KR102215657B1 - 멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리에 관한 것으로, 제1 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제1 필터, 상기 제1 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제2 필터, 그 일단이 상기 제2 필터를 통해 상기 제2 안테나 세그먼트와 연결되는 제3 안테나 세그먼트, 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제3 필터 및 상기 제1 필터, 상기 제2 필터 및 상기 제3 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제2 안테나 세그먼트 및 상기 제3 안테나 세그먼트와 전기적으로 연결된 상태에서 제3 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제4 안테나 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 안테나 세그먼트를 통해 상기 제1 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터 및 상기 제2 안테나 세그먼트를 통해 상기 제2 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 필터 및 상기 제4 안테나 세그먼트를 통해 상기 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제3 필터가 상기 제1 주파수 대역에 관한 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트 간의 전기적 연결을 차단함으로써, 상기 제3 안테나 세그먼트 및 상기 제4 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭을 방지하는 멀티 밴드 안테나에 관한 것이다.

Description

멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리{MULTI-BAND ANTENNA AND ANTENNA ASSEMBLY COMPRISING THE SAME FOR VEHICLE}

본 발명은 멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 주파수 대역을 차단하는 필터를 통해 안테나 세그먼트 간의 격리도가 개선된 멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리에 관한 것이다.

차량 어플리케이션에 관한 다양한 서비스가 개발 및 제공됨에 따라 차량에 요구되는 안테나의 개수가 증가되고 있다. 특히, 5 세대(5 Generation, 5G) 주파수 대역에 관한 무선 통신의 경우, 원활한 통신 환경을 확보하기 위해 적어도 둘 이상의 안테나를 구비할 필요성이 있다.

이에 따라, 복수의 안테나를 구비하는 통합형 안테나에 관한 기술이 공개 되었다. 하지만 협소한 공간의 내부에 복수의 안테나를 구비하는 경우, 상기 복수의 안테나 간 전자기적 상호 간섭이 발생하여 안테나 성능이 충분히 발휘되지 않을 수 있다.

본 발명의 일 과제는 적어도 둘 이상의 주파수 대역에 대해 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는, 특정 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 필터를 통해 복수의 안테나 전파 신호 간의 간섭을 저감하는 멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 그 일단이 피드 포인트에 연결되고, 제1 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제1 필터, 그 일단이 상기 제1 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트와 물리적으로 연결되고, 상기 제1 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제2 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제2 필터, 그 일단이 상기 제2 필터를 통해 상기 제2 안테나 세그먼트와 물리적으로 연결되는 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제3 필터, 그 일단이 상기 제3 필터를 통해 상기 제3 안테나 세그먼트에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 필터, 상기 제2 필터 및 상기 제3 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제2 안테나 세그먼트 및 상기 제3 안테나 세그먼트와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 제2 주파수 대역보다 낮은 제3 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제4 안테나 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 안테나 세그먼트를 통해 상기 제1 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터 및 상기 제2 안테나 세그먼트를 통해 상기 제2 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 필터 및 상기 제4 안테나 세그먼트를 통해 상기 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제3 필터가 상기 제1 주파수 대역에 관한 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트 간의 전기적 연결을 차단함으로써, 상기 제3 안테나 세그먼트 및 상기 제4 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭을 방지하는 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 멀티 밴드 안테나를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리에 있어서, 상기 차량용 안테나 어셈블리에 대한 외부 영향을 감소시키는 커버부, 상기 커버부의 일 측에 조립되고, 인쇄회로기판 및 안테나 구성을 실장하기 위한 영역을 제공하는 베이스부, 그 일단이 상기 베이스부와 연결되어 피드 포인트를 형성하며, 상기 피드 포인트로부터 제1 내지 제4 안테나 세그먼트가 직렬로 연결되고, 상기 제1 안테나 세그먼트와 상기 제2 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트와 상기 제3 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 제2 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제3 필터를 포함하며, 제1 내지 제3 주파수 대역에 동작하는 멀티 밴드 안테나; 및 상기 베이스부 상에 배치되고, 위성 주파수 대역의 전파 신호에 동작함으로써 특정 위치에 관한 정보를 수신하는 위성 신호 수신용 안테나; 를 포함하되, 상기 멀티 밴드 안테나는 상기 제1 안테나 세그먼트를 통해 상기 제1 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터 및 상기 제2 안테나 세그먼트를 통해 상기 제2 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 필터 및 상기 제4 안테나 세그먼트를 통해 상기 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제3 필터가 상기 제1 주파수 대역에 관한 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트 간의 전기적 연결을 차단함으로써, 상기 제3 안테나 세그먼트 및 상기 제4 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭을 방지하는 차량용 안테나 어셈블리가 제공될 수 있다.

본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의하면, 멀티 밴드 안테나가 둘 이상의 주파수 대역에 대해 동작함으로써 차량 어플리케이션에 관한 서비스를 제공하기 위해 필요한 안테나의 개수를 줄일 수 있다.

본 발명에 의하면, 특정 주파수 대역에 대한 전기적 연결을 차단하는 필터를 통해 상기 특정 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 간의 간섭을 저감시킴으로써, 안테나 동작 성능을 개선할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 차량용 안테나 어셈블리의 설치 위치의 예시에 관한 도면이다
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 모듈 통합형 스마트 안테나 모듈에 관한 구성도이다.
도 3는 본 명세서의 실시예에 따른 차량용 안테나 어셈블리의 외부 구조에 대한 사시도이다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 차량용 안테나 어셈블리의 내부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 명세서의 실시예에 따른 멀티 밴드 안테나의 구성도이다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 멀티 밴드 안테나의 상면도이다.
도 7 내지 도 11은 본 명세서의 실시예에 따른 안테나 세그먼트 및 필터의 도전성 패턴을 나타낸 도면이다.
도 12은 본 명세서의 실시예에 따른 멀티 밴드 안테나의 측면도이다.
도 13는 본 명세서의 실시예에 따른 제1 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 및 필터의 동작 범위를 도시한 도면이다.
도 14은 본 명세서의 실시예에 따른 제2 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 및 필터의 동작 범위를 도시한 도면이다.
도 15은 본 명세서의 실시예에 따른 제3 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 및 필터의 동작 범위를 도시한 도면이다.
도 16및 도 17은 본 명세서의 실시예에 따른 복수의 안테나 세그먼트와 필터의 길이를 나타낸 멀티 밴드 안테나의 측면도이다.
도 18는 본 명세서의 실시예에 따른 공통 접지면과 각 안테나 세그먼트와의 거리 관계를 나타낸 멀티 밴드 안테나의 측면도이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.

본 출원의 일 양상에 따르면, 그 일단이 피드 포인트에 연결되고, 제1 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제1 필터, 그 일단이 상기 제1 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트와 물리적으로 연결되고, 상기 제1 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제2 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제2 필터, 그 일단이 상기 제2 필터를 통해 상기 제2 안테나 세그먼트와 물리적으로 연결되는 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제3 필터 및 그 일단이 상기 제3 필터를 통해 상기 제3 안테나 세그먼트에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 필터, 상기 제2 필터 및 상기 제3 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제2 안테나 세그먼트 및 상기 제3 안테나 세그먼트와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 제2 주파수 대역보다 낮은 제3 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제4 안테나 세그먼트를 포함하고, 상기 제1 안테나 세그먼트를 통해 상기 제1 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터 및 상기 제2 안테나 세그먼트를 통해 상기 제2 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 필터 및 상기 제4 안테나 세그먼트를 통해 상기 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제3 필터가 상기 제1 주파수 대역에 관한 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트 간의 전기적 연결을 차단함으로써, 상기 제3 안테나 세그먼트 및 상기 제4 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭을 방지하는 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

상기 제3 안테나 세그먼트의 길이, 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제3 필터의 길이의 합은 상기 제1 주파수 대역에 대응하는 주파수 특성을 가지기 위한 최소 길이보다 크되, 상기 제3 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이는 각각 상기 최소 길이보다 작은 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

상기 제3 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이는 각각 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이보다 작은 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

상기 제2 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭이 저감되도록, 상기 제2 안테나 세그먼트의 길이는 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이보다 작은 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

상기 제1 필터는 상기 제1 주파수 대역에서 로 패스 필터 또는 밴드 리젝트 필터로 동작하고, 상기 제2 필터는 상기 제2 주파수 대역에서 로 패스 필터 또는 밴드 리젝로 필터로 동작하고, 상기 제3 필터는 상기 제1 주파수 대역에서 로 패스 또는 밴드 리젝 필터로 동작하거나, 상기 제3 주파수 대역에서 밴드 패스 필터로 동작하는 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

상기 제1 주파수 대역은 3.5GHz 대역, 상기 제2 주파수 대역은 1.7GHz 대역, 상기 제3 주파수 대역은 800MHz 대역인 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트는 인쇄회로기판 상에 프린팅 된 도체 패터닝(Patterning)을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트 중 어느 하나에 대해서 상기 피드 포인트와 가장 멀리 이격 된 영역을 각 안테나 세그먼트의 종단부라고 할 때, 상기 제1 내지 제3 주파수의 전파 신호에 대한 공통 접지면으로 기능하는 그라운드 면(Ground plane)과 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부 간의 최단 거리는 상기 그라운드 면과 상기 제2 내지 제4 안테나 세그먼트 중 어느 하나의 종단부 간의 최단 거리보다 작은 멀티 밴드 안테나가 제공될 수 있다.

상기 제1 안테나 세그먼트는 연직 방향을 향하도록 설치되되, 상기 제2 내지 제4 안테나 세그먼트는 수평 방향을 향하도록 설치되어, 상기 제1 세그먼트의 종단부의 위치에 대응되는 높이를 가지는 멀티 밴드 안테나 가 제공될 수 있다.

본 출원의 또 다른 양상에 따르면, 멀티 밴드 안테나를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리에 있어서, 상기 차량용 안테나 어셈블리에 대한 외부 영향을 감소시키는 커버부, 상기 커버부의 일 측에 조립되고, 인쇄회로기판 및 안테나 구성을 실장하기 위한 영역을 제공하는 베이스부, 그 일단이 상기 베이스부와 연결되어 피드 포인트를 형성하며, 상기 피드 포인트로부터 제1 내지 제4 안테나 세그먼트가 직렬로 연결되고, 상기 제1 안테나 세그먼트와 상기 제2 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트와 상기 제3 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 제2 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제3 필터를 포함하며, 제1 내지 제3 주파수 대역에 동작하는 멀티 밴드 안테나 및 상기 베이스부 상에 배치되고, 위성 주파수 대역의 전파 신호에 동작함으로써 특정 위치에 관한 정보를 수신하는 위성 신호 수신용 안테나를 포함하되, 상기 멀티 밴드 안테나는 상기 제1 안테나 세그먼트를 통해 상기 제1 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터 및 상기 제2 안테나 세그먼트를 통해 상기 제2 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 필터 및 상기 제4 안테나 세그먼트를 통해 상기 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고,상기 제3 필터가 상기 제1 주파수 대역에 관한 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트 간의 전기적 연결을 차단함으로써, 상기 제3 안테나 세그먼트 및 상기 제4 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭을 방지하는 차량용 안테나 어셈블리가 제공될 수 있다.

상기 제3 안테나 세그먼트의 길이, 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제3 필터의 길이의 합은 상기 제1 주파수 대역에 대응하는 주파수 특성을 가지기 위한 최소 길이보다 크되, 상기 제3 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이는 각각 상기 최소 길이보다 작은 차량용 안테나 어셈블리가 제공될 수 있다.

상기 제2 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭이 저감되도록, 상기 제2 안테나 세그먼트의 길이는 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이보다 작은 차량용 안테나 어셈블리가 제공될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트 중 어느 하나에 대해서 상기 피드 포인트와 가장 멀리 이격 된 영역을 각 안테나 세그먼트의 종단부라고 할 때, 상기 제1 내지 제3 주파수의 전파 신호에 대한 공통 접지면으로 기능하는 그라운드 면(Ground plane)과 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부 간의 최단 거리는 상기 그라운드 면과 상기 제2 내지 제4 안테나 세그먼트 중 어느 하나의 종단부 간의 최단 거리보다 작은 차량용 안테나 어셈블리가 제공될 수 있다.

이하에서는 본 명세서의 일 실시예에 따른 멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 스마트 안테나 어셈블리에 관해 설명한다.

본 발명은 멀티 밴드 안테나 및 이를 포함하는 차량용 스마트 안테나 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터를 통해 격리도가 개선된 멀티 밴드 안테나를 포함하는 차량용 스마트 안테나 어셈블리에 관한 기술이다.

1. 차량용 안테나 어셈블리의 설치 위치

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 차량용 안테나 어셈블리의 설치 위치의 예시에 관한 도면이다

종래 차량용 안테나는 외부와의 통신을 용이하도록 차량의 외부영역에 돌출되어 설치되었다. 하지만, 최근 차량에 대한 심미적 요소가 중요시 됨에 따라, 차량의 내부에 설치되는 히든형 안테나 또한 널리 이용되고 있다.

도 1을 참조하면, 차량용 안테나 어셈블리는 차량 루프 후측면(100)에 설치될 수 있다.

예를 들어, 차량 루프 후측면(100)의 내부에 인입되어 차량용 안테나 어셈블리가 설치될 수 있다. 여기서, 차량 루프 후측면(100)의 내부에 인입되어 설치되는 차량용 안테나 어셈블리는 적어도 일부분이 비금속으로 구성된 외부 커버에 의해 외부 영역과 물리적으로 구분되되, 전파 신호가 투과될 수 있기 때문에 외부 영역과 전기적으로는 연결되어 있을 수 있다.

상술한 바와 같이, 차량 루프 후측면(100)의 내부에 인입되어 설치되는 형태의 차량용 안테나 어셈블리는 히든형 안테나로 지칭될 수 있다.

혹은, 차량용 안테나 어셈블리가 상어 지느러미 형상의 하우징의 내부에 포함된 샤크핀(Shark-fin) 안테나가 차량 루프 후측면(100) 상에 설치될 수 있다. 샤크핀 안테나는 이용자로 하여금 심미감을 줄 수 있도록 외부 하우징의 디자인적 요소가 고려된 안테나로서, 외부 통신을 효과적으로 수행할 수 있도록 차량 루프 후측면(100)에 돌출되어 배치될 수 있다.

상술한 내용은 본 발명에 의한 차량용 안테나 어셈블리의 설치 위치에 관한 일 실시예로서, 상술된 내용에 한정되지 않고 차량용 안테나 어셈블리는 스포일러의 내부, 차량 범퍼, 백미러 등 다양한 위치에 설치될 수 있고, 본 명세서에서 차량용 안테나 어셈블리의 설치 위치는 상술한 위치에 한정되는 것은 아님을 유의해야 한다.

2. 스마트 안테나 모듈 구성

2-1 개괄

도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 모듈 통합형 스마트 안테나 모듈에 관한 구성도이다.

도 2를 참조할 때, 모듈 통합형 스마트 안테나 모듈(200)은 안테나 모듈(220), 제어 모듈(240) 및 격리 모듈(260)을 포함할 수 있다.

안테나 모듈(220)은 각각의 동작 주파수에 관한 무선 주파수 신호를 송수신할 수 있는 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 상기 안테나 모듈(220)은 각 안테나의 동작 주파수 대역의 전기 신호를 획득할 수 있고, 상기 전기 신호를 상기 안테나 모듈(220)과 소정의 연결 수단에 의해 연결 된 제어 모듈(240)에 제공할 수 있다. 상기 안테나 모듈(220)의 구체적인 세부 구성에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.

제어 모듈(240)은 무선 주파수 신호의 처리나 정보의 처리, 연산을 수행할 수 있다. 무선 주파수 신호는 전기 신호인 아날로그 신호로서, 상기 제어 모듈(240)은 상기 무선 주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 상기 제어 모듈(240)은 변환한 디지털 신호를 헤드 유닛에 제공할 수 있다.

상기 헤드 유닛은 라디오 수신기, 터치 스크린 디스플레이, 네비게이션, 모바일 기기 등 사용자 인터페이스에 의해 제어되는 구성일 수 있다.

혹은 제어 모듈(240)은 상기 헤드 유닛으로부터 제공된 명령 신호를 프로세싱하여 상기 안테나 모듈에 제공할 수 있다. 여기서 상기 제어 모듈(240)은 디지털 신호인 상기 명령 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다.

상기 제어 모듈(240)은 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 CPU나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 혹은 상기 제어 모듈(240)은 하드웨어 적으로는 전기적인 신호를 처리하여 제어하는 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있다. 상기 제어 모듈(240)에 포함 된 개별 구성 모듈은 상술한 상기 제어 모듈(240)의 기능을 수행할 수 있으며, 중복될 수 있는 내용에 대해서는 생략하도록 한다.

제어 모듈(240)은 텔레매틱스 컨트롤 유닛(Telematics Control Unit, TCM)또는 튜너 모듈(Tuner Module)로 지칭될 수 있다.

제어 모듈(240)은 동축 케이블을 통해 안테나 모듈(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 상기 동축 케이블의 길이는 상기 안테나 모듈(220)과 상기 제어 모듈(240)의 설치 위치에 따라 달라질 수 있다. 상기 안테나 모듈(220)과 상기 제어 모듈(240)이 멀리 이격되어 설치되는 경우 상기 동축 케이블에 대한 제조 원가가 증가될 수 있다.

안테나 모듈(220)로부터 제어 모듈(240) 혹은 제어 모듈(240)로부터 안테나 모듈(220)로 제공되는 전기 신호는 아날로그 신호로서 전달되는 과정에서 전달되는 과정에서 전기 신호에 대한 감쇄 손실이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해 안테나 모듈(220)과 제어 모듈(240)은 서로 소정의 거리 이하에 위치되도록 서로 인접하여 설치될 수 있다.

예를 들어, 안테나 모듈(220)이 루프 상부에 장착된 샤크핀 안테나이면서 제어 모듈(240)은 상기 안테나 모듈(220)이 장착된 루프의 하부에 설치 될 수 있다. 이 경우 상기 안테나 모듈(220)과 상기 제어 모듈(240)은 루프의 두께를 포함한 소정의 거리만큼 이격되어 있을 수 있고, 상기 안테나 모듈(220)과 상기 제어 모듈(240)은 상기 소정의 거리에 대하여 커넥터(connector) 또는 케이블(coaxial cable)로 연결될 수 있다.

혹은 안테나 모듈(220)과 제어 모듈(240)은 동일한 하우징 내부에 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 모듈(220)과 상기 제어 모듈(240)은 인쇄 회로 기판 상에 형성 된 도전성 패턴 또는 신호 연결선에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

안테나 모듈(220)과 제어 모듈(240)이 인접하여 설치됨에 따라 서로 소정의 거리 이상 이격되어 배치되는 경우와 비교할 때 동축 케이블에 대한 제조 비용은 감소될 수 있고, 상기 안테나 모듈(220)과 상기 제어 모듈(240) 간 전달되는 과정에서 발생할 수 있는 무선 신호에 관한 감쇄 손실이 줄어들 수 있다.

격리 모듈(260)은 안테나 모듈(220)에 포함되는 복수의 안테나 간의 격리도(Isolation)를 개선시키고, 상기 복수의 안테나 사이의 상호 간섭(Mutual Coupling)을 최소화할 수 있다.

여기서 상기 격리 모듈(260)은 주파수 적응형 격리도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 격리 모듈(260)은 급전점을 통해 특정한 주파수 특성을 대응시킬 수 있는 매칭회로와 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 매칭 회로에 의해 미리 정해진 기준에 따라 상이한 주파수 격리도 특성을 가질 수 있다.

2-2 구성

2-2-1 안테나 모듈의 구성

안테나 모듈(220)은 5G 안테나, V2X 안테나, 4G 안테나, 위성 안테나 및 방송 안테나를 포함할 수 있다.

5G(5 Generation) 안테나는 5세대 통신을 위한 주파수 대역에 대해 동작하는 안테나일 수 있다.

여기서 5세대 통신 방식은 밀리미터파(millimeter waver) 대역을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 5세대 통신을 위한 주파수 대역은 중간 대역으로 3.5GHz 혹은 초고주파 대역으로 28GHz일 수 있다.

5G 안테나의 동작 주파수는 고주파수로서, 직진성이 강하고 신호 전달 과정에서 손실이 발생하기 쉽다. 이를 보완하여 개선된 주파수 성능을 가지기 위해, 5G 안테나는 미모(Multi-in-Multi-out, MIMO) 안테나 어레이로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 5G 안테나는 별개의 안테나 구성으로 설치된 제1 안테나 및 제2 안테나에 각각 구현될 수 있다.

V2X 안테나는 V2X 통신을 위한 주파수 대역에 대해 동작하는 안테나일 수 있다.

V2X는 Vehicle-to-Everything의 약자로 유무선 신호를 통하여 사물 또는 인프라 간 도로 위에 존재할 수 있는 정보를 교환할 수 있는 기술을 의미한다. 이 때, V2X는 차량 대 차량 간(Vehicle-to-Vehicle, V2V), 차량 대 인프라 간(Vehicle-to-Infra, V2I), 차량 대 보행자 간(Vehicle to Pedestrian, V2P) 및 차량 대 개인 단말 간(Vehicle to Nomadic Devices, V2N)의 통신을 모두 포함할 수 있다.

상기 V2X 안테나는 V2X IEEE802.11p 규격에 대응되도록 운용되며, 5.9GHz 대역의 전파에 동작하는 안테나일 수 있다. 혹은 상기 V2X 안테나는 C-V2X(Cellular-V2X) 통신을 위한 안테나일 수 있다.

V2X 안테나는 적어도 둘 이상의 안테나로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면 상기 V2X 안테나는 별도로 마련 된 두 개의 안테나로 구성될 수 있다. 예를 들어 V2X 안테나에 관한 주파수 대역은 각각 별도로 마련된 제1 및 제2 안테나에 의해 동작되는 주파수 대역일 수 있다.

V2X 통신을 위한 주파수 대역의 무선 신호는 강한 직진성을 가지고 있어 전 방향성(Omni-Directional)의 특성이 다소 부족할 수 있다.

이를 보완하고자 다방향(Multidirectional)으로 향하고 있는 복수의 안테나를 통해 무선 신호를 송수신함으로써 외부와 원활한 통신을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 안테나 각각은 서로 격리도를 확보하기 위해 충분한 거리 이격되어 설치될 수 있다.

4G 안테나는 셀룰러 안테나 또는 텔레매틱스 안테나로서, 엘티이(Long-Term Evolution, LTE) 안테나 또는 와이브로(Mobile WiMAX, Wibro) 안테나를 포함하는 4세대(4G) 통신 방식에 관한 안테나일 수 있다.

여기서 상기 엘티이 안테나는 미모 안테나 어레이로 구성될 수 있다. 상기 4G 안테나의 경우 전송 속도의 향상을 위하여 미모 안테나 모드를 지원할 수 있다. 상기 미모 안테나 모드를 지원하기 위해서는 상기 4G 안테나 간의 격리도가 확보되어야 하고, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 격리 모듈에 의해 달성될 수 있다.

4G 안테나는 LTE 주파수 대역에 대해 동작할 수 있으며, 상기 LTE 주파수 대역은 저 주파수 대역 및 고 주파수 대역 주파수를 포함할 수 있다.

상기 저 주파수 대역은 800~900Mhz, 상기 고 주파수 대역은 1.7~2.3GHz일 수 있다.

5G 안테나와 4G 안테나는 각각의 동작 주파수에 대해 모두 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나를 통해 구현 될 수 있다.

예를 들어, 5G 주파수 대역, LTE의 저 주파수 대역 및 LTE의 고 주파수 대역 각각의 주파수 대역에 동작할 수 있는 안테나가 하나의 멀티 밴드 안테나를 통해 구현될 수 있다. 즉 상기 멀티 밴드 안테나는 하나의 안테나 구성으로서 세 개의 주파수 대역에 대해 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나일 수 있다.

위성 안테나는 특정 시간대에서의 원하는 지점에 대한 위치 정보를 획득할 수 있는 위성 정보 수신용 안테나를 포함할 수 있다. 상기 위성 안테나는 GNSS(Global Navigation Satellite System), SDARS(Satellite Digital Audio Radio Service), GPS(Global Positioning System), GALILEO 또는 GLONASS(Global Orbiting Navigational System)일 수 있으나, 상술한 예에 한정되지 않는다.

방송 안테나은 위성 주파수 대역을 가지는 방송 신호에 대한 브로드캐스팅(Broadcasting) 동작을 수행할 수 있는 위성 방송 수신용 안테나일 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 위성 방송 수신용 안테나는 SXM(SiriusXM) 통신을 위한 안테나일 수 있다.

혹은 방송 안테나는 라디오 방송에 관한 신호를 수신하기 위한 안테나로서, AM/FM 주파수 대역에 동작하는 AM/FM 안테나 혹은 지상파 방송에 관한 신호를 수신하기 위한 주파수인 DAB(Digital Audio Broadcasting)주파수 대역에 동작하는 DAB 안테나일 수 있다.

2-2-2 제어 모듈의 구성

제어 모듈(240)은 V2X 통신 모듈, LTE 통신 모듈, Bluetooth/Wifi 통신 모듈 및 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.

상기 V2X 통신모듈은 V2X 주파수 대역에 동작하는 안테나로부터 제공 된 무선 주파수 신호를 기초로 V2X 주파수 신호에 관한 정보를 획득할 수 있다.

상기 V2X 통신모듈은 위성정보 리시버(Receiver)를 포함할 수 있고, 상기 안테나 모듈에 포함 된 위성 정보 수신용 안테나가 획득한 신호를 기초로 차량 또는 특정 대상에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다.

예를 들어, 상기 V2X 통신모듈은 차량 대 인프라 구조, 차량과 다른 차량 사이의 통신을 가능하도록 구성되어 차량의 승객에게 실시간 교통 정보에 관한 서비스를 제공할 수 있다.

상기 LTE 통신 모듈은 LTE 주파수 대역에 동작하는 안테나로부터 제공 된 무선 신호를 프로세싱 할 수 있다. 그리고 상기 LTE 통신 모듈은 LTE 주파수 대역에 동작하는 안테나로부터 제공된 무선 신호를 기초로 한 정보를 디지털 케이블을 통해 헤드 유닛에 제공할 수 있다.

Bluetooth/Wifi 통신 모듈은 외부 또는 차량의 내부로부터 제공 된 WI-FI 신호 및 Bluetooth 신호를 획득하여, 헤드 유닛에 제공할 수 있도록 디지털 신호로 프로세싱할 수 있다. Wifi 신호 및 Bluetooth 신호의 경우, 상기 안테나 모듈로부터 제공될 수도 있으며, 상기 안테나 모듈과는 별개의 위치에 설치된 외부의 영역으로부터 제공될 수 있다.

상기 통신 인터페이스는 헤드 유닛과 제어 모듈을 원활히 연결하기 위한 통신 환경을 제공할 수 있다. 상기 제어 모듈과 상기 헤드 유닛은 디지털 신호를 통해 통신되기 때문에, 상기 통신 인터페이스는 디지털 신호를 송수신할 수 있도록 구성될 수 있다.

일 예에 따르면 상기 통신 인터페이스는 이더넷 인터페이스를 포함할 수일 있다. 유선상 연결되는 경우 디지털 케이블을 통해 정보를 송수신할 수 있다. 상기 디지털 케이블로는 이더넷 케이블, B2B 소켓(Socket) 등이 있을 수 있다.

혹은, 상기 통신 인터페이스는 WLAN(Wireless local area network), 셀룰러(Cellular) 인터페이스, Bluetooth 인터페이스 또는 기타 RF 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 다만, 경우에 따라 상기 제어 모듈과 상기 헤드 유닛은 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 연결되어 데이터 통신에 관한 동작을 수행할 수 있으며, 상술된 예시적인 방법 및 수단에 한정되지 않는다.

이외 차량용 안테나의 제어 모듈은 AM/FM 안테나에 대한 통신 모듈, DSRC(Dedicated Short Range Communication)에 대한 통신 모듈 등 다양한 구성이 포함될 수 있고, 상술한 구성에 한정되는 것은 아님을 유의해야 한다.

3. 안테나 어셈블리

3-1 외부 구조

도 3는 본 명세서의 실시예에 따른 차량용 안테나 어셈블리의 외부 구조에 대한 사시도이다.

본 실시예는 차량용 안테나 어셈블리(1000)가 차량의 후면 루프 내부에 인베디드되는 경우에 있어서, 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)를 둘러싼 외부 구조를 나타내는 예시도이다.

차량용 안테나 어셈블리(1000)의 내부에는 회로 요소가 구현된 인쇄회로기판 및 안테나 구성 등 외부 영향에 민감한 구성이 포함될 수 있다. 따라서, 상기 차량용 안테나 어세블리(1000)는 내부에 포함된 구성을 보호하기 위한 외부 하우징이 필요할 수 있다.

차량용 안테나 어셈블리는 연결부(1020), 커버부(1040), 및 장착부(1060) 및 체결부(1080)를 포함할 수 있다.

연결부(1020)는 차량용 안테나 어셈블리(1000)의 내부에 포함된 안테나와 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)의 외부 구성이 네트워킹하기 위한 통신 환경을 제공할 수 있다. 상기 연결부(1020)는 안테나 내외부 간 통신 방법에 따라 다양한 형태의 연결 형태를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)의 제어 모듈이 상기 차량용 안테나 어셈블리의 외부에 설치된 경우, 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)로부터 출력되는 신호는 전기 신호인 아날로그 신호로서, 상기 연결부(1020)에는 동축 케이블 등 아날로그 신호를 전달하기 위한 연결 수단이 설치될 수 있다.

혹은, 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)에 대한 제어 모듈이 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)의 내부에 설치된 경우, 상기 제어 모듈은 안테나로부터 제공된 전기 신호를 프로세싱하여 상기 전기 신호를 기초로 한 정보가 포함된 디지털 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)로부터 외부로 제공되는 신호는 디지털 신호로서, 상기 연결부(1020)에는 디지털 신호를 송수신하기 위한 환경이 제공될 수 있다. 이 경우, 도 2를 참조하여 상술한 제어 모듈과 헤드 유닛 간 연결 수단에 관한 내용이 동일하게 적용될 수 있고, 중복될 수 있는 내용에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.

커버부(1040)는 차량용 안테나 어셈블리의 내부 구성을 외부 영향으로부터 안테나의 내부 구성을 보호하기 위한 구성으로서, 상기 장착부(1060)를 통해 차량의 내부에 인베디드되어 설치될 수 있다.

상기 커버부(1040)는 하부 커버(1042)와 상부 커버(1044)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 하부 커버(1042)는 안테나 내부 구성이 설치될 베이스부가 설치되는 위치 일 수 있다. 상기 베이스부에 관한 상세한 내용은 도 5를 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.

상기 커버부(1040)는 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)가 외부와 통신 및 네트워킹 성능을 충분히 확보하기 위하여, 그 적어도 일부가 부도체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 외부 커버의 구성 물질은 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)일 수 있다.

장착부(1060)는 볼트-너트 결합 방식 혹은 접착 수단 등을 이용하여, 본 발명에 따른 차량용 안테나 어셈블리(1000)를 차량의 일 면에 장착되도록 할 수 있다. 상기 장착부(1060)는 일 측면이 상기 하부 커버(1042)와 일체로 형성되되, 상기 장착부(1060)의 일 중간에는 관통형 홀이 형성될 수 있다. 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)가 차량의 내부에 장착되는 경우 상기 관통홀의 전면 홀을 통해서 장착을 위한 볼트가 통과하고 상기 관통홀의 후면 홀을 통해 나온 상기 볼트를 너트 혹은 차량에 미리 마련된 결합용 홀에 결합시킴으로써, 상기 차량용 안테나 어셈블리(1000)를 차량의 내부에 결합시킬 수 있다.

체결부(1080)는 상기 상부 커버(1044)와 상기 하부 커버(1042)를 결합시킬 수 있다. 상기 체결부(1080)는 그 일부가 갈고리 형상을 가지면서, 다른 일부는 상기 갈고리 형상과 억지끼움될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 체결부(1080)가 억지 끼움을 구현할 수 있는 구조를 가짐으로써, 상부 커버(1044)와 상기 하부 커버(1042)는 특별한 공구가 없는 경우에도, 서로 간편하게 결합될 수 있다. 다만, 상기 체결부(1080)에 대한 구조는 볼트-너트 결합 방식 등 공지된 기술이 이용될 수 있으며, 상술한 예시적인 수단에 한정되지 않는다.

3-2 내부 구성

도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 차량용 안테나 어셈블리의 내부를 도시한 도면이다.

도 4를 참조할 때, 차량용 안테나 어셈블리는 베이스부(1030), 제1 안테나(1100), 제2 안테나(1102), 제3 안테나(1104), 제4 안테나(1106), 및 위성 정보 수신용 안테나(1103), 위성 방송 정보 수신용 안테나(1105) 및 격리 요소(1107)를 포함할 수 있다.

베이스부(1030)는 차량용 안테나 어셈블리의 내부 구성이 실장되는 공간을 제공할 수 있다. 도 4를 참조할 때, 상기 베이스부(1030)는 상기 차량용 안테나 어셈블리의 외부 형상을 지지하는 커버부(1042, 1044)의 일 측에 위치할 수 있다. 예를 들어, 하부 커버(1042)와 소정의 연결 수단을 통해 결합될 수 있다. 상기 소정의 연결 수단은 볼트-너트 결합방식, 접착 수단 등 공지된 조립 방법이 이용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 베이스부(1030)는 안테나 동작에 관한 전기 신호를 전달하거나 기타 동작 명령에 관한 정보를 제공할 수 있는 회로 요소를 구현할 수 있는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)이 실장될 영역을 제공할 수 있다. 여기서 상기 회로 요소는 상기 인쇄회로기판의 적어도 일부에 프린팅된 도전성 패턴을 통해 구현될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 안테나(1100, 1102, 1104, 1106)는 둘 이상의 주파수 대역에 대해 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나일 수 있다.

제1 안테나(1100)는 상이한 3 개의 주파수 대역에 대해 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나로서, 5G의 중간 주파수 대역, 4G 고주파수 및 4G 저주파수 대역에 대해 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나일 수 있다.

제2 안테나(1102)는 상기 제1 안테나(1100)와 실질적으로 동일한 주파수 대역에 동작할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제2 안테나(1102)는 상기 제1 안테나(1100)와 마찬가지로 5G의 중간 주파수 대역, 4G 고주파수 및 4G 저주파수 대역에 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나일 수 있다.

제3 안테나(1104)는 상이한 2 개의 주파수 대역에 대해 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나로서, V2X 통신을 위한 안테나 이면서 5G 중간 주파수 대역의 안테나일 수 있다.

제4 안테나(1106)는 상기 제3 안테나(1104)와 실질적으로 동일한 주파수 대역에 동작할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제4 안테나(1106)는 상기 제3 안테나(1104)와 마찬가지로 V2X 통신을 위한 안테나 이면서 5G 중간 주파수 대역의 안테나일 수 있다.

여기서, 상기 5G의 중간 주파수 대역은 3.5GHz 대역, 상기 4G 고주파수 대역은 2.3GHz 대역, 상기 4G 저주파수 대역은 800MHz 대역, 상기 V2X 통신을 위한 주파수는 5.9GHz 대역일 수 있다. 혹은 상기 5G의 중간 주파수 대역은 3.6GHz 대역, 상기 4G 고주파수 대역은 1.7~2.4GHz 대역, 상기 4G 저주파수 대역은 0.67~0.96GHz 대역일 수 있다.

제1 내지 제4 안테나(1100, 1102, 1104, 1106)는 상호 간섭(Mutual Coupling)을 저감시키고, 각 안테나 간 개선된 격리도를 제공하기 위해, 서로 충분한 거리를 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 안테나(1102)는 상기 제1 안테나(1100)에 의한 상호 간섭을 줄이기 위해 서로 상이한 방향을 지시하는 외부로 향하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 안테나(1100)가 향하는 방향은 상기 제1 안테나(1100)의 피드 포인트를 기준으로 가장 멀리 이격된 상기 제1 안테나(1100)의 안테나 요소를 향하는 방향일 수 있다. 상기 제2 안테나(1102)의 방향도 이와 유사하게 정의할 수 있다.

도 4를 참조할 때, 상기 제1 안테나(1100)의 말단부와 상기 제2 안테나(1102)의 말단부는 서로 상이한 방향을 향하도록 구성될 수 있다. 여기서, 말단부는 각 안테나의 피드 포인트로부터 가장 멀리 이격된 지점으로 정의될 수 있다. 상세하게는, 상기 제1 안테나(1100)는 차량용 안테나 어셈블리의 좌측 상부에 위치하되 상기 제1 안테나(1100)가 좌측을상부를 향하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 제2 안테나(1102)는 상기 차량용 안테나 어셈블리의 우측 하부에 위치하되 상기 제2 안테나(1102)는 하부를우측을 향하도록 구성될 수 있다.

상기 제1 안테나(1100)가 향하는 방향과 상기 제2 안테나(1102)가 향하는 방향은 서로 직교(Orthogonal)할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 참조할 때, 상기 제1 안테나(1100)은 9시12시 방향을 향하도록 구성되되, 상기 제2 안테나(1102)는 6시3시 방향을 향하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 안테나(1100)의 피드 포인트로부터 상기 제1 안테나(1100)의 말단부를 향하는 축과 상기 제2 안테나(1102)의 피드 포인트로부터 상기 제2 안테나(1102)의 말단부를 향하는 축은 서로 직교할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 안테나(1100)에 의한 특정 주파수 대역에 대응되는 방사 패턴(Radiation pattern)은 상기 제2 안테나(1102)에 의한 상기 특정 주파수 대역에 대응되는 방사 패턴과 서로 직교할 수 있고, 이로 인해 상기 특정 주파수 대역에 대한 상기 제1 안테나(1100)와 상기 제2 안테나(1102) 간의 격리도가 확보될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 안테나(1100, 1102, 1104, 1106)는 각각 적어도 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 각 안테나에 포함된 필터는 특정 주파수 대역에 대한 전기 흐름을 차단할 수 있고, 상기 특정 주파수 대역에 대하여 동작하는 안테나에 대해 개선된 격리도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 안테나(1100) 및 상기 제2 안테나(1102)는 제1 주파수 대역에 대해 동작할 수 있다. 상기 제1 안테나(1100)은 제1 주파수 대역을 차단할 수 있는 제1 필터를 구비함으로써, 상기 제2 안테나(1102)와의 관계에서 상기 제1 주파수 대역에 관한 격리도를 확보할 수 있다. 혹은, 상기 제1 안테나(1100)은 제2 주파수 대역을 차단할 수 있는 제2 필터를 구비함으로써, 상기 제2 안테나(1102)와의 관계에서 상기 제2 주파수 대역에 관한 격리도를 확보할 수 있다.

각 안테나에 포함된 필터에 관한 상세한 내용은 도 5 내지 도 11을 참조하여 후술하도록 한다.

상기 제1 안테나(1100)와 상기 제2 안테나(1102)의 관계와 마찬가지로, 상기 제3 안테나(1104)가 향하는 방향과 상기 제4 안테나(1106)가 향하는 방향은 서로 직교할 수 있다. 각 안테나가 배치되어 향하는 방향과 관련된 내용은 상술한 내용과 중복될 수 있으므로 생략하도록 한다.

상기 제3 안테나(1104)와 상기 제4 안테나(1106) 또한 서로 상호 간섭을 저감시키도록, 충분한 거리를 이격되어 배치될 수 있다.

도 4를 참조할 때, 상기 제3 안테나(1104)는 상기 차량용 안테나 어셈블리의 좌측 하부에단부에 위치하고, 상기 제4 안테나(1106)는 상기 차량용 안테나 어셈블리의 우측 상부단부에 위치할 수 있다.

상술한 상기 제1 내지 제4 안테나(1100, 1102, 1104, 1106)의 상기 차량용 안테나 어셈블리의 내부에서의 설치 위치는 일 실시예 중 하나로서, 상술된 배치 위치에 한정되지 않는다.

위성 정보 수신용 안테나(1103)는 위성 주파수 대역에 동작할 수 있는 안테나로서, 특정 지점에 관한 위치 정보를 적어도 포함하는 전기 신호를 획득할 수 있다. 상기 특정 지점에 관한 위치 정보를 적어도 포함하는 전기 신호는 차량용 안테나 어셈블리에 대한 제어 모듈에 제공되어, 상기 제어 모듈은 상기 특정 지점에 관한 위치 정보를 포함하는 디지털 신호를 출력할 수 있다.

상기 위성 정보 수신용 안테나(1103)는 로우 프로파일을 가지는 패치(Patch) 안테나 일 수 있다. 상기 위성 정보 수신용 안테나(1103)는 상기 베이스(1030)부의 소정의 위치에 설치될 수 있다. 도 4를 참조할 때, 상기 위성 정보 수신용 안테나(1103)는 연결부(1020)와 제2 안테나(1102) 사이의 위치에 대응되는 위치에 설치될 수 있다.상기 베이스부의 중앙 부분에 대응되는 위치에 설치될 수 있다.

여기서, 상기 위성 정보 수신용 안테나(1103)는 도 3을 참조하여 상술한 위성 안테나에 관한 것일 수 있으며, 상술한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 생략하도록 한다.

본 발명에 따른 차량용 안테나 어셈블리는 위성 방송 정보 수신용 안테나를 더 포함할 수 있다. 상기 위성 방송 정보 수신용 안테나는 그 동작 주파수가 위성 방송 주파수 대역으로서, 방송 신호를 수신할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 위성 방송 정보 수신용 안테나는 SXM 통신을 위한 안테나일 수 있다.

여기서 상기 위성 방송 정보 수신용 안테나는 도 2을 참조하여 상술한 방송 안테나에 관한 것일 수 있으며, 상술한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 생략하도록 한다.

본 발명에 따른 차량용 안테나 어셈블리는 격리 요소를 더 포함할 수 있다. 상기 격리 요소는 상기 제1 내지 제4 안테나(1100, 1102, 1104, 1106), 상기 위성 정보 수신용 안테나(1103) 간의 개선된 격리도를 제공할 수 있다.

상기 격리 요소는 서로 미모 동작을 수행하는 제1 내지 제4 안테나(1100, 1102, 1104, 1106) 간에 개선된 격리도를 제공할 수 있다. 제1 내지 제4 안테나(1100, 1102, 1104, 1106)는 적어도 하나 이상의 동일한 주파수 대역에 대해 동작하는 미모 안테나 어레이로서, 둘 이상의 안테나가 각각 동일한 주파수 대역에 대해 동작하는 경우, 상기 둘 이상의 안테나의 동작 성능이 저하되는 미모 페이딩(MIMO Fading) 현상이 발생할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 및 제2 안테나(1100, 1102)가 동시에 3.5GHz 대역의 주파수에 대해 동작하는 경우, 상기 제1 및 제2 안테나(1100, 1102)의 3.5GHz 대역에 대한 동작 성능은 저감될 수 있다. 상기 격리 요소(1107)는 미모 페이딩 현상을 포함하여, 안테나 구성 간의 상호 간섭을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 안테나 어셈블리는 상술한 안테나 내부 구성 이외에도 상기 위성 정보 수신용 안테나(1103) 및 상기 위성 방송 정보 수신용 안테나(1105)의 신호에 대한 잡음을 제거하고, 각 안테나에서 제공된 전기 신호를 증폭할 수 있는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifer, LNA)를 더 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 차량용 안테나 어셈블리는 GNSS LNA 및 SXM LNA를 더 포함할 수 있다.

이하에서는 둘 이상의 주파수 대역에 대해 동작하도록 구성된 제1 내지 제4 안테나(1100, 1102, 1104, 1106)의 세부 구성에 관한 내용을 서술하도록 한다.

4. 멀티 밴드 안테나

4-1 구성

도 5는 본 명세서의 실시예에 따른 멀티 밴드 안테나의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4를 참조할 때, 제1 및 제2 안테나는 세 개의 주파수 대역에 대해 동작할 수 있으며, 제3 및 제4 안테나는 두 개의 주파수 대역에 대해 동작할 수 있다.

이 때, 이하에서는 세 개의 주파수 대역에 대해 동작할 수 있는 상기 제1 및 제2 안테나에 대한 구성을 서술하도록 한다. 이하에서는 상기 제1 및 제2 안테나를 멀티 밴드 안테나(1100)로 지칭하도록 한다.

다만, 멀티 밴드 안테나(1100)로서 기능하기 위한 세부 구성 및 동작 방법은 상기 제3 및 제4 안테나에 대해 동일하게 적용 될 수 있을 것이다.

도 5을 참조할 때, 멀티 밴드 안테나(1100)는 안테나로서 기능하기 위한 도체를 적어도 일부를 포함하는 상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170)를 포함할 수 있다. 즉 상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170)는 특정 동작 주파수 대역에 대한 안테나 요소의 적어도 일부로서 기능할 수 있다.

여기서, 상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170)는 단일 도체로 형성된 안테나 요소이거나, 인쇄회로기판의 적어도 그 일 면에 도전성 패턴이 프린팅되어 구현된 안테나 요소일 수 있다.

멀티 밴드 안테나(1100)는 각각 특정 주파수 대역에 대한 전기 신호의 흐름을 차단 혹은 투과시킬 수 있는 제1 내지 제3 필터(1120, 1140, 1160)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 내지 제3 필터(1120, 1140, 1160)는: 각각 특정 대역 범위에 관한 전기 신호를 차단하도록 구성된 밴드 리젝 필터(Band Reject Filter, BRF)이거나, 특정 대역 범위에 관한 전기 신호를 투과하도록 구성된 밴드 패스 필터(Band Pass Filter, BPF)이거나, 미리 정해진 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역의 전기 신호만을 투과시키는 로패스 필터(Low Pass Filter, LPF)일 수 있다.

여기서, 상기 밴드 리젝 필터는 밴드 스톱 필터 혹은 대역 차단 필터로, 상기 밴드 패스 필터는 대역 통과 필터로, 상기 로-패스 필터는 저역 통과 필터로, 상기 하이-패스 필터는 고역 통과 필터로 지칭될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170) 및 상기 제1 내지 제3 필터(1120, 1140, 1160)에 관한 상세한 멀티 밴드 안테나로서의 동작 방법은 도 11 내지 도 14를 참조하여 후술하도록 한다.

도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 멀티 밴드 안테나의 상면도이다.

도 6을 참조할 때, 멀티 밴드 안테나는 제1 안테나 세그먼트(1110), 제1 필터(1120), 제2 안테나 세그먼트(1130), 제2 필터(1140), 제3 안테나 세그먼트(1150), 제3 필터(1160), 제4 안테나 세그먼트(1170)의 순서로 직렬 연결될 수 있다.

여기서 상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170)는 서로 물리적으로 연결되지 않을 수 있다.

예를 들어, 도 6를 참조할 때, 상기 제1 안테나 세그먼트(1110)와 상기 제2 안테나 세그먼트(1130)는 상기 제1 필터(1120)를 통해서 연결될 수 있고, 상기 제2 안테나 세그먼트(1130)와 상기 제3 안테나 세그먼트(1150)는 상기 제2 필터(1140)를 통해서 연결될 수 있으며, 상기 제3 안테나 세그먼트(1150)와 상기 제4 안테나 세그먼트(1170)는 상기 제3 필터(1160)를 통해서 연결될 수 있다.

즉, 상기 제1 필터(1120)는 상기 제1 안테나 세그먼트(1110)의 타단에 물리적으로 연결되며, 상기 제2 안테나 세그먼트(1130)의 일단은 상기 제1 필터(1120)에 물리적으로 연결되고, 상기 제2 필터(1140)는 상기 제2 안테나 세그먼트(1130)의 타단에 연결되고, 상기 제3 안테나 세그먼트(1150)의 일단은 상기 제2 필터(1140)에 연결되고, 상기 제3 필터(1160)는 상기 제3 안테나 세그먼트(1150)의 타단에 연결되고, 상기 4 안테나 세그먼트(1170)의 일단은 상기 제3 필터(1160)에 연결될 수 있다.

도 7 내지 도 11은 본 명세서의 실시예에 따른 안테나 세그먼트 및 필터의 도전성 패턴을 나타낸 도면이다.

도 7 내지 도 10은 인쇄회로기판의 상면 또는 배면 중 적어도 일면에 도전체가 프린팅됨으로써 구현된 안테나 세그먼트 및 필터를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로 도 7은 제1 PCB(1101)의 상면을 나타낸 도면이고, 도 8은 제1 PCB(1101)의 배면을 나타낸 도면이다. 그리고 도 9 및 도 10은 제1 PCB(1101)의 상부에서 볼 때 제1 PCB(1101)의 상면 도전체 패터닝과 이에 대응되는 제1 PCB(1101)의 배면 도전체 패터닝을 겹쳐서 나타내는 도면이되, 상기 상면 도전체 패터닝과 상기 배면 도전체 패터닝이 겹치는 경우에 있어서, 도 9는 상기 상면 도전체 패터닝을 우선적으로 나타낸 도면이고, 도 10은 상기 배면 도전체 패터닝을 우선적으로 나타낸 도면이다.

도 7 내지 도 10을 참조할 때 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170)와 제1 내지 제3 필터(1120, 1140, 1160)는 제1 PCB(1101)에 소정의 전기 길이를 가지는 도전성 패턴이 프린팅되어 구현될 수 있다. 상기 도전성 패턴은 구리 박막을 소재로 하여 구현된 것일 수 있다. 상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170)와 제1 내지 제3 필터(1120, 1140, 1160)의 길이는 상기 제1 PCB에 구현 된 상기 도전성 패턴에 관한 전기적 길이를 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170)와 제1 내지 제3 필터(1120, 1140, 1160)는 제1 PCB의 상면 혹은 배면 중 적어도 어느 하나에 도전성 패턴이 프린팅되어 구현될 수 있다.

예를 들어, 도 7 내지 도 10을 참조할 때, 제1 필터(1100)는 제1 PCB(1101)의 상면에 도전성 물질이 프린팅 된 제1-1 필터(1122)와 제1 PCB(1101)의 하면에 도전성 물질이 프린팅된 제1-2 필터(1124)를 포함할 수 있다. 상기 제1-1 필터(1122)와 상기 제1-2 필터(1124)가 각각 상기 제1 PCB(1101)의 상면 및 배면에 프린팅되되 적어도 일부가 도전체를 통해 물리적, 전기적으로 연결될 수 있고, 이를 통해 제1 필터가 구현되기 위한 전기적 길이를 가질 수 있다. 그리고 제2 필터(1140)는 제1 PCB(1101)의 상면에 도전성 물질이 프린팅 된 제2-1 필터(1142)와 제1 PCB(1101)의 하면에 도전성 물질이 프린팅된 제2-2 필터(1144)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2-1 필터(1142)와 상기 제2-2 필터(1144)가 각각 상기 제1 PCB(1101)의 상면 및 하면에 프린팅되되 적어도 일부가 도전체를 통해 물리적, 전기적으로 연결될 수 있고, 이를 통해 제2 필터가 구현되기 위한 전기적 길이를 가질 수 있다. 그리고 제3 필터(1160)는 제1 PCB(1101)의 상면에 도전성 물질이 프린팅 된 제3-1 필터(1162)와 제1 PCB(1101)의 하면에 도전성 물질이 프린팅된 제3-2 필터(1164)를 포함할 수 있다. 상기 제3-1 필터(1162)와 상기 제3-2 필터(1164)가 각각 상기 제1 PCB(1101)의 상면 및 배면에 프린팅되되 적어도 일부가 도전체를 통해 물리적, 전기적으로 연결될 수 있고, 이를 통해 제3 필터가 구현되기 위한 전기적 길이를 가질 수 있다.

이상에서 인쇄회로기판에 구현된 도전체 패터닝 방법은 제1 내지 제3 필터를 일 예로 설명되었으나, 상술한 기술적인 내용은 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1110, 1130, 1150, 1170)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 11은 안테나 세그먼트에 프린팅(Printing)된 도전성 패턴을 설명하기 위한 도면으로, 도 6에서 도시 된 멀티 밴드 안테나 중 제3 안테나 세그먼트(1150) 및 제2 필터(1140)의 일부를 확대 도시한 도면이다.

도 11에서는 제1 내지 제4 안테나 세그먼트, 제1 내지 제3 필터 중 상기 제3 안테나 세그먼트 및 상기 제2 필터만을 확대하여 도시하였으나, 상기 제3 안테나 세그먼트(1150) 및 상기 제2 필터(1140)의 도전성 패턴 구현 방식에 관한 기술적 내용은 각 안테나 세그먼트 및 각 필터에 대하여 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

도 11을 참조할 때, 제3 안테나 세그먼트(1150)는 인쇄회로기판 상에 도전성 패턴(1152)이 프린팅되어 안테나 요소가 구현 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 안테나 세그먼트(1150)는 도전성 패턴(1152)으로서, 미리 정해진 안테나 특성을 가지기 위한 전기적 길이를 가지도록 구성된 미엔더(Meander) 패턴을 가질 수 있다. 다만, 구현된 도전성 패턴은 미엔더 패턴뿐 아니라, 직선, 곡선, 나선 등 그 형상에는 한정되지 않는다.

상기 미리 정해진 안테나 특성을 가지기 위한 전기적 길이에 관한 내용은 도 13 내지 도 15을 참조하여 후술하도록 한다.

상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트의 길이는 각 안테나 세그먼트의 도전성 패턴의 길이를 의미할 수 있다. 그리고 상기 제1 내지 제3 필터의 길이는 각 필터에 프린팅 된 도전성 패턴의 길이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조 할 때, 제3 안테나 세그먼트의 길이(1150)는 미엔더 패턴을 형성하고 있는 도전성 패턴(1152)의 총 길이를 의미할 수 있다.

상기 제3 안테나 세그먼트(1150)와 상기 제2 필터(1140) 각각의 도전성 패턴은 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조할 때, 제2 필터(1140)와 물리적으로 접하고 있는 제3 안테나 세그먼트(1150)의 일 단부에 대응되는 도전성 패턴(1152)의 일부 영역은 상기 제2 필터(1152)의 도전성 패턴(1142)의 적어도 일부와 전기적으로 연결될 수 있도록 접할 수 있다. 따라서, 상기 제2 필터(1140)에 의해 차단되지 않는 주파수 대역에 있어서, 상기 제3 안테나 세그먼트(1150)와 상기 제2 필터(1140)는 각각의 도전성 패턴(1142, 1152)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

도 9는 본 명세서의 실시예에 따른 멀티 밴드 안테나의 측면도이다.

도 12를 참조할 때, 멀티 밴드 안테나의 제1 안테나 세그먼트(1210)는 상기 멀티 밴드 안테나의 급전점(1320)에 대응되는 지점을 기준으로 연직 방향을 향하도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 제2 안테나 세그먼트(1230), 제3 안테나 세그먼트(1250), 제4 안테나 세그먼트(1270), 제1 필터(1220), 제2 필터(1240) 및 제3 필터(1260)는 수평 방향을 향하도록 설치되되, 상기 제1 안테나 세그먼트(1210)의 종단부의 위치에 대응되는 높이를 가질 수 있다. 여기서, 상기 제1 안테나 세그먼트(1210)의 종단부는 상기 제1 필터(1220)가 대응되는 상기 제1 안테나 세그먼트(1210)의 일 단부일 수 있다.

상기 제2 내지 제4 안테나(1230, 1250, 1270) 및 제1 내지 제3 필터(1220, 1240, 1260)는 베이스부(1030)로부터 실질적으로 동일한 거리가 이격 된 높이를 가질 수 있다. 여기서, 상기 이격된 높이는 적어도 차량용 안테나 어셈블리의 높이보다 작을 수 있다.

한편, 도 7 내지 도 11을 참조하여 상술한 바와 같이 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1210, 1230, 1250, 1270)는 인쇄회로기판 상에 도전성 패턴이 프린팅되어 안테나 요소가 구현된 것일 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 안테나 세그먼트(1210)에 대응되는 인쇄회로 기판은 상기 제2 내지 제4 안테나 세그먼트(1230, 1250, 1270) 및 제1 내지 제3 필터(1220, 1240, 1260)가 상기 베이스부로부터 연직 방향으로 소정의 거리가 이격되도록 구성된 연결 부재일 수 있다.

도 12을 참조할 때, 제1 안테나 세그먼트(1210)는 베이스부 상의 피드 포인트(Feed point)(1320)에 연결될 수 있다. 특정 주파수 대역에 대한 전기 신호가 포함 된 전기 흐름은 이를 인가하는 피드 라인(Feed line)(1340)으로부터 상기 피드 포인트(1320)를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트(1210)로 인가될 수 있다. 상기 특정 주파수 대역에 대한 전기 신호가 포함된 전기 흐름은 동축 케이블(1380) 및 신호선(1360)을 통해 상기 피드 라인(1340)으로 인가될 수 있다.

한 편, 상기 제1 안테나 세그먼트(1210)로 인가된 전기 흐름은 상기 제2 내지 제4 안테나 세그먼트(1230, 1250, 1270)로 인가될 수 있다. 여기서 상기 인가 된 전기 흐름은 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1210, 1230, 1250, 1270)를 통해 전파 신호로서 방사될 수 있다. 다만, 상기 인가된 전기 흐름은 상기 제1 내지 제3 필터(1220, 1240, 1260)의 동작 기능에 따라 각 안테나 세그먼트에 인가되지 않을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 차량용 안테나 어셈블리의 각 안테나가 멀티 밴드 안테나로서 동작하는 방법에 대해 서술하도록 한다.

4-2 주파수 별 동작 범위

안테나는 그 동작 주파수에 대응되는 특성을 가지는 안테나 길이를 가질 수 있다. 여기서, 상기 안테나 길이는 상기 동작 주파수에 대응되는 파장 길이의 절반일 수 있고, 상기 동작 주파수 대역에 동작하도록 설계된 안테나의 최소 길이일 수 있다.

예를 들어, 5G 통신을 위한 중간 주파수 대역은 3.5GHz로서 이에 대응되는 안테나의 최소 길이는 4.28cm이고, LTE 고주파수 대역은 1.7GHz로서 이에 대응되는 안테나의 최소 길이는 8.82cm이며, LTE 저주파수 대역은 800MHz로서 이에 대응되는 안테나의 최소 길이는 18.735cm일 수 있다.

본 발명에서 특정 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성이란 상술한 안테나 길이에 관한 특성으로서, 상기 특정 주파수 대역에 대응되는 안테나의 최소 길이를 의미할 수 있다.

도 13은 본 명세서의 실시예에 따른 제1 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 및 필터의 동작 범위를 도시한 도면이다.

도 14은 본 명세서의 실시예에 따른 제2 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 및 필터의 동작 범위를 도시한 도면이다.

도 15는 본 명세서의 실시예에 따른 제3 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 및 필터의 동작 범위를 도시한 도면이다.

도 13 내지 도 15을 참조할 때, 제1 안테나 세그먼트(1310) 제2 안테나 세그먼트(1330), 제3 안테나 세그먼트(1350), 제4 안테나 세그먼트(1370), 제1 필터(1320), 제2 필터(1340) 및 제3 필터(1360)로 구성된 멀티 밴드 안테나는 세 개의 상이한 주파수 대역에 대해 동작할 수 있는 멀티 밴드 안테나일 수 있다. 즉, 도 4를 참조하여 상술한 3 개의 주파수 대역에 동작하는 멀티 밴드 안테나인 제1 및 제2 안테나의 구성일 수 있다. 2 개의 주파수 대역에 동작하는 멀티 밴드 안테나인 제3 및 제4 안테나의 경우, 제1 안테나 세그먼트(1310), 제1 필터(1320) 및 제2 안테나 세그먼트(1330)로 구성된 멀티 밴드 안테나일 수 있다.

도 13은 멀티 밴드 안테나가 제1 주파수 대역에 대해 동작하는 경우, 상기 제1 주파수 대역에 대해 동작하는 안테나 세그먼트의 동작 범위(1315)를 나타낸 도면이다.

제1 주파수 대역에 대한 안테나의 동작 범위(1315)는 제1 안테나 세그먼트(1310)에 대응되는 범위로서, 상기 제1 안테나 세그먼트(1310)는 제1 주파수 대역에 동작하는 안테나일 수 있다.

제1 필터(1320)는 상기 제1 주파수 대역을 가지는 전기 흐름을 차단하는 필터일 수 있다.

일 예에 따르면, 상기 제1 필터는 상기 제1 주파수 대역을 차단하는 밴드 리젝 필터일 수 있으며, 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역의 전기 흐름을 통과시키는 로 패스 필터일 수 있다.

더욱 상세하게는, 상기 제1 필터는 상기 제1 안테나 세그먼트와 상기 제2 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되, 상기 제1 주파수 대역에 대한 전기 흐름에 대해서는 상기 제1 안테나 세그먼트(1310)와 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)를 전기적으로 차단할 수 있다.

그리고 상기 제1 필터는 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역의 전기 흐름에 대해서는 상기 제1 안테나 세그먼트(1310)와 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)를 전기적으로 연결할 수 있다.

상기 제1 안테나 세그먼트(1310)는 상기 제1 주파수 대역에 대응되는 안테나 길이를 가질 수 있다. 상기 제1 주파수 대역의 전기 흐름에 있어서, 상술한 바와 같이 상기 제1 필터(1320)에 의해 상기 제1 안테나 세그먼트(1310)와 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)는 차단되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 제1 안테나 세그먼트(1310)는 상기 제1 필터(1320)와 전기적으로 분리된 것으로서, 상기 제1 주파수 대역에 대한 안테나로 동작할 수 있다.

도 14은 멀티 밴드 안테나가 제2 주파수 대역에 대해 동작하는 경우, 상기 제2 주파수 대역에 대해 동작하는 안테나 세그먼트의 동작 범위를 나타낸 도면이다.

제2 주파수 대역에 대한 안테나의 동작 범위(1335)는 제1 안테나 세그먼트(1310), 제1 필터(1320) 및 제2 안테나 세그먼트(1330)에 대응되는 범위로서, 상기 제1 안테나 세그먼트(1310), 상기 제1 필터(1320) 및 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)는 제2 주파수 대역에 동작하는 안테나일 수 있다.

상기 제1 필터(1320)의 필터 동작은 도 13을 참조하여 상술하였으므로 이에 대한 내용은 생략하도록 한다. 제2 필터(1340)는 상기 제2 주파수 대역을 가지는 전기 흐름을 차단하는 필터일 수 있다.

상기 제2 필터(1340)는 상기 제2 주파수 대역을 차단하는 밴드 리젝 필터일 수 있으며, 상기 제2 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역의 전기 흐름을 통과시키는 로 패스 필터일 수 있다.

더욱 상세하게는, 상기 제2 필터(1340)는 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)와 상기 제3 안테나 세그먼트(1350)를 물리적으로 연결하되, 상기 제2 주파수 대역에 대한 전기 흐름에 대해서는 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)와 상기 제3 안테나 세그먼트(1350)를 전기적으로 차단할 수 있다.

그리고 상기 제2 필터(1340)는 상기 제2 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역의 전기 흐름에 대해서는 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)와 상기 제3 안테나 세그먼트(1350)를 전기적으로 연결할 수 있다.

상기 제1 안테나 세그먼트(1310), 상기 제1 필터(1320) 및 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)의 길이의 합은 상기 제2 주파수 대역에 대응되는 안테나 길이일 수 있다. 상기 제2 주파수 대역의 전기 흐름에 있어서, 상술한 바와 같이 상기 제2 필터(1340)에 의해 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)와 상기 제3 안테나 세그먼트(1350)는 차단되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 제1 안테나 세그먼트(1310), 상기 제1 필터(1320) 및 상기 제2 안테나 세그먼트(1330)는 상기 제2 필터(1340)와 전기적으로 분리된 것으로서, 상기 제2 주파수 대역에 대한 안테나로 동작할 수 있다.

도 15는 멀티 밴드 안테나가 제3 주파수 대역에 대해 동작하는 경우, 상기 제3 주파수 대역에 대해 동작하는 안테나 세그먼트의 동작 범위를 나타낸 도면이다.

제3 주파수 대역에 대한 안테나의 동작 범위(1375)는 제1 안테나 세그먼트(1310), 제1 필터(1320), 제2 안테나 세그먼트(1330), 제2 필터(1340), 제3 안테나 세그먼트(1350), 제3 필터(1360) 및 제4 안테나 세그먼트(1370)에 대응되는 범위로서, 제1 안테나 세그먼트(1310), 제1 필터(1320), 제2 안테나 세그먼트(1330), 제2 필터(1340), 제3 안테나 세그먼트(1350), 제3 필터(1360) 및 제4 안테나 세그먼트(1370)는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역보다 작은 제3 주파수 대역에 동작하는 안테나일 수 있다.

제1 필터(1320) 및 제2 필터(1340)는 각각 도 13 및 도 14을 참조하여 상술하였으므로, 이에 대한 내용은 생략하도록 한다. 제3 필터(1360)는 제1 주파수 대역에 대한 전기 흐름을 차단하는 필터일 수 있다. 즉, 상기 제3 필터(1360)는 상기 제3 주파수 대역에 대한 전기 흐름을 통과시킬 수 있다. 상기 제3 필터(1360)는 상기 제1 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 간의 간섭을 방지하기 위한 구성으로서, 도 15를 참조하여 후술하도록 한다.

상기 제3 필터(1360)는 상기 제3 안테나 세그먼트(1350)와 상기 제4 안테나 세그먼트(1370)를 물리적으로 연결하면서, 상기 제3 필터(1360)는 상기 제3 주파수 대역의 전기 흐름에 대해서는 상기 제3 안테나 세그먼트(1350)와 상기 제4 안테나 세그먼트(1370)를 전기적으로 연결할 수 있다.

제1 안테나 세그먼트(1310), 제1 필터(1320), 제2 안테나 세그먼트(1330), 제2 필터(1340), 제3 안테나 세그먼트(1350), 제3 필터(1360) 및 제4 안테나 세그먼트(1370)는 상기 제3 주파수 대역에 대응되는 안테나 길이를 가질 수 있다. 따라서, 제1 안테나 세그먼트(1310), 제1 필터(1320), 제2 안테나 세그먼트(1330), 제2 필터(1340), 제3 안테나 세그먼트(1350), 제3 필터(1360) 및 제4 안테나 세그먼트(1370)는 상기 제3 주파수 대역에 대한 안테나로 동작할 수 있다.

도 10 내지 도 15에서 상술한 상기 제1 주파수 대역은 5G 통신을 위한 중간 주파수 대역으로서 3.5GHz 대역이고, 상기 제2 주파수 대역은 4G 통신을 위한 고주파수대역으로서 1.7GHz 대역이고, 상기 제3 주파수 대역은 4G 통신을 위한 저주파수 대역으로서 800MHz 대역일 수 있다.

이하 에서는 멀티 밴드 안테나의 특정 주파수 대역에 대한 안테나 세그먼트 간 상호 간섭 방지에 관한 내용을 후술 하도록 한다.

4-3 필터에 의한 간섭 방지

4-3-1 제3, 제4 안테나 세그먼트

도 16 및 도 17은 본 명세서의 실시예에 따른 복수의 안테나 세그먼트와 필터의 길이를 나타낸 멀티 밴드 안테나의 측면도이다.

도 16은 제3 안테나 세그먼트(1450), 제4 안테나 세그먼트(1470) 및 제3 필터(1460)와 제1 안테나 세그먼트(1410) 간의 길이 차이를 나타낸 멀티 밴드 안테나의 측면도이다. 도 16을 참조할 때, 상기 제3 안테나 세그먼트의 길이(1455), 상기 제3 필터의 길이(1465) 및 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이(1475)의 합은 제1 주파수 대역에 대한 주파수 특성을 가지기 위한 안테나의 최소 길이보다 클 수 있다. 혹은 상기 제3 안테나 세그먼트의 길이(1455), 상기 제3 필터의 길이(1465) 및 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이(1475)의 합은 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이(1415)보다 클 수 있다.

도 16에서, 쌍 방향을 향하도록 지시하는 화살표는 각 화살표에 대응되는 멀티 밴드 안테나의 구성의 길이를 의미하는 것으로서, 상기 각 안테나 구성의 도전성 패턴의 길이 혹은 안테나 요소의 길이일 수 있다. 즉, 도 16에 도시된 화살표의 길이는 각 화살표에 대응되는 구성의 길이와 직접적으로 일치하지는 않을 수 있다.

상기 제3 필터(1460)가 특정 주파수 대역의 전기 흐름을 차단하는 동작을 고려하지 않는 경우, 상기 제3 안테나 세그먼트(1450)와 상기 제3 필터(1460) 그리고 상기 제4 안테나 세그먼트(1470)가 일체로 상기 제1 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 가질 수 있다. 이 경우 상기 제3 안테나 세그먼트(1450)와 상기 제3 필터(1460) 그리고 상기 제4 안테나 세그먼트(1470)는 상기 제1 주파수 대역에 대한 전파 신호에 대해서 상호 간섭을 발생시킬 수 있다.

상기 제3 필터(1460)는 도 15를 참조하여 상술한 바와 같이 제1 주파수 대역에 대한 전기 흐름을 차단하는 필터로서 동작할 수 있다.

일 예에 따르면, 상기 제3 필터(1460)는 상기 제1 주파수 대역을 차단하는 밴드 리젝 필터일 수 있으며, 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역을 통과시키는 로 패스 필터일 수 있으며, 상기 제3 주파수 대역에 대한 밴드 패스 필터일 수 있다.

결국, 상기 제3 필터(1460)는 상기 제3 안테나 세그먼트(1450)와 상기 제4 안테나 세그먼트(1470)를 물리적으로 연결하면서, 상기 제3 주파수 대역에 대해서는 전기적으로 연결하되, 상기 제1 주파수 대역에 대한 전기 흐름에 대해서는 상기 제3 안테나 세그먼트(1450)와 상기 제4 안테나 세그먼트(1470)를 전기적으로 차단할 수 있다.

상기 제3 안테나 세그먼트(1450), 상기 제4 안테나 세그먼트(1470) 및 상기 제3 필터(1460) 각각의 길이는 상기 제1 주파수 대역의 주파수 특성을 가지기 위한 최소 길이보다 작을 수 있다. 더욱 상세하게는 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제4 안테나 세그먼트 및 상기 제3 필터 각각의 길이(1455, 1465, 1475)는 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이(1415)보다 작을 수 있다.

따라서, 상기 제3 안테나 세그먼트(1450), 상기 제3 필터(1460) 및 상기 제4 안테나 세그먼트(1470) 전체로서는 상기 제1 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 가질 수 없을 수 있다. 그리고 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제4 안테나 세그먼트 및 상기 제3 필터 각각의 길이(1455, 1465, 1475)는 상기 제1 주파수 대역의 주파수 특성을 가지기 위한 최소 길이보다 작기 때문에, 상기 제3 안테나 세그먼트(1450), 상기 제4 안테나 세그먼트(1470) 및 상기 제3 필터(1460)에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 상호 간섭은 방지될 수 있다.

4-3-2 제2 안테나 세그먼트

도 17는 제2 안테나 세그먼트와 제1 안테나 세그먼트 간의 길이 차이를 나타낸 멀티 밴드 안테나의 측면도이다.

도 14을 참조하여 상술한 바와 같이 제1 주파수 대역의 전기 흐름을 차단하는 제1 필터(1420)를 제1 안테나 세그먼트(1410)와 제2 안테나 세그먼트(1430) 사이에 배치함으로써, 상기 제1 주파수 대역에 대해서는 상기 제1 안테나 세그먼트(1410)가 안테나로서 동작하고, 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역에 대해서는 상기 제1 안테나 세그먼트(1410), 상기 제1 필터(1420) 및 상기 제2 안테나 세그먼트(1430)가 상기 제2 주파수 대역에 대한 안테나로서 동작할 수 있다.

일 예에 따르면, 상기 제2 안테나 세그먼트(1430)는 상기 제2 주파수 대역에 대한 주파수 특성을 가지는 최소 길이에서 상기 제1 안테나 세그먼트(1410) 및 상기 제1 필터(1420)의 길이를 제외한 길이 값을 가질 수 있다.

여기서, 상기 제1 주파수 대역에 대한 주파수 특성을 가지는 최소 길이보다 상기 제2 안테나 세그먼트의 길이(1435)가 더 클 경우, 상기 제1 주파수 대역에 대해 상기 제1 안테나 세그먼트(1410)와 상기 제2 안테나 세그먼트(1430) 간의 상호 간섭이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 상기 제2 안테나 세그먼트의 길이(1435)는 상기 제1 주파수 대역의 주파수 특성을 가지기 위한 최소 길이보다 큰 값을 가질 수 있다. 혹은 상기 제2 안테나 세그먼트의 길이(1435)가 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이(1415)보다 더 큰 값을 가지도록 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 주파수 대역에 대한 상기 제2 안테나 세그먼트(1430)의 상호 간섭을 방지할 수 있고, 상기 제1 안테나 세그먼트(1410)와 상기 제2 안테나 세그먼트(1430) 간에 개선된 격리도를 제공할 수 있다.

4-4 공통 접지면과의 거리

도 18는 본 명세서의 실시예에 따른 공통 접지면과 각 안테나 세그먼트와의 거리 관계를 나타낸 멀티 밴드 안테나의 측면도이다.

도 18를 참조할 때, 제1 안테나 세그먼트(1510), 제2 안테나 세그먼트(1530), 제3 안테나 세그먼트(1550), 제4 안테나 세그먼트(1570) 는 각각 멀티 밴드 안테나의 공통 접지면(Common Ground Plane)(1590)으로부터 이격된 종단부를 가질 수 있다.

상기 종단부는 상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트(1510, 1530, 1550, 1570) 중 어느 하나에 대해서 피드 포인트로부터 가장 멀리 이격된 영역을 지칭할 수 있다. 상기 종단부는 각 안테나 세그먼트의 오픈 엔드(Open-End) 지점으로 지칭될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부(1514)는 상기 제1 안테나 세그먼트(1510)의 영역 중 제1 필터(1520)와 인접한 상기 제1 안테나 세그먼트(1510)의 단부를 지칭하는 것일 수 있다. 상기 제2 안테나 세그먼트의 종단부(1534)는 상기 제2 안테나 세그먼트(1530)의 영역 중 제2 필터(1520)와 인접한 상기 제2 안테나 세그먼트(1530)의 단부를 지칭하는 것일 수 있다. 상기 제3 안테나 세그먼트의 종단부(1554)는 상기 제3 안테나 세그먼트(1550)의 영역 중 제3 필터(1560)와 인접한 상기 제3 안테나 세그먼트(1550)의 단부를 지칭하는 것일 수 있다. 상기 제4 안테나 세그먼트의 종단부(1574)는 상기 제4 안테나 세그먼트(1570)의 영역 중 상기 제3 필터(1560)와 인접하지 않는 상기 제4 안테나 세그먼트(1570)의 단부를 지칭하는 것일 수 있다.

도 18를 참조할 때, 상기 공통 접지면(1590)으로부터 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부(1514)까지의 최단 거리는 상기 제2 내지 제4 안테나 세그먼트 중 어느 하나의 종단부(1534, 1554, 1574)까지의 최단 거리보다 작을 수 있다.

도 13 내지 도 15를 참조하여 상술한 바와 같이, 상기 제1 안테나 세그먼트(1510)는 제1 주파수 대역에 대한 안테나로 동작할 수 있다. 따라서, 상기 제1 주파수 대역에 대한 전파 신호는 상기 제1 안테나 세그먼트(1510)에 대응되는 영역 주변으로 방사 패턴을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 제1 안테나 세그먼트(1510), 상기 제1 필터(1520) 및 상기 제2 안테나 세그먼트(1530)는 제2 주파수 대역에 대한 안테나로 동작할 수 있다. 따라서, 상기 제2 주파수 대역에 대한 전파 신호는 상기 제1 안테나 세그먼트(1510), 상기 제1 필터(1520) 및 상기 제2 안테나 세그먼트(1530)에 대응되는 영역을 주변으로 방사 패턴을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 제1 안테나 세그먼트(1510), 상기 제1 필터(1520), 상기 제2 안테나 세그먼트(1530), 상기 제2 필터(1540), 상기 제3 안테나 세그먼트(1550), 상기 제3 필터(1560) 및 상기 제4 안테나 세그먼트(1570)는 제3 주파수 대역에 대한 안테나로 동작할 수 있다. 따라서, 상기 제3 주파수 대역에 대한 전파 신호는 상기 제1 안테나 세그먼트(1510), 상기 제1 필터(1520), 상기 제2 안테나 세그먼트(1530), 상기 제2 필터(1540), 상기 제3 안테나 세그먼트(1550), 상기 제3 필터(1560) 및 상기 제4 안테나 세그먼트(1570)에 대응되는 영역을 주변으로 방사 패턴을 형성할 수 있다.

상기 제1 주파수 대역에 대한 안테나에 있어서, 그 동작 주파수에 대한 제1 방사 패턴을 가지는 전파는 상기 제2 주파수에 대한 전파와 비교할 때 작은 파장 길이를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 주파수 대역에 대한 안테나와 접지면과의 거리를 소정의 거리 이하로 이격되도록 하여 상기 제1 방사 패턴의 방향이 하향시킴으로써 상기 제1 주파수 대역에 대한 안테나의 방사 패턴을 개선시킬 수 있다.

이에 비해, 제2 주파수 대역에 대한 안테나에 있어서, 그 동작 주파수에 대한 제2 방사 패턴을 가지는 전파는 제1 주파수에 대한 전파와 비교할 때 큰 파장 길이를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제2 주파수 대역에 대한 안테나와 접지면과의 거리를 소정의 거리 이상 이격되도록 하여 상기 제2 방사 패턴에 대한 상기 접지면에 의한 영향을 줄임으로써, 상기 제2 주파수 대역에 대한 안테나의 방사 효율의 저감을 방지할 수 있다.

도 18를 참조할 때, 공통 접지면(1590)으로부터 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부(1514)까지의 최단 거리는 상기 공통 접지면(1590)으로부터 상기 제2 안테나 세그먼트의 종단부(1534)까지의 최단 거리보다 작을 수 있다. 즉, 상기 제1 주파수 대역에 대한 안테나가 상기 제1 주파수보다 더 작은 상기 제2 주파수 대역에 대한 안테나보다 공통 접지면에 대하여 더 가까운 거리에 위치함으로써 상기 제1 및 제2 주파수 대역에 대한 안테나 송수신 성능을 각각 개선시킬 수 있다.

마찬가지로, 공통 접지면(1590)으로부터 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부(1514)까지의 최단 거리는 상기 공통 접지면(1590)으로부터 상기 제4 안테나 세그먼트의 종단부(1574)까지의 최단 거리보다 작을 수 있다. 즉, 상기 제1 주파수 대역에 대한 안테나가 상기 제1 주파수보다 더 작은 상기 제3 주파수 대역에 대한 안테나보다 공통 접지면(1590)에 대하여 더 가까운 거리에 위치함으로써 상기 제1 및 제3 주파수 대역에 대한 안테나 송수신 성능을 각각 개선시킬 수 있다.

혹은, 공통 접지면(1590)으로부터 상기 제2 안테나 세그먼트의 종단부(1534)까지의 최단 거리는 상기 공통 접지면(1590)으로부터 상기 제4 안테나 세그먼트의 종단부(1574)까지의 최단 거리보다 작을 수 있다. 즉, 상기 제2 주파수 대역에 대한 안테나가 상기 제2 주파수보다 더 작은 상기 제3 주파수 대역에 대한 안테나보다 공통 접지면(1590)에 대하여 더 가까운 거리에 위치함으로써 상기 제2 및 제3 주파수 대역에 대한 안테나 송수신 성능을 각각 개선시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

1. 그 일단이 피드 포인트에 연결되고, 제1 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제1 안테나 세그먼트;
   상기 제1 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제1 필터;
   그 일단이 상기 제1 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트와 물리적으로 연결되고, 상기 제1 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 제1 주파수 대역보다 낮은 제2 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제2 안테나 세그먼트;
   상기 제2 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제2 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제2 필터; 및
   그 일단이 상기 제2 필터를 통해 상기 제2 안테나 세그먼트와 물리적으로 연결되는 제3 안테나 세그먼트; 를 포함하되,
   상기 제1 안테나 세그먼트를 통해 상기 제1 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터 및 상기 제2 안테나 세그먼트를 통해 상기 제2 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터 및 상기 제3 안테나 세그먼트를 통해 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고,
   상기 제1 내지 제3 안테나 세그먼트 중 어느 하나에 대해서 상기 피드 포인트와 가장 멀리 이격 된 영역을 각 안테나 세그먼트의 종단부라고 할 때,
   상기 제1 내지 제3 주파수의 전파 신호에 대한 공통 접지면으로 기능하는 그라운드 면(Ground plane)과 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부 간의 최단 거리는 상기 그라운드 면과 상기 제2 내지 제3 안테나 세그먼트 중 어느 하나의 종단부 간의 최단 거리보다 작은
   멀티 밴드 안테나.
   
2. 제1 항에 있어서
   상기 제3 안테나 세그먼트의 타단에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제3 필터; 및
   그 일단이 상기 제3 필터를 통해 상기 제3 안테나 세그먼트에 물리적으로 연결되고, 상기 제1 필터, 상기 제2 필터 및 상기 제3 필터를 통해 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제2 안테나 세그먼트 및 상기 제3 안테나 세그먼트와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 제2 주파수 대역보다 낮은 제3 주파수 대역에 대응되는 주파수 특성을 갖는 제4 안테나 세그먼트;를 더 포함하고,
   상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 필터 및 상기 제4 안테나 세그먼트를 통해 상기 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고,
   상기 제3 필터가 상기 제1 주파수 대역에 관한 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트 간의 전기적 연결을 차단함으로써, 상기 제3 안테나 세그먼트 및 상기 제4 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭을 방지하는
   멀티 밴드 안테나.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제3 안테나 세그먼트의 길이, 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제3 필터의 길이의 합은 상기 제1 주파수 대역에 대응하는 주파수 특성을 가지기 위한 최소 길이보다 크되, 상기 제3 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이는 각각 상기 최소 길이보다 작은
   멀티 밴드 안테나.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭이 저감되도록, 상기 제2 안테나 세그먼트의 길이는 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이보다 작은
   멀티 밴드 안테나.
   
5. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 필터는 상기 제1 주파수 대역에서 로 패스 필터 또는 밴드 리젝트 필터로 동작하고,
   상기 제2 필터는 상기 제2 주파수 대역에서 로 패스 필터 또는 밴드 리젝로 필터로 동작하고,
   상기 제3 필터는 상기 제1 주파수 대역에서 로 패스 또는 밴드 리젝 필터로 동작하거나, 상기 제3 주파수 대역에서 밴드 패스 필터로 동작하는
   멀티 밴드 안테나.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 주파수 대역은 3.5GHz 대역, 상기 제2 주파수 대역은 1.7GHz 대역, 상기 제3 주파수 대역은 800MHz 대역인
   멀티 밴드 안테나.
   
7. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 내지 제4 안테나 세그먼트는 인쇄회로기판 상에 프린팅된 도전성 패턴을 통해 구현되는 것을 특징으로 하는
   멀티 밴드 안테나.
   
8. 제3 항에 있어서,
   상기 제3 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이는 각각 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이보다 작은
   멀티 밴드 안테나.
   
9. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 안테나 세그먼트는 연직 방향을 향하도록 설치되되,
   상기 제2 내지 제4 안테나 세그먼트는 수평 방향을 향하도록 설치되어, 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부의 위치에 대응되는 높이를 가지는
   멀티 밴드 안테나.
   
10. 멀티 밴드 안테나를 포함하는 차량용 안테나 어셈블리에 있어서,
    상기 차량용 안테나 어셈블리에 대한 외부 영향을 감소시키는 커버부;
    상기 커버부의 일 측에 조립되고, 인쇄회로기판 및 안테나 구성을 실장하기 위한 영역을 제공하는 베이스부;
    그 일단이 상기 베이스부와 연결되어 피드 포인트를 형성하며, 상기 피드 포인트로부터 제1 내지 제3 안테나 세그먼트가 직렬로 연결되고, 상기 제1 안테나 세그먼트와 상기 제2 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트와 상기 제3 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 제2 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제2 필터를 포함하며, 제1 내지 제3 주파수 대역에 동작하는 멀티 밴드 안테나; 및
    상기 베이스부 상에 배치되고, 위성 주파수 대역의 전파 신호에 동작함으로써 특정 위치에 관한 정보를 수신하는 위성 신호 수신용 안테나; 를 포함하되,
    상기 멀티 밴드 안테나는
    상기 제1 안테나 세그먼트를 통해 상기 제1 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터 및 상기 제2 안테나 세그먼트를 통해 상기 제2 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고, 상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터 및 상기 제3 안테나 세그먼트를 통해 상기 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고,
    상기 제1 내지 제3 안테나 세그먼트 중 어느 하나에 대해서 상기 피드 포인트와 가장 멀리 이격 된 영역을 각 안테나 세그먼트의 종단부라고 할 때,
    상기 제1 내지 제3 주파수의 전파 신호에 대한 공통 접지면으로 기능하는 그라운드 면(Ground plane)과 상기 제1 안테나 세그먼트의 종단부 간의 최단 거리는 상기 그라운드 면과 상기 제2 내지 제3 안테나 세그먼트 중 어느 하나의 종단부 간의 최단 거리보다 작은
    차량용 안테나 어셈블리.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 멀티 밴드 안테나는
    제4 안테나 세그먼트 및 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트를 물리적으로 연결하되 상기 제1 주파수 대역에 관한 전기적 연결을 차단하는 제3 필터를 더포함하되,
    상기 제1 안테나 세그먼트, 상기 제1 필터, 상기 제2 안테나 세그먼트, 상기 제2 필터, 상기 제3 안테나 세그먼트, 상기 제3 필터 및 상기 제4 안테나 세그먼트를 통해 상기 제3 주파수 대역의 전파에 대해 동작하고,
    상기 제3 필터가 상기 제1 주파수 대역에 관한 상기 제3 안테나 세그먼트와 상기 제4 안테나 세그먼트 간의 전기적 연결을 차단함으로써, 상기 제3 안테나 세그먼트 및 상기 제4 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭을 방지하는
    차량용 안테나 어셈블리.
    
12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 안테나 세그먼트에 의한 상기 제1 주파수 대역에 대한 간섭이 저감되도록, 상기 제2 안테나 세그먼트의 길이는 상기 제1 안테나 세그먼트의 길이보다 작은
    차량용 안테나 어셈블리.
    
13. 제11 항에 있어서,
    상기 제3 안테나 세그먼트의 길이, 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제3 필터의 길이의 합은 상기 제1 주파수 대역에 대응하는 주파수 특성을 가지기 위한 최소 길이보다 크되, 상기 제3 안테나 세그먼트의 길이 및 상기 제4 안테나 세그먼트의 길이는 각각 상기 최소 길이보다 작은
    차량용 안테나 어셈블리.
    
    
    

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