KR102337296B1 - Antenna apparatus for vehicle - Google Patents

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Abstract

하나의 코일로 다중 대역 특성을 갖도록 하여 안테나 구조의 통합화와 소형화를 가능하게 하는 차량용 안테나 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 안테나 장치는, 접지면을 포함하는 신호 처리 기판; 및 상기 신호 처리 기판의 상기 접지면에 연결되는 코일 피치가 서로 다른 적어도 두 개의 영역으로 이루어진 나선형 코일을 포함하여 다중 대역 특성을 나타내는 안테나 모듈을 포함한다.Disclosed is an antenna device for a vehicle that enables the integration and miniaturization of an antenna structure by having a single coil having multi-band characteristics. An antenna device for a vehicle according to an aspect of the present invention includes: a signal processing substrate including a ground plane; and an antenna module exhibiting multi-band characteristics including a spiral coil including at least two regions having different coil pitches connected to the ground plane of the signal processing substrate.

Description

차량용 안테나 장치{Antenna apparatus for vehicle}Antenna apparatus for vehicle

본 출원은 차량용 안테나 장치에 관한 것으로서, 안테나 구조의 통합화와 소형화가 가능한 차량용 안테나 장치에 관한 것이다. The present application relates to an antenna device for a vehicle, and to an antenna device for a vehicle capable of integrating and miniaturizing an antenna structure.

최근의 차량용 안테나 장치는 라디오 신호, 방송 신호의 수신 기능뿐만 아니라 통신 신호 수신 기능까지도 요구된다. 즉, AM/FM 라디오 신호의 수신, DMB, DAB, SXM 등 방송 신호의 수신, 3G/4G(LTE) 등 통신 신호의 수신 기능이 요구되고 있다. 향후에는 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 기능 및 WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment) 기능도 요구될 것으로 예상된다. 따라서 다양한 신호의 수신을 위한 여러 안테나가 차량용 안테나 장치에 추가되면서 차량용 안테나 장치의 크기가 커지고 있고, 업계에서는 차량의 공간 제약 등의 이유로 안테나를 소형화하는 것을 주요 기술적 과제로 삼고 있다. A recent vehicle antenna device requires a communication signal reception function as well as a radio signal and broadcast signal reception function. That is, reception of AM/FM radio signals, reception of broadcast signals such as DMB, DAB, and SXM, and reception functions of communication signals such as 3G/4G (LTE) are required. In the future, ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) function and WAVE (Wireless Access in Vehicular Environment) function are also expected to be required. Accordingly, as several antennas for receiving various signals are added to the vehicle antenna device, the size of the vehicle antenna device is increasing, and the industry has made it a major technical task to miniaturize the antenna for reasons such as space limitations of the vehicle.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 안테나 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 안테나 장치는, 베이스(110), 신호 처리 기판(120), 안테나 모듈(130:130-1, 130-2, 130-3) 및 하우징(150)을 포함한다.1 is a view showing the configuration of an antenna device for a vehicle according to the prior art. As shown in FIG. 1 , the conventional vehicle antenna device includes a base 110 , a signal processing board 120 , antenna modules 130 : 130 - 1 , 130 - 2 , 130 - 3 , and a housing 150 . include

베이스(110)는, 전체적으로 플레이트(plate) 형상을 가지는 부재로서, 하부면이 차량의 외부 패널에 결합되고 상부에 상기 신호 처리 기판(120) 및 안테나 모듈(130)이 설치된다. The base 110 is a member having an overall plate shape, a lower surface is coupled to an external panel of the vehicle, and the signal processing board 120 and the antenna module 130 are installed thereon.

신호 처리 기판(120)은 상기 안테나 모듈(130)을 통해 수신되는 신호를 처리한다. 예컨대, 원하는 주파수 대역의 신호를 대역 통과 필터로 필터링하여 노이즈 등을 제거하고 필요한 수준으로 증폭한다. 이러한 신호 처리 기판(120)은 예를 들어 PCB(Printed Circuit Board) 형태로 구성될 수 있다.The signal processing board 120 processes a signal received through the antenna module 130 . For example, a signal of a desired frequency band is filtered with a band-pass filter to remove noise and the like, and amplified to a required level. The signal processing board 120 may be configured in the form of, for example, a printed circuit board (PCB).

안테나 모듈(130)은 복수 개가 구비된다. 제 1 안테나 모듈(130-1)은, GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호를 수신하고, 제 2 안테나 모듈(130-2)은 북미향 위성 멀티미디어 서비스를 위한 SXM 신호를 수신하며, 제 3 안테나 모듈(130-3)은 AM/FM 라디오 신호를 수신한다. 이외에도 텔레메틱스 신호를 수신하기 위한 안테나 모듈 등이 더 포함될 수도 있다. 안테나 모듈(130)은 신호를 수신하여 상기 신호 처리 기판(120)으로 전달한다. A plurality of antenna modules 130 are provided. The first antenna module 130-1 receives a Global Navigation Satellite System (GNSS) signal, the second antenna module 130-2 receives an SXM signal for a North American-oriented satellite multimedia service, and a third antenna module 130-3 receives an AM/FM radio signal. In addition, an antenna module for receiving a telematics signal may be further included. The antenna module 130 receives a signal and transmits it to the signal processing board 120 .

하우징(150)은, 베이스(110)와 결합하여 내부 수용 공간에 상기 신호 처리 기판(120), 안테나 모듈(130), 리플렉터(140)를 수용한다. 하우징(150)은 샤크 핀 형태로 구현되어 차량 이동시 발생하는 공기 저항과 풍절음을 감소시킬 수 있다.The housing 150 is coupled to the base 110 to accommodate the signal processing board 120 , the antenna module 130 , and the reflector 140 in the internal accommodation space. The housing 150 may be implemented in the form of a shark pin to reduce air resistance and wind noise generated when the vehicle moves.

제 1, 2 안테나 모듈(130-1, 130-2)은 상기 신호 처리 기판(120)의 접지면에 설치되고, 유전체 및 안테나 패치가 순서대로 적층되어 있다. 즉 제 1, 2 안테나 모듈(130-1, 130-2)은 일반적인 패치 안테나 타입이다. 제 3 안테나 모듈(130-3)은 모노폴(monopole) 타입의 안테나로서 나선형 코일 구조로 이루어져 있다. 특히, 제 3 안테나 모듈(130-3)은 여러 주파수 대역을 지원하기 위해 외부 코일(Outer Coil)(130b) 내에 내부 코일(Inner Coil)(130a)을 포함하여 이루어져 있다. 외부 코일(130b)은 AM/FM 라디오 신호를 수신하고, 내부 코일(130a)은 LTE 등의 통신 신호를 수신한다. The first and second antenna modules 130 - 1 and 130 - 2 are installed on the ground plane of the signal processing board 120 , and dielectrics and antenna patches are sequentially stacked. That is, the first and second antenna modules 130-1 and 130-2 are general patch antenna types. The third antenna module 130-3 is a monopole type antenna and has a spiral coil structure. In particular, the third antenna module 130-3 includes an inner coil 130a in an outer coil 130b to support various frequency bands. The external coil 130b receives an AM/FM radio signal, and the internal coil 130a receives a communication signal such as LTE.

이와 같이 모노폴 타입의 제 3 안테나 모듈(130-3)은 외부 코일(130b) 내에 내부 코일(130a)을 추가한 형태로 구현되어 있는데, 일반적으로 외부 코일(130b)과 내부 코일(130a) 간에 성능 간섭을 일으켜 원하는 성능 발현이 안 되는 경우가 많고, 실제 구현시 외부 코일(130b)과 내부 코일(130a)이 접촉하게 되면 안테나 특성이 변하게 되어 기능 구현이 문제가 발생한다. 또한, 외부 코일(130b)과 내부 코일(130a)이 접촉하지 않도록 구현하더라도 모노폴 타입은 잘 휘는 특성을 가지고 있어 차량 이동 중에 바람에 의해 또는 충격에 의해 외부 코일(130b)과 내부 코일(130a)이 물리적으로 접촉하는 경우가 발생하고 이에 따라 안테나 성능에 장애를 일으킨다. 그리고, 외부 코일(130b)의 안쪽에 내부 코일(130a)을 삽입하는 구조이므로 제품 단가가 상승하고, 공정 수가 증가하여 비용 증가의 요인이 된다. As described above, the third antenna module 130-3 of the monopole type is implemented in a form in which an internal coil 130a is added to the external coil 130b, and in general, the performance between the external coil 130b and the internal coil 130a. In many cases, desired performance cannot be achieved due to interference, and in actual implementation, when the external coil 130b and the internal coil 130a come into contact, the antenna characteristics change, resulting in a problem in functional implementation. In addition, even if the external coil 130b and the internal coil 130a are implemented so that they do not come into contact, the monopole type has a good bending characteristic, so that the external coil 130b and the internal coil 130a are separated by the wind or impact while the vehicle is moving. Physical contact may occur, which may impair antenna performance. And, since the internal coil 130a is inserted inside the external coil 130b, the product cost increases, and the number of processes increases, which is a factor of cost increase.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 하나의 코일로 다중 대역 특성을 갖도록 하여 안테나 구조의 통합화와 소형화를 가능하게 하는 차량용 안테나 장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an antenna device for a vehicle that enables the integration and miniaturization of an antenna structure by having a single coil having multi-band characteristics.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 차량용 안테나 장치는, 접지면을 포함하는 신호 처리 기판; 및 상기 신호 처리 기판의 상기 접지면에 연결되는 코일 피치가 서로 다른 적어도 두 개의 영역으로 이루어진 나선형 코일을 포함하여 다중 대역 특성을 나타내는 안테나 모듈을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an antenna device for a vehicle, comprising: a signal processing substrate including a ground plane; and an antenna module exhibiting multi-band characteristics including a spiral coil including at least two regions having different coil pitches connected to the ground plane of the signal processing substrate.

상기 나선형 코일은, 코일 피치가 서로 다른 세 개의 영역으로 이루어지고, 상단으로부터 상기 접지면으로 갈수록 코일 피치가 커진다.The spiral coil includes three regions having different coil pitches, and the coil pitch increases from an upper end to the ground plane.

상기 나선형 코일의 상단부터 상기 접지면까지는 88~108MHz 주파수 대역에서 공진할 수 있다.From the upper end of the spiral coil to the ground plane, it may resonate in a frequency band of 88 to 108 MHz.

상기 나선형 코일의 상단 기준으로 첫 번째 피치 변곡점부터 상기 접지면까지는 700~900MHz 주파수 대역에서 공진할 수 있다. From the first pitch inflection point to the ground plane with respect to the upper end of the spiral coil, resonance may occur in a frequency band of 700 to 900 MHz.

상기 나선형 코일의 상단 기준으로 두 번째 피치 변곡점부터 상기 접지면까지는 1710~2170MHz 주파수 대역에서 공진할 수 있다. From the second pitch inflection point to the ground plane with respect to the upper end of the spiral coil, resonance may occur in a frequency band of 1710 to 2170 MHz.

상기 나선형 코일의 상기 세 개의 영역은, 상단으로부터 상기 접지면으로 갈수록 코일 피치가 커질 수 있다. In the three regions of the spiral coil, a coil pitch may increase from an upper end to the ground plane.

상기 접지면과 상기 나선형 코일의 사이에 설치되어 상기 접지면과 연결되고 상기 나선형 코일을 지지하는 도체 구조물을 더 포함하고, 상기 도체 구조물은, 5850~5925MHz 주파수 대역에서 공진할 수 있다. It further includes a conductor structure installed between the ground plane and the spiral coil, connected to the ground plane and supporting the spiral coil, wherein the conductor structure may resonate in a frequency band of 5850 to 5925 MHz.

본 발명은 하나의 코일로 다중 대역을 구현함으로써 기존 차량용 안테나 장치의 하우징, 베이스 구성품 등의 구조물을 그대로 사용할 수 있다. In the present invention, structures such as a housing and a base component of an existing vehicle antenna device can be used as they are by implementing multiple bands with one coil.

또한, 본 발명은 하나의 코일을 이용하여 다중 대역을 구현하여 두 개의 코일의 접촉에 의한 불량을 방지할 수 있다. In addition, according to the present invention, multiple bands are implemented using a single coil, thereby preventing defects due to contact between two coils.

또한, 본 발명은 하나의 코일을 이용함으로써 종래에 비해 부품의 증가가 없고 공정이 단순화되어 작업 시간을 줄이고 제조 비용을 절감할 수 있다. In addition, in the present invention, by using one coil, there is no increase in the number of parts compared to the prior art, and the process is simplified, thereby reducing the working time and reducing the manufacturing cost.

또한, 본 발명은, 기존 모노폴 타입의 안테나 구조를 유지할 수 있어 점차 늘어가는 소형 SUV/CVU 시장에 대응이 가능하다. In addition, the present invention can maintain the antenna structure of the existing monopole type, so that it is possible to respond to the gradually increasing small SUV/CVU market.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 안테나 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 제 3 안테나 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 안테나 모듈의 LTE 주파수 대역에서의 전압 정재파 비(VSWR)를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 안테나 모듈의 LTE 주파수 대역에서의 이득(Gain)을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 안테나 모듈의 V2X 주파수 대역에서의 전압 정재파 비(VSWR)를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3의 안테나 모듈의 V2X 주파수 대역에서의 이득(Gain)을 나타낸 도면이다.
1 is a view showing the configuration of an antenna device for a vehicle according to the prior art.
2 is a view showing an antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a third antenna module of FIG. 2 .
4 is a diagram illustrating a voltage standing wave ratio (VSWR) in the LTE frequency band of the antenna module of FIG. 3 .
5 is a diagram illustrating a gain in the LTE frequency band of the antenna module of FIG. 3 .
6 is a diagram illustrating a voltage standing wave ratio (VSWR) in the V2X frequency band of the antenna module of FIG. 3 .
7 is a diagram illustrating a gain in the V2X frequency band of the antenna module of FIG. 3 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 장치를 나타낸 도면으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 안테나 장치는, 베이스(210), 신호 처리 기판(220), 안테나 모듈(230:230-1, 230-2, 230-3) 및 하우징(250)을 포함한다.2 is a view showing an antenna device for a vehicle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 , the antenna device for a vehicle according to this embodiment includes a base 210, a signal processing board 220, and an antenna. Modules 230:230-1, 230-2, 230-3 and a housing 250 are included.

베이스(210)는 전체적으로 판 형상을 가지는 부재로서 하부면이 차량의 외부 패널에 결합되고 상부에 상기 신호 처리 기판(220) 및 상기 안테나 모듈(230)이 설치된다. The base 210 is a member having a plate shape as a whole, and a lower surface thereof is coupled to an external panel of a vehicle, and the signal processing substrate 220 and the antenna module 230 are installed thereon.

신호 처리 기판(220)은 상기 안테나 모듈(230)을 통해 수신되는 신호를 처리한다. 예컨대, 원하는 주파수 대역의 신호를 대역 통과 필터로 필터링하여 노이즈 등을 제거하고 필요한 수준으로 증폭한다. 이러한 신호 처리 기판(220)은 예를 들어 PCB(Printed Circuit Board) 형태로 구성될 수 있다.The signal processing board 220 processes a signal received through the antenna module 230 . For example, a signal of a desired frequency band is filtered with a band-pass filter to remove noise and the like, and amplified to a required level. The signal processing board 220 may be configured in the form of, for example, a printed circuit board (PCB).

안테나 모듈(230)은 복수 개가 구비된다. 제 1 안테나 모듈(230-1)은, GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호를 수신하고, 제 2 안테나 모듈(230-2)은 북미향 위성 멀티미디어 서비스를 위한 SXM 신호를 수신하며, 제 3 안테나 모듈(230-3)은 AM/FM 라디오 신호 및 LTE 등의 통신용 신호를 수신한다. 이외에도 텔레메틱스 신호를 수신하기 위한 안테나 모듈 등이 더 포함될 수도 있다. 안테나 모듈(230)은 신호를 수신하여 상기 신호 처리 기판(220)으로 전달한다. A plurality of antenna modules 230 are provided. The first antenna module 230-1 receives a Global Navigation Satellite System (GNSS) signal, the second antenna module 230-2 receives a SXM signal for a North American-oriented satellite multimedia service, and a third antenna module (230-3) receives a signal for communication, such as AM / FM radio signal and LTE. In addition, an antenna module for receiving a telematics signal may be further included. The antenna module 230 receives a signal and transmits it to the signal processing board 220 .

제 1, 2 안테나 모듈(230-1, 230-2)은 상기 신호 처리 기판(220)의 접지면에 설치되고, 유전체 및 안테나 패치가 순서대로 적층되어 있다. 즉 제 1, 2 안테나 모듈(230-1, 230-2)은 일반적인 패치 안테나 타입이다. 제 3 안테나 모듈(230-3)은 모노폴(monopole) 타입의 안테나로서 나선형(helical) 코일 구조로 이루어져 있다. 특히, 제 3 안테나 모듈(130-3)은 하나의 코일로 포함하되 그 하나의 코일은 피치(pitch)가 다른 적어도 두 개의 영역으로 구분된다. 여기서 피치는 코일의 두 권선 사이의 간격을 의미한다. 피치가 다른 각 영역은 서로 다른 주파수 대역 특성을 갖는다. 이에 관해서는 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.The first and second antenna modules 230 - 1 and 230 - 2 are installed on the ground plane of the signal processing board 220 , and dielectrics and antenna patches are sequentially stacked. That is, the first and second antenna modules 230 - 1 and 230 - 2 are general patch antenna types. The third antenna module 230 - 3 is a monopole type antenna and has a helical coil structure. In particular, the third antenna module 130-3 includes one coil, and the one coil is divided into at least two regions having different pitches. Here, the pitch refers to the distance between the two windings of the coil. Each region having a different pitch has different frequency band characteristics. This will be described in detail with reference to FIG. 3 .

도 3은 도 2의 제 3 안테나 모듈을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 제 3 안테나 모듈(230-3)은 모노폴 타입의 안테나로서 신호 처리 기판(220)의 접지면 및 급전선에 연결되고 코일을 지지하는 전도성의 도체 구조물(310)과 상기 도체 구조물(310)에 연결된 코일(320)을 포함한다. FIG. 3 is a view showing a third antenna module of FIG. 2 . Referring to FIG. 3 , the third antenna module 230 - 3 is a monopole type antenna and is connected to the ground plane of the signal processing board 220 and a feeder line and includes a conductive conductor structure 310 supporting a coil and the conductor structure. and a coil 320 coupled to 310 .

도체 구조물(310)은 신호 처리 기판(220)의 접지면에 연결되고 코일(320)을 통해 수신되는 신호를 전달받아 신호 처리 기판(220)으로 전달한다. 도체 구조물(310)은 코일(320)과 연결되어 코일(320)을 지지할 수 있는 형태라면 특별히 그 형태가 제한되지 않는다.The conductor structure 310 is connected to the ground plane of the signal processing board 220 , receives a signal received through the coil 320 , and transmits it to the signal processing board 220 . The shape of the conductor structure 310 is not particularly limited as long as it is connected to the coil 320 to support the coil 320 .

일반적으로 안테나는 재질이나 형상의 변화로 안테나가 가지는 임피던스가 변하게 되며 공진이 새롭게 형성되거나 공진 특성이 변하게 된다. 본 실시예에 따른 제 3 안테나 모듈(230-3)은 이러한 특성을 이용하여 다중 대역을 형성한다. 하나의 코일(320)의 피치를 조절하여 임피던스를 변경함으로써 하나의 코일(320)로 복수의 주파수 대역을 지원한다. 즉 피치의 변곡점을 원하는 주파수 대역만큼 형성함으로써 다중 대역을 구현한다. 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 제 3 안테나 모듈(230-3)의 코일(320)은 나선형 코일(helical coil)로서 적어도 두 개의 주파수 대역의 신호를 수신하기 위해 피치가 다른 적어도 두 개의 영역으로 구분된다. 본 실시예에서는 세 개의 주파수 대역을 위해 세 개의 영역으로 구분된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 영역(320a)의 피치보다 제 2 영역(320b)의 피치가 크고, 제 2 영역(320b)의 피치보다 제 3 영역(320c)의 피치가 크다. 공진 주파수가 클수록 이에 대응하는 영역의 피치도 비례하여 커지는 것이 바람직하다. In general, the impedance of the antenna is changed due to a change in material or shape of the antenna, and resonance is newly formed or the resonance characteristic is changed. The third antenna module 230-3 according to the present embodiment forms a multi-band using these characteristics. A plurality of frequency bands are supported by one coil 320 by changing the impedance by adjusting the pitch of one coil 320 . That is, multiple bands are realized by forming the pitch inflection point as much as a desired frequency band. Specifically, as shown in FIG. 3 , the coil 320 of the third antenna module 230 - 3 is a helical coil, and at least two regions having different pitches to receive signals of at least two frequency bands. is divided into In this embodiment, it is divided into three regions for three frequency bands. 3 , the pitch of the second region 320b is greater than the pitch of the first region 320a, and the pitch of the third region 320c is greater than the pitch of the second region 320b. As the resonant frequency increases, it is preferable that the pitch of the region corresponding thereto also increases proportionally.

일반적으로 안테나는 동작 주파수 대역의 파장(λ)의 1/4의 길이를 가져야 한다. AM/FM 라디오 신호의 주파수 대역은 88~108MHz이고 중심 주파수는 98MHz이며 이에 따른 파장(λ)은 3.06m이다. 따라서 AM/FM 라디오 신호를 위해서는 안테나는 파장(λ)의 1/4인 76.5cm의 길이를 갖고, 본 실시예에서 도체 구조물(310) 및 코일(320)을 포함하는 제 3 안테나 모듈(230-3)의 전체 길이(t1)가 76.5cm이다. 즉 도체 구조물(310) 및 코일(320)을 포함하는 제 3 안테나 모듈(230-3) 전체가 AM/FM 주파수 대역에서 공진하고, 도체 구조물(310)의 밑단, 즉 접지면으로부터 코일(320)의 상단까지의 길이가 76.5cm이다.In general, the antenna should have a length of 1/4 of the wavelength (λ) of the operating frequency band. The frequency band of the AM/FM radio signal is 88 to 108 MHz, the center frequency is 98 MHz, and the wavelength (λ) accordingly is 3.06 m. Therefore, for the AM/FM radio signal, the antenna has a length of 76.5 cm, which is 1/4 of the wavelength (λ), and in this embodiment, the third antenna module 230- including the conductor structure 310 and the coil 320 - The total length (t 1 ) of 3) is 76.5 cm. That is, the entire third antenna module 230 - 3 including the conductor structure 310 and the coil 320 resonates in the AM/FM frequency band, and the coil 320 from the bottom end of the conductor structure 310 , that is, from the ground plane. The length from the top to the top is 76.5 cm.

LTE 신호는 두 개의 주파수 대역으로 나누어진다. 700~900MHz 대역과 1710~2170MHz 대역으로 나누어진다. 700~900MHz 대역은 LTE 저주파수 대역(Low)으로 칭하고, 1710~2170MHz 대역은 LTE 고주파수 대역(high)으로 칭한다. 본 실시예에서 도체 구조물(310)의 밑단으로부터 제 2 영역(320b)의 상단까지가 LTE 저주파수 대역(Low)에서 공진하고, 도체 구조물(310)의 밑단, 즉 접지면으로부터 제 3 영역(320c)의 상단까지가 LTE 고주파수 대역(High)에서 공진한다. LTE 저주파수 대역(Low)의 중심 주파수는 800MHz이고 이에 따른 파장(λ)은 0.375m이다. 따라서 LTE 저주파수 대역(Low)을 위해서 도체 구조물(310)의 밑단으로부터 제 2 영역(320b)의 상단까지는 파장(λ)의 1/4인 9.3cm의 길이(t2)를 갖는다. 그리고 LTE 고주파수 대역(High)의 중심 주파수는 1900MHz이고 이에 따른 파장(λ)은 0.157m이다. 따라서 LTE 고주파수 대역(High)을 위해서 도체 구조물(310)의 밑단, 즉 접지면으로부터 제 3 영역(320c)의 상단까지는 파장(λ)의 1/4인 3.9cm의 길이(t3)를 갖는다. The LTE signal is divided into two frequency bands. It is divided into 700~900MHz band and 1710~2170MHz band. The 700-900 MHz band is called an LTE low frequency band, and the 1710-2170 MHz band is called an LTE high-frequency band (high). In this embodiment, from the bottom of the conductive structure 310 to the top of the second region 320b resonates in the LTE low frequency band (Low), and the third region 320c from the bottom of the conductive structure 310, that is, the ground plane. up to the upper end of the LTE high-frequency band (High) resonates. The center frequency of the LTE low frequency band (Low) is 800 MHz, and the wavelength (λ) accordingly is 0.375 m. Therefore, for the LTE low frequency band (Low), from the lower end of the conductive structure 310 to the upper end of the second region 320b, it has a length t 2 of 9.3 cm, which is 1/4 of the wavelength λ. And the center frequency of the LTE high frequency band (High) is 1900 MHz, and the wavelength (λ) accordingly is 0.157 m. Therefore, for LTE high frequency band (High), from the bottom end of the conductor structure 310, that is, from the ground plane to the top of the third region 320c, it has a length t 3 of 3.9 cm, which is 1/4 of the wavelength λ.

한편, 도체 구조물(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 두 개의 영역(310a, 310b)으로 구분될 수 있다. 도체 구조물(310)의 두 영역(310a, 310b)은 직경의 차이를 두어 구분될 수 있고 하단의 영역(310a)은 V2X 대역에서 공진한다. 즉 도체 구조물(310)의 하단 영역(310a)은 V2X 대역의 파장(λ)의 1/4의 길이를 갖는다. V2X 신호는 5850~5925MHz 대역으로서 중심 주파수는 5885MHz이고 이에 따른 파장(λ)은 0.051m이고 파장(λ)의 1/4은 1.2cm이다. 따라서 도체 구조물(310)의 하단의 영역(310a)은 1.2cm의 길이를 갖는다.Meanwhile, the conductor structure 310 may be divided into two regions 310a and 310b as shown in FIG. 3 . The two regions 310a and 310b of the conductive structure 310 may be distinguished by a difference in diameter, and the lower region 310a resonates in the V2X band. That is, the lower region 310a of the conductor structure 310 has a length of 1/4 of the wavelength λ of the V2X band. The V2X signal is a band of 5850 to 5925 MHz, and the center frequency is 5885 MHz, and accordingly, the wavelength (λ) is 0.051 m, and 1/4 of the wavelength (λ) is 1.2 cm. Accordingly, the region 310a at the bottom of the conductor structure 310 has a length of 1.2 cm.

도 4는 도 3의 안테나 모듈의 LTE 주파수 대역에서의 전압 정재파 비(VSWR)를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 3의 안테나 모듈의 LTE 주파수 대역에서의 이득(Gain)을 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 도 3의 안테나 모듈(230-3)은 700~900MHz 대역과 1710~2170MHz 대역에서 공진 특성이 나타나는 것을 확인할 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 700~900MHz 대역과 1710~2170MHz 대역에서 60도 각도에서 -3dBi 이상의 이득(gain)을 가져 규격을 만족하는 것을 알 수 있다.4 is a diagram illustrating a voltage standing wave ratio (VSWR) in the LTE frequency band of the antenna module of FIG. 3 , and FIG. 5 is a diagram illustrating a gain (Gain) in the LTE frequency band of the antenna module of FIG. 3 . As shown in FIG. 4 , it can be confirmed that the antenna module 230-3 of FIG. 3 exhibits resonance characteristics in the 700 to 900 MHz band and 1710 to 2170 MHz band, and as shown in FIG. 5 , the 700 to 900 MHz band and It can be seen that the standard is satisfied by having a gain of -3dBi or more at a 60 degree angle in the 1710-2170MHz band.

도 6은 도 3의 안테나 모듈의 V2X 주파수 대역에서의 전압 정재파 비(VSWR)를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 3의 안테나 모듈의 V2X 주파수 대역에서의 이득(Gain)을 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 도 3의 안테나 모듈(230-3)은 5850~5925MHz 대역에서 공진 특성이 나타나는 것을 확인할 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 5850~5925MHz 대역에서 45도 및 60도 각도에서 모두 -3dBi 이상의 이득(gain)을 가져 규격을 만족하는 것을 알 수 있다.6 is a diagram illustrating a voltage standing wave ratio (VSWR) in the V2X frequency band of the antenna module of FIG. 3 , and FIG. 7 is a diagram illustrating a gain (Gain) in the V2X frequency band of the antenna module of FIG. 3 . As shown in FIG. 6 , it can be seen that the antenna module 230-3 of FIG. 3 exhibits resonance characteristics in the 5850-5925 MHz band, and 45 degrees and 60 degrees in the 5850-5925 MHz band as shown in FIG. 7 . It can be seen that all angles have a gain of -3 dBi or more to satisfy the standard.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 안테나 장치의 제 3 안테나 모듈(230-3)은 하나의 코일로 AM/FM 주파수 대역, LTE 주파수 대역 및 V2X 주파수 대역을 모두 서비스한다. 기존의 소형 모노폴 안테나의 기구 크기를 늘리거나 변경하지 않으면서 AM/FM 주파수 대역, LTE 주파수 대역 및 V2X 주파수 대역의 신호를 수신할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 안테나 장치는 하나의 코일로 다중 대역을 구현함으로써 기존 차량용 안테나 장치의 하우징, 베이스 구성품 등의 구조물을 그대로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 안테나 장치는 하나의 코일을 이용하여 다중 대역을 구현하여 두 개의 코일의 접촉에 의한 불량을 방지할 수 있고, 종래에 비해 부품의 증가가 없고 공정이 단순화되어 작업 시간을 줄이고 제조 비용을 절감할 수 있다. As described above, the third antenna module 230-3 of the vehicle antenna device according to the embodiment of the present invention serves all of the AM/FM frequency band, the LTE frequency band, and the V2X frequency band with one coil. It can receive signals of AM/FM frequency band, LTE frequency band and V2X frequency band without increasing or changing the size of the existing small monopole antenna. The vehicle antenna device according to an embodiment of the present invention implements multiple bands with one coil, so that structures such as a housing and a base component of an existing vehicle antenna device can be used as they are. In addition, the vehicle antenna device according to the embodiment of the present invention implements multiple bands using one coil to prevent defects due to contact between the two coils, and there is no increase in parts compared to the prior art and the process is simplified. It can reduce working time and reduce manufacturing cost.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention pertains Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

210 : 베이스
220 : 신호 처리 기판
230 : 안테나 모듈
250 : 하우징
310 : 도체 구조물
320 : 코일
210: base
220: signal processing board
230: antenna module
250: housing
310: conductor structure
320: coil

Claims (6)

차량용 안테나 장치에 있어서,
접지면을 포함하는 신호 처리 기판;
상기 신호 처리 기판의 상기 접지면에 연결되는 코일 피치가 서로 다른 적어도 두 개의 영역으로 이루어진 나선형 코일을 포함하여 다중 대역 특성을 나타내는 안테나 모듈; 및
상기 접지면과 상기 나선형 코일의 사이에 설치되어 상기 접지면과 연결되고 상기 나선형 코일을 지지하는 도체 구조물을 포함하고,
상기 도체 구조물은, 직경의 차이로 두 개의 영역으로 구분되고, 하단의 영역은 V2X 대역에서 공진하고 V2X 대역의 파장의 1/4의 길이를 갖는 차량용 안테나 장치.
In the vehicle antenna device,
a signal processing substrate including a ground plane;
an antenna module exhibiting multi-band characteristics including a helical coil formed of at least two regions having different coil pitches connected to the ground plane of the signal processing substrate; and
and a conductor structure installed between the ground plane and the spiral coil, connected to the ground plane, and supporting the spiral coil,
The conductor structure is divided into two regions by a difference in diameter, and the lower region resonates in the V2X band and has a length of 1/4 of the wavelength of the V2X band.
제 1 항에 있어서,
상기 나선형 코일은,
코일 피치가 서로 다른 세 개의 영역으로 이루어지고, 상단으로부터 상기 접지면으로 갈수록 코일 피치가 커지는 차량용 안테나 장치.
The method of claim 1,
The spiral coil is
An antenna device for a vehicle comprising three regions having different coil pitches, and having a coil pitch increasing from an upper end to the ground plane.
제 2 항에 있어서,
상기 나선형 코일의 상단부터 상기 접지면까지는 88~108MHz 주파수 대역에서 공진하는 차량용 안테나 장치.
3. The method of claim 2,
An antenna device for a vehicle that resonates in a frequency band of 88 to 108 MHz from the top of the spiral coil to the ground plane.
제 2 항에 있어서,
상기 나선형 코일의 상단 기준으로 첫 번째 피치 변곡점부터 상기 접지면까지는 700~900MHz 주파수 대역에서 공진하는 차량용 안테나 장치.
3. The method of claim 2,
An antenna device for a vehicle that resonates in a frequency band of 700 to 900 MHz from the first pitch inflection point to the ground plane with respect to the upper end of the spiral coil.
제 2 항에 있어서,
상기 나선형 코일의 상단 기준으로 두 번째 피치 변곡점부터 상기 접지면까지는 1710~2170MHz 주파수 대역에서 공진하는 차량용 안테나 장치.
3. The method of claim 2,
An antenna device for a vehicle that resonates in a frequency band of 1710 to 2170 MHz from the second pitch inflection point to the ground plane with respect to the upper end of the spiral coil.
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