KR20040080926A - 송수신 장치용 안테나, 특히 차량용 지붕 안테나 - Google Patents

송수신 장치용 안테나, 특히 차량용 지붕 안테나 Download PDF

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Abstract

차량용 수신 및/또는 송신 장치는 바람직하게는 하우징(5) 형태의 안테나 기부(3)를 포함한다. 방사기(17)에 대한 전기 접속은 내부 접속선(13)에 의해 수행되며, 방사기는 바람직하게는 폐쇄 코일(19)를 통해 다른 방사기(19)에 전기적으로 다시 접속된다. 접속선이 바람직하게는 후프(13') 형태를 가지며, 그리고/또는 제 1 방사기(17)가 도전성 연장부(25, 25', 25'')를 구비함으로써 수신 및/또는 송신 장치가 개선된다.

Description

송수신 장치용 안테나, 특히 차량용 지붕 안테나 {ANTENNA FOR A RECEIVER AND/OR TRANSMITTER, ESPECIALLY A ROOF ANTENNA FOR MOTOR VEHICLES}
예를 들어, 독일 특허 제197 39 395호에는 특히 차량에 장착하기 위한 라디오 수신기용 수신 장치가 공지되어 있다. 이 장치는 다른 부품들과 접속될 수 있는 적어도 하나의 접속부를 구비한 수신부를 포함한다. 수신부의 상부에는 막대형 안테나가 삽입될 수 있다.
예를 들어, 독일 특허 제298 21 723호에도 차량용 안테나가 공지되어 있다. 이 안테나는 하우징 또는 캡(cap) 형태의 보호 덮개와 차량 지붕에 조립 가능한 기부판으로 구성된 안테나 기부를 포함한다. 캡과 기부판 사이의 내부 공간에는 몇몇 전기 장치가 장착된다. 특히, 기부로부터 외측으로 돌출한 본래의 방사 장치로 라인(12)이 안내된다. 이를 위해, 나사형 방사기를 기부의 나사 부시(bush) 내로 나사 결합 및 해제할 수 있도록 그 하부 단부에 나사형 돌출부가 구비된 이른바 콤비 방사기가 사용된다.
여기에서, 하나 이상의 고주파 라인을 통해 다양한 주파수 범위를 수신할 수있도록, 추가의 장치들이 안테나 기부 내에 장착될 수 있다. 이런 유형의 안테나는 예를 들어 다양한 네트워크(예를 들어, D-네트워크 또는 E-네트워크 및 약 1900 MHz 내지 2170 MHz의 새로운 UMTS-주파수 범위)에서의 이동 통신 영역에 적합하다. 또한, 경우에 따라서 GPS-신호도 수신되어 처리될 수 있어야 하고, VHF-프로그램도 수신될 수 있어야 한다.
지금까지 시장에서 구입할 수 있는 안테나는 다양한 변환 원칙이 공지되어 있음에도 불구하고 그 기본 구조가 보장된다
그러나, 상술된 종래 기술에 해당되는 안테나에서는, 이른바 "콤비-방사기"를 구비한 유형의 안테나는 DoCoMo 범위, AMPS 범위 및/또는 GSM 900 범위(즉, 810 내지 960 MHz 범위) 및/또는 GSM 1800 및/또는 GSM 1900 범위(즉, 1710 내지 1990 MHz 범위) 내의 통상의 이동 통신 영역에 대해 그리고 UMTS 범위에 대해서도 적합하지 않다는 문제점이 발생한다. 상기 전체 범위에 대해 적합한 안테나는 더 높은 레벨로 전송가능한 주파수에서, 이 고주파 범위를 위해 제공된 방사기, 방사기 요소 및 안테나 후프(hoop)가 더 작게, 즉 더 짧게 구성되어야 한다. 그러나, 이는 안테나가 구성된 방사기를 포함하여 전체적으로 변형되어야 한다는 결과를 가질 수도 있다. 또한, 이는 방사기 유형이 예를 들어 여러 사용 목적에 사용되어야 한다는 이른바 동일 부품-구상에 모순된다.
이중 범위 (double range)안테나는 미국 특허 제6 191 747호에 공지되어 있다. 이는 단극-획득-방사기를 형성하기 위해 위상 변위용 코일을 사용하는 다중 범위(multi range) 안테나이다.
국제 공개 공보 WO 0 171 847호에는 접속선이 중간선을 통해 방사기 시스템과 연결되는 안테나 기부를 갖는, 종래 기술을 형성하는 이중 범위-차량 안테나가 공지되어 있다.
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 수신 및/또는 송신 장치용 안테나, 특히 차량용 지붕 안테나에 관한 것이다.
이하, 본 발명은 여러 실시예에 대한 도면을 참조로 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1에 따른 실시예에서 연장된 후프의 개략적인 평면도이다.
도 3은 더 짧게 설계되었으나 그 폭은 넓어진 후프 연장부에 대한 도 2에 상응하는 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 대해 변형된 실시예를 도시한다.
도 5는 변형된 다른 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 6은 변형된 다른 실시예를 도시한다.
본 발명의 목적은 종래 기술로부터 개선된 다중 범위 안테나 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구항 제 1 항의 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 구성은 종속 청구항에서 설명된다.
기본적으로, 구성 높이 또는 구성 크기가 축소되지 않고, 예를 들어 UMTS-표준, 즉 통상적으로 말하자면 확실히 더 높은 주파수 대역에 대해 매우 입증된 차량용 안테나가 사용 가능하다는 것이 전반적으로 설명된다. 이는 고주파 범위용 방사기로 안내되는 전기선 또는 고주파 범위용 방사기로 안내되는 후프가 연장부를 구비함으로써 가능해진다. 상기 연장부는, 방사기를 전기 공급선과 전기적으로 접속시키는 결합- 또는 접촉 지점을 통해 전기 공급선이 연장되어 바람직하게는 자유 종단되도록, 변형될 수 있다. 전기 공급선이 도전성 후프로 구성되면, 후프는 제1 방사기와의 접촉 지점을 통해 연장될 수 있고, 동시에 접촉 지점은 방사기에 대한 결합- 또는 더욱이 체결 지점으로 사용된다. 그러나, 연장부가 전기선 또는 후프에서 강제로 곧게 연장하도록 제공되는 것이 아니라, 복귀되는 전선 부분의 형태로도 구성될 수 있다. 고주파 범위를 위해 제공된 전기식 방사기와 전기 공급선 또는 후프 사이의 결합 지점을 통해 하향되며, 경우에 따라서 차량 지붕 바로 직전에서 종단되는 연장부도 가능하다.
예를 들어, 고주파 범위를 위해 제공된 방사기와 전기 공급선 또는 후프 사이의 결합 지점에 제공되며 디스크 또는 접시 형태로 구성된 연장부도 적합하다.
그러나, 통상적으로 고주파 범위를 위해 바람직하게는 볼트 형태로 제공된 방사기만 사용되는 것이 아니라, 상기 방사기의 연장부에서 코일 및 코일 연결된 추가의 방사기 요소도 사용될 수 있다.
여기에서, 저주파 범위, 즉, 장파, 중파, 단파 및 VHF 범위에 대해, 안테나 후프를 포함한 전체 방사기 시스템이 방사기로서 작용하는 것이 고려된다. DoCoMo-, AMPS- 및 (810 내지 960 MHz에 상응하는) GSM 900 범위에 대해, 안테나 후프 및 본래의 안테나 시스템의 하부, 즉, 통상적으로 안테나 시스템에 제공된 안테나 볼트의 하부가 상기 코일의 일부와 함께 방사기로서 작용한다. 그러나, 주파수가 더 상승하면, 다시 말해, 예를 들어 (1710 MHZ 내지 1990 MHz에 상응하는) GSM 1800 및 1900 대역에서는 다시 안테나 후프와 하부 안테나 볼트 만이 방사기로서 작용한다. 그러나, UMTS 범위(1900 내지 2170 MHz)에서는 안테나 후프와 그 연장부만이 방사기로서 작용한다.
도 1은 바람직하게는 지붕 영역에서 상응 안테나가 조립되어야 하는 후방 유리에 인접하는 차량의 차체 철판(1) 윤곽의 측 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 1에 따른 송신 및/또는 수신 장치는 하우징(5) 유형에 따라 구성된 안테나 기부(3)를 포함한다.
하우징(5)은 적절한 방법으로, 예를 들어 접착층, 절연재 등을 사용하여 차체 철판(1)에 고정될 수 있는, 바람직하게는 캡 형태의 보호 덮개(5a) 및 바닥판(5b)을 포함한다.
또한, 차체 철판(1) 내에는 통상적으로 적어도 하나의 개구(9)가 마련되며, 이를 통해 전기 접속선, 동축 케이블 등이 차량 내부로부터 안테나로 배선될 수 있다. 안테나 하우징의 바닥판은 차량 지붕에 상응하게 안착되고, 통상적으로 바닥판에 고정되고 차량 지붕의 개구(9)를 통해 차량 내부로 돌입한 (도면에 상세히 도시되지 않았으나 충분히 공지된) 중공 막대 나사로 구성된 나사 돔이 사용된다. 전선은 나사 돔의 내부를 통해 내부로 배선된다. 그 다음, 안테나가 차량 지붕에 확실히 고정되도록, 중심 너트가 차량 내부로부터 나사 돔 상으로 나사 결합될 수 있다.
접속선(13)이 안테나 기부(3)에 마련된 접속 지점(11)으로부터 본래의 안테나 장치(15)로 안내되고, 도시된 실시에에서 상기 안테나 장치는 제 1 방사기(17)와, 바람직하게는 제 1 방사기(17)의 축방향 연장부 내에 배열된 록 아우트(lock-out) 코일(19)과, 이 록 아우트 코일의 축방향 연장부 내에 다시 접속된 제 2 방사기(21)로 구성된다.
제 1 방사기(17)는 예를 들어 도전성 금속 볼트로 구성되거나 또는 볼트 구조를 가질 수 있다. 제 2 방사기(21)는 가능한 한 탄성적이어야 하고, 상응하는 코일 형태의 전도성 장치에 의해 권취된 예를 들어 유리 섬유 셀로 구성될 수 있다. 각각의 사용 목적에 적합한 모든 안테나 구조가 가능하다.
여기에서, 저주파 범위, 즉, 장파, 중파, 단파 및 VHF 범위에 대해, 안테나 후프를 포함한 전체 방사기 시스템이 방사기로서 작용하는 것이 고려된다. DoCoMo-, AMPS- 및 (810 내지 960 MHz에 상응하는) GSM 900 범위에 대해, 안테나 후프 및 본래의 방사 장치, 즉, 통상적으로 방사기 시스템에 제공된 방사기 볼트의 하부가 상술된 코일의 일 부분과 함께 방사기로서 작용한다. 그러나, 주파수가 더 상승되면, 예를 들어 (1710 내지 1990 MHz에 상응하는) GSM 1800 대역 및 GSM 1900 대역에서도 안테나 후프와 안테나 하부 볼트가 방사기로서 작용한다. 그러나, (1900 내지 2170 MHz에 상응하는) UMTS 범위 내에서는 안테나 후프와 그 연장부만이 방사기로서 작용한다.
코일(19)은 고주파 범위에 대해, 예를 들어 E-네트워크 (대략 1800 MHz) 또는 특히 (대략 1900 내지 2170 MHz) UMTS-표준에 대해 폐쇄되므로, 여기에서는 제1 방사기(17) 만이 전기 접속선(13)과 공동으로 방사기 요소로서 작용한다.
상기 접속선(13)은, 바람직하게는 적어도 도전성 또는 부분적으로 탄성이고 바람직하게는 방사 장치에 인장되어 있는 후프(13')로 구성된다. 즉, 안테나 후프는 방사기의 조립시에 (하우징 내의) 방사기의 하부 접속 지점 상으로 인장되어 장착되는 경향이 있으므로, 지속적인 전기 접촉이 문제없이 달성될 수 있다. 방사기 시스템(15)은 통상적으로 나사 결합으로 안테나 하우징과 결합될 수 있으므로, 특히 차량이 세차장에 진입할 경우에는 그 전에 문제없이 안테나를 풀어내고 그 다음에 다시 나사 결합시킬 수 있다. 이로써, 하우징에 나사 결합될 수 있는 본래의 방사기 시스템(15)은 하우징을 통해 자체적으로 고정 및 지지된다.
상기 안테나 시스템이 고주파 대역 범위에서 사용될 수 있도록, 고주파 대역 범위에 동조되어야 하고, 바람직하게는 볼트(17) 형태의 제 1 방사기뿐만 아니라 전기 접속선(13)도 상응하게 축소되어야 한다.
그러나, 이는 다른 사용 목적을 위해 사용되는 예를 들어 기존의 방사기 시스템이 동일 부품-구상에 모순되므로, 상술된 경우에서의 사용을 위해 다른 해결책이 마련되어야 한다.
본 발명에 따르면, 이를 위해 도 1 및 도 2에 따른 실시에에서 연장부(25)가 제공된다. 본 실시예에서 연장부(25)는 접속선(13)의 연장부로서, 바람직하게는 후프(13')의 연장부로서 구성된다. 이 연장부는 바람직하게는 결합-, 고정- 및/또는 접촉 지점(27)을 통해 안내되어 고주파 범위를 위해 마련된 방사기(17), 즉 전체 방사기 시스템이 경우에 따라서 브릿지 부분을 통해 전기 접속선(13) 또는후프(13')에 고정 유지된다.
연장부(25)의 길이와 폭은 안테나가 전체적으로 소정의 고주파 범위에 대해 양호하게 동조되도록 설정된다. 이러한 동조는 이하에 설명되는 다양한 방법으로 수행된다.
도 2에는 연장부(25)가 결합- 및/또는 고정 지점 및/또는 접촉 지점(27)을 통해 연장되는 영역의 부분 평면도가 개략적으로 도시된다. 연장부는 기본적으로 전선 형태로 구성될 수 있으나, 강성이고 형태 고정적이고 가능한 탄성인 후프(13')로 구성될 수도 있다.
특히 도 3에 따른 평면도로부터 알 수 있는 바와 같이 연장부가 도 1 및 도 2에 따른 실시예의 연장부보다 더 폭 넓게 설계될 경우, 도 1 및 도 2에 따른 실시예의 연장부를 제외하면, 연장부(25)는 더 짧게 설계될 수도 있다.
도 4에 따른 실시예에서, 연장부(25)는 바람직하게는 결합- 또는 고정 지점(27)으로부터 활 형태로 별도 구성 요소와 유사하게 제공되며 그 자유 단부는 방사기(17)에 대해 점차로 평행하게 연장된다. 각각 소정의 고주파 범위에 대한 소정의 동조를 수행하기 위해, 연장부(25)의 길이와 폭도 상이하게 선택될 수 있다. 도 1 내지 도 4에 따른 실시예는 공통적인 점은 연장부(25)가 전기적으로 자유 종단된다는 점이다.
도 5에 따른 실시예는 연장부(25)의 변형예를 도시한다. 연장부(25)는 디스크 또는 접시(25') 형태로 구성된다. 디스크 또는 접시(25')는 접속선(13) 방향으로부터, 즉, 후프로부터 멀리 안내되는 것이 아니라 주연 방향과 유사하게 평면으로 설계된 부품으로 구성될 수 있다.
마지막으로 도 6에서는 연장부(25)가 제 1 방사기(17)의 연장부(25)와 유사하게 이해되거나 또는 구성될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 연장부(25)는 바람직하게는 볼트 형태로 구성된 제 1 방사기(17)에 대해 축방향 연장부(25'') 형태로 구성되며, 전기 접속부를 접속선(13)의 결합 지점(27)으로부터 제 1 방사기(17)로 안내하는 짧은 도전성 브릿지에 대한 연장부와 유사하게 구성된다.

Claims (13)

  1. 안테나 기부(3)와, 안테나 기부(3) 내에 제공되며 방사기 시스템(17, 21)의 전기 접속을 위한 접속선(13)을 구비하며,
    상기 방사기 시스템(17, 21)은 적어도 하나의 제 1 방사기 시스템(17)을 포함하며, 방사기 시스템(17, 21)은 방사기 시스템(17)에 폐쇄 코일(19)을 통해 상기 방사기 시스템(17)과 추가로 연결된 다른 방사기 시스템(21)을 포함하며, 저주파수에서, 폐쇄 코일(19)은 개방되고 제 1 및 제 2 방사기 시스템(17, 19)은 공통의 방사기 시스템으로서 작용하는 반면, 고주파수에서, 폐쇄 코일(19)은 폐쇄되는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나에 있어서,
    방사기 시스템(17, 21)에 대한 접속선(13) 및/또는 방사기 시스템(17)은 도전성 연장부(25; 25', 25'')를 구비하며,
    연장부(25; 25', 25'')는 안테나 기부(3) 또는 안테나 기부(3)에 속한 하우징 영역 내에 마련되며,
    연장부(25; 25', 25'')는 접속선(13)과 방사기 시스템(17)을 포함하는 전기 접속 장치에 대한 분기(branch)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    연장부(25, 25', 5'')는 안테나 기부(3) 내에 바람직하게는 안테나 기부 하우징(5) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연장부(25, 25')는 전기 접속선(13)의 직접적인 분기 연장부로서 구성되며, 전기 접속선(13)은 결합-, 고정- 및/또는 접촉 지점(27)을 통해 연장되며 결합-, 고정- 및/또는 접촉 지점(27)은 제1 방사기(17) 또는 제1 방사기 시스템(17)으로 안내되는 브릿지(31)를 나타내는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연장부(25)는 별도의 부품으로 구성될 수 있고, 그리고/또는 만곡부의 형성 하에 접속선(13)에 대한 연장부로서, 바람직하게는 후프(13') 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 방사기 시스템(17)에 대한 연장부(25, 25')는 접속선(13)과 마찬가지로, 방사기 시스템에 대해 동일한 측면에 놓이는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  6. 제 4 항에 있어서,
    연장부(25)는 활 형태로 구성되며 그 자유 단부는 제1 방사기 시스템(17)의 축방향 연장부에 대해 점차적으로 평행으로 측면 오프셋되어 종단되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연장부(25, 25') 및 전기 공급선(13)은 방사기 시스템(17)에 대해 대향 배열되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연장부(25)는 바람직하게는 디스크- 또는 접시 형태의 평면 요소(25'')로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연장부(25)는 결합-, 고정- 및/또는 접촉 지점(27)으로부터 안테나 기부(3)의 바닥판(5b) 방향으로 연장되는, 제 1 방사기 시스템(17)에 대한 연장부(25'')로서 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연장부(25)는 전선-, 막대- 또는 평평한 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연장부(25)는 전선-, 막대- 또는 평평한 형태의 연장부보다 더 짧고 폭 넓게 설계되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    접속선(13)은 후프(13') 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
  13. 제 12 항에 있어서,
    접속선(13)을 갖는 연장부(25; 25, 25'')는 공통의 후프(13') 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 송신 및/또는 수신 장치용 안테나.
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