KR20050034860A - Satellite antenna system for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위성 방송을 수신하는 이동체용 안테나로 적용하기 위한 안테나의 이득과 크기를 충족시킬 수 있는 차량의 위성 방송 수신용 안테나에 관한 것으로, 차량의 위성 방송 수신용 안테나에 있어서, 제1 유전체의 하면과 제1 폼의 상면 사이에서 상기 제1 유전체의 하면에 결합되는 급전선과; 개구부를 갖고 상기 제1 유전체의 상면과 제2 유전체의 하면 사이에 결합되는 접지 도체부와; 상기 제2 유전체의 상면과 제2 폼의 하면 사이에서 상기 제2 유전체의 상면에 결합되며, 상기 급전선과 전기적으로 회로 연결되는 패치부와; 상기 제2 폼의 상면에 결합되는 제3 유전체를 포함하여 구성한다.The present invention relates to an antenna for satellite broadcast reception of a vehicle capable of satisfying the gain and size of an antenna for application as a mobile antenna for receiving satellite broadcast. A feed line coupled to a bottom surface of the first dielectric between a bottom surface and a top surface of the first foam; A ground conductor portion having an opening coupled between an upper surface of the first dielectric and a lower surface of the second dielectric; A patch portion coupled to an upper surface of the second dielectric between an upper surface of the second dielectric and a lower surface of the second foam and electrically connected to the feed line; It comprises a third dielectric coupled to the upper surface of the second foam.
Description
본 발명은 차량의 위성 방송 수신용 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna for satellite broadcast reception of a vehicle.
통상적으로, 위성 방송을 수신하기 위한 이동체형 안테나 또는 고정형 안테나인 경우 마이크로 스트립이나 도파관, 파라볼라 등의 안테나가 주로 사용된다.In general, in the case of a mobile antenna or a fixed antenna for receiving satellite broadcasts, an antenna such as a microstrip, waveguide, or parabola is mainly used.
차량과 같은 이동체에서 위성 방송을 직접 수신하기 위해서는 모터(Motor)나 위상 변위기 등 액추에이터(Actuator)를 사용하여 양각이나 방위각 방향을 제어하는 능동 안테나가 주류를 이루고 있다.In order to receive satellite broadcasting directly from a moving object such as a vehicle, an active antenna that controls an embossed or azimuthal direction using an actuator such as a motor or a phase shifter is mainstream.
이러한 안테나 시스템은 이동체라는 특수성을 감안하여 장착 및 설치가 용이하도록 고이득형이면서 작은 크기를 모두 만족 할 수 있는 안테나 개발에 초점을 맞추고 있다.The antenna system is focusing on the development of an antenna that can satisfy both a high gain type and a small size for easy installation and installation in consideration of the specificity of a moving object.
그러나 이동체용으로 적용하기 위한 고이득형의 안테나를 만족시키기 위해서는 안테나의 크기를 크게 해야 함으로 차량과 같은 이동체에 적용성이 떨어지는 것이 현실이다.However, in order to satisfy the high gain type antenna for moving objects, the size of the antenna must be increased, so the applicability to moving objects such as a vehicle is poor.
이러한 이유로 이동체용 안테나의 크기를 줄이게 되면 안테나 이득의 여유가 작아지기 때문(안테나 이득과 크기는 반비례함)에 위성 방송 수신율이 저하되는 문제점이 있다.For this reason, reducing the size of a mobile antenna reduces the margin of antenna gain (the antenna gain and size are inversely proportional), which causes a problem that the reception rate of satellite broadcasting is reduced.
본 발명의 목적은 위성 방송을 수신하는 이동체용 안테나로 적용하기 위한 안테나의 이득과 크기를 충족시킬 수 있는 차량의 위성 방송 수신용 안테나를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an antenna for satellite broadcast reception of a vehicle that can satisfy the gain and size of the antenna for application as a mobile antenna for receiving satellite broadcast.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 위성 방송 수신용 안테나에 있어서, 제1 유전체의 하면과 제1 폼의 상면 사이에서 상기 제1 유전체의 하면에 결합되는 급전선과; 개구부를 갖고 상기 제1 유전체의 상면과 제2 유전체의 하면 사이에 결합되는 접지 도체부와; 상기 제2 유전체의 상면과 제2 폼의 하면 사이에서 상기 제2 유전체의 상면에 결합되며, 상기 급전선과 전기적으로 회로 연결되는 패치부와; 상기 제2 폼의 상면에 결합되는 제3 유전체를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an antenna for satellite broadcasting reception of a vehicle, comprising: a feed line coupled to a lower surface of the first dielectric between a lower surface of the first dielectric and an upper surface of the first form; A ground conductor portion having an opening coupled between an upper surface of the first dielectric and a lower surface of the second dielectric; A patch portion coupled to an upper surface of the second dielectric between an upper surface of the second dielectric and a lower surface of the second foam and electrically connected to the feed line; And a third dielectric coupled to an upper surface of the second foam.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 위성 방송 수신용 안테나의 구성을 설명한다.A configuration of an antenna for satellite broadcast reception of a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
본 발명의 실시예는 차량의 위성 방송 수신용 안테나에 있어서, 제1 폼(110), 급전선(120)(Feeding Line), 제1 유전체(130), 접지 도체부(140), 제2 유전체(150), 패치부(160)(Patch Antenna), 제2 폼(Form)(170), 제3 유전체(180)를 포함하여 구성한다.According to an embodiment of the present invention, an antenna for satellite broadcasting reception of a vehicle includes a first form 110, a feeding line 120, a first dielectric 130, a ground conductor 140, and a second dielectric. 150, a patch 160, a second form 170, and a third dielectric 180.
급전선(120)은 제1 유전체(130)의 하면과 제1 폼(110)의 상면 사이에서 제1 유전체(130)의 하면에 결합된다.The feed line 120 is coupled to the bottom surface of the first dielectric 130 between the bottom surface of the first dielectric 130 and the top surface of the first foam 110.
접지 도체부(140)는 개구부(142)(Aperture)를 갖고 제1 유전체(130)의 상면과 제2 유전체(150)의 하면 사이에 결합된다.The ground conductor portion 140 has an opening 142 and is coupled between the top surface of the first dielectric 130 and the bottom surface of the second dielectric 150.
패치부(160)는 제2 유전체(150)의 상면과 제2 폼(170)의 하면 사이에서 제2 유전체(150)의 상면에 결합되며, 급전선(120)과 전기적으로 회로 연결된다.The patch 160 is coupled to the top surface of the second dielectric 150 between the top surface of the second dielectric 150 and the bottom surface of the second foam 170 and is electrically connected to the feed line 120.
패치부(160)는 도 1에 도시된 바와 같이 원편파 구현을 위한 직교하는 두 모드를 발생시킬 수 있도록 대각선으로 마주하는 두 모서리가 절단된 4각형 모양으로 형성한다.As shown in FIG. 1, the patch 160 is formed in a quadrangular shape in which two corners facing each other are diagonally cut to generate two orthogonal modes for implementing a circular polarization.
제3 유전체(180)는 제2 폼(170)의 상면에 결합된다.The third dielectric 180 is coupled to the top surface of the second foam 170.
여기서, 제1 폼(110)과 제2 폼(170)은 각각 유전율이 낮은 재료로 형성되어 각각의 유전체 사이를 이격시켜 전기적인 흐름을 방해하는 기능을 한다.In this case, the first foam 110 and the second foam 170 are each formed of a material having a low dielectric constant, and serve to prevent electrical flow by spaced apart from each dielectric.
그리고, 제1 유전체(130)와 제2 유전체(150)는 제3 유전체(180)에 비해 유전율이 낮은 저유전체로 구성한다.The first dielectric material 130 and the second dielectric material 150 are made of a low dielectric constant having a lower dielectric constant than the third dielectric material 180.
즉, 제3 유전체(180)는 제1 유전체(130)와 제2 유전체(150)의 유전율 보다 높은 유전율 재료를 사용하여 구성한다.That is, the third dielectric 180 is formed using a dielectric constant material higher than that of the first dielectric 130 and the second dielectric 150.
한편, 본 발명의 실시예는 급전선(120)과 접지 도체부(140) 및 패치부(160)의 구성에 따라 개구 급전으로 인한 후방 방사 성분을 방지하도록 제1 폼(110)의 하면에 결합되며 각각의 유전체가 적층된 안테나 구조물을 지지하도록 판형의 반사체(190)(Reflector)를 더 포함하여 구성한다.On the other hand, the embodiment of the present invention is coupled to the lower surface of the first foam 110 to prevent the rear radiation component due to the opening feed according to the configuration of the feed line 120, ground conductor 140 and patch 160 Each dielectric further comprises a plate-shaped reflector 190 (Reflector) to support the stacked antenna structure.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 위성 방송 수신용 안테나의 방사패턴을 도시한 도면이다.2 and 3 are diagrams illustrating a radiation pattern of an antenna for receiving satellite broadcast of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 반사체(190)가 없는 경우의 안테나 방사패턴은 안테나 뒷면으로 방사가 일어나는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the radiation pattern of the antenna when the reflector 190 is absent occurs on the rear surface of the antenna.
그리고, 도 3에 도시된 안테나의 방사패턴을 참조하면, 반사체(190) 부착시 안테나 뒷면으로 방사가 없어지는 것을 알 수 있다.And, referring to the radiation pattern of the antenna shown in Figure 3, it can be seen that the radiation disappears to the back of the antenna when the reflector 190 is attached.
상기한 바와 같은 구성으로 본 발명의 실시예에 따른 차량의 위성 방송 수신용 안테나는 위성 방송을 수신하기 위하여 원편파를 일으키는 안테나로서 개구 결합 구조를 가지며 여러 개의 유전체(제1, 제2, 제3 유전체)가 적층된 구조이며 반사체(190)을 적용하여 후방 방사 손실을 줄이고 안테나 구조를 지지하도록 구성하므로써 고이득과 작은 크기를 모두 만족시킬 수 있다.With the above configuration, the antenna for satellite broadcast reception of a vehicle according to an embodiment of the present invention has an aperture coupling structure as an antenna for generating circular polarization for receiving satellite broadcast, and has a plurality of dielectrics (first, second, third). Dielectric) is stacked and reflector 190 is applied to reduce the rear radiation loss and to support the antenna structure can satisfy both high gain and small size.
그리고, 단일 원편파 안테나와 대비하여 약 6dB 정도 높은 이득을 가지며 이는 기존의 원편파 안테나 4개(2*2 배열)를 배열한 것과 같은 성능을 가진다. In addition, the gain is about 6dB higher than that of a single circularly polarized antenna, which has the same performance as that of four conventional polarized antennas (2 * 2 array).
즉, 본 발명의 실시예에 따른 안테나는 기존의 위성 방송 수신 안테나 보다 약 4배의 이득 증가 효과가 있다.That is, the antenna according to the embodiment of the present invention has an increase effect of about four times that of the conventional satellite broadcasting reception antenna.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조는 고이득을 실현하며, 축비(원편파 성능 변수)와 반사손실 대역을 모두 만족하도록 배열화함으로써 기존의 단일 패치 안테나에 비하여 약 1/4 크기로 같은 성능을 구현할 수 있다.In addition, the antenna structure according to the embodiment of the present invention realizes high gain, and is arranged to satisfy both the axial ratio (circular polarization performance variable) and the return loss band, which is about the same size as that of the conventional single patch antenna. Performance can be achieved.
이와 같은 이유로, 본 발명의 실시예에 따른 안테나는 차량과 같은 이동체나 가정용의 고정체에 적용시 안테나 크기에 대한 문제를 해결함에 따라 상품성 및 적용성이 증가되는 효과가 있다.For this reason, the antenna according to the embodiment of the present invention has an effect of increasing the marketability and applicability as it solves the problem of the antenna size when applied to a moving object such as a vehicle or a fixture for home use.
또한, 개구(Aperture) 급전으로 후방 방사 성분을 막기 위하여 반사체(190)(도체)를 사용하므로써 후방 방사를 현저하게 줄일 수 있으며 안테나의 성능을 개선할 수 있다.In addition, by using the reflector 190 (conductor) to prevent the back radiation component by aperture feeding, the back radiation can be significantly reduced and the performance of the antenna can be improved.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 방사판은 안테나 구조물을 고정시킬 수 있는 기능을 가진다.Here, the radiation plate according to the embodiment of the present invention has a function to fix the antenna structure.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방사패턴과 일반적인 단일 패치 안테나의 방사패턴을 비교한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 이득과 일반적인 단일 패치 안테나의 이득을 비교한 도면이다.4 is a diagram comparing a radiation pattern of an antenna according to an embodiment of the present invention and a radiation pattern of a general single patch antenna, and FIG. 5 compares a gain of an antenna according to an embodiment of the present invention with a gain of a general single patch antenna. One drawing.
도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방사패턴은 기존의 안테나 방사 패턴과 유사한 형태로서 이득과 지향성이 향상된 결과를 보임을 알 수 있다. 4 and 5, it can be seen that the radiation pattern of the antenna according to the embodiment of the present invention is similar in shape to the existing antenna radiation pattern, resulting in improved gain and directivity.
본 발명의 실시예에 따른 안테나는 단일 구조 안테나를 배열화하여 적용함으로써 고이득과 작은 크기를 모두 만족시킬 수 있는 이동체용 또는 고정용으로 위성 방송을 수신할 수 있는 안테나이다.An antenna according to an embodiment of the present invention is an antenna capable of receiving satellite broadcast for mobile or fixed, which can satisfy both high gain and small size by arranging and applying a single structure antenna.
따라서, 다른 용도의 고이득 안테나에 적용 가능하다. Therefore, it is applicable to the high gain antenna of other uses.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 안테나를 위성 방송 안테나에만 한정 할 필요는 없으며, 다른 용도의 고이득 안테나에도 적용 가능하다. Therefore, it is not necessary to limit the antenna according to the embodiment of the present invention only to the satellite broadcasting antenna, and it is also applicable to a high gain antenna for other uses.
예를 들면, 이동 통신 분야에도 적용할 수 있으며, 시디엠에이(CDMA), 무선 랜, DAB(Digital Audio Broadcasting)용 안테나 등에 본 발명의 실시예를 적용할 수 있음에 유의해야 한다.For example, the present invention may be applied to the field of mobile communication, and the embodiment of the present invention may be applied to an antenna for a CDA, a wireless LAN, and a digital audio broadcasting (DAB).
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 위성 방송 수신용 안테나는 기존의 안테나보다 이득 외의 여러 가지 안테나 성능은 유사하거나 향상시키며, 이득을 현저하게 증가시켜 결과적으로 이동체에 적용되는 안테나의 전체적인 크기를 감소(약 1/4 정도)시켜 차량과 같이 안테나 시스템의 크기가 중요한 요소가 되는 부분을 만족시켜 주는 효과가 있다.As described above, the antenna for satellite broadcasting reception of a vehicle according to the present invention has similar or improved performance of various antennas other than the conventional antenna, and significantly increases the gain, thereby reducing the overall size of the antenna applied to the moving object. (About 1/4) to satisfy the part where the size of the antenna system, such as a vehicle is an important factor.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 위성 방송 수신용 안테나의 구성을 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a configuration of an antenna for satellite broadcast reception of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 위성 방송 수신용 안테나의 방사패턴을 도시한 도면.2 and 3 are diagrams illustrating a radiation pattern of an antenna for satellite broadcast reception of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방사패턴과 일반적인 단일 패치 안테나의 방사패턴을 비교한 도면.4 is a view comparing the radiation pattern of the antenna and the radiation pattern of a typical single patch antenna according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 이득과 일반적인 단일 패치 안테나의 이득을 비교한 도면.5 is a diagram comparing the gain of an antenna according to an embodiment of the present invention and the gain of a typical single patch antenna.
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