KR20090062399A - 하이패스용 경사 빔방향 안테나 및 안테나가 탑재된 무선단말기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 접지면; 상기 접지면에 형성된 비아홀을 통하여 급전이 이루어지는 급전부; 및 상기 급전부로부터 급전된 신호의 송, 수신이 이루어지는 이중 루프 안테나를 포함하는 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 제공한다.
이와 같은 본 발명은 지면과 약 45도 각도를 이루는 빔 방향을 가지도록 설계되어 단말기에서 안테나가 차지하는 부피를 최소화하고, 안테나가 단말기 외부로 돌출되지 않도록 하여 단말기 외관 설계의 유연성을 증대시킬 수 있는 하이패스 대역에서 동작할 수 있는 경사 빔방향 안테나 및 상기 경사 빔방향 안테나가 탑재된 단말기를 제공한다.
하이패스, 안테나, 경사 빔방향
Description
본 발명은 지면과 약 45도 각도를 이루는 빔 방향을 가지도록 설계되어 단말기에서 안테나가 차지하는 부피를 최소화하고, 안테나가 단말기 외부로 돌출되지 않도록 하여 단말기 외관 설계의 유연성을 증대시킬 수 있는 하이패스 대역에서 동작할 수 있는 경사 빔방향 안테나 및 상기 경사 빔방향 안테나가 탑재된 단말기에 관한 것이다.
이동 통신 단말기에서 사용되는 안테나로는 중심 주파수의 λ/4 길이를 갖는 모노폴 안테나, 헬리컬 안테나, 상기 모노폴 안테나와 헬리컬 안테나를 조합한 신축 가능형 안테나 등이 있다.
예시한 안테나들이 갖는 단점을 극복하기 위해 내장형 안테나가 제안되기에 이르렀으며, 또한 국가별 사업자별로 서로 다른 주파수 대역을 사용하고 있는 관계로 다중 대역특성을 갖는 안테나가 요구되기에 이르렀다. 이와 같은 요구에 의해 제안되는 내장형 안테나로 인쇄회로 기술을 이용하는 마이크로 스트립 패치 안테 나, 고유전체의 세라믹 물질을 이용하는 세라믹 칩 안테나, 역 F형 안테나 등이 있다.
한편, 자동차 이용자의 급증과 맞물려 유료도로를 이용하는 차량의 수도 증가하고 있다. 특히 통행료를 지불하는 톨게이트에서는 통행료의 징수가 징수요원에 의한 수작업으로 진행되어 징수작업의 시간 소요가 많다는 문제점이 있다. 이러한 징수작업의 시간 소요는 교통 정체 및 유료도로 이용의 불편함을 초래한다.
또한 현재의 고속도로 등의 유료도로에서 사용되는 대부분의 징수 방법은 진입 톨게이트에서 통행권을 발급받고 목적지 톨게이트에서 통행권을 확인한 후, 요금을 계산하여 징수하는 방식이다. 이러한 방식의 징수 방법은 요금납부를 위하여 톨게이트에 정차하는 차량들로 인한 차량정체 및 톨게이트 혼잡을 가중시키며, 요금징수원의 배치에 따른 인건비 증가와 선불카드 또는 통행권 발급에 따른 비용지출 등의 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 통행료 징수에 따른 불편과 교통지체현상의 최소화를 지향하고, 요금징수 전산화로 경영정보체계를 구축하기 위한 목적으로 지능형 교통 시스템을 도입하여, 현재 유료도로의 일부구간에서 차량에 탑재된 OBU(On Board Unit)를 이용하여 차량의 고속주행중에도 자동으로 통행료를 과금할 수 있도록 하는 하이패스(HI-PASS) 시스템이 시행되고 있다.
상기 하이패스 시스템은, 하이패스 시스템의 차량에 비접촉식 또는 접촉식 카드로 요금의 재충전이 가능하고, 선불, 후불, 사용자 지정카드로 구분되며, 하드웨어 기반의 전자지갑 암호 알고리즘을 채택한 것으로서 특히, RF 방식으로 카드정보 를 읽을 수 있고 카드에 데이터를 저장시킬 수 있는 지능형 IC칩이 장착된 하이패스 카드와, 상기 하이패스카드를 판독하고 입력할 수 있는 OBU를 사용하여, 상기 OBU가 유료도로 상에 설치된 탐지안테나와 무선 통신을 통해 신용정보 등을 송수신하고, 유료도로 출구에서 상기 선불카드에 저장된 금액을 차감하는 방식으로 유료도로 통행료의 지불이 이루어진다.
그러나, 하이패스 시스템 구현을 위한 종래 마이크로스트립 내장 안테나를 단말기 내부에 실장할 경우 종래 안테나의 빔방향이 지면과 수직한 방향을 가짐으로써, 차량과 약 45도 각도를 형성하는 톨게이트 사이의 통신에 오동작이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서는 상기 마이크로스트립 내장 안테나를 약 45도 기울여 단말기 내부에 실장해야 하기 때문에 그 부피가 증가하고, 외관 설계에 제약을 받는 문제점이 있다.
또한, 송수신의 이득을 높이기 위하여 단말기를 차량 앞유리에 가까이 배치할 경우 차량내 단말기의 탑재 위치 설계에 유연성이 없는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 지면과 약 45도 각도를 이루는 빔 방향을 가지도록 설계되어 단말기에서 안테나가 차지하는 부피를 최소화하고, 안테나가 단말기 외부로 돌출되지 않도록 하여 단말기 외관 설계의 유연성을 증대시킬 수 있는 하이패스 대역에서 동작할 수 있는 경사 빔방향 안테나 및 상기 경사 빔방향 안테나가 탑재된 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 접지면; 상기 접지면에 형성된 비아홀을 통하여 급전이 이루어지는 급전부; 및 상기 급전부로부터 급전된 신호의 송, 수신이 이루어지는 이중 루프 안테나를 포함하는 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 제공한다.
바람직하게는, 상기 안테나는 5.8 GHz ± 75MHz ISM 대역의 우수원형편파를 발생시키며, 이득 3 dBi 이상 빔방향 앙각 45도±20도의 송, 수신 빔 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 안테나는 사각형태의 제 1 루프 안테나와 상기 제 1 루프 안테나의 외측에 형성되는 사각형태의 제 2 루프 안테나를 포함하며, 상기 제 1 루프 안테나와 제 2 루프 안테나는 상기 급전부를 통하여 급전된 신호를 양분하여 외부로 송신하고, 외부로부터 신호를 수신하여 결합한 후에 급전부에 공급할 수 있다.
또한, 상기 안테나는 원형의 제 1 루프 안테나와 상기 제 1 루프 안테나의 동심원을 이루며 외측에 형성되는 원형의 제 2 루프 안테나를 포함하며, 상기 제 1 루프 안테나와 제 2 루프 안테나는 상기 급전부를 통하여 급전된 신호를 양분하여 외부로 송신하고, 외부로부터 신호를 수신하여 결합한 후에 급전부에 공급할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 제 1 루프 안테나의 루프 상에 제 1 스터브가 형성되고, 제 2 루프 안테나의 루프 상에 제 2 스터브가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 스터브 및 제 2 스터브의 형성 위치 및 길이를 조절하여 빔 방향의 기울어진 각도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 루프 안테나는 필름에 인쇄되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 루프 안테나는 안테나가 실장되는 단말기 상부 케이스 내면에 인쇄되어 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 하이패스용 경사 빔방향 안테나가 실장되는 무선 단말기를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 지면과 약 45도 각도를 이루는 빔 방향을 가지도록 설계되어 단말기에서 안테나가 차지하는 부피를 최소화하고, 안테나가 단말기 외부로 돌출되지 않도록 하여 단말기 외관 설계의 유연성을 증대시킬 수 있는 하이패스 대역에서 동작할 수 있는 경사 빔방향 안테나 및 상기 경사 빔방향 안테나가 탑재된 단말기를 제공한다.
본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 도시한 사시도, 도 2는 상기 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 도시한 평면도, 도 3은 상기 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 도시한 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 하이패스용 경사 빔방향 안테나는 접지면(100), 상기 접지면(100)에 형성된 비아홀을 통하여 급전이 이루어지는 급전부(300)와, 상기 급전부(300)로부터 급전된 신호의 송,수신이 이루어지는 2중 루프 안테나(310, 320)를 포함한다.
보다 상세히, 상기 하이패스용 경사 빔방향 안테나는 5.8 GHz ± 75MHz ISM 대역의 우수원형편파(RHCP;Right Handed Circularly Polarization)를 발생시키며, 이득 3 dBi 이상 빔방향 앙각 45도±20도 정도의 송,수신 빔 패턴을 가지며, 이는 도 5를 통하여 확인할 수 있다.
상기 하이패스용 경사 빔방향 안테나는 사각형태의 제 1 루프 안테나(310)와 상기 제 1 루프 안테나의 외측에 형성되는 사각형태의 제 2 루프 안테나(320)를 포함하며, 상기 제 1 루프 안테나(310)와 제 2 루프 안테나(320)는 상기 급전부(300)를 통하여 급전된 신호를 양분하여 외부로 송신하고, 외부로부터 신호를 수신하여 결합한 후에 급전부에 공급한다. 이때 빔 특성이나 대역폭 조절을 위하여 상기 제 1 루프 안테나(310)의 루프 상에 제 1 스터브(311)가 형성되고, 제 2 루프 안테나(320)의 루프 상에 제 2 스터브(321)가 형성될 수 있다. 상기 제 1 스터브(311) 및 제 2 스터브(321)의 위치 및 길이를 조절하여 외부와 송수신하는 빔 방향을 조절할 수 있으며, 본 발명의 경우 약 45도 정도의 기울기를 가진 빔 방향 패턴을 가지도록 제 1 스터브(311) 및 제 2 스터브(321)의 위치 및 길이가 결정된다.
상기 제 1 및 제 2 루프 안테나를 형성하는 방법으로는, 필름에 상기 제 1 및 제 2 루프 안테나를 인쇄하여 형성하는 필름형 안테나 구조, 또는 안테나가 실장되는 단말기 상부 케이스 내면에 제 1 및 제 2 루프 안테나를 인쇄하여 형성하는 구조가 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 제외한 구성은 도 1 내지 도 3을 통하여 개시된 내용과 동일하며, 다만 상기 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 구성하는 제 1 루프 안테나(310) 및 제 2 루프 안테나(320)는 사각형태가 아닌 원형으로 형성되어 상호 동심원을 이룬다.
이와 같이 상기 제 1 및 제 2 루프 안테나(310, 320)는 당업자에 자명한 범위 내에서 실시예로 개시된 사각형태나 원형 외에도 육각형, 팔각형 등의 다양한 형태로 구현될 수 있음은 자명하다.
수직방향을 기준으로 소정 각도 기울어진 방향에 위치한 하이패스 리더기와의 신호 송수신을 위해서는 안테나를 빔방향에 따라 기울여서 단말기 내부에 실장해야 하며 이 경우 기울인 높이가 높아져서 단말기 내부 안테나의 실장성에 문제가 발생한다. 이와 같이 각 안테나의 실장 면이 상호 평행하게 형성됨에도 빔 방향을 기울여 신호를 송수신할 수 있도록 함으로써, 안테나 모듈을 단말기 내부에 보다 용이하게 실장할 수 있다.
즉, 이와 같이 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 적층한 구조를 최대 50mm(가로) X 50mm(세로) X 10mm(높이)의 크기로 안테나를 소형화함으로써 단말기 내에서 안테나가 차지하는 부피를 최소화하여 실장 효율을 향상시킬 수 있고, 성능 최적화 및 부가 서비스 확대를 구현할 수 있으며, 제조가격 경쟁력을 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이패스용 경사 빔방향 안테나를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이패스용 경사 빔방향 안테나에 있어서, 송, 수신 빔 특성을 나타낸 도면.
Claims (9)
- 접지면;상기 접지면에 형성된 비아홀을 통하여 급전이 이루어지는 급전부; 및상기 급전부로부터 급전된 신호의 송, 수신이 이루어지는 경사 루프 안테나를 포함하는 하이패스용 경사 빔방향 안테나.
- 제 1항에 있어서,상기 안테나는 5.8 GHz±75MHz ISM 대역의 우수원형편파를 발생시키며, 이득 3 dBi 이상 빔방향 앙각 45도±20도의 송, 수신 빔 특성을 가지는 하이패스용 경사 빔방향 안테나.
- 제 1항에 있어서,상기 안테나는 사각형태의 제 1 루프 안테나와상기 제 1 루프 안테나의 외측에 형성되는 사각형태의 제 2 루프 안테나를 포 함하며,상기 제 1 루프 안테나와 제 2 루프 안테나는 상기 급전부를 통하여 급전된 신호를 양분하여 외부로 송신하고, 외부로부터 신호를 수신하여 결합한 후에 급전부에 공급하는 하이패스용 경사 빔방향 안테나.
- 제 1항에 있어서,상기 안테나는 원형의 제 1 루프 안테나와상기 제 1 루프 안테나의 동심원을 이루며 외측에 형성되는 원형의 제 2 루프 안테나를 포함하며,상기 제 1 루프 안테나와 제 2 루프 안테나는 상기 급전부를 통하여 급전된 신호를 양분하여 외부로 송신하고, 외부로부터 신호를 수신하여 결합한 후에 급전부에 공급하는 하이패스용 경사 빔방향 안테나.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,상기 제 1 루프 안테나의 루프 상에 제 1 스터브가 형성되고, 제 2 루프 안테나의 루프 상에 제 2 스터브가 형성되는 하이패스용 경사 빔방향 안테나.
- 제 5항에 있어서,상기 제 1 스터브 및 제 2 스터브의 형성 위치 및 길이를 조절하여 빔 방향의 기울어진 각도를 조절하는 하이패스용 경사 빔방향 안테나.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 루프 안테나는 필름에 인쇄되어 형성되는 하이패스용 경사 빔방향 안테나.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 루프 안테나는 안테나가 실장되는 단말기 상부 케이스 내면에 인쇄되어 형성되는 하이패스용 경사 빔방향 안테나.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 하이패스용 경사 빔방향 안테나가 실장되는 무선 단말기.
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| KR1020070129624A KR20090062399A (ko) | 2007-12-13 | 2007-12-13 | 하이패스용 경사 빔방향 안테나 및 안테나가 탑재된 무선단말기 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113644446A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-12 | 维沃移动通信有限公司 | 电子设备 |
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2007
- 2007-12-13 KR KR1020070129624A patent/KR20090062399A/ko not_active Application Discontinuation
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