KR20160025646A - 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나는 차량의 지붕에 접촉되는 패드부와, 상기 패드부의 상부에 배치되어 인쇄회로기판 및 안테나 구성들을 실장하기 위한 공간을 제공하는 베이스부와, 상기 패드부 및 베이스부를 커버하는 케이스부를 포함하는 안테나로서, 상기 인쇄회로기판 상에 기립 배치되는 제 1 안테나부와, 상기 베이스부에 설치되는 제 2 안테나부와, 상기 제 1 안테나부와 제 2 안테나부 사이에 기립 배치되는 제 3 안테나부를 포함하며, 상기 제 1 안테나부와 제 2 안테나부와 제 3 안테나부는 합성수지재 기판 상에 패턴부가 형성된 패턴안테나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나{DIVERSITY ANTENNA OF INTEGRATED TYPE FOR COOPERATIVE CONTROL COMMUNICATION}
본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 샤크핀 타입의 안테나 내부 공간에 두개의 패턴안테나를 배치시킴으로서, 비교적 소형으로 안테나의 구현이 가능해짐과 동시에 안테나의 광대역 특성을 향상시킬 수 있는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나에 관한 것이다.
최근, 이동통신 등의 다양한 서비스가 상용화됨에 따라 차량에서도 이러한 새로운 서비스 구현을 위한 제품의 개발과 그에 따른 이동통신 기술이 적용된 장비들이 구비되고 있다.
또한, 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위하여 차량용 인터넷, TV 수신, 네비게이션 시스템, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 등과 같은 새로운 용도의 전자제품이 개발되고 있다.
종래에는 차량의 기능이 소비자에게 단순히 이동성만을 제공하는 것이 전부였으나, 최근에는 안전하고 편안하고 효율적인 운송수단 제공의 개념으로 발전해 가고 있다.
한편, 최근 주행 차량 간 통신에 의해 무선망을 구축하고 차량 운행에 관한 정보를 송수신함으로써, 운전자에게 안전성과 편리성을 제공하는 협력주행 통신이 개발 보급되고 있다.
상기와 같은 협력주행 통신에서는 주행 도로에 관한 인프라 정보를 송수신하여 차량을 제어하는 서비스를 제공할 수 있으며, 학교 주변 도로 또는 사고 다발 지역에서 속도 제한 정보나 위험 상황 정보를 차량에 송신하여 차량 속도를 제어하는 안전 서비스를 제공한다.
상기 협력주행 서비스를 제공하기 위해서는 고신뢰성 모뎀기술, 실시간 라우팅기술, 정보보안 기술과 함께 차량 제어기술이 요구되며, 아울러 차량 환경에 적합한 프로세서 및 통신용 칩 개발이 필요하다.
그런데, 종래의 차량용 안테나 시스템은 상기와 같은 다양한 무선기술 구현을 위한 수신 안테나가 각각의 무선 기술에 따라 개별적으로 구성되며, 각각의 무선 기술에 따른 개별 안테나들을 설치하는 것은 차량이라는 한정된 공간상 한계 및 설치 비용의 증대와 같은 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 샤크핀 타입의 안테나 내부 공간에 두개의 패턴안테나를 배치시킴으로서, 비교적 소형으로 안테나의 구현이 가능해짐과 동시에 광 대역의 신호 수신에 대응이 가능한 협력제어 통신용 다이버시티 안테나를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 간결한 내부 구조 및 컴팩트한 구성으로 제품의 양산성을 증대시킬 수 있는 협력제어 통신용 다이버시티 안테나를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나는 차량의 지붕에 접촉되는 패드부와, 상기 패드부의 상부에 배치되어 인쇄회로기판 및 안테나 구성들을 실장하기 위한 공간을 제공하는 베이스부와, 상기 패드부 및 베이스부를 커버하는 케이스부를 포함하는 안테나로서, 상기 인쇄회로기판 상에 기립 배치되는 제 1 안테나부와, 상기 베이스부에 설치되는 제 2 안테나부와, 상기 제 1 안테나부와 제 2 안테나부 사이에 기립 배치되는 제 3 안테나부를 포함하며, 상기 제 1 안테나부와 제 2 안테나부와 제 3 안테나부는 합성수지재 기판 상에 패턴부가 형성된 패턴안테나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 안테나부와 제 2 안테나부와 제 3 안테나부는 모두 상기 기판의 양면에 형성되는 패턴부를 포함한다.
여기서, 상기 패턴부는 구리 또는 구리합금으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 안테나부의 하부에는 그라운드홀이 형성될 수 있다.
한편, 상기 제 2 안테나부의 상부에는 쓰루홀(Through hole)이 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 안테나의 전면에는 미리 지정된 대역폭의 신호를 수신하기 위한 제 1 대역패턴부가 형성되고, 상기 제 1 안테나의 배면에는 상기 대역폭을 확장하기 위한 제 1 광대역패턴부가 형성된다.
또한, 상기 제 2 안테나의 전면에는 미리 지정된 대역폭의 신호를 수신하기 위한 제 2 대역패턴부가 형성되고, 상기 제 2 안테나의 배면에는 상기 대역폭을 확장하기 위한 제 2 광대역패턴부가 형성된다.
바람직하게는, 상기 제 2 안테나유닛과 제 3 안테나유닛 사이에 GPS신호 수신을 위한 GPS안테나유닛이 설치된다.
여기서, 상기 제 3 안테나유닛에는 DMB 신호 수신을 위한 DMB안테나유닛과 HSDPA 신호 수신을 위한 HSDPA안테나유닛이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 3 안테나유닛에는 DMB 신호 수신율 향상을 위한 DMB신호보조유닛이 설치된다.
본 발명에 의해, 비교적 소형으로 안테나의 구현이 가능해짐과 동시에, 광 대역의 신호 수신에 대응이 가능하다.
또한, 간결한 내부 구조 및 컴팩트한 구성으로 제품의 양산성을 증대시킬 수 있다.
첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 협력제어 통신시스템의 개략도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 협력제어 통신용 다이버시티 안테나의 사시도이며,
도 3 은 상기 안테나의 내부 구성도이며,
도 4(a) 는 상기 안테나에 설치되는 제 1 안테나부의 정면도이며,
도 4(b)는 상기 안테나에 설치되는 제 1 안테나부의 배면도이며,
도 5(a)는 상기 안테나에 설치되는 제 2 안테나부의 정면도이며,
도 5(b)는 상기 안테나에 설치되는 제 2 안테나부의 배면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 협력제어 통신시스템의 개략도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 협력제어 통신용 다이버시티 안테나의 사시도이며, 도 3 은 상기 안테나의 내부 구성도이며, 도 4(a) 는 상기 안테나에 설치되는 제 1 안테나부의 정면도이며, 도 4(b)는 상기 안테나에 설치되는 제 1 안테나부의 배면도이며, 도 5(a)는 상기 안테나에 설치되는 제 2 안테나부의 정면도이며, 도 5(b)는 상기 안테나에 설치되는 제 2 안테나부의 배면도이다.
도 1 내지 5 를 참조하면, 본 발명에 따른 협력제어 통신용 다이버시티 안테나는 차량의 지붕에 접촉되는 패드부(10)와, 상기 패드부(10)의 상부에 배치되어 인쇄회로기판 및 안테나 구성들을 실장하기 위한 공간을 제공하는 베이스부(20)와, 상기 패드부(10) 및 베이스부(20)를 커버하는 케이스부(30)를 포함하는 안테나로서, 상기 인쇄회로기판(40) 상에 기립 배치되는 제 1 안테나부(50)와, 상기 베이스부(20)에 설치되는 제 2 안테나부(60)와, 상기 제 1 안테나부(50)와 제 2 안테나부(60) 사이에 기립 배치되는 제 3 안테나부(70)를 포함하며, 상기 제 1 안테나부(50)와 제 2 안테나부(60)와 제 3 안테나부(70)는 합성수지재 기판 상에 패턴부가 형성된 패턴안테나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 협력 주행 통신은 차량(100)과 차량(200)간 또는 차량(100, 200)과 기지국(300)간 무선통신을 통해 차량 운행에 관한 정보를 송수신함으로써, 차량 운전자에게 안전성과 편리성을 제공하는 시스템이다.
상기와 같은 협력주행 통신 시스템에서는 차량에 설치되는 각종 센서를 통해 입력 받은 정보 및 상기 기지국(300)으로부터의 각종 정보를 송수신하여 차량을 제어하는 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 안테나는 상기와 같은 협력주행 통신 시스템에 이용되는 안테나로서, 도 2 에서와 같이 상어 등지느러미가 연상되는 형상으로 마련될 수 있으며, 대략 길이 160mm, 높이 68mm, 폭 80mm의 크기로 마련될 수 있다.
상기 패드부(10)는 차량의 지붕과 접촉되어 본 발명에 따른 안테나를 지지하기 위한 구성으로서 부드러운 합성수지재로 구성된다.
상기 패드부(10) 상에 배치되는 상기 베이스부(20)는 인쇄회로기판(40)을 포함한, 안테나의 각종 구성들을 수용하는 공간을 제공하는 구성으로서, 상기 베이스부(20) 상에는 인쇄회로기판(40) 및 제 2 안테나부(60)가 눕혀져 배치되고, 상기 인쇄회로기판(40)의 후방에 상기 제 1 안테나부(50)가 기립배치된다.
상기 케이스부(30)는 상기 베이스부(20)에 수용된 상기 구성들을 덮으면서 전체적으로 본 발명에 따른 다이버시티 안테나의 외형을 이루는 부분으로서, 샤크핀 타입으로 마련될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(40)은 상기 제 1 안테나부(50)로 수신된 신호를 처리하기 위한 신호처리회로를 포함하는 구성으로서, 기판 상에 구리 등을 에칭하여 형성된 배선을 포함한다.
상기 제 1 안테나부(50)는 2 GHz 및 5 GHz 주파수 대역의 신호를 수신하며, 제 2 안테나부(60)는 5.8 GHz 주파수 대역의 신호를 수신하기 위한 구성으로서, 기판 상에 구리 또는 구리합금으로 형성되는 패턴부를 포함하는 패턴안테나로 마련될 수 있다.
상기 기판은 일정 이상의 유전율을 구비하는 합성수지 재질로 마련될 수 있으며, 바람직하게는, 유리 에폭시, 폴리옥시메틸렌(POM:Poly Oxy Methylene), 아세탈 중합체(Poly Acetal), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지 또는 PC( PolyCarbonate) 수지 등으로 마련될 수 있다.
여기서, 상기 기판은 재질에 따라 상이한 유전율을 가지므로, 상기 재질에 따라 상기 기판의 높이 및 폭이 상이하게 마련될 수 있으며, 이러한 기판의 구성에 따라 상기 제 1 안테나부(50) 및 제 2 안테나부(60)의 특성 즉, 안테나의 이득 및 대역폭을 변화시킬 수 있다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 안테나부(50)는 상기 기판의 전면과 후면에 모두 패턴이 형성되는 형태로 마련되며, 2 GHz 대역의 신호와 5 GHz 대역의 신호를 수신하기 위한 제 1 대역패턴부(52, 54)가 전면에 형성되며, 상기 제 1 대역패턴부(52, 54)에 의해 수신되는 두 대역의 신호에 대해 광대역특성을 부여하기 위해 기판의 배면에 제 1 광대역패턴부(53, 55)가 형성된다.
여기서, 상기 5 GHz 대역 신호를 수신하기 위한 패턴부(54)는 중앙의 사각형 패턴(54-1)에 연결된 십자 형태의 패턴부(54-2)를 포함하며, 상기 십자 형태의 패턴부(54-2)의 단부에는 패턴 길이 확장을 위한 패턴확장부(54-3)가 형성된다.
또한, 상기 중앙의 사각형 패턴(54-1)으로부터 하방으로도 패턴(54-4)이 형성된다.
또한, 상기 2 GHz 대역 신호를 수신하기 위한 패턴부(52)는 사각형상으로 형성된다.
상기 제 1 대역패턴부(52, 54)의 하부에는 그라운드 접지를 위한 접지패턴부(56)가 형성되며, 상기 접지패턴부(56)에는 접지홀(57)을 형성하여 보다 양호한 광대역특성을 부여하도록 구성된다.
상기 제 1 안테나부(50)의 배면에도 그라운드 접지를 위한 접지패턴부(58)가 형성되며, 상기 접지패턴부(58)에도 접지홀(59)을 형성하여 보다 양호한 광대역특성을 부여하도록 구성된다.
상기 제 1 안테나부는 전체적으로 17 mm 내외의 너비(W1)와 40 mm 내외의 높이(H1)를 갖도록 형성된다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 안테나부(60) 역시 기판의 전면과 후면에 모두 패턴이 형성되는 형태로 마련되며, 5.8 GHz 대역의 신호를 수신하기 위한 제 2 대역패턴부(62)가 전면에 형성되며, 상기 제 2 대역패턴부(62)에 의해 수신되는 신호에 대해 광대역특성을 부여하기 위해 기판의 배면에 제 2 광대역패턴부(63)가 형성된다.
여기서, 상기 5.8 GHz 대역 신호를 수신하기 위한 제 2 대역패턴부(62)는 중앙의 사각형 패턴(62)으로부터 하방으로 패턴을 형성한 상태에서 그 단부에 피딩포인트(62-1)를 형성하였다.
상기 제 2 대역패턴부(62)의 하부에는 그라운드 접지를 위한 접지패턴부(64)가 형성되며, 상기 접지패턴부(64)에는 접지홀(66)을 형성하여 보다 양호한 광대역특성을 부여하도록 구성된다.
상기 제 2 안테나부(60)의 배면에는 5.8 GHz 신호에 대한 광대역특성을 부여하기 위한 제 2 광대역패턴부(63)가 형성된다.
또한, 상기 제 2 광대역패턴부(63) 하부에도 그라운드 접지를 위한 접지패턴부(67)가 형성되며, 상기 접지패턴부(67)에도 접지홀을 형성하여 보다 양호한 광대역특성을 부여하도록 구성된다.
또한, 상기 제 2 광대역패턴부(63) 하부에는 출력케이블의 연결을 위한 케이블연결부(65)가 형성된다.
한편, 상기 제 2 안테나부(60)의 상부에는 쓰루홀(Through hole)이 형성되어, 제 2 안테나부(60)의 전면과 배면이 도통되면서 베이스부(20) 또는 케이블과 전기적으로 접속될 수 있도록 구성된다.
상기 제 2 안테나부는 전체적으로 34 mm 내외의 너비(W2)와 37 mm 내외의 높이(H2)를 갖도록 형성된다.
상기된 바와 같이, 샤크핀 타입의 안테나 내부 공간에 두개의 패턴안테나를 배치시키고, 상기 패턴안테나의 전면에는 신호 수신을 위한 패턴을 형성시키고 배면에는 광대역 특성을 위한 패턴을 형성함으로서, 비교적 소형으로 안테나의 구현이 가능해짐과 동시에 안테나의 광대역 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 제 3 안테나유닛(70)에는 DMB 신호 수신을 위한 DMB안테나유닛(76) 및 HSDPA 신호 수신을 위한 HSDPA안테나유닛(74)이 형성된다.
여기서, 상기 DMB안테나유닛(76)은 상기 제 3 안테나유닛(70)에서 높이 방향을 따라 다소 경사진 사선의 패턴으로 형성되며, 상기 HSDPA안테나유닛(742)은 상기 제 3 안테나유닛(70)의 가장자리부분을 따라 선의 형태로 형성된다.
그리하여, 좁은 면적의 상기 제 3 안테나유닛(70) 내에서도 DMB 신호 및 HSDPA 신호 수신을 위해 요구되는 안테나 패턴의 길이를 확보할 수 있도록 형성된다.
또한, 상기 제 3 안테나유닛(70)에는 DMB 신호 수신율 향상을 위한 DMB신호보조유닛(90)이 설치된다.
상기 DMB신호보조유닛(90)은 판상의 구리(구리합금) 또는 강(강합금) 등의 전도성 재질을 굽혀 형성되며, 상기 DMB안테나유닛(76)에 접속된다.
한편, 상기 제 2 안테나유닛(60)과 제 3 안테나유닛(70) 사이에는 GPS안테나유닛(80)이 배치된다.
상기 GPS안테나유닛(80) 하부에 배치되는 GPS안테나회로부(85)는 GPS안테나유닛(80)으로 수신된 신호를 처리하기 위한 신호처리회로를 포함하는 구성으로서, 기판 상에 구리 등을 에칭하여 형성된 배선을 포함하는 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 GPS안테나회로부(85)는 고성능 수신 효율을 위한 저잡음증폭기를 구비하며, 이에 의해 GPS 신호의 고성능 수신 효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 GPS안테나유닛(80)은 샤크핀 형상으로 인한 협소한 공간에서 최대 공간효율 효과를 얻기 위해서 상기 제 2 안테나유닛(60)과 함께 상기 케이스(30)의 높이가 낮은 전방에 배치되며, 상기 제 3 안테나유닛(70)은 최대의 수신 효율을 위해 안테나 높이를 최대한 확보할 수 있도록 상기 제 1 안테나유닛(50)과 함께 상기 케이스(30)의 높이가 높은 후방에 배치된다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
10: 패드부
20: 베이스부
30: 케이스부
40: 인쇄회로기판부
50: 제 1 안테나부
60: 제 2 안테나부
70: 제 3 안테나유닛
80: GPS안테나유닛

Claims (10)

  1. 차량의 지붕에 접촉되는 패드부와,
    상기 패드부의 상부에 배치되어 인쇄회로기판 및 안테나 구성들을 실장하기 위한 공간을 제공하는 베이스부와,
    상기 패드부 및 베이스부를 커버하는 케이스부를 포함하는 안테나로서,
    상기 인쇄회로기판 상에 기립 배치되는 제 1 안테나부와;
    상기 베이스부에 설치되는 제 2 안테나부와;
    상기 제 1 안테나부와 제 2 안테나부 사이에 기립 배치되는 제 3 안테나부를 포함하며,
    상기 제 1 안테나부와 제 2 안테나부와 제 3 안테나부는 합성수지재 기판 상에 패턴부가 형성된 패턴안테나로 형성되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나부와 제 2 안테나부와 제 3 안테나부는 모두 상기 기판의 양면에 형성되는 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴부는 구리 또는 구리합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나부의 하부에는 그라운드홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나부의 상부에는 쓰루홀(Through hole)이 형성되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나의 전면에는 미리 지정된 대역폭의 신호를 수신하기 위한 제 1 대역패턴부가 형성되고, 상기 제 1 안테나의 배면에는 상기 대역폭을 확장하기 위한 제 1 광대역패턴부가 형성되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나의 전면에는 미리 지정된 대역폭의 신호를 수신하기 위한 제 2 대역패턴부가 형성되고, 상기 제 2 안테나의 배면에는 상기 대역폭을 확장하기 위한 제 2 광대역패턴부가 형성되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 안테나유닛과 제 3 안테나유닛 사이에 GPS신호 수신을 위한 GPS안테나유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 안테나유닛에는 DMB 신호 수신을 위한 DMB안테나유닛과 HSDPA 신호 수신을 위한 HSDPA안테나유닛이 형성되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 안테나유닛에는 DMB 신호 수신율 향상을 위한 DMB신호보조유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 협력제어 통신용 통합형 다이버시티 안테나.
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