KR20170115716A - 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법, 및 안테나 장치를 포함하는 차량 - Google Patents

안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법, 및 안테나 장치를 포함하는 차량 Download PDF

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Abstract

안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법, 및 안테나 장치를 포함하는 차량에 관한 것으로, 안테나 장치는 RF 신호를 수신하는 안테나 패턴부, 제1접지부 및 상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부와 전기적으로 연결 가능하고, 전원 공급부로부터 전원이 인가되면, 안테나의 RF 신호 대역을 이동시키는 튜너블 스위치부를 포함한다.

Description

안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법, 및 안테나 장치를 포함하는 차량{ANTENNA APPARATUS, METHOD FOR CONTROLLING THEREOF VEHICLE HAVING THE SAME}
안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법, 및 안테나 장치를 포함하는 차량에 관한 것이다.
차량용 안테나는 차량 내부에 장착된 방송/통신용 송수신기가 외부와 통신이 가능할 수 있도록 무선 신호를 송수신하는 기능을 수행하는 것이다.
한편, 최근 들어 이동통신 등의 서비스가 상용화됨에 따라 정보통신기술이 적용된 다양한 장비들과 새로운 전자제품들이 속속 개발되고 있으며, 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 인터넷, TV, GPS, 위성라디오, DMB, 텔레매틱스 등의 기능을 수행하는 전자제품들이 개발되어 차량에 탑재되고 있다.
이와 같이 인터넷, TV, GPS, 위성라디오, DMB, 텔레매틱스 등의 차량 내 무선 서비스의 종류가 증가함에 따라 다양한 주파수 대역에서 동작할 수 있는 안테나, 특히 여러 대역의 무선 통신 서비스를 지원하는 통합 안테나의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
안테나 패턴부에 전기적으로 연결된 튜너블 스위치부를 이용하여 RF 신호의 송수신 대역을 이동시키는 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량이 제공된다. 일 측면에 따른 안테나 장치는, RF 신호를 수신하는 안테나 패턴부, 제1접지부 및
상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부와 전기적으로 연결 가능하고, 전원 공급부로부터 전원이 인가되면, 안테나의 RF 신호 대역을 이동시키는 튜너블 스위치부를 포함한다.
상기 튜너블 스위치부는 적어도 두 개의 저항을 갖는 전원 분배부를 포함하고, 상기 전원 분배부는 상기 저항에 상응하도록 상기 전원 공급부로부터 인가된 전원을 분배할 수 있다.
상기 튜너블 스위치부는 상기 전원 공급부로부터의 전원 인가 여부에 따라 상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부를 연결되도록 제어하거나 연결되지 않은 상태를 유지하는 컨트롤부를 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤부는 상기 전원 공급부로부터 상기 전원이 인가되어, 상기 전원 분배부를 통해 상기 전원이 분배되면, 상기 제1접지부와 상기 안테나 패턴부을 연결되도록 제어할 수 있다.
상기 컨트롤부는 상기 전원 공급부로부터 상기 전원이 인가되지 않아, 상기 전원 분배부를 통해 상기 전원이 분배되지 않으면, 상기 제1접지부와 상기 안테나 패턴부을 연결되지 않은 상태를 유지할 수 있다.
상기 제1접지부는 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전원 공급부로부터 인가된 전원은, 3V 전압 또는 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다.
안테나 장치는 상기 안테나의 임피던스 매칭이 이루어지는 매칭부를 더 포함할 수 있다.
안테나 장치는 상기 제1접지부와 상이한 제2접지부를 포함하되, 상기 제2접지부는 상기 안테나 패턴부와 연결되어 있다.
또 다른 측면에 따른 안테나 장치의 제어 방법은 튜너블 스위치부가 전원을 인가받는 단계, 공급받은 상기 전원을 컨트롤부로 분배하는 단계 및
상기 컨트롤부에 상기 전원이 분배되면, 제1접지부와 안테나 패턴부을 연결되도록 제어하여 안테나의 RF 신호 대역을 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 튜너블 스위치부가 전원을 인가받는 단계는, 3V 전압 또는 미리 설정된 전압을 인가받는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1접지부는 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 차량은 전원 공급부 및 안테나 장치를 포함하고, 상기 안테나 장치는, RF 신호를 수신하는 안테나 패턴부, 제1접지부 및 상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부와 전기적으로 연결 가능하고, 상기 전원 공급부로부터 전원이 인가되면, 안테나의 RF 신호 대역을 이동시키는 튜너블 스위치부를 포함할 수 있다.
상기 튜너블 스위치부는 적어도 두 개의 저항을 갖는 전원 분배부를 포함하고, 상기 전원 분배부는 상기 저항에 상응하도록 상기 전원 공급부로부터 인가된 전원을 분배할 수 있다.
상기 튜너블 스위치부는 상기 전원 공급부로부터의 전원 인가 여부에 따라 상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부를 연결되도록 제어하거나 연결되지 않은 상태를 유지하는 컨트롤부를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤부는 상기 전원 공급부로부터 상기 전원이 인가되어, 상기 전원 분배부를 통해 상기 전원이 분배되면, 상기 제1접지부와 상기 안테나 패턴부을 연결되도록 제어할 수 있다.
상기 컨트롤부는 상기 전원 공급부로부터 상기 전원이 인가되어, 상기 전원 분배부를 통해 상기 전원이 분배되면, 상기 제1접지부와 상기 안테나 패턴부을 연결되도록 제어할 수 있다.
상기 제1접지부는 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전원 공급부로부터 인가된 전원은, 3V 전압 또는 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다.
차량은 상기 안테나 장치와 상기 전원 공급부를 연결하는 피더 케이블을 더 포함할 수 있다.
상술한 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량에 의하면, 튜너블 스위치를 이용하여 하나의 안테나로 넓은 RF 신호 대역에서의 통신이 가능할 수 있다.
또한, 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량에 의하면, 튜너블 스위치의 컨트롤부에 대해 전원을 공급하는 별도의 케이블의 추가 없이 하나의 피더 케이블로 튜너블 스위치를 제어하여 RF 신호 대역을 이동시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 의한 차량 내부를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 4은 일 실시예에 의한 차량 구성의 블록도이다.
도 5은 일 실시예에 의한 팬텀 피딩 방식의 전원 공급을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 의한 안테나 장치의 튜너블 스위치부를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 의한 안테나의 RF 신호 대역의 이동을 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 의한 안테나 장치가 다이폴 안테나 타입에서 평판 역F 안테나의 타입으로 변경되는 것을 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 의한 안테나 장치가 평판 역F 안테나의 타입에서 평판 역F 안테나 PIFA 안테나의 타입으로 변경되는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 의한 또 다른 안테나를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 의한 안테나 장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.
이하 도 1 내지 도 10을 참조하여 안테나 장치, 이를 포함하는 차량 및 차량의 제어 방법의 일 실시예에 대해서 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 차량 외관을 도시한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 의한 차량 내부를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(1)의 외관은 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 윈드 스크린(windscreen)(11), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(12), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(13) 및 차량의 전방에 위치하는 앞바퀴(21), 차량의 후방에 위치하는 뒷바퀴(22)를 포함할 수 있고, 이러한 앞바퀴(21), 뒷바퀴(22)를 통틀어 차륜이라고 할 수 있다.
윈드 스크린(11)은 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.또한, 사이드 미러(12)는 본체(10)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
도어(13)는 본체(10)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(1)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(1)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다.
또한 차량(1)은 루프 패널(15)에 마련되고 라디오 신호, 방송 신호, 위성 신호를 수신하고, 다른 차량, 지능형 교통 시스템의 서버, 기지국과 신호를 송수신하기 위한 안테나 장치(100)를 더 포함한다.
안테나 장치(100)는 차량(1)의 외부에 장착될 수 있다.
좀 더 구체적으로 안테나 장치(100)는 초소형, 저자세로 구현되기 때문에, 루프 패널(15) 위에 장착될 수도 있고, 프론트 패널 위에 장착될 수도 있으며, 그 위치에 제한이 없다.
또한, 안테나 장치(100)는 루프 패널(15)의 후방 측, 즉 리어 윈도 글래스(16)의 상측에 열선과 함께 일체형으로 구현되는 것도 가능하다. 또한, 안테나 장치(100)가 루프 패널(15)에 설치되어 있는 경우, 그 형태는 마이크로폴 안테나(Micropole Antenna) 형태 또는 샤크핀 안테나(Shark Fin Type Antenna) 형태일 수도 있다. 다만, 도 1에 도시된 안테나는 마이크로폴 안테나 장치의 외관에 대한 일례이다.
안테나 장치(100)는 차량(1) 내 구비되어 운전자의 조작 명령에 따라 경로 안내 정보를 비롯하여 오디오 기능, 비디오 기능 및 TV 기능 등을 제공하기 위한 AVN 장치(130)와 연결될 수 있다. 또한, 안테나 장치(100)는 차량(1)의 장치에 대해 전반적인 제어 명령을 하는 제어부(220)와 다양한 신호를 주고 받을 수 있다. 이러한 신호는 제어부(220)와 안테나 장치(100)를 연결하는 피더 케이블(14)를 통해 주고 받을 수도 있다. 또한, 안테나 장치(100)는 제어부(220)를 통해 수신된 전원 공급 제어 명령에 따라 전원 공급부(240)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 또한, 안테나 장치(100)는 제어부(220)를 통해 수신된 전원 차단 제어 명령에 따라 전원 공급부(240)로부터 전원의 공급이 차단될 수도 있다. 이에 대한 구체적 설명은 후술한다.
상술한 안테나 장치(100)는 RF 신호, AM/FM 신호, DBM 신호, LTE/3G 신호, GPS 신호, SXM 신호, DAB 신호, eCall 신호, GNSS 신호 및 Baidu 신호 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다.
도 2를 참조하면, 차체의 내장(120)은 탑승자가 앉는 시트(121: 121a, 121b)와, 대시 보드(122)와, 대시 보드 상에 배치되고 타코미터, 속도계, 냉각수 온도계, 연료계, 방향전환 지시등, 상향등 표시등, 경고등, 안전벨트 경고등, 주행 거리계, 주행 기록계, 자동변속 선택레버 표시등, 도어 열림 경고등, 엔진 오일 경고등, 연료부족 경고등이 배치된 계기판(즉 클러스터, 123)과, 차량의 진행 방향을 조작하는 스티어링 휠(124)과, 오디오 장치와 공기 조화 장치의 조절판이 있는 센터 페시아(125)를 포함한다.
시트(121)는 운전자가 앉는 운전석(121a), 동승자가 앉는 조수석(121b), 차량 내 후방에 위치하는 뒷좌석을 포함한다.
클러스터(123)는 디지털 방식으로 구현할 수 있다. 이러한 디지털 방식의 클러스터는 차량 정보 및 주행 정보를 영상으로 표시한다.
센터 페시아(125)는 대시 보드(122) 중에서 운전석(121a)과 조수석(121b) 사이에 위치하고, 오디오 장치, 공기 조화 장치 및 시트의 열선을 제어하는 헤드 유닛(126)을 포함한다.
여기서 헤드 유닛(126)은 오디오 장치, 공기 조화 장치 및 시트의 열선의 동작 명령을 입력받기 위한 복수의 버튼부를 포함할 수 있다.
센터 페시아(125)에는 송풍구, 시거잭 등이 설치될 수 있고 멀티단자(127) 등이 설치될 수 있다.
여기서 멀티단자(127)는 헤드 유닛(146)과 인접한 위치에 배치될 수 있고, USB 포트, AUX단자를 포함하고, SD슬롯을 더 포함할 수 있다.
차량(1)은 각종 기능의 동작 명령을 입력받기 위한 입력부(128)를 더 포함할 수 있고 수행 중인 기능에 대한 정보 및 사용자에 의해 입력된 정보를 표시하는 표시부(129)를 더 포함할 수 있다.
입력부(128)는 헤드 유닛(126) 및 센터페시아(125)에 마련될 수 있고, 각종 기능의 동작 온 오프 버튼, 각종 기능의 설정값을 변경하기 위한 버튼 등과 같은 적어도 하나의 물리적인 버튼을 포함한다.
이러한 입력부(128)는 버튼의 조작 신호를 전자 제어 유닛(ECU), 헤드 유닛(126) 내의 제어부(220) 또는 AVN 장치(130)에 전송할 수 있다.
입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 일체로 마련된 터치 패널을 포함할 수 있다. 이러한 입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 버튼 형상으로 활성화되어 표시될 수 있고 이때 표시된 버튼의 위치 정보를 입력 받는다.
입력부(128)는 AVN 장치(130)의 표시부에 표시된 커서의 이동 명령 및 선택 명령 등을 입력하기 위한 조그 다이얼(미도시) 또는 터치 패드를 더 포함하는 것도 가능하다. 여기서 조그 다이얼 또는 터치 패드는 센터페시아 등에 마련될 수 있다.
좀 더 구체적으로 입력부(128)는 운전자가 직접 차량을 운전하는 수동 주행 모드와 자율 주행 모드 중 어느 하나를 입력 받는 것도 가능하고, 자율 주행 모드가 입력되면 자율 주행 모드의 입력 신호를 전자 제어 유닛(ECU)에 전송한다.
또한, 입력부(128)는 내비게이션 기능 선택 시 목적지의 정보를 입력 받고 입력된 목적지의 정보를 AVN 장치(130)에 전송하며, DMB 기능 선택 시 채널 및 음량 정보를 입력 받고 입력된 채널 및 음량 정보를 AVN 장치(130)에 전송한다.
센터 페시아(125)에는 사용자로부터 정보를 입력 받고 입력된 정보에 대응하는 결과를 출력하는 AVN 장치(130)가 마련될 수 있다.
AVN 장치(130)는 내비게이션 기능, 디엠비 기능, 오디오 기능, 비디오 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행하고 자율 주행 모드 시 도로의 환경 정보 및 주행 정보 등을 표시할 수 있다.
이러한 AVN 장치(130)는 대시 보드 상에 거치식으로 설치될 수도 있다.
차량의 차대는 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 전후좌우의 휠 등을 더 포함한다. 또한, 차량은 운전자 및 탑승자의 안전을 위한 여러 가지 안전장치들을 더 포함한다.
차량의 안정장치로는 차량 충돌 시 운전자 등 탑승자의 안전을 목적으로 하는 에어백 제어 장치와, 차량의 가속 또는 코너링 시 차량의 자세를 차량자세 안정 제어 장치(ESC: Electronic Stability Control) 등 여러 종류의 안전장치들이 있다.
이외에도 차량(1)은 후방 또는 측방의 장애물 내지 다른 차량을 감지하는 근접센서, 강수 여부 및 강수량을 감지하는 레인 센서, 차량의 휠의 속도를 검출하는 휠 속도 센서, 차량의 횡 가속도를 검출하는 횡가속도 센서, 차량의 각속도의 변화를 검출하는 요레이트 센서, 자이로 센서, 차량의 스티어링 휠의 회전을 검출하는 조향각 센서 등의 검출 장치를 더 포함하는 것도 가능하다.
이러한 차량(1)은 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 여러 가지 안전 장치 및 각종 센서들의 구동을 제어하는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)을 포함한다. 이러한 전자 장치에 대한 구체적인 설명은 도 3과 함께 후술한다.
또한 차량(1)은 운전자의 편의를 위해 설치된 핸즈프리 장치, GPS, 오디오 기기 및 블루투스 장치, 후방 카메라, 단말 장치 충전 장치, 하이패스 장치 등의 전자 장치를 선택적으로 포함할 수 있다.
이러한 차량(1)은 시동모터(미도시)에 동작 명령을 입력하기 위한 시동 버튼을 더 포함할 수 있다.
즉 차량(1)은 시동 버튼이 온 되면 시동모터(미도시)를 동작시키고 시동 모터의 동작을 통해 동력 발생장치인 엔진(미도시)을 구동시킨다.
차량(1)은 단말 장치, 오디오 기기, 실내 등, 시동 모터, 그 외 전자장치들에 전기적으로 연결되어 구동 전력을 공급하는 배터리(미도시)를 더 포함한다. 이러한 배터리는 주행 중 자체 발전기 또는 엔진의 동력을 이용하여 충전을 수행한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 전자 장치를 도시한 도면이다.
차량(1)은 차량(1)이 움직일 수 있도록 동력을 생성하는 동력 생성 장치(power system) (미도시), 동력 생성 장치(미도시)에서 생성된 동력을 차륜으로 변속 전달하는 동력 전달 장치(power train) (미도시), 차량(1)의 이동 방향을 제어하는 조향 장치(steering system) (미도시), 차륜의 회전을 정지시키는 제동 장치(brake system) (미도시), 차량(1)의 진동을 감쇄시키는 현가 장치(suspension system) (미도시), 차량(1)에 포함된 각각의 구성을 전기적으로 제어하는 전자 장치(1000)를 포함할 수 있다.
동력 생성 장치는 엔진, 연료 장치, 냉각 장치, 배기 장치, 점화 장치 등을 포함할 수 있으며, 동력 전달 장치는 클러치, 변속기, 차동 장치, 구동축 등을 포함할 수 있다.
조향 장치는 조향 휠, 조향 기어, 조향 링크 등을 포함할 수 있으며, 제동 장치는 브레이크 디스크, 브레이크 패드, 마스터 실린더 등을 포함할 수 있고, 현가 장치는 쇼크 업소버(shock absorber) 등을 포함할 수 있다.
차량(1)은 이상에서 설명한 기계 장치와 함께 다양한 전자 장치(1000)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)은 AVN (Audio/Video/Navigation) 장치(130), 입출력 제어 시스템(140), 엔진 제어 시스템(Engine Management System, EMS) (150), 변속 제어 시스템(Transmission Management System: TMS) (160), 제동 제어 장치(brake-by-wire) (170), 조향 제어 장치(steering-by-wire) (180), 운전 보조 시스템(Driver Assistance system, DAS) (190), 무선 통신 시스템(200) 등을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 전자 장치(1000)는 차량(1)에 포함된 전자 장치의 일부에 불과하며 차량(1)에는 더욱 다양한 전자 장치가 마련될 수 있다. 또한, 차량(1)은 도 3에 도시된 전자 장치(1000)를 반드시 모두 포함하는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 전자 장치는 생략될 수 있다.
차량(1) 포함된 각종 전자 장치(1000)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 차량용 통신 네트워크(NT)는 최대 24.5Mbps(Mega-bits per second)의 통신 속도를 갖는 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 최대 10Mbpas의 통신 속도를 갖는 플렉스레이(FlexRay), 125kbps(kilo-bits per second) 내지1Mbps의 통신 속도를 갖는 캔(CAN, Controller Area Network), 20kbps의 통신 속도를 갖는 린(LIN, Local Interconnect Network) 등의 통신 규약을 채용할 수 있다. 이와 같은 차량용 통신 네트워크(NT)는 모스트, 플레스레이, 캔, 린 등 단일의 통신 규약을 채용할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 통신 규약을 채용할 수도 있다.
AVN 장치(130)는 운전자의 제어 명령에 따라 음악 또는 영상을 출력하는 장치이다. 구체적으로, AVN 장치(130)는 운전자의 제어 명령에 따라 음악 또는 동영상을 재생하거나 목적지까지의 경로를 안내할 수 있다.
입출력 제어 시스템(140)은 버튼을 통한 운전자의 제어 명령을 수신하고, 운전자의 제어 명령에 대응하는 정보를 표시한다. 입출력 제어 시스템(140)는 대시 보드에 마련되어 차량 속도, 엔진 회전 속도, 주유량 등을 표시하는 클러스터 디스플레이 및 조향 휠에 설치되는 휠 버튼 모듈 등을 포함할 수 있다.
엔진 제어 시스템(150)는 연료분사 제어, 연비 피드백 제어, 희박 연소 제어, 점화 시기 제어 및 공회전수 제어 등을 수행한다. 이러한 엔진 제어 시스템(150)은 단일의 장치일 수 있을 뿐만 아니라, 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들일 수도 있다.
변속 제어 시스템(160)는 변속점 제어, 댐퍼 클러치 제어, 마찰 클러치 온/오프 시의 압력 제어 및 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행한다. 이러한 변속 제어 시스템(160)은 단일의 장치일 수 있을 뿐만 아니라, 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들일 수도 있다.
제동 제어 장치(170)는 차량(1)의 제동을 제어할 수 있으며, 대표적으로 안티락 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System, ABS) 등을 포함할 수 있다.
조향 제어 장치(180)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시킴으로써 운전자의 조향 조작을 보조한다.
운전 보조 시스템(190)은 차량(1)의 주행을 보조하며, 전방 충돌 회피 기능, 차선 이탈 경고 기능, 사각 지대 감시 기능, 후방 감시 기능 등을 수행할 수 있다.
운전 보조 시스템(190)은 통신을 통하여 연결된 복수의 장치들 포함할 수 있다. 예를 들어, 운전 보조 시스템(190)은 전방 충동 경고 장치(Forward Collision Warning System, FCW), 자동 비상 제동 장치(Advanced Emergency Braking System, AEBS), 적응 순항 제어 장치(Adaptive Cruise Control, ACC), 차선 이탈 경고 장치(Lane Departure Warning System, LDWS), 차선 유지 보조 장치(Lane Keeping Assist System, LKAS), 시각지대 감시 장치(Blind Spot Detection, BSD), 후방 충동 경고 장치(Rear-end Collision Warning System, RCW) 등을 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템(200)는 외부 차량, 외부 단말기 또는 통신 중계기 등과 통신할 수 있다.
무선 통신 시스템(200)는 다양한 통신 규약을 통하여 신호를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템(200)는 시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access: TDMA)과 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 등의 제2 세대(2G) 통신 방식, 광대역 부호 분할 다중 접속(Wide Code Division Multiple Access: WCDMA)과 CDMA2000(Code Division Multiple Access 2000)과 와이브로(Wireless Broadband: Wibro)와 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: WiMAX) 등의 3세대(3G) 통신 방식, 엘티이(Long Term Evolution: LTE)와 와이브로 에볼류션(Wireless Broadband Evolution) 등 4세대(4G) 통신 방식을 채용할 수 있다. 뿐만 아니라, 무선 통신 시스템(200)는 5세대(5G) 통신 방식을 채용할 수도 있다. 이러한 무선 통신 시스템(200)은 내부 통신부(210) 및 무선 통신부(230)를 포함할 수 있다. 내부 통신부(210) 및 무선 통신부(230)에 대한 구체적인 설명은 도 4와 함께 후술한다.
도 4은 일 실시예에 의한 차량 구성의 블록도이다.
차량(1)은 입력부(128), 내부 통신부(210), 제어부(220), 무선 통신부(230), 전원 공급부(240), 저장부(250) 및 출력부(270)를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신부(230)의 안테나 장치(100)와 전원 공급부(240)를 연결하는 피더 케이블(14)를 더 포함할 수 있다.
사용자는 입력부(128)를 통해 차량(1)에 포함된 각종 전자 장치(1000)를 제어하는 명령이나 차량(1)에 포함된 각 구성요소를 제어하는 명령을 입력할 수 있다. 입력부(128)에 대해 도 2에서 구체적으로 설명한 바, 생략한다.
내부 통신부(210)는 차량(1) 내부의 차량 통신 네트워크를 통하여 차량(1) 내부의 각종 전자 장치(1000)와 통신할 수 있다. 또한, 내부 통신부(210)는 차량 통신 네트워크와 연결되는 내부 통신 인터페이스(211) 및 신호를 변조/복조하는 내부 신호 변환 모듈(212)을 포함할 수 있다.
내부 통신 인터페이스(211)는 차량 통신 네트워크를 통하여 차량(1) 내부의 각종 전자 장치(1000)로부터 송신된 통신 신호를 수신하고, 차량 통신 네트워크를 통하여 차량(1) 내부의 각종 전자 장치(1000)로 통신 신호를 송신한다. 여기서, 통신 신호는 차량 통신 네트워크를 통하여 송수신되는 신호를 의미한다.
이와 같은 내부 통신 인터페이스(211)는 통신 포트(communication port) 및 신호를 송/수신하는 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다.
내부 신호 변환 모듈(212)은 아래에서 설명하는 제어부(220)의 제어에 따라 내부 통신 인터페이스(211)를 통하여 수신된 통신 신호를 제어 신호로 복조하고, 제어부(220)로부터 출력된 제어 신호를 내부 통신 인터페이스(211)를 통하여 송신하기 위한 아날로그 통신 신호로 변조한다.
내부 신호 변환 모듈(212)은 제어부(220)가 출력한 제어 신호를 차량 네트워크의 통신 규약에 따른 통신 신호로 변조하고, 차량 네트워크의 통신 규약에 따른 통신 신호를 제어부(220)가 인식할 수 있는 제어 신호로 복조한다.
이와 같은 내부 신호 변환 모듈(212)는 통신 신호의 변조/복조를 수행하기 위한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리, 메모리에 저장된 프로그램과 데이터에 따라 통신 신호의 변조/복조를 수행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
제어부(220)는 내부 신호 변환 모듈(212)과 내부 통신 인터페이스(211)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 통신 신호를 송신하는 경우, 제어부(220)는 내부 통신 인터페이스(211)를 통하여 통신 네트워크가 다른 전자 장치에 의하여 점유되었는지를 판단하고, 통신 네트워크가 비어있으면 통신 신호를 송신하도록 내부 통신 인터페이스(211)와 내부 신호 변환 모듈(212)을 제어한다. 또한, 통신 신호를 수신하는 경우, 제어부(220)는 내부 통신 인터페이스(211)를 통하여 수신된 통신 신호를 복조하도록 내부 통신 인터페이스(211)와 신호 변화 모듈(212)을 제어한다.
이와 같은 제어부(220)는 내부 신호 변환 모듈(212)과 내부 통신 인터페이스(211)을 제어하기 위한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리, 메모리에 저장된 프로그램과 데이터에 따라 제어 신호를 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다.
무선 통신부(230)는 신호를 변조/복조하는 무선 신호 변환 모듈(231), 변조된 신호를 외부로 송신하거나 외부로부터 신호를 수신하는 안테나 장치(100) 및 텔레매틱스 모뎀(232)를 포함할 수 있다.
무선 신호 변환 모듈(231)은 안테나 장치(100)가 수신한 전파 신호를 복조하고, 제어부(220)로부터 출력된 제어 신호를 외부로 송신하기 위한 전파 신호로 변조한다.
이와 같은 무선 신호 변환 모듈(231)은 통신 신호의 변조/복조를 수행하기 위한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리, 메모리에 저장된 프로그램과 데이터에 따라 통신 신호의 변조/복조를 수행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
안테나 장치(100)는 외부 신호를 수신하거나, 외부 차량 또는 기기로 신호를 송신할 수 있다. 이러한 신호는 RF (radio frequency) 신호, FM/AM 신호, AM/FM 신호, DBM 신호, LTE/3G 신호, GPS 신호, SXM 신호, DAB 신호, eCall 신호, GNSS 신호 및 Baidu 신호 중 적어도 하나를 의미한다.
안테나 장치(100)는 RF(radio frequency, 라디오 주파수) 신호를 송수신할 수 있는데, 이때의 RF 신호 대역은 500MHZ 내지 1500MHZ을 포함한다. 다만, 이러한 대역폭은 일례이며 더 넓은 RF 신호 대역을 가질 수도 있다.
또한, 안테나 장치(100)는 튜너블 스위치부(101)를 이용하여 RF 신호 대역을 이동 시킬 수 있다. 이를 다시 말하면, 안테나 장치(100)의 공진 주파수를 이동 시킬 수 있다. 예를 들어, 안테나 장치(100)의 RF 신호 송수신 대역 상태가 현재 공진 주파수 920MHZ 이고, 대역폭이 700MHZ 에서 1200MHZ로 가정하면, 이를 공진 주파수 730MHZ 이고, 대역폭이 620MHZ 에서 900MHZ로 RF 신호 대역을 이동시킬 수 있다. 다만 이는 일례이며, 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역의 이동에 대한 구체적 설명은 도 5 내지 7과 함께 후술한다.
안테나 장치(100)는 튜너블 스위치부(101), 매칭부(102), 제1접지부(103) 및 안테나 패턴부(105)를 포함할 수 있다. 또한, 안테나 장치(100)는 제1접지부(103)와 상이한 제2접지부(104)를 더 포함할 수 도 있다.
튜너블 스위치부(101)는 RF 신호의 여러 대역 중 각 대역의 필요성에 따라 안테나 장치(100)의 전기적 길이를 변경시켜 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역을 이동시킬 수 있다. 또한, 튜너블 스위치부(101)는 제어부(220)의 전원 공급 명령에 따라 전원 공급부(240)로부터 전원을 인가 받을 수 있다. 여기서 전원 공급부(240)로부터 인가된 전원은 3V 전압 또는 미리 설정된 전압을 포함한다.
또한, 튜너블 스위치부(101)는 전원 분배부(101a) 및 컨트롤부(101b)를 포함할 수 있다. 전원 분배부(101a)는 적어도 두 개 이상의 저항을 포함할 수 있다. 또한, 전원 분배부(101a)는 전원 공급부(240)로부터 전원을 인가받으면, 인가된 전원을 저항에 상응하도록 분배할 수 있고, 분배된 전원은 컨트롤부(101b)에 인가될 수 있다. 앞서 검토한 대로 이때의 전원은 3V 전압 또는 미리 설정된 전압일 수 있고, 저항에 의한 전압 분배 법칙에 따라 분배될 수 있다.
컨트롤부(101b)는 전원 공급부(240)로부터의 전원 인가 여부에 따라 제1접지부(103) 및 안테나 패턴부(105)를 연결되도록 제어하거나 연결되지 않은 상태를 유지할 수 있다.
구체적으로 컨트롤부(101b)는 전원 공급부(240)로부터 전원이 인가되어, 전원 분배부(101a)를 통해 전원이 분배되면, 제1접지부(103)와 안테나 패턴부(105)를 연결되도록 제어할 수 있다. 이는 안테나 패턴부(105)의 접지되는 점을 변경하도록 함으로써, 안테나의 전기적 길이를 변경시켜 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역을 이동시키기 위함이다.
일반적으로, 안테나 장치(100)의 RF 신호 송수신 대역은 안테나의 물리적 길이에 따라 달라지는데 낮은 주파수의 RF 신호를 송수신하기 위해서는 안테나의 물리적 길이가 길어야 하고, 높은 주파수의 RF 신호를 송수신하기 위해서는 안테나의 물리적 길이가 짧아야 한다. 이처럼 물리적 길이를 조절하는 것은 소형화되어야 하는 안테나 장치(100)에 적절하지 않다. 따라서, 물리적 길이를 조절하는 것보다는 튜너블 스위치부(101)를 이용하여 안테나 패턴부(105)의 접지되는 점을 변경하도록 하여 안테나 장치(100)의 전기적 길이를 조절하는 것이 더 효율적이다.
앞서 기술한 대로, 하나의 안테나 장치(100)로RF 신호 대역의 필요에 따라 튜너블 스위치부(101)를 이용하여 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역을 이동시킬 수 있고, 이를 통해 안테나 장치(100)는 다양하고 넓은 RF 신호 대역을 가질 수 있다.
또한, 컨트롤부(101b)는 전원 공급부(240)로부터 전원이 인가되지 않아, 전원 분배부(101a)를 통해 전원이 분배되지 않으면, 제1접지부(103)와 안테나 패턴부(105)을 연결되지 않은 상태를 유지할 수 있다. 이 경우 안테나 장치(100)의 전기적 길이가 변하지 않게 되므로 RF 신호 대역의 이동도 이루어지지 않게 된다.
매칭부(102)는 안테나 패턴부(105)와 전기적으로 연결되어, 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 각각 적어도 하나를 가지고, 안테나의 임피던스와 안테나 이전 단의 임피던스를 매칭시킬 수 있다.
제1접지부(103)는 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 튜너블 스위치부(101)과 전기적으로 연결이 가능하다. 구체적으로, 전원 공급부(240)에 의해 튜너블 스위치부(101)에 전원이 인가되는지 여부에 따라 연결되기도 하고, 연결되지 않은 상태를 유지하기도 한다.
제2접지부(104)는 제1접지부(103)와 상이한 접지부로서, 제1접지부(103)와 같이 튜너블 스위치부(101)와 연결되어 있지 않고, 안테나 패턴부(105)와 바로 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 제1접지부(103) 및 제2접지부(104) 연결 여부에 따라 안테나 장치(100)의 종류가 바뀔 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 8 내지 도 9에서 후술한다.
안테나 패턴부(105)는 도전체로서 매칭부(102) 및 튜너블 스위치부(101)와 전기적으로 연결되어 있고, RF 신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나 장치(100)의 종류에 따라서 제2접지부(104)가 전기적으로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않을 수 있다.
텔레매틱스 모뎀(232)는 외부 장치 또는 외부의 텔레매틱스 서버 등과 차량(1)의 무선 통신부(230)를 통해 신호를 주고 받아 다양한 정보를 송수신할 수 있다.
또한, 텔레매틱스 모뎀(232)은 무선 통신 기술과 GPS(Global Positioning System) 기술을 활용하여 교통 및 주행 정보, 응급 상황 대처 정보, 원격 차량 진단 서비스, 인터넷 등의 다양한 서비스 정보를 수신할 수 있다. 또한, 텔레매틱스 모뎀(232)은 외부 차량, 외부 기기, 및 텔레매틱스 서버로 교통 사고, 차량에 저장된 정보 등을 송신할 수 도 있다.
전원 공급부(240)는 제어부(220)로부터 전원 인가 명령에 대한 신호를 전기적 형태로 수신하면, 차량(1)의 각 구성요소에 전원을 공급한다. 뿐만 아니라 전원 공급부(240)는 제어부(220)를 통하지 않고 직접 차량(1)내 각 구성요소로 전원을 인가할 수 도 있다.
전원 공급부(240)는 제어부(220)의 전원 공급 제어 명령에 따라 안테나 장치(100)의 튜너블 스위치부(101)에 전원을 공급할 수 있다.
이러한 전원을 VDD 전원이라고 정의할 수 있고, 이때의 전원은 3V 전압 또는 미리 설정된 전압을 포함할 수 있다. 전원 공급부(240)를 통해 안테나 장치(100)의 튜너블 스위치부(101)에 전원이 인가되면, 튜너블 스위치부(101)가 동작하여 안테나 패턴부(105) 및 제1접지부(103)를 연결시킬 수 있다. 안테나 패턴부(105) 및 제1접지부(103)가 연결되면, 안테나 패턴부(105)의 접지되는 지점이 변경되므로 안테나 장치(100)의 전기적 길이를 역시 변경된다. 이에 상응하여 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역이 이동한다.
또한, 전원 공급부(240)는 제어부(220)의 전원 차단 제어 명령에 따라 안테나 장치(100)의 튜너블 스위치부(101)에 전원을 인가 하지 않을 수도 있다. 튜너블 스위치부(101)에 전원이 인가되지 않으면, 전원 분배부(101a)를 통해 전원이 컨트롤부(101b)에 분배될 수 없어, 제1접지부(103)와 안테나 패턴부(105)가 연결되지 않게 된다. 이 경우 안테나 패턴부(105)에 제1접지부(103)가 연결되지 않으므로, 안테나 장치(100)의 전기적 길이의 변화가 없어 RF 신호 대역 역시 이동하지 않게 된다.
전원 공급부(240)는 전원 공급 스위치(241), DC/DC 컨버터(242), 및 LDO 스위치(243)를 포함할 수 있다.
전원 공급 스위치(241)는 제어부(220)의 전원 공급 또는 차단 제어 명령에 따라 전원 공급부(240)가 튜너블 스위치부(101)로 전원을 공급하거나 공급하지 않도록 컨트롤할 수 있다.
DC/DC 컨버터(242)는 고전압 배터리로부터 나오는 고전압의 직류전압을 저전압의 직류 전압으로 변환하여 제어부(220)의 전원 공급 명령에 따라 안테나 장치(100)의 튜너블 스위치부(101)에 직류 전원을 공급할 수 있다.
LDO(low drop out) 스위치(243)는 전원 공급부(240)로부터 튜너블 스위치부(101)에 인가되는 전원을 낮출 수 있다. 예를 들면, 전원 공급부(240)에서 출력된 전압이 3V라고 가정하면 이를 2V로 낮춰서 튜너블 스위치부(101)에 인가되도록 할 수 있다.
저장부(250)는 제어부(220)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(250)는 차량(1)의 각종 전자 장치(1000)에 대한 설정 정보에 대해 저장할 수 있다. 또한, 차량(1)의 제어에 관한 소프트웨어에 대한 업데이트 정보를 저장할 수 있다.
저장부(250)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
출력부(270)는 음향출력부(271) 및 영상출력부(272)를 포함할 수 있다. 음향출력부(271)는 차량 내 스피커 등을 이용하여 사용자에게 음향 정보를 출력할 수 있다. 또한 영상 출력부(272)는AVN 장치(130) 및 기타 여러 표시부를 통해 사용자에게 영상 정보를 출력할 수 있다.
도 5은 일 실시예에 의한 팬텀 피딩 방식의 전원 공급을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 를 참조하여 텔레매틱스 모뎀(232), 전원 공급부(240) 및 안테나 장치(100)의 관계를 통해 전원 공급부(240)의 팬텀 피딩 방식의 전원 인가에 대해 구체적으로 설명한다. 다만, 앞에서의 설명과 중복되는 설명은 생략한다.
우선 전원 공급부(240)는 제어부(220)의 전원 인가 명령에 따라 팬텀 피딩 방식으로 전원을 안테나 장치(100)에 인가할 수 있다. 여기서 팬텀 피딩 방식이란 전원 공급부(240)에서 직류 전원이 P1 지점과 P2 지점 사이의 피더케이블(14)에 의해 안테나 장치(100)로 공급될 때, 텔레매틱스 모뎀(232) 및 안테나 패턴부(105)로 공급되는 것을 막고 튜너블 스위치부(101)로만 전원이 공급되도록 하는 방식을 의미한다.
구체적으로, 직류 전원의 경우 제1캐패시터(C1)에 의해 텔레매틱스 모뎀(232)으로의 전원 공급은 차단되고, 마찬가지로 제2캐패시터(C2)에 의해 안테나 패턴부(105)로의 전원 공급이 차단된다. 따라서, 전원 공급부(240)로부터 공급되는 전원은 튜너블 스위치부(101)로 그대로 인가될 수 있는 것이다.
전원 공급부(240)는 LDO 스위치(243)를 포함하고, LDO 스위치(243)는 앞서 검토한대로 공급되는 전원을 낮춰줄 수 있다.
또한, 전원 공급부(240)는 전원 공급 안정화 회로(240a)를 포함할 수 있다. 전원 공급 안정화 회로(240a)는 제1인덕터(L1), 제3캐패시터(C3) 및 제너 다이오드(Z1)을 포함할 수 있다. 전원 공급 안정화 회로(240a)는 제너 다이오드(Z1)에 의해 공급되는 전원을 안정적으로 유지 할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 의한 안테나 장치의 튜너블 스위치부를 구체적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 7은 일 실시예에 의한 안테나의 RF 신호 대역의 이동을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 7을 참조하여, 안테나 장치의 튜너블 스위치부에 대한 구성 및 동작 그리고 안테나 장치의 RF 신호 대역의 이동에 대해 설명한다. 앞의 설명과 중복되는 부분은 생략한다.
튜너블 스위치(101)는 전원 분배부(101a), 컨트롤부(101b), 전원 공급 안정화 회로(101c)를 포함할 수 있다.
전원 분배부(101a)는 적어도 두 개의 저항을 포함할 수 있다. 도 6을 참조하면, 전원 분배부(101a)는 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)를 포함한다.
또한, 전원 분배부(101a)는 전원 공급부(240)로부터 공급된 전원을 컨트롤부(101b)로 분배할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(240)로부터 3V의 전압이 공급되면, P3의 지점에 3V가 인가된다. 인가된 3V 전압은 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)에 따라 분배될 수 있다. 이때, 전압 분배 법칙에 따라 분배된다. 제1저항(R1)을 1kΩ 이라 하고, 제2저항(R2)를 3kΩ이라 한다면, P4의 지점에는 3/4*3V의 전압이 인가되는 것이다. 이러한 P4의 저점의 인가된 전압은 전기적으로 연결된 연결 컨트롤 단자부(101b-2)에 인가된다. 이에 대해 구체적으로 도 6과 함께 살펴보면, 컨트롤부(101b)는 VDD전원 인가부(101b-1), 연결 컨트롤 단자부(101b-2), 및 컨트롤 스위치부(101b-3)를 포함할 수 있다.
VDD전원 인가부(101b-1)는 전원 공급부(240)로부터 3V 전압의 전원을 공급받을 수 있다. 3V의 전압이 VDD전원 인가부(101b-1)에 인가되면, 전원 분배부(101a)에 의해 전원이 분배된다. 위에서 기술한 바와 같이, 전원 분배부(101a)에서 분배된 3/4*3V의 전압은 컨트롤부(101b)의 컨트롤 단자(101b-2)에 인가된다.
컨트롤부(101b)의 연결 컨트롤 단자부(101b-2)에 분배된 전원인 3/4*3V이 인가되면, 안테나 패턴부(105)와 제1접지부(103)가 연결되도록 컨트롤부(101b)의 컨트롤 스위치부(101b-3)로 제어 명령을 송신할 수 있다.
컨트롤 스위치부(101b-3)는 연결 컨트롤 단자부(101b-2)로부터 안테나 패턴부(105)와 제1접지부(103)의 연결에 대한 제어 명령을 수신하면, 안테나 패턴부(105)와 제1접지부(103)이 연결되도록 제어할 수 있다. 안테나 패턴부(105) 및 제1접지부(103)가 연결되는 경우, 안테나 장치(100)의 전기적 길이가 길어지게 되고, 안테나 장치(100)의 전기적 길이가 길어지면 낮은 주파수의 RF 신호 대역을 송수신할 수 있다. 따라서, 이에 상응하여 RF 신호 대역은 도 7과 같이 높은 공진 주파수(G2의 그래프)의 RF 신호 대역에서 낮은 공진 주파수(G1의 그래프)의 RF 신호 대역으로 이동할 수 있다.
이와 반대로, 전원 공급부(240)로부터 튜너블 스위치부(101)로 전원이 공급되지 않아, VDD전원 인가부(101b-1)에 전원이 인가되지 않으면, 전원 분배부(101a)에도 역시 전원이 분배되지 않는다. 따라서, 이 경우 연결 컨트롤 단자부(101b-2)에 전원이 인가되지 않으므로, 안테나 패턴부(105)와 제1접지부(103)는 연결되지 않는다. 따라서, 안테나 장치(100)의 전기적 길이 역시 변하지 않아, 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역 역시 이동 하지 않는다. (도 7의 G2 그래프 유지)
또한, 안테나 패턴부(105)에 연결된 제2접지부(104)는 제1접지부(103)와 상이하고, 제1접지부(103)와는 달리 튜너블 스위치부(101) 없이 연결되어 있다. 따라서, 튜너블 스위치부(101)에 전원이 인가되지 않아, 제1접지부(103)가 연결되지 않은 경우, 제2접지부(104) 접지되는 지점으로 작용하여, 제1접지부(103)가 연결된 경우와 안테나의 전기적 길이가 변경될 수 있다.
도 7을 참조하면, 안테나의 전기적 길이가 변경됨에 따라 RF 신호 대역이 이동한 것에 대한 그래프를 도시한 것이다.
전원 공급부(240)에 의해 전원이 공급되어, 튜너블 스위치부(101)에 전원이 인가되는 경우, 앞서 기술한 과정에 따라, 안테나 패턴부(105)와 제1접지부(103)가 연결되므로, 안테나 장치(100)의 전기적 길이가 길어진다. 이에 따라, 안테나 장치(100)는 낮은 주파수의 RF 신호 대역을 송수신할 수 있고, 안테나 장치(100)의 RF 신호 송수신 대역은 도 7와 같이 낮은 공진 주파수를 갖도록 이동한다. (G1의 그래프) 즉, G1의 그래프는 튜너블 스위치부(101)가 전원을 인가 받아 동작 한 경우이며, 공진주파수가 730MHZ인 RF 신호의 대역을 나타낸다.
이와 반대로, 전원 공급부(240)에 의해 전원이 공급되지 않으면, 튜너블 스위치부(101)에 전원이 인가되지 않는다. 따라서, 제1접지부(103)가 안테나 패턴부(105)와 연결되지 않은 상태로써, 안테나 장치(100)의 전기적 길이가 짧은 상태를 의미한다. 즉, 전원 공급부(240)에 의해 전원이 인가되지 않아, 튜너블 스위치부(101)가 동작하지 않은 상태를 의미한다. 이 경우 접지되는 지점은 도 6을 참조하면, 제2접지부(104)라고 볼 수 있다. 안테나 장치(100)는 높은 주파수의 RF 신호 대역을 갖는다. 이때의 공진 주파수는 920MHZ이다. (도 7의 G2의 그래프)
다만, 위에서 기술한 도 7의 내용은 튜너블 스위치부(101)의 동작에 따라 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역이 이동된다는 것을 나타낸 그래프이며, 이는 예시를 위한 것이고, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
전원 공급 안정화 회로(101c)는 제3저항(R3), 제4캐패시터(C4) 및 제2인덕터(L2)를 포함할 수 있다. 이는 전원 공급부(240)로부터 공급되는 전원이 안정적으로 컨트롤부(101b)에 인가되도록 제어한다.
도 8일 실시예에 의한 안테나 장치가 다이폴 안테나 타입에서 평판 역F 안테나의 타입으로 변경되는 것을 도시한 도면이다. 또한, 도 9은 일 실시예에 의한 안테나 장치가 평판 역F 안테나의 타입에서 평판 역F 안테나 PIFA 안테나의 타입으로 변경되는 것을 도시한 도면이다. 이 역시 앞서 기술한 설명과 중복되는 경우 생략한다.
도 8을 참조하면, 전원 공급부(240)의 튜너블 스위치부(101)로의 전원 공급 여부에 따라 안테나 장치(100)의 타입이 바뀔 수 있다.
전원 공급부(240)의 튜너블 스위치부(101)에 전원이 공급되지 않으면 안테나 장치(100)는 제1접지부(103)와 안테나 패턴부(105)가 연결되지 않은 상태로써, 이 경우 안테나 장치(100)는 다이폴 안테나 타입의 안테나 장치(100)로써 동작한다.
그러나 전원 공급부(240)로부터 튜너블 스위치부(101)로 전원이 공급되어, 앞서 기술한 바와 같이 안테나 패턴부(105)와 제1접지부(103)가 연결되는 경우에는 평판 역F 안테나 타입의 안테나 장치(100)로써 동작한다.
도 9를 참조하면, 전원 공급부(240)의 튜너블 스위치부(101)에 전원이 공급되지 않으면 안테나 장치(100)는 제1접지부(103)와 안테나 패턴부(105)가 연결되지 않은 상태이나, 이 경우 P4의 지점에서 제2접지부(104)로 연결된 상태이므로 평판 역F 안테나 타입의 안테나 장치(100)로써 동작한다.
또한, 전원 공급부(240)로부터 튜너블 스위치부(101)로 전원이 공급되어, 앞서 기술한 바와 같이 안테나 패턴부(105)와 제1접지부(103)가 연결되는 경우에도 역시 평판 역F 안테나 타입의 안테나 장치(100)로써 동작한다. 다만, 이때의 안테나 패턴부(105)와 접지되는 지점이 P3의 지점이므로, 튜너블 스위치부(101)에 전원이 인가되지 않아 P4의 지점을 접지되는 지점으로 하는 안테나 장치(100)의 경우와는 다른 RF 신호 대역을 가질 수 있다.
도 10은 일 실시예에 의한 또 다른 안테나를 도시한 도면이다.
이는 안테나 장치(100)의 또 다른 실시예로써, 튜너블 스위치부(101)를 가변 인덕터 및 가변 캐패시터로 이루어진 임피던스 매칭 회로(102a, 102b)에 사이에 연결하여 단순 임피던스 매칭 변경으로 RF 신호 대역을 이동시킬 수 있는 안테나 장치(100)를 의미한다. 도 8 내지 도 10을 살펴본 바와 같이 튜너블 스위치부(101)는 여러 종류의 안테나 장치(100)에 연결되어 전원 공급부(240)에 의한 전원 인가 여부에 따라 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역을 이동시킬 수 있다. 따라서, 안테나 장치(100)의 RF 신호의 여러 대역 중 각 대역의 필요성에 따라 튜너블 스위치부(101)가 동작되도록 하거나 동작되지 않도록 하여 RF 신호 대역을 이동 시킬 수 있다.
도 11은 일 실시예에 의한 안테나 장치의 제어 방법을 도시한 도면이다.
안테나 장치(100)는 RF 신호의 여러 대역 중 특정 대역의 RF 신호를 송수신 하기 위해 필요에 따라 튜너블 스위치부(101)를 이용하여 안테나 장치(101)의 RF 신호 대역을 이동시킬 수 있다. 다시 말해, 안테나 장치(101)의 공진 주파수를 이동시킬 수 있다. 우선, 전원공급부(240)는 제어부(220)의 전원 공급 명령에 따라 튜너블 스위치부(101)로 전원을 공급하거나 제어부(22)의 전원 차단 명령에 따라 튜너블 스위치부(101)로 전원을 차단한다.(2000)
튜너블 스위치부(101)에 전원이 공급되면(2000의 예), 도 6에서 기술한 바와 같이 전원 분배부(101a)에 의해 전원이 분배되어 컨트롤부(101b)에 전원이 인가된다.(2100) 그 후, 컨트롤부(101b)는 안테나 패턴부(105)와 제1접지부(103)를 전기적으로 연결되도록 한다.(2200) 이 경우 안테나 장치(100)의 접지되는 지점이 변한 것으로써 안테나 장치(100)의 전기적 길이가 길어진다. 따라서, 낮은 공진 주파수를 갖도록 안테나 장치(100)의 RF 신호 대역은 도 7과 같이 G2 그래프에서 G1 그래프와 같이 이동한다.(2300)
다만, 튜너블 스위치부(101)에 전원이 공급되지 않으면(2000의 아니오), 도 6에서 기술한 바와 같이 컨트롤부(101b)에 전원이 인가되지 않는다. 따라서, 안테나 패턴부(100)와 제1접지부(103)는 연결되지 않은 상태를 유지하므로 안테나 장치(100)의 현재 RF 신호 대역이 유지된다.(2400)
이상 본 명세서에서는 튜너블 스위치부를 이용하여 RF 신호의 대역을 이동 시켜, 넓은 RF 신호 대역을 갖는 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량에 대해 설명하였다.
실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
1: 차량
100: 안테나 장치
101: 튜너블 스위치부
102: 컨트롤부
240: 전원 공급부
241: 전원 공급 스위치
242: DC/DC 컨버터
243: LDO 스위치

Claims (20)

  1. RF 신호를 수신하는 안테나 패턴부;
    제1접지부; 및
    상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부와 전기적으로 연결 가능하고, 전원 공급부로부터 전원이 인가되면, 안테나의 RF 신호 대역을 이동시키는 튜너블 스위치부를 포함하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜너블 스위치부는 적어도 두 개의 저항을 갖는 전원 분배부를 포함하고,
    상기 전원 분배부는 상기 저항에 상응하도록 상기 전원 공급부로부터 인가된 전원을 분배하는 안테나 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 튜너블 스위치부는 상기 전원 공급부로부터의 전원 인가 여부에 따라 상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부를 연결되도록 제어하거나 연결되지 않은 상태를 유지하는 컨트롤부를 더 포함하는 안테나 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤부는 상기 전원 공급부로부터 상기 전원이 인가되어, 상기 전원 분배부를 통해 상기 전원이 분배되면, 상기 제1접지부와 상기 안테나 패턴부을 연결되도록 제어하는 안테나 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤부는 상기 전원 공급부로부터 상기 전원이 인가되지 않아, 상기 전원 분배부를 통해 상기 전원이 분배되지 않으면, 상기 제1접지부와 상기 안테나 패턴부을 연결되지 않은 상태를 유지하는 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1접지부는 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 적어도 하나를 포함하는 안테나 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부로부터 인가된 전원은,
    3V 전압 또는 미리 설정된 전압을 포함하는 안테나 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안테나의 임피던스 매칭이 이루어지는 매칭부를 더 포함하는 안테나 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1접지부와 상이한 제2접지부를 포함하되, 상기 제2접지부는 상기 안테나 패턴부와 연결되어 있는 안테나 장치.
  10. 튜너블 스위치부가 전원을 인가받는 단계;
    공급받은 상기 전원을 컨트롤부로 분배하는 단계; 및
    상기 컨트롤부에 상기 전원이 분배되면, 제1접지부와 안테나 패턴부을 연결되도록 제어하여 안테나의 RF 신호 대역을 이동시키는 단계를 포함하는 안테나 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 튜너블 스위치부가 전원을 인가받는 단계는,
    3V 전압 또는 미리 설정된 전압을 인가받는 단계를 포함하는 안테나 장치의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1접지부는 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 적어도 하나를 포함하는 안테나 장치의 제어 방법.
  13. 전원 공급부; 및
    안테나 장치를 포함하고,
    상기 안테나 장치는, RF 신호를 수신하는 안테나 패턴부; 제1접지부; 및
    상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부와 전기적으로 연결 가능하고, 상기 전원 공급부로부터 전원이 인가되면, 안테나의 RF 신호 대역을 이동시키는 튜너블 스위치부를 포함하는 차량.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 튜너블 스위치부는 적어도 두 개의 저항을 갖는 전원 분배부를 포함하고,
    상기 전원 분배부는 상기 저항에 상응하도록 상기 전원 공급부로부터 인가된 전원을 분배하는 차량.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 튜너블 스위치부는 상기 전원 공급부로부터의 전원 인가 여부에 따라 상기 제1접지부 및 상기 안테나 패턴부를 연결되도록 제어하거나 연결되지 않은 상태를 유지하는 컨트롤부를 포함하는 차량.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 컨트롤부는 상기 전원 공급부로부터 상기 전원이 인가되어, 상기 전원 분배부를 통해 상기 전원이 분배되면, 상기 제1접지부와 상기 안테나 패턴부을 연결되도록 제어하는 차량.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 컨트롤부는 상기 전원 공급부로부터 상기 전원이 인가되어, 상기 전원 분배부를 통해 상기 전원이 분배되면, 상기 제1접지부와 상기 안테나 패턴부을 연결되도록 제어하는 차량.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1접지부는 가변 인덕터 및 가변 캐패시터 중 적어도 하나를 포함하는 차량.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 전원 공급부로부터 인가된 전원은,
    3V 전압 또는 미리 설정된 전압을 포함하는 차량.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 안테나 장치와 상기 전원 공급부를 연결하는 피더 케이블을 더 포함하는 차량.
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