KR102126559B1 - Integrated antenna device for vehicle - Google Patents

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Abstract

차량용 통합 안테나 장치에 관한 기술이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치는, 돔 구조로 형성되는 제1 유전체부 및 상기 제1 유전체부 외주면에 전방위적으로 형성되는 제1 도전성 패턴부를 가지며, 상기 제1 도전성 패턴부를 통해 제1 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 제1 안테나 모듈; 및 상기 제1 유전체부와 상이한 크기의 돔 구조로 형성되고 전단부가 상기 제1 유전체부의 후단부와 소정 이격거리를 두고 상호 인접하게 배치되는 제2 유전체부 및 상기 제2 유전체부의 외주면에 전방위적으로 형성되는 제2 도전성 패턴부를 가지며, 상기 제2 도전성 패턴부를 통해 제2 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 제2 안테나 모듈을 포함하여,
다중 주파수 대역을 커버하는 통합 안테나 장치의 소형화를 가능하게 하면서도, 차량용 안테나에 요구되는 무지향성, 방사 효율 등을 개선한다.A technology related to a vehicle integrated antenna device is disclosed.
An integrated antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention has a first dielectric part formed in a dome structure and a first conductive pattern part formed omnidirectionally on the outer peripheral surface of the first dielectric part, and through the first conductive pattern part A first antenna module for transmitting or receiving a first frequency band signal; And a second dielectric portion formed of a dome structure having a different size from the first dielectric portion, and a front end portion disposed adjacent to each other at a predetermined distance from the rear end portion of the first dielectric portion, and the outer peripheral surface of the second dielectric portion. A second antenna module having a second conductive pattern portion formed, and transmitting or receiving a second frequency band signal through the second conductive pattern portion,
While miniaturization of an integrated antenna device covering multiple frequency bands is possible, omni-directionality and radiation efficiency required for a vehicle antenna are improved.

Description

차량용 통합 안테나 장치{Integrated antenna device for vehicle}Integrated antenna device for vehicle

본 발명은 차량용 통합 안테나 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다중 주파수 대역을 커버하는 통합 안테나 장치의 소형화를 가능하게 하면서도, 차량용 안테나에 요구되는 무지향성, 방사 효율 등을 개선하는 차량용 통합 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated antenna device for a vehicle, and more specifically, an integrated antenna device for a vehicle that improves omnidirectionality, radiation efficiency, etc. required for a vehicle antenna while enabling miniaturization of an integrated antenna device covering multiple frequency bands. It is about.

일반적으로, 차량용 안테나는 차량에서 사용되는 무선 통신 기기들의 통신을 위해 차량의 내·외부에 장착되는 다양한 종류의 안테나를 말한다. 최근, AM/FM 라디오, DMB(Digital Multimedia Broadcast) 수신기, GPS(Global Positioning System), 차량용 이동통신기기 등, 차량에서 사용되는 무선 통신 기기들이 다양화 됨에 따라, 다중 주파수 대역을 커버하는 통합 안테나 기술에 대한 관심과 연구·개발이 급증하고 있는 추세이다.In general, a vehicle antenna refers to various types of antennas mounted inside and outside the vehicle for communication of wireless communication devices used in the vehicle. Recently, as wireless communication devices used in vehicles have diversified, such as AM/FM radio, DMB (Digital Multimedia Broadcast) receivers, GPS (Global Positioning System), and automobile mobile communication devices, integrated antenna technology covering multiple frequency bands Interest and research and development are rapidly increasing.

이러한 차량용 통합 안테나 기술 분야의 중요 과제는, 차량의 공간 제약적인 특성, 미관과 안전성이 중시되는 이동 수단이라는 특성 상, 안테나 장치를 최대한 소형화해야 하는 반면, 방사효율과 송·수신 성능은 유지 또는 개선해야 한다는 것이다. 또한, 차량의 진행 방향 등과 무관하게 안테나의 송·수신 성능을 유지할 수 있도록 안테나 방사 패턴의 무지향성(omnidirectional)을 확보해야 한다는 것이다.The important challenge in the field of integrated antenna technology for vehicles is that the antenna device needs to be miniaturized as much as possible due to the space-constraining characteristics of the vehicle, and a vehicle that emphasizes aesthetics and safety, while maintaining or improving radiation efficiency and transmission/reception performance. Is to do it. In addition, it is necessary to secure omnidirectional of the antenna radiation pattern so as to maintain the transmission and reception performance of the antenna regardless of the traveling direction of the vehicle.

그러나, 한국 공개특허공보 제10-2012-0107664호에 개시된 바와 같이, 소위 헬리컬 안테나(helical antenna)를 사용하는 기존 기술들은, 송·수신 면적이 협소하여 공급 전력에 대한 방사 전파 전력의 비율인 방사 효율이 떨어지며, 요구되는 안테나 길이를 확보하고자 하는 경우 안테나 장치의 소형화를 방해하는 문제가 있다. 특히, 통합 안테나 장치는 서로 다른 주파수대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈을 제한된 공간에 구현한 것이기 때문에, 통합 안테나 장치를 소형화할수록 신호 간섭 등으로 인한 성능 저하가 발생하는 문제가 있다.However, as disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0107664, existing technologies using a so-called helical antenna have a narrow transmission/reception area, which is a ratio of radiated electric power to supplied power. If the efficiency is low, and the desired antenna length is to be secured, there is a problem that the antenna device is miniaturized. In particular, since the integrated antenna device implements a plurality of antenna modules operating in different frequency bands in a limited space, the smaller the integrated antenna device, the lower the performance due to signal interference.

또한, 한국 등록특허공보 제10-1192298호 등에 개시된 바와 같이, 안테나 길이를 보상하거나 방사 패턴의 무지향성을 개선하기 위해 도체 판등의 추가적 부재를 적용하는 기존 기술들은, 통합 안테나 장치의 소형화를 어렵게 하고 제조 공정을 복잡하게 하는 문제가 있다.In addition, as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1192298, existing technologies that apply additional members, such as conductor plates, to compensate for antenna length or to improve the omni-directionality of radiation patterns, make it difficult to miniaturize the integrated antenna device. There is a problem that complicates the manufacturing process.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 차량용 안테나에 요구되는 무지향성을 용이하게 확보하고, 다중 주파수 대역을 커버하는 통합 안테나 장치의 소형화를 가능하게 함은 물론, 안테나 모듈들 간 이격거리 확보가 어려운 경우에도 통합 안테나 장치의 방사 효율 및 송·수신 성능을 개선하는 차량용 통합 안테나 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to easily secure the omni-directional required for the antenna for the vehicle, to enable miniaturization of the integrated antenna device covering the multiple frequency bands, as well as difficult to secure the separation distance between the antenna modules In this case, it is also to provide an integrated antenna device for a vehicle that improves radiation efficiency and transmission/reception performance of the integrated antenna device.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치는, 돔 구조로 형성되는 제1 유전체부 및 상기 제1 유전체부 외주면에 전방위적으로 형성되는 제1 도전성 패턴부를 가지며, 상기 제1 도전성 패턴부를 통해 제1 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 제1 안테나 모듈; 및 상기 제1 유전체부와 상이한 크기의 돔 구조로 형성되고 전단부가 상기 제1 유전체부의 후단부와 소정 이격거리를 두고 상호 인접하게 배치되는 제2 유전체부 및 상기 제2 유전체부의 외주면에 전방위적으로 형성되는 제2 도전성 패턴부를 가지며, 상기 제2 도전성 패턴부를 통해 제2 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 제2 안테나 모듈을 포함한다.In order to solve the above technical problem, an integrated antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first dielectric part formed in a dome structure and a first conductive pattern part formed omnidirectionally on the outer peripheral surface of the first dielectric part A first antenna module having a first frequency band signal through the first conductive pattern unit; And a second dielectric portion formed of a dome structure having a different size from the first dielectric portion, and a front end portion disposed adjacent to each other at a predetermined distance from the rear end portion of the first dielectric portion, and the outer peripheral surface of the second dielectric portion. It has a second conductive pattern portion is formed, and includes a second antenna module for transmitting or receiving a second frequency band signal through the second conductive pattern portion.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 각각 상기 제1 유전체부의 외주면 및 상기 제2 유전체부의 외주면을 따라 회전하도록 형성되고, 상기 제1 도전성 패턴부가 상기 제1 유전체부의 외주면을 따라 회전하는 방향과 상기 제2 도전성 패턴부가 상기 제2 유전체부의 외주면을 따라 회전하는 방향이 서로 반대 방향일 수 있다.In one embodiment, the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion are formed to rotate along the outer peripheral surface of the first dielectric portion and the outer peripheral surface of the second dielectric portion, respectively, and the first conductive pattern portion is the first The direction of rotation along the outer peripheral surface of the dielectric portion and the direction of rotation of the second conductive pattern portion along the outer peripheral surface of the second dielectric portion may be opposite directions.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부에 전력이 공급되는 경우 상호 커플링되도록 각각 상기 제1 유전체부 외주면 및 상기 제2 유전체부의 외주면에 상호 대응하는 구조로 형성될 수 있다.In one embodiment, the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion, respectively, when the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion is supplied with power, the first dielectric portion outer peripheral surface to be coupled to each other And a structure corresponding to the outer peripheral surface of the second dielectric part.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 상기 제1 유전체부 및 상기 제2 유전체부가 상호 인접하는 인접 구간에서, 상기 제1 도전성 패턴부 부분을 통해 흐르는 제1 전류의 방향과, 상기 제1 도전성 패턴부 부분에 대응하는 상기 제2 도전성 패턴부 부분을 통해 흐르는 제2 전류의 방향이 일치되도록 형성될 수 있다.In one embodiment, the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion are first flowing through the first conductive pattern portion in adjacent sections where the first dielectric portion and the second dielectric portion are adjacent to each other. The direction of the current and the direction of the second current flowing through the second conductive pattern portion corresponding to the first conductive pattern portion may be coincident.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 상기 인접 구간에서, 상기 제1 도전성 패턴부 부분의 높이와, 상기 제1 도전성 패턴부 부분에 대응하는 상기 제2 도전성 패턴부 부분의 높이가 일치되도록 형성될 수 있다.In one embodiment, the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion, in the adjacent section, the height of the first conductive pattern portion portion, and the second conductivity corresponding to the first conductive pattern portion portion It may be formed to match the height of the pattern portion.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 각각 상기 제1 유전체부 및 상기 제2 유전체부의 하단으로부터 소정 높이만큼 떨어진 위치에서 상부로 점진적 상승하는 스파이럴 패턴 또는 미앤더 패턴으로 형성될 수 있다.In one embodiment, the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion are spiral patterns or meanders that gradually rise upward from a position apart from a lower end of the first dielectric portion and the second dielectric portion by a predetermined height, respectively. It can be formed in a pattern.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 유전체부 및 상기 제2 유전체부는, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부에 의해 발생되는 커플링 양을 고려하여 결정된 이격거리를 두고 배치될 수 있다.In one embodiment, the first dielectric portion and the second dielectric portion may be disposed at a separation distance determined in consideration of the amount of coupling generated by the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion. .

일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전성 패턴부는, 일 단이 상기 제1 유전체부의 하단에 배치되는 제1 급전부와 전기적으로 연결되고, 타 단이 상기 제1 유전체부의 상단에 배치되는 제1 개방 단자부와 전기적으로 연결될 수 있다.In one embodiment, the first conductive pattern portion, a first opening of which one end is electrically connected to the first feeding portion disposed at the bottom of the first dielectric portion, the other end is disposed at the top of the first dielectric portion It may be electrically connected to the terminal portion.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 도전성 패턴부는, 일 단이 상기 제2 유전체부의 하단에 배치되는 제2 급전부와 전기적으로 연결되고, 타 단이 상기 제2 유전체부의 상단에 배치되는 제2 개방 단자부와 전기적으로 연결될 수 있다.In one embodiment, the second conductive pattern portion, the second opening is electrically connected to the second feeding portion is disposed at the bottom of the second dielectric portion, the second end is disposed at the top of the second dielectric portion second opening It may be electrically connected to the terminal portion.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 급전부는, 상기 제1 유전체부의 전방에 배치되고, 상기 제2 급전부는, 상기 제2 유전체부의 후방에 배치될 수 있다.In one embodiment, the first feeding portion may be disposed in front of the first dielectric portion, and the second feeding portion may be disposed behind the second dielectric portion.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 개방 단자부 및 상기 제2 개방 단자부 중 적어도 하나는, 개방 단자부가 배치되는 해당 유전체부의 상단 면을 커버하는 도전성 패턴일 수 있다.In one embodiment, at least one of the first open terminal portion and the second open terminal portion may be a conductive pattern covering an upper surface of the corresponding dielectric portion in which the open terminal portion is disposed.

일 실시예에 있어서, 상기 차량용 통합 안테나 장치는, 제3 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 패치 안테나 형태의 제3 안테나 모듈을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the integrated antenna device for a vehicle may further include a third antenna module in the form of a patch antenna that transmits or receives a third frequency band signal.

일 실시예에 있어서, 상기 차량용 통합 안테나 장치는, 상기 제1, 제2, 제3 안테나 모듈을 통해 송신 또는 수신되는 신호를 처리하는 신호 처리부; 하부면이 차량의 외장 패널에 결합되고, 상부에 상기 제1, 제2, 제3 안테나 모듈 및 상기 신호 처리부가 배치되는 베이스부; 및 상기 베이스부와 결합하여 내부 수용 공간에 상기 제1, 제2, 제3 안테나 모듈 및 상기 신호 처리부를 수용하는 하우징부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the integrated antenna device for a vehicle includes: a signal processing unit that processes signals transmitted or received through the first, second, and third antenna modules; A base portion on which a lower surface is coupled to the exterior panel of the vehicle, and on which the first, second, and third antenna modules and the signal processor are disposed; And it may further include a housing portion for receiving the first, second and third antenna modules and the signal processing unit in the inner receiving space in combination with the base portion.

일 실시예에 있어서, 상기 하우징부는, 샤크 핀 형태일 수 있다.In one embodiment, the housing portion may be in the form of a shark pin.

일 실시예에 있어서, 상기 제3 안테나 모듈은, 상기 제1 안테나 모듈의 전방에 배치될 수 있다.In one embodiment, the third antenna module may be disposed in front of the first antenna module.

본 발명에 따르면, 돔 구조의 유전체 외주면을 따라 도전성 패턴을 전방위적으로 형성하여 안테나 모듈을 구성함으로써, 공간 제약적인 차량용 안테나 환경에서 공간 활용도를 높이고, 차량용 안테나에 요구되는 무지향성을 용이하게 확보할 수 있다.According to the present invention, the antenna module is formed by omnidirectionally forming a conductive pattern along the outer circumferential surface of the dielectric of the dome structure, thereby increasing space utilization in a space-constrained vehicle antenna environment and easily securing omnidirectional required for the vehicle antenna. Can.

특히, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 안테나 모듈들이 커플링되도록 하여 안테나 모듈들 각각의 안테나 길이를 보상해 줌으로써, 다중 주파수 대역을 커버하는 통합 안테나 장치의 소형화를 가능하게 하고, 소형 안테나 장치가 커버할 수 있는 주파수 대역을 저주파 대역까지 확장시킴은 물론, 안테나 모듈들 간 이격거리 확보가 어려운 경우에도 통합 안테나 장치의 방사 효율 및 송·수신 성능을 개선할 수 있다.In particular, by compensating the antenna length of each of the antenna modules by allowing the antenna modules operating in different frequency bands to be coupled, miniaturization of the integrated antenna device covering the multiple frequency bands is possible, and the small antenna device is to be covered. In addition to extending the frequency band to the low frequency band, it is possible to improve the radiation efficiency and transmission and reception performance of the integrated antenna device even when it is difficult to secure the separation distance between the antenna modules.

또한, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 안테나 모듈들을 별도의 부재를 사용하지 않고 안테나 모듈들에 형성되는 도전성 패턴의 구조를 통해 커플링되도록 함으로써, 통합 안테나 장치의 제조 공정을 간소화하고, 제조 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, antenna modules operating in different frequency bands are coupled through a structure of a conductive pattern formed on the antenna modules without using a separate member, thereby simplifying the manufacturing process of the integrated antenna device and improving manufacturing efficiency. I can do it.

나아가, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 다양한 실시예들이 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 자명하게 이해할 수 있을 것이다.Furthermore, those skilled in the art to which the present invention pertains will readily understand from the following description that various embodiments according to the present invention can solve various technical problems not mentioned above.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치를 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치에 포함되는 복수의 안테나 모듈을 나타낸 전방 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치에 포함되는 복수의 안테나 모듈을 나타낸 후방 사시도.
도 5a는 제1 안테나 모듈의 일례를 나타낸 전방 및 후방 사시도.
도 5b는 제1 안테나 모듈의 다른 일례를 나타낸 전방 및 후방 사시도.
도 6a은 제2 안테나 모듈의 일례를 나타낸 전방 및 후방 사시도.
도 6b은 제2 안테나 모듈의 다른 일례를 나타낸 전방 및 후방 사시도.
도 7은 도 3의 A 부분을 나타낸 수평 단면도.
도 8은 도 3의 A 부분을 나타낸 수직 단면도.
도 9는 제1 안테나 모듈의 DMB 주파수 대역 전류분포 및 방사패턴을 나타낸 그래프.
도 10은 제2 안테나 모듈의 FM 주파수 대역 전류분포 및 방사패턴을 나타낸 그래프.1 is a perspective view showing an integrated antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing an integrated antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a front perspective view showing a plurality of antenna modules included in the integrated antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a rear perspective view showing a plurality of antenna modules included in the integrated antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
5A is a front and rear perspective view showing an example of a first antenna module.
5B is a front and rear perspective view showing another example of the first antenna module.
6A is a front and rear perspective view showing an example of a second antenna module.
6B is a front and rear perspective view showing another example of the second antenna module.
7 is a horizontal sectional view showing part A of FIG. 3;
8 is a vertical sectional view showing part A of FIG. 3.
9 is a graph showing the current distribution and radiation pattern of the DMB frequency band of the first antenna module.
10 is a graph showing the current distribution and radiation pattern of the FM frequency band of the second antenna module.

이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이들은 실시자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to clarify the solutions related to the technical problems of the present invention. However, in the description of the present invention, when the description of the related known technology makes the gist of the present invention obscure, the description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and they may be changed according to intentions or practices of the practitioner. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도 1 및 도 2에는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치가 사시도 및 분해 사시도로 도시되어 있다.1 and 2, an integrated antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention is shown in a perspective view and an exploded perspective view, respectively.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치(100)는, 제1 안테나 모듈(110) 및 제2 안테나 모듈(120)을 포함하며, 제3 안테나 모듈(130), 신호 처리부(140), 베이스부(150), 및 하우징부(160) 등을 더 포함할 수 있다.1 and 2, the vehicle integrated antenna device 100 according to an embodiment of the present invention includes a first antenna module 110 and a second antenna module 120, and a third antenna The module 130, the signal processing unit 140, the base unit 150, and the housing unit 160 may be further included.

제1 안테나 모듈(110)은, 제1 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 모듈이다. 예컨대, 제1 안테나 모듈(110)은, DMB 주파수 대역인 174 ~ 216[MHz] 대역의 신호를 수신하는 안테나 모듈일 수 있다. 또한, 제2 안테나 모듈(120)은, 제2 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 모듈이다. 예컨대, 제2 안테나 모듈(120)은, AM 주파수 대역인 531 ~ 1,602[KHz] 대역의 신호를 수신하거나, FM 주파수 대역인 88 ~ 108[MHz] 대역의 신호를 수신하는 안테나 모듈일 수 있다. 제1 안테나 모듈(110) 및 제2 안테나 모듈(120)의 구체적 구성과 동작은 후술하기로 한다.The first antenna module 110 is an antenna module that transmits or receives a first frequency band signal. For example, the first antenna module 110 may be an antenna module that receives a signal in the band 174 to 216 [MHz], which is a DMB frequency band. Further, the second antenna module 120 is an antenna module that transmits or receives a second frequency band signal. For example, the second antenna module 120 may be an antenna module that receives a signal in the AM frequency band of 531 to 1,602 [KHz] or a signal in the FM frequency band of 88 to 108 [MHz]. The specific configuration and operation of the first antenna module 110 and the second antenna module 120 will be described later.

한편, 제3 안테나 모듈(130)은, 제3 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 모듈이다. 예컨대, 제3 안테나 모듈(130)은, GPS 주파수 대역인 1570 ~ 1580[MHz] 대역의 신호를 수신하거나, CDMA 기지국 주파수 대역인 869 ~ 894[MHz] 대역의 신호를 수신하는 안테나 모듈일 수 있다. 이 경우, 제3 안테나 모듈(130)은, 패치 안테나로 구성될 수 있다. 예컨대, 제3 안테나 모듈(130)은, 하부면에 금속박막 접지부를 가지는 유전체(132)와, 유전체(132) 상부면에 형성되는 패치형 방사체(134)와, 패치형 방사체(134)와 기판(140)에 형성된 급전 회로를 연결하는 급전부(136) 등으로 구성될 수 있다. 제3 안테나 모듈(130)은, 제1 안테나 모듈(110)의 전방 또는 제2 안테나 모듈(120)의 후방에 배치될 수 있다. 특히, 도 1 및 도 2와 같이 차량용 통합 안테나 장치(100)가 샤크 핀(shark fin) 안테나 형태로 구현되는 경우, 제1 안테나 모듈(110)의 전방에 제3 안테나 모듈(130)이 배치됨으로써 차량용 통합 안테나 장치(100)의 공간 활용도를 높일 수 있다.Meanwhile, the third antenna module 130 is an antenna module that transmits or receives a third frequency band signal. For example, the third antenna module 130 may be an antenna module that receives a signal in the GPS frequency band 1570 to 1580 [MHz] or a signal in the CDMA base station frequency band 869 to 894 [MHz]. . In this case, the third antenna module 130 may be configured as a patch antenna. For example, the third antenna module 130 includes a dielectric 132 having a metal thin film ground on the lower surface, a patch-type radiator 134 formed on the upper surface of the dielectric 132, a patch-type radiator 134 and a substrate 140 It may be composed of a power supply unit 136 for connecting the power supply circuit formed in ). The third antenna module 130 may be disposed in front of the first antenna module 110 or behind the second antenna module 120. In particular, when the integrated antenna device 100 for a vehicle is implemented in the form of a shark fin antenna as shown in FIGS. 1 and 2, the third antenna module 130 is disposed in front of the first antenna module 110. It is possible to increase the space utilization of the integrated antenna device 100 for a vehicle.

신호 처리부(140)는, 제1, 제2, 제3 안테나 모듈(110, 120, 130)을 통해 송신 또는 수신되는 신호를 처리한다. 즉, 신호 처리부(140)는, 각각의 안테나 모듈을 통해 수신되는 신호들을 해당 주파수 대역에 대응하는 대역통과필터로 필터링하여 노이즈 등을 제거하고, 필요한 수준으로 증폭한다. 이러한 신호 처리부(140)는, PCB(Printed Circuit Board) 형태로 구성될 수 있다.The signal processing unit 140 processes signals transmitted or received through the first, second, and third antenna modules 110, 120, and 130. That is, the signal processing unit 140 filters the signals received through each antenna module with a band pass filter corresponding to a corresponding frequency band, removes noise, and amplifies to a required level. The signal processing unit 140 may be configured in the form of a printed circuit board (PCB).

베이스부(150)는, 전체적으로 플레이트(plate) 형상을 가지는 부재로서, 하부면이 차량의 외부 패널에 결합되고 상부에 제1, 제2, 제3 안테나 모듈(110, 120, 130) 및 신호 처리부(140)가 배치된다.The base unit 150 is a member having a plate shape as a whole, the lower surface of which is coupled to the outer panel of the vehicle, and the first, second, and third antenna modules 110, 120, 130, and a signal processing unit at the top. 140 is placed.

하우징부(160)는, 베이스부(150)와 결합하여 내부 수용 공간에 제1, 제2, 제3 안테나 모듈(110, 120, 130) 및 신호 처리부(140)를 수용한다. 하우징부(160)가 샤크 핀 형태로 구현되는 경우, 차량 이동 시 발생하는 공기 저항과 풍절음을 감소시킬 수 있다.The housing unit 160 is coupled to the base unit 150 to accommodate the first, second, and third antenna modules 110, 120, 130 and the signal processing unit 140 in an internal accommodation space. When the housing 160 is implemented in the form of a shark pin, it is possible to reduce air resistance and wind noise generated when the vehicle moves.

도 3 및 도 4에는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치에 포함되는 복수의 안테나 모듈이 전방 사시도 및 후방 사시도록 도시되어 있다.3 and 4, a plurality of antenna modules included in an integrated antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention are shown in front perspective view and rear perspective view, respectively.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 통합 안테나 장치(100)는, 복수의 안테나 모듈(110, 120, 130)을 포함하여 다중 주파수 대역의 신호들을 송·수신한다.3 and 4, the integrated antenna device 100 for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a plurality of antenna modules (110, 120, 130) to transmit and receive signals in multiple frequency bands To receive.

우선, 제1 안테나 모듈(110)은, PCB 형태로 구성되는 신호 처리부(140) 상에 설치될 수 있으며, 전방위적(omnidirectional)으로 제1 주파수 대역 신호를 송·수신한다. 이를 위해, 제1 안테나 모듈(110)은, 제1 유전체부(112) 및 제1 도전성 패턴부(114)를 포함할 수 있다.First, the first antenna module 110 may be installed on the signal processing unit 140 configured in the form of a PCB, and transmits and receives a first frequency band signal omnidirectionally. To this end, the first antenna module 110 may include a first dielectric part 112 and a first conductive pattern part 114.

제1 유전체부(112)는, 내부 중공을 가지고 하단부가 개방되어 있는 소위 돔(dome) 구조로 형성될 수 있다. 이러한 제1 유전체부(112)와 후술되는 제2 유전체부(122)는, 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate), 폴리아미드(PA: Polyamide), 폴리아세탈(POM: Polyacetal, 폴리옥시메틸렌(POM:Poly Oxy Methylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: Polyethylene terephthalate), ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 등과 같이 특정 유전율을 나타내는 다양한 소재로 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 유전체부(112)와 제2 유전체부(122)는, 그 구성 소재의 유전율에 따라 크기나 두께가 달라질 수 있다.The first dielectric part 112 may be formed in a so-called dome structure having an inner hollow and an open lower end. The first dielectric part 112 and the second dielectric part 122, which will be described later, are polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyacetal (POM), and polyoxymethylene (POM: poly) Oxy Methylene), polyethylene terephthalate (PET: Polyethylene terephthalate), ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), etc. It may be composed of various materials exhibiting a specific dielectric constant, in this case, the first dielectric part 112 and the second dielectric The portion 122 may have a different size or thickness depending on the dielectric constant of the component material.

제1 도전성 패턴부(114)는, 도전성 소재로 구성되는 안테나 패턴으로서, 전방위적으로 신호를 송·수신하도록 제1 유전체부(112)의 외주면을 따라 형성된다. 또한, 제1 도전성 패턴부(114)는, 일 단이 제1 유전체부(112)의 하단에 배치되는 제1 급전부(116)와 전기적으로 연결되고, 타 단이 제1 유전체부(112)의 상단에 배치되는 제1 개방 단자부(118)와 전기적으로 연결된다.The first conductive pattern portion 114 is an antenna pattern composed of a conductive material, and is formed along the outer circumferential surface of the first dielectric portion 112 to transmit and receive signals omnidirectionally. In addition, the first conductive pattern portion 114, one end is electrically connected to the first feeding portion 116 disposed at the bottom of the first dielectric portion 112, the other end of the first dielectric portion 112 It is electrically connected to the first open terminal portion 118 disposed on the top of the.

제1 급전부(116)는, 제1 도전성 패턴부(114)에 전력을 공급하는 급전점에 해당하는 것으로서, 제1 안테나 모듈(110)의 전방에 배치될 수 있다. 아래에서 다시 설명하겠지만, 제1 급전부(116)가 제1 안테나 모듈(110)의 전방에 배치됨으로써, 제1 안테나 모듈(110)과 제2 안테나 모듈(120) 간의 불필요한 간섭을 최소화하고 방사 패턴의 무지향성을 확보할 수 있다.The first feeding unit 116 corresponds to a feeding point for supplying power to the first conductive pattern unit 114, and may be disposed in front of the first antenna module 110. As will be described again below, the first feeding unit 116 is disposed in front of the first antenna module 110, thereby minimizing unnecessary interference between the first antenna module 110 and the second antenna module 120 and radiating pattern. Omnidirectional can be secured.

제1 개방 단자부(118)는, 전파 방사가 최대로 일어나는 안테나의 말단에 해당하는 것으로서, 제1 도전성 패턴부(114)에서 연장되는 도전성 패턴으로 구성될 수 있다. 또한, 제1 개방 단자부(118)는, 제1 도전성 패턴부(114)의 패턴 라인보다 넓은 면적의 패턴으로 구성되어 제1 유전체부(112)의 상단 면을 커버할 수 있다. 예컨대, 제1 개방 단자부(118)는 소위 캡(cap) 모양으로 구성되어 제1 유전체부(112)의 상단 면을 커버할 수 있다. 이와 같이, 제1 개방 단자부(118)가, 넓은 면적의 패턴으로 구성되어 제1 유전체부(112)의 최상단에 배치됨으로써, 전파 방사를 용이하게 하고 방사 효율을 개선할 수 있다.The first open terminal portion 118 corresponds to the end of the antenna where radio wave radiation is maximized, and may be formed of a conductive pattern extending from the first conductive pattern portion 114. In addition, the first open terminal portion 118 may be formed of a pattern having a larger area than the pattern line of the first conductive pattern portion 114 to cover the top surface of the first dielectric portion 112. For example, the first open terminal part 118 may be configured in a so-called cap shape to cover the top surface of the first dielectric part 112. As described above, the first open terminal portion 118 is configured in a pattern of a large area and is disposed at the top end of the first dielectric portion 112, thereby facilitating radio wave radiation and improving radiation efficiency.

도 5a에는 제1 안테나 모듈의 일례가 전방 및 후방 사시도로 도시되어 있다.5A shows examples of the first antenna module in front and rear perspective views.

도 5b에는 제1 안테나 모듈의 다른 일례가 전방 및 후방 사시도로 도시되어 있다.5B shows another example of the first antenna module in front and rear perspective views.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 패턴부(114)는, 제1 유전체부(112)의 하단으로부터 소정 높이만큼 떨어진 위치에서 상부로 점진적 상승하는 스트랩(strap) 형태로 형성될 수 있다. 특히, 제1 도전성 패턴부(114)는, 도 5a와 같이 스파이럴 패턴(spiral pattern)으로 형성되거나, 도 5b와 같이 미앤더 패턴(meander pattern)으로 구성될 수 있으며, 다양한 패턴으로 변형도 가능하다. 이와 같이, 제1 도전성 패턴부(114)가 제1 유전체부(112)의 외주면을 따라 전방위적으로 형성됨으로써 방사 패턴의 무지향성을 확보할 수 있다. 또한, 제1 도전성 패턴부(114)가 최대한 제1 안테나 모듈(110)의 상부 측에 형성되는 경우, 방사 효율 개선과 대역폭 확보가 용이해질 수 있다.As illustrated in FIGS. 5A and 5B, the first conductive pattern portion 114 may be formed in the form of a strap that gradually rises upward from a position away from the bottom of the first dielectric portion 112 by a predetermined height. Can. In particular, the first conductive pattern portion 114 may be formed in a spiral pattern as shown in FIG. 5A, or may be composed of a meander pattern as shown in FIG. 5B, and may be modified in various patterns. . As described above, the first conductive pattern portion 114 is formed omnidirectionally along the outer circumferential surface of the first dielectric portion 112 to secure the omni-directionality of the radiation pattern. In addition, when the first conductive pattern portion 114 is formed on the upper side of the first antenna module 110 as much as possible, it is possible to improve radiation efficiency and secure bandwidth.

이하, 다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 제2 안테나 모듈(120)은, PCB 형태로 구성되는 신호 처리부(140) 상에 제1 안테나 모듈(110)과 소정 이격거리를 두고 인접하게 설치되며, 전방위적으로 제2 주파수 대역 신호를 송·수신한다. 이를 위해, 제2 안테나 모듈(120)은, 제2 유전체부(122) 및 제2 도전성 패턴부(124)를 포함할 수 있다.Hereinafter, referring to FIGS. 3 and 4 again, the second antenna module 120 is installed adjacent to the first antenna module 110 at a predetermined separation distance from the signal processor 140 configured in the form of a PCB. , Transmit and receive the second frequency band signal omnidirectionally. To this end, the second antenna module 120 may include a second dielectric part 122 and a second conductive pattern part 124.

제2 유전체부(122)는, 제1 유전체부(112)와 유사하게 내부 중공을 가지고 하단부가 개방되어 있는 돔 구조로 형성될 수 있으며, 제1 유전체부(112)와 크기 내지 외주 길이를 달리하도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 유전체부(122)는 그 전단부가 제1 유전체부(112)의 후단부와 소정 이격거리를 두고 상호 인접하게 배치된다.The second dielectric part 122 may be formed in a dome structure having an inner hollow and having an open bottom, similar to the first dielectric part 112, and having a different size to outer length from the first dielectric part 112. Can be formed. In addition, the second dielectric part 122 is disposed such that the front end thereof is adjacent to each other with a predetermined separation distance from the rear end of the first dielectric part 112.

제2 도전성 패턴부(124)는, 도전성 소재로 구성되는 안테나 패턴으로서, 전방위적으로 신호를 송·수신하도록 제2 유전체부(122)의 외주면을 따라 형성된다. 또한, 제2 도전성 패턴부(114)는, 일 단이 제2 유전체부(122)의 하단에 배치되는 제2 급전부(126)와 전기적으로 연결되고, 타 단이 제2 유전체부(122)의 상단에 배치되는 제2 개방 단자부(128)와 전기적으로 연결된다.The second conductive pattern portion 124 is an antenna pattern made of a conductive material, and is formed along the outer circumferential surface of the second dielectric portion 122 to transmit and receive signals omnidirectionally. In addition, one end of the second conductive pattern portion 114 is electrically connected to the second feeding portion 126 disposed at the bottom of the second dielectric portion 122, and the other end of the second dielectric portion 122 It is electrically connected to the second open terminal portion 128 disposed on the top of the.

제2 급전부(126)는, 제2 도전성 패턴부(124)에 전력을 공급하는 급전점에 해당하는 것으로서, 제2 안테나 모듈(120)의 후방에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 안테나 모듈(110)의 제1 급전부(116)가 제1 안테나 모듈(110)의 전방에 배치되고, 제2 안테나 모듈(120)의 제2 급전부(126)가 제2 안테나 모듈(110)의 후방에 배치됨으로써, 제1 안테나 모듈(110)과 제2 안테나 모듈(120) 간의 불필요한 간섭을 최소화하고 방사 패턴의 무지향성을 확보할 수 있다.The second feeding part 126 may correspond to a feeding point for supplying power to the second conductive pattern part 124 and may be disposed behind the second antenna module 120. As described above, the first feeding unit 116 of the first antenna module 110 is disposed in front of the first antenna module 110, and the second feeding unit 126 of the second antenna module 120 is By being disposed behind the second antenna module 110, it is possible to minimize unnecessary interference between the first antenna module 110 and the second antenna module 120 and secure omnidirectional radiation patterns.

제2 개방 단자부(128)는, 전파 방사가 최대로 일어나는 안테나의 말단에 해당하는 것으로서, 제2 도전성 패턴부(124)에서 연장되는 도전성 패턴으로 구성될 수 있다. 또한, 제2 개방 단자부(128)는, 제2 도전성 패턴부(124)의 패턴 라인보다 넓은 면적의 패턴으로 구성되어 제2 유전체부(122)의 상단 면을 커버할 수 있다. 예컨대, 제2 개방 단자부(128)는 캡 모양으로 구성되어 제2 유전체부(122)의 상단 면을 커버할 수 있다. 이와 같이, 제2 개방 단자부(128)가, 넓은 면적의 패턴으로 구성되어 제2 유전체부(122)의 최상단에 배치됨으로써, 전파 방사를 용이하게 하고 방사 효율을 개선할 수 있다.The second open terminal portion 128 corresponds to an end of the antenna where radio wave radiation is maximized, and may be formed of a conductive pattern extending from the second conductive pattern portion 124. In addition, the second open terminal portion 128 may be formed of a pattern having a larger area than the pattern line of the second conductive pattern portion 124 to cover the top surface of the second dielectric portion 122. For example, the second open terminal portion 128 may be configured in a cap shape to cover the top surface of the second dielectric portion 122. As described above, the second open terminal portion 128 is formed in a pattern of a large area and is disposed at the top end of the second dielectric portion 122, thereby facilitating radio wave radiation and improving radiation efficiency.

도 6a에는 제1 안테나 모듈의 일례가 전방 및 후방 사시도로 도시되어 있다.6A shows examples of the first antenna module in front and rear perspective views.

도 6b에는 제1 안테나 모듈의 다른 일례가 전방 및 후방 사시도로 도시되어 있다.6B shows another example of the first antenna module in front and rear perspective views.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 패턴부(124)는, 제2 유전체부(122)의 하단으로부터 소정 높이만큼 떨어진 위치에서 상부로 점진적 상승하는 스트랩 형태로 형성될 수 있다. 특히, 제2 도전성 패턴부(124)는, 도 6a와 같이 스파이럴 패턴으로 형성되거나, 도 6b와 같이 미앤더 패턴으로 구성될 수 있으며, 다양한 패턴으로 변형도 가능하다. 이와 같이, 제2 도전성 패턴부(124)가 제2 유전체부(122)의 외주면을 따라 전방위적으로 형성됨으로써 방사 패턴의 무지향성을 확보할 수 있다. 또한, 제2 도전성 패턴부(124)가 최대한 제2 안테나 모듈(120)의 상부 측에 형성되는 경우, 방사 효율 개선과 대역폭 확보가 용이해질 수 있다.As illustrated in FIGS. 6A and 6B, the second conductive pattern portion 124 may be formed in the form of a strap that gradually rises upward from a position away from the bottom of the second dielectric portion 122 by a predetermined height. In particular, the second conductive pattern portion 124 may be formed in a spiral pattern as shown in FIG. 6A, or may be configured as a meander pattern as shown in FIG. 6B, and may be modified in various patterns. In this way, the second conductive pattern portion 124 is formed omnidirectionally along the outer circumferential surface of the second dielectric portion 122, thereby ensuring the omni-directionality of the radiation pattern. In addition, when the second conductive pattern portion 124 is formed on the upper side of the second antenna module 120 as much as possible, it is possible to improve radiation efficiency and secure bandwidth.

한편, 아래에서 다시 설명하겠지만, 제1 도전성 패턴부(114)와 제2 도전성 패턴부(114)가 상호 연관된 대응 형태로 구성되는 경우, 제1 안테나 모듈(110)과 제2 안테나 모듈(120)이 전기적으로 상호 작용하는 커플링(coupling) 상태를 만들기 용이하다. 따라서, 제1 도전성 패턴부(114)와 제2 도전성 패턴부(124)는, 교류 전력이 공급되는 경우 상호 커플링되도록 각각 제1 유전체부(112)의 외주면 및 제2 유전체부(112)의 외주면에 상호 대응하는 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 도전성 패턴부(114)가 스파이럴 패턴으로 형성되는 경우 제2 도전성 패턴부(124)도 그에 대응하는 스파이럴 패턴으로 형성되고, 제1 도전성 패턴부(114)가 미앤더 패턴으로 형성되는 경우 제2 도전성 패턴부(124)도 그에 대응하는 미앤더 패턴으로 형성될 수 있다.On the other hand, as will be described again below, when the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 114 are configured in a mutually correlated form, the first antenna module 110 and the second antenna module 120 It is easy to create this electrically interactive coupling state. Accordingly, the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 are coupled to the outer circumferential surface of the first dielectric portion 112 and the second dielectric portion 112 so that they are coupled to each other when AC power is supplied. It may be formed in a structure corresponding to each other on the outer peripheral surface. For example, when the first conductive pattern portion 114 is formed in a spiral pattern, the second conductive pattern portion 124 is also formed in a corresponding spiral pattern, and the first conductive pattern portion 114 is formed in a meander pattern. In this case, the second conductive pattern portion 124 may also be formed in a corresponding meander pattern.

이 경우, 제1 도전성 패턴부(114) 및 제2 도전성 패턴부(124)는, 상호 인접하는 인접 구간, 즉 제1 유전체부(112)의 후방 외주면과 제2 유전체부(122)의 전방 외주면이 인접하여 대면하는 구간에서, 제1 도전성 패턴부(114) 부분을 통해 흐르는 제1 전류의 방향과, 제1 도전성 패턴부(114) 부분에 대응하는 제2 도전성 패턴부(124) 부분을 통해 흐르는 제2 전류의 방향이 일치되도록 형성될 수 있다.In this case, the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 are adjacent sections adjacent to each other, that is, the rear outer peripheral surface of the first dielectric portion 112 and the front outer peripheral surface of the second dielectric portion 122. In the adjacent facing section, the direction of the first current flowing through the first conductive pattern portion 114 portion and the second conductive pattern portion 124 portion corresponding to the first conductive pattern portion 114 portion It may be formed to match the direction of the flowing second current.

도 7에는 도 3의 A 부분이 수평 단면도로 도시되어 있다.Part A of FIG. 3 is illustrated in FIG. 7 in a horizontal sectional view.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1 안테나 모듈(110)의 제1 유전체부(112)는, 내부 중공(119)을 가지며, 그 외주면에 제1 도전성 패턴부(114)가 형성되어 있다. 제2 안테나 모듈(120)은, 제1 안테나 모듈(110)과 소정 이격거리(D)를 두고 그 후방에 배치된다. 제2 안테나 모듈(120)의 제2 유전체부(122)는, 내부 중공(129)을 가지며, 그 외주면에 제2 도전성 패턴부(124)가 형성되어 있다. 이 경우, 제1 도전성 패턴부(114)와 제2 도전성 패턴부(124)는, 제1 유전체부(112)의 후방 외주면과 제2 유전체부(122)의 전방 외주면이 서로 인접하고 있는 인접 구간(L)에서, 제1 도전성 패턴부(114) 부분을 통해 흐르는 제1 전류(I1)의 방향과, 상기 제1 도전성 패턴부(114) 부분에 대응하는 제2 도전성 패턴부(124) 부분을 통해 흐르는 제2 전류(I2)의 방향이 일치되도록 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 도전성 패턴부(114) 및 제2 도전성 패턴부(124)가, 각각 제1 유전체부(112)의 외주면 및 제2 유전체부(122)의 외주면을 따라 회전하도록 형성되는 경우, 제1 도전성 패턴부(114)가 제1 유전체부(112)의 외주면을 따라 회전하는 방향과 제2 도전성 패턴부(124)가 제2 유전체부(122)의 외주면을 따라 회전하는 방향이 서로 반대 방향이 되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 도전성 패턴부(114)와 제2 도전성 패턴부(124)가 스파이럴 패턴으로 형성되는 경우, 제1 도전성 패턴부(114)는 제1 유전체부(112)의 외주면에서 시계 방향으로 회전하며 상승하고, 제2 도전성 패턴부(124)는 제2 유전체부(122)의 외주면에서 반시계 방향으로 회전하며 상승하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 제1 도전성 패턴부(114)와 제2 도전성 패턴부(124)는, 그 형태 내지 구조를 통해 커플링 효과를 발생시킴으로써, 안테나 모듈 각각의 인덕턴스 성분과 컨덕턴스 성분을 증가시키고, 그 결과 일반적으로 신호 파장보다 짧게 설계되는 안테나의 길이를 보상하고 방사 효율을 개선할 수 있다.As shown in FIG. 7, the first dielectric part 112 of the first antenna module 110 has an inner hollow 119 and a first conductive pattern part 114 is formed on its outer circumferential surface. The second antenna module 120 is disposed behind the first antenna module 110 at a predetermined separation distance (D). The second dielectric part 122 of the second antenna module 120 has an inner hollow 129, and a second conductive pattern part 124 is formed on its outer circumferential surface. In this case, the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 are adjacent sections in which the rear outer peripheral surface of the first dielectric portion 112 and the front outer peripheral surface of the second dielectric portion 122 are adjacent to each other. In (L), the direction of the first current I 1 flowing through the first conductive pattern portion 114 portion and the second conductive pattern portion 124 portion corresponding to the first conductive pattern portion 114 portion The direction of the second current I 2 flowing through may be formed to coincide. For example, when the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 are formed to rotate along the outer peripheral surface of the first dielectric portion 112 and the outer peripheral surface of the second dielectric portion 122, respectively. The direction in which the 1 conductive pattern portion 114 rotates along the outer circumferential surface of the first dielectric portion 112 and the direction in which the second conductive pattern portion 124 rotates along the outer circumferential surface of the second dielectric portion 122 are opposite directions to each other It can be formed to be. That is, when the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 are formed in a spiral pattern, the first conductive pattern portion 114 rotates clockwise on the outer peripheral surface of the first dielectric portion 112 The second conductive pattern portion 124 may be configured to rotate and rotate counterclockwise on the outer circumferential surface of the second dielectric portion 122. As described above, the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 increase the inductance component and the conductance component of each antenna module by generating a coupling effect through its shape or structure, and as a result, In general, it is possible to compensate for the length of the antenna designed to be shorter than the signal wavelength and to improve the radiation efficiency.

한편, 제1 유전체부(112) 및 제2 유전체부(122)는, 제1 도전성 패턴부(114) 및 제2 도전성 패턴부(124)에 의해 발생되는 커플링 양을 고려하여 결정된 이격거리를 두고 배치된다. 즉, 제1 도전성 패턴부(114) 및 제2 도전성 패턴부(124)에 의해 발생되는 커플링 양은, 양 자간의 이격거리(D)가 가까워질수록 많아지고, 양 자간의 이격거리(D)가 멀어질수록 적어진다. 따라서, 통합 안테나 장치를 소형화하기 위한 도전성 패턴의 길이, 유전체부의 크기 등이 정해지면 목표 성능 구현을 위해 요구되는 커플링 양이 결정되고, 결정된 커플링 양을 나타내도록 제1 유전체부(112)와 제2 유전체부(122) 간의 이격거리(D)가 조정되어 결정된다. 예컨대, 안테나의 성능과 구현의 가능성 등을 고려한 이격거리(D)의 범위는, 0.001λ＜ D ＜ 0.02λ 정도로 볼 수 있다. 여기서, λ는 제1 안테나 모듈(110)과 제2 안테나 모듈(120) 중, 저주파 대역 신호를 송·수신하는 안테나 모듈의 신호 파장이다.On the other hand, the first dielectric portion 112 and the second dielectric portion 122, the separation distance determined in consideration of the amount of coupling generated by the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 Is placed. That is, the amount of coupling generated by the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 increases as the separation distance D between the two terminals approaches, and the separation distance D between the two terminals The farther away, the less. Accordingly, when the length of the conductive pattern for miniaturizing the integrated antenna device, the size of the dielectric part, and the like are determined, the amount of coupling required for realizing the target performance is determined, and the first dielectric part 112 is displayed to indicate the determined amount of coupling. The separation distance D between the second dielectric parts 122 is adjusted and determined. For example, the range of the separation distance D in consideration of the antenna performance and the possibility of implementation can be seen as about 0.001λ <D <0.02λ. Here, λ is a signal wavelength of an antenna module that transmits and receives a low frequency band signal among the first antenna module 110 and the second antenna module 120.

도 8에는 도 3의 A 부분이 수직 단면도로 도시되어 있다.8, part A of FIG. 3 is illustrated in a vertical sectional view.

도 8에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 패턴부(114) 및 제2 도전성 패턴부(124)는, 상호 인접 구간에서, 제1 도전성 패턴부 부분(P1)의 높이와, 제1 도전성 패턴부 부분(P1)에 대응하는 제2 도전성 패턴부 부분(P2)의 높이가 일치되도록 배치될 수 있다. 이와 같이, 상호 인접 구간에서, 제1 도전성 패턴부(114)와 제2 도전성 패턴부(124)가 형태, 구조 등이 대응되도록 구성됨은 물론, 대응 패턴 부분들의 배치 높이까지 일치되도록 구성됨으로써, 양 자간의 물리적 상관도가 높아지며, 그 결과 커플링을 위한 임피던스 매칭이 용이해지고 방사 효율이 더욱 향상된다.As shown in FIG. 8, the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124, in mutually adjacent sections, the height of the first conductive pattern portion P 1 and the first conductive pattern The height of the second conductive pattern portion P 2 corresponding to the sub portion P 1 may be arranged to match. As described above, in the mutually adjacent section, the first conductive pattern portion 114 and the second conductive pattern portion 124 are configured to correspond in shape, structure, and the like, and are configured to match the placement height of the corresponding pattern portions, thereby The physical correlation between the characters increases, and as a result, impedance matching for coupling is facilitated and radiation efficiency is further improved.

도 9에는 제1 안테나 모듈의 DMB 주파수 대역 전류분포 및 방사패턴이 그래프로 도시되어 있다.9, the current distribution and radiation pattern of the DMB frequency band of the first antenna module are illustrated graphically.

도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 전파 방사가 활발히 일어나는 제1 안테나 모듈의 상단부에서 전류분포도가 가장 높고, 해당 값이 일반적인 값 -3[dB] 정도보다 큰 -1.3[dB]에 이르는 것으로 나타나는 점에서, 본 발명의 실제 구현 시 제1 안테나 모듈을 통해 전파 방사를 원활히 수행할 수 있으며 방사 효율을 개선할 수 있음을 알 수 있다.As shown in (a) and (b) of FIG. 9, the current distribution degree is highest in the upper end of the first antenna module where radio wave radiation is actively performed, and the corresponding value is -1.3[ which is greater than the typical value -3[dB]. dB], it can be seen that in the actual implementation of the present invention, radio wave radiation can be smoothly performed through the first antenna module and the radiation efficiency can be improved.

또한, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 전방위적으로 균일한 방사패턴이 나타나는 점에서, 본 발명의 실제 구현 시 통합 안테나 장치의 무지향성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9(c), it can be seen that in the fact that a uniform radiation pattern appears omnidirectionally, it is possible to secure the omni-directionality of the integrated antenna device in the actual implementation of the present invention.

도 10에는 제2 안테나 모듈의 FM 주파수 대역 전류분포 및 방사패턴이 그래프로 도시되어 있다.In FIG. 10, the current distribution and radiation pattern of the FM frequency band of the second antenna module are illustrated in a graph.

도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 전파 방사가 활발히 일어나는 제2 안테나 모듈의 상단부에서 전류분포도가 가장 높고, 해당 값이 일반적인 값 -3[dB] 정도보다 큰 -1.3[dB]에 이르는 것으로 나타나는 점에서, 본 발명의 실제 구현 시 제2 안테나 모듈을 통해 전파 방사를 원활히 수행할 수 있으며 방사 효율을 개선할 수 있음을 알 수 있다.As shown in (a) and (b) of FIG. 10, the current distribution degree is highest at the upper end of the second antenna module where radio wave radiation is actively performed, and the corresponding value is -1.3[ which is greater than the typical value -3[dB]. dB], it can be seen that in the actual implementation of the present invention, radio wave radiation can be smoothly performed through the second antenna module and the radiation efficiency can be improved.

또한, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 전방위적으로 균일한 방사패턴이 나타나는 점에서, 본 발명의 실제 구현 시 통합 안테나 장치의 무지향성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.In addition, it can be seen that, as shown in FIG. 10(c), a uniform radiation pattern is displayed omni-directionally, so that the omni-directionality of the integrated antenna device can be secured in the actual implementation of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 돔 구조의 유전체 외주면을 따라 도전성 패턴을 전방위적으로 형성하여 안테나 모듈을 구성함으로써, 공간 제약적인 차량용 안테나 환경에서 공간 활용도를 높이고, 차량용 안테나에 요구되는 무지향성을 용이하게 확보할 수 있다. 특히, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 안테나 모듈들이 커플링되도록 하여 안테나 모듈들 각각의 안테나 길이를 보상해 줌으로써, 다중 주파수 대역을 커버하는 통합 안테나 장치의 소형화를 가능하게 하고, 소형 안테나 장치가 커버할 수 있는 주파수 대역을 저주파 대역까지 확장시킴은 물론, 안테나 모듈들 간 이격거리 확보가 어려운 경우에도 통합 안테나 장치의 방사 효율 및 송·수신 성능을 개선할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 안테나 모듈들을 별도의 부재를 사용하지 않고 안테나 모듈들에 형성되는 도전성 패턴의 구조를 통해 커플링되도록 함으로써, 통합 안테나 장치의 제조 공정을 간소화하고, 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 다양한 실시예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.As described above, according to the present invention, the antenna module is formed by omnidirectionally forming a conductive pattern along the outer peripheral surface of the dielectric of the dome structure, thereby increasing space utilization in a space-constrained vehicle antenna environment and omni-directional required for the vehicle antenna. Can be easily secured. In particular, by compensating the antenna length of each of the antenna modules by allowing the antenna modules operating in different frequency bands to be coupled, miniaturization of the integrated antenna device covering the multiple frequency bands is possible, and the small antenna device is to be covered. In addition to extending the frequency band to the low frequency band, it is possible to improve the radiation efficiency and transmission and reception performance of the integrated antenna device even when it is difficult to secure the separation distance between the antenna modules. In addition, antenna modules operating in different frequency bands are coupled through a structure of a conductive pattern formed on the antenna modules without using a separate member, thereby simplifying the manufacturing process of the integrated antenna device and improving manufacturing efficiency. I can do it. Furthermore, various embodiments according to the present invention can, of course, solve various other technical problems other than those mentioned in the present technical field as well as related technical fields.

지금까지 본 발명에 대해 구체적인 실시예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 기술적 범위에서 다양한 변형 실시예들이 구현될 수 있음을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to specific embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that various modified embodiments may be implemented in the technical scope of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed above should be considered in terms of explanation, not limitation. That is, the scope of the true technical spirit of the present invention is indicated in the appended claims, and all differences within the scope of the claims should be interpreted as being included in the present invention.

100 : 차량용 통합 안테나 장치 110 : 제1 안테나 모듈
112 : 제1 유전체부 114 : 제1 도전성 패턴부
116 : 제1 급전부 118 : 제1 개방 단자부
120 : 제2 안테나 모듈 122 : 제2 유전체부
124 : 제2 도전성 패턴부 126 : 제2 급전부
128 : 제2 개방 단자부 130 : 제3 안테나 모듈
140 : 신호 처리부 150 : 베이스부
160 : 하우징부100: vehicle integrated antenna device 110: first antenna module
112: first dielectric portion 114: first conductive pattern portion
116: first power supply unit 118: first open terminal unit
120: second antenna module 122: second dielectric portion
124: second conductive pattern portion 126: second feeding portion
128: second open terminal 130: third antenna module
140: signal processing unit 150: base unit
160: housing

Claims (15)

돔 구조로 형성되는 제1 유전체부 및 상기 제1 유전체부 외주면에 전방위적으로 형성되는 제1 도전성 패턴부를 가지며, 상기 제1 도전성 패턴부를 통해 제1 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 제1 안테나 모듈; 및
상기 제1 유전체부와 상이한 크기의 돔 구조로 형성되고 전단부가 상기 제1 유전체부와 소정 이격거리를 두고 상호 인접하게 배치되는 제2 유전체부 및 상기 제2 유전체부의 외주면에 전방위적으로 형성되는 제2 도전성 패턴부를 가지며, 상기 제2 도전성 패턴부를 통해 제2 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 제2 안테나 모듈을 포함하고,
상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부에 전력이 공급되는 경우 상호 커플링되도록 각각 상기 제1 유전체부의 외주면 및 상기 제2 유전체부의 외주면에 상호 대응하는 구조로 형성되는 차량용 통합 안테나 장치.A first antenna module having a first dielectric portion formed in a dome structure and a first conductive pattern portion formed omnidirectionally on the outer peripheral surface of the first dielectric portion, and transmitting or receiving a first frequency band signal through the first conductive pattern portion ; And
It is formed of a dome structure having a different size from the first dielectric part, and the front end is formed omnidirectionally on the outer peripheral surfaces of the second dielectric part and the second dielectric part which are disposed adjacent to each other at a predetermined distance from the first dielectric part. A second antenna module having a second conductive pattern portion and transmitting or receiving a second frequency band signal through the second conductive pattern portion,
When the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion are supplied with electric power to the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion, the outer peripheral surface of the first dielectric portion and the second dielectric portion are respectively coupled to each other. Integrated antenna device for a vehicle formed of a structure corresponding to each other on the outer peripheral surface. 제1항에 있어서,
상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 각각 상기 제1 유전체부의 외주면 및 상기 제2 유전체부의 외주면을 따라 회전하도록 형성되고, 상기 제1 도전성 패턴부가 상기 제1 유전체부의 외주면을 따라 회전하는 방향과 상기 제2 도전성 패턴부가 상기 제2 유전체부의 외주면을 따라 회전하는 방향이 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.According to claim 1,
The first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion are respectively formed to rotate along the outer peripheral surface of the first dielectric portion and the outer peripheral surface of the second dielectric portion, and the first conductive pattern portion rotates along the outer peripheral surface of the first dielectric portion The direction and the direction in which the second conductive pattern portion rotates along the outer circumferential surface of the second dielectric portion are opposite directions to each other. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 상기 제1 유전체부 및 상기 제2 유전체부가 상호 인접하는 인접 구간에서, 상기 제1 도전성 패턴부 부분을 통해 흐르는 제1 전류의 방향과, 상기 제1 도전성 패턴부 부분에 대응하는 상기 제2 도전성 패턴부 부분을 통해 흐르는 제2 전류의 방향이 일치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.According to claim 1,
The first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion may include a direction of a first current flowing through the first conductive pattern portion in an adjacent section adjacent to the first dielectric portion and the second dielectric portion, and Integrated antenna device for a vehicle, characterized in that the direction of the second current flowing through the second conductive pattern portion portion corresponding to the first conductive pattern portion portion. 제4항에 있어서,
상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 상기 인접 구간에서, 상기 제1 도전성 패턴부 부분의 높이와, 상기 제1 도전성 패턴부 부분에 대응하는 상기 제2 도전성 패턴부 부분의 높이가 일치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.According to claim 4,
In the adjacent section, the first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion have a height of the first conductive pattern portion and a height of the second conductive pattern portion corresponding to the first conductive pattern portion. Integrated antenna device for a vehicle, characterized in that formed to match. 제1항에 있어서,
상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부는, 각각 상기 제1 유전체부 및 상기 제2 유전체부의 하단으로부터 소정 높이만큼 떨어진 위치에서 상부로 점진적 상승하는 스파이럴 패턴 또는 미앤더 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.According to claim 1,
The first conductive pattern portion and the second conductive pattern portion may be formed of a spiral pattern or a meander pattern that gradually rises upward from a position separated by a predetermined height from the bottom of the first dielectric portion and the second dielectric portion, respectively. Vehicle integrated antenna device. 제1항에 있어서,
상기 제1 유전체부 및 상기 제2 유전체부는, 상기 제1 도전성 패턴부 및 상기 제2 도전성 패턴부에 의해 발생되는 커플링 양을 고려하여 결정된 이격거리를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.According to claim 1,
The first dielectric part and the second dielectric part, the integrated antenna device for a vehicle, characterized in that arranged at a separation distance determined in consideration of the amount of coupling generated by the first conductive pattern part and the second conductive pattern part . 제1항에 있어서,
상기 제1 도전성 패턴부는, 일 단이 상기 제1 유전체부의 하단에 배치되는 제1 급전부와 전기적으로 연결되고, 타 단이 상기 제1 유전체부의 상단에 배치되는 제1 개방 단자부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.According to claim 1,
The first conductive pattern portion, one end is electrically connected to a first feeding portion disposed at the bottom of the first dielectric portion, the other end is electrically connected to a first open terminal portion disposed at the top of the first dielectric portion Vehicle integrated antenna device, characterized in that. 제8항에 있어서,
상기 제2 도전성 패턴부는, 일 단이 상기 제2 유전체부의 하단에 배치되는 제2 급전부와 전기적으로 연결되고, 타 단이 상기 제2 유전체부의 상단에 배치되는 제2 개방 단자부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.The method of claim 8,
The second conductive pattern portion, one end is electrically connected to a second feeding portion disposed at the bottom of the second dielectric portion, the other end is electrically connected to a second open terminal portion disposed at the top of the second dielectric portion Vehicle integrated antenna device, characterized in that. 제9항에 있어서,
상기 제1 급전부는, 상기 제1 유전체부의 전방에 배치되고,
상기 제2 급전부는, 상기 제2 유전체부의 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.The method of claim 9,
The first feeding portion is disposed in front of the first dielectric portion,
The second feeding unit, the integrated antenna device for a vehicle, characterized in that disposed in the rear of the second dielectric unit. 제9항에 있어서,
상기 제1 개방 단자부 및 상기 제2 개방 단자부 중 적어도 하나는, 개방 단자부가 배치되는 해당 유전체부의 상단 면을 커버하는 도전성 패턴인 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.The method of claim 9,
At least one of the first open terminal portion and the second open terminal portion, the integrated antenna device for a vehicle, characterized in that the conductive pattern covering the upper surface of the corresponding dielectric portion in which the open terminal portion is disposed. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차량용 통합 안테나 장치는, 제3 주파수 대역 신호를 송신 또는 수신하는 패치 안테나 형태의 제3 안테나 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.The method according to any one of claims 1, 2, 4 to 11,
The vehicle integrated antenna device further comprises a third antenna module in the form of a patch antenna for transmitting or receiving a third frequency band signal. 제12항에 있어서,
상기 차량용 통합 안테나 장치는,
상기 제1, 제2, 제3 안테나 모듈을 통해 송신 또는 수신되는 신호를 처리하는 신호 처리부;
하부면이 차량의 외장 패널에 결합되고, 상부에 상기 제1, 제2, 제3 안테나 모듈 및 상기 신호 처리부가 배치되는 베이스부; 및
상기 베이스부와 결합하여 내부 수용 공간에 상기 제1, 제2, 제3 안테나 모듈 및 상기 신호 처리부를 수용하는 하우징부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.The method of claim 12,
The vehicle integrated antenna device,
A signal processor that processes signals transmitted or received through the first, second, and third antenna modules;
A base portion on which a lower surface is coupled to the exterior panel of the vehicle, and on which the first, second, and third antenna modules and the signal processor are disposed; And
Combined with the base portion, an integrated antenna device for a vehicle, further comprising a housing portion accommodating the first, second, and third antenna modules and the signal processor in an interior accommodation space. 제13항에 있어서,
상기 하우징부는, 샤크 핀 형태인 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.The method of claim 13,
The housing unit, an integrated antenna device for a vehicle, characterized in that the form of a shark pin. 제14항에 있어서,
상기 제3 안테나 모듈은, 상기 제1 안테나 모듈의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 통합 안테나 장치.The method of claim 14,
The third antenna module, vehicle integrated antenna device, characterized in that disposed in front of the first antenna module.
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