KR20100005385U - 이동체용 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 위성 신호의 양호한 송,수신을 위해 이동체의 이동에 따라 위성 방향으로 지향될 수 있는 회전형 구조인 동시에 위성 신호에 대한 입사 및 방사의 유효 범위가 회전 이동하는 정해진 범위를 포함해 최대한 넓게 확보될 수 있도록 구성되는 이동체용 안테나에 관한 것이다.
본 고안의 이동체용 안테나는 이동체용 안테나는 배열된 복수의 단위 엘리먼트(element)에 의해 평면형의 전파 입·방사층을 형성한 평판형 배열 안테나를 포함하며, 전파에 대한 지향성을 위해 회전 가능한 구조로 이동체에 탑재되는 안테나에 있어서, 상기 전파 입·방사층의 평면 방향의 최외곽 중 적어도 일부로부터 평면형의 전파 입·방사층과 180° 이내의 둔각을 형성하면서 경사지게 연장되는 혼 형상의 도전성 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
안테나, 위성 신호, 혼 형상, 도전성 패널, 평판형 배열 안테나

Description

이동체용 안테나{Antenna device for vehicles}
본 고안은 이동체용 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위성 신호의 양호한 송,수신을 위해 이동체의 이동에 따라 위성 방향으로 지향될 수 있는 회전형 구조인 동시에 위성 신호에 대한 입사 및 방사의 유효 범위가 회전 이동하는 정해진 범위를 포함해 최대한 넓게 확보될 수 있도록 구성되는 이동체용 안테나에 관한 것이다.
새로운 정보화 사회에 접어들어 많은 미디어들이 정보를 경쟁적으로 제공하고 있고, 통신기술의 발달과 대량의 정보를 신속하게 처리하는 시스템의 보급이 점차 확대됨에 따라, 위성을 통한 시스템간의 정보 전송은 이미 많은 분야에서 응용되고 있다. 특히, 최근에는 선박이나 차량과 같은 이동 시스템에 장착된 위성안테나와 위성간의 원활한 통신을 위해서, 이동체용 위성수신 장치의 필요성이 커지고 있다.
상기 이동체용 위성수신 장치는 수신기의 이동, 방향전환, 여러 가지 외란의 영향 등에 대하여, 안테나가 위성을 정확하게 지향하도록 하여 양호한 수신 상태를 유지하기 위한 장치이다. 따라서, 고정된 위성 수신장치와는 달리 위성을 추적하기 위한 보다 정교한 제어기술이 요구된다.
도 1은 종래의 차량에 설치되는 위성수신 장치(이하 위성안테나라 칭함)를 예시한 것으로서, 도시된 바와 같이, 종래의 위성안테나(10)는 차량(미도시)의 패널에 고정되는 트레이(13)와, 상기 트레이(13)의 상부에 회전 가능하게 설치되는 평판형 배열 안테나 패널(11)과, 상기 평판형 배열 안테나 패널(11)을 가려 보호하는 상태로 트레이(13)에 결합되는 돔형의 커버(12)를 포함하여 형성된다.
그러나, 상기한 종래의 차량용 위성안테나는 위성의 방향으로 지향되어 양호한 수신 상태를 유지하기 위해 회전하는 구조이므로, 평판형 배열 안테나 패널이 그 회전하는 동작 중에 돔형 커버의 내면과 간섭을 일으키지 않는 형태로 설계된다. 다시 말해, 돔형의 커버가 그 내측에 설치되는 평판형 배열 안테나 패널의 회전 반경을 모두 포함할 수 있어야 하므로, 차량용 위성안테나는 평판형 배열 안테나 패널의 측면과 돔형 커버의 내면 사이에 소정의 공간이 형성된다.
이에 따라, 차량용 위성안테나의 전체 크기가 비교적 커지는 반면에, 평판형 배열 안테나 패널의 전파에 대한 방사 및 입사면의 외곽 주연에 위성 신호를 수신하지 못하는 영역이 형성된다. 결과적으로, 차량용 위성안테나가 차량에서 차지하는 크기에 비해 상대적으로 평판형 배열 안테나 패널의 위성 신호에 대한 수신 성능이 극대화하지 못하는 현상으로 나타난다. 따라서 동일한 공간 내에서 차량용 위성안테나의 효율 및 이득(gain)을 보다 향상시킬 필요성이 있다.
본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 위성 신호의 양호한 송,수신을 위해 이동체의 이동에 따라 위성 방향으로 지향될 수 있는 회전형 구조인 동시에 위성 신호에 대한 입사 및 방사의 유효 범위가 회전 이동하는 정해진 범위를 포함해 최대한 넓게 확보될 수 있도록 구성되는 이동체용 안테나를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 이동체용 안테나는 배열된 복수의 단위 엘리먼트(element)에 의해 평면형의 전파 입·방사층을 형성한 평판형 배열 안테나를 포함하며, 전파에 대한 지향성을 위해 회전 가능한 구조로 이동체에 탑재되는 안테나에 있어서, 상기 전파 입·방사층의 평면 방향의 최외곽 중 적어도 일부로부터 평면형의 전파 입·방사층과 180° 이내의 둔각을 형성하면서 경사지게 연장되는 혼 형상의 도전성 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단위 엘리먼트(element) 중 적어도 하나는 혼(horn)을 포함하는 형태인 것일 수 있다.
또한, 상기 도전성 패널은 상기 평판형 배열 안테나와 구분되는 독립된 구조이며, 평판형 배열 안테나의 측면에 결합되는 고정부를 구비하는 형태인 것일 수 있다.
또한, 상기 도전성 패널은 상기 평판형 배열 안테나의 전파 입·방사층의 최외곽으로부터 일체로 연장되어 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 평판형 배열 안테나는 상측 방향에서 본 평면 형상을 기준으로 사각 형태로 형성되며, 상기 도전성 패널은 상기 평판형 배열 안테나의 사각 평면의 네 모서리에 각각 구비되는 것일 수 있다.
본 고안에 따른 이동체용 안테나에 의해서 위성 신호의 양호한 송,수신을 위해 이동체의 이동에 따라 위성 방향으로 지향될 수 있는 회전형 구조이면서도 위성 신호에 대한 입사 및 방사의 유효 범위가 회전 이동하는 정해진 범위를 포함해 최대한 넓게 확보될 수 있고, 이를 통해 수신 효율 및 이득이 극대화될 수 있다.
이하, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 이동체용 안테나의 사시도이다. 도 3는 본 고안의 일 실시예에 따른 이동체용 안테나의 측면도이다.
도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 이동체용 안테나(100)는 평판형 배열 안테나(110), 도전성 패널(120), 회전판(130), 지지브라켓(140), 모 터(150), 트레이(180), 돔 커버(미도시)를 포함하여 형성된다.
상기 평판형 배열 안테나(110)는 전파를 송·수신하는 기능을 하며, 이때 평판형 배열 안테나(110)는 배열된 복수의 단위 엘리먼트(element)에 의해 평면형의 전파 입·방사층을 형성한다. 도 2를 참조하면, 단위 엘리먼트의 전파 입·방사부(110a)가 동일한 평면 방향으로 배열되며, 이에 따라 평판형 배열 안테나(110)는 상기와 같이 동일한 평면 방향으로 배열된 단위 엘리먼트의 전파 입·방사부(110a)에 의해 평면형의 전파 입·방사층을 형성한다.
이러한 평판형 배열 안테나(110)는 전파에 대한 지향성을 위해 회전 가능한 구조로 이동체(200)에 탑재된다. 여기서, 본 실시예의 이동체는 차량을 예로 하였으나, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며, 선박 등 동력에 의해 이동하는 모든 이동체를 포함한다. 또한, 평판형 배열 안테나(110)는 위성 신호를 수신하는 위성 안테나일 수 있다.
그리고, 본 실시예에서는 평판형 배열 안테나(110)로써 혼(horn) 어레이 방식의 도파관 안테나를 예로 하였으나, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며, 평판형의 도파관 슬롯 안테나나 패치 어레이 안테나 또는 다수의 단위 엘리먼트(element) 중 적어도 하나는 혼(horn)으로 이루어지는 평판형의 도파관 안테나 등이 사용될 수 있다.
상기 도전성 패널(120)은 평판형 배열 안테나(110)의 평면형 입·방사층의 최외곽 중 적어도 일부로부터 경사지게 연장되는 형태이다. 즉, 도전성 패널(120)은 전파 입·방사층의 평면 방향의 최외곽 중 적어도 일부로부터 평면형의 전파 입 ·방사층과 180° 이내의 둔각을 형성하면서 경사지게 연장된 형태이다. 이에 따라, 도전성 패널(120)은 평판형 배열 안테나(110)의 입·방사층의 최외곽으로부터 바깥쪽 방향으로 혼 형상을 이루며 구비된다. 이러한 도전성 패널(120)은 평판형 배열 안테나(110)의 입·방사층으로부터 벗어나는 전파까지 수신될 수 있도록 하며, 이러한 도전성 패널(120)에 의해 평판형 배열 안테나(110)의 수신 성능이 보다 향상된다.
그리고, 도전성 패널(120)은 평판형 배열 안테나(110)와 구분되는 독립된 구조이고, 이에 따라 도전성 패널은 평판형 배열 안테나(110)의 측면에 고정되는 고정부를 구비하는 형태일 수 있다. 도 2와 도 3을 참조하면, 평판형 배열 안테나(110)는 상측에서 본 평면 형상을 기준으로 사각 형태로 이루어지며, 도전성 패널(120)은 평판형 배열 안테나(110)의 측면에 고정되는 고정부(122)를 구비하는 형태로 이루어져, 네 개의 도전성 패널(120)이 평판형 배열 안테나(110)의 네 측면에 각각 고정된다. 이에 따라, 평판형 배열 안테나(110)는 전파의 입·방사층을 기준으로 평면 방향을 기준으로 사방의 주연으로 벗어나는 전파까지 수신할 수 있게 되어 수신 성능이 극대화될 수 있다.
그리고, 도전성 패널(120)의 경사지게 연장되는 길이는 후술되는 돔 커버(미도시)의 크기나 디자인에 따라 다양한 길이로 형성될 수 있다.
아래의 표 1 내지 표 3은 종래 이동체용 안테나의 수신 성능과 본 고안의 일 실시예에 따른 도전성 패널(120)을 구비하는 이동체용 안테나(100)의 수신 성능을 비교한 C(carrier wave)/N(noise) 데이터의 표이다.
[표 1]
주파수(Freq) 도전성 패널 무(無) 도전성 패널 유(有)
12290 11.2 11.9
12330 10.7 11.4
12410 10.6 11.3
12450 10 10.8
12490 10.7 11.2
12530 10.3 10.9
12570 9.5 10.1
12610 10.6 11
12650 10.4 11
12730 11.5 11.7
[표 2]
주파수(Freq) 도전성 패널 무(無) 도전성 패널 유(有)
12290 10.9 11.4
12330 10.4 10.9
12410 10.8 11.2
12450 10.2 10.9
12490 10.3 11.3
12530 10.6 10.9
12570 9.3 9.8
12610 10.3 11
12650 10.3 11.2
12730 11.4 11.9
[표 3]
주파수(Freq) 도전성 패널 무(無) 도전성 패널 유(有)
12290 11 11.9
12330 10.7 11.4
12410 11.1 11.6
12450 10.2 11.1
12490 10.8 11.7
12530 10.4 11.1
12570 9.3 10.2
12610 10.4 11.1
12650 10.6 11.4
12730 11.6 12
표 1 내지 3에 예시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따라 도전성 패널 을 구비하는 이동체용 안테나(100)의 C/N 데이터의 값이 종래 이동체용 안테나의 C/N 데이터의 값에 비해 높은 것을 알 수 있다. 이를 통해 본 고안의 일 실시예에 따른 이동체용 안테나의 수신 성능이 종래 이동체용 안테나의 수신 성능에 비해 보다 향상된 수신 성능을 갖게되는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 상기 회전판(130), 지지브라켓(140), 모터(150), 트레이(180), 돔 커버는 통상의 차량용 안테나에 사용되는 것과 동일하거나 유사한 구성이므로, 본 실시예에서 이에 대한 상세 설명은 생략하며, 이하에서 간략하게 설명한다.
상기 회전판(130)은 상기 트레이(180)의 상부에 회전 가능하게 설치되며, 이러한 회전판(130)에 평판형 배열 안테나(110)가 고정되므로써, 평판형 배열 안테나(110)는 회전판(130)의 회전에 연동하여 회전된다.
상기 지지브라켓(140)은 하부가 트레이(180)의 상면에 고정되며, 상부를 통해 평판형 배열 안테나(110)의 하부를 지지한다.
상기 모터(150)는 회전판(130)에 동력을 제공하는 것으로서, 다시 말해 모터(150)의 구동력에 의해 회전판(130)은 회전 동작을 하게 된다.
상기 트레이(180)는 차량과 같은 이동체(미도시)의 패널에 고정되며, 이러한 트레이(180)의 상부에 평판형 배열 안테나(110), 회전판(130), 지지브라켓(140), 모터(150) 등이 설치된다.
상기 돔 커버는 평판형 배열 안테나(110)를 외부로부터 가려 보호하는 상태로 트레이(180)에 결합되며, 도면에서 돔 커버에 대한 상세 도시는 생략하였다.
미설명 부호 160과 170은 LNB(LOW NOISE BLOCK DOWN CONVERTER)와 커넥터를 보인 것이다.
그리고, 도 4와 도 5는 도 2 및 도 3에 따른 이동체용 안테나(100)에서 일부 변형된 형태를 예시한 도면으로서, 도시된 바와 같이 사각 형태의 평판형 배열 안테나(110)의 네 측면 중에서 세 측면에만 도전성 패널(120)이 구비된 형태이다. 따라서, 상술한 도 2 및 도 3에 예시된 이동체용 안테나에 비해 위성 신호의 수신 성능이 일부 저하되겠지만, 돔 커버의 디자인이나 크기 등을 고려하여 평판형 배열 안테나(110)의 전파의 방사 및 입사면의 외곽 중 일부 영역에만 도전성 패널(120)이 구비되는 형태를 예시한 것이다.
상기한 설명을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 고안의 실시예들에 따른 이동체용 안테나에 의해서, 평판형 배열 안테나가 그 전파 입·방사층의 바깥으로 벗어나는 전파의 일부까지 도전성 패널을 통해 수신할 수 있으므로, 이동체에 대한 설치 면적을 기준으로, 동일한 면적내에서 평판형 배열 안테나의 수신 성능이 극대화될 수 있다.
그리고, 도면에 도시하지 않았지만, 본 고안의 다른 실시예에 따라 도전성 패널은 평판형 배열 안테나와 일체로 성형되고, 이에 따라 도전성 패널이 평판형 배열 안테나의 전파 입·방사층의 최외곽으로부터 일체로 연장되는 형태일 수 있 다.
이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 이동체용 안테나를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 종래의 이동체용 안테나를 보인 분해사시도
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 이동체용 안테나의 사시도
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 이동체용 안테나의 측면도
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 이동체용 안테나의 사시도
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 이동체용 안테나의 측면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 이동체용 안테나 110 : 평판형 배열 안테나
110a: 전파 입·방사부 120 : 도전성 패널
121 : 고정부 130 : 회전판
140 : 지지브라켓 150 : 모터
160 : LNB 170 : 커넥터
180 : 트레이

Claims (5)

  1. 배열된 복수의 단위 엘리먼트(element)에 의해 평면형의 전파 입·방사층을 형성한 평판형 배열 안테나를 포함하며, 전파에 대한 지향성을 위해 회전 가능한 구조로 이동체에 탑재되는 안테나에 있어서,
    상기 전파 입·방사층의 평면 방향의 최외곽 중 적어도 일부로부터 평면형의 전파 입·방사층과 180° 이내의 둔각을 형성하면서 경사지게 연장되는 혼 형상의 도전성 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체용 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 엘리먼트(element) 중 적어도 하나는 혼(horn)을 포함하는 형태인 것을 특징으로 하는 이동체용 안테나.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도전성 패널은 상기 평판형 배열 안테나와 구분되는 독립된 구조이며, 평판형 배열 안테나의 측면에 결합되는 고정부를 구비하는 형태인 것을 특징으로 하는 이동체용 안테나.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도전성 패널은 상기 평판형 배열 안테나의 전파 입·방사층의 최외곽으 로부터 일체로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이동체용 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 평판형 배열 안테나는 상측 방향에서 본 평면 형상을 기준으로 사각 형태로 형성되며, 상기 도전성 패널은 상기 평판형 배열 안테나의 사각 평면의 네 모서리에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 이동체용 안테나.
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