 신호선
12 차폐부
13 전기선 연결부
14 연결 요소
15 내부 전도체
16 전기 절연부
20 용량 결합 영역
30, 31 유리판 연부
32 차단 인쇄부
33 통신 창
100 차량 안테나 유리판
a 안테나 구조물(4)의 직각 투사 지역
aD 삼각형 절취부(7)의 밑변 길이
bA 안테나 구조물(4)의 폭
bG 기저부 판(5)의 폭
bS 슬롯-형상의 절취부(6)의 폭
εr,1/2 내부 유리판(1) 또는 외부 유리판(2)의 상대 유전율
εr,3, εr,3' 중간 층(3, 3')의 상대 유전율
lA 안테나 구조물(4)의 길이
lG 기저부 판(5)의 길이
lS 슬롯-형상의 절취부(6)의 길이
A-A' 단면선
B-B' 단면선
C-C' 단면선
Z 상세부분
I 외부 유리판(2)의 외부 표면
II 외부 유리판(2)의 내부 표면
III 내부 유리판(1)의 외부 표면
IV 내부 유리판(1)의 내부 표면

Claims (16)

  1. 차량 내부를 외부 주변부로부터 분리하기 위한 차량 안테나 유리판(100)이며, 적어도:
    - 외부 표면(III)을 가지는 내부 유리판(1),
    - 내부 표면(II)을 가지는 외부 유리판(2),
    - 상기 외부 유리판(2)의 내부 표면(II)을 상기 내부 유리판(1)의 외부 표면(III)에 지역적으로 연결하는 적어도 하나의 중간 층(3, 3'),
    - 상기 내부 유리판(1)과 상기 외부 유리판(2) 사이에 배열된, 평면형 안테나 구조물(4),
    - 상기 안테나 구조물(4)과 관련하여 내부 측면 상에 배열된 기저부 판(5)을 포함하고,
    - 적어도 하나의 유전체가 상기 안테나 구조물(4)과 상기 기저부 판(5) 사이에 배열되고, 상기 유전체는 적어도, 내부 유리판(1), 중간 층(3, 3'), 또는 상기 내부 유리판(1) 및 중간 층(3, 3')로 이루어지며,
    - 상기 안테나 구조물(4)은 1:1 내지 10:1의 길이(lA) 대 폭(bA)의 비율을 가지는 기저부를 구비하고, 그리고
    - 상기 기저부 판(5)은 상기 내부 유리판(1)에 대한 상기 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열되며,
    - 상기 안테나 구조물(4)의 안테나 받침점은 호일 전도체(10)를 통해서 상기 차량 안테나 유리판(100)의 측면 연부(30, 31)로 그리고 그 외부로 안내되고, 상기 호일 전도체(10)는, 적어도, 모터 차량 본체에 인접하여 배열될 수 있는 하나의 영역 내에서, 스트립 전도체로서 또는 공통 평면적 스트립 전도체로서 제공되고, 상기 스트립 전도체의 차폐부(12)는 상기 기저부 판(5)에 전기적으로 연결되는, 차량 안테나 유리판(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 구조물(4) 또는 상기 기저부 판(5)은:
    - 인쇄되고 소성된 전기 전도성 페이스트, 또는 은-함유 스크린 인쇄 페이스트, 또는
    - 전기 전도성 호일, 또는 금속 호일 또는 구리, 은, 금 또는 알루미늄 호일, 또는
    - 무-코팅 분리 구역, 또는 무-코팅 분리선에 의해서 전기 전도성 층을 주위 층으로부터 전기적으로 격리시키는, 전기 전도성 구조물로 이루어지는, 차량 안테나 유리판(100).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전기 전도성 층은 투명하고 또는 0.4　ohm/square 내지 200　ohm/square 또는 0.5　ohm/square 내지 20　ohm/square의 시트 저항을 가지고, 또는 은(Ag), 인듐 주석 산화물(ITO), 불소-도핑된 주석 산화물(SnO2:F), 또는 알루미늄-도핑된 아연 산화물(ZnO:Al)을 포함하는, 차량 안테나 유리판(100).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 안테나 구조물(4) 또는 기저부 판(5)은 인쇄되고 소성된 전기 전도성 페이스트, 또는 은-함유 스크린 인쇄 페이스트로 이루어지고, 상기 인쇄되고 소성된 전기 전도성 페이스트는 3　㎛ 내지 20　㎛의 두께 및 0.001　ohm/square 내지 0.03　ohm/square, 또는 0.002　ohm/square 내지 0.018　ohm/square의 시트 저항을 가지는, 차량 안테나 유리판(100).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전기 전도성 호일은 50　㎛ 내지 1000　㎛, 또는 100　㎛ 내지 600　㎛의 두께 및 1*106　S/m 내지 10*107　S/m, 또는 3.5*107　S/m 내지 6.5*107　S/m의 전도도를 가지는, 차량 안테나 유리판(100).
  6. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐부(12)는 운반체 막 상에 배열되고, 상기 운반체 막은 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하거나 그러한 것으로 제조되며, 상기 운반체 막은 2 내지 4 또는 2.7 내지 3.3의 상대 유전율을 가지는, 차량 안테나 유리판(100).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 안테나 구조물(4) 및 상기 호일 전도체(10)의 신호선(11) 또는 상기 기저부 판(5) 및 상기 호일 전도체(10)의 차폐부(12)가 하나의 단편으로 제공되고, 상기 신호선(11)은 상기 운반체 막 상에 배열되고, 상기 운반체 막은 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하거나 그러한 것으로 제조되며, 상기 운반체 막은 2 내지 4 또는 2.7 내지 3.3의 상대 유전율을 가지는, 차량 안테나 유리판(100).
  8. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기저부 판(5)은 접지 영역 및 상기 안테나 신호의 용량 결합 또는 결합분리를 위한 용량 결합 영역(20)을 가지는, 차량 안테나 유리판(100).
  9. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 층(3')은, 상기 안테나 구조물(4)과 상기 기저부 판(5) 사이의 영역 내에서, 주위 영역 내의 중간 층(3)의 유전체의 상대 유전율(εr,3) 보다 큰 상대 유전율(εr,3')을 가지는 유전체를 구비하고, 또는 εr,3' > 3*εr,3 이 적용되는, 차량 안테나 유리판(100).
  10. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나 구조물(4) 또는 상기 기저부 판(5)은 운반체 막 상에 배열되고, 상기 운반체 막은 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하거나 그러한 것으로 제조되며, 상기 운반체 막은 2 내지 4 또는 2.7 내지 3.3의 상대 유전율을 가지는, 차량 안테나 유리판(100).
  11. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 유리판(1) 또는 상기 외부 유리판(2)은 유리, 또는 평판 유리, 플로트 유리, 석영 유리, 붕규산 유리, 소다 석회 유리, 또는 중합체, 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 그 혼합물을 포함하고, 또는 2 내지 8 또는 6 내지 8의 상대 유전율(εr,1/4)을 가지는, 차량 안테나 유리판(100).
  12. 제2항, 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나 구조물(4) 또는 상기 기저부 판(5)은 전기 전도성 구조물로 이루어지고, 상기 전기 전도성 구조물은 완전한 또는 섹션 방식의 무-코팅 분리 구역에 의해서 전기 전도성 층을 주위 층으로부터 전기적으로 격리시키고, 상기 분리 구역의 폭은 5　mm 이상이고 또는 50　mm 내지 90　mm인, 차량 안테나 유리판(100).
  13. 차량 안테나 유리판 배열체이며:
    - 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 차량 안테나 유리판(100), 및
    - 상기 안테나 구조물(4) 및 상기 기저부 판(5)에 전기적으로 결합되는 수신 또는 송신 전자기기를 포함하며,
    상기 차량 안테나 유리판(100)은 차량 본체 내에서 판유리로서 배열되는, 차량 안테나 유리판 배열체.
  14. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 차량 안테나 유리판(100)을 생산하기 위한 방법이며, 적어도:
    (a) 내부 유리판(1), 적어도 하나의 중간 층(3), 및 외부 판(2)의 스택 시퀀스를 생성하는 단계로서, 평면형 안테나 구조물(4)이 상기 내부 유리판(1)과 상기 외부 유리판(2) 사이에 배열되고, 기저부 판(5)은 상기 안테나 구조물(4)과 관련하여 내부 측면 상에 배열되는, 스택 시퀀스를 생성하는 단계, 및
    (b) 차량 안테나 유리판(100)을 형성하기 위해서 상기 스택 시퀀스를 적층하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 육상, 공중, 또는 수상에서의 이동을 위한 운송 수단에서 방풍창, 뒷창, 측면 창, 또는 지붕 패널로서 이용하기 위한, 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 차량 안테나 유리판(100).
  16. 위성-지원 항법을 위한 신호의 수신을 위한 1575.42 MHz의 L1 주파수를 가지는 우측 원형 편광화 GPS 신호 또는 1602　MHz + 4　MHz의 주파수를 가지는 GLONASS 신호의 수신을 위한, 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 차량 안테나 유리판(100).
KR1020177027615A 2015-04-08 2016-03-30 차량 안테나 유리판 KR101972257B1 (ko)

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