KR20120068102A - Glass adhesion type integration exterior antenna - Google Patents

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KR20120068102A
KR20120068102A KR1020100127695A KR20100127695A KR20120068102A KR 20120068102 A KR20120068102 A KR 20120068102A KR 1020100127695 A KR1020100127695 A KR 1020100127695A KR 20100127695 A KR20100127695 A KR 20100127695A KR 20120068102 A KR20120068102 A KR 20120068102A
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KR
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antenna
patch
film
gps
terrestrial
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KR1020100127695A
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이수길
조동연
박정수
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(주)파트론
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
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    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
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    • B60R2011/0026Windows, e.g. windscreen

Abstract

PURPOSE: A window attached integration external antenna is provided to acquire excellent reception performance by eliminating signal interference between film antennas for ground wave signals. CONSTITUTION: A patch antenna is attached on a printed circuit board arranged inside a predetermined housing. The patch antenna receives a GPS satellite signal. A ground wave signal receiving film antenna is attached on a vehicle window. A conductive gasket for signal transmission is connected to a PCB. The conductive gasket is connected to the ground wave signal receiving film antenna. The patch antenna selectively utilizes a feeding pin type antenna or a surface mounting device type antenna. The ground wave signal receiving film antenna includes one or more patterns among conductive patterns which provide a DMB(Digital Multimedia Broadcasting) frequency or a WiFi(Wireless Fidelity) frequency.

Description

유리창 부착형 통합 외장형 안테나{Glass Adhesion Type Integration Exterior Antenna}Glass Adhesion Type Integration Exterior Antenna

본 발명의 실시예는 유리창 부착형 통합 외장형 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 내부에 장착되고 GPS와 지상파DMB 기능을 동시에 사용하는 차량용 내비게이션 단말기나 자동차 내부에서 스마트폰,PMP,테블릿 PC와 같이 다기능을 가진 단말기를 사용할 때 내장 안테나 성능이 부족하거나 단말기를 자동차의 대쉬보드 내부에 매립할 경우 자동차 실내 유리창에 간편하게 설치가 가능하고 동시에 GPS와 같은 위성신호들과 지상파 DMB와 같은 지상파 신호들의 송수신을 할 수 있으며 하우징 내부에서 위성신호 수신용 마이크로스트립 패치 안테나와 지상파 신호 송수신용 필름 안테나의 연결부 및 하우징 외부에 위치하고 마이크로스트립 패치 안테나에 근접하고 있는 지상파 신호용 필름 안테나 사이에 신호 간섭이 없이 우수한 수신 성능을 구현할 수 있는 소형화된 유리창 부착형 통합 외장형 안테나에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a window-mounted integrated external antenna, and more particularly, a smartphone, a PMP, a tablet PC, and a vehicle navigation terminal or vehicle interior mounted inside a vehicle and simultaneously using GPS and terrestrial DMB functions. When using a multi-function terminal, when the built-in antenna performance is insufficient or when the terminal is embedded in the dashboard of the car, it can be easily installed in the window of the car interior, and at the same time, transmitting and receiving satellite signals such as GPS and terrestrial signals such as terrestrial DMB Excellent reception performance between the microstrip patch antenna for satellite signal reception inside the housing and the film antenna for terrestrial signal transmission and reception and the film antenna for terrestrial signal located outside the housing and close to the microstrip patch antenna inside the housing. Implement The present invention relates to a miniaturized window mounted integrated external antenna that can be used.

차량용으로 사용되는 단말기의 경우 내비게이션 단말기나 대쉬보드에 내장하는 자동차 전용 단말기가 주로 사용되었으나 현재는 컨버젼스가 진행되어서 스마트폰이나 테블릿 PC와 같이 개인 휴대용 단말기를 차량 내부에서 사용할 수 있도록 소형 경량화 되고 GPS, 지상파 DMB, WIFI, CDMA 등과 같이 다기능 추가된 만큼 많은 내장형 안테나가 단말기 안에 실장되어 있으나 협소한 공간에서 상호 신호 간섭이 심해서 개인 휴대용으로 사용 가능하지만 그라운드로 차폐되어 있고 전장 노이즈가 심한 차량용으로 사용하기에는 안테나의 성능이 떨어진다.In the case of a terminal used for a vehicle, a vehicle-only terminal embedded in a navigation terminal or a dashboard was mainly used, but nowadays, convergence has been progressed, so that a personal portable terminal such as a smartphone or a tablet PC can be used in a vehicle, and it is small and light in weight. As many multi-function internal antennas are installed in the terminal, such as terrestrial DMB, WIFI, and CDMA, but they can be used as personal portable devices due to mutual signal interference in a narrow space, but they are shielded by ground and are not suitable for use in vehicles with high electric noise. The performance of the antenna is poor.

애프터 마켓이나 비포어 마켓에서 차량 내부에 매립하는 내비게이션 단말기의 경우 차량 외부에 장착하는 샤크 안테나를 차량외부 지붕에 달아서 사용하는 방법이 널리 이용되고 있으나 설치가 복잡하고 가격이 비싼 문제점이 있으며 차량 외부에 장착이 되므로 빗물에 의한 침수 문제가 있다. In the aftermarket or non-pore market, the navigation terminal embedded in the vehicle is widely used by attaching the shark antenna mounted on the outside of the vehicle to the roof of the vehicle, but it is complicated to install and expensive. Since it is installed, there is a problem of immersion by rainwater.

저렴한 방법으로는 주파수별 각각의 외장형 안테나를 구매해서 설치하는 방법이 있는데, 예를 들면 별도로 GPS 외장형 안테나를 구입해서 대쉬보드에 설치하고 지상파 DMB안테나의 경우 지상파 DMB용 필름 안테나를 구매해서 창문에 부착하거나 Pig tail(일명 돼지꼬리) 외장형 안테나를 차량 지붕에 달아서 사용을 하고 있으나, 도난 우려가 있어서 일부 사용자는 Pig tail 외장형 안테나를 차량 대쉬보드에 올려놓고 사용하는 경우가 있다.Inexpensive method is to purchase and install each external antenna by frequency. For example, GPS external antenna can be purchased and installed on the dashboard. In case of terrestrial DMB antenna, the antenna for terrestrial DMB is purchased and attached to the window. Or, the pig tail external antenna is mounted on the roof of the vehicle, but there is a risk of theft, and some users may use the pig tail external antenna on the vehicle dashboard.

이처럼 사용하는 주파수별 외장형 안테나 종류가 많아질수록 운전석의 대쉬보드는 외장형 안테나들과 동축케이블로 인하여 지저분해지고 운전자의 시야를 가리게 되는데 GPS패치 안테나와 지상파 DMB 안테나를 통합 시 상호 간의 신호 간섭 문제로 인하여 동시에 GPS와 같은 위성 신호 수신과 지상파 DMB와 같은 지상파 신호를 송수신할 수 있는 실내용 통합안테나가 개발되어 있지 않은 상태이다.As the number of external antennas by frequency increases, the driver's dashboard becomes messy due to external antennas and coaxial cables and obscures the driver's vision due to signal interference between GPS patch antennas and terrestrial DMB antennas. At the same time, no indoor integrated antenna has been developed that can receive satellite signals such as GPS and transmit and receive terrestrial signals such as terrestrial DMB.

도 1a는 차량 지붕에 장착되는 종래의 차량용 통합 안테나인 Shark 안테나 분해도이며 도 1b는 조립도이다. 101은 무지향성의 지상파 DMB용(200MHz 대역) 헬리컬 안테나이고 102는 GPS 위성 신호 수신용(1575MHz) 지향성 GPS 패치 안테나이며 안테나 후단부에는 각각의 증폭단이 별도로 장착되어 있다.FIG. 1A is an exploded view of a Shark antenna which is a conventional integrated antenna for a vehicle mounted on a vehicle roof, and FIG. 1B is an assembled view. 101 is a directional antenna for omnidirectional terrestrial DMB (200 MHz band), 102 is a directional GPS patch antenna for receiving GPS satellite signals (1575 MHz), and an amplifying stage is separately mounted at the rear end of the antenna.

일반적으로 GPS 패치 안테나는 패치 방향(하늘 방향)으로 지향성을 갖는데 DMB용 헬리컬 안테나가 패치 상단면을 가리면 GPS 패치 안테나의 이득이 저하되거나 신호 간섭을 주기 때문에 성능을 확보하기 위하여 헬리컬 안테나에 의하여 GPS 안테나 수신 성능에 간섭이 되지 않도록 GPS 패치 안테나와 이격을 시켜서 배치 해야 하므로 안테나의 하우징 기구가 커지는 문제점이 있으며 200MHz 대역의 지상파 DMB 안테나를 구현하려면 길이가 200mm이하로 길어져야 하는데 기구가 커지므로 안테나 소형화를 위하여 사진과 같이 이득이 낮은 헬리컬 안테나로 구현을 해야 하는 문제점이 있다(이득이 낮은 헬리컬 안테나를 사용하더라도 다행히 차량 지붕의 무한 그라운드를 이용하여 안테나 이득을 향상 시킬 수 있으므로 수신 성능이 크게 열화 되지는 않는다).In general, the GPS patch antenna has a directivity in the patch direction (sky direction). If the helical antenna for the DMB covers the top surface of the patch, the gain of the GPS patch antenna may be degraded or signal interference may occur. Since the antenna housing must be spaced apart from the GPS patch antenna so as not to interfere with the reception performance, there is a problem in that the housing of the antenna becomes large. To implement a 200MHz terrestrial DMB antenna, the length of the antenna must be less than 200 mm. For this reason, there is a problem that a low gain helical antenna must be implemented as shown in the photo (even if a low gain helical antenna is used, the antenna gain can be improved by using infinite ground of the vehicle roof, so the reception performance is not significantly degraded. ).

샤크 안테나 형태로만 제작이 되면 차량 실내에선 설치가 불가능한데 사이즈가 커서 운전자의 시야를 가리게 되고 차량 내부에 장착 시 대쉬보드에는 그라운드 면이 없으므로 차량 지붕과 같은 무한 그라운드면을 이용하여 최대 성능을 발휘 하던 헬리컬 안테나의 성능이 저하 되며 샤크 안테나 SIZE가 커서 차량 유리창 및 차량 내부에 장착이 불가능하다.If manufactured only in the form of a shark antenna, it is impossible to install inside the vehicle, but because of its large size, it obscures the driver's field of view, and when mounted inside the vehicle, the dashboard does not have a ground plane, so the maximum performance was achieved by using an infinite ground plane such as the roof of the vehicle. The performance of the helical antenna is degraded and the shark antenna size is large, making it impossible to mount it on the vehicle window or inside the vehicle.

또한 도 1c와 같이 차량 후방에 장착이 되므로 운전자 전면에 설치된 단말기와 연결을 하기 위해서 승합차의 경우 동축 Cable의 길이가 5M이상 길어져야 하는데 외장형 안테나 케이블로 주로 사용되는 RG-174케이블은 200MHz대역(지상파 DMB 대역)에서 미터당 선로 손실이 약 0.4dB 정도로 2dB이상의 선로 손실이 발생되고 2.4GHz 대역(WIFI,BT주파수 대역)에서는 선로 손실이 증가되어서 미터당 1.5dB정도 발생되므로 5M에서 약 7.5dB 선로 손실이 증가하게 되며 이를 만회하기 위하여 샤크안테나 내부에 있는 GPS 패치 안테나와 지상파 DMB용 헬리컬 안테나에 증폭단(LNA)를 추가해야 한다.In addition, as it is mounted on the rear of the vehicle as shown in Figure 1c, in order to connect with the terminal installed in front of the driver, the length of the coaxial cable should be longer than 5M. RG-174 cable, which is mainly used as an external antenna cable, has a 200MHz band (terrestrial wave). DMB band) causes line loss of more than 2dB with about 0.4dB of line loss per meter, and line loss is increased in 2.4GHz band (WIFI, BT frequency band), resulting in 1.5dB per meter. To make up for this, an amplifier (LNA) must be added to the GPS patch antenna inside the shark antenna and the helical antenna for terrestrial DMB.

현재 사용되는 샤크 안테나의 경우 내부에 설치된 지상파 DMB용 헬리컬 안테나는 지상파DMB신호 송신은 불가능하고 수신만 가능한 구조로 LNA가 설치되어 있으며 헬리컬 안테나 뒷단에 10dB이상의 증폭단(LNA)으로 증폭하여 용수철 형태의 헬리컬 안테나의 낮은 이득과 케이블 손실을 보상할 수 있으나 향후에는 양방향 통신의 지상파 DMB 방송이 시작되면 수신만 가능한 LNA단을 사용할 수 없게 되며 순수한 Passive 안테나인 헬리컬 안테나만을 이용해서 송수신을 해야 하며 지상파 신호 송수신용으로 원하는 안테나 이득을 개선하기 위해서는 안테나 size를 200mm이상으로 키워서 이득을 향상시켜야 하므로 지상파DMB 안테나 성능으로 인하여 향후에는 샤크 안테나 size가 현재보다 매우 커지는 문제점이 발생되게 된다.In the case of the current shark antenna, the helical antenna for terrestrial DMB installed inside is a structure that cannot transmit and receive terrestrial DMB signals, but has an LNA installed and amplified by an amplification stage (LNA) of more than 10 dB behind the helical antenna. It can compensate for the low gain and cable loss of the antenna, but in the future, when the terrestrial DMB broadcasting of bidirectional communication is started, the LNA stage that can receive only cannot be used, and only the helical antenna, which is a pure passive antenna, must transmit and receive. In order to improve the desired antenna gain, the gain must be increased by increasing the antenna size to 200 mm or more, and therefore, a problem that the Shark antenna size becomes much larger than the current will occur due to the performance of the terrestrial DMB antenna.

또한 대부분의 지상파 신호는 수신만 하는 구조가 아니고 송수신을 같이 하는 구조이며 WIFI도 송수신을 해야 하는 구조로써 LNA단을 구비할 수 없고 안테나 성능 자체로 최대 이득을 구현해야 하고 차량에 점차적으로 추가되는 추세인데 예를 들면 WIFI 외장형 안테나가 잘 동작하려면 이득이 1~3dBi이상 구현이 되어야 하지만 5M케이블을 사용시 7dB이상의 케이블 손실이 발생해서 도 1d와 같이 무선 공유기(AP)에 사용되고 있는 5~7dBi이상의 이득이 가능한 100~180mm이상의 외장형 다이폴 안테나를 사용해야 하므로 안테나 SIZE가 매우 커지고 WIFI 송수신 성능 확보에 문제점이 있다. In addition, most terrestrial signals are not only receiving, but also transmitting and receiving, and WIFI also needs to transmit and receive. For example, in order for the WIFI external antenna to work well, the gain must be realized over 1 ~ 3dBi, but when 5M cable is used, more than 7dB of cable loss occurs, so the gain over 5 ~ 7dBi used in the wireless router (AP) as shown in FIG. Since an external dipole antenna of 100 ~ 180mm or more should be used as possible, the antenna size becomes very large and there is a problem in securing WIFI transmission / reception performance.

도 2a는 차량 지붕에 장착되는 외장형 pig tail 지상파 DMB 안테나(일명 돼지꼬리 외장형 안테나)이며 모노폴 안테나로 구현하거나 모노폴 안테나 구조에서 중간부위에 나사선으로 부분적으로 감은 헬리컬 구조로 구현해서 200mm이하로 안테나 길이를 줄이는 구조로 설계되는데 SIZE가 커서 차량 내부 장착 시 운전자의 시야를 가리고 안테나 성능을 향상시키는 그라운드면이 없으므로 수신 성능 저하가 심해서 도 2b와 같이 차량 지붕에 주로 장착이 된다. 지상파 DMB 안테나 전용으로 사용이 되며 GPS위성 수신 성능 향상을 위해서는 별개의 GPS 외장형 안테나를 설치해야 한다.Figure 2a is an external pig tail terrestrial DMB antenna (also known as a pigtail external antenna) mounted on the roof of the vehicle and implemented with a monopole antenna or a helical structure partially wound with a screw thread in the middle portion of the monopole antenna structure to reduce the antenna length to 200 mm or less. It is designed to reduce the size, and because the size is large, there is no ground plane that obscures the driver's field of view and improves antenna performance when the vehicle is mounted inside the vehicle. It is used exclusively for terrestrial DMB antennas and a separate GPS external antenna must be installed to improve GPS satellite reception performance.

도 3은 시중에 판매되는 지상파 DMB용 필름 안테나인데 증폭단 없이 Passive 안테나로 사용되며 사진과 같이 운전자석 정면 유리창의 상단부에 부착을 하는데 하우징 내부에는 LOW PASS FILTER 회로를 설계해서 기타 주파수의 RF노이즈를 제거하도록 설계되어 있다. 지상파 DMB 수신 전용으로 사용이 되기 때문에 GPS위성 수신 성능 향상을 위해서는 별개의 GPS 외장형 안테나를 설치해야 한다.3 is a commercially available terrestrial DMB film antenna, which is used as a passive antenna without an amplifying stage, and is attached to the upper part of the front window of the driver's seat as shown in the photo. The low pass filter circuit is designed inside the housing to remove RF noise of other frequencies. It is designed to be. Since it is used exclusively for terrestrial DMB reception, a separate GPS external antenna must be installed to improve GPS satellite reception performance.

도 4a는 종래의 GPS 외장형 안테나인데 안테나 내부에는 위성 신호 수신을 할 수 있도록 하늘 방향으로 지향성을 갖고 우현 편파를 송수신하는 25x25mm의 마이크로스트립 패치 안테나를 사용하며 하단부에는 케이블에 의한 신호 손실을 줄이기 위하여 18~25dB이상을 증폭하는 증폭단(LNA)가 구비되어 있다. FIG. 4a illustrates a conventional GPS external antenna. The antenna uses a 25x25mm microstrip patch antenna that transmits and transmits starboard polarization in the sky direction to receive satellite signals. An amplifier stage (LNA) that amplifies more than ~ 25dB is provided.

GPS 외장형 안테나는 GPS신호 수신 전용으로 사용되며 도 4b와 같이 차량 지붕에 설치하거나 차량 실내의 대쉬보드 위에 설치가 가능한데 대쉬보드에는 그라운드면이 없어서 GPS안테나 성능이 저하되므로 안테나 이득을 향상시킬 수 있도록 도 4c와 같이 안테나 바닥면에 70x70mm의 그라운드 플레이트를 설치한다.GPS external antenna is used only for GPS signal reception and can be installed on the roof of the vehicle or on the dashboard of the vehicle interior as shown in FIG. 4B. However, since there is no ground plane in the dashboard, GPS antenna performance is degraded so that the antenna gain can be improved. Install a 70x70mm ground plate on the bottom of the antenna as shown in 4c.

단점으로 GPS안테나 성능이 우수하지만 운전자가 내비게이션 SET을 차량 내부에 매립하거나 내비게이션 SET성능이 안좋은 지역에서 외장형 안테나를 사용하여 GPS와 지상파DMB의 수신성능 개선하려면 GPS외장형 안테나 외에 도 2나 도 3의 지상파DMB 외장형 안테나를 각각 설치해야 하므로 차량 내부에서 케이블 정리가 복잡하고 구매 비용이 많이 들게 되며 각각의 외장형 안테나를 사용하지 않으려면 별도로 설치비를 내고 도 1과 같이 차량 외부에 샤크 안테나를 설치해야 한다. Disadvantages of GPS antenna and terrestrial DMB using the external antenna in areas where the GPS antenna performance is excellent but the navigation set is embedded inside the vehicle or the navigation set performance is poor. Since each of the DMB external antennas must be installed, the cable arrangement is complicated and expensive to purchase inside the vehicle, and if you do not want to use each external antenna, you need to pay a separate installation cost and install the shark antenna outside the vehicle as shown in FIG. 1.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 차량 내부에 장착되고 GPS와 지상파DMB 기능을 동시에 사용하는 차량용 내비게이션 단말기나 자동차 내부에서 스마트폰,PMP,테블릿 PC와 같이 다기능을 가진 단말기를 사용할 때 내장 안테나 성능이 부족하거나 단말기를 자동차의 대쉬보드 내부에 매립할 경우 자동차 실내 유리창에 간편하게 설치가 가능하고 동시에 GPS와 같은 위성신호들과 지상파 DMB와 같은 지상파 신호들의 송수신을 할 수 있으며 하우징 내부에서 위성신호 수신용 마이크로스트립 패치 안테나와 지상파 신호 송수신용 필름 안테나의 연결부 및 하우징 외부에 위치하고 마이크로스트립 패치 안테나에 근접하고 있는 지상파 신호용 필름 안테나 사이에 신호 간섭이 없이 우수한 수신 성능을 구현할 수 있는 소형화된 유리창 부착형 통합 외장형 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and has a multi-function terminal such as a smartphone, a PMP, a tablet PC, or a vehicle navigation terminal mounted inside a vehicle and simultaneously using GPS and terrestrial DMB functions. When the built-in antenna performance is insufficient or the terminal is embedded in the dashboard of the car, it can be easily installed in the window of the car, and at the same time, it can transmit and receive satellite signals such as GPS and terrestrial signals such as terrestrial DMB. Miniaturization to achieve excellent reception performance without signal interference between the connection of the microstrip patch antenna for satellite signal reception and the film antenna for terrestrial signal transmission and the terrestrial signal film antenna located outside the housing and close to the microstrip patch antenna sash It is an object to provide an attachable integrated external antenna.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유리창 부착형 통합 외장형 안테나는, 하우징 내부에 내장된 PCB 상에 부착되며, GPS 위성 신호를 수신하는 패치 안테나; 차량 유리창에 부착되는 지상파 신호 수신용 필름 안테나; 및 PCB에 연결되며, 지상파 신호 수신용 필름 안테나와 접촉되는 신호 전달용 전도성 가스켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a window-mounted integrated external antenna, which includes a patch antenna attached to a PCB embedded inside a housing and receiving a GPS satellite signal; A film antenna for receiving terrestrial signals attached to a vehicle window; And is connected to the PCB, characterized in that it comprises a conductive gasket for signal transmission in contact with the film antenna for receiving terrestrial signals.

여기서, 패치 안테나는 피딩(Feeding) 핀 타입의 안테나 또는 SMD 타입의 안테나를 선택적으로 사용될 수 있다.In this case, the patch antenna may selectively use a feeding pin type antenna or an SMD type antenna.

지상파 신호 수신용 필름 안테나는, DMB 주파수를 구현하는 전도성 패턴 및 WIFI 주파수를 구현하는 전도성 패턴을 구비할 수 있다.The film antenna for receiving a terrestrial signal may include a conductive pattern for implementing a DMB frequency and a conductive pattern for implementing a WIFI frequency.

패치 안테나는 12x12x4 mm 이하로 구현될 수 있다.The patch antenna may be implemented with 12x12x4 mm or less.

또한, 하우징 내부에 12x12 mm GPS 패치 안테나를 내장하여 상기 차량 유리창의 모서리면에 부착하여 차량 측면과 상단면의 그라운드를 이용함으로써 안테나 이득을 증가시킬 수 있다.In addition, a 12x12 mm GPS patch antenna may be embedded inside the housing and attached to the edge of the vehicle windshield to increase antenna gain by using ground on the side and top surfaces of the vehicle.

또한, 차량 유리창에 장착시 차체의 비대칭 그라운드면을 활용하여 지향 방향을 지상파 DMB 방사방향으로부터 먼 각도로 틸트시켜서 지상파 DMB 필름 안테나의 간섭을 최소화할 수 있다.In addition, when mounted on the vehicle windshield, the asymmetric ground surface of the vehicle body can be used to tilt the directing direction at an angle far from the terrestrial DMB radiation direction, thereby minimizing interference of the terrestrial DMB film antenna.

또한, 필름 안테나와 패치 안테나의 방사 방향이 평행하도록 수평을 이루는 구조로 구현될 수 있다.
In addition, the radiation direction of the film antenna and the patch antenna may be implemented in a horizontal structure to be parallel.

본 발명의 실시예에 따르면, 차량 내부에 장착되고 GPS와 지상파DMB 기능을 동시에 사용하는 차량용 내비게이션 단말기나 자동차 내부에서 스마트폰,PMP,테블릿 PC와 같이 다기능을 가진 단말기를 사용할 때 내장 안테나 성능이 부족하거나 단말기를 자동차의 대쉬보드 내부에 매립할 경우 자동차 실내 유리창에 간편하게 설치가 가능하고 동시에 GPS와 같은 위성신호들과 지상파 DMB와 같은 지상파 신호들의 송수신을 할 수 있으며 하우징 내부에서 위성신호 수신용 마이크로스트립 패치 안테나와 지상파 신호 송수신용 필름 안테나의 연결부 및 하우징 외부에 위치하고 마이크로스트립 패치 안테나에 근접하고 있는 지상파 신호용 필름 안테나 사이에 신호 간섭이 없이 우수한 수신 성능을 구현할 수 있게 된다.
According to an embodiment of the present invention, the performance of the built-in antenna when using a vehicle navigation terminal mounted inside the vehicle and using the GPS and terrestrial DMB functions at the same time, or a terminal having a multifunction such as a smartphone, PMP, tablet PC in the car If it is insufficient or if the terminal is embedded in the dashboard of the car, it can be easily installed in the window of the car interior and at the same time can transmit and receive satellite signals such as GPS and terrestrial signals such as terrestrial DMB. The connection between the strip patch antenna and the film antenna for terrestrial signal transmission and reception and the film antenna for terrestrial signal located outside the housing and adjacent to the microstrip patch antenna can achieve excellent reception performance without signal interference.

도 1은 차량 지붕에 장착되는 종래의 차량용 샤크 통합 안테나의 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 차량 지붕에 장착되는 종래의 외장형 피그 테일 안테나의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 지상파 DMB용 필름 안테나의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 GPS 외장형 안테나의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 패치 안테나의 구현 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 GPS 패치 안테나를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 제1 특징을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 제2 특징을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 제3 특징을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 제4 특징을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 하우징 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11의 패치 안테나의 타입의 종류를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 설계 구조예를 나타낸 도면이다.
도 14는 11의 다중 패치 안테나의 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 24는 GPS 신호와 지상파 신호를 단말기와 연결한 구조를 나타낸 도면이다.
도 25는 각각의 안테나 뒷단에 증폭단을 구성하고 대역통과 필터를 사용하여 아이솔레이션 특성을 개선한 구조를 나타낸 도면이다.
도 26은 도 25의 원가 절감을 위해 개선된 구조를 나타낸 도면이다.
도 27은 도 25의 또 다른 실시에 따른 구조예를 나타낸 도면이다.
도 28은 도 25의 또 다른 실시에 따른 구조예를 나타낸 도면이다.
도 29는 도 25의 또 다른 실시에 따른 구조예를 나타낸 도면이다.
1 is a view showing an example of a conventional vehicle integrated shark antenna mounted on the vehicle roof.
2 is a view showing an example of a conventional external pigtail antenna mounted on the vehicle roof.
3 is a diagram illustrating an example of a conventional antenna for terrestrial DMB.
4 is a diagram illustrating an example of a conventional GPS external antenna.
5 is a diagram illustrating an implementation principle of a patch antenna.
6 is a diagram illustrating a GPS patch antenna.
7 is a diagram illustrating a first feature of an antenna according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a second feature of an antenna according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a third feature of an antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a fourth feature of an antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.
11 is a view showing the internal structure of the housing of the antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating types of types of patch antennas of FIG. 11.
13 is a diagram showing an example of the design structure of an antenna according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating an example of the multiple patch antenna of 11;
15 is a diagram illustrating another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
16 is a view showing another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
17 is a view showing another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
18 is a view showing another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
19 is a view showing another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
20 is a view showing another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
21 is a view showing another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
22 is a view showing another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
23 is a view showing still another example of an antenna according to an embodiment of the present invention.
24 is a diagram illustrating a structure in which a GPS signal and a terrestrial signal are connected to a terminal.
FIG. 25 is a diagram illustrating a structure in which an amplification stage is formed behind each antenna and an isolation characteristic is improved by using a bandpass filter.
FIG. 26 is a view illustrating an improved structure for reducing costs of FIG. 25.
27 is a view showing a structural example according to still another embodiment of FIG. 25.
28 is a diagram illustrating a structural example according to still another embodiment of FIG. 25.
29 is a diagram illustrating a structural example according to still another embodiment of FIG. 25.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유리창 부착형 통합 외장형 안테나를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a window-mounted integrated external antenna according to an embodiment of the present invention.

일반적으로 패치 안테나의 구현 원리는 도5와 같이 안테나 바닥면의 그라운드면과 유전체 상단면에 있는 전도성 방사체(패치)사이에 발생하는 프린징 전자장(fringing field)가 여기 되는데 프린징 필드가 클 수록 안테나 이득이 증가하게 된다. 만약 도 5a와 같이 패치 안테나 그라운드가 작으면 프린징 필드가 패치 안테나 바닥면으로 여기되는데 이처럼 방사 방향 반대로 여기되는 방사를 back lobe(후방 방사)라고 하며 지향하고자 하는 방향의 이득을 감소키게 되므로 패치 안테나의 성능을 극대화하려면 최대한 back lobe가 생기지 않게 해야 하는데 패치 안테나 바닥면의 그라운드를 키우면 BACK Lobe는 감소하고 그라운드 면과 전도성 방사체 (패치)사이에 증가되는 프린징 필드에 의하여 지향방향의 이득이 증가하게 된다. In general, the implementation principle of the patch antenna is a fringing field generated between the ground plane of the antenna bottom surface and the conductive radiator (patch) at the top surface of the dielectric as shown in FIG. 5. The larger the fringing field is, the larger the antenna is. The gain will increase. If the patch antenna ground is small as shown in FIG. 5A, the fringing field is excited to the bottom of the patch antenna. Thus, the radiation reversed in the radial direction is called back lobe and reduces the gain in the desired direction. In order to maximize the performance, the back lobe should be avoided as much as possible. Increasing the ground of the patch antenna bottom reduces the back lobe and increases the gain in the direction by the fringing field which is increased between the ground plane and the conductive radiator (patch). do.

도 5b와 같이 그라운드가 작으면(35x35mm) 패치안테나 지향 방향으로 이득이 저하되고 안테나 후방으로 불필요한 Back lobe(후방 방사)가 커지게 되며 충분한 그라운드가 확보되면(70x70mm) 지향방향으로 이득이 최대가 되고 빔폭도 넓어지며 불필요한 Back lobe(후방 방사)가 작아진다. If the ground is small (35x35mm) as shown in Fig. 5b, the gain decreases in the direction of the patch antenna, and the unnecessary back lobe increases in the rear of the antenna. If sufficient ground is secured (70x70mm), the gain is maximized in the direction. The beam width is also wider and the unnecessary back lobe is reduced.

패치 안테나는 사이즈가 클수록 이득이 증가하는 만큼 빔폭도 증가하며 안테나 사이즈가 작으면 이득이 감소하고 빔폭도 매우 좁아지게 되는데 GPS위성 신호 수신용으로 사용하려면 하늘 방향으로 분산되어 있는 3~4개 이상의 서로 다른 지역의 위성 신호를 수신해야만 동작이 되므로 빔폭이 너무 작으면 GPS안테나로 사용이 불가능하다.As the size of the patch antenna increases, the gain increases as the gain increases, and as the size of the antenna decreases, the gain decreases and the beam width becomes very narrow.To use it for receiving GPS satellite signals, three to four or more dispersed in the sky direction are used. If the beam width is too small, it cannot be used as a GPS antenna.

도 6과 같이 GPS패치 안테나는 세라믹 상단부에 방사를 하는 전도성 방사체가 있는데 이를 패치라고 하며 패치가 있는 상단부 방향으로 지향성을 갖고 방사를 하며 최대 이득을 갖게 되는데 샤크 안테나처럼 패치 안테나에 근접하여 패치 안테나 위로 10mm이상 수직으로 서 있는 경우 패치 안테나의 최대 방사 방향으로 GPS 주파수와 근접한 지상파dmb의 하모닉 성분이 유입이 되고 패치 안테나 방사에 간섭을 주게 되므로 이득과 수신 성능이 열화 되며 아이솔레이션 특성(격리도)이 나빠지므로 이를 개선하기 위해서는 도1과 같이 GPS패치 안테나로부터 일정 거리를 이격해서 지상파 DMB안테나를 위치시켜야만 GPS안테나의 수신 성능을 보장할 수 있다.As shown in FIG. 6, the GPS patch antenna has a conductive radiator that emits radiation at the top of the ceramic, which is called a patch. The GPS patch antenna has directivity in the direction of the top of the patch, and has a maximum gain. When standing vertically over 10mm, the harmonic component of terrestrial dmb close to the GPS frequency is introduced in the maximum radiation direction of the patch antenna, which interferes with the patch antenna radiation, resulting in deterioration of gain and reception performance and poor isolation characteristics. In order to improve this, the reception performance of the GPS antenna can be guaranteed only when the terrestrial DMB antenna is located at a distance from the GPS patch antenna as shown in FIG. 1.

예를 들면 외장형 안테나로 사용되는 GPS 패치 안테나는 안테나 이득을 최대로 하기 위해서 일반적으로 25x25x4mm 패치 안테나를 사용하는데 샤크 안테나처럼 차량 지붕의 무한그라운드를 이용하면 안테나 이득이 최대로 증가하게 되지만 안테나 이득이 높은 만큼 지향하고자 하는 방향외에 측면으로 side Lobe가 발생하여서 불필요하게 빔폭이 넓어지게 되며 이러한 넓은 빔폭은 근처에 GPS주파수(157542MHz)보다 낮은 공진 주파수를 갖는 지상파 DMB(176~217 MHz)안테나가 위치하면 지상파DMB 안테나의 하모닉 성분이 GPS주파수와 비슷한 공진점을 가지게 되어서 GPS안테나의 이득과 수신 성능을 악화시키므로 도1과 같이 GPS안테나와 지상파 DMB 안테나가 일정한 거리를 두고 이격을 유지해야 한다.For example, a GPS patch antenna used as an external antenna generally uses a 25x25x4mm patch antenna to maximize the antenna gain. When using an infinite ground of a vehicle roof like a shark antenna, the antenna gain is maximized but the antenna gain is high. As the side lobe is generated on the side besides the direction to be directed, the beam width is unnecessarily widened. When the terrestrial DMB antenna (176 ~ 217 MHz) having a resonance frequency lower than the GPS frequency (157542 MHz) is located nearby, the terrestrial wave Since the harmonic component of the DMB antenna has a resonance point similar to that of the GPS frequency, which deteriorates the gain and reception performance of the GPS antenna, the GPS antenna and the terrestrial DMB antenna should be spaced at a certain distance as shown in FIG. 1.

본 발명은 위와 같은 패치 안테나의 특성과 각 안테나의 구조적인 방사 방향을 이용하여 GPS 안테나와 지상파 DMB 안테나 신호를 상호 간섭없이 동시에 수신할 수 있도록 구조적으로 설계를 하였는데 아래와 같은 특징을 활용하여 아이솔레이션 특성 개선과 GPS안테나의 성능을 개선하였다. The present invention has been structurally designed to receive the GPS antenna and terrestrial DMB antenna signals simultaneously without mutual interference by using the characteristics of the patch antenna and the structural radiation direction of each antenna, and improved isolation characteristics by utilizing the following features. And GPS antenna performance.

첫째 도 7과 같이 이득이 낮고 빔폭이 좁은 패치 안테나를 사용하여 지상파DMB 안테나의 간섭을 제거하였다. 샤크안테나는 25x25x4mm의 패치 안테나를 사용하였으나 본 발명에서는 12x12x4mm이하의 패치 안테나를 사용하였으며 그라운드 환경에 따라 다르겠지만 최대 15x15mm패치 안테나까지 활용이 가능하며 직사각형 타입의 패치 안테나도 사용이 가능한데 25x13mm안테나의 경우 13x13mm 안테나 대비 이득이 약간 좋은 수준이며 일반적으로 패치 안테나는 가로와 세로 중에서 좁은면의 사이즈에 의해서 안테나 이득과 빔폭 및 성능이 결정된다.First, as shown in FIG. 7, interference with the terrestrial DMB antenna was removed by using a patch antenna having a low gain and a narrow beam width. The shark antenna used a patch antenna of 25x25x4mm, but in the present invention, a patch antenna of 12x12x4mm or less is used. Depending on the ground environment, the shark antenna may be used up to 15x15mm patch antenna, and a rectangular patch antenna may also be used. In the case of a 25x13mm antenna, 13x13mm The gain is slightly better than the antenna. Generally, the antenna gain, beam width, and performance are determined by the size of the narrow plane between the width and the length of the patch antenna.

둘째 본 발명에서 사용한 12x12x4mm 패치 안테나를 단품으로 사용할 경우 GPS외장형 안테나로 사용하기에는 이득이 다소 낮지만 본 발명과 같이 하우징 내부에 12x12mm GPS 패치 안테나를 내장하여 차량 유리창에 모서리면에 부착을 하면 차량 측면과 상단면의 그라운드를 이용하여 안테나 이득이 증가하게 된다. 즉, 도 8과 같이 패치 안테나와 근접한 자동차 차체의 측면 그라운드 면과 상단면 그라운드 일부는 패치 안테나의 그라운드 면으로 작용을 하여 지향 방향으로 이득을 증가시킬 수 있다.Secondly, when the 12x12x4mm patch antenna used in the present invention is used separately, the gain is somewhat low to use as an GPS external antenna, but the 12x12mm GPS patch antenna is built in the housing as shown in the present invention and attached to the edge of the vehicle glass window to the side of the vehicle. The antenna gain is increased by using ground on the top surface. That is, as shown in FIG. 8, a part of the side ground surface and the upper surface ground of the vehicle body adjacent to the patch antenna may act as the ground surface of the patch antenna to increase the gain in the directing direction.

셋째 차량 유리창에 장착시 차체의 비대칭 그라운드면을 활용하여 지향 방향을 지상파 DMB 방사방향으로부터 먼 각도로 틸트 시켜서 지상파 DMB 필름 안테나에 의한 간섭을 최소화하였다. Third, when mounted on the vehicle windshield, the asymmetric ground surface of the vehicle body was used to tilt the directing direction at an angle away from the terrestrial DMB radiation direction to minimize the interference by the terrestrial DMB film antenna.

일반적으로 정사각형의 그라운드 중앙에 패치가 위치하면 하늘 방향을 중심으로 균등하게 빔폭이 형성되는 반면 그라운드 면을 패치 안테나에서 좌우 비대칭이 되도록 위치시키면 그라운드면이 넓은 방향으로 프린징 필드가 많이 여기 되어서 그라운드 면으로 방사패턴이 쏠리게 되고 그라운드가 없는 부위는 이득이 감소하게 되는데 본 발명과 같이 창문 측면에 외장형 안테나를 부착하게 되면 지상파 DMB 안테나 방사 방향과 반대쪽으로 즉 차체측면으로 방사패턴이 쏠리게 되므로 지상파 DMB 안테나의 영향을 덜 받게 된다. In general, if the patch is located at the center of the square ground, the beam width is formed evenly around the sky direction, whereas if the ground plane is positioned asymmetrically from the patch antenna, the ground plane is excited in a wide direction and the ground plane is excited. The radiation pattern is concentrated and the gain is reduced in the part without the ground. When the external antenna is attached to the side of the window as in the present invention, the radiation pattern is directed to the opposite side to the radiation direction of the terrestrial DMB antenna. Will be less affected.

넷째 필름 안테나와 GPS 패치 안테나의 방사 방향이 평행하게 수평을 이루게 구조적으로 위치시켜서 지상파DMB 안테나에 의한 간섭을 최소화하였다.Fourth, the radiation direction of the film antenna and the GPS patch antenna is structurally positioned in parallel to minimize the interference by the terrestrial DMB antenna.

도 9와 같이 샤크 안테나 구조에서 GPS 패치 안테나는 수직(하늘 방향)으로 방사를 하는 반면 지상파 DMB안테나는 수평면으로 지향을 하게 되는데 안테나 간격이 가까운 경우 두 개의 편파가 서로 직교하면서 교차하게 되며 상호 신호 간섭에 의한 격리도가 나빠지게 된다. 반면에 차량 전면부 유리창에 부착된 필름 안테나와 GPS 안테나는 모두 정면을 향해 방사를 하는데 두 개의 편파가 평행을 이루고 GPS안테나의 빔폭이 좁기 때문에 상호 간섭이 적으며 만약 지상파DMB 안테나의 방사 성분이 GPS패치 안테나의 SIDE LOBE로 유입되더라도 이득이 낮아서 GPS안테나 이득이나 수신 성능에 영향을 주지 못할 정도로 간섭이 작다. In the Shark antenna structure, as shown in FIG. 9, the GPS patch antenna emits vertically (sky direction) while the terrestrial DMB antenna is oriented in a horizontal plane. When the antenna spacing is close, the two polarizations cross each other at right angles to each other and interfere with each other. Isolation will be worse. On the other hand, both the film antenna and the GPS antenna attached to the front windshield of the vehicle emit toward the front, and because the two polarizations are parallel and the beam width of the GPS antenna is narrow, there is little mutual interference. Even if introduced into the side loop of the patch antenna, the gain is low, so the interference is small enough that it does not affect the GPS antenna gain or reception performance.

또한 필름 안테나가 GPS 패치 안테나의 방사 전도체(패치)를 일부 가리더라도 방사방향이 평행하게 나란하므로 샤크 안테나처럼 패치 안테나 방사 진행방향을 직교하여 영향을 주는 간섭보다는 현저하게 간섭이 줄게 된다.In addition, even if the film antenna partially covers the radiating conductors (patches) of the GPS patch antenna, since the radial directions are parallel to each other, the interference is significantly lower than the interference affecting orthogonal to the patch antenna radiating direction like the Shark antenna.

다섯째 도 10과 같이 일반적으로 GPS 방사를 이루는 전도성 방사체(패치)보다 그라운드가 높게 위치하거나 다른 주파수 대역의 안테나가 있으면 GPS안테나 이득 자체가 감소하는 현상이 있는데 본 발명과 같이 차량 유리창에 부착할 경우 GPS패치 안테나에서 방사를 하는 전도성 방사체(패치)와 지상파 DMB 필름 안테나 높이가 전면 유리창을 기준으로 동일한 높이라서 필름 안테나의 신호 간섭이 덜하며 필름 안테나가 1mm이상으로 높다고 하더라도 구조적으로 샤크 안테나 구조보다 GPS 이득 저하가 미소한데 샤크 안테나에서 패치 안테나 측면을 기준으로 보면 패치 안테나 방사방향을 따라서 1개의 면으로 지속적으로 가리는 반면 필름 안테나 구조에서는 안테나 방사면이 아닌 패치와 평행면으로 1~수개의 점이나 얇은 선 구조로 패치 안테나 측면을 부분적으로 가리기 때문에 간섭 영향이 매우 미미하다.Fifth, if the ground is located higher than the conductive radiator (patch) that forms the GPS radiation, or if there is an antenna of another frequency band, the GPS antenna gain itself is reduced, as shown in FIG. 10. The height of the conductive radiator (patch) and terrestrial DMB film antenna radiated from the patch antenna is the same height relative to the windshield, so the signal interference of the film antenna is less and the film antenna is structurally higher than the Shark antenna structure even if the film antenna is higher than 1mm. Although the degradation is small, the Shark antenna continuously covers one side along the direction of the patch antenna in the direction of the patch antenna, whereas in the film antenna structure, one to several points or thin lines are arranged parallel to the patch instead of the antenna radiation plane. Partially patched antenna side Since the interference effect is very small.

여섯째 위의 방법외에 추가로 개선할 수 있는 방법으로 필름 안테나에서 GPS와 동일한 주파수 대역에 발생하는 하모닉 성분을 제거하여 간섭을 최소화할 수 있으나 필름 안테나의 전도성 패턴을 최적화 시 지상파 DMB안테나의 이득 저하와 필름 안테나를 지상파 신호를 송수신 하는 다중 대역 안테나로 설계 시 하모닉 성분을 제거가 어려운 문제점이 있다.Sixth, in addition to the above method, the interference can be minimized by eliminating harmonics that occur in the same frequency band as the GPS in the film antenna, but the optimization of the conductive pattern of the film antenna can reduce the gain of the terrestrial DMB antenna. When designing a film antenna as a multi-band antenna for transmitting and receiving terrestrial signals, it is difficult to remove harmonic components.

GPS 안테나의 성능에 간섭을 주는 지상파 DMB 신호는 GPS 안테나와 동일 주파수 대역의 하모닉 성분인데 지상파 DMB 필름 안테나를 설계시 하모닉 성분이 GPS안테나 주파수에서 멀리 있도록 전도성 패턴을 설계하거나 GPS안테나 주파수에 근접하여 하모닉 성분이 발생하더라도 GPS주파수 대역에서 방사가 일어나지 않도록 임피던스 미쓰매칭을 해서 GPS패치 안테나에 대한 간섭을 줄 일 수 있다.  Terrestrial DMB signals that interfere with the performance of GPS antennas are harmonic components in the same frequency band as GPS antennas.When designing terrestrial DMB film antennas, design conductive patterns so that the harmonic components are far from the GPS antenna frequency, or harmonics close to the GPS antenna frequency. Impedance mismatching can reduce interference to GPS patch antennas so that even if a component is generated, radiation does not occur in the GPS frequency band.

도 11a는 본 발명의 하우징 내부의 안테나 기본 설계구조이고 도 11b는 외장형 하우징으로 조립된 구조이다 하우징 내부에 내장된 PCB상에 GPS위성 신호를 수신하는 패치 안테나가 부착되어 있고 동일 PCB에 연결된 신호 전달용 전도성 가스켓은 차량 유리창에 부착된 지상파 신호 수신용 필름 안테나와 접촉이 되어 있는 구조로써 주파수별 여러개의 외장형 안테나를 설치할 필요가 없으며 GPS 안테나 외에 여러 개의 서로 다른 주파수를 가지는 안테나가 상호 간섭없이 GPS 위성 신호 수신과 지상파 신호를 송수신을 원활하게 제공할 수 있다. 11A is a basic design structure of the antenna inside the housing of the present invention, and FIG. 11B is a structure assembled to an external housing. A patch antenna for receiving GPS satellite signals is attached to a PCB embedded inside the housing and connected to the same PCB. Conductive gasket is a structure that is in contact with the film antenna for receiving terrestrial signals attached to the vehicle windshield, and there is no need to install multiple external antennas for each frequency. It can smoothly provide signal reception and transmission and reception of terrestrial signals.

또한 간편한 설치 및 원가 절감이 되도록 내부에 GPS 신호와 지상파 DMB신호를 합성기(Combiner)로 묶어서 도 11과 같이 1개의 동축 케이블로 연결하여 도 11c와 같이 단말기에 커넥터 타입으로 연결이 되는 구조인데 차량 전면 유리창에 단말기와 근접해서 설치가 되므로 동축 케이블 길이가 1~2M이내로 짧아서 선로손실도 줄일 수 있다.In addition, the GPS signal and terrestrial DMB signal are internally bundled with a combiner to connect with one coaxial cable as shown in FIG. 11 and connected to a terminal as shown in FIG. 11C. Since the window is installed close to the terminal, the coaxial cable can be shortened to within 1 ~ 2M, reducing the line loss.

일반 단말기에 GPS RF커넥터와 지상파DMB 커넥터가 분리되어 있는 경우 단말기 연결 전에 DIVIDER로 신호를 분리해서 각각의 동축 Cable로 연결을 하거나 차량 매립형 전용 단말기나 내장형 안테나 없는 구조와 같이 단말기 외부에 1개의 커넥터로 연결되고 단말기 내부에서 divider로 분리하는 구조라면 1개의 동축 Cable로 단말기 커넥터까지 연결을 하면 된다. If GPS RF connector and terrestrial DMB connector are separated in general terminal, separate signal with DIVIDER before connecting terminal and connect with each coaxial cable or with one connector outside of terminal such as built-in terminal or built-in antennaless structure. If it is connected and separated by divider inside the terminal, you can connect to the terminal connector with one coaxial cable.

도 11에서 사용하는 패치 안테나는 도 12와 같이 Feeding 핀 타입의 안테나 혹은 SMD 타입의 안테나를 선택적으로 사용할 수 있다. 필름 안테나와 PCB 사이를 연결하고 필름 안테나 단자에 접촉하는 전도성 가스켓은 리벳구조나 C클립 등 다양한 구조를 사용할 수 있다.The patch antenna used in FIG. 11 may selectively use a feeding pin type antenna or an SMD type antenna as shown in FIG. 12. The conductive gasket connecting between the film antenna and the PCB and contacting the film antenna terminal can use various structures such as a rivet structure or a C clip.

도 13a는 도 11a의 안테나가 내장된 하우징 타입의 외장형 안테나 전개도이며 패치 안테나는 유리창 밖을 지향해서 GPS 위성 신호 수신을 할 수 있는 구조인데 왼쪽부터 필름 안테나, 접착테입,바닥면 사출물,PCB에 부착된 패치 안테나와 필름 안테나 단자와 접촉을 위한 전도성 가스켓,증폭단(LNA)을 포함한 RF회로단, 상부 사출물 구조로 되어 있다. FIG. 13A is an exploded view of a housing type external antenna in which the antenna of FIG. 11A is embedded, and the patch antenna is structured to receive GPS satellite signals by facing out of a glass window, and is attached to a film antenna, adhesive tape, bottom injection molding, and PCB from the left. It consists of a conductive gasket for contacting the patch antenna and the film antenna terminal, an RF circuit stage including an amplifier stage (LNA), and an upper injection structure.

도 13b는 도 13a에서 외장형 안테나 전체 두께를 얇게 하기 위하여 바닥면 사출물의 일부를 없애서 패치 안테나가 사출물 두께만큼 돌출되도록 설계한 구조이며 도 13c는 본 발명의 통합 안테나를 자동차 전면 유리창에 부착시 자동차 측면에서 바라본 투시도이다. FIG. 13B is a structure in which a patch antenna is protruded by the thickness of the injection molding by removing a portion of the bottom injection molding in order to reduce the overall thickness of the external antenna in FIG. 13A. FIG. 13C is a side view of the vehicle when the integrated antenna of the present invention is attached to the front windshield of the vehicle. Perspective view from above.

위성신호 수신용 마이크로스트립 패치 안테나는 원형 편파 뿐만 아니라 직선 편파용 패치 안테나도 사용이 가능하며 도 14와 같이 패치 안테나를 Stacked Patch로 구현하면 지향성을 갖고 2가지 이상의 주파수를 갖는 위성신호를 송수신할 수 있는 다중 대역 패치안테나를 사용할 수 있다.The microstrip patch antenna for satellite signal reception can use not only circular polarization but also linear polarization patch antenna. As shown in FIG. 14, when the patch antenna is implemented as a stacked patch, satellite signals having directivity and two or more frequencies can be transmitted and received. Multiband patch antennas can be used.

또한 지상파 신호 송수신용 필름 안테나도 지상파 DMB 신호 송수신 외에 WIFI 신호 송수신이 가능하도록 단일 입출력(Single feeding output)을 갖는 Dualband용 필름 안테나로 구현할 수 있으며 도 15와 같이 필름 안테나에 별도로 지상파 DMB 주파수 외에 WIFI 주파수를 구현할 수 있도록 전도성 패턴을 필름 안테나 형태로 추가할 수 있다. In addition, the film antenna for terrestrial signal transmission and reception can also be implemented as a dual-band film antenna having a single input and output (Single feeding output) to enable the transmission and reception of the WIFI signal in addition to the terrestrial DMB signal transmission, WIFI frequency in addition to the terrestrial DMB frequency as shown in Figure 15 To implement the conductive pattern may be added in the form of a film antenna.

WIFI(2.4GHz)와 같이 주파수가 높은 안테나의 경우 안테나 길이가 짧기 때문에 지상파 DMB용 필름 안테나와 간섭이 되지 않도록 하우징 내부에서 필름 안테나와 최대한 이격해서 도 15b와 같이 얇은 신호선이나 구리선과 같은 전도체로 하우징 내부에 WIFI 안테나를 내장하거나 하우징 외부로 돌출시킬 수 있다.In the case of a high frequency antenna such as WIFI (2.4 GHz), the antenna length is short, so that the antenna is spaced apart from the film antenna as far as possible so as not to interfere with the terrestrial DMB film antenna. The WIFI antenna can be built inside or projected out of the housing.

도 16은 2port출력 구조로써 도 11에서 2개의 신호를 하우징 내부에서 합성기(combiner)를 사용하여 1port출력으로 가능하지만 두개의 서로 다른 주파수가 근접되어 있거나 충분한 아이솔레이션(격리도)을 확보할 수 없을 경우 각각의 안테나 수신 성능이 열화 될 수 있으므로 하우징 내부에서 combiner를 사용하지 않고 신호를 전달하는 각각의 동축Cable을 사용하는 구조이다.FIG. 16 is a two-port output structure, in which the two signals in FIG. 11 can be used as a one-port output using a combiner inside the housing, but when two different frequencies are close to each other or sufficient isolation cannot be obtained. Each antenna reception performance can be degraded, so each coaxial cable is used to transmit signals without using a combiner inside the housing.

다중 대역으로 설계될 경우 사용되는 주파수 대역만큼 신호를 전달하는 동축 CABLE이 각각의 안테나에 연결이 되어야 하므로 구조가 복잡해지고 안테나 제조 단가가 올라가는 문제점이 있다. In the case of designing a multi-band, a coaxial cable that transmits signals as much as the frequency band used must be connected to each antenna, which leads to a complicated structure and an increase in antenna manufacturing cost.

도 17은 도 11구조에서 GPS 패치 안테나를 차량 유리창에 부착시 pcb상단부에 있고 필름 안테나가 하단에 위치한 구조인데 도 1 대비 차량의 측면 그라운드외에 차량 지붕의 그라운드와 좀 더 근접하게 되므로 GPS 안테나 이득을 증가 시킬 수 있고 차량 지붕 그라운드면과 수평한 DMB 필름 안테나는 반대로 그라운드면과 멀어지므로 안테나 이득이 더욱 증가되어서 수신 성능이 향상되지만 차량 유리창 영역을 많이 차지하므로 도 1보다 운전자 시야 확보가 약하다. FIG. 17 illustrates a structure in which the GPS patch antenna is attached to the vehicle windshield in the structure of FIG. 11 and the film antenna is located at the bottom of the PCB, and thus the GPS antenna gain is closer to the ground of the vehicle roof besides the side ground of the vehicle compared to FIG. The DMB film antenna, which can be increased and is horizontal to the roof surface of the vehicle, is far from the ground surface, so the antenna gain is further increased to improve reception performance, but the driver's field of view is weaker than that of FIG.

도 18은 도 11과 달리 PCB를 기준으로 180도 반전된 구조로써 패치 안테나의 전도성 방사체(패치)가 차량 안쪽을 바라보는 구조로서 패치 안테나의 back lobe로 GPS위성신호를 수신하는 구조이다.FIG. 18 is a structure in which the conductive radiator (patch) of the patch antenna faces the inside of the vehicle and receives the GPS satellite signals through the back lobe of the patch antenna unlike the FIG. 11.

필름 안테나를 다중 대역 송수신 안테나로 설계를 하게 되면 패치안테나 하단부까지 전도성 방사체가 침범하게 되는데, 도 1과 같은 설계구조에서 패치 상단면과 필름 안테나 간격은 1mm 정도로 너무 근접되어 있어서 전도성 방사체 상단부에 필름 안테나의 패턴이 침범하게 되면 GPS 안테나 성능이 급격하게 감소되는데 이를 개선하기 위하여 도 18과 같이 패치 안테나를 필름 안테나 반대면에 위치시키고 지향하게 되면 패치의 전도성 방사체와 필름안테나의 패턴 간격은 최소 7mm이상의 이격거리를 갖게 되며 패치 안테나의 이득이 약간 감소하는 수준이 된다When the film antenna is designed as a multi-band transmit / receive antenna, the conductive radiator is invaded to the lower part of the patch antenna. In the design structure as shown in FIG. 1, the distance between the patch top surface and the film antenna is too close to about 1mm, so that the film antenna is at the upper part of the conductive radiator. GPS antenna performance is drastically reduced when the pattern is invaded. To improve this problem, as shown in FIG. 18, when the patch antenna is positioned on the opposite side of the film antenna and directed, the pattern gap between the conductive conductor of the patch and the film antenna is at least 7 mm apart. Distance, and the gain of the patch antenna is slightly reduced.

back lobe를 이용하는 패치 안테나 구조에서는 패치 지향 방향이 반대라서 차량 밖의 GPS위성 신호를 정방향으로 수신할 수 없는 구조지만 패치 안테나 자체의 그라운드가 작아서 패치 안테나 바닥면으로 여기되는 Back lobe가 많이 여기 되는데 지상파 DMB필름 안테나에 패치가 많이 가리는 상황에서는 정상적인 패치 지향 방향보다 Back lobe의 이득이 큰 경우에 사용이 가능하며 동일한 방향의 원형 편파 특성을 갖게 되므로 GPS 위성신호를 원활히 수신할 수 있다.In the patch antenna structure using the back lobe, the direction of the patch direction is reversed so that GPS satellite signals outside the vehicle cannot be received in the forward direction, but the back lobe excited by the patch antenna bottom due to the small ground of the patch antenna itself is excited. In the case where a lot of patches are covered by the film antenna, it can be used when the gain of the back lobe is larger than the normal patch direction, and since it has circular polarization characteristics in the same direction, GPS satellite signals can be received smoothly.

도 19는 도 11와 같이 패치 안테나 지향 방향이 동일하고 필름 안테나 접촉 단자가 GPS패치 안테나에 영향이 없도록 패치안테나가 부착된 PCB뒷면에 전도성 가스켓을 부착하고 필름 안테나를 접촉하는 구조인데 안테나 성능은 좋아지지만 필름 안테나를 창문에 부착시 필름안테나의 일부를 휘어서 부착해야 하므로 필름 안테나의 내구성이 약해지는 문제점이 있으므로 조립시 주의를 해야 한다.FIG. 19 is a structure in which a conductive gasket is attached to the back side of a PCB to which a patch antenna is attached and a film antenna is contacted so that the patch antenna direction is the same and the film antenna contact terminal does not affect the GPS patch antenna, as shown in FIG. However, when attaching the film antenna to the window, a part of the film antenna must be bent and attached, so the durability of the film antenna is weakened.

필름안테나를 휘지 않고 PCB 뒤쪽에 접촉된 접촉핀을 C클립이나 기타 접촉핀 구조로 설계하여 필름안테나를 후면에서 접촉하지 않고 필름 안테나를 휘는 대신 C클립이나 기타 접촉핀을 PCB뒷면에서 전면부로 연장하여 차량 유리창에 부착되어 있는 필름 안테나와 접촉을 하는 방법도 가능하다. The C pin or other contact pin structure of the contact pin contacted to the back of the PCB without bending the film antenna is designed so that the C clip or other contact pin is extended from the back of the PCB to the front instead of bending the film antenna without contacting the film antenna from the back. It is also possible to make contact with the film antenna attached to the vehicle windshield.

도 20은 하우징 내부에서 단일 PCB상에 구현하지 않고 GPS패치 안테나와 지상파 신호 안테나를 2개의 PCB로 분리하여 안테나 성능을 개선한 방법이며 2개의 PCB가 평행인 경우 RF동축 케이블 연결하는 방법이 좋으며 2개의 PCB가 상하 겹쳐진 구조에서는 C클립 혹은 전도성 가스켓을 사용하여 PCB사이를 연결한다.20 is a method of improving antenna performance by separating a GPS patch antenna and a terrestrial signal antenna into two PCBs without implementing on a single PCB inside the housing. In the case where two PCBs are parallel, a method of connecting an RF coaxial cable is preferable. In a structure where two PCBs are stacked up and down, a C clip or a conductive gasket is used to connect the PCBs.

도 21은 PCB에 GPS패치 안테나가 부착되어 있고 일반적인 지상파 DMB용 다이폴 안테나가 동일한 PCB에 전도성 가스켓을 연결된 구조이다. 자동차유리창 상단부에 패치가 창밖을 지향하도록 그림과 같이 부착이 되며 도11과 동일한 효과를 가지게 된다.21 is a structure in which a GPS patch antenna is attached to a PCB, and a general terrestrial DMB dipole antenna is connected to a conductive gasket on the same PCB. The patch is attached to the upper part of the car window as shown in the figure so that it faces the window and has the same effect as in FIG.

도 22는 도 21과 같이 패치 안테나 지향 방향이 동일하고 필름 안테나 접촉 단자가 GPS패치 안테나에 영향이 없도록 패치안테나가 부착된 PCB뒷면에 전도성 가스켓을 부착하고 필름 안테나를 접촉하는 구조인데 안테나 성능은 좋아지지만 필름 안테나를 창문에 부착시 필름안테나의 일부를 휘어서 부착해야 하므로 필름 안테나의 내구성이 약해지는 문제점이 있으므로 조립시 주의를 해야 한다. FIG. 22 is a structure in which a conductive gasket is attached to a back side of a PCB to which a patch antenna is attached and a film antenna is contacted so that the patch antenna orientation is the same and the film antenna contact terminal does not affect the GPS patch antenna as shown in FIG. 21. However, when attaching the film antenna to the window, a part of the film antenna must be bent and attached, so the durability of the film antenna is weakened.

필름안테나를 휘지 않고 PCB 뒤쪽에 접촉된 접촉핀을 C클립이나 기타 접촉핀 구조로 설계하여 필름 안테나를 후면에서 접촉하지 않고 필름 안테나를 휘는 대신 C클립이나 기타 접촉핀을 PCB뒷면에서 전면부로 연장하여 차량 유리창에 부착되어 있는 필름 안테나와 접촉을 하는 방법도 가능하다. By designing the C pin or other contact pin structure on the back of the PCB without bending the film antenna, the C clip or other contact pins are extended from the back of the PCB to the front instead of bending the film antenna without touching the film antenna from the back. It is also possible to make contact with the film antenna attached to the vehicle windshield.

도 23과 같이 본 발명의 통합 안테나는 필름 안테나에 차량 주차시 연락이 가능한 전화 번호를 기재할 수 있도록 전화 번호 (주차 번호) 숫자를 투명한 필름 부위에 부가적으로 부착하여 주차 번호판 겸용으로 활용할 수 있으며 전화번호는 필름 안테나 내부에서 식별이 가능한 어떤 곳이나 선정하여 변경이 가능하다.As shown in FIG. 23, the integrated antenna of the present invention can be used as a parking license plate by additionally attaching a phone number (parking number) to a transparent film part so that a phone number that can be contacted when the vehicle is parked on a film antenna can be described. The phone number can be changed to any location that can be identified inside the film antenna.

또한 동일한 이형지에서 접착 테입이 부착된 필름 안테나와 접착 테입이 부착된 필름 전화번호판으로 분리가 가능하도록 필름을 제단한 상태로 설계를 하거나 전화 번호판을 별도로 필름 안테나와 동일한 구조로 투명한 필름에 숫자가 부착되어 있으며 투명한 얇은 접착 테입이 필름 안테나 뒷쪽에 붙어 있어서 차후에 차량 유리창에 부착시 이형지를 제거하고 유리창에 부착될 수 있는 구조로 설계하여 소비자에게 주차 번호판과 통합 외장형 안테나를 같이 제공하면 주차 번호판을 통합 외장형 안테나 부착 부위와 별도로 부착하거나 필요시 필름 안테나에 같이 겹치게 부착할 수 있다. In addition, in the same release paper, design with the film cut out so that it can be separated into the film antenna with adhesive tape and the film license plate with adhesive tape, or the numbers are separately attached to the transparent film with the same structure as the film antenna separately. The transparent thin adhesive tape is attached to the back of the film antenna so that it can be removed from the paper when it is later attached to the vehicle window, and designed to be attached to the window. If the consumer is provided with a parking license plate and an integrated external antenna, the parking license plate is integrated. It can be attached separately from the antenna attachment area or overlapped with the film antenna if necessary.

GPS 패치 안테나와 지상파 DMB 필름 안테나를 케이블로 연결 시 케이블 길이가 길어지면 안테나 이득 손실이 발생하므로 안테나 뒷단에는 일반적으로 증폭단(LNA)이 구비되어 있다. When a cable is connected to a GPS patch antenna and a terrestrial DMB film antenna by a long cable, an antenna gain loss occurs. Therefore, an amplifier stage (LNA) is generally provided at the rear of the antenna.

지상파 신호 수신용인 경우 LNA를 구비하여 신호 수신율을 증가시킬 수 있으나 지상파 신호 송수신용 안테나 인 경우 안테나 하나로 송신과 수신을 해야 하므로 증폭단을 구비하지 않고 단말기와 직접 동축 케이블로 연결하는 방법을 사용한다.In case of terrestrial signal reception, LNA can be used to increase the signal reception rate. However, in case of terrestrial signal transmission / reception antenna, one antenna must be transmitted and received.

또한 하우징에서 단말기까지 연결 시 원가 절감 및 케이블 정리를 단순하게 하기 위하여 하우징 내부에서 combiner를 구성하여 2개의 신호를 묶어서 1개의 동축 케이블로 단말기와 커넥터로 직접 연결 후 단말기 내부에서 2개의 신호를 분리하는 디바이더를 설계하여 분리해서 사용하거나 일반 내비게이션 단말기와 같이 GPS 안테나 외장형 단자와 지상파 신호 외장형 단자가 분리되어 있는 경우 1개의 동축 케이블 출력단에 디바이더를 설계하여 GPS 위성 신호와 지상파 신호를 분리하여 2개의 케이블로 분리하여 단말기와 커넥터로 연결이 가능하다. In addition, in order to reduce cost and simplify cable arrangement when connecting from the housing to the terminal, the combiner is configured inside the housing to bundle two signals and connect them directly to the terminal and connector with one coaxial cable, and then separate the two signals inside the terminal. When dividers are designed and used separately or when the GPS antenna external terminal and the terrestrial signal external terminal are separated like the general navigation terminal, the divider is designed at one coaxial cable output terminal to separate the GPS satellite signal and the terrestrial signal, It can be disconnected and connected to the terminal and connector.

하우징 내부에 구비된 GPS 패치 안테나와 지상파 DMB 필름 안테나 뒷단에 구성하는 회로나 출력 방법은 사용 용도에 따라서 아래와 같이 설계가 가능하다.The circuit and output method of the GPS patch antenna and the terrestrial DMB film antenna located inside the housing can be designed as follows according to the intended use.

도 24a는 GPS 신호와 지상파 신호를 combiner 묶은 후 광대역 증폭기로 증폭을 한 후 1개의 동축 케이블로 출력을 한 후 단말기와 연결하는 구조이며 단말기에 1개의 동축 케이블을 연결한 후 단말기 내부에서 디바이더를 구성하여 2개의 신호를 분리 하거나 도 24b와 같이 단말기에 연결하기 전에 Divider를 구현해서 2개의 신호로 분리하여 단말기에 각각의 외장형 커넥터에 연결하는 방법이다.24A shows a structure in which a GPS amplifier and a terrestrial signal are combined, amplified by a broadband amplifier, and then output by one coaxial cable, and then connected to a terminal. Before the two signals are separated or connected to the terminal as shown in FIG. 24B, a divider is implemented to divide the two signals and connect the two signals to respective external connectors.

DC 전원 공급은 단말기의 GPS외장형 안테나 커넥터에서 공급되며 Combiner와 Divider는 low pass filter와 hipass filter를 조합을 하거나 stub를 이용한 strip 라인을 사용하여 쉽게 설계가 가능하다.The DC power supply is supplied from the GPS external antenna connector of the terminal, and the combiner and divider can be easily designed by combining a low pass filter and a hipass filter or using a strip line using stubs.

도 24는 제조 비용이 가장 저렴한 구조이지만 지상파 DMB(175~220MHz) 주파수 대역과 GPS(1575MHz)와 같이 주파수 대역이 약 1,300MHz에 이르는 광대역 LNA 부품을 찾기가 쉽지 않고 회로 설계가 어렵고 아이솔레이션 특성이 다소 좋지 않은 문제가 있다.Figure 24 shows the lowest fabrication structure, but it is not easy to find wideband LNA components with a frequency band of about 1,300 MHz, such as terrestrial DMB (175-220 MHz) and GPS (1575 MHz), circuit design is difficult, and isolation characteristics are somewhat There is a bad problem.

도 25는 각각의 안테나 뒷단에 증폭단을 구성하고 대역통과 필터를 사용하여 아이솔레이션 특성을 개선한 구조인데 하우징에서 2개의 동축 케이블로 출력하는 2port출력 구조이며 2개의 동축 Cable로 각각 단말기에 연결되는 구조이므로 아이솔레이션 특성 및 전기적 특성이 우수하지만 동축 Cable 비용이 증가하는 문제가 있고 차량 내부에 케이블 정리가 어려운 구조이다. 회로 설계시 증폭단에서 대역통과 필터 생략이 가능하다.FIG. 25 is a structure in which an amplifying stage is formed at the rear end of each antenna and a bandpass filter is used to improve isolation characteristics. Although the isolation and electrical characteristics are excellent, there is a problem that coaxial cable cost increases and it is difficult to organize the cables inside the vehicle. In circuit design, the bandpass filter can be omitted in the amplifier stage.

일반적으로 내비게이션 단말기의 경우 GPS 외장형 안테나용 커넥터에 DC전원이 공급이 되지만 지상파 DMB 외장형 안테나용 커넥터의 경우 DC전원이 공급되지 않으므로 도 25의 구조를 갖게 하기 위해서는 단말기를 설계하는 SET업체에서 지상파 DMB안테나 커넥터로 DC공급이 가능하도록 설계를 해야만 적용이 가능하다.In general, in the case of the navigation terminal, DC power is supplied to the connector for the GPS external antenna, but in the case of the terrestrial DMB external antenna connector, the DC power is not supplied. Therefore, in order to have the structure of FIG. It must be designed to be able to supply DC with connector.

도 26은 도 25의 구조에서 원가 절감을 위하여 하우징 내부에 combiner를 설계해서 하우징 내부에서 1PORT 출력으로 구성 한 후 하우징 외부로 1개의 동축 Cable을 통하여 단말기로 신호를 전달하는 구조이다.FIG. 26 is a structure in which a combiner is designed inside the housing for cost reduction in the structure of FIG. 25 and configured as a 1PORT output inside the housing, and then a signal is transmitted to the terminal through one coaxial cable to the outside of the housing.

단말기 내부에서 디바이더를 설계하여 신호를 분리하여 사용하거나 단말기 외부에서 디바이더를 사용하여 신호를 분리한 후 단말기에 2PORT 출력 방식으로 각각의 신호를 전달하는 구조이며 회로 설계시 대역통과 필터는 필요에 따라서 생략이 가능하다.The divider is designed inside the terminal to separate and use the signal or the divider is used outside the terminal to separate the signal and then transfers each signal to the terminal using the 2PORT output method.In the circuit design, the bandpass filter is omitted as necessary. This is possible.

도 27은 지상파 필름 안테나가 송수신용으로 사용되고 GPS 패치 안테나는 수신용으로 사용시 구성되는 회로 구조로써 지상파용 필름 안테나는 송수신용 안테나이므로 증폭단이 없는 구조이고 GPS 패치 안테나만 증폭단을 구성하고 원가절감을 위하여 하우징 내부에서 Combiner로 2개의 신호를 묶고 하우징 외부로 1개의 동축 CABLE을 통하여 2개의 신호가 전달되고 단말기 내부에서 신호를 분리하여 divider를 설계하여 사용하거나 2개의 서로 다른 신호를 분리하기 위하여 단말기 외부에서 디바이더를 사용하여 신호를 분리하여 단말기로 2PORT출력으로 각각의 신호를 전달하는 구조이다. 27 is a circuit structure in which a terrestrial film antenna is used for transmission and reception and a GPS patch antenna is used for reception. As the terrestrial film antenna is an antenna for transmission and reception, there is no amplification stage and only a GPS patch antenna forms an amplifier and reduces costs. In the housing, two signals are bundled with a combiner and two signals are transmitted to the outside of the housing through one coaxial cable, and the signals are separated from the inside of the terminal to design a divider or to separate two different signals. It is a structure that separates signals using dividers and delivers each signal to 2PORT output.

또한 도 27은 위의 용도외에 지상파 DMB 필름 안테나가 송수신용으로 사용되지 않더라도 지상파DMB 필름 안테나 성능이 우수한 경우 사용이 가능하며 차량 유리창에 필름 안테나를 장착 시 동축 케이블 길이가 1~2M로 충분히 짧아서 케이블 신호 손실이 적기 때문에 지상파 DMB 수신용 안테나로써 증폭단 없이 Passive 필름 안테나로 직접 단말기와 연결하는 용도로 사용이 가능하다.In addition, FIG. 27 shows that even when the terrestrial DMB film antenna is not used for transmitting and receiving, in addition to the above uses, the terrestrial DMB film antenna can be used when the performance is excellent, and when the film antenna is mounted on the vehicle windshield, the length of the coaxial cable is short enough as 1 to 2M. Since the signal loss is small, it is possible to use it as the antenna for terrestrial DMB reception and to connect the terminal directly with the passive film antenna without the amplification stage.

도 28은 도 27의 구조에서 GPS안테나와 지상파 DMB 안테나 사이의 격리도를 향상 시키기 위하여 하우징 내부에 Combiner를 사용하지 않고 2개의 동축 케이블로 하우징에서 출력한 구조이다.FIG. 28 is a structure output from the housing with two coaxial cables without using a combiner inside the housing to improve the isolation between the GPS antenna and the terrestrial DMB antenna in the structure of FIG. 27.

지상파 DMB 필름 안테나의 성능이 우수하거나 동축 케이블 길이가 충분히 짧아서 케이블 신호 손실이 적은 경우 지상파 DMB 수신용 안테나로써 증폭단 없이 Passive 필름 안테나로 직접 단말기와 연결 하는 용도로 사용이 가능하다.When terrestrial DMB film antenna has good performance or the coaxial cable length is short enough that the cable signal loss is small, it can be used for direct connection with terminal with passive film antenna without amplifying stage as terrestrial DMB receiving antenna.

도 29는 동축 케이블 길이가 충분히 짧아서 케이블 손실이 적은 경우 지상파DMB 안테나와 GPS 패치 안테나 모두 증폭단 없이 직접 단말기에 연결한 구조인데 그림과 같이 Combiner없이 직접 2개의 동축 케이블로 각각의 신호를 단말기와 각각의 연결을 하거나 원가 절감을 위하여 하우징 내부에 combiner를 설계해서 2개의 신호를 묶어서 하나의 동축 케이블로 연결해서 단말기와 연겨하여 신호 전달이 가능하다. 29 is a structure in which both the terrestrial DMB antenna and the GPS patch antenna are directly connected to the terminal without an amplifying stage when the cable loss is small because the coaxial cable length is short enough. As shown in FIG. For connection or cost reduction, the combiner is designed inside the housing to bundle two signals and connect them with one coaxial cable to connect with the terminal for signal transmission.

Claims (7)

소정의 하우징 내부에 내장된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB) 상에 부착되며, GPS 위성 신호를 수신하는 패치 안테나;
차량 유리창에 부착되는 지상파 신호 수신용 필름 안테나; 및
상기 PCB에 연결되며, 상기 지상파 신호 수신용 필름 안테나와 접촉되는 신호 전달용 전도성 가스켓을 포함하는, 유리창 부착형 통합 외장형 안테나.
A patch antenna attached to a printed circuit board (PCB) embedded in a predetermined housing and receiving a GPS satellite signal;
A film antenna for receiving terrestrial signals attached to a vehicle window; And
And a conductive gasket for signal transmission connected to the PCB and in contact with the film antenna for receiving the terrestrial signal.
제1항에 있어서,
상기 패치 안테나는,
피딩(Feeding) 핀 타입의 안테나 또는 표면실장(Surface Mounted Device: SMD) 타입의 안테나를 선택적으로 사용하는, 유리창 부착형 통합 외장형 안테나.
The method of claim 1,
The patch antenna,
Integrated window-mounted external antenna, optionally using a feeding pin type antenna or a surface mounted device (SMD) type antenna.
제1항에 있어서,
상기 지상파 신호 수신용 필름 안테나는,
DMB 주파수를 구현하는 전도성 패턴 및 WIFI 주파수를 구현하는 전도성 패턴 중 적어도 하나를 구비하는, 유리창 부착형 통합 외장형 안테나.
The method of claim 1,
The terrestrial signal receiving film antenna,
And at least one of a conductive pattern implementing the DMB frequency and a conductive pattern implementing the WIFI frequency.
제1항에 있어서,
상기 패치 안테나는 12x12x4 mm 이하의 크기로 구현되는, 유리창 부착형 통합 외장형 안테나.
The method of claim 1,
The patch antenna is implemented in the size of less than 12x12x4 mm, integrated window antenna attached to the window.
제4항에 있어서,
상기 패치 안테나는,
상기 하우징 내부에 내장되며, 상기 차량 유리창의 모서리면에 부착되어 차량 측면과 상단면을 그라운드로 이용함으로써 안테나 이득을 증가시키는, 유리창 부착형 통합 외장형 안테나.
The method of claim 4, wherein
The patch antenna,
And integrated in the housing and attached to an edge of the vehicle window to increase antenna gain by using the vehicle side and top surfaces as ground.
제1항에 있어서,
상기 필름 안테나는,
상기 차량 유리창에 장착시 차체의 비대칭 그라운드면을 활용하여 지향 방향을 지상파 DMB 방사방향으로부터 먼 각도로 틸트시켜서 지상파 DMB 필름 안테나로부터 간섭 효과를 최소화하는, 유리창 부착형 통합 외장형 안테나.
The method of claim 1,
The film antenna,
When the windshield is mounted on the vehicle window, the asymmetric ground surface of the vehicle body is used to tilt the directing direction at an angle away from the terrestrial DMB radiation direction to minimize interference effects from the terrestrial DMB film antenna.
제1항에 있어서,
상기 필름 안테나 및 상기 패치 안테나는,
상기 필름 안테나와 상기 패치 안테나의 방사 방향이 평행하도록 수평구조로 배치되는, 유리창 부착형 통합 외장형 안테나.
The method of claim 1,
The film antenna and the patch antenna,
And a window structure integrated external antenna arranged in a horizontal structure such that the radial direction of the film antenna and the patch antenna are parallel to each other.
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