KR102207139B1 - Communication system using antenna apparatus - Google Patents

Communication system using antenna apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR102207139B1
KR102207139B1 KR1020200051066A KR20200051066A KR102207139B1 KR 102207139 B1 KR102207139 B1 KR 102207139B1 KR 1020200051066 A KR1020200051066 A KR 1020200051066A KR 20200051066 A KR20200051066 A KR 20200051066A KR 102207139 B1 KR102207139 B1 KR 102207139B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
antenna device
patch
antenna
communication system
Prior art date
Application number
KR1020200051066A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조용천
Original Assignee
광운대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광운대학교 산학협력단 filed Critical 광운대학교 산학협력단
Priority to KR1020200051066A priority Critical patent/KR102207139B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102207139B1 publication Critical patent/KR102207139B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46Electric supply lines or communication lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]

Abstract

The present invention discloses an antenna device and a communication system using the same. According to the present invention, the antenna device comprises: a substrate unit formed of a dielectric; a patch unit formed on one surface of the substrate unit, and being a radiating element having a predetermined inclination angle formed by cutting a pair of diagonally facing corners among the square corners; a feed line formed on one surface of the substrate unit and connected to the patch unit to supply electromagnetic energy; and a conductive ground unit formed on the other surface corresponding to one surface of the substrate unit.

Description

안테나 장치를 이용한 통신시스템{COMMUNICATION SYSTEM USING ANTENNA APPARATUS}Communication system using antenna device {COMMUNICATION SYSTEM USING ANTENNA APPARATUS}

본 발명은 안테나 장치 및 이를 이용한 통신시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 차량 외장용 안테나를 대체 할 수 있도록, 원형편파 마이크로스트립 패치 안테나 구조를 적용한 차량 내부용 안테나 장치 및 이를 이용한 통신시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna device and a communication system using the same. More specifically, it relates to an antenna device for an interior of a vehicle to which a circular polarization microstrip patch antenna structure is applied, and a communication system using the same, so as to replace the vehicle exterior antenna.

최근 들어, 단순한 이동 통로를 제공하는 개념이었던 도로가 다양하고 복잡한 현대사회를 연결해주는 중요한 생활공간의 개념으로 진화하고 있다. 이는 차량 주행 중 운전자에게 주변 교통상황, 돌발상황, 혼잡도, 위험 정보 등을 실시간으로 제공할 수 있는 시스템 지능형 교통 시스템 ITS(Intelligent Transportation Systems)의 개념의 등장과 자율주행 차량이 사회적 이슈로 부상하고 것과 연계되어, 우리 교통 생활을 근본적으로 변화시키고 있다.In recent years, roads, which used to be the concept of providing simple passageways, are evolving into the concept of an important living space that connects diverse and complex modern society. This is due to the emergence of the concept of Intelligent Transportation Systems (ITS), a system that can provide real-time information on surrounding traffic, unexpected situations, congestion, and danger to the driver while driving, and autonomous vehicles emerged as a social issue. In connection, it is fundamentally changing our transportation life.

특히, 정보통신의 발달로 인해 유비쿼터스 개념이 도로 부문에도 도입되면서, ITS가 더욱 진화하게 되었는데, 이는 C-ITS(Cooperative -Intelligent Transport Systems)으로 점점 가속화되고 있는 정보화 사회에 알맞은 신속, 안전, 쾌적한 차세대 교통체계를 구현하는데 목적을 두고 있다. In particular, as the concept of ubiquitous was introduced into the road sector due to the development of information and communication, ITS has evolved further, which is a fast, safe, and comfortable next-generation suitable for the increasingly accelerating information society with C-ITS (Cooperative-Intelligent Transport Systems). It aims to implement the transportation system.

이러한 C-ITS에서는 V2X(Vehicle to Everything communication) 통신이 필수적인데, 차량을 중심으로 하는 모든 사물간의 통신을 의미하는 것으로, 차량과 차량 사이의 무선 통신(V2V: Vehicle to Vehicle), 차량과 인프라 간 무선 통신(V2I: Vehicle to Infrastructure), 차량 내 유무선 네트워킹(IVN: In-Vehicle Networking), 차량과 이동 단말 간 통신(V2P: Vehicle to Pedestrian) 등을 총칭한다.In this C-ITS, V2X (Vehicle to Everything communication) communication is essential, which means communication between all objects centered on a vehicle, and is a wireless communication between vehicle and vehicle (V2V: Vehicle to Vehicle), between vehicle and infrastructure. It refers to wireless communication (V2I: Vehicle to Infrastructure), in-vehicle wired and wireless networking (IVN: In-Vehicle Networking), and vehicle to mobile terminal communication (V2P: Vehicle to Pedestrian).

이와 같은 차량의 다양한 정보 송수신을 구현하기 위해서는 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 환경에서 이용될 수 있는 수신 성능이 향상된 안테나의 개발이 요구되고 있다.In order to implement various information transmission/reception of such a vehicle, development of an antenna with improved reception performance that can be used in a Wireless Access in Vehicular Environment (WAVE) environment is required.

보다 구체적으로는, 차량과 차량(V2V), 차량과 도로변 인프라(V2I) 간 통신을 수행함으로써, 돌발상황에 신속히 대처하여 교통사고를 최소화할 수 있는 첨단 기술도 V2X 통신 기술에 기반한다. 상기 V2X 통신 시스템은 응용서비스에 따라 전방 위험물 감지, 교통 트래픽 제어, 응급 차량 교차로 무정차 통과, 교차로 사각지대 사고예방, 이륜차 접근 사전 감지 등 교통사고 예방에 획기적으로 기여할 수 있는 장점이 있다.More specifically, by performing communication between the vehicle and the vehicle (V2V) and the vehicle and the roadside infrastructure (V2I), a cutting-edge technology that can quickly respond to an unexpected situation and minimize traffic accidents is also based on the V2X communication technology. Depending on the application service, the V2X communication system has an advantage that can significantly contribute to the prevention of traffic accidents, such as detection of dangerous substances ahead, control of traffic traffic, non-stop passing at an emergency vehicle intersection, prevention of accidents in blind spots at intersections, and detection of two-wheeled vehicles in advance.

이와 같은 교통사고 예방을 위한 안전서비스를 확대하기 위해 가장 중요한 것은 WAVE 차량단말기의 보급인데, 이를 위해서는 사용자를 고려한 시스템 설치의 만족성과 편리성이 확보되어야 한다.In order to expand the safety service for preventing such traffic accidents, the most important thing is the spread of WAVE vehicle terminals, and for this, the satisfaction and convenience of system installation considering users must be secured.

도 1은 종래의 차량용 외부 안테나를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a conventional external antenna for a vehicle.

도 1을 참조하면, 종래에 차량용 안테나는 차량 루프에 설치하는 샤크 안테나 등의 외부용 안테나(10)를 사용하는 것이 일반적이었다. 하지만 기존 외부 안테나가 존재하는 경우에는 추가적인 안테나 설치를 위해서는 차량 자체를 개조해야 하는 번거로움이 있다.Referring to FIG. 1, as a conventional vehicle antenna, an external antenna 10 such as a shark antenna installed on a vehicle roof has been generally used. However, if there is an existing external antenna, there is a hassle of remodeling the vehicle itself in order to install an additional antenna.

또한, 종래의 차량용 안테나 장치는, 이미 복수의 안테나를 포함하고 있어서, 여기에 차량 간 V2X 통신을 지원하기 위한 V2X 안테나를 추가해야 할 경우, 케이블 배선 및 안테나 설치가 자체가 어렵고, 안테나 장치의 크기가 커질 수 있는 문제점이 있다.In addition, the conventional vehicle antenna device already includes a plurality of antennas, and when it is necessary to add a V2X antenna to support V2X communication between vehicles, cable wiring and antenna installation itself are difficult, and the size of the antenna device There is a problem that can increase.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량 외장용 안테나를 대체 할 수 있도록 안테나의 패치 형상 비율을 조정하여, 원형편파 패치 안테나 구조를 적용한 차량 내부용 안테나 장치 및 이를 이용한 통신시스템을 제공하는데 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve all the problems of the prior art as described above, by adjusting the patch shape ratio of the antenna so as to replace the vehicle exterior antenna, and a vehicle internal antenna device to which a circular polarized patch antenna structure is applied, and The purpose is to provide the used communication system.

또한, 본 발명은 안테나의 패치 배열에 따라 차등적인 전력분배가 가능한 차량 내부용 안테나 장치 및 이를 이용한 통신시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a vehicle interior antenna device capable of differential power distribution according to an antenna patch arrangement, and a communication system using the same.

또한, 본 발명은 듀얼 배열 안테나 구조를 일체형으로 구현 할 수 있는 차량 내부용 안테나 장치 및 이를 이용한 통신시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an antenna device for an interior of a vehicle that can integrally implement a dual array antenna structure and a communication system using the same.

또한, 본 발명은 차량 탑재장치(OBU)와 연결되어 C-ITS 서비스를 제공할 수 있는 차량 내부용 안테나 장치 및 이를 이용한 통신시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an antenna device for an inside of a vehicle capable of providing a C-ITS service by being connected to an OBU and a communication system using the same.

본 발명의 상기 목적은 유전체로 형성된 기판부; 상기 기판부의 일면에 형성되며, 정사각형의 모서리들 중 대각선 방향으로 서로 마주보는 한 쌍의 모서리가 잘려져 일정한 경사각이 형성된 방사소자인 패치부; 상기 기판부의 일면에 형성되며, 상기 패치부에 연결되어 전자기 에너지를 공급하는 급전선로; 및 상기 기판부의 일면과 대응되는 다른 일면에 형성되는 전도성의 접지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치에 의해 달성된다.The object of the present invention is a substrate portion formed of a dielectric material; A patch portion formed on one surface of the substrate portion, which is a radiating element having a predetermined inclination angle by cutting a pair of corners facing each other in a diagonal direction among square corners; A feed line formed on one surface of the substrate and connected to the patch to supply electromagnetic energy; And a conductive ground portion formed on the other surface corresponding to the one surface of the substrate.

이때, 상기 패치부의 한 쌍의 모서리는, 상기 급전선로를 기준으로 오른쪽 상측과 왼쪽 하측에 상기 일정한 경사각이 형성될 수 있다.In this case, the edge of the pair of the patch portions may have the constant inclination angles on the upper right side and the lower left side with respect to the feed line.

상기 패치부의 경사각은, 상기 급전선로를 기준으로 가로 너비와 세로 길이의 비율이 2.2:1일 수 있다.The inclination angle of the patch part may have a ratio of a horizontal width and a vertical length of 2.2:1 based on the feed line.

상기 안테나 장치의 상기 패치부 및 상기 급전선로는 다수개가 배열되는데, 상기 기판부의 일면에 일정한 간격을 두고 1행 4열로 배열되며, 상기 급전선로를 통해서 상기 패치부 마다 전력을 차등 분배하는 전력분배부를 더 포함할 수 있다.A plurality of the patch portions and the feed lines of the antenna device are arranged, and are arranged in one row and four columns at regular intervals on one surface of the substrate portion, and a power distribution unit for differentially distributing power to each patch portion through the feed line It may contain more.

상기 전력분배부는 상기 패치부 마다 0.1:0.4:0.4:0.1의 비율로 전력을 차등 분배할 수 있다. The power distribution unit may differentially distribute power in a ratio of 0.1:0.4:0.4:0.1 to each of the patch units.

상기 1행 4열로 배열된 패치부와 급전선로; 및 상기 패치부 마다 전력을 차등 분배하는 상기 전력분배부가 듀얼 배열될 수 있다.Patch portions and feed lines arranged in one row and four columns; And the power distribution units for differentially distributing power to each patch unit may be dually arranged.

또한, 본 발명의 상기 목적은 유전체로 형성된 기판부, 상기 기판부의 일면에 형성되며 정사각형의 모서리들 중 대각선 방향으로 서로 마주보는 한 쌍의 모서리가 잘려져 일정한 경사각이 형성된 방사소자인 패치부, 상기 기판부의 일면에 형성되며 상기 패치부에 연결되어 전자기 에너지를 공급하는 급전선로, 및 상기 기판부의 일면과 대응되는 다른 일면에 형성되는 전도성의 접지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 내부에 설치된 안테나 장치; 및 상기 안테나 장치는 차량 내부에서 연결되어 데이터 신호를 처리하는 차량 탑재장치(OBU)를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신시스템에 의해서도 달성된다.In addition, the object of the present invention is a substrate portion formed of a dielectric material, a patch portion formed on one surface of the substrate portion and a radiating element having a constant inclination angle by cutting a pair of corners facing each other in a diagonal direction among square corners, the substrate An antenna device installed inside a vehicle, comprising: a feed line formed on one surface of the negative portion and connected to the patch portion to supply electromagnetic energy; and a conductive ground portion formed on the other surface corresponding to one surface of the substrate; And an on-vehicle device (OBU) that is connected inside the vehicle to process data signals.

이때, 상기 안테나 장치의 상기 패치부의 한 쌍의 모서리는, 상기 급전선로를 기준으로 오른쪽 상측과 왼쪽 하측에 상기 일정한 경사각이 형성될 수 있다.In this case, the corners of the pair of the patch portions of the antenna device may have the constant inclination angles on the upper right side and the lower left side with respect to the feed line.

상기 패치부의 경사각은, 상기 급전선로를 기준으로 가로 너비와 세로 길이의 비율이 2.2:1일 수 있다.The inclination angle of the patch part may have a ratio of a horizontal width and a vertical length of 2.2:1 based on the feed line.

상기 안테나 장치의 상기 패치부 및 상기 급전선로는 다수개가 배열되는데, 상기 기판부의 일면에 일정한 간격을 두고 1행 4열로 배열되며, 상기 급전선로를 통해서 상기 패치부 마다 전력을 차등 분배하는 전력분배부를 더 포함할 수 있다.A plurality of the patch portions and the feed lines of the antenna device are arranged, and are arranged in one row and four columns at regular intervals on one surface of the substrate portion, and a power distribution unit for differentially distributing power to each patch portion through the feed line It may contain more.

상기 전력분배부는 상기 패치부 마다 0.1:0.4:0.4:0.1의 비율로 전력을 차등 분배할 수 있다. The power distribution unit may differentially distribute power in a ratio of 0.1:0.4:0.4:0.1 to each of the patch units.

상기 1행 4열로 배열된 패치부와 급전선로; 및 상기 패치부 마다 전력을 차등 분배하는 상기 전력분배부가 듀얼 배열될 수 있다.Patch portions and feed lines arranged in one row and four columns; And the power distribution units for differentially distributing power to each patch unit may be dually arranged.

상기 안테나장치는 하나의 케이스에 내장되는 일체형 모듈이며, 상기 케이스에는 전화번호를 표시할 수 있는 수단이 구비될 수 있다.The antenna device is an integrated module built into one case, and the case may be provided with a means for displaying a phone number.

상기 차량 내부에 설치된 안테나장치와 상기 차량 탑재장치(OBU)의 접속 케이블은 길이는, 외장용 안테나의 접속 케이블 길이보다 짧을 수 있다.The length of a connection cable between the antenna device installed inside the vehicle and the vehicle-mounted device OBU may be shorter than that of the external antenna.

본 발명에 따르면, 안테나의 패치 형상 비율을 조정하여 원형편파 패치 안테나의 광대역의 정합특성을 만족할 수 있다.According to the present invention, a broadband matching characteristic of a circularly polarized patch antenna can be satisfied by adjusting a patch shape ratio of an antenna.

또한, 본 발명에 따르면, 안테나의 패치 배열에 따라 차등적인 전력분배가 가능하여 WAVE 통신대역 내에서 고이득 특성을 만족시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, differential power distribution is possible according to the patch arrangement of antennas, thereby satisfying high gain characteristics within the WAVE communication band.

또한, 본 발명에 따르면, 듀얼 배열 안테나 구조를 일체형으로 구현하여 신호의 실시간 처리와 지연을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, by implementing a dual array antenna structure integrally, real-time processing and delay of a signal can be prevented.

또한, 본 발명에 따르면, 차량 탑재장치(OBU)와 연결되어 외장 안테나의 추가 설치 없이도, 차량 내부에 편리하게 연결하여 V2X를 통한 C-ITS 서비스를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a C-ITS service through V2X by being connected to a vehicle-mounted device (OBU) and conveniently connected to the inside of a vehicle without additional installation of an external antenna.

도 1은 종래의 차량용 외부 안테나를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 A에서부터 A‘까지의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나 장치의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나 장치의 방사패턴을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치의 방사패턴을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치의 전력분배 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 듀얼 배열 안테나 장치를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 듀얼 배열 안테나 장치를 제작한 사진이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 듀얼 배열 안테나 장치를 이용한 통신시스템의 블록도이다.
도 13은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치의 성능을 테스트하기 위하여 4종류의 안테나를 설치한 사진이다.
도 14는 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 측정한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 측정한 제1 테스트의 도면이다.
도 16은 본 발명의 도 15의 제1 테스트 결과를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 측정한, 다른 테스트 조건의 도면이다.
도 18은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 측정한, 전체 테스트 결과를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 케이블의 길이에 따라 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 호환성을 측정한, 전체 테스트 결과를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 V2I 성능을 측정한 테스트 화면이다.
도 22는 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 V2I 성능을 측정한, 전체 테스트 결과를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing a conventional external antenna for a vehicle.
2 is a diagram showing a single antenna device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a cross section from A to A'of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing characteristics of a single antenna device according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a radiation pattern of a single antenna device according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an array antenna device according to another embodiment of the present invention.
7 is a graph showing characteristics of an array antenna device according to another embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a radiation pattern of an array antenna device according to another embodiment of the present invention.
9 is a graph showing power distribution characteristics of an array antenna device according to another embodiment of the present invention.
10 is a view showing a dual array antenna device according to another embodiment of the present invention.
11 is a photograph of manufacturing a dual array antenna device according to another embodiment of the present invention.
12 is a block diagram of a communication system using a dual array antenna device according to another embodiment of the present invention.
13 is a photograph of installing four types of antennas to test the performance of the dual array antenna device of the present invention.
14 is a graph measuring performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.
15 is a diagram of a first test measuring the performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.
16 is a diagram showing a first test result of FIG. 15 of the present invention.
17 is a diagram of another test condition in which the performance of the communication system including the dual array antenna device of the present invention is measured.
18 is a diagram showing the overall test result of measuring the performance of the communication system including the dual array antenna device of the present invention.
19 is a diagram showing the performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention according to the length of a cable.
FIG. 20 is a diagram showing overall test results obtained by measuring compatibility of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.
21 is a test screen for measuring V2I performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.
22 is a diagram showing the overall test result of measuring V2I performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein.

[본 발명의 바람직한 실시예][Preferred embodiment of the present invention]

본 명세서에 있어서, 안테나 장치는 패치 안테나인 마이크로스트립 패치 안테나를 기준으로 설명된다. 이는 접지판에 부착된 유전체 상에 얇은 금속 패치판이 위치하는 구조의 안테나를 포괄적으로 의미하는데, 제조 방법으로는 인쇄형 안테나(Printed Antenna, 인쇄회로기판화)일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 마이크로스트립 패치 안테나는 제작이 용이하고, 회로와 함께 집적이 가능할 수 있다. 또한 급전방식으로 마이크로스트립 선로 급전을 용이하게 이용할 수도 있다.In the present specification, the antenna device is described based on a microstrip patch antenna, which is a patch antenna. This comprehensively refers to an antenna having a structure in which a thin metal patch plate is located on a dielectric attached to the ground plate. The manufacturing method may be a printed antenna (printed circuit board), but the present invention is limited thereto. It is not. Such a microstrip patch antenna is easy to manufacture and can be integrated with a circuit. In addition, it is also possible to easily use the microstrip line feeding as a feeding method.

이하의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 단일, 배열, 듀얼 패치 안테나의 구성과 그 특성을 확인할 수 있는 테스트 결과를 순차적으로 도시하여 설명하도록 한다.In the following embodiments, for convenience of description, configurations of single, array, and dual patch antennas and test results for confirming their characteristics will be sequentially illustrated and described.

단일 안테나의 구성Configuration of a single antenna

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나 장치를 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing a single antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 A에서부터 A‘까지의 단면을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a cross section from A to A′ of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나 장치는, 기판부(100)와, 상기 기판부(100)의 일면에 배치되어 전자기 에너지를 방사하는 패치부(200)와, 상기 기판부(100)의 일면과 대응되는 다른 일면에 위치되고 도체로 이루어지며 연결된 접지부(300) 그리고 상기 패치부(200)에 급전하는 급전선로(210)를 포함하여 구성될 수 있다.2 and 3, a single antenna device according to an embodiment of the present invention includes a substrate portion 100 and a patch portion 200 disposed on one surface of the substrate portion 100 to radiate electromagnetic energy. And, it may be configured to include a ground part 300 that is located on the other surface corresponding to one surface of the substrate part 100 and made of a conductor and connected to the patch part 200, and a feed line 210 that supplies power to the patch part 200. .

먼저, 기판부(100)는 절연 물질로 구성할 수 있다. 기판부(100)는 절연체이면서도 전기적인 유도작용을 일으킬 수 있는 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.First, the substrate 100 may be formed of an insulating material. It is preferable that the substrate portion 100 is formed of a material that is an insulator and can cause an electrical induction action.

예를 들면, 유전체 물질로 일정한 비유전율(r)을 갖는 합성수지 재질인, 유리 에폭시, 폴리옥시메틸렌(POM: PolyOxyMethylene), 아세탈중합체(PolyAcetal), ABS(AcrylonitrileButadiene Styrene) 수지 또는 PC(PolyCarbonate) 수지 등으로 구성될 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 전기적인 유도작용을 일으킬 수 있는 일정한 비유전율(r)을 가지는 공지된 유전체 재질을 제한 없이 사용할 수 있다.For example, a synthetic resin material having a predetermined relative dielectric constant (r) of a dielectric material, glass epoxy, polyoxymethylene (POM: PolyOxyMethylene), acetal polymers (PolyAcetal), ABS (AcrylonitrileButadiene Styrene ) resin or PC (PolyCarbonate) resin, etc. It can be composed of. However, the present invention is not limited thereto, and a known dielectric material having a constant relative dielectric constant ( r ) capable of causing an electrical induction may be used without limitation.

본 발명의 일 실시예에서는 비유전율(r)은 2.5, 두께는 0.5mm인 기판부(100)를 사용하였다. 특히, 본 발명과 같은 마이크로스트립 안테나의 경우, 기판부(100)의 유전율(비유전율)에 따라 안테나의 방사 특성에도 영향을 미치는 매개변수 (parameter)이다.In an embodiment of the present invention, a substrate portion 100 having a relative permittivity ( r ) of 2.5 and a thickness of 0.5 mm was used. Particularly, in the case of the microstrip antenna as in the present invention, it is a parameter that affects the radiation characteristics of the antenna according to the dielectric constant (relative dielectric constant) of the substrate 100.

다음으로, 기판부(100)의 일면인 상부에는 기판부(100) 보다 면적이 작은 패치부(200)가 위치할 수 있다. 패치부(200)는 전자기파가 진행될 수 있는 전도성 물체로 구성되며, 일반적으로 금속재질을 사용하는 것이 바람직하다.Next, a patch portion 200 having an area smaller than that of the substrate portion 100 may be positioned on an upper portion, which is one surface of the substrate portion 100. The patch part 200 is composed of a conductive object through which electromagnetic waves can travel, and it is generally preferable to use a metal material.

이러한, 패치부(200)는 평면 안테나의 하나인 마이크로스트립 안테나의 방사소자의 기능을 하는데, 방사소자의 형태로는 사각형, 원형, 삼각형 등 다양한 형태가 제한 없이 이용될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 정사각형 구조를 구현할 수 있다.The patch part 200 functions as a radiating element of a microstrip antenna, which is one of the planar antennas, and various shapes such as a square, a circle, and a triangle may be used without limitation, but one of the present invention. In the embodiment, a square structure may be implemented.

바람직하게는, 정사각형의 모서리들 중 대각선 방향으로 서로 마주보는 한 쌍의 모서리가 잘려져 일정한 경사각이 형성된 방사소자를 구현할 수 있는데, 급전선로(210)를 기준으로 우측상단 및 좌측하단에 경사각을 구비할 수 있다. 이에 관한 보다 상세한 설명은 아래의 [표1]에 의해 이해될 수 있을 것이다.Preferably, a pair of corners facing each other in a diagonal direction among the square corners may be cut to implement a radiating element having a certain inclination angle, and the inclination angles at the upper right and lower left corners of the feed line 210 may be provided. I can. A more detailed description of this may be understood by the following [Table 1].

Figure 112020057612399-pat00001
Figure 112020057612399-pat00001

표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나 장치의 패치부(200)와 급전선로(210)의 가로 너비와 세로 길이 치수를 보여준다. Table 1 shows the horizontal width and vertical length dimensions of the patch part 200 and the feed line 210 of a single antenna device according to an embodiment of the present invention.

특히, 패치부(200)의 크기를 의미하는(L1,W1,L2,W2)를 제어하여, WAVE 통신주파수 대역에서 정합특성을 만족하는 원형편파 마이크로스트립 패치 안테나를 구현할 수 있다. 먼저 패치부(200)의 길이(L1)와 너비(W1)가 모두 15.6mm인 정사각형으로 형성할 수 있는데, 이때, 패치부(200) 정사각형의 모서리들 중 급전부(210)를 기준으로 오른쪽 상측과 왼쪽 하측의 대각선 방향으로 서로 마주보는 한 쌍의 모서리가 잘려져 일정한 경사각을 형성할 수 있다.In particular, by controlling the size of the patch unit 200 (L1, W1, L2, W2), it is possible to implement a circularly polarized microstrip patch antenna that satisfies the matching characteristic in the WAVE communication frequency band. First, the length (L1) and width (W1) of the patch part 200 may be formed in a square shape of 15.6 mm. At this time, the upper right side with respect to the feeding part 210 among the square corners of the patch part 200 A pair of corners facing each other in the diagonal direction of the lower left side of and can be cut to form a certain angle of inclination.

바람직하게는, 패치부(200)의 상기 모서리 경사각은, 가로 너비(W2)와 세로 길이(L2)의 비율이 2.2:1인 것을 특징으로 한다. 이러한 경사각의 비율 제어를 통해서 VSWR(voltage standing wave ratio: 전압 정재파비) 및 Axial Ratio(축비)가 WAVE 통신주파수 대역에서 적합한 패치부(200)를 구비하는 안테나를 구현할 수 있다.Preferably, the angle of inclination of the corners of the patch part 200 is characterized in that the ratio of the horizontal width W2 and the vertical length L2 is 2.2:1. By controlling the ratio of the inclination angle, an antenna having a patch unit 200 having a voltage standing wave ratio (VSWR) and an axial ratio suitable for a WAVE communication frequency band can be implemented.

다음으로, 기판부(100) 일면인 상부에서 패치부(200)와 연결되어 급전을 제공하는 급전선로(210)가 위치할 수 있다. 이러한, 급전선로(210)는 안테나의 방사를 위하여 패치부(200)로 급전을 공급하는 선로의 기능을 수행할 수 있다.Next, a feed line 210 that is connected to the patch part 200 and provides power supply may be positioned at an upper portion of the substrate part 100. The power supply line 210 may function as a line supplying power to the patch unit 200 for radiation of the antenna.

마지막으로, 기판부(100)의 일면과 대응되는 다른 일면인 하부에는 전도성 물질로 구성된 접지부(300)가 위치할 수 있다. 이러한 접지부(300)는 전도성 물질로 구성되며, 접지부(300)는 유전체인 기판부(100)에 의해 패치부(200)와 분리되어 있지만, 방사소자인 패치부(200)와 대응되어 전기적인 유도작용을 일으킬 수 있으며, 전기적인 그라운드의 기능을 수행 할 수도 있다.Finally, a ground part 300 made of a conductive material may be positioned under the other surface corresponding to one surface of the substrate 100. The ground part 300 is made of a conductive material, and the ground part 300 is separated from the patch part 200 by the substrate part 100, which is a dielectric material, but corresponds to the patch part 200, which is a radiating element. It can cause an inductive action, and it can perform the function of an electrical ground.

단일 안테나의 특성Characteristics of a single antenna

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나 장치의 특성을 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing characteristics of a single antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나 장치의 방사패턴을 나타내는 그래프이다. 5 is a graph showing a radiation pattern of a single antenna device according to an embodiment of the present invention.

도 4을 참조하면, 상술된 [표1]과 같이 패치부(200) 모서리의 경사각 비율 조정(Tuning)을 통해서, 가로 너비(W2)와 세로 길이(L2)의 비율을 조정 전(Before Tuning)과 2.2:1로 조정 후(After Tuning)로 나누어 측정한 데이터이다.Referring to FIG. 4, before adjusting the ratio of the horizontal width W2 and the vertical length L2 through tuning the inclination angle ratio of the edge of the patch 200 as described in [Table 1] It is the data measured by dividing it into 2.2:1 and After Tuning.

먼저, 그래프(a)는 단일 안테나의 반사손실(Return Loss)을 나타내고 있는데, VSWR(voltage standing wave ratio: 전압 정재파비)가 패치부(200) 모서리의 경사각 비율을 2.2:1으로 조정 후(After Tuning) WAVE 통신대역(F)인 5.855 GHz 부터 5.925 GHz까지의 주파수대역에서 1.5:1 이하의 VSWR값이 측정되어 정합특성을 만족하는 것을 확인할 수 있다.First, the graph (a) shows the return loss of a single antenna, and after the voltage standing wave ratio (VSWR) adjusts the inclination angle ratio of the edge of the patch 200 to 2.2:1 (After Tuning) In the frequency band from 5.855 GHz to 5.925 GHz, which is the WAVE communication band (F), a VSWR value of 1.5:1 or less is measured to confirm that the matching characteristics are satisfied.

이어서, 그래프(b)는 단일 안테나의 Axial Ratio(축비)를 나타내고 있는데, 조정 후(After Tuning) WAVE 통신대역(F)의 주파수대역에서 3dB 이하로 측정되어 원형편파 특성을 만족하는 것을 확인할 수 있다.Next, the graph (b) shows the axial ratio of a single antenna, and it can be confirmed that the circular polarization characteristic is satisfied by measuring less than 3dB in the frequency band of the WAVE communication band (F) after tuning. .

다음으로, 도 5를 참조하면, 중심주파수에서 2D E-plane 방사패턴을 나타내고 있으며, 안테나의 최대이득 방향은 Z축과 동일하다. 이때 원형 편파(circular polarization)는 6.6dBiC을 만족할 수 있다.Next, referring to FIG. 5, a 2D E-plane radiation pattern is shown at the center frequency, and the maximum gain direction of the antenna is the same as the Z axis. At this time, circular polarization may satisfy 6.6dBiC.

배열 안테나의 구성Array antenna configuration

이하의 상세한 설명에서는, 상술된 단일 안테나 장치에서 패치부(200)를 다수개 배열하여 구성된 패치 배열 안테나 및 패치마다 전력을 분배하는 전력분배부(400)를 중심으로 설명하기로 한다. 다만, 단일 안테나 장치의 기판부(100), 패치부(200), 급전선로(210) 및 접지부(300)의 기본 구성은 동일하기 때문에, 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.In the following detailed description, a patch array antenna configured by arranging a plurality of patch units 200 in the above-described single antenna device and a power distribution unit 400 for distributing power to each patch will be described. However, since the basic configurations of the substrate portion 100, the patch portion 200, the feed line 210, and the ground portion 300 of the single antenna device are the same, they will be omitted to avoid redundancy.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating an array antenna device according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치는, 기판부(100)와, 상기 기판부(100)의 일면에 배치되는 다수개의 패치부(200)와, 상기 패치부(200) 마다 전자기 에너지를 공급하는 다수개의 급전선로(210), 그리고 상기 기판부(100)의 일면과 대응되는 다른 일면에 위치되고 도체로 이루어지며 연결된 접지부(300) 및 상기 패치부(200) 마다 전력을 분배하는 전력분배부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6, an array antenna device according to another embodiment of the present invention includes a substrate portion 100, a plurality of patch portions 200 disposed on one surface of the substrate portion 100, and the patch portion. (200) A plurality of feed lines 210 supplying electromagnetic energy for each, and a ground part 300 and the patch part 200 located on the other surface corresponding to one surface of the substrate part 100 and made of a conductor and connected to each other. ) May be configured to include a power distribution unit 400 for distributing power every time.

이때, 다수개의 패치부(200)는 기판부(100)의 일면인 상부에 일정한 간격(G1, G2)을 두고 1행 4열로 배열될 수 있다. 예를 들면, 패치부(200)와 이웃하는 패치부(200)의 간격(G1)은 19.75mm일 수 있으며, 패치부(200)의 중심과 이웃하는 패치부(200)의 중심의 간격(G2)은 35mm일 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 패치부(200) 마다 일정한 간격을 두고 1×4 배열되는 패치 배열 안테나 구성은 모두 본 발명에 포함될 것이다.In this case, the plurality of patch portions 200 may be arranged in one row and four columns at regular intervals G1 and G2 on an upper portion of one surface of the substrate portion 100. For example, the gap G1 between the patch part 200 and the adjacent patch part 200 may be 19.75 mm, and the gap G2 between the center of the patch part 200 and the center of the adjacent patch part 200 ) Can be 35mm. However, the present invention is not limited thereto, and all patch array antenna configurations arranged 1×4 at regular intervals for each patch unit 200 will be included in the present invention.

다음으로, 상기 급전선로(210)를 통해 패치부(200) 마다 전력을 차등 분배하는 전력분배부(400)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 전력분배부(400)는 패치부(200) 마다 0.1:0.4:0.4:0.1의 비율로 전력을 차등 분배할 수 있다.Next, it may further include a power distribution unit 400 for differentially distributing power to each patch unit 200 through the feed line 210. Preferably, the power distribution unit 400 may differentially distribute power in a ratio of 0.1:0.4:0.4:0.1 to each patch unit 200.

배열 안테나의 특성Array antenna characteristics

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치의 특성을 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing characteristics of an array antenna device according to another embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치의 방사패턴을 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing a radiation pattern of an array antenna device according to another embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치의 전력분배 특성을 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing power distribution characteristics of an array antenna device according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 배열 안테나 장치는 제작이 편리하고 작고 가벼운 안테나를 만들기 위해 마이크로스트립 안테나로 구현하는 것이 바람직하다. 이때, 이득이 적은 마이크로스트립 안테나의 단점을 보완하기 위해서, 먼 거리까지 퍼져나갈 수 있는 강한 빔을 형성하기 위해서 패치부(200) 마다 일정한 간격을 두고 1×4 배열되는 구조로 구현하였다. 이와 동시에 장애물 잡음에 강하고 편파 손실을 적게 하기 위해 패치부(200)의 정사각형 모서리들 중 한 쌍의 모서리가 잘려져 형성되는 일정한 경사각의 비율(가로 너비와 서로 길이)을 조정하여 원형편파의 특성을 만족하도록 할 수 있다.The array antenna device according to another embodiment of the present invention is preferably implemented as a microstrip antenna in order to make a small and lightweight antenna that is convenient to manufacture. At this time, in order to compensate for the disadvantages of the microstrip antenna with low gain, the patch part 200 has a structure in which 1×4 is arranged at regular intervals in order to form a strong beam that can spread over a long distance. At the same time, in order to be strong against obstacle noise and reduce polarization loss, the characteristic of circular polarization is satisfied by adjusting the ratio (horizontal width and length of each other) of a certain inclination angle formed by cutting a pair of corners of the square corners of the patch 200 You can do it.

도 7을 참조하면, 먼저, 그래프(a)는 배열 안테나의 반사손실(Return Loss)을 나타내고 있는데, WAVE 통신대역(F)인 5.855 GHz 부터 5.925 GHz까지의 주파수대역에서 VSWR(voltage standing wave ratio: 전압 정재파비) 1.5:1 이하의 VSWR값이 측정되어 광대역의 정합특성을 만족하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, first, a graph (a) shows the return loss of an array antenna, and a voltage standing wave ratio (VSWR) in a frequency band from 5.855 GHz to 5.925 GHz, which is a WAVE communication band (F): Voltage standing wave ratio) A VSWR value of 1.5:1 or less is measured, confirming that the broadband matching characteristic is satisfied.

이어서, 그래프(b)는 배열 안테나의 Axial Ratio(축비)를 나타내고 있는데, WAVE 통신대역(F)의 주파수대역에서 3dB 이하로 측정되어 원형편파 특성을 만족하는 것을 확인할 수 있다.Next, the graph (b) shows the axial ratio (axis ratio) of the array antenna, and it can be confirmed that the circular polarization characteristic is satisfied by measuring less than 3dB in the frequency band of the WAVE communication band (F).

이어서, 그래프(c)는 배열 안테나의 Peak Gain(최대이득)을 나타내고 있는데, WAVE 통신대역(F) 내에서 안테나의 최대이득 값이 11.9dBic 이상의 고이득 특성을 나타냄을 확인 할 수 있다.Next, the graph (c) shows the peak gain (maximum gain) of the array antenna, and it can be seen that the maximum gain value of the antenna in the WAVE communication band (F) shows a high gain characteristic of 11.9 dBic or more.

다음으로, 도 8을 참조하면, 배열 안테나의 yz면과 zx면에서의 2D E-plane 방사패턴을 보여주고 있는데, 안테나의 최대이득 방향은 Z축과 동일하다. 먼저, 그래프(a)는 배열 안테나의 yz면에서의 2D E-plane 방사패턴 반전력빔폭(HPBW: Half Power Beam Width)이 약 20°임을 보여주고 있으며, 이어서, 그래프(b)는 배열 안테나의 zx면에서의 2D E-plane 방사패턴 반전력빔폭(HPBW)이 약 73°임을 확인 할 수 있다.Next, referring to FIG. 8, 2D E-plane radiation patterns in the yz plane and zx plane of the array antenna are shown, and the maximum gain direction of the antenna is the same as the Z-axis. First, graph (a) shows that the 2D E-plane radiation pattern half power beam width (HPBW) on the yz plane of the array antenna is about 20°, and then graph (b) shows that the array antenna It can be seen that the 2D E-plane radiation pattern half power beam width (HPBW) on the zx plane is about 73°.

다음으로, 도 9를 참조하면, 배열 안테나의 패치부(200) 마다 전력을 차등 분배하는 전력분배부(400)의 특성을 확인할 수 있는데, 먼저, 그래프(a)는 WAVE 통신대역(F)에서 전력이 접속단자(P)로 급전되었을 때, 2열 및 3열의 패치부(200)에 공급되는 전력 대비 1열 및 4열의 전력이 6dB 낮음을 보여주고 있다.Next, referring to FIG. 9, the characteristics of the power distribution unit 400 that differentially distributes power to each patch unit 200 of the array antenna can be confirmed. First, the graph (a) is in the WAVE communication band (F). When the power is supplied to the connection terminal (P), it is shown that the power of the first row and the fourth row is 6dB lower than that of the power supplied to the second and third rows of the patch 200.

이에 따라, 전력분배부(400)는 패치부(200)의 1열,2열,3열,4열 마다 0.1:0.4:0.4:0.1의 비율로 전력이 차등 분배하는 것을 확인 할 수 있다. 이어서, 그래프(b)는 배열 안테나의 분배된 전력 위상을 나타내는데, WAVE 통신대역(F)의 주파수대역에서 1,4열과 2,3열의 패치부(200)로 분배된 전력의 위상차가 2°미만의 동위상으로 분배됨을 확인할 수 있다.Accordingly, the power distribution unit 400 can confirm that the electric power is differentially distributed in a ratio of 0.1:0.4:0.4:0.1 for each of the first, second, third, and fourth columns of the patch unit 200. Next, the graph (b) shows the distributed power phase of the array antenna, where the phase difference of the power distributed to the patch 200 in columns 1, 4 and 2, 3 in the frequency band of the WAVE communication band (F) is less than 2°. It can be seen that the distribution is in the same phase.

듀얼 배열 안테나 및 통신 시스템의 구성Configuration of dual array antenna and communication system

이하의 상세한 설명에서는 상술된 본 발명에 따른 다른 일 실시예의 배열 안테나를 두 개 배치하여 듀얼 배열 안테나를 구성하고, 이를 이용하여 차량 내부용에서 활용할 수 있는 통신시스템에 대하여 살펴보기로 한다.In the following detailed description, a dual array antenna is constructed by arranging two array antennas according to another embodiment according to the present invention, and a communication system that can be used inside a vehicle by using the two array antennas according to the present invention will be described.

다만, 배열 안테나 장치의 기판부(100), 패치부(200), 급전선로(210), 접지부(300) 및 전력분배부(400)의 기본 구성은 동일하기 때문에, 중복을 피하기 위하여 생략하기로 한다.However, since the basic configurations of the substrate part 100, the patch part 200, the feed line 210, the ground part 300, and the power distribution part 400 of the array antenna device are the same, they are omitted to avoid redundancy. To

도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 듀얼 배열 안테나 장치를 나타내는 도면이다.10 is a view showing a dual array antenna device according to another embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 듀얼 배열 안테나 장치를 제작한 사진이다.11 is a photograph of manufacturing a dual array antenna device according to another embodiment of the present invention.

먼저, 도 10을 참조하면, 기판부(100) 상에 도 6에서 설명된 바와 같이 1×4로 배열된 배열 안테나 장치(RF1, RF2)를 두 개 배치하여, 듀얼 배열 안테나의 구성을 구현할 수 있다. 이와 같이 듀얼 배열 안테나를 구성하는 이유는 안테나의 신호 송수신 처리시, 지연을 방지 할 수 있고 실시간 데이터 처리가 가능하기 때문이다. First, referring to FIG. 10, two array antenna devices RF1 and RF2 arranged in 1×4 as described in FIG. 6 are disposed on the substrate 100 to implement a configuration of a dual array antenna. have. The reason for configuring the dual array antenna as described above is that delay can be prevented and real-time data processing is possible during signal transmission/reception of the antenna.

다음으로, 도 11을 참조하면, 도 10과 같은 듀얼 배열 안테나(RF1, RF2)를 하나의 케이스(500)에 내장하여, (a)와 (b)의 사진과 같이 일체형 모듈 듀얼 배열 안테나 장치(1000)를 구현할 수 있다. 따라서, 듀얼 포트(두개의 접속단자)를 하나의 케이스(500)에서 지원할 수 있어, 차량 내부에 설치할 경우 사용자에게 설치 편리성 및 크기의 소형화를 통해 시야방해를 최소화 할 수 있다. 이때, 케이스(500)는 비유전율(r)이 2인 ABS 재질을 사용할 수 있으며, (c)의 사진과 같이 케이스(500)의 외부에 전화번호를 표시할 수 있는 수단을 더 구비하여 차량에 장착할 수도 있다.Next, referring to FIG. 11, the dual array antennas RF1 and RF2 as shown in FIG. 10 are built into one case 500, and as shown in the photographs of (a) and (b), an integrated module dual array antenna device ( 1000) can be implemented. Therefore, dual ports (two connection terminals) can be supported in one case 500, and when installed inside a vehicle, it is possible to minimize obstruction of view through installation convenience and miniaturization of size for the user. At this time, the case 500 may be made of an ABS material having a relative dielectric constant ( r ) of 2, and as shown in the photo in (c), a means for displaying a phone number on the outside of the case 500 is further provided to the vehicle. You can also install it.

도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 듀얼 배열 안테나 장치를 이용한 통신시스템의 블록도이다.12 is a block diagram of a communication system using a dual array antenna device according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 듀얼 배열 안테나 장치(1000)는 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하여 V2X 통신을 지원하는 차량 내부에 장착된 차량 탑재장치(OBU, On-Board Unit: 2000)와 접속하여 통신시스템을 제공할 수 있다. 이때, 듀얼 배열 안테나 장치(1000)는 전방 안테나(1100)과 후방 안테나(1200)으로 나누어져 구성될 수도 있다.Referring to FIG. 12, a dual array antenna device 1000 receives a radio frequency (RF) signal and communicates by connecting with a vehicle-mounted device (OBU, On-Board Unit: 2000) mounted inside a vehicle supporting V2X communication. System can be provided. In this case, the dual array antenna device 1000 may be divided into a front antenna 1100 and a rear antenna 1200.

한편, 듀얼 배열 안테나 장치(1000)와 OBU(2000) 사이에는 접속 케이블이 존재하여 듀얼 배열 안테나 장치(1000)가 외부로부터 수신한 RF 신호를 OBU(2000)로 전송하여 변복조 과정 및 트랜시버 등을 통해 V2X 패킷을 처리하고, 반대로 OBU에서 생성된 RF 신호를 듀얼 배열 안테나 장치(1000)로 전송할 수 있다.Meanwhile, a connection cable exists between the dual array antenna device 1000 and the OBU 2000, so that the dual array antenna device 1000 transmits the RF signal received from the outside to the OBU 2000, through a modulation and demodulation process and a transceiver. The V2X packet may be processed and, conversely, an RF signal generated by the OBU may be transmitted to the dual array antenna device 1000.

듀얼 배열 안테나 및 통신 시스템 특성Characteristics of dual array antenna and communication system

이하의 상세한 설명에서는, 상술된 본 발명의 또 따른 다른 일 실시예의 듀얼 배열 안테나를 실제 차량에 내부에 장착하여 그 성능을 이해하도록 한다. 이는 C-ITS(Cooperative -Intelligent Transport Systems) 차량 내부용 안테나의 성능을 검증하기 위한 것으로, 차량 대 차량(V2V: Vehicle to Vehicle) 성능실험을 진행한다. 테스트 장소는 C-ITS 시범사업 구축지역인 대전시(유성 월드컵 사거리)에서 세종시(양지중학교 앞)까지의 왕복 주행구간이다.In the following detailed description, the dual array antenna according to another embodiment of the present invention described above is mounted inside an actual vehicle to understand its performance. This is to verify the performance of the internal antenna of the C-ITS (Cooperative-Intelligent Transport Systems) vehicle, and a vehicle to vehicle (V2V) performance test is conducted. The test location is a round-trip driving section from Daejeon City (Yooseong World Cup Intersection) to Sejong City (in front of Yangji Middle School), the C-ITS pilot project establishment area.

이를 위하여, 4종류의 안테나(1×3 배열 안테나, mono-pole 안테나, 외장형 샤크 안테나, 1×4 배열 안테나)의 차량 주행 필드테스트를 수행하여 이를 상호 비교해 보도록 한다.To this end, a vehicle driving field test of four types of antennas (1×3 array antenna, mono-pole antenna, external Shark antenna, and 1×4 array antenna) is performed and compared with each other.

도 13은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치의 성능을 테스트하기 위하여 4종류의 안테나를 설치한 사진이다.13 is a photograph of installing four types of antennas to test the performance of the dual array antenna device of the present invention.

도 14는 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 측정한 그래프이다.14 is a graph measuring performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.

먼저 도 13을 참조하면, 4종류의 안테나의 사진을 나타내고 있는데, (a)는 1×3 배열 안테나, (b)는 mono-pole 안테나, (c)는 외장형 샤크 안테나 및 (d)는 1×4 배열 안테나이다. 이때 1×4 배열 안테나가 본 발명에 의한 듀얼 배열 안테나 장치이다. 이러한 안테나들을 이용한 성능 테스트하기 위하여 도 14를 참조하면, 수신된 V2V 메시지의 적합성 판단의 보조적인 수단으로 메시지 내의 GPS 정보와 수신레벨을 저장할 수 있는데, (a)는 수신된 V2V 메시지의 위치정보를 지도에 매핑한 것이고, (b)는 메시지가 성공적으로 수신되었을 경우의 수신레벨을 나타내는 것이다. First, referring to FIG. 13, pictures of four types of antennas are shown, where (a) is a 1×3 array antenna, (b) is a mono-pole antenna, (c) is an external Shark antenna, and (d) is 1× It is a 4 array antenna. At this time, the 1×4 array antenna is a dual array antenna device according to the present invention. In order to test the performance using these antennas, referring to FIG. 14, GPS information and reception level in the message can be stored as an auxiliary means of determining the suitability of the received V2V message. (a) shows the location information of the received V2V message. It is mapped on the map, and (b) shows the reception level when the message is successfully received.

또한, C-ITS 차량 내부용 안테나의 적합성을 테스트하기 위하여 V2V 필드테스트 방법은 ‘1) 정지차량에 차량단말기와 측정대상 안테나를 설치한다. 2) 차량단말기에 송신파라미터를 설정한다. 3) 주행차량에 차량단말기와 측정대상 안테나를 설치한다 4) 수신된 메시지를 로그에 저장한다.’의 순서로 진행될 수 있다. 이때, 측정 파라미터는 C-ITS 통신영역에서 PER(Packet Error Rate)의 10% 이하를 기준으로 하는데, 통신영역 산정방법은 Society of Automotive Engineers(SAE) J2945-1 규격에 정의된 내용을 준용하여 슬라이딩 원도우 기법을 적용할 수 있다. 이는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.In addition, in order to test the suitability of the C-ITS vehicle interior antenna, the V2V field test method is '1) A vehicle terminal and an antenna to be measured are installed in a stationary vehicle. 2) Set the transmission parameters in the vehicle terminal. 3) Install the vehicle terminal and the antenna to be measured in the driving vehicle. 4) Save the received message in the log.' At this time, measurement parameters are based on 10% or less of PER (Packet Error Rate) in the C-ITS communication area, and the communication area calculation method follows the contents defined in Society of Automotive Engineers (SAE) J2945-1 standard. The window technique can be applied. Since this is a known technique, a detailed description will be omitted.

듀얼 배열 안테나 및 통신 시스템 특성(통신영역)Characteristics of dual array antenna and communication system (communication area)

이하의 상세한 설명에서는, 상술된 4종류의 안테나(1×3 배열 안테나, mono-pole 안테나, 외장형 샤크 안테나, 1×4 배열 안테나)의 차량 주행 필드테스트를 위해 V2V 통신영역을 측정한다. 먼저, 정지해 있는 송신차량(정지차량)에는 안테나를 정면에 설치하고, 주행차량인 메시지 수신차량(주행차량)에는 송신차량과 동일한 안테나를 정면 또는 후면에 설치하여 각각 통신영역을 측정하였다. 이때, 송신차량(정지차량)을 45도씩 회전시켜가면서 반복적으로 측정하였는데, 보다 상세한 결과는 도면을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 이해될 수 있다. In the following detailed description, a V2V communication area is measured for a vehicle driving field test of the above-described four types of antennas (1×3 array antenna, mono-pole antenna, external Shark antenna, and 1×4 array antenna). First, the antenna was installed in the front of the stationary transmitting vehicle (stopped vehicle), and the same antenna as the transmitting vehicle was installed in the front or rear of the message receiving vehicle (running vehicle), which is a running vehicle, to measure the communication area, respectively. At this time, the transmission vehicle (stop vehicle) was repeatedly measured while rotating by 45 degrees, and a more detailed result can be understood by the following detailed description with reference to the drawings.

도 15는 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 측정한 제1 테스트의 도면이다.15 is a diagram of a first test measuring the performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.

도 16은 본 발명의 도 15의 제1 테스트 결과를 나타내는 도면이다.16 is a diagram showing a first test result of FIG. 15 of the present invention.

먼저, 도 15를 참조하면, 메시지 정지차량(송신차량)은 정면을 보고 정지되어 있고, 주행차량은 안테나를 차량의 후면에 두고 정치차량의 반대 방향으로 주행했을 때의 안테나의 통신영역을 측정하였다. 이때, 정지차량과 주행차량에는 같은 종류의 안테나를 장착하고 실험하는데, 4종류의 안테나의 통신영역을 측정한 결과를 도 16을 통해 확인 할 수 있다. 도 16을 참조하면, 먼저 샤크 안테나의 측정된 통신영역 값은 309m이고, 1×4 배열 안테나의 측정된 통신영역 값은 401m, 1×3 배열 안테나의 측정된 통신영역 값은 382m, mono-pole 안테나의 측정된 통신영역은 360m의 측정결과를 나타낸다. 따라서, 1×4 배열 안테나의 측정된 통신영역이 가장 넓은 결과를 보여준다.First, referring to FIG. 15, the message stopping vehicle (transmitting vehicle) is stopped looking at the front, and the driving vehicle has the antenna at the rear of the vehicle and the communication area of the antenna is measured when traveling in the opposite direction of the stationary vehicle. . At this time, the same type of antenna is mounted on the stationary vehicle and the running vehicle and the experiment is performed, and the result of measuring the communication area of the four types of antennas can be confirmed through FIG. 16. Referring to FIG. 16, first, the measured communication area value of the Shark antenna is 309m, the measured communication area value of the 1×4 array antenna is 401m, the measured communication area value of the 1×3 array antenna is 382m, mono-pole. The measured communication area of the antenna represents a measurement result of 360m. Therefore, the measured communication area of the 1×4 array antenna shows the widest result.

도 17은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 측정한, 다른 테스트 조건의 도면이다.17 is a diagram of another test condition in which the performance of the communication system including the dual array antenna device of the present invention is measured.

도 18은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 측정한, 전체 테스트 결과를 나타내는 도면이다.18 is a diagram showing the overall test result of measuring the performance of the communication system including the dual array antenna device of the present invention.

먼저 도 17을 참조하면, 본 발명에서 정지차량(송신차량)을 45도씩 회전시켜가면서 반복적으로 통신영역을 측정하는 테스트 조건을 간략하게 도시하고 있다. 상기 도 15과 동일한 방식으로 진행하는데, 정면(0도), 45도, 90도, 135도, 180도로 각각 테스트를 진행 할 수 있다. 이때 각 테스트마다 주행차량(수신차량)은 안테나를 차량의 후면에 두고 정지차량(송신차량)의 반대 방향으로 주행하는 경우 및 안테나를 차량의 정면에 두고 정지차량(송신차량)은 방향으로 주행하는 경우, 두 가지 경우를 모두 테스트 할 수 있다. First, referring to FIG. 17, a test condition for repeatedly measuring a communication area while rotating a stationary vehicle (transmitting vehicle) by 45 degrees in the present invention is briefly illustrated. It proceeds in the same manner as in FIG. 15, but the test can be performed at the front (0 degrees), 45 degrees, 90 degrees, 135 degrees, and 180 degrees respectively. At this time, for each test, the driving vehicle (receiving vehicle) is driving in the opposite direction of the stopping vehicle (transmitting vehicle) with the antenna at the rear of the vehicle, and the stopping vehicle (transmitting vehicle) is driving in the direction with the antenna placed in the front of the vehicle. If so, you can test both cases.

다음으로 도 18을 참조하면, 제1 테스트부터 제10 테스트까지 총 10가지 조건의 테스트 결과를 나타내고 있다. 이때, 하나의 테스트는 4종류의 안테나를 기준으로 각각 진행되기 때문에, 전체 테스트 횟수는 총 40회이다.Next, referring to FIG. 18, test results under a total of 10 conditions from the first test to the tenth test are shown. At this time, since one test is performed based on each of the four antennas, the total number of tests is 40 times.

보다 자세하게 1×4 배열 안테나의 통신영역 평균거리를 구해보면, 353.5m임을 알 수 있다. 이는 다른 안테나의 평균인 외장형 샤크 안테나(333.8m) 및 1×3 배열 안테나(324.3m) 보다 높은 수치이다. 또한, 100Km 속도로 주행하는 차량에 있는 경우 사고 위험을 감지하여 대처하기 위해서는 최소한 100m이상의 거리 이전에는 위험감지 경고를 받아야 하는데, 본 발명에 의한 1×4 배열 안테나는 통신영역의 거리가 평균 350m 이상이므로 V2V통신에 적합하다고 판단할 수 있다. In more detail, if the average distance of the communication area of the 1×4 array antenna is calculated, it can be seen that it is 353.5m. This is higher than the average of other antennas, the external Shark antenna (333.8m) and the 1x3 array antenna (324.3m). In addition, if you are in a vehicle traveling at a speed of 100Km, a danger detection warning must be received before a distance of at least 100m or more in order to detect and cope with the risk of an accident.The 1×4 array antenna according to the present invention has an average distance of 350m or more in a communication area. Therefore, it can be determined that it is suitable for V2V communication.

듀얼 배열 안테나 및 통신 시스템 특성(케이블 길이 및 호환성)Dual array antenna and communication system characteristics (cable length and compatibility)

도 19는 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 성능을 케이블의 길이에 따라 나타내는 도면이다.19 is a diagram showing the performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention according to the length of a cable.

도 19를 참조하면, 앞서 설명된 본 발명에 의한 1×4 배열 안테나를 C-ITS 차량 내부용 안테나로 사용할 때, 안테나 장치의 설치 케이블로 2.0m의 케이블을 사용하는 것과, 2.5m 케이블을 사용하는 경우의 통신영역을 비교해 보기 위한 테스트이다. 테스트 조건은 앞서 설명된 도 8과 같은 제1 테스트 부터 제10 테스트까지 총 10가지 조건을 동일하게 수행한다. 테스트 결과, 2.0m의 케이블을 사용한 경우의 통신영역이 평균 353.5m으로, 이 보다 길이가 긴 2.5m 케이블을 사용한 경우의 평균 291.2m보다 더 양호한 통신영역 거리를 확보할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 차량 내부에 설치된 본 발명에 의한 1×4 배열 안테나와 차량 탑재장치(OBU)의 접속 케이블은 길이는, 가능한 짧게 구성하는 것이 바람직한데, 특히, 본 발명은 차량의 내부에 안테나가 위치하기 때문에 종래의 외장용 안테나의 접속 케이블 길이보다 짧게 구성할 수 있다.Referring to FIG. 19, when the 1×4 array antenna according to the present invention described above is used as an antenna for the interior of a C-ITS vehicle, a 2.0 m cable and a 2.5 m cable are used as an installation cable for the antenna device. This is a test to compare the communication area in case of doing. As for the test conditions, a total of ten conditions from the first test to the tenth test as shown in FIG. 8 are performed identically. As a result of the test, it can be seen that the average communication area is 353.5m when a 2.0m cable is used, and a better communication area distance can be secured than an average of 291.2m when a 2.5m longer cable is used. Therefore, the length of the connection cable between the 1×4 array antenna and the vehicle-mounted device (OBU) according to the present invention installed inside the vehicle is preferably configured as short as possible. In particular, the present invention provides an antenna located inside the vehicle. Therefore, it can be configured to be shorter than the length of the connection cable of the conventional external antenna.

도 20은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 호환성을 측정한, 전체 테스트 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 20 is a diagram showing overall test results obtained by measuring compatibility of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.

도 20을 참조하면, 1×4 배열 안테나의 실제 상용화 적합성을 판단하기 위해서, 외장형 샤크 안테나와의 호환성 테스트를 수행한다. 기준 안테나는 정지차량에 설치되며, 측정 안테나는 주행차량에 설치된다(또는 그 반대의 경우일 수도 있음). 테스트 방법은 상술된 도 15 내지 도 18을 참조한 정지차량을 45도씩 회전시켜가면서 반복적으로 통신영역을 측정하는 테스트 조건과 동일하다. 이때, 차량 내부 안테나 설치 위치는 전면에 설치하는 경우에는 보조석 하단(운전시 시야 확보에 유리함)에 고정하고, 후면에 설치할 때에는 중앙 하단 또는 보조석 하단에 설치하였다.Referring to FIG. 20, in order to determine the suitability for actual commercialization of the 1×4 array antenna, a compatibility test with an external Shark antenna is performed. The reference antenna is installed on the stationary vehicle, and the measurement antenna is installed on the traveling vehicle (or vice versa). The test method is the same as the test condition of repeatedly measuring the communication area while rotating the stationary vehicle with reference to FIGS. 15 to 18 by 45 degrees. At this time, the antenna installation position inside the vehicle was fixed to the lower part of the assistant seat (which is advantageous for securing visibility when driving) when it is installed in the front, and installed at the lower center or the lower part of the assistant seat when installed in the rear.

테스트 결과, 차량의 전면 보조석에 안테나를 설치하는 경우가 차량 후면에 안테나를 설치하는 경우보다는 통신영역이 양호하였으나, 차량 후면의 중앙 하단 또는 보조석 하단에 설치하는 경우 위치에 따른 통신영역의 의미 있는 차이는 없었다. 따라서, 전체적으로 1×4 배열 안테나와 기존 외장형 샤크 안테나의 호환성에는 유의미한 문제점이 나타나지 않았다.As a result of the test, when the antenna is installed in the front passenger seat of the vehicle, the communication area is better than that in the case where the antenna is installed in the rear of the vehicle. There was no. Therefore, as a whole, there was no significant problem in the compatibility between the 1×4 array antenna and the existing external Shark antenna.

듀얼 배열 안테나 및 통신 시스템 특성(V2I)Dual array antenna and communication system characteristics (V2I)

이하의 상세한 설명에서는, 차량 대 인프라(V2I) 성능검증을 위하여 C-ITS 노변기지국이 설치된 구간인 대전 유성 월드컵사거리부터 세종시 양지중학교 앞까지의 왕복 주행 필드테스트를 수행한다. 먼저, 주행차량에 차량단말기와 측정대상 안테나를 설치한다. 이어서 주행하면서 도로에 설치되어 있는 노변기지국으로부터 V2I 서비스를 수신한다. 마지막으로 주행차량에 설치되어 있는 HMI를 통해 정확한 서비스가 제공되는지를 분석한다. 보다 상세한 측정 결과는 도면을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 이해될 수 있다. In the following detailed description, a round trip field test is performed from the Yuseong World Cup intersection in Daejeon, a section in which the C-ITS roadside base station is installed, to the front of Yangji Middle School in Sejong City for the vehicle-to-infrastructure (V2I) performance verification. First, a vehicle terminal and an antenna to be measured are installed in the traveling vehicle. Then, while driving, it receives V2I service from the roadside station installed on the road. Finally, it analyzes whether the correct service is provided through the HMI installed in the driving vehicle. More detailed measurement results can be understood by the following detailed description with reference to the drawings.

도 21은 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 V2I 성능을 측정한 테스트 화면이다.21 is a test screen for measuring V2I performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.

도 22는 본 발명의 듀얼 배열 안테나 장치를 포함하는 통신시스템의 V2I 성능을 측정한, 전체 테스트 결과를 나타내는 도면이다.22 is a diagram showing the overall test result of measuring V2I performance of a communication system including a dual array antenna device of the present invention.

도 21 및 도 22를 참조하면, V2I 서비스 정확도 측정결과, (a)위치기반교통 정보제공 서비스, (b)도로위험구간 정보제공 서비스, 그리고 (c)노면상태 기상정보제공 서비스는 100%의 수신율을 보여주고 있다. 다만, 외장형 샤크 안테나 및 본 발명에 의한 1×4 배열 안테나 모두 (d)교차로 신호위반 위험경고 서비스는 일부 수신누락이 발생하는 것을 알 수 있는데, 이는 도로의 상태 및 정차 시 차량에 가해지는 충격 등의 외부요인과 측정 안테나 설치 위치와 케이블 길이와 같은 내부요인이 원인일 수 있다.21 and 22, V2I service accuracy measurement results, (a) location-based traffic information provision service, (b) road hazard section information provision service, and (c) road surface condition weather information provision service, received a 100% reception rate. Is showing. However, in both the external shark antenna and the 1×4 array antenna according to the present invention, it can be seen that some reception omissions occur in the (d) crossroad signal violation risk warning service, which is the condition of the road and the impact on the vehicle when stopping. This may be caused by external factors such as the location of the measuring antenna and the length of the cable.

테스트 결과를 살펴보면, (d)교차로 신호위반 위험경고 서비스의 경우 1×4 배열 안테나를 차량의 후면 중앙에 설치하는 경우 98.9%의 정확도를 나타내서 기존 외장형 샤크 안테나와 동일 수준이며, 다른 테스트 조건 보다는 우수함을 알 수 있다. 따라서, 차량 내부용 안테나를 설치하는 경우, 2.0m 케이블 및 차량의 후면 하단 설치 시에는 중앙에 설치하는 것이 V2I 서비스 정확도를 향상시킬 수 있다.The test results are as follows: (d) In the case of the crossroad signal violation risk warning service, when a 1×4 array antenna is installed in the center of the rear of the vehicle, it shows 98.9% accuracy, which is the same level as the existing external shark antenna, and is superior to other test conditions. Can be seen. Therefore, in the case of installing an antenna for the interior of the vehicle, installing it in the center when installing a 2.0m cable and the lower rear side of the vehicle can improve V2I service accuracy.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments falling within the scope equivalent to the present invention are possible by those of ordinary skill in the art. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined by the following claims.

100: 기판부 200: 패치부
210: 급전선로 400: 전력분배부
500: 케이스 1000: 듀얼 배열 안테나 장치
2000: 차량 탑재장치
100: substrate portion 200: patch portion
210: feed line 400: power distribution unit
500: case 1000: dual array antenna device
2000: Vehicle-mounted device

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 유전체로 형성된 기판부, 상기 기판부의 일면에 형성되며 정사각형의 모서리들 중 대각선 방향으로 서로 마주보는 한 쌍의 모서리가 잘려져 일정한 경사각이 형성된 방사소자인 패치부, 상기 기판부의 일면에 형성되며 상기 패치부에 연결되어 전자기 에너지를 공급하는 급전선로, 및 상기 기판부의 일면과 대응되는 다른 일면에 형성되는 전도성의 접지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 내부에 설치된 안테나 장치; 및
상기 안테나 장치는 차량 내부에서 연결되어 데이터 신호를 처리하는 차량 탑재장치(OBU)
를 포함하고,
상기 안테나 장치의
상기 패치부 및 상기 급전선로는 다수개가 배열되는데, 상기 기판부의 일면에 일정한 간격을 두고 1행 4열로 배열되며,
상기 급전선로를 통해서 상기 패치부 마다 전력을 차등 분배하는 전력분배부를 더 포함하되, 상기 전력분배부는 상기 패치부 마다 0.1:0.4:0.4:0.1의 비율로 전력을 차등 분배하고,
상기 1행 4열로 배열된 패치부와 급전선로, 및 상기 패치부 마다 전력을 차등 분배하는 상기 전력분배부가 상하 방향으로 듀얼 배열되며,
상기 안테나 장치와 상기 차량 탑재장치(OBU)는 2.0m 길이의 설치 케이블로 연결되고,
상기 안테나 장치는 상기 차량 내부의 후면 중앙 하단부에 설치되는 것을 특징으로 하는, 안테나 장치를 이용한 통신시스템.
A substrate portion formed of a dielectric material, a patch portion formed on one surface of the substrate portion and a radiating element having a constant inclination angle by cutting a pair of corners facing each other in a diagonal direction among square corners, and formed on one surface of the substrate portion An antenna device installed inside a vehicle, comprising: a power supply line connected to and supplying electromagnetic energy, and a conductive ground portion formed on the other surface corresponding to one surface of the substrate; And
The antenna device is a vehicle-mounted device (OBU) that is connected inside the vehicle to process data signals
Including,
Of the antenna device
A plurality of the patch portions and the feed lines are arranged, and are arranged in one row and four columns at regular intervals on one surface of the substrate portion,
Further comprising a power distribution unit for differentially distributing power to each of the patch units through the feed line, wherein the power distribution unit differentially distributes power at a ratio of 0.1:0.4:0.4:0.1 to each of the patch units,
The patch portions and the power supply lines arranged in one row and four columns, and the power distribution portion for differentially distributing power to each of the patch portions are dually arranged in the vertical direction,
The antenna device and the vehicle-mounted device (OBU) are connected with an installation cable having a length of 2.0 m,
The antenna device is a communication system using an antenna device, characterized in that installed in the lower center of the rear rear of the vehicle.
제 7 항에 있어서,
상기 안테나 장치의
상기 패치부의 한 쌍의 모서리는, 상기 급전선로를 기준으로 오른쪽 상측과 왼쪽 하측에 상기 일정한 경사각이 형성된 것을 특징으로 하는, 안테나 장치를 이용한 통신시스템.
The method of claim 7,
Of the antenna device
A communication system using an antenna device, characterized in that the corners of the pair of patch portions have the constant inclination angles formed on the upper right side and the lower left side based on the feed line.
제 8 항에 있어서,
상기 패치부의 경사각은, 상기 급전선로를 기준으로 가로 너비와 세로 길이의 비율이 2.2:1인 것을 특징으로 하는, 안테나 장치를 이용한 통신시스템.
The method of claim 8,
The inclination angle of the patch part is a communication system using an antenna device, characterized in that the ratio of the horizontal width and the vertical length is 2.2:1 based on the feed line.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 7 항에 있어서,
상기 안테나장치는 하나의 케이스에 내장되는 일체형 모듈이며,
상기 케이스에는 전화번호를 표시할 수 있는 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는, 안테나 장치를 이용한 통신시스템.
The method of claim 7,
The antenna device is an integrated module built in one case,
A communication system using an antenna device, characterized in that the case is provided with a means for displaying a telephone number.
제 7 항에 있어서,
상기 차량 내부에 설치된 안테나장치와 상기 차량 탑재장치(OBU)의 접속 케이블은 길이는, 외장용 안테나의 접속 케이블 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는, 안테나 장치를 이용한 통신시스템.
The method of claim 7,
A communication system using an antenna device, characterized in that a length of a connection cable between the antenna device installed inside the vehicle and the vehicle-mounted device (OBU) is shorter than that of an external antenna.
KR1020200051066A 2020-04-27 2020-04-27 Communication system using antenna apparatus KR102207139B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200051066A KR102207139B1 (en) 2020-04-27 2020-04-27 Communication system using antenna apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200051066A KR102207139B1 (en) 2020-04-27 2020-04-27 Communication system using antenna apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102207139B1 true KR102207139B1 (en) 2021-01-25

Family

ID=74237838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200051066A KR102207139B1 (en) 2020-04-27 2020-04-27 Communication system using antenna apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102207139B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06276013A (en) * 1993-03-18 1994-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Small-sized plane patch antenna
KR20120068102A (en) * 2010-12-14 2012-06-27 (주)파트론 Glass adhesion type integration exterior antenna
KR101945397B1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 주식회사 카네비컴 An asymmetry two-way antenna

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06276013A (en) * 1993-03-18 1994-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Small-sized plane patch antenna
KR20120068102A (en) * 2010-12-14 2012-06-27 (주)파트론 Glass adhesion type integration exterior antenna
KR101945397B1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 주식회사 카네비컴 An asymmetry two-way antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8686906B2 (en) Microwave antenna assemblies
US8704719B2 (en) Multi-function antenna
US6285858B1 (en) Electronic toll collection system and method featuring antenna arrangement
US11757193B2 (en) Wideband antenna disposed in vehicle
US7321338B2 (en) On-board antenna
US11870137B2 (en) Slot antenna and slot antenna array
CN112054291A (en) Antenna device
KR101616018B1 (en) Shark fin type unified antenna for vehicle
CN106611901B (en) V2X antenna and V2X communication system with V2X antenna
JPH10154909A (en) Antenna system for on-vehicle equipment
KR102207139B1 (en) Communication system using antenna apparatus
Franciscatto et al. High gain microstrip patch antenna array using multiple superstrate layers for DSRC applications
EP1434302B1 (en) Annular-slot antenna
US9356812B2 (en) Wireless communication apparatus
KR101794141B1 (en) Antenna for WAVE communication
KR101135633B1 (en) Dual-resonance broadband microstrip printed antenna for its service
US6900766B2 (en) Vehicle antenna
Prasojo et al. Hexagonal patch microstrip antenna with parasitic element for vehicle communication
JPS63222503A (en) Antenna
KR101711899B1 (en) Omni Antenna to reduce poor coverage area at below the antenna
CN113013585B (en) Antenna and vehicle-mounted equipment
JP3230965B2 (en) Front end for roadside beacon system
JP2008177660A (en) Slot antenna
Anusuya Thiruchelvan Design of an antenna for automotive communication in FM band
JP2021145224A (en) Planar antenna

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant