KR20110089827A - 유리 안테나 및 이를 포함하는 차량용 창유리 - Google Patents

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KR20110089827A
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겐이찌로 시모
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아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

창유리(23) 상에 또는 창유리(23) 내에 제공되는 유리 안테나는, 수직 방향으로 정렬되는 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17), 상부 급전부(16)를 시작점으로 하여 연장되는 요소(1a) 및 요소(1a)를 시작점으로 하여 연장되는 요소(2a)에 의해 L형의 기하학 구조로 형성된 제1 L형 요소, 및 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 우측으로 연장되는 요소(3) 및 요소(3)를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 요소(4)에 의해 L형의 기하학 구조로 형성된 제2 L형 요소, 상부 급전부(16)를 시작점으로 하여 상측으로 연장되는 요소(5), 및 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 요소(6)를 포함한다.

Description

유리 안테나 및 이를 포함하는 차량용 창유리 {GLASS ANTENNA AND VEHICULAR WINDOW GLASS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 유리판에 제공되는 유리 안테나에 관한 것이다. 본 발명은 또한 유리 안테나가 제공된 차량용 창유리에 관한 것이다.
관련 기술로서, 디지털 오디오 방송(DAB)을 수신할 수 있는 유리 안테나가 공지되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평10-327009호, 일본 특허 공개 제2000-307321호, 미국 특허 제6924771호, 유럽 특허 공개 제1732160호).
DAB는 2개의 상이한 주파수 대역, 예를 들어 174 내지 240 MHz의 대역 Ⅲ 및 1,452 내지 1,492 MHz의 L 대역을 포함한다.
그러나, 주파수 대역이 DAB와 같은 2개의 주파수 대역을 포함하는 이중 대역의 경우, 대역들이 서로 근접하지 않기 때문에, 양쪽 주파수 대역을 처리할 수 있는 충분한 수신 성능을 갖는 유리 안테나를 설계 및 제조하는 것은 어렵다.
요약
본 발명의 목적은 DAB와 같은 이중 대역을 처리할 수 있는 수신 특성을 갖는 유리 안테나, 및 유리 안테나를 포함하는 차량용 창유리를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른, 유리판 상에 또는 유리판 내에 제공되는 유리 안테나는, 유리판의 표면에서 볼 때
수직 방향으로 정렬되는 상부 급전부 및 하부 급전부, 및
제1 안테나 도체, 제2 안테나 도체 및 제3 안테나 도체를 갖는 안테나 도체
를 포함하며,
여기서 제1 안테나 도체는, 상부 급전부를 시작점으로 하여 연장되는 제1 요소 및 제1 요소를 시작점으로 하여 연장되는 제2 요소에 의해, 제1 요소 및 제2 요소 중 하나가 상측으로 연장되고 다른 하나가 우측으로 연장되는 L형의 기하학 구조로 형성된 제1 L형 요소를 포함하고,
제2 안테나 도체는, 하부 급전부를 시작점으로 하여 우측으로 연장되는 제3 요소 및 제3 요소를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 제4 요소에 의해 L형의 기하학 구조로 형성된 제2 L형 요소를 포함하고,
제3 안테나 도체는 상부 급전부를 시작점으로 하여 상측으로 연장되는 제5 요소를 포함한다.
본 발명에 따른 차량용 창유리는 상기한 유리 안테나를 포함한다.
본 발명에 따르면, DAB와 같은 이중 대역을 처리할 수 있는 수신 특성을 얻을 수 있다.
도 1은 차량용 유리 안테나(100)의 평면도이다.
도 2는 차량용 유리 안테나(200)의 평면도이다.
도 3은 차량용 유리 안테나(300)의 평면도이다.
도 4는 차량용 유리 안테나(REF)의 평면도이다.
도 5는 도체 길이(L4)가 바뀔 때의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 6은 도체 길이(L13)가 바뀔 때의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 7은 도체 길이(L1a)가 바뀔 때의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 8은 도체 길이(L2b)가 바뀔 때의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 9는 도체 길이(L7)가 바뀔 때의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 10은 도체 길이(L5+E)가 바뀔 때의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다.
도 11은 도체 길이(L6+E)가 바뀔 때의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다.
이하에 도면을 참조하여 본 발명을 실시하는 양태를 서술한다. 양태를 예시하는 도면에서, 방향에 관한 구체적인 설명이 없으면 도면 상의 방향을 지칭하는 것으로 한다. 추가적으로, 평행하거나 또는 직각으로 지칭된 방향은, 본 발명의 이점에 손상을 주지 않는 상기 방향으로부터의 편차를 허용한다. 차량용 유리 안테나의 평면도는, 관찰자가 유리판을 보면서 유리판과 마주할 때 생성되는 유리 안테나의 도면이다. 본 발명에 따른 유리판이 차량용 창유리에 적용된 상태로, 평면도는 각각 창유리가 차량에 끼워지는 상태에서 차량의 객실 내측으로부터 보여지는 것으로 창유리를 도시한 것이다. 그러나, 평면도는 차량의 외측으로부터 보여지는 것으로 창유리를 도시하는 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 창유리가 차량의 횡방향 측부에 장착되는 사이드 창으로서 사용되는 경우, 도면에서 좌우 방향은 차량의 전후 방향 또는 종방향에 상당한다. 본 발명은 사이드 창뿐 아니라 차량의 후방에 장착되는 후방 창, 차량의 전방에 장착되는 유리, 및 차량용 유리판 이외의 유리판(예를 들어, 건축용 창유리 및 군함용 창유리 등)에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시양태인 차량용 유리 안테나(100)의 평면도이다. 도 2는 본 발명의 제2 실시양태인 차량용 유리 안테나(200)의 평면도이다. 유리 안테나(100, 200)는 차량의 사이드 창인 창유리(23) 상에 또는 창유리(23) 내에 제공되는 안테나이다. 도 1 및 도 2는 차량의 내측으로부터 볼 때의 도면을 도시한 것이고, 각 도면의 좌측은 차량의 후방측에 상당한다. 각 도면에서 수직 방향은 차량의 수직 방향에 상당하고, 각 도면의 하부측은 노면측에 상당한다.
유리 안테나(100, 200)는, 평면 형상으로 창유리(23) 상에 제공되는 다이폴형 안테나이고, 안테나 도체, 및 상부 급전부와 하부 급전부 사이에 거리를 두고 창유리(23)의 측연부를 따라 수직 방향으로 정렬되는 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17)를 포함한다. 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17)는 안테나 도체를 위한 한 쌍의 급전점을 구성한다. 유리 안테나(100, 200)는 안테나 도체 패턴으로서 적어도 제1 안테나 도체, 제2 안테나 도체 및 제3 안테나 도체를 갖는다.
제1 안테나 도체는 상부 급전부(16)를 시작점으로 하여 연장되는 제1 요소 및 제1 요소를 시작점으로 하여 연장되는 제2 요소에 의해 L형의 기하학 구조로 형성되는 제1 L형 요소를 포함한다. 예를 들어, L형 요소를 형성하기 위하여, 제2 요소는 제1 요소가 연장되는 방향에 직각 또는 실질적으로 직각인 방향으로 연장된다. 추가적으로, 제1 요소 및 제2 요소 중 하나가 상측으로 연장되고 다른 하나가 우측으로 연장된다.
도 1에서, 상부 급전부(16)를 시작점으로 하여 상측으로 직선으로 연장되는 요소(1a)가 제1 요소로서 도시되고, 요소(1a)의 상부 연장부의 종결 단부(a)를 시작점으로 하여 우측으로 직선으로 연장되는 요소(2a)가 제2 요소로서 도시된다. 요소(2a)는 제1 안테나 도체의 연장부의 종결 단부(b)까지 연장된다. 한편, 도 2에서, 상부 급전부(16)를 시작점으로 하여 우측으로 직선으로 연장되는 요소(1b)가 제1 요소로서 도시되고, 요소(1b)의 우측 연장부의 종결 단부(g)를 시작점으로 하여 상측으로 직선으로 연장되는 요소(2b)가 제2 요소로서 도시된다. 요소(2b)는 제1 안테나 도체의 연장부의 종결 단부(h)까지 연장된다.
제2 안테나 도체는 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 우측으로 연장되는 제3 요소 및 제3 요소를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 제4 요소에 의해 L형의 기하학 구조로 형성되는 제2 L형 요소를 포함한다. 예를 들어, L형 요소를 형성하기 위하여, 제4 요소는 제3 요소가 연장되는 방향에 직각 또는 실질적으로 직각인 방향으로 연장된다.
도 1 및 도 2에서, 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 우측으로 직선으로 연장되는 요소(3)가 제3 요소로서 도시되고, 제3 요소(3)의 우측 연장부의 종결 단부(c)를 시작점으로 하여 하측으로 직선으로 연장되는 요소(4)가 제4 요소로서 도시된다. 요소(4)는 제2 안테나 도체의 연장부의 종결 단부(d)까지 연장된다.
제3 안테나 도체는 상부 급전부(16)를 시작점으로 하여 상측으로 연장되는 제5 요소를 포함한다. 도 1 및 도 2에서, 상부 급전부(16)를 시작점으로 하여 상측으로 직선으로 연장되는 요소(5)가 제5 요소로서 도시된다. 제5 요소(5)는 제3 안테나 도체의 종결 단부(e)까지 연장된다. 특히, 도 1의 경우에, 요소(5)는, 요소(1a)의 좌측 영역 상에서 요소(1a)와의 사이에 거리를 두고 창유리(23)의 좌측 연부를 따라 연장된다.
유리 안테나(100, 200)는 안테나 도체 패턴으로서, 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 제6 요소를 포함하는 제4 안테나 도체를 가질 수 있다. 도 1 및 도 2에서, 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 하측으로 직선으로 연장되는 요소(6)가 제6 요소로서 도시된다. 제6 요소는 제4 안테나 도체의 종결 단부(f)까지 연장된다.
이 방식에서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나에 따르면, 상부 급전부(16)는, 소정의 제1 도전성 부재를 통해 외부 신호 처리 시스템(예를 들어 온-보드 증폭기)의 신호 라인에 전기적으로 연결되고, 하부 급전부(17)는 소정의 제2 도전성 부재를 통해 외부 접지 라인(예를 들어 신호 처리 시스템의 접지부)에 전기적으로 연결됨으로써, DAB와 같은 이중 대역을 처리할 수 있는 수신 특성을 얻을 수 있다. 특히, 상측으로 또는 하측으로 연장되는 요소, 예를 들어 지표면(특히 수평면)에 수직이도록 창유리(23) 상에 또는 창유리(23) 내에 제공되는 요소(1a), 요소(2b), 요소(4), 요소(5) 및 요소(6) 중 하나 또는 둘 또는 그 이상에 의해, DAB와 같은 이중 대역의 전파, 예를 들어 수직 편파가 더 좋은 감도로 수신될 수 있다. 차량 상의 창유리(23)의 장착각은 바람직하게는 지표면에 대해 30 내지 90°의 범위, 더 바람직하게는 60 내지 90°의 범위이다.
제1 도전성 부재 및 제2 도전성 부재로서, 예를 들어 AV 와이어 및 동축 케이블과 같은 급전 와이어가 사용된다. 동축 케이블이 사용되는 경우, 동축 케이블의 내부 도체는 상부 급전부(16)에 전기적으로 연결될 수 있고, 동축 케이블의 외부 도체는 하부 급전부(17)에 전기적으로 연결될 수 있다. 추가적으로, 신호 처리 시스템에 연결된 도전성 부재를 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17) 각각에 전기적으로 연결하기 위한 커넥터가 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17) 각각에 장착되는 구성이 채택될 수 있다. 동축 케이블의 내부 도체 및 외부 도체를 각각 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17)에 부착하는 것이 커넥터에 의해 더 용이해진다. 또한, 도전성 돌출 부재가 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17) 각각에 위치되어 도전성 돌출 부재가, 창유리(23)가 장착되는 차체의 플랜지와 접촉하게 되거나 또는 그에 끼워지는 구성이 또한 채택될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나에 따르면, 이중 대역의 저주파수 전파를 수신하면서 소정의 표준 요건을 충족시키기 위해 제1 안테나 도체 및/또는 제2 안테나 도체의 길이에 대해 튜닝이 수행되는 경우에도, 이중 대역의 고주파수 전파의 수신 특성은 튜닝에 의한 영향을 거의 받지 않게 유지될 수 있다. 마찬가지로, 이중 대역의 고주파수 전파를 수신하기 위해 제3 안테나 도체 및/또는 제4 안테나 도체의 길이에 대해 튜닝이 수행되는 경우에도, 이중 대역의 저주파수 전파의 수신 특성은 튜닝에 의한 영향을 거의 받지 않게 유지될 수 있다. 즉, 튜닝이 용이하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 안테나 도체는 제4 요소를 시작점으로 하여 좌측으로 연장되는 제7 요소를 포함할 수 있다. 도 3에서, 요소(4)의 하측 연장부의 종결 단부(i)를 시작점으로 하여 좌측으로 직선으로 연장되는 요소(7)가 제7 요소로서 도시된다. 요소(7)는 제2 안테나 도체의 종결 단부(j)까지 연장된다.
"종결 단부"는 요소의 종결점이거나 또는 종결점에 인접하거나 또는 종결점 직전의 도체 부분에 있을 수 있다. 요소가 연결되는 연결부는 만곡될 수 있다.
안테나 도체, 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17)는, 예를 들어 창유리의 차량 내측 표면 상에 도전성 금속을 함유하는 페이스트, 예를 들어 은 페이스트를 인쇄 및 소성(firing)시킴으로써 형성된다. 그러나, 형성 방법은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도전성 물질, 예를 들어 구리로 이루어진 선형 또는 포일형 재료가 창유리의 내측 표면 또는 외측 표면 상에 형성될 수 있거나 또는 접착제에 의해 창유리에 부착될 수 있다. 대안적으로, 그러한 선형 또는 포일형 재료는 창유리 자체의 내부에 제공될 수 있다.
상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17)의 형상 및 상부 급전부(16)와 하부 급전부(17) 사이의 거리는, 각각 도전성 부재의 장착면의 형상 및 장착면 사이의 거리에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 장착을 고려하여, 사각형 형상, 예를 들어 정사각형, 실질적으로 정사각형, 직사각형 또는 실질적으로 직사각형인 형상 또는 다각형 형상이 바람직하다. 대안적으로, 원형 형상, 예를 들어 원형 형상, 실질적으로 원형, 타원형 또는 실질적으로 타원형인 형상이 채택될 수 있다. 상부 급전부(16)의 면적과 하부 급전부(17)의 면적은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
합성 수지 필름의 내부 또는 표면에 안테나 도체를 포함하는 도체층을 제공하고 창유리판의 외부측면 또는 내부측면 상의 도체층에 합성 수지 필름을 적용함으로써 제조되는 유리 안테나가 채택될 수 있다. 또한, 안테나 도체가 창유리의 내부측면 또는 외부측면 상에 형성되는 가요성 회로 기판을 형성함으로써 제조되는 유리 안테나가 채택될 수 있다.
창유리(23)의 표면 상에 은폐 필름이 형성되고, 급전부 및 안테나 도체의 일부 또는 전체가 은폐 필름 상에 제공될 수 있다. 세라믹, 예를 들어 블랙 세라믹 필름을 은폐 필름으로서 들 수 있다. 이 방법에 의해, 창유리를 차량의 외측으로부터 볼 때, 은폐 필름 상에 제공된 안테나 도체 부분은 은폐 필름에 의해 차량의 외측에서 볼 수 없게 됨으로써, 창유리의 디자인이 우수하게 된다. 도면에서, 급전부 및 안테나 도체의 일부가 은폐 필름 상(은폐 필름의 연부(33a 내지 33d)와 창유리(23)의 연부 사이)에 형성됨으로써, 차량의 내측에서 볼 때 도체의 가는 직선 부분만이 보이게 되어 디자인의 관점에서 바람직하다.
본 발명에서, 수신되는 방송 주파수 대역으로서, 소정의 제1 방송 주파수 대역, 및 제1 방송 주파수 대역보다 높은 소정의 제2 방송 주파수 대역이 있다. 제1 방송 주파수 대역의 중심 주파수에서 공기중의 파장을 λ01이라 하고 유리 파장 단축률을 k1(여기서 k1=0.54)이라 하고 λg1=λ01·k1로 할 때, 도 1에 도시된 유리 안테나(100)의 경우, 제1 안테나 도체의 수직 구성요소인 제1 요소에 상당하는 요소(1a)의 도체 길이(L1a)가, 요소(1a)가 창유리(23) 내에 있는 범위 내에서 바람직하게는 (1/24)λg1 이상 또는 더 바람직하게는 (1/12)λg1 이상인 경우에, 제1 방송 주파수 대역의 안테나 이득의 증가 측면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
여기서, 대역 Ⅲ(174 내지 240 MHz)이 제1 방송 주파수 대역으로서 설정되는 경우, 그의 중심 주파수는 207 MHz이다. 결과적으로, 대역 Ⅲ의 안테나 이득을 증가시키려고 할 때, 전파 속도가 3.0×108 m/s인 경우, 요소(1a)의 도체 길이(L1a)를 바람직하게는 35 mm 이상 또는 더 바람직하게는 66 mm 이상으로 조정하는 것이 좋다.
도 2에 도시된 유리 안테나(200)의 경우, 제1 안테나 도체의 수직 구성요소인 제2 요소에 상당하는 요소(2b)의 도체 길이(L2b)가, 요소(2b)가 창유리(23) 내에 있는 범위 내에서 바람직하게는 (1/12)λg1 이상 또는 더 바람직하게는 (1/8)λg1 이상 또는 더 더욱 바람직하게는 (1/6)λg1 이상인 경우에, 제1 방송 주파수 대역의 안테나 이득의 증가 측면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 결과적으로, 대역 Ⅲ의 안테나 이득을 증가시키려고 할 때, 요소(2b)의 도체 길이(L2b)를 바람직하게는 66 mm 이상, 더 바람직하게는 97 mm 이상 또는 더 더욱 바람직하게는 130 mm 이상으로 조정하는 것이 좋다.
제1 안테나 도체의 전체 길이, 즉 요소(1a) 및 요소(2a)의 도체 길이 또는 요소(1b) 및 요소(2b)의 도체 길이의 합이 바람직하게는 0.15λg1 이상, 0.3λg1 이하 또는 더 바람직하게는 0.2λg1 이상, 0.27λg1 이하인 경우에, 제1 방송 주파수 대역의 안테나 이득의 증가 측면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 결과적으로, 대역 Ⅲ의 안테나 이득을 증가시키려고 할 때, 제1 안테나 도체의 전체 길이를 바람직하게는 120 mm 이상, 240 mm 이하 또는 더 바람직하게는 160 mm 이상, 210 mm 이하로 조정하는 것이 좋다.
제2 안테나 도체의 수직 구성요소인 제4 요소에 상당하는 요소(4)의 도체 길이(L4)가, 요소(4)가 창유리(23) 내에 있는 범위 내에서 바람직하게는 (1/5)λg1 이상 또는 더 바람직하게는 (1/4)λg1 이상인 경우에, 제1 방송 주파수 대역의 안테나 이득의 증가 측면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 결과적으로, 대역 Ⅲ의 안테나 이득을 증가시키려고 할 때, 요소(4)의 도체 길이(L4)를 바람직하게는 150 mm 이상 또는 더 바람직하게는 200 mm 이상으로 조정하는 것이 좋다.
제2 안테나 도체의 전체 길이, 즉 요소(3) 및 요소(4)의 도체 길이의 합이 바람직하게는 0.3λg1 이상, 0.64λg1 이하 또는 더 바람직하게는 0.35λg1 이상, 0.52λg1 이하인 경우에, 요소(3) 및 요소(4)가 창유리(23) 내에 있는 범위 내에서 제1 방송 주파수 대역의 안테나 이득의 증가 측면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 결과적으로, 대역 Ⅲ의 안테나 이득을 증가시키려고 할 때, 제2 안테나 도체의 전체 길이를 바람직하게는 240 mm 이상, 500 mm 이하 또는 더 바람직하게는 280 mm 이상, 400 mm 이하로 조정하는 것이 좋다.
본 발명에서, 제1 방송 주파수 대역보다 높은 제2 방송 주파수 대역의 중심 주파수에서 공기중의 파장을 λ02라 하고 유리 파장 단축률을 k2(여기서 k2=0.74)라 하고 λg2=λ02·k2로 할 때, 요소(5)의 연장부의 종결 단부(e)와 상부 급전부(16)의 단부 사이를 최단 거리로 연결하는 도체 라인의 길이(L5+E)가 바람직하게는 0.17λg2 이상, 0.27λg2 이하 또는 더 바람직하게는 0.19λg2 이상, 0.26λg2 이하인 경우에, 제2 방송 주파수 대역의 안테나 이득의 증가 측면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 도 1 내지 도 3의 경우에, 상부 급전부(16)의 단부는 하부 급전부(17)와 마주하는 단부인 상부 급전부(16)의 하부 단부에 상당한다. 추가적으로, (L5+E)의 "E"는 정사각형의 상부 급전부(16)의 한 변의 길이에 상당한다.
여기서, L 대역(1,452 내지 1,492 MHz)이 제2 방송 주파수 대역으로서 설정되는 경우, 그의 중심 주파수는 1,472 MHz이다. 결과적으로, L 대역의 안테나 이득을 증가시키려고 할 때, 전파 속도가 3.0×108 m/s인 경우, 도체 라인의 길이(L5+E)를 바람직하게는 26 mm 이상, 40 mm 이하 또는 더 바람직하게는 30 mm 이상, 38 mm 이하로 조정하는 것이 좋다.
요소(6)의 연장부의 종결 단부(f)와 하부 급전부(17)의 단부 사이를 최단 거리로 연결하는 도체 라인의 길이(L6+E)가 바람직하게는 0.07λg2 이상, 0.2λg2 이하 또는 더 바람직하게는 0.13λg2 이상, 0.19λg2 이하인 경우에, 제2 방송 주파수 대역의 안테나 이득의 증가 측면에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 도 1 내지 도 3의 경우에, 하부 급전부(17)의 단부는 상부 급전부(16)와 마주하는 단부인 하부 급전부(17)의 상부 단부에 상당한다. 추가적으로, (L6+E)의 "E"는 정사각형 하부 급전부(17)의 한 변의 길이에 상당한다. 결과적으로, L 대역의 안테나 이득을 증가시키려고 할 때, 도체 라인의 길이(L6+E)를 바람직하게는 12 mm 이상, 30 mm 이하 또는 더 바람직하게는 20 mm 이상, 28 mm 이하로 조정하는 것이 좋다.
[실시예]
본 발명에 따른 유리 안테나를 차량용 창유리에 적용하는 실시예를 설명한다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나를 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 유리 안테나의 안테나 이득의 실측 결과를 설명한다.
수평면에 대해 약 75°로 경사진 채로 턴테이블 상에서 자동차의 창 프레임 내로 유리 안테나가 형성된 자동차용 창유리판이 조립된 상태에서 안테나 이득을 실측한다. 커넥터를 급전부에 부착하고 급전기 와이어를 통해 네트워크 분석기에 연결한다. 턴테이블은 전파가 수평 방향으로부터 모든 방향으로 창유리 상에 적용되도록 회전한다.
유리 안테나를 형성한 유리판이 조립된 자동차의 차량 중심을 턴테이블의 중심에 설정하고 자동차를 360° 회전시킴으로써 안테나 이득의 측정을 수행한다. 턴테이블을 3° 회전시킬 때마다, 대역 Ⅲ의 주파수 범위 내에서 3 MHz마다 및 L 대역의 주파수 범위 내에서 1.7 MHz마다 안테나 이득을 측정한다. 실질적으로 수평 방향(지면에 평행한 면을 앙각=0°라 하고 천정 방향을 앙각=90°라 할 때, 앙각=0°인 방향)에 있는 안테나 도체와 전파의 발신 위치 사이의 앙각으로 안테나 이득을 측정한다. 반파장 다이폴 안테나의 이득이 0 dB이도록 반파장 다이폴 안테나를 기준으로 안테나 이득을 표준화한다.
[실시예 1]
도 4는 본 발명의 실시양태인 차량용 유리 안테나(100)(도 1 참조)와 비교되는 차량용 유리 안테나(REF)의 평면도이다. 본 발명의 실시양태인 차량용 유리 안테나와 마찬가지로, 차량용 유리 안테나(REF)도 다이폴형 유리 안테나이다.
유리 안테나(REF)의 제2 안테나 도체의 형태는 유리 안테나(100)의 제2 안테나 도체의 형태와는 다르다. 즉, 유리 안테나(REF)의 제2 안테나 도체는, 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 요소(13) 및 요소(13)를 시작점으로 하여 우측으로 연장되는 요소(14)에 의해 L형의 기하학 구조로 형성되는 L형 요소를 포함한다.
도 5는 요소(3)의 도체 길이(L3) 및 도체 길이(L4)의 합을 300 mm로 일정하게 유지하면서 요소(4)의 도체 길이(L4)를 변화시킬 때, 도 1에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(100)를 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 고주파수 유리 안테나의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다. 도 6은 요소(13)의 도체 길이(L13) 및 요소(14)의 도체 길이(L14)의 합을 300 mm로 일정하게 유지하면서 도체 길이(L13)를 변화시킬 때, 도 4에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(REF)를 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 고주파수 유리 안테나의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다. 도 5 및 도 6의 수직축은 대역 Ⅲ(170 내지 240 MHz)에서 3 MHz마다 측정된 안테나 이득의 평균값을 나타낸다.
도 5 및 도 6에 도시된 안테나 이득이 실측될 때 유리 안테나의 각 부분의 치수는 이하와 같다. 단위는 mm이다.
L1a: 37
L2a: 160
L5: 24
L6: 14
여기서 "L*"(*은 참조번호를 나타냄)은 요소*의 도체 길이를 의미한다. 각 요소의 도체 폭은 0.8 mm이다. 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17)는 양쪽 모두 한 변이 10 mm인 정사각형이다. 상부 급전부(16)와 하부 급전부(17) 사이의 거리는 20 mm이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 대역 Ⅲ에서의 안테나 이득은 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 요소를 갖는 유리 안테나(REF)와 비교하여, 하부 급전부(17)를 시작점으로 하여 우측으로 연장되는 요소(3)를 갖는 유리 안테나(100)에 의해 증가한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 안테나 도체의 수직 구성요소인 요소(4)의 도체 길이(L4)가 길어지면, 대역 Ⅲ에서의 안테나 이득은 증가할 수 있다. 예를 들어, 요소(4)의 도체 길이(L4)가 150 mm 이상인 경우에, 대역 Ⅲ에서의 안테나 이득은 증가할 수 있다.
[실시예 2]
도 7은 도체 길이(L1a) 및 요소(2)의 도체 길이(L2a)의 합을 197 mm로 일정하게 유지하면서 요소(1a)의 도체 길이(L1a)를 변화시킬 때, 도 1에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(100)를 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 고주파수 유리 안테나의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다. 도 8은 요소(1b)의 도체 길이(L1b) 및 도체 길이(L2b)의 합을 197 mm로 일정하게 유지하면서 요소(2b)의 도체 길이(L2b)를 변화시킬 때, 도 2에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(200)를 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 고주파수 유리 안테나의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다. 도 7 및 도 8의 수직축은 대역 Ⅲ(170 내지 240 MHz)에서 3 MHz마다 측정된 안테나 이득의 평균값을 나타낸다.
도 7 및 도 8에 도시된 안테나 이득이 실측될 때 유리 안테나의 각 부분의 치수는 이하와 같다. 단위는 mm이다.
L3: 80
L4: 220
L5: 24
L6: 14
다른 치수는 실시예 1의 치수와 동일하다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 대역 Ⅲ에서의 안테나 이득은, 제1 안테나 도체의 수직 방향으로 연장되는 요소(1a 또는 2b)의 도체 길이가 길어짐에 따라 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(100)의 경우, 제1 안테나 도체의 수직 구성요소인 요소(1a)의 도체 길이(L1a)가 35 mm 이상인 경우에, 대역 Ⅲ에서의 안테나 이득은 증가할 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(200)의 경우, 제1 안테나 도체의 수직 구성요소인 요소(2b)의 도체 길이(L2b)가 66 mm 이상 또는 나아가 97 mm 이상인 경우에, 대역 Ⅲ에서의 안테나 이득은 증가할 수 있다.
[실시예 3]
도 9는 요소(4)의 도체 길이(L4) 및 도체 길이(L7)의 합을 220 mm로 일정하게 유지하면서 요소(7)의 도체 길이(L7)를 변화시킬 때, 도 3에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(300)를 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 고주파수 유리 안테나의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다. 도 9의 수직축은 대역 Ⅲ(170 내지 240 MHz)에서 3 MHz마다 측정된 안테나 이득의 평균값을 나타낸다.
도 9에 도시된 안테나 이득이 실측될 때 유리 안테나의 각 부분의 치수는 이하와 같다. 단위는 mm이다.
L1a: 37
L2a: 160
L3: 80
다른 치수는 실시예 1의 치수와 동일하다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2 도체의 수직 방향으로 연장되는 요소(4)의 도체 길이(L4)가 길어지면(즉, 제2 안테나 도체의 수평 방향으로 연장되는 요소(7)의 도체 길이(L7)가 짧아지면), 대역 Ⅲ에서의 안테나 이득은 증가할 수 있다.
[실시예 4]
도 10은 도체 길이(L5)를 바꿈으로써 요소(5)의 도체 길이(L5) 및 상부 급전부(16)의 변의 길이(E)의 합(L5+E)을 변화시킬 때, 도 1에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(100)의 요소(5) 및 급전부(16, 17)만을 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 고주파수 유리 안테나의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다. 도 10의 수직축은 L 대역(1,452 내지 1,492 MHz)에서 1.7 MHz마다 측정된 안테나 이득의 평균값을 나타낸다.
도 10에서 안테나 이득이 실측될 때 요소(5)의 도체 폭은 0.8 mm이다. 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17)는 양쪽 모두 한 변이 10 mm인 정사각형이다. 상부 급전부(16)와 하부 급전부(17) 사이의 거리는 20 mm이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 도체 길이(L5+E)가 26 mm 이상, 40 mm 이하인 경우에, L 대역에서의 안테나 이득은 증가할 수 있다.
[실시예 5]
도 11은 도체 길이(L6)를 바꿈으로써 요소(6)의 도체 길이(L6) 및 하부 급전부(17)의 변의 길이(E)의 합(L6+E)을 변화시킬 때, 도 1에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(100)의 요소(5, 6) 및 급전부(16, 17)만을 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 고주파수 유리 안테나의 안테나 이득의 실측 데이터를 도시하는 그래프이다. 도 11의 수직축은 L 대역(1,452 내지 1,492 MHz)에서 1.7 MHz마다 측정된 안테나 이득의 평균값을 나타낸다.
도 11에서 안테나 이득이 실측될 때 요소(5, 6)의 도체 폭은 0.8 mm이다. 상부 급전부(16) 및 하부 급전부(17)는 양쪽 모두 한 변이 10 mm인 정사각형이다. 상부 급전부(16)와 하부 급전부(17) 사이의 거리는 20 mm이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 도체 길이(L6+E)가 12 mm 이상, 30 mm 이하인 경우에, L 대역에서의 안테나 이득은 증가할 수 있다.
[실시예 6]
도 1에 도시된 바와 같이 형성된 유리 안테나(100)를 실제 차량의 사이드 창 상에 장착하여 제조되는 자동차용 고주파수 유리 안테나에 대해 대역 Ⅲ의 전체 대역에서 3 MHz마다 실측된 안테나 이득의 평균값 및 L 대역의 전체 대역에서 1.7 MHz마다 실측된 안테나 이득의 평균값을 연산하였다.
실시예 6의 안테나 이득이 실측될 때 유리 안테나(100)의 각 부분의 치수는 이하와 같다. 단위는 mm이다.
L1a: 37
L2a: 160
L3: 80
L4: 220
L5: 24
L6: 14
다른 치수는 실시예 1의 치수와 동일하다.
결과적으로, 대역 Ⅲ의 전체 대역에서의 안테나 이득의 평균값은 -3.3 dBd이고, L 대역의 전체 대역에서의 안테나 이득의 평균값은 -6.6 dBd이다.

Claims (14)

  1. 유리판의 표면에서 보 때
    수직 방향으로 정렬되는 상부 급전부 및 하부 급전부, 및
    제1 안테나 도체, 제2 안테나 도체 및 제3 안테나 도체를 갖는 안테나 도체를 포함하며,
    여기서 제1 안테나 도체는, 상부 급전부를 시작점으로 하여 연장되는 제1 요소 및 제1 요소를 시작점으로 하여 연장되는 제2 요소에 의해, 제1 요소 및 제2 요소 중 하나가 상측으로 연장되고 다른 하나가 우측으로 연장되는 L형의 기하학 구조로 형성된 제1 L형 요소를 포함하고,
    제2 안테나 도체는, 하부 급전부를 시작점으로 하여 우측으로 연장되는 제3 요소 및 제3 요소를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 제4 요소에 의해 L형의 기하학 구조로 형성된 제2 L형 요소를 포함하고,
    제3 안테나 도체는 상부 급전부를 시작점으로 하여 상측으로 연장되는 제5 요소를 포함하는, 유리판 상에 또는 유리판 내에 제공되는 유리 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 제1 요소가 상부 급전부를 시작점으로 하여 상측으로 연장되는 유리 안테나.
  3. 제2항에 있어서, 소정의 제1 방송 주파수 대역, 및 제1 방송 주파수 대역보다 높은 소정의 제2 주파수 대역이 있고, 제1 방송 주파수 대역의 중심 주파수에서 공기중의 파장을 λ01이라 하고 유리 파장 단축률을 k1(여기서 k1=0.54)이라 하고 λg1=λ01·k1로 할 때,
    제1 요소의 도체 길이가 (1/24)λg1 이상인 유리 안테나.
  4. 제2항에 있어서, 제1 요소의 도체 길이가 35 mm 이상인 유리 안테나.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 제1 방송 주파수 대역, 및 제1 방송 주파수 대역보다 높은 소정의 제2 주파수 대역이 있고, 제1 방송 주파수 대역의 중심 주파수에서 공기중의 파장을 λ01이라 하고 유리 파장 단축률을 k1(여기서 k1=0.54)이라 하고 λg1=λ01·k1로 할 때,
    제4 요소의 도체 길이가 (1/5)λg1 이상인 유리 안테나.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제4 요소의 도체 길이가 150 mm 이상인 유리 안테나.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 제1 방송 주파수 대역, 및 제1 방송 주파수 대역보다 높은 소정의 제2 방송 주파수 대역이 있고, 제2 방송 주파수 대역의 중심 주파수에서 공기중의 파장을 λ02라 하고 유리 파장 단축률을 k2(여기서 k2=0.74)라 하고 λg2=λ02·k2로 할 때,
    제5 요소의 연장부의 종결 단부와 상부 급전부의 단부 사이를 최단 거리로 연결하는 도체 라인의 길이가 0.17λg2 이상, 0.27λg2 이하인 유리 안테나.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제5 요소의 연장부의 종결 단부와 상부 급전부의 단부 사이를 최단 거리로 연결하는 도체 라인의 길이가 26 mm 이상, 40 mm 이하인 유리 안테나.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 안테나 도체가, 하부 급전부를 시작점으로 하여 하측으로 연장되는 제6 요소를 포함하는 제4 안테나 도체를 더 갖는 유리 안테나.
  10. 제9항에 있어서, 소정의 제1 방송 주파수 대역, 및 제1 방송 주파수 대역보다 높은 소정의 제2 방송 주파수 대역이 있고, 제2 방송 주파수 대역의 중심 주파수에서 공기중의 파장을 λ02라 하고 유리 파장 단축률을 k2(여기서 k2=0.74)라 하고 λg2=λ02·k2로 할 때,
    제6 요소의 연장부의 종결 단부와 하부 급전부의 단부 사이를 최단 거리로 연결하는 도체 라인의 길이가 0.07λg2 이상, 0.2λg2 이하인 유리 안테나.
  11. 제9항에 있어서, 제6 요소의 연장부의 종결 단부와 하부 급전부의 단부 사이를 최단 거리로 연결하는 도체 라인의 길이가 12 mm 이상, 30 mm 이하인 유리 안테나.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 안테나 도체가, 제4 요소를 시작점으로 하여 좌측으로 연장되는 제7 요소를 포함하는 유리 안테나.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 수신되는 제1 방송 주파수 대역이 174 내지 240 MHz의 범위에 존재하고, 제1 방송 주파수 대역보다 높은, 수신되는 제2 방송 주파수 대역이 1,452 내지 1,492 MHz의 범위에 존재하는 유리 안테나.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 유리 안테나를 포함하는 차량용 창유리.
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