KR20000027949A - 차량용 글래스 안테나 시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 글래스 안테나의 입력임피던스를 최적화시켜 안테나의 수신감도를 향상시키기 위해 접지점에 연결된 접지선을 열선과 평행하게 설치시키는 차량용 글래스 안테나 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 열선이 설치된 리어윈도우 글래스 상부 일측면에 형성된 급전점에 글래스 안테나가 설치되고, 상기 글래스 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 증폭하는 증폭기가 동축케이블에 의해 급전점에 연결구성되며, 상기 급전점 부근에 접지선이 연결된 접지점이 형성되는 차량용 안테나 시스템에 있어서, 상기 접지선은 접지점에 일측 단부가 연결되고, 다른 일측이 개방된 상태에서 열선과 소정의 간격을 두고 평행하게 설치되며, 상기 증폭기는 AM 또는 FM 신호를 입력받아 증폭시키는 광대역 증폭기로 구성된다.

따라서, 본 발명은 글래스 안테나를 차량의 리어글래스 상에 설치함에 있어, 기존의 설계방식보다 입력 임피던스의 조절이 훨씬 용이하며, 안정된 입력 임피던스를 확보할 수 있어 안테나의 수신감도를 향상시킬 수 있다는 효과를 제공하는데 있다.

Description

차량용 글래스 안테나 시스템

본 발명은 차량용 글래스 안테나 시스템에 관한 것이다.

보다 상세하게는 글래스 안테나의 입력임피던스를 최적화시켜 안테나의 수신감도를 향상시키기 위해 접지점에 연결된 접지선을 열선과 평행하게 설치시키는 차량용 글래스 안테나 시스템에 관한 것이다.

차량용 글래스 윈도우(Glass Window)는 운전자가 차량의 내부에서 차 외부로 펼쳐지는 환경을 인식하는데 절대적으로 필요하기 때문에, 상술한 글래스 윈도우 상에 설치되는 글래스 안테나에는 운전자의 시계를 확보하기 위하여 여러 가지의 법규제가 가해지고 있으며, 그 때문에 글래스 안테나의 크기, 폭, 길이에 자유로운 설계가 허용되는 것이 아니고 일정한 제한이 따르게 된다.

또한, 상술한 것과 같이 차량용 글래스 안테나를 프론트 글래스 상에 설치하는 경우 운전자의 시계를 방해할 수도 있기 때문에, 이를 해결하기 위해 글래스 안테나를 리어글래스 윈도우(Rear-Glass Window) 상에 설치하는 경우가 발생하게 되었다.

그러므로 종래의 글래스 안테나 시스템의 도면은 후술할 첨부도면 도 2와 유사하므로 여기서는 생략하기로 하고, 그 시스템의 구성에 대해서만 간단히 설명하면 리어글래스 윈도우상에 외선 와이어를 이용하여 증폭기와 글래스 안테나가 연결된 급전점을 연결, 구성하는데, 이때 증폭기는 AM, FM 주파수 대역을 각각 수신받아 증폭하도록 구성됨을 특징으로 한다.

상술한 것과 같은 구성을 갖는 안테나 시스템의 문제점을 첨부 도면 도 1을 참고로 하여 기술하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술인 글래스 안테나가 연결된 급전점을 외선 와이어를 이용하여 증폭기와 연결했을 경우 테스트 주파수 영역에서 안테나의 수신감도를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이 차량의 리어글래스 윈도우상에 설치된 글래스 안테나가 연결된 급전점과 안테나를 통해 수신된 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기를 외선 와이어로 접속시킬 경우 작업자에 따라서 와이어의 형태가 변형될 수 있으므로 RF 신호를 수신하는 안테나 시스템에 있어 항상 안정된 입력 임피던스를 확보할 수 없게 된다는 문제점이 있다.

즉, 출원인이 종래 기술에 따라 글래스 안테나를 설치하고, 설치된 글래스 안테나 시스템으로 테스트 주파수를 입력시킨 후 테스트 장치를 이용하여 입력 궤환값 및 수신감도를 측정한 결과, 도 1에 도시된 도면에서 보는 바와 같이 입력 궤환 손실이 많을 뿐만 아니라 그 수신감도도 현저히 떨어짐을 알 수 있다.

또한, 상술한 리어글래스 윈도우 상에 글래스 안테나를 설치한 예는 국내출원번호 제 97-8504호의 안테나 접지구조에서도 찾아 볼 수 있는데, 국내출원번호 제 97-8504 호는 안테나의 성능을 손상하는 일없이, 또 간단하게 접지를 취할 수 있는 접지구조를 제안한 것이며, 또한 안테나의 성능 및 시계를 손상하는 일없이 더욱 간단히 접지를 취할 수 있는 접지 구조 및 차량 탑재용 안테나 장치를 제안한 것으로서, 그 접지선부의 길이를 설정하는데 있어 접지선부를 전송선로로서 보았을 경우 제 1 단부에 관해서 그 임피던스가 대략 0으로 설정되도록 한 것을 공지기술로 하고 있다.

그리하여 종래 기술은 후술할 본 발명에서와 같이 글래스 안테나가 연결되는 급전점 부근에 접지점을 설치하고, 접지점에 접지선을 구비시켰으며, 급전점과 접지점을 증폭기와 연결하는 부분도 동축케이블로 변경하여 글래스 안테나 시스템을 구축하였다.

상술한 동축케이블을 신호라인으로 이용한 안테나 시스템은 외선 와이어를 이용한 경우보다도 입력궤환 손실 및 수신감도가 향상되었다고 할 수 있으나 그 향상정도가 미비하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 글래스 안테나의 입력임피던스를 최적화시켜 안테나의 수신감도를 향상시키기 위해 접지점에 연결된 접지선을 열선과 평행하게 설치시키는 차량용 글래스 안테나 시스템의 접지선 구조를 제공함에 있다.

도 1은 종래 글래스 안테나 시스템에서 급전점과 증폭기를 연결하는데 있어 외선 와이어를 이용하는 경우 테스트 주파수 영역에서의 안테나 수신감도를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 안테나 시스템이 차량의 리어글래스 상에 설치된 것을 도시한 도면,

도 3은 도 2와 같이 설치된 안테나 시스템에 있어서 테스트 주파수 영역에서 안테나의 수신감도를 도시한 도면,

도 4는 도 1에 적용된 접지선의 구체적인 형상을 도시한 도면,

도 5는 도 2에 적용된 증폭기를 설명하기 위한 회로도이고,

도 6은 도 2에 적용된 증폭기의 다른 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

10 : 글래스 안테나 12 : 접지선

14 : 열선 16 : 급전점

18 : 접지점 20 : 동축케이블

30 : 증폭기

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열선이 설치된 리어윈도우 글래스 상부 일측면에 형성된 급전점에 글래스 안테나가 설치되고, 상기 글래스 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 증폭하는 증폭기가 동축케이블에 의해 급전점에 연결구성되며, 상기 급전점 부근에 접지선이 연결된 접지점이 형성되는 차량용 안테나 시스템에 있어서, 상기 접지선은 접지점에 일측 단부가 연결되고, 다른 일측이 개방된 상태에서 열선과 소정의 간격을 두고 평행하게 설치되며, 상기 증폭기는 AM 또는 FM 신호를 입력받아 증폭시키는 광대역 증폭기로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 기술하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 안테나 시스템이 차량의 리어글래스 상에 설치된 것을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 차량의 리어윈도우 글래스(100)의 성애제거를 위해 설치된 열선(14)의 상부에 글래스 안테나(10)가 설치되고, 이 안테나(10)는 급전점(16)에 의해 동축케이블(20)의 내측 도체에 연결되며, 상술한 급전점(16) 부근에 접지점(18)이 설치되고, 접지점(18)에 접지선(12)이 연결되며, 상기 동축케이블(20)은 증폭기(30)에 연결되어 안테나를 통해 수신되는 신호를 증폭하여 오디오데크에 출력되도록 한다.

이때, 상술한 접지선(12)은 접지점(18)에 일측 단부가 연결되고, 다른 일측이 개방된 상태에서 열선(14)과 소정의 간격을 두고 평행하게 설치된다.

또한, 전술한 증폭기(22)는 AM 또는 FM 신호에 무관하게 동일한 입력단자를 통해 입력받아 증폭시키는 광대역 증폭기로 구성된다.

한편, 상술한 접지점(18)은 열선(14)과 연결하여 설치시킬 수 있을 뿐만 아니라 열선(14)과 분리하여 설치시킬 수 있다.

여기서, 상술한 증폭기(30)는 안테나로부터 입력되는 RF 신호를 소정 레벨 이상이 되도록 증폭하는 RF 증폭부(31)와, 상기 RF 증폭부(31)에서 증폭된 RF 신호가 신호처리되어 외부로 출력될 수 있도록 임피던스를 매칭시키는 RF 버퍼부(32)와, 상기 RF 증폭부(31) 및 RF 버퍼부(32)에 전원을 공급하는 전원부(33)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 글래스 안테나 시스템의 접지선 구조에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 3은 도 2와 같이 설치된 안테나 시스템에 있어서 테스트 주파수 영역에서 안테나의 수신감도를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 글래스 안테나(10)는 차량의 리어글래스 윈도우(100) 상부에 글래스 안테나(10)를 설치되고, 또한, 상술한 글래스 안테나(10)는 급전점(16)에 연결되며, 급전점(16)은 동축케이블(20)의 내측 도체에 연결된다.

또한, 상술한 급전점(16) 부근에 접지점(18)이 설치되며, 상술한 접지점(18)은 동축케이블(20)의 외측 도체에 연결되고, 이 동축케이블(20)은 안테나(10)를 통해 수신되는 신호를 소정 레벨로 증폭하여 오디오데크로 출력되도록 하는 증폭기(30)에 연결된다.

또한, 상술한 접지점(18)에는 안테나(10)의 수신감도를 향상시키기 위해 접지선(12)이 연결되는데, 이 접지선(12)은 리어글래스 윈도우(100)상에 설치된 열선(14)과 평행되게 설치되며, 이로써 글래스 안테나 시스템은 항상 안정된 입력 임피던스를 확보할 수 있으며, 입력 임피던스를 훨씬 용이하게 조절할 수 있게 된다.

그리고, 상술한 접지선(12)은 필요에 따라서 열선(14)과 연결되어 설치될 수 있을 뿐만 아니라 열선(14)과 분리시켜 설치하여 무방하다.

또한, 접지점(18)에서 연결되어 설치되는 접지선(12)의 형상은 열선(14)으로부터 상하의 높이를 조정하고, 길이를 조정하여 글래스 안테나(10)가 좋은 입력 임피던스 특성을 갖도록 조정할 수 있으며, 접지점(18)에서 연결되어 설치되는 접지선(12)의 길이는 차량에 따라서 약간의 차이가 있지만 본 발명에서는 열선(14)으로부터 10㎜의 높이로 설치하며, 그 길이는 720㎜로 설정하고 있다.

상술한 것과 같이 글래스 안테나(10)를 차량의 리어글래스 윈도우(100)상에 구축하고, 출원인이 상술한 안테나의 시스템에 종래 기술에서와 동일한 테스트 주파수가 수신되도록 하면서 글래스 안테나(10)의 입력 궤환 손실 및 수신감도를 체킹한 결과 도 3에 도시된 바와 같이, 글래스 안테나(10)의 입력 궤환 손실도 적어졌을 뿐만 아니라 글래스 안테나(10)의 수신감도가 향상되었음을 알 수 있다.

이때, 상술한 접지선(12)은 차량에 따라 그 길이나 구조가 달라질 수 있으며, 첨부 도면 도 4는 차량에 설치되는 접지선(12)의 다양한 구조를 나타내는 것으로서, 도 4에 도시된 접지선(12)들은 차량에 구비된 열선(14)과 평행 되게 설치된다.

도 5는 도 2에 적용된 증폭기(30)를 설명하기 위한 회로도로서, 간단히 설명하면 다음과 같다.

RF 증폭부(31)는 안테나로부터 RF 신호를 입력받아 증폭시키는 블록으로서, 저항(R1)(R2)은 제 1트랜지스터(Q1)의 베이스 전압을 가하기 위한 것이며, 일반적으로 저항(R4)은 피드백 저항으로 저항(R4)의 저항값이 커질수록 제 1 트랜지스터(Q1)의 출력이득은 줄어들게 된다.

상술한 저항(R4)과 병렬로 연결된 커패시터(C2)는 안테나를 통해 입력되는 RF 신호가 고주파일 경우 RF 증폭부(31)에서 출력되는 신호가 저항(R4)에 의해 피드백되는 것을 방지하기 위해 구비된 것으로 커패시터(C2)가 단락 됨으로써 제 1 트랜지스터(Q1)의 출력이득을 높일 수 있다.

또한, RF 버퍼부(32)는 임피던스를 매칭시키기 위한 공통 콜렉터 버퍼이다.

전원부(33)는 증폭기(30)의 구동전원을 공급하기 위한 블록으로서, 구비된 커패시터(C5)는 교류제거를 위한 바이패스용 캐패시터이다.

도 6은 도 2에 적용된 증폭기의 다른 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 안테나에서 입력되는 RF 신호 중 FM 신호만이 입력될 수 있도록 하는 제 1 정합회로부(41)와, 상기 제 1 정합회로부(41)에서 입력되는 FM 신호를 소정 레벨로 증폭시키는 FM 증폭부(42)와, 상기 FM 증폭부(42)에서 증폭된 FM 신호를 밴드패스 필터링하여 라디오 수신기로 출력하는 밴드패스필터(43)와, 안테나로에서 입력되는 RF 신호 중 AM 신호만이 입력될 수 있도록 하는 제 2 정합회로부(44)와, 상기 제 2 정합회로부(44)에서 입력되는 AM 신호를 소정 레벨로 증폭시키는 AM 증폭부(45)와, 상기 AM 증폭부(45)에서 증폭된 AM 신호를 로우패스 필터링하여 라디오 수신기로 출력하는 로우패스필터(46)와, 상기 FM, AM 증폭부(42)(45)에 전원을 공급하는 전원부(47)로 구성된다.

상술한 FM 증폭부(42)는 강전계시 제 1 정합회로부(41)를 통해 입력되는 주파수를 분주하여 각각 증폭한 후 합성하여 출력하는 복수의 증폭기(42a)(42b)로 이루어진다.

또한, 상술한 복수의 증폭기(42a)(42b)는 병렬로 연결, 구성되어 라디오 수신기로 정상적인 FM 신호가 출력되도록 한다.

이때, 복수의 증폭기(42a)(42b)는 다수의 저항(R1∼R8)과, 다수의 커패시터(C2∼C8)와, 트랜지스터(Tr1)(Tr2)로 이루어진다.

한편, 상술한 AM 증폭기(45)는 전압 이득은 제로이지만 전류 이득을 가져다 주는 차동증폭기를 이용하여 안정된 증폭을 이룰 수 있으며, 상술한 차동증폭기는 전계효과 트랜지스터(Tr3)(Tr4)로 구성된다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명은 글래스 안테나를 차량의 리어글래스 상에 설치함에 있어, 기존의 설계방식보다 입력 임피던스의 조절이 훨씬 용이하며, 안정된 입력 임피던스를 확보할 수 있어 안테나의 수신감도 또한 좋아진다는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 열선이 설치된 리어윈도우 글래스 상부 일측면에 형성된 급전점에 글래스 안테나가 설치되고, 상기 글래스 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 증폭하는 증폭기가 동축케이블에 의해 급전점에 연결구성되며, 상기 급전점 부근에 접지선이 연결된 접지점이 형성되는 차량용 안테나 시스템에 있어서,

   상기 접지선은 접지점에 일측 단부가 연결되고, 다른 일측이 개방된 상태에서 열선과 소정의 간격을 두고 평행하게 설치되며,

   상기 증폭기는 AM 또는 FM 신호를 입력받아 임피던스를 매칭시켜 증폭시킬 수 있는 증폭기로 구성됨을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접지점은 열선과 연결 또는 분리시켜 설치할 수 있음을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 열선으로부터 접지선의 위치 및 길이는 최적의 임피던스가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 증폭기는;

   안테나로부터 입력되는 RF 신호를 소정 레벨 이상이 되도록 증폭하는 RF 증폭부;

   상기 RF 증폭부에서 증폭된 RF 신호가 신호처리되어 외부로 출력될 수 있도록 임피던스 매칭을 시키는 RF 버퍼부; 및

   상기 RF 증폭부 및 RF 버퍼부에 전원을 공급하는 전원부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
5. 열선이 설치된 리어윈도우 글래스 상부 일측면에 형성된 급전점에 글래스 안테나가 설치되고, 상기 글래스 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 증폭하는 증폭기가 동축케이블에 의해 급전점에 연결구성되며, 상기 급전점 부근에 접지선이 연결된 접지점이 형성되는 차량용 안테나 시스템에 있어서,

   상기 증폭기는 AM 또는 FM 신호를 입력받아 각각 정합시켜 증폭하여 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 증폭기는;

   안테나에서 입력되는 RF 신호 중 FM 신호만이 입력될 수 있도록 하는 제 1 정합회로부;

   상기 제 1 정합회로부에서 입력되는 FM 신호를 소정 레벨로 증폭시키는 FM 증폭부;

   상기 FM 증폭부에서 증폭된 FM 신호를 밴드패스 필터링하여 라디오 수신기로 출력하는 밴드패스필터;

   안테나로에서 입력되는 RF 신호 중 AM 신호만이 입력될 수 있도록 하는 제 2 정합회로부;

   상기 제 2 정합회로부에서 입력되는 AM 신호를 소정 레벨로 증폭시키는 AM 증폭부;

   상기 AM 증폭부에서 증폭된 AM 신호를 로우패스 필터링하여 라디오 수신기로 출력하는 로우패스필터; 및

   상기 FM, AM 증폭부에 전원을 공급하는 전원부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 FM 증폭부는;

   강전계시 정합회로부를 통해 입력되는 주파수를 분주하여 각각 증폭한 후 합성하여 출력하는 복수의 증폭기로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 증폭기는;

   병렬로 연결, 구성됨을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 AM 증폭기는;

   차동증폭기임을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 차동증폭기는;

    전계효과 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 차량용 글래스 안테나 시스템.