KR102493153B1

KR102493153B1 - 슬롯 안테나 및 슬롯 어레이 안테나

Info

Publication number: KR102493153B1
Application number: KR1020207000664A
Authority: KR
Inventors: 김성주; 이희덕; 윤용철; 조병림
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2023-02-06
Also published as: EP3675282A1; US11870137B2; EP3675282B1; CN111264002B; WO2019039833A1; US20230146641A1; CN111264002A; KR20200035394A; EP3675282A4

Abstract

본 발명은 차량 주변의 오브젝트를 검출하는 레이다에 구비되는 안테나에 있어서, 복수의 벤트 슬롯(bent slot)이 형성되는 기판 집적형 도파관(substrate integrated waveguide, SIW);을 포함하는 슬롯 안테나에 관한 것이다.

Description

슬롯 안테나 및 슬롯 어레이 안테나

본 발명은 차량 주변의 오브젝트를 검출하는 레이다의 슬롯 안테나에 관한 것이다.

차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.

한편, 차량을 이용하는 사용자의 편의를 위해, 각 종 센서와 전자 장치 등이 구비되고 있는 추세이다. 특히, 사용자의 운전 편의를 위해 차량 운전자 보조 시스템(ADAS : Advanced Driver Assistance System)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 나아가, 자율 주행 차량(Autonomous Vehicle)에 대한 개발이 활발하게 이루어 지고 있다.

차량 운전자 보조 장치 또는 자율 주행 차량을 구현하기 위해, 차량용 레이더가 이용된다. 종래 기술에 따른 차량용 레이더는, 밀리미터파 주파수 대역에서 76-77GHz의 1GHz 대역폭을 갖는 주파수 영역을 이용한다.

최근에는 77-81GHz의 4GHz 대역폭을 가지는 주파수 영역을 이용한 차량용 레이더에 대한 개발이 이루어지고 있다. 77-81GHz의 4GHz 대역폭을 이용하는 경우, 광대역의 주파수 특성으로 인해 보다 우수한 거리 분해능 특성을 가질 수 있다. 또한, 이경우, 레이더가 초음파 센서를 대체할 수 있어, 근거리에서 높은 해상도를 필요로하는 주차보조, 자동주차 등의 응용분야에서도 활용할 수 있게 된다.

종래 1GHz 대역폭의 주파수에서 이용하던 마이크로 스트립 안테나 활용 가능한 대역폭이 작아, 4GHz 대역폭에서 이용하기에 불리하다. 4GHz의 대역폭에서 이용 가능하면서도 제조 단가가 높지 않으면서 구조가 복잡하지 않은 안테나에 대한 개발이 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 이용 가능한 대역폭이 큰 차량용 레이더에 이용되는 안테나를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 안테나는, 복수의 벤트 슬롯이 형성되는 기판 집적형 도파관을 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 작은 크기로 구현하면서도, 77-81GHz의 4GHz 대역폭에서 이용 가능한 안테나를 제공하는 효과가 있다.

둘째, 낮은 제조 단가로 안테나를 제작할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 기판 집적형 도파관을 이용함으로써 레이다의 다른 구성과의 결합이 용이한 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 슬롯 안테나를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 안테나의 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 단면이다.
도 5는 도 3의 B-B' 단면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 집적형 도파관의 일 시점에서의 표면 전류를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 안테나를 위에서 본 모습을 도시한다.
도 8은 도 7의 일부분을 확대한 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 어레이 안테나를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터미네이터를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12는 도 11의 C-C를 취한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.

본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.

이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 차량(1)은 자율 주행 차량 또는 수동 주행 차량일 수 있다. 차량(1)은, 사용자 입력에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 예를 들면, 차량(1)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 차량(1)은, 주행 상황 정보에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.

주행 상황 정보는, 차량 외부의 오브젝트 정보, 내비게이션 정보 및 차량 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 차량(1)은, 오브젝트 검출 장치(300)에서 생성되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 예를 들면, 차량(1)은, 통신 장치(400)를 통해 수신되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.

차량(1)은, 외부 디바이스에서 제공되는 정보, 데이터, 신호에 기초하여 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.

전장(overall length)은 차량(1)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(1)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(1)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(1)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(1)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.

차량(1)은, 차량용 레이다(50)를 포함할 수 있다. 레이더(50)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.

레이다(50)는, 안테나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 레이다(50)에 포함된 안테나는, 송신 안테나 및 수신 안테나로 기능할 수 있다. 실시예에 따라, 레이다(50)는, 송신 안테나 및 수신 안테나를 각각 구비할 수 있다.

레이다(50)는, 차량(1) 주변의 오브젝트를 검출할 수 있다. 레이다(50)는, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 획득할 수 있다.

차량(1) 주변의 오브젝트는, 차로, 타 차량, 보행자, 이륜차, 교통 신호, 빛, 도로, 구조물, 과속 방지턱, 지형물, 동물 등을 포함할 수 있다.

차로(Lane)는, 주행 차로, 주행 차로의 옆 차로, 대향되는 차량이 주행하는 차로일 수 있다. 차로(Lane)는, 차로(Lane)를 형성하는 좌우측 선(Line)을 포함하는 개념일 수 있다. 차로는, 교차로를 포함하는 개념일 수 있다.

타 차량은, 차량(1)의 주변에서 주행 중인 차량일 수 있다. 타 차량은, 차량(1)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 차량일 수 있다. 예를 들면, 타 차량은, 차량(1)보다 선행 또는 후행하는 차량일 수 있다.

보행자는, 차량(1)의 주변에 위치한 사람일 수 있다. 보행자는, 차량(1)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 사람일 수 있다. 예를 들면, 보행자는, 인도 또는 차도상에 위치하는 사람일 수 있다.

이륜차는, 차량(1)의 주변에 위치하고, 2개의 바퀴를 이용해 움직이는 탈것을 의미할 수 있다. 이륜차는, 차량(1)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 2개의 바퀴를 가지는 탈 것일 수 있다. 예를 들면, 이륜차는, 인도 또는 차도상에 위치하는 오토바이 또는 자전거일 수 있다.

교통 신호는, 교통 신호등, 교통 표지판, 도로면에 그려진 문양 또는 텍스트를 포함할 수 있다.

빛은, 타 차량에 구비된 램프에서 생성된 빛일 수 있다. 빛은, 가로등에서 생성된 빛을 수 있다. 빛은 태양광일 수 있다.

도로는, 도로면, 커브, 오르막, 내리막 등의 경사 등을 포함할 수 있다.

구조물은, 도로 주변에 위치하고, 지면에 고정된 물체일 수 있다. 예를 들면, 구조물은, 가로등, 가로수, 건물, 전봇대, 신호등, 다리, 연석, 벽면을 포함할 수 있다.

지형물은, 산, 언덕, 등을 포함할 수 있다.

한편, 오브젝트는, 이동 오브젝트와 정지 오브젝트로 분류될 수 있다. 예를 들면, 이동 오브젝트는, 이동 중인 타 차량, 이동 중인 보행자를 포함하는 개념일 수 있다. 예를 들면, 정지 오브젝트는, 교통 신호, 도로, 구조물, 정지한 타 차량, 정지한 보행자를 포함하는 개념일 수 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 슬롯 안테나를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 슬롯 안테나(10)는, 도파관(11)의 일면에 슬롯을 형성시켜, 자유 공간(free space)에 전자기파를 방사한다.

도 2에 예시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 슬롯 안테나(10)는, 활용 가능한 대역폭은 크지만, 도파관의 부피가 커서 차량용으로 이용하기에 적합하지 않은 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본원 발명의 실시예에 따른 슬롯 안테나가 제안된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 안테나의 사시도이다. 도 4는 도 3의 A-A' 단면이다. 도 5는 도 3의 B-B' 단면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 집적형 도파관의 일 시점에서의 표면 전류를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 안테나를 위에서 본 모습을 도시한다. 도 8은 도 7의 일부분을 확대한 도면이다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 안테나(100)는, 기판 집적형 도파관(substrate integrated waveguide, SIW)(200)을 포함할 수 있다.

기판 집적형 도파관(200)은, PCB(printed circuit board)를 이용해 구현할 수 있다. PCB의 일 영역을 둘러싸도록 비아홀(via hole)들을 형성하고, 비아홀 내부에 금속을 삽입시켜 기판 집접형 도파관(200)을 형성할 수 있다. PCB의 일 영역을 둘러싸도록 형성된 비아홀들은 비아 펜스(via fence)로 명명될 수 있다.

이와 같이, PCB를 이용해 기판 집적형 도파관(200)을 구현함으로써, 레이다(50)의 전자 부품(예를 들면, MMIC(Monolithic microwave integrated circuit), MCU(Micro Controller Unit))과 전기적으로 비교적 쉽게 연결할 수 있고, 레이다(50)가 차량내에서 차지하는 부피를 최소화할 수 있다. 또한, 종래 기술 대비 넓은 대역폭을 활용 가능하게 한다.

기판 집적형 도파관(200)은, 제1 금속 플레이트(210), 제2 금속 플레이트(220), 유전체(230) 및 비아펜스를 포함할 수 있다.

제1 금속 플레이트(210)는 구리(Cu)로 형성될 수 있다. 제1 금속 플레이트(210)는, 동박 또는 동판으로 명명될 수 있다.

제2 금속 플레이트(220)는 구리(Cu)로 형성될 수 있다. 제2 금속 플레이트(210)는, 동박 또는 동판으로 명명될 수 있다. 제2 금속 플레이트(220)는, 복수의 비아홀(via hole)(240)을 매개로, 제1 금속 플레이트와 통전될 수 있다 . 복수의 비아홀(240)은, 일 영역을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이러한 복수의 비아홀은 비아 펜스로 명명될 수 있다.

유전체(230)는, 제1 금속 플레이트(210)와 제2 금속 플레이트(220) 사이에 위치할 수 있다. 유전체(230)는, 저손실 유전체일 수 있다.

기판 집적형 도파관(200)은, 비아 펜스로 둘러 쌓여진고, 길이, 폭, 높이를 가지는 입체적 형상으로 정의될 수 있다. 기판 집적형 도파관(200)의 길이 방향은 도 3의 Y와 -Y 방향으로 이해될 수 있다. 기판 집적형 도파관(200)의 폭 방향은 도 3의 X와 -X 방향으로 이해될 수 있다. 기판 집적형 도파관(200)의 높이 방향은 도 3의 Z와 -Z 방향으로 이해될 수 있다.

급전되는 경우, 기판 집적형 도파관(200)에는 표면 전류가 형성될 수 있다. 표면 전류는, 제1 금속 플레이트(210) 및 제2 금속 플레이트(210) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다. 표면 전류는, 비아 펜스에 의해 단락면이 형성되므로, 스탠딩 웨이브 형태를 가질 수 있다. 단락면은, 기판 집적형 도파관(200)에서 급전 방향의 반대쪽 면(도 6의 610)에 형성될 수 있다.

기판 집적형 도파관(200)은 관내 파장(λg)을 가질 수 있다.

기판 집적형 도파관(200)에는 복수의 벤트 슬롯(300)이 형성될 수 있다.

복수의 벤트 슬롯(300)은, 제1 금속 플레이트(210)에 형성될 수 있다.

복수의 벤트 슬롯(300)은, 기판 집적형 도파관(200)의 표면 전류에 불연속성(discontinuity)를 부여할 수 있다 . 이와 같이, 기판 집적형 도파관(200)의 표면 전류에 불연속성을 부여함으로써, 전자기파를 자유 공간에 방사할 수 있게 된다.

도 8에 예시된 바와 같이, 복수의 슬롯(300) 각각은, 제1 슬롯(300a), 제2 슬롯(300b) 및 제3 슬롯(300c)로 구성될 수 있다. 제1 슬롯(300a)은, 기판 집적형 도파관(200)의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다. 제2 슬롯(300b)은, 제1 슬롯의 끝에서부터 길이 방향과 다른 방향으로 형성될 수 있다. 제3 슬롯(300c)은, 제2 슬롯의 끝에서부터 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.

기판 집적형 도파관(200)은, 기판 집적형 도파관의 길이 방향(예를 들면, Y 방향)으로 길게 형성된 제1 슬롯(300a), 제1 슬롯(300a)의 끝에서부터 길이 방향과 다른 방향(예를 들면, 사선 방향)으로 형성되는 제2 슬롯(300b) 및 제2 슬롯(300b)의 끝에서부터 길이 방향(예를 들면, Y 방향)으로 길게 형성되는 제3 슬롯(300c)이 형성될 수 있다.

제1 슬롯(300a)은, 기판 집적형 도파관(200)에서 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심선(800)에서 제1 방향(예를 들면, -X 방향)으로 오프셋(offset)되게 형성될 수 있다. 제1 슬롯(300a)의 가로 방향의 가상의 중심선(810)은, 기판 집적형 도파관(200)에서 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심선(800)에서 제1 방향(예를 들면, -X 방향)으로 제1 거리(D)만큼 이격될 수 있다.

제3 슬롯(300c)은, 기판 집적형 도파관(200)에서 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심선(800)에서 제1 방향과 반대되는 방향(예를 들면, X 방향)으로 오프셋되게 형성될 수 있다. 제3 슬롯(300c)의 가로 방향의 중심선(830)은, 기판 집적형 도파관(200)에서 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심선(800)에서 제1 방향과 반대되는 방향(예를 들면, X 방향)으로 제1 거리(D)만큼 이격될 수 있다. 여기서, 이격되는 거리는, 제1 슬롯의 중심선(810)이 중심선(800)에서 이격되는 거리와 같은 거리이다.

제2 슬롯(300b)의 일단은 제1 슬롯(300a)과 연결되고, 제2 슬롯의(300b)의 타단은 제3 슬롯(300c)과 연결될 수 있다. 제2 슬롯(300b)의 적어도 일부는, 기판 집적형 도파관(200)에서 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심선(800)과 교차할 수 있다.

이와 같이, 제1 슬롯(300a)이 제1 방향으로 오프셋을 가지고, 제3 슬롯(300c)이 제1 방향과 반대 방향으로 오프셋을 가짐으로써, 시간의 흐름에 따른 전류의 위상 변화에 맞춰 전자기파 방사가 가능해 지고, 넓은 대역폭으로 방사가 가능해 진다.

도 7에 예시된 바와 같이, 기판 집적형 도파관(200)은, 제1 벤트 슬롯(310) 및 제2 벤트 슬롯(320)이 형성될 수 있다.

제1 벤트 슬롯(310)은, 기판 집적형 도파관(200)의 길이 방향으로, 단락면(610)에서 관내 파장(λg)의 1/2만큼 이격된 지점에 중심이 위치하도록 형성될 수 있다. 제1 벤트 슬롯(310)의 중심은, 제1 벤트 슬롯(310) 전체 길이를 기준으로 중심이 되는 지점으로 이해될 수 있다. 제1 벤트 슬롯(310)의 중심은, 기판 집적형 도파관(200)에서 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심선(800) 상에 위치할 수 있다.

제2 벤트 슬롯(320)은, 기판 집적형 도파관(200)의 길이 방향으로, 제1 벤트 슬롯(310)에서부터 관내 파장(λg)만큼 이격된 지점에 중심이 위치하도록 형성될 수 있다. 제2 벤트 슬롯(320)의 중심은, 제2 벤트 슬롯(310) 전체 길이를 기준으로 중심이 되는 지점으로 이해될 수 있다. 제2 벤트 슬롯(320)의 중심은, 기판 집적형 도파관(200)에서 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심선(800) 상에 위치할 수 있다.

실시예에 따라, 기판 집적형 도파관(200)은, 더 많은 벤트 슬롯(330, 340)이 형성될 수 있다. 복수의 벤트 슬롯(300) 각각은 서로 관내 파장(λg)만큼 이격될 수 있다.

복수의 벤트 슬롯(300) 각각은, 전자기파 송수신을 위한 공진 주파수의 반파장에 해당하는 길이를 가질 수 있다 .

도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 어레이 안테나를 설명하는데 참조되는 도면이다.

도 9는 복수의 슬롯 안테나를 포함하는 슬롯 어레이 안테나를 예시한다.

도 9를 참조하면, 슬롯 어레이 안테나(1000)는, 복수의 슬롯 안테나(100)를 포함할 수 있다. 복수의 슬롯 안테나(100)는, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 슬롯 안테나(100)에 대한 내용이 적용될 수 있다.

슬롯 어레이 안테나(1000)는, 차량(100) 주변의 오브젝트를 검출하는 레이다(50)에 구비된다.

슬롯 어레이 안테나(1000)는, 제1 슬롯 안테나(100a) 및 제1 슬롯 안테나(100a)와 전기적으로 연결되는 제2 슬롯 안테나(100b)를 포함할 수 있다.

제1 슬롯 안테나(100a)는, 복수의 벤트 슬롯이 형성되는 제1 기판 집적형 도파관을 포함할 수 있다. 복수의 벤트 슬롯은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 복수의 벤트 슬롯(300)에 대한 설명이 적용될 수 있다. 제1 기판 집적형 도파관은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 집적형 도파관(200)에 대한 설명이 적용될 수 있다.

제2 슬롯 안테나(100b)는, 복수의 벤트 슬롯이 형성되는 제2 기판 집적형 도파관을 포함할 수 있다. 복수의 벤트 슬롯은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 복수의 벤트 슬롯(300)에 대한 설명이 적용될 수 있다. 제2 기판 집적형 도파관은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 집적형 도파관(200)에 대한 설명이 적용될 수 있다.

도 10은 복수의 슬롯 안테나와 복수의 더미 안테나를 포함하는 슬롯 어레이 안테나를 예시한다.

도 10을 참조하면, 도 9의 슬롯 어레이 안테나(1000)는 엣지 이펙트가 발생될 수 있다. 바깥쪽에 있는 슬롯 안테나와 안쪽에 있는 슬롯 안테나의 특성(예를 들면, 임피던스 특성)이 다르기 때문에 슬롯 어레이 안테나(1000) 전체 성능에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 복수의 슬롯 안테나 각각이 상호간의 간섭이 발생되어 슬롯 어레이 안테나(1000) 전체의 방사 패턴이 왜곡될 수 있다.

방사 패턴 왜곡을 개선하기 위해, 슬롯 어레이 안테나(1000)는, 제1 슬롯 안테나(100a) 및 제2 슬롯 안테나(100b) 중 적어도 어느 하나의 주변에 위치하는 적어도 하나의 더미 안테나(900)를 더 포함할 수 있다.

적어도 하나의 더미 안테나(900)는, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 슬롯 안테나(100)가 이용될 수 있다. 더미 안테나(900)는, 레이더(50)의 전자 장치 및 다른 안테나에 연결되지 않는다.

적어도 하나의 더미 안테나(900)는, 복수의 슬롯 안테나(100) 각각의 사이에 위치할 수 있다. 적어도 하나의 더미 안테나(900)는, 제1 슬롯 안테나(100a)와 제2 슬롯 안테나(100b) 사이에 위치할 수 있다. 적어도 하나의 더미 안테나(900)는, 복수의 슬롯 안테나(100) 중 가장 바깥에 위치한 안테나 외측에 위치할 수 있다.

슬롯 어레이 안테나(1000)는, 적어도 하나의 더미 안테나(900)의 임피던스 정합을 위해, 더미 안테나에 각각 연결되는 적어도 하나의 터미네이터(950)를 더 포함할 수 있다. 터미네이터(950)는 더미 안테나(900)의 개수만큼 구비될 수 있다.

슬롯 안테나(100)는, 레이더(50)의 전자 부품과 임피던스 정합된 상태로 연결되는 반면, 더미 안테나(900)는, 레이더(50)의 전자 부품과 연결되지 않기 때문에 별도의 임피던스 정합을 위한 터미네이터(950)가 필요하다.

터미네이터(950)는, 에칭 등을 통해 PCB 상의 소정의 패턴을 형성함으로써 구현될 수 있다. 패턴은, 기판 집적형 도파관(200)의 폭 방향 및 길이 방향으로 교차되지 않도록 하나의 선으로 구불구불하게 이어진 형상일 수 있다.

터미네이터(950)는, 제1 슬롯 안테나(100a) 및 제2 슬롯 안테나(100b)와 다른 층에 형성될 수 있다. 터미네이터(950)를 제1 슬롯 안테나(100a) 및 제2 슬롯 안테나(100b)와 다른 층에 위치킴으로써, 제1 슬롯 안테나(100a) 및 제2 슬롯 안테나(100b)의 송수신 기능에 영향을 미치지 않게 한다.

한편, 더미 안테나(900)는, 제1 슬롯 안테나(100a) 및 제2 슬롯 안테나(100b)와 같은 층이 위치할 수 있다. 더미 안테나(900)의 적어도 일부에는 더미 안테나(900)를 관통하는 슬롯이 형성될 수 있다. 상기 슬롯을 통해 더미 안테나(900)와 다른 층에 있는 터미네이터(950)와 전기적으로 연결될 수 있다. 더미 안테나(900)에 형성된 슬롯은 H형상일 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 터미네이터를 설명하는데 참조되는 도면이다.

도 12는 도 11의 C-C를 취한 단면도이다.

도 11 내지 도 12를 참조하면, 더미 안테나(900)는, 제1 금속 플레이트(210), 제2 금속 플레이트(220), 유전체(230), 비아 펜스(240), 제3 금속 플레이트(1230), 제4 금속 플레이트(1240), 제1 고손실 유전체(1210) 및 제2 고손실 유전체(1220)를 포함할 수 있다.

제1 금속 플레이트(210), 제2 금속 플레이트(220), 유전체(230) 및 비아펜스(240)는, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 내용이 적용될 수 있다.

터미네이터(950)는, 제3 금속 플레이트(1230), 제4 금속 플레이트(1240), 제1 고손실 유전체(1210) 및 제2 고손실 유전체(1220)를 포함할 수 있다.

제3 금속 플레이트(1230)는 구리(Cu)로 형성될 수 있다. 제3 금속 플레이트(1230)는, 동박 또는 동판으로 명명될 수 있다. 제3 금속 플레이트(1230)는, 제1 고손실 유전체(1210)와 제2 고손실 유전체(1220) 사이에 배치될 수 있다.

제3 금속 플레이트(1230)에는 제1 스트립 라인(951) 및 제2 스트립 라인(952)이 형성될 수 있다. 제1 스트립 라인(951)은, 폭 방향 및 길이 방향으로 교차되지 않도록 하나의 선으로 구불구불하게 이어진 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 제2 스트립 라인(951)은, 제1 스트립 라인(952)을 둘러싸는 형상으로 형성될 수 있다.

제4 금속 플레이트(1240)는, 구리(Cu)로 형성될 수 있다. 제4 금속 플레이트(1240)는, 동박 또는 동판으로 명명될 수 있다.

제1 고손실 유전체(1210)는, 제2 금속 플레이트(220)와 제3 금속 플레이트(1230) 사이에 배치될 수 있다.

제2 고손실 유전체(1220)는, 제3 금속 플레이트(1230)와 제4 금속 플레이트(1240) 사이에 배치될 수 있다.

제2 금속 플레이트(220)에는 H형상의 슬롯(1110)이 형성될 수 있다. 기판 집적형 도파관(200)에서 신호가 제2 금속 플레이트(220)에 형성된 H형상의 슬롯을 통해 터미네이터(950)로 전달될 수 있다.

제1 고손실 유전체(1210) 및 제2 고손실 유전체(1220)로 둘러쌓인 스트립 라인(951)은, 제1 고손실 유전체(1210) 및 제2 고손실 유전체(1220)로 둘러쌓이기 때문에 손실이 크다. H형상의 슬롯(1110)을 통해 전달된 신호는 제1 마이크로 스트립(951)과 제1 및 제2 고손실 유전체(1210, 1220)로 인해 사라진다. 이때, 제2 스트립 라인(952)은, 다른 안테나에 영향을 주지 않게 신호의 누설을 방지할 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

1 : 차량
50 : 레이다
100 : 안테나

Claims

차량 주변의 오브젝트를 검출하는 레이다에 구비되는 안테나에 있어서,
복수의 벤트 슬롯(bent slot)이 형성되는 제1 기판 집적형 도파관(substrate integrated waveguide, SIW);을 포함하는 제1 슬롯 안테나;
상기 제1 슬롯 안테나와 전기적으로 연결되고, 복수의 벤트 슬롯이 형성되는 제2 기판 집적형 도파관을 포함하는 제2 슬롯 안테나; 및
상기 제1 슬롯 안테나 및 상기 제2 슬롯 안테나 중 적어도 어느 하나의 주변에 위치하는 적어도 하나의 더미 안테나;를 포함하고,
상기 더미 안테나의 임피던스의 정합을 위해, 상기 더미 안테나에 연결되는 적어도 하나의 터미네이터;를 더 포함하는 슬롯 어레이 안테나.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 기판 집적형 도파관은,
제1 금속 플레이트;
복수의 비아홀(via hole)을 매개로 상기 제1 금속 플레이트와 통전되는 제2 금속 플레이트; 및
상기 제1 금속 플레이트와 상기 제2 금속 플레이트 사이에 위치하는 유전체;을 포함하는 슬롯 어레이 안테나.
제 2항에 있어서,
상기 복수의 벤트 슬롯은,
상기 제1 금속 플레이트에 형성되는 슬롯 어레이 안테나.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 기판 집적형 도파관은,
상기 제1 및 제2 기판 집적형 도파관의 길이 방향으로 길게 형성된 제1 슬롯;
상기 제1 슬롯의 끝에서부터 상기 길이 방향과 다른 방향으로 형성되는 제2 슬롯; 및
상기 제2 슬롯의 끝에서부터 상기 길이 방향으로 길게 형성되는 제3 슬롯;이 형성되는 슬롯 어레이 안테나.
제 4항에 있어서,
상기 제1 슬롯의 가로 방향의 가상의 중심선은,
상기 제1 및 제2 기판 집적형 도파관에서 상기 길이 방향으로 연장되는 가상의 중심선에서 제1 방향으로 이격되는 슬롯 어레이 안테나.
제 5항에 있어서,
상기 제3 슬롯의 가로 방향의 중심선은,
상기 가상의 중심선에서 제1 방향과 반대 방향으로 이격되는 슬롯 어레이 안테나.
제 6항에 있어서,
상기 제2 슬롯의 적어도 일부는,
상기 가상의 중심선과 교차하는 슬롯 어레이 안테나.
제 1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 기판 집적형 도파관은,
상기 제1 및 제2 기판 집적형 도파관의 길이 방향으로, 단락면에서부터 관내 파장의 1/2만큼 이격된 지점에 중심이 위치하도록 제1 벤트 슬롯이 형성되고,
상기 길이 방향으로, 상기 제1 벤트 슬롯의 중심에서부터 관내 파장만큼 이격된 지점에 중심이 위치하도록 제2 벤트 슬롯이 형성된 슬롯 어레이 안테나.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 벤트 슬롯은,
상기 제1 및 제2 기판 집적형 도파관의 표면 전류에 불연속성(discontinuity)을 부여하는 슬롯 어레이 안테나.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 벤트 슬롯 각각은,
전자기파 송수신을 위한 공진 주파수의 반파장에 해당하는 길이를 갖는 슬롯 어레이 안테나.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 더미 안테나는,
상기 제1 슬롯 안테나와 상기 제2 슬롯 안테나 사이에 위치하는 슬롯 어레이 안테나.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 터미네이터는,
상기 제1 슬롯 안테나 및 상기 제2 슬롯 안테나와 다른 층에 형성되는 슬롯 어레이 안테나.