KR20160023744A - 차량 통신시스템 - Google Patents

Abstract

차량 통신 시스템이 개시된다. 개시된 차량 통신 시스템은, 차량 루프에 설치되며 내부에 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 수신하는 방사체를 포함하는 루프 안테나; 차량 뒷유리에 결합되며 상기 방사체와의 동일한 주파수 대역의 신호를 수신하는 글래스 안테나; 및 상기 루프 안테나에 내장되며 상기 방사체 및 상기 글래스 안테나에서 수신된 신호에 대한 다이버시티 신호 처리를 수행하는 신호 처리 모듈을 포함한다. 개시된 시스템에 의하면, 차량 통신 시스템에러 양호한 다이버시티 이득을 제공할 수 있고, 양호한 전방향성의 방사 패턴을 제공할 수 있으며, 차량 통신 시스템에 소요되는 케이블의 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

차량 통신시스템{Vehicle Communication System}

본 발명의 실시예들은 차량에 구비되는 차량 통신 시스템에 관한 것이다.

통신 기술이 발전하면서 언제 어디서나 통신이 가능한 시스템이 사용되고 있으며, 차량용 통신 역시 빠른 속도로 발전하고 있다. 종래에는 AM/FM과 같은 라디오 신호를 수신하는 것이 일반적이었으나, 근래에는 DMB, .GPS와 같이 다양한 종류의 통신이 차량에서 제공되고 있다.

도 1은 종래의 차량용 통신 시스템에서 FM 신호를 수신하기 위한 시스템 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 FM 신호를 수신하기 위한 시스템은 제1 글래스 방사체(110), 제2 글래스 방사체(120), 신호 처리 모듈(130), 피더 케이블(140) 및 수신기(150)를 포함한다.

종래의 FM 신호 수신을 위한 시스템 중 다이버시티 방식을 이용하여 FM 신호를 수신하는 시스템은 제1 글래스 방사체(110) 및 제2 글래스 방사체(120)를 포함한다.

제1 글래스 방사체(110) 및 제2 글래스 방사체(120)는 차량의 뒷유리에 결합되며 제1 글래스 방사체(110)와 제2 글래스 방사체(120)는 동일 대역의 FM 신호를 수신한다.

신호 처리 모듈(130)은 차량의 뒷유리를 감싸는 프레임(100) 중 사이드 영역의 프레임에 내장된다. 신호 처리 모듈(130)은 필터 및 증폭 모듈을 포함하며, 각각 수신된 신호의 필터링 및 증폭 기능을 수행하며, 증폭을 위해 저 잡음 증폭기가 이용될 수 있다. 필터 및 증폭 모듈은 각 방사체(110, 120)별로 요구되며 따라서 두 개의 필터 및 증폭 모듈을 필요로 한다.

도 2는 종래의 FM 신호를 수신하기 위한 시스템 구조를 보다 상세하게 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 차량의 사이드 프레임에 내장되는 신호 처리 모듈(130)은 피더 케이블(106)을 통해 차량의 대쉬 보드에 위치하는 수신기(150)와 연결된다.

신호 처리 모듈(104)에서 수신되는 신호는 RF 신호이기에 피더 케이블(140)로는 동축 케이블과 같은 RF 케이블이 이용된다. RF 케이블은 신호 처리 모듈(104)에서 수신된 신호를 수신기(108)에 제공한다.

수신기(150)는 두 개의 방사체(110, 120)를 통해 수신된 신호에 대한 다이버시티 신호 처리를 수행하며, FM 신호에 대한 복조를 수행하여 FM 신호를 재생한다.

도 1 및 도 2에 도시된 다이버시티 수신 시스템은 FM 대역의 신호뿐만 아니라 다른 대역의 신호에 대해서도 동일하게 적용된다.

이와 같은 종래의 차량 통신 시스템은 다이버시티 처리를 위해 두 개의 글래스 방사체(110, 120)를 이용하나, 글래스 방사체들(110, 120)은 모두 차량의 뒷유리에 결합되어 신호를 수신하므로 양호한 다이버시티 이득을 얻기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 차량 통신 시스템은 뒷 유리 프레임 중 사이드 프레임에 신호 처리 모듈(130)이 내장되므로, 방사체의 측면으로 급전이 이루어질 수 밖에 없었다. 이러한 측면 급전 구조는 전방향성의 방사 패턴을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

아울러, 종래의 차량 통신 시스템은 수신기(150)와 신호 처리 모듈(104)을 연결하는 피더 케이블(140)로는 동축 케이블과 같은 RF 케이블이 이용되므로 케이블에 상당한 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 양호한 다이버시티 이득을 제공할 수 있는 차량 통신 시스템을 제안한다.

또한, 본 발명은 양호한 전방향성의 방사 패턴을 제공할 수 있는 차량 통신 시스템을 제안한다.

또한, 본 발명은 통신을 위해 소요되는 케이블의 비용을 절감할 수 있는 차량 통신 시스템을 제안한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 차량 루프에 설치되며 내부에 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 수신하는 방사체를 포함하는 루프 안테나; 차량 뒷유리에 결합되며 상기 방사체와의 동일한 주파수 대역의 신호를 수신하는 글래스 안테나; 및 상기 루프 안테나에 내장되며 상기 방사체 및 상기 글래스 안테나에서 수신된 신호에 대한 다이버시티 신호 처리를 수행하는 신호 처리 모듈을 포함하는 차량 통신 시스템이 제공된다.

상기 루프 안테나는 샤크 핀 안테나를 포함한다.

상기 글래스 안테나는 다수의 수평부와 수직부가 반복되는 미앤더 형태를 가지며, 상기 다수의 수평부 중 어느 하나의 중앙과 상기 루프 안테나에 내장되는 상기 신호 처리 모듈을 연결하는 급전선을 더 포함하여 상기 다수의 수평부 중 어느 하나의 중앙으로 급전된다.

상기 방사체는 헬리컬 형태의 방사체를 포함한다.

상기 신호 처리 모듈은, 상기 글래스 안테나 및 상기 방사체로부터의 신호에 대한 다이버시티 처리를 수행하는 다이버시티 수신 모듈; 및 상기 다이버시티 수신 모듈에서 처리된 신호에 대한 복조를 수행하고 기저 대역의 신호로 변환하는 기저 대역 변환 모듈을 포함한다.

상기 차량 통신 시스템은, 상기 신호 처리 모듈의 출력 신호를 차량 내부의 단말 장치로 제공하기 위한 통신 선로를 더 포함하며, 상기 통신 선로는 기저 대역 신호의 전송을 위한 단일의 금속 도선을 포함한다.

상기 통신 선로는 PLC 통신 케이블을 포함하며, 상기 신호 처리 모듈은 상기 기저 대역으로 변환된 신호를 PLC 신호로 변환하는 PLC 변환 모듈을 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량 루프에 설치되며 내부에 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 수신하는 방사체를 포함하는 루프 안테나; 및 차량 뒷유리에 결합되며 상기 방사체와의 동일한 주파수 대역의 신호를 수신하는 글래스 안테나를 포함하되, 상기 글래스 안테나는 다수의 수평부 및 수직부가 반복되는 미앤더 구조를 가지며, 상기 루프 안테나에 내장되는 신호 처리 모듈과 상기 다수의 수평부 중 어느 하나의 중앙을 연결하는 급전선을 더 포함하는 차량 통신 시스템이 제공된다.

상기 신호 처리 모듈은 상기 방사체에서 수신된 신호 및 상기 글래스 안테나로부터 수신된 신호에 대한 다이버시티 신호 처리를 수행하는 다이버시티 수신 모듈; 및 상기 다이버시티 수신 모듈에서 처리된 신호에 대한 복조를 수행하고 기저 대역의 신호로 변환하는 기저 대역 변환 모듈을 포함한다.

본 발명에 의하면, 차량 통신 시스템에러 양호한 다이버시티 이득을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 양호한 전방향성의 방사 패턴을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 차량 통신 시스템에 소요되는 케이블의 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 차량용 통신 시스템에서 FM 신호를 수신하기 위한 시스템 구조를 도시한 도면.
도 2는 종래의 FM 신호를 수신하기 위한 시스템 구조를 보다 상세하게 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 통신 시스템의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 통신 시스템에서 루프 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 모듈의 상세 구조를 도시한 블록도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 통신 시스템의 구조를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 통신 시스템은 루프(Roof) 안테나(300), 글래스 안테나(302), 급전선(304) 및 통신 선로(306)를 포함할 수 있다.

루프 안테나(300)는 차량의 루프에 설치되며, 루프 안테나에는 외부로부터 제공되는 신호를 수신하기 위한 방사체가 내장된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 루프 안테나(300)로 후단부로 갈수록 그 높이가 점차 증가하는 샤크 핀 형태의 안테나가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

루프 안테나(300)는 차량 루프의 후단부 중앙에 설치될 수 있으며, 볼트와 같은 다양한 결합 수단을 이용하여 차량 루프에 결합될 수 있다.

루프 안테나(300)에 내장되는 방사체는 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 수신하며, 여기서 미리 설정된 대역은 FM 주파수 대역일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 통신 시스템에서 루프 안테나의 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 루프 안테나는(300)는 하우징(400), 방사체(402), 기판(404) 및 신호처리 모듈(406)을 포함할 수 있다.

하우징(400)은 루프 안테나(300) 내부의 엘리먼트들을 보호하는 기능을 한다. 하우징(400)은 유전체 재질로 이루어지며 도 4에 도시된 바와 같이 샤크 핀 형태를 가질 수 있다.

방사체(402)는 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 수신하며, 일례로 헬리컬 구조의 안테나가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 기판(404)과 수직으로 형성되는 유전체에 패턴이 권치되는 헬리컬 구조의 안테나가 사용될 수 있다.

물론, 헬리컬 구조의 방사체 이외에도 다양한 형태의 방사체가 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

기판(404)은 루프 안테나(300)의 바닥부에 위치하며, 기판(404)에는 신호 처리 모듈(406)이 장착되고 신호 처리 모듈(406)로 신호의 전송을 위한 도전성 라인들이 형성된다.

신호처리 모듈(406)은 방사체(402)에서 수신한 신호에 대해 미리 설정된 신호 처리를 수행한다.

차량의 뒷 유리에는 글래스 안테나(302)가 설치된다. 글래스 안테나(302)는 필름 형태로 차량의 뒷 유리에 부착될 수 있다. 글래스 안테나(302)는 루프 안테나(300)의 방사체(402)와 동일한 주파수 대역의 신호를 수신하며, 앞서 설명한 바와 같이 글래스 안테나(302)는 FM 주파수 대역의 신호를 수신할 수 있다.

루프 안테나(300)의 방사체(402)와 글래스 안테나(302)는 동일한 주파수 대역의 신호를 동시에 수신하는 다이버시티 안테나로 동작한다. 방사체(402)와 글래스 안테나(302)는 각각 독립적으로 주파수 신호를 수신하며, 방사체(402) 및 글래스 안테나(302)에서 수신된 신호 각각은 루프 안테나(300)의 신호 처리 모듈(406)로 제공된다.

신호 처리 모듈(406)은 다수의 칩 및 회로의 형태로 구현될 수도 있으며, 단일 칩으로 집적화될 수도 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 안테나의 구조를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 안테나(302)는 차량의 뒷유리에 형성되며, 미앤더 형태의 패턴 구조를 가질 수 있다.

글래스 안테나(302)는 루프 안테나(300)에 내장된 신호 처리 모듈(406)과 연결되어 글래스 안테나(302)를 통해 수신된 신호를 신호 처리 모듈(406)에 제공한다.

글래스 안테나(302)와 루프 안테나(300)는 RF 전송 케이블과 같은 급전선(304)을 이용하여 연결될 수 있다. 일례로, 급전선은 동축 케이블일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 글래스 안테나(302)는 수평부와 수직부가 반복되는 미앤더 구조를 가지며, 급전선(304)은 글래스 안테나(302)의 수평부 중 어느 하나의 수평부의 중앙에 연결된다.

종래의 글래스 안테나(302)는 급전 모듈이 차량의 뒷유리를 둘러싸는 프레임(상부 프레임, 하부 프레임, 사이드 프레임) 중 사이드 프레임에 급전 모듈이 내장되어 급전 신호를 제공하였다. 그런데, 이와 같은 사이드 프레임을 통한 급전은 글래스 안테나의 중앙부로 급전을 제공하지 못하며 글래스 안테나의 종단부로 급전이 제공될 수 밖에 없었다.

본 발명에서는 글래스 안테나(302)가 루프 안테나(300)에 내장된 신호 처리 모듈로부터 급전을 제공받으므로 용이한 중앙 급전이 가능하며, 종단부로 급전이 이루어지는 경우에 비해 양호한 방사 패턴을 확보할 수 있다.

본 발명에서는 루프 안테나(300)와 글래스 안테나(302)가 함께 동일 대역의 신호를 수신하는 다이버시티 안테나로 동작하는데, 루프 안테나(300)는 차량 루프에 설치되고, 글래스 안테나(302)는 차량의 뒷유리에 설치되기에 서로 지향성을 가지고 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 수신하므로 보다 높은 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 예를 들어, 루프 안테나(300)는 전방향성의 지향성을 가지며, 글래스 안테나(302)는 특정 방향으로의 지향성을 가진다. 기존의 차량용 다이버시티 안테나는 두 개의 방사체가 모두 차량 뒷유리에 인접하여 설치되기 때문에 두 개의 방사체에서 수신하는 신호는 매우 유사할 수 밖에 없으며 따라서 효율적인 다이버시티 안테나로 동작하기 어려웠다. 그러나, 본 발명에 의할 경우 전혀 다른 위치에서 동일 신호를 수신하기 때문에 보다 높은 다이버시티 이득을 가질 수 있다.

또한, 루프 안테나(300)에 내장된 방사체(402)와 글래스 안테나(302)는 서로 다른 방식으로 동작하는 안테나이기에 보다 효율적인 다이버시티 안테나로 동작할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 모듈의 상세 구조를 도시한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 처리 모듈은 필터 모듈(600), 증폭 모듈(602), 다이버시티 수신 모듈(604) 및 기저 대역 변환 모듈(606)을 포함할 수 있다.

필터 모듈(600)은 루프 안테나의 방사체(402) 및 글래스 안테나(302)로부터 수신되는 신호에 대한 필터링을 수행한다. 예를 들어, 필터 모듈(600)은 FM 대역의 신호만 통과시키도록 필터링을 수행할 수 있다. 필터 모듈(600)은 루프 안테나 방사체(402) 및 글래스 안테나(302)의 수신 신호에 대해 함께 필터링을 수행할 수도 있으며, 독립적으로 필터링을 수행할 수도 있다.

필터 모듈(600)에 의해 필터링된 신호는 증폭 모듈(602)에 의해 증폭된다. 신호 증폭을 위해 알려진 저 잡음 증폭기가 사용될 수 있다.

신호 처리 모듈이 루프 안테나에 내장되므로, 종래의 차량 통신 시스템과는 달리 단일의 필터 모듈 및 증폭 모듈로 각각 방사체(402) 및 글래스 안테나(302)에서 수신된 신호에 대한 필터링 및 증폭이 가능하다.

다이버시티 수신 모듈(604)은 루프 안테나 방사체(402)에서 수신된 신호 및 글래스 안테나(302)에서 수신된 신호를 분석하여 더 양호한 신호 품질을 가지는 신호를 선택하는 기능을 한다. 여기서 신호 품질은 SNR 등 다양한 파라미터가 사용될 수 있다.

이와 달리, 다이버시티 수신 모듈(604)은 두 개의 방사체(400, 302)로부터 수신된 신호를 변환하여 새로운 수신 신호를 생성할 수도 있다. 다이버시티 수신 모듈(604)의 동작은 이미 공지되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

기저 대역 변환 모듈(606)은 다이버시티 수신 모듈(604)에 의해 수신된 신호를 복조하고 기저 대역의 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 기저 대역 변환 모듈(606)은 FM 신호에 대한 복조를 수행하고 FM 신호를 플레이어에서 재생 가능한 기저 대역의 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

기저 대역 변환 모듈(606)이 루프 안테나(300) 내부에 포함되므로, 종래의 차량용 통신 시스템과는 달리 단말 장치(310)와 루프 안테나(300)는 RF 신호 전송을 위한 RF 케이블과 연결될 필요가 없다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 루프 안테나(300)와 단말 장치(310)는 통신 선로(306)를 이용하여 연결되며, 여기서 통신 선로는 단일의 전선일 수 있다.

일례로, 통신 선로(306)는 PLC 통신 케이블일 포함할 수 있다. PLC 통신 케이블로 신호를 단말 장치(310)에 전송할 경우 신호 처리 모듈(306)에는 PLC 변환 모듈이 추가적으로 포함될 수 있다.

PLC 통신 케이블은 동축 케이블과 같인 RF 케이블과는 달리 단순한 구조의 전선이 사용되므로 종래의 차량 통신 시스템에 비해 케이블에 소요되는 비용을 절감하는 것이 가능하다.

단말 장치(310)는 FM 신호를 재생하기 위한 라디오, DMB 신호를 재생하기 위한 디스플레이 장치 등 다양한 단말 장치를 포함할 수 있을 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 차량 루프에 설치되며 내부에 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 수신하는 방사체를 포함하는 루프 안테나;
   차량 뒷유리에 결합되며 상기 방사체와의 동일한 주파수 대역의 신호를 수신하는 글래스 안테나; 및
   상기 루프 안테나에 내장되며 상기 방사체 및 상기 글래스 안테나에서 수신된 신호에 대한 다이버시티 신호 처리를 수행하는 신호 처리 모듈을 포함하되,
   상기 신호 처리 모듈은,
   상기 글래스 안테나 및 상기 방사체로부터의 신호에 대한 다이버시티 처리를 수행하는 다이버시티 수신 모듈; 및
   상기 다이버시티 수신 모듈에서 처리된 신호에 대한 복조를 수행하고 기저 대역의 신호로 변환하는 기저 대역 변환 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 통신 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 루프 안테나는 샤크 핀 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 통신 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 글래스 안테나는 다수의 수평부와 수직부가 반복되는 미앤더 형태를 가지며, 상기 다수의 수평부 중 어느 하나의 중앙과 상기 루프 안테나에 내장되는 상기 신호 처리 모듈을 연결하는 급전선을 더 포함하여 상기 다수의 수평부 중 어느 하나의 중앙으로 급전되는 것을 특징으로 하는 차량 통신 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 방사체는 헬리컬 형태의 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 통신 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 신호 처리 모듈의 출력 신호를 차량 내부의 단말 장치로 제공하기 위한 통신 선로를 더 포함하며, 상기 통신 선로는 기저 대역 신호의 전송을 위한 단일의 금속 도선을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 통신 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 통신 선로는 PLC 통신 케이블을 포함하며, 상기 신호 처리 모듈은 상기 기저 대역으로 변환된 신호를 PLC 신호로 변환하는 PLC 변환 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 통신 시스템.
   
   
   

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