KR20150029771A - 차량용 라디오 안테나 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량에 설치되는 라디오 안테나에 관한 것으로, 헤리컬 안테나와 제2 안테나, 보다 상세하게는 바(Bar)형 안테나 또는 헤리컬 안테나를 어레이 구조로 결합하는 간단한 구성으로 FM신호와 AM신호를 용이하게 수신할 수 있도록 해 주는 차량용 라디오 안테나에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나는 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나는 FM 수신회로와 AM 수신회로에 대해 제1 안테나와 제2 안테나가 병렬 형태로 결합되어, 상기 FM수신회로는 상기 제1 및 제2 안테나로부터 수신된 FM신호를 라디오 단자로 출력하며, 상기 AM 수신회로는 상기 제1 및 제2 안테나로부터 수신된 AM신호를 라디오 단자로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제1 안테나는 헤리컬 안테나로 구성되고, 상기 제2 안테나는 바(Bar)형 안테나 또는 헤리컬 안테나로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나는 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나는 FM 수신회로와 AM 수신회로에 대해 제1 안테나와 제2 안테나가 병렬 형태로 결합되어, 상기 FM수신회로는 상기 제1 및 제2 안테나로부터 수신된 FM신호를 라디오 단자로 출력하며, 상기 AM 수신회로는 상기 제1 및 제2 안테나로부터 수신된 AM신호를 라디오 단자로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제1 안테나는 헤리컬 안테나로 구성되고, 상기 제2 안테나는 바(Bar)형 안테나 또는 헤리컬 안테나로 구성될 수 있다.
Description
본 발명은 차량에 설치되는 라디오 안테나에 관한 것으로, 헤리컬 안테나와 제2 안테나, 보다 상세하게는 바(Bar)형 안테나 또는 헤리컬 안테나를 어레이 구조로 결합하는 간단한 구성으로 FM신호와 AM신호를 용이하게 수신할 수 있도록 해 주는 차량용 라디오 안테나에 관한 것이다.
차량에는 라디오를 수신하기 위하여 샤크 핀(상어지느러미)형태의 구조물 내부에 헤리컬 안테나가 장착되어 사용된다. 상기한 헤리컬 안테나는 나선 코일 형태의 구조를 가진 안테나로서, 이는 길이 및 피치각도, 나선 수에 따라 특정 주파수에서의 공진이 일어나는 특성을 갖는다.
도1은 종래 차량용 라디오 안테나의 개략적인 구성을 도시한 것으로, 도1에 도시된 바와 같이 일정 길이와 피치를 갖는 헤리컬안테나(1)의 일단에 FM신호를 수신하기 위한 FM 수신회로(2)와 AM신호를 수신하기 위한 AM 수신회로(3)가 결합되어 구성된다.
그러나, 상기한 라디오 안테나 보다 상세하게는 헤리컬 안테나(1)는 저주파수 대역에 대한 수신효율이 좋지 않아 AM신호에 대한 수신 감도가 저하되는 문제가 있게 된다. 예컨대, 도8에 도시된 바와 같이 상기한 라디오 안테나는 AM신호대역인 970kHz 주파수에 대한 수신감도 측정결과 신호레벨이 -59.19dBm으로 나타났다.
이에, 최근에는 차량의 후면 유리창에 패턴을 형성하여 FM 및 AM신호를 수신하는 글래스(Glass)안테나가 개발되어 이용되고 있다.
그러나, 상기한 글래스 안테나는 AM파장에 비해 길이가 짧고 유리에 장착됨으로써 방사효율이 떨어지며, 최근 차량에 각종 전자기기 이용을 위한 GPS, DMB, WCDMA 등의 신호 수신을 위해 샤크핀 안테나가 별도로 설치되는 것을 고려할 때, 글래스 안테나의 추가 설치는 차량 이용자에게 비용 부담을 가중시키는 결과를 낳게 된다.
[관련문헌정보]
1. 차량용 다중 대역 통합 안테나(특허출원번호 : 10-2010-0041898)
2. 차량용 샤크 핀 안테나 (특허출원번호 : 10-2011-0002741)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, FM/AM 수신을 위한 헤리컬 안테나와 제2 안테나, 보다 상세하게는 바(Bar)형 안테나 또는 헤리컬 안테나를 어레이 형태로 결합하는 간단한 구성으로 기존 FM 주파수 대역의 수신 감도는 떨어뜨리지 않으면서 AM신호의 수신 감도를 향상시켜 글래스 안테나를 사용하지 않고 샤크핀 안테나 하나만을 사용하여 라디오 신호 를 포함한 차량 내 전자기기 이용을 위한 각종 신호의 수신을 용이하게 할 수 있도록 해 주는 차량용 라디오 안테나를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나는 FM 수신회로와 AM 수신회로에 대해 제1 안테나와 제2 안테나가 병렬 형태로 결합되어, 상기 FM수신회로는 상기 제1 및 제2 안테나로부터 수신된 FM신호를 라디오 단자로 출력하며, 상기 AM 수신회로는 상기 제1 및 제2 안테나로부터 수신된 AM신호를 라디오 단자로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 안테나는 헤리컬 안테나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤리컬 안테나는 길이가 100mm ~ 300mm 이고, 코일의 두께가 0.1mm ~ 2mm인 코일이 5mm 이내의 간격을 갖도록 나선 형성되어 구성되되, 상기 나선의 직경은 5mm ~ 20mm 로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤리컬 안테나는 0.5mm 두께의 코일이 외경 8.0mm 이면서 간격이 2.5mm 이내로 나선 형성되어 194mm 길이로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤리컬 안테나는 상기 헤리컬 안테나는 저면과의 내각(θ1)이 60°~ 130°의 범위로 배치되되, 일정 길이 부분에서 경사각(θ2)이 0°~ 90°이내 범위이면서 110mm 이내 범위의 곡률반경을 갖도록 절곡된 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 안테나는 바(Bar)형 안테나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바(Bar)형 안테나는 페라이트의 외주연에 코일을 권취하여 구성되되, 인덕턴스 가 200 ~ 1,000 μH 값을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바(Bar)형 안테나는 페라이트의 외주연에 코일을 권취하여 구성되되, 인덕턴스가 720 μH 값을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 페라이트는 길이 100mm 이하, 넓이 50mm이하, 높이 50mm 이하인 막대 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 페라이트는 길이 45mm, 넓이 8mm, 높이 5mm인 막대형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 안테나는 헤리컬 안테나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 안테나인 상기 헤리컬 안테나는 길이가 100mm ~ 300mm 이고, 코일의 직경이 5mm ~ 20mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 안테나인 상기 헤리컬 안테나는 0.5mm 두께의 코일이 외경 8.0mm 이면서 간격이 2.5mm 이내로 나선 형성되어 194mm 길이로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 헤리컬 안테나와 제2 안테나, 보다 상세하게는 바(Bar)형 안테나 또는 헤리컬 안테나를 어레이 구조로 결합하는 간단한 구성으로 FM신호와 AM신호를 용이하게 수신할 수 있도록 해 주는 차량용 라디오 안테나를 제공할 수 있게 됨으로써, 설치 및 공간 확보에 따른 제약을 해결할 수 있음은 물론, 기존 차량에 설치되는 샤크핀 안테나에 적용되어 구성되는 것이 가능하게 된다.
도1은 종래 차량용 라디오 안테나의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도2는 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도3은 도2에 도시된 헤리컬 안테나(100)의 구성을 설명하기 위한 도면.
도4는 도2에 도시된 바형 안테나(200)의 구성을 설명하기 위한 도면.
도5는 도2에 도시된 차량용 라디오 안테나의 FM 주파수특성을 나타낸 도면.
도6은 도2에 도시된 차량용 라디오 안테나의 AM 주파수특성을 나타낸 도면.
도7 내지 도8은 종래 차량용 라디오 안테나의 AM 주파수특성을 나타낸 도면.
도2는 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도3은 도2에 도시된 헤리컬 안테나(100)의 구성을 설명하기 위한 도면.
도4는 도2에 도시된 바형 안테나(200)의 구성을 설명하기 위한 도면.
도5는 도2에 도시된 차량용 라디오 안테나의 FM 주파수특성을 나타낸 도면.
도6은 도2에 도시된 차량용 라디오 안테나의 AM 주파수특성을 나타낸 도면.
도7 내지 도8은 종래 차량용 라디오 안테나의 AM 주파수특성을 나타낸 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 단, 이하에 설명하는 실시예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현예를 예시적으로 나타낸 것으로서, 이러한 실시예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
도2는 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 라디오 안테나는 제1 안테나(100)와 제2 안테나(200)가 결합되고, 이 제1 및 제2 안테나(100,200) 사이에 FM 수신회로(300)와 AM 수신회로(400)가 병렬 형태로 배치되도록 구성된다.
즉, 상기 FM수신회로(300)와 AM 수신회로(400)에 대해 제1 및 제2 안테나(100,200)가 병렬 형태인 어레이 구조로 결합된다.
또한, 상기 제1 안테나(100)는 헤리컬 안테나로 구성된다.
또한, 상기 제2 안테나(200)는 바(Bar)형 안테나 또는 헤리컬 안테나로 구성될 수 있다.
또한, 상기 FM 수신회로(300)는 상기 제1 안테나(100) 및 제2 안테나(200)로부터 수신된 FM신호를 라디오 단자로 제공하고, AM 수신회로(400)는 상기 제1 안테나(100) 및 제2 안테나(200)로부터 수신된 AM신호를 라디오 단자로 제공한다.
이때, 상기 FM수신회로(300)는 상기 제1 및 제2 안테나(100,200)로부터 인가되는 수신신호에서 FM 주파수 대역인 88MHz~108MHz 주파수 대역의 신호를 필터링 하기 위한 제1 필터와, 이 제1 필터로부터 제공되는 FM주파수 대역의 신호를 증폭 출력하는 제1 증폭기를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 필터와 제1 증폭기는 그 결합 순서를 변경시켜 구성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 AM수신회로(400)는 상기 제1 및 제2 안테나(100,200)로부터 인가되는 수신신호에서 AM 주파수 대역의 531KHz~1602KHz 주파수 대역의 신호를 필터링 하기 위한 제2 필터와, 이 제2 필터로부터 제공되는 AM주파수 대역의 신호를 증폭 출력하는 제2 증폭기를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 필터와 제2 증폭기는 그 결합 순서를 변경시켜 구성하는 것이 가능하다.
한편, 도2에서 상기 제1 안테나(100) 즉, 헤리컬 안테나(100)는 안테나의 길이와 감겨지는 코일의 직경에 따라 수신되는 주파수의 범위가 달라지는 특성을 갖는 것으로, 헤리컬 안테나의 길이가 100mm ~ 300mm 이면서, 두께가 0.1mm ~ 2mm인 코일이 5mm 이내의 간격을 갖도록 나선 형성되어 구성된다. 이때, 상기 나선의 직경은 5mm ~ 20mm 로 설정되어 질 수 있다.
보다 상세하게는, 헤리컬 안테나(100)는 기본적으로 FM신호의 주파수 대역 범위에서 최적의 수신률을 갖도록 하기 위해 도3 (A)에 도시된 바와 같이, 0.5mm 두께의 코일이 외경 8.0mm, 내경 7.0mm 이면서 간격이 2.5mm 이내로 나선 형성되어 194mm 길이를 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 헤리컬 안테나(100)는 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나가 현재 상용화된 차량용 샤크핀 안테나에 적용되는 것을 고려할 때, 도3 (B)에 도시된 바와 같이 저면, 보다 상세하게는 샤크핀 안테나(미도시)의 내측 밑면에 구비되는 회로 기판(X)과의 내각(θ1)이 60°~ 130°의 범위로 설정되면서 일정 길이 부분에서 경사각(θ2)이 0°~ 90°범위가 되도록 절곡된 형태로 배치되거나 또는 도3 (C)에 도시된 바와 같이, 절곡되는 부분이 0°~ 90°범위 이내이면서 일정 곡률반경(R), 예컨대 110mm 이내 범위의 곡률반경을 갖는 형태로 배치될 수 있다. 이는 FM 주파수와 AM 주파수의 편파가 수직편파인 것을 고려하여 안테나의 성능을 최적화하기 위한 것이다. 여기서, 상기 회로 기판(X)에는 상기 FM 수신회로(300)와 상기 AM 수신회로(400)가 구현될 수 있다.
또한, 도2에서 상기 제2 안테나(200), 이하에서는 제2 안테나(200)가 바(Bar)형 안테나(200)로 구성하는 경우를 설명한다. 즉, 바(Bar)형 안테나(200)는 도4에 도시된 바와 같이 막대 형상의 페라이트(210) 외주연에 코일(220)을 권취하여 구성된다. 이때, 상기 페라이트(210)와 코일(220) 사이에는 절연체가 배치되는 것은 물론이다.
또한, 상기 바(Bar)형 안테나(200)는 페라이트(210)의 크기 및 코일(220)의 권선수에 따라 인덕턴스(L) 값이 변경되는 특성을 갖는 것으로, 본 발명에 있어서는 인덕턴스(L)값이 200 ~ 1,000 μH 값을 갖도록 구성된다. 보다 상세하게는 상기 헤리컬 안테나(100)가 0.5mm 두께의 코일이 외경 8.0mm, 내경 7.0mm 이면서 간격이 2.5mm 이내로 나선 형성되어 194mm 길이로 구성된 경우, 바(Bar)형 안테나(200)는 720 μH 값을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 페라이트(210)는 길이 100mm 이하, 넓이 50mm이하, 높이 50mm 이하인 막대 형상으로 구성될 수 있으며, 코일(220)의 권선 수는 인덕턴스(L)가 200 ~ 1000 μH 값을 갖도록 적절히 권취될 수 있다.
여기서, 상기 페라이트(210)의 크기는 차량에 설치되는 예컨대 샤크핀 안테나에 수납될 수 있는 적당한 크기로 설정될 수 있으며, 이에 대응되도록 코일(220)의 권선수가 결정된다. 예컨대, 상기 바(Bar)형 안테나(200)는 길이 45mm, 넓이 8mm, 높이 5mm인 페라이트(210)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 바(Bar)형 안테나(200)의 코일(220)은 구리 또는 서스(SUS:Steel Use Stainless) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 도5 및 도6은 상기한 구성으로 된 차량용 라디오 안테나의 FM 및 AM 신호 수신 측정 결과를 나타낸 도면이고, 도7과 도8은 종래 상용화된 차량의 글래스 안테나(도7) 및 헤리컬 안테나만으로 구성된 차량용 샤크핀 안테나(도8)의 AM신호 수신 측정 결과를 나타낸 도면이다.
여기서, 도5 및 도6의 실험결과는 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나를 차량용 샤크핀 안테나에 설치되는 것을 고려하여 도3 (C)에 도시된 바와 같이 헤리컬 안테나(100)를 일정 회전반경을 가지면서 절곡된 형태로 구성하였을 때의 실험결과이다.
도5은 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나의 FM주파수 대역에서의 정재파비(VSWR) 특성을 나타낸 도면이다. 여기서, 상기 정재파비(VSWR)는 반사에 의해 생성되는 정재파(standing wave)의 높이비를 의미하는 것으로, 반사손실이 거의 없는 경우 정재파비는 "1"에 가깝고, 반사량이 늘어날수록 증가하게 된다.
즉, 도5에 도시된 바와 같이 FM 수신회로(300)에서 출력되는 신호는 88MHz~108MHz 주파수 대역에서 정재파비(VSWR)가 감소하고 있으며, 97.5MHz에서 최저값을 나타내고 있다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나는 FM주파수대역에서 반사손실이 적어 FM신호의 수신이 양호함을 알 수 있다.
또한, 도6은 본 발명에 따른 차량용 라디오 안테나의 AM주파수 대역에서의 수신감도 측정 결과를 나타낸 도면으로, 도7과 도8에 도시된 종래 차량용 안테나의 AM주파수 대역에서의 수신감도 측정 결과와 비교해 볼 수 있다.
즉, 도6 내지 도8은 모두 측정주파수 920 KHz 의 수신감도를 측정한 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명(도6)에서의 920 KHz 수신레벨은 -50.21dBm 이고, 글래스 안테나(도7)에서의 920 KHz 수신레벨은 -50.35dBm, 헤리컬 안테나만으로 구성된 샤크핀 안테나(도8)에서의 920 KHz 수신레벨은 -59.19dBm으로 본 발명에 따른 라디오 안테나에서의 920 KHz 수신레벨이 가장 좋은 것을 알 수 있다.
특히, 글래스 안테나(도7)와 본 발명(도6)을 비교해 볼 때, 본 발명은 글래스 안테나에 비해 간단한 구성을 가지면서도 920 KHz 수신레벨과 전체적인 노이즈 레벨이 유사하여 안테나 성능이 유사한 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 헤리컬 안테나와 바(Bar)형 안테나를 어레이 구조로 결합하는 구성으로 FM신호와 AM신호를 용이하게 수신할 수 있도록 된 차량용 라디오 안테나를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 있어서는 제1 헤리컬 안테나와 제2 헤리컬 안테나를 어레이 구조로 결합하는 구성을 통해서도 FM신호와 AM신호를 용이하게 수신할 수 있도록 된 차량용 라디오 안테나를 제공하는 것이 가능하게 된다. 이때, 상기 제1 헤리컬 안테나와 제2 헤리컬 안테나는 동일한 형상 및 특성을 갖도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도3과 같은 동일한 형상 및 특성을 갖는 헤리컬 안테나로 구성될 수 있다.
100 : 제1 안테나, 200 : 제2 안테나,
210 : 페라이트, 220 : 코일,
300 : FM 수신회로, 400 : AM 수신회로.
210 : 페라이트, 220 : 코일,
300 : FM 수신회로, 400 : AM 수신회로.
Claims (13)
- FM 수신회로와 AM 수신회로에 대해 제1 안테나와 제2 안테나가 병렬 형태로 결합되어,
상기 FM수신회로는 상기 제1 및 제2 안테나로부터 수신된 FM신호를 라디오 단자로 출력하며,
상기 AM 수신회로는 상기 제1 및 제2 안테나로부터 수신된 AM신호를 라디오 단자로 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제1항에 있어서,
상기 제1 안테나는 헤리컬 안테나인 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제2항에 있어서,
상기 헤리컬 안테나는 길이가 100mm ~ 300mm 이고, 코일의 두께가 0.1mm ~ 2mm인 코일이 5mm 이내의 간격을 갖도록 나선 형성되어 구성되되,
상기 나선의 직경은 5mm ~ 20mm 로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제2항에 있어서,
상기 헤리컬 안테나는 0.5mm 두께의 코일이 외경 8.0mm 이면서 간격이 2.5mm 이내로 나선 형성되어 194mm 길이로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제2항에 있어서,
상기 헤리컬 안테나는 저면과의 내각(θ1)이 60°~ 130°의 범위로 배치되되, 일정 길이 부분에서 경사각(θ2)이 0°~ 90°이내 범위이면서 110mm 이내 범위의 곡률반경을 갖도록 절곡된 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제1항에 있어서,
상기 제2 안테나는 바(Bar)형 안테나인 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제6항에 있어서,
상기 바(Bar)형 안테나는 페라이트의 외주연에 코일을 권취하여 구성되되, 인덕턴스가 200 ~ 1,000 μH 값을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제7항에 있어서,
상기 바(Bar)형 안테나는 페라이트의 외주연에 코일을 권취하여 구성되되, 인덕턴스가 720 μH 값을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 페라이트는 길이 100mm 이하, 넓이 50mm이하, 높이 50mm 이하인 막대 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 페라이트는 길이 45mm, 넓이 8mm, 높이 5mm인 막대형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제1항에 있어서,
상기 제2 안테나는 헤리컬 안테나인 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제11항에 있어서,
상기 제2 안테나인 상기 헤리컬 안테나는 길이가 100mm ~ 300mm 이고, 코일의 직경이 5mm ~ 20mm인 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나. - 제12항에 있어서,
상기 제2 안테나인 상기 헤리컬 안테나는 0.5mm 두께의 코일이 외경 8.0mm 이면서 간격이 2.5mm 이내로 나선 형성되어 194mm 길이로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디오 안테나.
Priority Applications (2)
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KR20130101388A KR20150029771A (ko) | 2013-08-26 | 2013-08-26 | 차량용 라디오 안테나 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR20130101388A KR20150029771A (ko) | 2013-08-26 | 2013-08-26 | 차량용 라디오 안테나 |
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KR20130101388A KR20150029771A (ko) | 2013-08-26 | 2013-08-26 | 차량용 라디오 안테나 |
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