KR20180058400A

KR20180058400A - 안테나, 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량

Info

Publication number: KR20180058400A
Application number: KR1020160157326A
Authority: KR
Inventors: 김동진
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2018-06-01

Abstract

안테나는 루프 형태의 제1 안테나; 상기 제1 안테나와 평행하며 상기 제1 안테나와 마주보는 루프 형태의 제2 안테나; 상기 제1 안테나 상에 마련되어 상기 제1 안테나에 신호를 공급하는 제1 급전부; 및 상기 제1 안테나 상에 마련되어 상기 제2 안테나에 신호를 공급하는 제2 급전부를 포함하고, 상기 제1 급전부와 상기 제2 급전부는 서로 반대편에 위치할 수 있다.

Description

안테나, 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량{ANTENNA, ANTENNA APPARATUS AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}

개시된 발명은 안테나, 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 다양한 방사 패턴을 생성할 수 있는 안테나, 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단을 의미한다.

최근 차량은 단순히 물자와 인력을 운송하는 것을 넘어서서 운전자가 운전 중에 음악을 듣고 영상을 볼 수 있도록 오디오 장치와 비디오 장치를 포함하는 것이 일반적이며, 운전자가 목적하는 장소까지의 경로를 표시하는 내비게이션(Navigation) 장치 역시 널리 설치되고 있다.

최근에는 차량이 외부 장치와 통신할 필요성이 점점 증가하고 있다. 예를 들어, 목적지까지의 경로를 안내하는 내비게이션 기능의 경우, 최적의 경로를 검색하기 위하여 도로의 교통상황에 관한 정보가 요구된다. 이러한 교통상황인 시시때때로 변화하므로 차량은 교통상황에 관한 정보를 실시간으로 획득할 필요가 있다.

또한, 운전자의 안전을 확보하고 운전자의 편의를 위하여 전방 충돌 경보 시스템(Forward Collision Warning System, FCWS), 자동 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Braking, AEB) 등의 개발이 활발하다. 이러한, 전방 충돌 경보 시스템 및 자동 긴급 제동 시스템은 레이더에 의하여 검출된 전방 차량의 위치 정보를 기초로 전방 차량의 충돌 여부, 충돌 예상 시간 등을 산출할 수 있다.

외부 차량과의 통신 장치 및 전방 충돌 경보를 위한 레이더 장치는 전파를 송수신하는 안테나를 포함한다.

현재 출시되는 차량용 안테나 기술은 패치 어레이 안테나에 국한된다. 이는 경량이면서 박형으로 안테나의 구현이 가능하기 때문이다. 그러나, 패치 어레이 안테나는 유전체 기판을 사용함으로 인한 유전체 손실이 발생하며, 유전체 손실로 인하여 안테나의 성능이 크게 저하된다. 특히, 수십 GHz 이상의 고주파수를 이용하는 5세대 통신 또는 레이더에서는 패치 안테나의 효율이 30%에 미치지 못한다. 또한, 패치 어레이 안테나는 직렬 방식의 급전 구조를 사용하므로, 극히 좁은 주파수 대역 특성을 보이게 된다.

개시된 발명의 일 측면은 다양한 방사 패턴으로 전파를 방사할 수 있는 안테나를 제공하고자 한다.

개시된 발명의 다른 일 측면은 다양한 방향으로 전파를 방사할 수 있는 안테나를 제공하고자 한다.

개시된 발명의 또 다른 일 측면은 차량의 전/후방에 대하여 선택적으로 전파를 방사할 수 있는 안테나를 제공하고자 한다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 안테나는 루프 형태의 제1 안테나; 상기 제1 안테나와 평행하며 상기 제1 안테나와 마주보는 루프 형태의 제2 안테나; 상기 제1 안테나 상에 마련되어 상기 제1 안테나에 신호를 공급하는 제1 급전부; 및 상기 제1 안테나 상에 마련되어 상기 제2 안테나에 신호를 공급하는 제2 급전부를 포함하고, 상기 제1 급전부와 상기 제2 급전부는 서로 반대편에 위치할 수 있다.

상기 제1 안테나의 총 길이와 상기 제2 안테나의 총 길이는 상기 신호의 파장과 동일할 수 있다.

상기 제1 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고 상기 제1 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4이고, 상기 제2 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고 상기 제2 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4일 수 있다.

상기 제1 안테나는 원형을 형성하는 원주 형상을 가지고, 상기 제2 안테나는 원형을 형성하는 원주 형상을 가질 수 있다.

상기 안테나는 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에 마련되고, 루프 형태의 제3 안테나; 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에 마련되고, 상기 제1 안테나와 평행하며 상기 제3 안테나와 마주보는 루프 형태의 제4 안테나; 상기 제3 안테나 상에 마련되어 상기 제3 안테나에 상기 신호를 공급하는 제3 급전부; 및 상기 제4 안테나 상에 마련되어 상기 제4 안테나에 상기 신호를 공급하는 제4 급전부를 더 포함하고, 상기 제3 급전부와 상기 제4 급전부는 서로 반대편에 위치할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 안테나 장치는 루프 형태의 제1 안테나와 상기 제1 안테나와 마주보는 루프 형태의 제2 안테나를 포함하는 안테나 구조체; 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 신호를 제공하는 선택 스위치; 및 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 신호를 제공하도록 상기 선택 스위치를 제어하는 선택 제어기를 포함하고, 상기 제1 안테나에 상기 신호를 공급하는 제1 급전부와 상기 제2 안테나에 상기 신호를 공급하는 제2 급전부는 서로 반대편에 위치할 수 있다.

상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 서로 평행하며, 상기 제1 안테나의 중심과 상기 제2 안테나의 중심은 동일한 직선 상에 위치할 수 있다.

상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되면, 상기 제1 안테나에 발생되는 전류와 제2 안테나에 발생되는 전류 사이에 180도 위상 차이가 발생할 수 있다.

상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되면, 상기 제1 안테나로부터 상기 제2 안테나의 반대 방향으로 전파가 방사되고 상기 제2 안테나로부터 상기 제1 안테나의 반대 방향으로 전파가 방사될 수 있다.

상기 제1 안테나에 상기 신호가 공급되고 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되지 않으면, 상기 제1 안테나로부터 방사되는 전파는 상기 제2 안테나에 의하여 반사될 수 있다.

상기 제1 안테나에 상기 신호가 공급되고 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되지 않으면, 상기 제1 안테나로부터 상기 제2 안테나의 반대 방향으로 전파가 방사될 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 차량은 상기 차량의 전방을 향하여 설치되는 루프 형태의 제1 안테나; 상기 제1 안테나와 마주보며, 상기 차량의 전방을 향하여 설치되는 루프 형태의 제2 안테나; 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 신호를 제공하는 선택 스위치; 및 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 신호를 제공하도록 상기 선택 스위치를 제어하는 선택 제어기를 포함하고, 상기 제1 안테나에 상기 신호를 공급하는 제1 급전부와 상기 제2 안테나에 상기 신호를 공급하는 제2 급전부는 서로 반대편에 위치할 수 있다.

상기 제1 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고, 상기 제1 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4이고, 상기 제2 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고, 상기 제2 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4일 수 있다.

상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되면, 상기 안테나 구조체는 상기 차량의 전방과 후방을 향하여 전파를 방사할 수 있다.

상기 제1 안테나에 상기 신호가 공급되고 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되지 않으면 상기 안테나 구조체는 상기 차량의 전방을 향하여 전파를 방사하고, 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되고 상기 제1 안테나에 상기 신호가 공급되지 않으면 상기 안테나 구조체는 상기 차량의 후방을 향하여 전파를 방사할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 다양한 방사 패턴으로 전파를 방사할 수 있는 안테나를 제공할 수 있다.

개시된 발명의 다른 일 측면에 따르면, 다양한 방향으로 전파를 방사할 수 있는 안테나를 제공할 수 있다.

개시된 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 차량의 전/후방에 대하여 선택적으로 전파를 방사할 수 있는 안테나를 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 의한 차량을 도시한다.
도 2은 일 실시예에 의한 차량의 전자 제어 장치를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 레이더 장치의 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 통신 장치의 일 예를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 전류 분포의 일 예를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체로부터 방사되는 전파의 일 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 전류 분포의 다른 일 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체로부터 방사되는 다른 전파의 일 예를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 전류 분포의 또 다른 일 예를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체로부터 방사되는 또 다른 전파의 일 예를 도시한다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 일 실시예에 의한 안테나 모듈이 설치된 차량의 전파 방사 패턴을 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 다른 예를 도시한다.
도 14는 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 또 다른 예를 도시한다.
도 15 및 도 16은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 또 다른 예를 도시한다.
도 17은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 또 다른 예를 도시한다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 일 실시예에 의한 차량을 도시하고, 도 2은 일 실시예에 의한 차량의 전자 장치를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하고 각종 구성 부품을 수용하는 차체(10)와 차량(1)을 이동시키는 차륜(20)을 포함한다.

차체(10)는 운전자가 머무를 수 있는 실내 공간을 형성하기 위하여, 후드(hood) (11), 프런트 펜더(front fender) (12), 루프 패널(roof panel) (13), 도어(door) (14), 트렁크 리드(trunk lid) (15), 쿼터 패널(quarter panel) (16) 등을 포함할 수 있다. 또한, 운전자의 시야를 확보하기 위하여, 차체(10)의 전방에는 프런트 윈도(front window) (17)가 설치되고, 차체(10)의 측면에 사이드 윈도우(side window) (18)가 설치 될 수 있다. 또한, 차체(10)의 후방에는 리어 윈도우(rear window) (19)가 설치될 수 있다.

차륜(20)은 차량의 전방에 마련되는 전륜(21), 차량의 후방에 마련되는 후륜(22)을 포함하며, 차량(1)은 차륜(20)의 회전에 의하여 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다.

또한, 차량(1)이 주행할 수 있도록, 차체(10)의 내부에는 동력 생성 장치, 동력 전달 장치, 조향 장치, 제동 장치 등이 마련될 수 있다. 동력 생성 장치는 차륜(3)의 회전력을 생성하며, 엔진, 연료 공급 장치, 냉각 장치, 배기 장치, 점화 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 동력 전달 장치는 동력 생성 장치에 의하여 생성된 회전력을 차륜(20)으로 전달하며, 클러치, 변속 레버, 변속기, 차동 장치, 구동축 등을 포함할 수 있다. 또한, 조향 장치는 차량(1)의 주행 방향을 변경할 수 있으며, 조향 휠, 조향 기어, 조향 링크 등을 포함할 수 있다. 또한, 제동 장치는 차륜(20)의 회전을 정지시켜 차량(1)의 주행을 정지시킬 수 있으며, 브레이크 페달, 마스터 실린더, 브레이크 디스크, 브레이크 패드 등을 포함할 수 있다.

이상에서 설명된 기계 장치뿐만 아니라 차량(1)은 차량(1)의 제어, 운전자 및 동승자의 안전과 편의를 위한 다양한 차량(1)의 전자 제어 장치(30)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진 관리 시스템(Engine Management System, EMS) (31), 변속기 제어 모듈(Transmission Control Module, TCM) (32), 전자 제동 시스템(Electronic Braking System, EBS) (33), 전동 조향 장치(Electric Power Steering, EPS) (34), 디스플레이 장치(35), 차체 제어 모듈(36), 레이더 장치(37) 및 무선 통신 장치(38) 등을 포함할 수 있다.

엔진 관리 시스템(31)은 가속 페달을 통한 운전자의 가속 명령에 따라 엔진의 동작을 제어하고 엔진을 관리할 수 있다. 예를 들어, 엔지 관리 시스템(31)은 엔진 토크 제어, 연비 제어, 엔진 고장 진단 등을 수행할 수 있다.

변속기 제어 모듈(32)은 변속 레버을 통한 운전자의 변속 명령 또는 차량(1)의 주행 속도에 따라 변속기의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 변속기 제어 모듈(32)은 변속 제어, 댐퍼 클러치 제어, 마찰 클러치 온/오프 시의 압력 제어 및 변속 중 엔진 토크 제어 등을 수행할 수 있다.

전자 제동 시스템(33)은 제동 페달을 통한 운전자의 제동 명령에 따라 차량(1)의 제동 장치를 제어하고 차량(1)의 균형을 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 제동 시스템(33)은 안티락 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System, ABS) 및 안정성 제어 장치(Electric Stability Control, ESC) 등을 포함할 수 있다.

전동 조향 장치(34)는 운전자가 쉽게 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 운전자를 보조할 수 있다. 예를 들어, 전동 조향 장치(34)는 저속 주행 또는 주차 시에는 조향력을 감소시키고 고속 주행 시에는 조향력을 증가시키는 등 사용자의 조향 조작을 보조할 수 있다.

디스플레이 장치(35)는 영상을 통하여 운전자에게 다양한 정보와 엔터테인먼트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(35)는 운전자의 입력에 따라 차량(1)의 주행 속도(km/h), 엔진의 회전 속도(rpm) 등을 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(35)는 운전자가 입력한 목적지까지의 경로를 검색하고, 검색된 경로를 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(35)는 운전자의 입력에 따라 동영상을 출력할 수 있다.

또한, 디스플레이 장치(35)는 운전자의 터치 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(35)는 영상을 표시하는 디스플레이와 운전자의 터치 입력을 수신하는 투명 터치 패널을 포함할 수 있으며, 투명 터치 패널은 디스플레이에 중첩되어 마련될 수 있다.

차체 제어 모듈(36)은 운전자에게 편의를 제공하거나 운전자의 안전을 보장하는 전장 부품들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 차체 제어 모듈(36)은 차량(1)에 설치된 파워 시트, 원격 도어 잠금 장치, 파워 윈도우, 헤드 램프, 와이퍼, 계기 장치 및 다기능 스위치 등을 제어할 수 있다.

레이더 장치(37)는 차량(1)의 전방, 후방 또는 측면의 장애물 또는 다른 차량을 감지할 수 있다. 이러한 레이더 장치(37)는 전방 충돌 회피, 차선 이탈 경고, 사각 지대 감시, 후방 감시 등에 이용될 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치(37)는 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 장치(38)는 다른 차량, 사용자 단말기 또는 통신 중계기 등과 무선으로 통신할 수 있다. 이러한 무선 통신 장치(38)는 차량간 통신(vehicle to vehicle communication, V2V communication), 교통 인프라와의 통신(vehicle to infrastructure communication, V2I communication), 사용자 단말기와의 통신(vehicle to nomadic devices communication, V2N communication), 전력 네트워크와의 통신(vehicle to grid communication, V2G communication) 등에 이용될 수 있다.

또한, 무선 통신 장치(38)는 다양한 통신 규약을 통하여 신호를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 장치(38)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 장치(180)는 5세대(5G) 통신 방식을 채용할 수도 있다.

이때, 차량(1) 포함된 전자 제어 장치(30)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다.

예를 들어, 엔진 관리 시스템(31), 변속기 제어 모듈(32), 전자 제동 시스템(33), 전동 조향 장치(34), 디스플레이 장치(35), 차체 제어 모듈(36), 레이더 장치(37) 및 무선 통신 장치(38)는 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 차량용 통신 네트워크(NT)는 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(FlexRay), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등의 통신 규약을 채용할 수 있다. 또한, 차량용 통신 네트워크(NT)는 모스트, 플렉스레이, 캔, 린 등 단일의 통신 규약을 채용할 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 통신 규약을 채용할 수도 있다.

이상에서 설명된 차량용 제어 장치(30)는 차량(1)에 설치되는 전자 장치의 예시에 불과할 뿐이다. 차량(1)에는 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(30)와 다른 명칭의 전자 장치가 설치되거나, 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(30) 이외에 추가적인 전자 장치가 설치되거나, 이상에서 설명된 차량용 제어 장치(30) 중 일부가 생략될 수 있다.

이하에서는 앞서 설명된 레이더 장치(37)와 무선 통신 장치(38)의 구체적인 구성이 설명된다.

도 3은 일 실시예에 의한 차량에 포함된 레이더 장치의 일 예를 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 레이더 장치(37)는 송신기(42), 송수신 전환기(duplexer) (43), 수신기(44), 레이더 데이터 처리기(45), 레이더 제어기(46), 및 안테나 모듈(100)를 포함한다.

송신기(42)는 극부 발진기(local oscillator)의 라디오 주파수(Radio Frequency, RF) 신호를 이용하여, 라디오 주파수의 송신 신호를 생성한다.

송수신 전환기(43)는 송신기(42)로부터 수신된 라디오 주파수의 송신 신호를 안테나 모듈(100)에 제공하거나, 안테나 모듈(100)로부터 수신된 라디오 주파수의 반사 신호를 수신기(44)에 제공한다.

수신기(44)는 극부 발진기의 라디오 주파수 신호를 이용하여, 듀를렉서(43)로부터 수신된 반사 신호로부터 레이더 데이터를 추출한다.

레이더 데이터 처리기(45)는 수신기(44)로부터 수신된 레이더 데이터를 처리하여 대상의 위치 정보를 추출한다.

레이더 제어기(46)는 송신기(42), 송수신 전환기 (43), 수신기(44), 레이더 데이터 처리기(45), 및 안테나 모듈(100)의 동작을 제어한다.

안테나 모듈(100)은 송수신 전환기(43)로부터 수신된 레이더 신호를 자유 공간으로 방사하고, 자유 공간으로부터 수신되는 반사 신호를 송수신 전환기(43)로 제공한다.

안테나 모듈(100)은 안테나 구조체(110), 선택 스위치(120) 및 선택 제어기(130)를 포함할 수 있다.

안테나 구조체(110)는 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)를 포함하며, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)는 서로 다른 형태의 방사 패턴을 가질 수 있다. 여기서, 방사 패턴은 안테나를 중심으로 모든 방향으로 방사되는 전파의 세기를 나타낼 수 있다. 또한, 방사되는 전파의 세기가 강할수록 전파가 멀리 전파될 수 있으므로, 방사 패턴은 안테나를 중심으로 모든 방향으로 전파가 전파되는 거리를 나타낼 수도 있다.

예를 들어, 제1 안테나(111)는 제1 방향으로 무선 신호가 방사되는 제1 방사 패턴을 가질 수 있으며, 제2 안테나(112)는 제2 방향으로 무선 신호가 방사되는 제2 방사 패턴을 가질 수 있다.

선택 스위치(120)는 선택 제어기(130)의 안테나 선택 신호에 따라 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(112) 중에 어느 하나에 주파수의 송신 신호를 제공하거나, 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(112) 중에 어느 하나로부터 라디오 주파수의 수신 신호를 제공받을 수 있다. 이러한, 선택 스위치(120)는 적어도 하나의 고주파 트랜지스터를 포함할 수 있다.

선택 제어기(130)는 레이더 제어기(46)의 제어 신호에 따라 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(112) 중에 어느 하나를 선택하고, 선택된 안테나(111, 1112)를 활성화하기 위한 안테나 선택 신호를 안테나 선택 스위치(120)에 제공할 수 있다.

선택 스위치(120) 및 선택 제어기(130)는 별도의 프로세서에 의하여 구현되거나, 송신기(42), 송수신 전환기(43), 수신기(44), 수신 데이터 처리기(45) 및 레이더 제어기(46)과 통합된 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.

이처럼, 레이더 장치(37)는 안테나 모듈(100)을 통하여 라디오 주파수의 송신 신호를 자유 공간으로 방사하고, 안테나 모듈(100)을 통하여 대상로부터 반사되는 반사 신호를 획득하여 대상의 위치 정보를 산출한다.

도 4는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 무선 통신 장치의 일 예를 도시한다.

도 4에 도시된 바와 같이 무선 통신 장치(38)는 송신 데이터 처리기(51), 송신기(52), 송수신 전환기(53), 수신기(54), 수신 데이터 처리기(55), 통신 제어기(56), 및 안테나 모듈(100)을 포함한다.

송신 데이터 처리 프로세서(51)는 다른 전자 장치로부터 수신된 디지털 송신 데이터를 저주파수의 송신 신호로 변환하고, 변환된 저주파수의 송신 신호를 송신기(52)에 제공한다.

송신기(52)는 극부 발진기의 라디오 주파수 신호를 이용하여 저주파수의 송신 신호를 라디오 주파수의 송신 신호로 변조한다.

송수신 전환기(53)는 송신기(52)로부터 수신된 라디오 주파수의 송신 신호를 안테나(100)에 제공하거나, 안테나(100)로부터 수신된 라디오 주파수의 수신 신호를 수신기(54)에 제공한다.

수신기(54)는 극부 발진기의 라디오 주파수 신호를 이용하여 송수신 전환기(53)로부터 수신된 라디오 주파수의 수신 신호를 복조한다.

수신 데이터 처리기(55)는 수신기(54)로부터 수신된 저주파수의 수신 신호를 디지털 수신 데이터로 변환한다.

통신 제어기(56)는 송신 데이터 처리기(51), 송신기(52), 송수신 전환기(53), 수신기(54), 수신 데이터 처리기(55), 및 안테나 모듈(100)의 동작을 제어한다.

안테나 모듈(100)은 송수신 전환기(53)로부터 수신된 레이더 신호를 자유 공간으로 방사하고, 자유 공간으로부터 수신되는 반사 신호를 송수신 전환기(53)로 제공한다.

안테나 모듈(100)의 구성 및 기능은 앞서 도 3와 함께 설명된 안테나 모듈(100)과 동일하므로, 그 설명을 앞서 설명된 안테나 모듈(100)의 구성 및 기능으로 대체한다.

이처럼, 무선 통신 장치(38)는 안테나 모듈(100)을 통하여 라디오 주파수의 송신 신호를 외부 장치에 전송하고, 안테나 모듈(100)을 통하여 외부 장치로부터 전송된 라디오 주파수의 수신 신호를 수신한다.

레이더 장치(37)과 무선 통신 장치(38)는 공통적으로 안테나 모듈(100)를 포함하며, 레이더 장치(37)의 안테나 모듈(100)과 무선 통신 장치(38)의 안테나 모듈(100)는 구성 및 기능이 실질적으로 동일하다.

레이더 장치(37)와 무선 통신 장치(38)의 성능은 안테나 모듈(100)의 특성에 의존할 수 있다. 예를 들어, 주파수가 30-300GHz (Giga Hertz)이고 파장이 10~1mm인 밀리미터 웨이브를 이용하는 경우, 레이더 장치(37)와 무선 통신 장치(38)의 성능은 안테나 모듈(100)의 성능에 크게 의존한다.

또한, 안테나(100)의 성능을 향상시키기 위하여 배열 안테나가 이용될 수 있다.

이하에서는 일 실시예에 의한 차량에 포함된 안테나에 대하여 설명한다.

도 5는 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 안테나 구조체(110)는 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)를 포함할 수 있다.

제1 안테나(111)는 4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d)을 포함할 수 있다. 4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d)은 동일한 길이(W)를 가질 수 있으며, 제1 안테나(111)를 구성하는 4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d)에 의하여 정사각형 형상이 형성될 수 있다.

4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d) 각각의 길이(W)는 전송하고자 하는 신호의 파장의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)일 수 있다. 그 결과, 제1 안테나(111)의 총 길이는 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)과 대략 동일할 수 있다.

제1 안테나(111)를 구성하는 4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d)은 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다.

제1 안테나(111)를 구성하는 4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d) 중 어느 하나의 파트(111a)에는 제1 안테나(111)에 신호를 공급하기 위한 제1 급전부(111e)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 급전부(111e)는 4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d) 중 어느 하나의 파트(111a)이 분리됨으로써 형성될 수 있다. 전송하고자 하는 신호는 분리된 변 즉 제1 급전부(111e)을 통하여 제1 안테나(111)로 제공될 수 있으며, 제1 안테나(111)에 의하여 수신된 신호는 제1 급전부(111e)을 통하여 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로 제공될 수 있다.

이상에서 제1 안테나(111)는 정사각형을 형성된 4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d)을 포함하나, 제1 안테나(111)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 안테나(111)는 삼각형, 사각형 등 다양한 다각형 루프(loop)를 형성하는 복수의 변을 포함하거나, 원 또는 타원 루프(loop)를 형성하는 원의 원주 또는 타원의 원주를 포함할 수 있다. 이때, 제1 안테나(111)를 구성하는 루프의 총 길이는 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)과 대략 동일한 것이 바람직하다.

제2 안테나(112)는 제1 안테나(111)와 마찬가지로 4개의 파트(112a, 112b, 112c, 112d)를 포함할 수 있다. 4개의 파트(112a, 112b, 112c, 112d)은 동일한 길이(W)를 가질 수 있으며, 4개의 파트(112a, 112b, 112c, 112d) 각각의 길이(W)는 전송하고자 하는 신호의 파장의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)일 수 있다. 그 결과, 제2 안테나(112)의 총 길이는 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)과 대략 동일할 수 있다.

제2 안테나(112)를 구성하는 4개의 파트(112a, 112b, 112c, 112d)에 의하여 정사각형 형상이 형성될 수 있으며, 제2 안테나(112)를 구성하는 4개의 파트(112a, 112b, 112c, 112d)은 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다.

제2 안테나(112)는 제1 안테나(111)와 평행한 평면 상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 제2 안테나(112)에 의하여 형성되는 정사각형과 제1 안테나(111)에 의하여 형성되는 정사각형은 서로 평행할 수 있다.

또한, 제2 안테나(112)의 중심과 제1 안테나(111)의 중심은 동일한 직선 상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 제2 안테나(112)와 직교하여 제2 안테나(112)의 중심을 관통하는 직선은 제1 안테나(111)와 직교하여 제1 안테나(111)의 중심을 관통할 수 있다.

그 결과, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)는 서로 다른 평면 상에 위치하나, 각각의 평면 상에서 제1 안테나(111)의 위치와 제2 안테나(112)의 위치는 일치할 수 있다.

제2 안테나(112)는 제1 안테나(111)로부터 미리 정해진 거리(D) 만큼 떨어져 마련될 수 있다. 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 사이의 거리(D)는 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)일 수 있다. 그 결과, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)에 의하여 12개의 변의 길이가 파장(λ)의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)인 정육면체가 형성될 수 있다.

또한, 제2 안테나(112)를 구성하는 4개의 파트(112a, 112b, 112c, 112d) 중 어느 하나의 파트(112c)에는 제2 안테나(112)에 신호를 공급하기 위한 제2 급전부(112e)가 형성될 수 있다. 제2 급전부(112e)는 4개의 파트(112a, 112b, 112c, 112d) 중 어느 하나의 파트(112c)이 분리됨으로써 형성될 수 있다.

제2 급전부(112e)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 급전부(112e)가 위치한 파트(111a)의 반대편에 위치한 파트(112c)에 위치할 수 있다. 다시 말해, 제2 안테나(112)의 제2 급전부(112e)는 제1 안테나(111)의 제1 급전부(111e)로부터 가장 먼 위치에 마련될 수 있다.

그 결과, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)에 동일한 신호가 입력되면, 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파의 위상과 제2 안테나(112)로부터 전파의 위상 사이에 180도 차이가 발생할 수 있다.

예를 들어, 제1 안테나(111)의 길이가 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)과 동일한 경우, 제1 급전부(111e)를 통하여 제1 안테나(111)에 공급된 신호에 의하여 제1 안테나(111)에서 공진하는 전류가 발생하게 된다. 또한, 제2 안테나(112)의 길이가 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)과 동일한 경우, 제2 급전부(112e)를 통하여 제2 안테나(112)에 공급된 신호에 의하여 제2 안테나(112)에서 공진하는 전류가 발생하게 된다.

이때, 제1 안테나(111)의 제1 급전부(111e)와 제2 안테나(112)의 제2 급전부(112e)가 서로 반대편에 위치하므로, 제1 안테나(111)에서 공진하는 전류와 제2 안테나(112)에서 공진하는 전류 사이에는 180도 위상 차이가 발생할 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나(111)의 제1 파트(111a)에서 공진하는 전류는 제2 안테나(112)의 제1 파트(112a)에서 공진하는 전류와 180도 위상 차이를 가지며, 제1 안테나(111)의 제2 파트(111b)에서 공진하는 전류는 제2 안테나(112)의 제2 파트(112b)에서 공진하는 전류와 180도 위상 차이를 갖는다. 또한, 제1 안테나(111)의 제3 파트(111c)에서 공진하는 전류는 제2 안테나(112)의 제3 파트(112c)에서 공진하는 전류와 180도 위상 차이를 가지며, 제4 안테나(111)의 제4 파트(111d)에서 공진하는 전류는 제2 안테나(112)의 제4 파트(112d)에서 공진하는 전류와 180도 위상 차이를 갖는다.

따라서, 제1 안테나(111)에 포함된 4개의 파트(111a, 111b, 111c, 111d) 각각으로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(112)에 포함된 4개의 파트(112a, 112b, 112c, 112d) 각각으로부터 방사되는 전파는 서로 180도 위상 차이를 갖는다. 나아가, 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(112)로부터 방사되는 전파는 서로 180도 위상 차이를 갖는다.

이처럼, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 모두에 신호가 공급되는 경우, 위치에 따라 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(112)로부터 방사되는 전파는 서로 상쇄되거나 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 사이에서는 전파는 상쇄되며, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)의 외각에서는 서로 중첩될 수 있다.

또한, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 사이의 거리가 λ/4(λ는 전송하고자 하는 신호의 파장)이므로, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 중 어느 하나에만 신호가 공급되는 경우에는 신호가 공급되지 않는 안테나는 전파를 반사할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(111)에만 신호가 공급되면 제2 안테나(112)는 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파를 반사할 수 있으며, 제2 안테나(112)에만 신호가 공급되면 제1 안테나(111)는 제2 안테나(112)로부터 방사되는 전파를 반사할 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)는 서로 반대편에 위치한 파트으로부터 신호가 공급되며, 제1 안테나(111)가 나타내는 신호와 제2 안테나(112)가 나타내는 신호는 서로 180도 위상 차이를 가질 수 있다. 또한, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 사이의 거리(D)가 신호의 1/4파장(λ/4)인 것으로 인하여, 신호가 공급되지 않는 안테나는 반사기의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 안테나 구조체(110)는 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)에 공급되는 신호에 따라 다양한 패턴으로 전파를 방사할 수 있다.

이하에서는 안테나 구조체(110)로부터 방사되는 전파의 방사 패턴에 대하여 설명한다.

도 6은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 전류 분포의 일 예를 도시한다. 또한, 도 7은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체로부터 방사되는 전파의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 6과 도 7은 제1 안테나(111)에 신호가 공급되고 제2 안테나(112)는 차단된 경우 제1 안테나(111)에 흐르는 전류와 안테나 구조체(110)로부터 방사되는 전파의 패턴을 각각 도시한다.

레이더 장치(37)의 레이더 제어기(46) 및/또는 무선 통신 장치(38)의 통신 제어기(56)의 선택에 따라 안테나 모듈(100)의 선택 제어기(130)는 안테나 구조체(110)의 제1 안테나(111)를 활성화시키고, 제2 안테나(112)를 비활성화시키도록 선택 스위치(120)를 제어할 수 있다. 그 결과, 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로부터 제1 안테나(111)로 송신 신호가 공급되며, 제1 안테나(111)가 수신한 수신 신호가 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로 제공될 수 있다.

레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로부터 제1 안테나(111)로 송신 신호가 공급되는 경우, 제1 안테나(111)의 길이가 송신 신호의 파장(λ)과 대략 일치하므로 송신 신호에 의하여 제1 안테나(111)에서 공진하는 전류가 발생할 수 있다. 또한, 자유 공간으로부터 수신 신호를 수신하는 경우에도 수신 신호에 의하여 제1 안테나(111)에서 공진하는 전류가 발생할 수 있다.

송신 신호 및/또는 수신 신호에 의한 제1 안테나(111)에서의 전류 분포는 도 6에 도시된 바와 같다.

예를 들어, 시계 방향을 양의 방향으로 정의할 때, 어느 순간에 제1 급전부(111e)가 마련된 제1 파트(111a)에는 음의 전류가 생성되고, 제1 파트(111a)와 마주보는 제3 파트(111c)에는 양의 전류가 생성될 수 있다. 3차원 공간 상에서 제1 파트(111a)에 생성된 전류의 방향과 제3 파트(111c)에 생성된 전류의 방향은 동일할 수 있다.

또한, 제1 파트(111a)과 제3 파트(111c) 사이의 제2 파트(111b)과 제4 파트(111d)에는 음의 전류와 양의 전류가 모두 생성될 수 있다. 제2 파트(111b)과 제4 파트(111d)에 생성된 전류의 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.

공진의 한 주기가 지나면, 제1 파트(111a)에는 양의 전류가 생성되고, 제3 파트(111c)에는 음의 전류가 생성될 수 있다. 또한, 제2 파트(111b)과 제4 파트(111d)에는 이전과 반대 방향의 전류가 생성될 수 있다.

이러한 전류의 변화에 의하여, 제1 안테나(111)에서는 전파가 방사될 수 있다. 그러나, 제2 안테나(112)에는 신호가 공급되지 않으므로 제2 안테나(112)에는 공진 전류가 발생하지 않으며, 전파가 방사되지 않는다.

제1 안테나(111)로부터 방사된 전파 중에 제2 안테나(112)를 향하여 방사된 전파(도 6에서 하측으로 방사된 전파)는 제2 안테나(112)에 의하여 반사될 수 있다. 제2 안테나(112)에 의하여 반사된 전파는 제1 안테나(111)로부터 제2 안테나(112)의 반대 방향으로 방사된 전파(도 6에서 상측으로 방사된 전파)와 중첩될 수 있다. 제2 안테나(112)의 반사에 의하여 제2 안테나(112)를 향하여 방사된 전파는 약화되고, 제2 안테나(112)의 반대 방향으로 방사된 전파는 강화될 수 있다.

그 결과, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 도 7에 도시된 바와 같을 수 있다.

도 7에 도시된 바에 의하면, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 안테나 구조체(110)의 중심으로부터 제2 안테나(112)를 향하는 방향(??Z축 방향)에 비하여 제1 안테나(111)를 향하는 방향(+Z 축 방향)으로 확장된다. 다시 말해, 안테나 구조체(110)의 중심으로부터 제1 안테나(111)를 향하는 방향으로의 안테나 구조체(110)의 송신 거리가 제2 안테나(112)를 향하는 방향으로의 송신 거리보다 길다. 또한, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 수신 패턴과 동일하므로, 안테나 구조체(110)의 중심으로부터 제1 안테나(111)를 향하는 방향으로의 수신 거리는 제2 안테나(112)를 향하는 방향으로의 수신 거리보다 길다.

도 8은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 전류 분포의 다른 일 예를 도시한다. 또한, 도 9는 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체로부터 방사되는 다른 전파의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 8과 도 9는 제2 안테나(112)에 신호가 공급되고 제1 안테나(111)는 차단된 경우 제2 안테나(112)에 흐르는 전류와 안테나 구조체(110)로부터 방사되는 전파의 패턴을 각각 도시한다.

레이더 장치(37)의 레이더 제어기(46) 및/또는 무선 통신 장치(38)의 통신 제어기(56)의 선택에 따라 안테나 모듈(100)의 선택 제어기(130)는 안테나 구조체(110)의 제2 안테나(112)를 활성화시키고, 제1 안테나(111)를 비활성화시키도록 선택 스위치(120)를 제어할 수 있다. 그 결과, 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로부터 제2 안테나(112)로 송신 신호가 공급되며, 제2 안테나(112)가 수신한 수신 신호가 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로 제공될 수 있다.

레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로부터 제2 안테나(112)로 송신 신호가 공급되는 경우, 제2 안테나(112)의 길이가 각각 송신 신호의 파장(λ)과 대략 일치하므로 송신 신호에 의하여 제2 안테나(112)에서 공진하는 전류가 발생할 수 있다. 또한, 자유 공간으로부터 수신 신호를 수신하는 경우에도 수신 신호에 의하여 제2 안테나(112)에서 공진하는 전류가 발생할 수 있다.

송신 신호 및/또는 수신 신호에 의한 제2 안테나(112)에서의 전류 분포는 도 8에 도시된 바와 같다.

예를 들어, 시계 방향을 양의 방향으로 정의할 때, 어느 순간에 제2 급전부(112e)가 마련된 제3 파트(112c)에는 음의 전류가 생성되고, 제3 파트(112c)과 마주보는 제1 파트(112a)에는 양의 전류가 생성될 수 있다. 3차원 공간 상에서 제3 파트(112c)에 생성된 전류의 방향과 제1 파트(112a)에 생성된 전류의 방향은 동일할 수 있다.

또한, 제1 파트(112a)과 제3 파트(112c) 사이의 제2 파트(112b)과 제4 파트(112d)에는 음의 전류와 양의 전류가 모두 생성될 수 있다. 제2 파트(112b)과 제4 파트(112d)에 생성된 전류의 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.

공진의 한 주기가 지나면, 제3 파트(112c)에는 양의 전류가 생성되고, 제1 파트(112a)에는 음의 전류가 생성될 수 있다. 또한, 제2 파트(112b)과 제4 파트(112d)에는 이전과 반대 방향의 전류가 생성될 수 있다.

이러한 전류의 변화에 의하여, 제2 안테나(112)에서는 전파가 방사될 수 있다. 그러나, 제1 안테나(111)에는 신호가 공급되지 않으므로 제1 안테나(111)에는 공진 전류가 발생하지 않으며, 전파가 방사되지 않는다.

제2 안테나(112)로부터 방사된 전파 중에 제1 안테나(111)를 향하여 방사된 전파(도 8에서 상측으로 방사된 전파)는 제1 안테나(111)에 의하여 반사될 수 있다. 제1 안테나(111)에 의하여 반사된 전파는 제1 안테나(111)의 반대 방향으로 방사된 전파(도 8에서 하측으로 방사된 전파)와 중첩될 수 있다. 제1 안테나(111)의 반사에 의하여 제1 안테나(111)를 향하여 방사된 전파는 약화되고, 제1 안테나(111)의 반대 방향으로 방사된 전파는 강화될 수 있다.

그 결과, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 도 9에 도시된 바와 같을 수 있다.

도 8에 도시된 바에 의하면, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 안테나 구조체(110)의 중심으로부터 제1 안테나(111)를 향하는 방향(+Z축 방향)에 비하여 제2 안테나(112)를 향하는 방향(-Z 축 방향)으로 확장된다. 다시 말해, 안테나 구조체(110)의 중심으로부터 제2 안테나(112)를 향하는 방향으로의 안테나 구조체(110)의 송신 거리가 제1 안테나(111)를 향하는 방향으로의 송신 거리보다 길다. 또한, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 수신 패턴과 동일하므로, 안테나 구조체(110)의 중심으로부터 제2 안테나(112)를 향하는 방향부터의 수신 거리는 제1 안테나(111)를 향하는 방향으로의 수신 거리보다 길다.

도 10은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 전류 분포의 또 다른 일 예를 도시한다. 또한, 도 11은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체로부터 방사되는 또 다른 전파의 일 예를 도시한다. 구체적으로, 도 10과 도 11은 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)에 신호가 공급되는 경우 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(112)에 흐르는 전류와 안테나 구조체(110)로부터 방사되는 전파의 패턴을 각각 도시한다.

레이더 장치(37)의 레이더 제어기(46) 및/또는 무선 통신 장치(38)의 통신 제어기(56)의 선택에 따라 안테나 모듈(100)의 선택 제어기(130)는 안테나 구조체(110)의 제1 안테나(111)과 제2 안테나(112) 모두를 활성화시키도록 선택 스위치(120)를 제어할 수 있다. 그 결과, 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로부터 제1 안테나(111)과 제2 안테나(112)로 송신 신호가 공급되며, 제1 안테나(111)과 제2 안테나(112)가 수신한 수신 신호가 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)로 제공될 수 있다.

제1 안테나(111)의 길이가 송신 신호의 파장(λ)과 대략 일치하므로 제1 안테나(111)로 공급된 송신 신호에 의하여 제1 안테나(111)에서 공진하는 전류가 발생할 수 있다. 제2 안테나(112)의 길이 역시 송신 신호의 파장(λ)과 대략 일치하므로 제2 안테나(112)로 공급된 송신 신호에 의하여 제2 안테나(112)에서 공진하는 전류가 발생할 수 있다. 또한, 자유 공간으로부터 수신 신호를 수신하는 경우에도 수신 신호에 의하여 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)에서 공진하는 전류가 발생할 수 있다.

송신 신호 및/또는 수신 신호에 의한 제1 안테나(111)에서의 전류 분포는 도 10에 도시된 바와 같다.

예를 들어, 시계 방향을 양의 방향으로 정의할 때, 어느 순간에 제1 안테나(111)의 제1 파트(111a)에는 음의 전류가 생성되고, 제3 파트(111c)에는 양의 전류가 생성될 수 있다. 3차원 공간에서 제1 안테나(111)의 제1 파트(111a)에 생성된 전류의 방향과 제3 파트(111c)에 생성된 전류의 방향은 동일할 수 있다.

또한, 제2 안테나(112)의 제1 파트(112a)에는 양의 전류가 생성되고, 제3 파트(112c)에는 음의 전류가 생성될 수 있다. 3차원 공간 상에서 제2 안테나(112)의 제1 파트(112a)에 생성된 전류의 방향과 제3 파트(112c)에 생성된 전류의 방향은 동일할 수 있다.

제1 안테나(111)의 제1 급전부(111e)는 제1 파트(111a)에 형성되고 제2 안테나(112)의 제2 급전부(112e)는 제3 파트(112c)에 형성되므로, 제1 안테나(111)의 제1 파트(111a)에 생성된 전류의 방향과 제2 안테나(112)의 제1 파트(112a)에 생성된 전류의 방향은 서로 반대 방향일 수 있다. 다시 말해, 제1 안테나(111)의 제1 파트(111a)에 생성된 전류와 제2 안테나(112)의 제1 파트(112a)에 생성된 전류 사이에는 180도의 위상 차이가 발생할 수 있다.

또한, 제1 안테나(111)의 제3 파트(111c)에 생성된 전류의 방향과 제2 안테나(112)의 제3 파트(112c)에 생성된 전류의 방향 역시 서로 반대 방향일 수 있다. 다시 말해, 제1 안테나(111)의 제3 파트(111c)에 생성된 전류와 제2 안테나(112)의 제3 파트(112c)에 생성된 전류 사이에는 180도의 위상 차이가 발생할 수 있다.

제1 안테나(111)의 제2 및 제4 파트(111b, 111d)에 생성된 전류의 방향과 제2 안테나(112)의 제2 및 제4 파트(112b, 112d)에 생성된 전류의 방향 역시 서로 반대 방향일 수 있다.

공진의 한 주기가 지나면, 제1 안테나(111)의 제1 파트(111a)에는 양의 전류가 생성되고, 제3 파트(111c)에는 음의 전류가 생성될 수 있다. 또한, 제2 안테나(112)의 제1 파트(112a)에는 음의 전류가 생성되고, 제3 파트(112c)에는 양의 전류가 생성될 수 있다.

이처럼, 제1 안테나(111)의 파트(111a, 111b, 111c, 111d)과 제2 안테나(112)의 파트(112a, 112b, 112c, 112d)에는 변화하는 전류가 생성된다. 그 결과, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)로부터 전파가 방사될 수 있다.

또한, 제1 안테나(111)의 파트(111a, 111b, 111c, 111d)과 제2 안테나(112)의 파트(112a, 112b, 112c, 112d)에 생성되는 전류의 방향은 서로 반대일 수 있다. 다시 말해, 제1 안테나(111)의 파트(111a, 111b, 111c, 111d)에 생성되는 전류와 제2 안테나(112)의 파트(112a, 112b, 112c, 112d)에 생성되는 전류는 180도의 위상 차이를 가질 수 있다. 그 결과, 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(112)로부터 방사되는 전파는 180도의 위상 차이를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(112)로부터 방사되는 전파는 180도의 위상 차이를 가지므로, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 사이에서는 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(112)로부터 방사되는 전파가 서로 상쇄될 수 있다.

다시 말해, 제1 안테나(111)로부터 제2 안테나(112)를 향하여 방사되는 전파(도 10에서 제1 안테나로부터 하측으로 방사되는 전파)와 제2 안테나(112)로부터 제1 안테나(111)를 향하여 방사되는 전파(도 10에서 제2 안테나로부터 상측으로 방사되는 전파)는 서로 상쇄될 수 있다.

반면, 제1 안테나(111)로부터 제2 안테나(112)의 반대 방향으로 방사되는 전파(도 10에서 제1 안테나로부터 상측으로 방사되는 전파)는 제2 안테나(112)로부터 방사되는 전파로부터 영향을 받지 않거나, 제2 안테나(112)로부터 방사되는 전파에 의하여 강화될 수 있다. 또한, 제2 안테나(112)로부터 제1 안테나(111)의 반대 방향으로 방사되는 전파(도 10에서 제2 안테나로부터 하측으로 방사되는 전파)는 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파로부터 영향을 받지 않거나, 제1 안테나(111)로부터 방사되는 전파에 의하여 강화될 수 있다.

그 결과, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 도 11에 도시된 바와 같을 수 있다.

도 11에 도시된 바에 의하면, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 안테나 구조체(110)의 중심으로부터 제1 안테나(111)를 향하는 방향(+Z 축 방향)과 안테나 구조체(110)의 중심으로부터 제2 안테나(112)를 향하는 방향(??Z축 방향) 모두로 확장되며, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 제1 안테나(111)를 향하는 방향으로의 안테나 구조체(110)의 송신 거리와 제2 안테나(112)를 향하는 방향으로의 송신 거리는 동일하거나 유사하다. 또한, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 수신 패턴과 동일하므로, 안테나 구조체(110)의 방사 패턴은 제1 안테나(111)를 향하는 방향으로의 수신 거리와 제2 안테나(112)를 향하는 방향으로의 수신 거리는 동일하거나 유시하다.

이상에서 설명된 바와 같이, 안테나 구조체(110)는 서로 평행한 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)를 포함할 수 있으며, 제1 안테나(111)의 급전 위치와 제2 안테나(112)의 급전 위치는 서로 반대 위치에 마련될 수 있다.

제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 모두에 급전되는 경우, 제1 안테나(111)에 생성되는 공진 전류와 제2 안테나(112)에 생성되는 공진 전류는 180도의 위상 차이를 가지며, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 사이에서 전파는 서로 상쇄될 수 있다. 그 결과, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)는 각각 서로 반대 방향으로 전파를 방사할 수 있다.

제1 안테나(111)에만 급전되는 경우, 제2 안테나(112)는 반사판 역할을 수행하며, 제1 안테나(111)는 제2 안테나(112)의 반대 방향으로 전파를 방사할 수 있다. 또한, 제2 안테나(112)에만 급전되는 경우, 제1 안테나(111)는 반사판 역할을 수행하며, 제2 안테나(112)는 제1 안테나(111)의 반대 방향으로 전파를 방사할 수 있다.

도 12a, 도 12b 및 도 12c는 일 실시예에 의한 안테나 모듈이 설치된 차량의 전파 방사 패턴을 도시한다.

안테나 모듈(100)의 안테나 구조체(110)는 차량(1)의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 안테나 구조체(110)는 차량(1)의 루프 패널(13)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나(111)가 차량(1)의 전방을 향하고 제2 안테나(112)가 차량(1)의 후방을 향하도록 안테나 구조체(110)가 루프 패널(13)에 설치되는 될 수 있다.

안테나 구조체(110)가 차량(1)의 루프 패널(13)에 설치되는 경우, 운전자, 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)의 선택에 의하여 안테나 구조체(110)의 방사 패턴이 변화할 수 있다. 다시 말해, 운전자, 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)의 선택에 의하여 안테나 구조체(110)가 전파를 방사하는 방향이 변화할 수 있다.

차량(1)의 전방을 향하여 전파를 방사하고자 하는 경우 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)는 제1 안테나(111)를 활성화시키고 제1 안테나(111)에 송신 신호 및/또는 감지 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 전방에 위치하는 차량과 통신하고자 하거나, 차량(1)의 전방에 위치하는 장애물을 감지하고자 하는 경우, 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)는 제1 안테나(111)를 활성화시킬 수 있다.

제1 안테나(111)에 의하여 전파는 차량(1)의 전방을 향하여 방사될 수 있으며, 전파의 방사 패턴은 도 12a에 도시된 제1 방사 패턴(RP1)과 같을 수 있다. 구체적으로, 전방을 향하여 방사되는 전파의 세기는 후방을 향하여 방사되는 전파의 세기보다 강하며, 전방을 향하여 전파가 방사되는 거리가 후방을 향하여 전파가 방사되는 거리보다 길 수 있다. 그 결과, 차량(1)은 전방에 위치하는 차량과 선택적으로 통신하거나 전방에 위치하는 장애물을 선택적으로 감지할 수 있다.

차량(1)의 후방을 향하여 전파를 방사하고자 하는 경우 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)는 제2 안테나(112)를 활성화시키고 제2 안테나(112)에 송신 신호 및/또는 감지 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 차량(1)의 후방에 위치하는 차량과 통신하고자 하거나, 차량(1)의 후방에 위치하는 장애물을 감지하고자 하는 경우, 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)는 제2 안테나(112)를 활성화시킬 수 있다.

제2 안테나(112)에 의하여 전파는 차량(1)의 후방을 향하여 방사될 수 있으며, 전파의 방사 패턴은 도 12b에 도시된 제2 방사 패턴(RP2)과 같을 수 있다. 구체적으로, 후방을 향하여 방사되는 전파의 세기는 전방을 향하여 방사되는 전파의 세기보다 강하며, 후방을 향하여 전파가 방사되는 거리가 전방을 향하여 전파가 방사되는 거리보다 길 수 있다. 그 결과, 차량(1)은 후방에 위치하는 차량과 선택적으로 통신하거나 후방에 위치하는 장애물을 선택적으로 감지할 수 있다.

차량(1)의 전/후방을 향하여 전파를 방사하고자 하는 경우 레이더 장치(37) 및/또는 무선 통신 장치(38)는 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)를 활성화시키고 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)에 송신 신호 및/또는 감지 신호를 전송할 수 있다.

제1 안테나(111)와 제2 안테나(112)에 의하여 전파는 차량(1)의 전/후방을 향하여 방사될 수 있으며, 전파의 방사 패턴은 도 12c에 도시된 제3 방사 패턴(RP3)과 같을 수 있다. 구체적으로, 전방을 향하여 방사되는 전파의 세기와 후방을 향하여 방사되는 전파의 세기는 전방을 향하여 방사되는 전파의 세기는 동일하거나 적어도 유사하며, 전방을 향하여 전파가 방사되는 거리와 후방을 향하여 전파가 방사되는 거리 역시 동일하거나 적어도 유사할 수 있다. 그 결과, 차량(1)은 전/후방에 위치하는 차량과 통신하거나 전/후방에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다.

도 13은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 다른 예를 도시한다.

앞서 도 5에서는 4개의 변을 가지는 제1 안테나와 제2 안테나를 포함하는 안테나 구조체를 설명하였다. 그러나, 제1 안테나와 제2 안테나의 형상은 도 5에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이 안테나 구조체(210)는 제1 안테나(211)와 제2 안테나(212)를 포함할 수 있으며, 제1 안테나(211)와 제2 안테나(212)는 각각 원의 원주 형상을 가질 수 있다.

구체적으로, 제1 안테나(211)는 원의 원주 형상을 가질 수 있으며, 제1 안테나(211)의 총 길이는 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)과 대략 동일할 수 있다. 제1 안테나(211)에 의하여 원형이 형성될 수 있으며, 제1 안테나(211)는 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다.

제1 안테나(211)에 의하여 형성되는 원형의 반경(R)은 수학식 1에 의하여 정해질 수 있다.

[수학식 1]

여기서, R은 제1 안테나(211)의 반경을 나타내고, λ는 전송하고자 하는 신호의 파장을 나타내고, π는 원주율을 나타낸다.

제1 안테나(211)의 일측에는 제1 안테나(211)에 신호를 공급하기 위한 제1 급전부(211a)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 급전부(211a)는 제1 안테나(211)의 일측이 분리됨으로써 형성될 수 있으며, 전송하고자 하는 신호는 분리된 변 즉 제1 급전부(211a)을 통하여 제1 안테나(211)로 제공될 수 있다.

제2 안테나(212)는 원의 원주 형상을 가질 수 있으며, 제2 안테나(212)의 총 길이는 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)과 대략 동일할 수 있다. 제1 안테나(211)에 의하여 원형이 형성될 수 있으며, 제2 안테나(212)는 전기가 흐를 수 있는 전도성 물질로 구성될 수 있다.

제2 안테나(212)에 의하여 형성되는 원형의 반경(R)은 앞서 설명된 수학식 1에 의하여 정해질 수 있다.

제2 안테나(212)는 제1 안테나(211)와 평행한 평면 상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 제2 안테나(212)에 의하여 형성되는 원형과 제1 안테나(211)에 의하여 형성되는 원형은 서로 평행할 수 있다.

또한, 제2 안테나(212)의 중심과 제1 안테나(211)의 중심은 동일한 직선 상에 위치할 수 있다. 그 결과, 제1 안테나(211)와 제2 안테나(212)는 서로 다른 평면 상에 위치하나, 각각의 평면 상에서 제1 안테나(211)의 위치와 제2 안테나(212)의 위치는 일치할 수 있다.

제2 안테나(112)는 제1 안테나(111)로부터 미리 정해진 거리(D) 만큼 떨어져 마련될 수 있다. 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 사이의 거리(D)는 전송하고자 하는 신호의 파장(λ)의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)일 수 있다.

제2 안테나(212)의 일측에는 제2 안테나(212)에 신호를 공급하기 위한 제2 급전부(212a)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 급전부(212a)는 제2 안테나(212)의 일측이 분리됨으로써 형성될 수 있으며, 전송하고자 하는 신호는 분리된 변 즉 제1 급전부(211a)을 통하여 제1 안테나(211)로 제공될 수 있다.

제2 급전부(212a)는 도 13에 도시된 바와 같이 제1 급전부(212a)와 반대편에 위치할 수 있다. 다시 말해, 제2 안테나(212)의 제2 급전부(212a)는 제1 안테나(211)의 제1 급전부(211a)로부터 가장 먼 위치에 마련될 수 있다.

그 결과, 제1 안테나(211)와 제2 안테나(212)에 동일한 신호가 입력되면, 제1 안테나(211)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(212)로부터 전파 사이에는 180도 위상 차이가 발생하게 된다.

이로 인하여, 제1 안테나(211)와 제2 안테나(212) 모두에 신호가 공급되는 경우, 위치에 따라 제1 안테나(211)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(212)로부터 방사되는 전파는 서로 상쇄되거나 중첩될 수 있으며, 전파는 안테나 구조체(210)의 중심으로부터 제1 안테나(211)를 향하는 방향과 안테나 구조체(210)의 중심으로부터 제2 안테나(212)를 향하는 방향 모두로 전파될 수 있다.

또한, 제1 안테나(211)와 제2 안테나(212) 사이의 거리가 λ/4(λ는 전송하고자 하는 신호의 파장)이므로, 제1 안테나(211)와 제2 안테나(212) 중 어느 하나에만 신호가 공급되는 경우에는 신호가 공급되지 않는 안테나는 전파를 반사할 수 있다. 그 결과, 제1 안테나(211)에만 신호가 공급되는 경우 전파는 안테나 구조체(210)의 중심으로부터 제1 안테나(211)를 향하는 방향으로 방사되며, 제2 안테나(212)에만 신호가 공급되는 경우 전파는 안테나 구조체(210)의 중심으로부터 제2 안테나(212)를 향하는 방향으로 방사될 수 있다.

도 14는 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 또 다른 예를 도시한다.

앞서 도 5에서는 제1 안테나의 제1 급전부와 제2 안테나의 제2 급전부가 서로 반대편에 위치하는 안테나 구조체를 설명하였다. 그러나, 제1 급전부와 제2 급전부의 위치는 도 5에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이 안테나 구조체(310)는 제1 안테나(311)와 제2 안테나(312)를 포함할 수 있으며, 제1 안테나(311)의 제1 급전부(311e)와 제2 안테나(312)의 제2 급전부(312e)는 같은 방향에 위치할 수 있다. 다시 말해, 제1 안테나(311)의 제1 급전부(311e)와 제2 안테나(312)의 제2 급전부(312e)는 서로 가장 가까운 위치에 마련될 수 있다.

구체적으로, 제1 안테나(311)는 4개의 파트(311a, 311b, 311c, 311d)을 포함할 수 있다. 4개의 파트(311a, 311b, 311c, 311d)은 동일한 길이(W)를 가질 수 있으며, 4개의 파트(311a, 311b, 311c, 311d) 각각의 길이(W)는 전송하고자 하는 신호의 파장의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)일 수 있다. 제1 안테나(311)를 구성하는 4개의 파트(311a) 중 어느 하나의 파트(311a)에는 제1 안테나(311)에 신호를 공급하기 위한 제1 급전부(311e)가 형성될 수 있다.

또한, 제2 안테나(312)는 4개의 파트(312a, 312b, 312c, 312d)을 포함할 수 있다. 4개의 파트(312a, 312b, 312c, 312d)은 동일한 길이(W)를 가질 수 있으며, 4개의 파트(312a, 312b, 312c, 312d) 각각의 길이(W)는 전송하고자 하는 신호의 파장의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)일 수 있다. 제21 안테나(312)를 구성하는 4개의 파트(312a) 중 어느 하나의 파트(312a)에는 제2 안테나(112)에 신호를 공급하기 위한 제2 급전부(312e)가 형성될 수 있다.

제2 급전부(312e)는 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 급전부(312e)가 위치한 파트(311a)의 같은 방향에 위치한 파트(312a)에 위치할 수 있다. 다시 말해, 제2 안테나(312)의 제2 급전부(312e)는 제1 안테나(311)의 제1 급전부(311e)로부터 가장 가까운 위치에 마련될 수 있다.

도 14의 (b)에 의하면, 안테나 모듈(300)은 안테나 구조체(310), 선택 스위치(320) 및 선택 제어기(330)와 함께 위상 지연기(340)를 더 포함할 수 있다.

위상 지연기(340)는 선택 스위치(310)와 제2 안테나(312) 사이에 마련될 수 있으며, 선택 스위치(310)로부터 출력되는 신호의 위상을 180도 지연시킬 수 있다.

그 결과, 제1 안테나(311)에 입력되는 신호와 제2 안테나(312)에 입력되는 신호 사이에는 180도의 위상 차이가 발생할 수 있다. 또한, 제1 안테나(311)에서 공진하는 전류와 제2 안테나(312)에서 공진하는 전류 사이에도 180도의 위상 차이가 발생할 수 있다. 나아가, 제1 안테나(311)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(312)로부터 방사되는 전파 사이에는 180도의 위상 차이가 발생할 수 있다.

이로 인하여, 제1 안테나(311)와 제2 안테나(312) 모두에 신호가 공급되는 경우, 위치에 따라 제1 안테나(311)로부터 방사되는 전파와 제2 안테나(312)로부터 방사되는 전파는 서로 상쇄되거나 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(311)와 제2 안테나(312) 사이에서는 전파가 서로 상쇄되며, 제1 안테나(311)와 제2 안테나(312)로부터 안테나 구조체(310) 밖으로 방사되는 전파는 서로 강화될 수 있다.

그 결과, 전파는 안테나 구조체(310)의 중심으로부터 제1 안테나(311)를 향하는 방향과 안테나 구조체(310)의 중심으로부터 제2 안테나(312)를 향하는 방향 모두로 전파될 수 있다

또한, 제1 안테나(311)와 제2 안테나(312) 사이의 거리가 λ/4(λ는 전송하고자 하는 신호의 파장)이므로, 제1 안테나(111)와 제2 안테나(112) 중 어느 하나에만 신호가 공급되는 경우에는 신호가 공급되지 않는 안테나는 전파를 반사할 수 있다. 그 결과, 제1 안테나(311)에만 신호가 공급되는 경우 전파는 제1 안테나(311)로부터 제2 안테나(312)의 반대 방향으로 방사되며, 제2 안테나(312)에만 신호가 공급되는 경우 전파는 제2 안테나(312)로부터 제1 안테나(311)의 반대 방향으로 방사될 수 있다.

도 15 및 도 16은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 또 다른 예를 도시한다.

앞서 도 5에서는 제1 안테나와 제2 안테나를 포함하는 안테나 구조체를 설명하였다. 그러나, 안테나 구조체에 포함되는 안테나는 제1 및 제2 안테나에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 안테나 구조체(410)는 제1 안테나(411), 제2 안테나(412), 제3 안테나(413) 및 제4 안테나(414)를 포함할 수 있다.

제1, 제2, 제3 및 제4 안테나(411, 412, 413, 414)는 각각 정사각형을 형성하는 4개 변의 형상을 가지며, 4개 변의 길이는 전송하고자 하는 신호의 파장의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)일 수 있다.

또한, 제1, 제2, 제3 및 제4 안테나(411, 412, 413, 414)는 한 쌍씩 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(411)와 제2 안테나(412)가 서로 마주보도록 배치되고, 제3 안테나(413)와 제4 안테나(414)가 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

제1, 제2, 제3 및 제4 안테나(411, 412, 413, 414)의 일측에는 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 급전부(411a, 412a, 413a, 414a)가 형성될 수 있다.

특히, 서로 마주보는 안테나(411과 412, 413과 414)의 급전부(411a와 412a, 413a와 414a)는 서로 반대편에 위치할 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나(411)의 제1 급전부(411a)와 제2 안테나(412)의 제2 급전부(412a)는 서로 반대편에 위치할 수 있으며, 제3 안테나(413)의 제3 급전부(413a)와 제4 안테나(414)의 제4 급전부(414a)는 서로 반대편에 위치할 수 있다.

그 결과, 제1 안테나(411)에 발생되는 전류와 제2 안테나(412)에 발생하는 전류 사이에는 180도의 위상 차이가 발생하고, 제1 안테나(411)에서 방사되는 전파와 제2 안테나(412)에서 방사되는 전파 사이에는 180도의 위상 차이가 발생한다. 그로 인하여, 제1 안테나(411)와 제2 안테나(412)에 모두 신호가 공급되면, 제1 안테나(411)와 제2 안테나(412) 사이에서는 전파가 서로 상쇄된다. 또한, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제1 안테나(411)를 향하는 제1 방향(D1)과 제2 안테나(412)를 향하는 제2 방향(D2)으로 방사될 수 있다.

또한, 제3 안테나(413)에 발생하는 전류와 제4 안테나(414)에 발생하는 전류 사이에는 180도의 위상 차이가 발생하고, 제3 안테나(413)에서 방사되는 전파와 제4 안테나(414)에서 방사되는 전파 사이에는 180도의 위상 차이가 발생한다. 그로 인하여, 제3 안테나(413)와 제4 안테나(414)에 모두 신호가 공급되면, 제3 안테나(413)와 제4 안테나(414) 사이에서는 전파가 서로 상쇄된다. 또한, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제3 안테나(413)를 향하는 제3 방향(D3)과 제4 안테나(414)를 향하는 제4 방향(D4)으로 방사될 수 있다.

제1 안테나(411)와 제2 안테나(412) 사이의 거리는 전송하고자 하는 신호의 파장의 대략 1/4이므로, 제1 안테나(411)에 신호가 공급되고 제2 안테나(412)에 신호가 공급되지 않으면, 제1 안테나(411)로부터 방사되는 전파는 제2 안테나(412)에서 반사되며, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제1 안테나(411)를 향하는 제1 방향(D1)으로 방사될 수 있다. 또한, 제1 안테나(411)에 신호가 공급되지 않고 제2 안테나(412)에 신호가 공급되면, 제2 안테나(412)로부터 방사되는 전파는 제1 안테나(411)에서 반사되며, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제2 안테나(412)를 향하는 제2 방향(D2)으로 방사될 수 있다.

제3 안테나(413)와 제4 안테나(414) 사이의 거리는 전송하고자 하는 신호의 파장의 대략 1/4이므로, 제3 안테나(413)에 신호가 공급되고 제4 안테나(414)에 신호가 공급되지 않으면, 제3 안테나(413)로부터 방사되는 전파는 제4 안테나(414)에서 반사되며, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제3 안테나(413)를 향하는 제3 방향(D3)으로 방사될 수 있다. 또한, 제3 안테나(413)에 신호가 공급되지 않고 제4 안테나(414)에 신호가 공급되면, 제4 안테나(414)로부터 방사되는 전파는 제3 안테나(413)에서 반사되며, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제4 안테나(414)를 향하는 제4 방향(D4)으로 방사될 수 있다.

제1 안테나(411)와 제3 안테나(413)에 신호가 공급되고 제2 안테나(412)와 제4 안테나(414)에 신호가 공급되지 않으면, 전파는 제1 안테나(411)로부터 제1 방향(D1)으로 방사되고 제3 안테나(413)로부터 제3 방향으로 방사될 수 있다. 이때, 제1 안테나(411)로부터 제1 방향(D1)으로 방사되는 전파와 제3 안테나(413)로부터 제3 방향으로 방사되는 전파는 서로 중첩되어, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제1 안테나(411)와 제3 안테나(413) 사이의 모서리를 향하는 제5 방향(D6)으로 방사될 수 있다.

제3 안테나(413)와 제2 안테나(414)에 신호가 공급되고 제1 안테나(411)와 제4 안테나(414)에 신호가 공급되지 않으면, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제3 안테나(413)와 제2 안테나(412) 사이의 모서리를 향하는 제6 방향(D6)으로 방사될 수 있다.

제2 안테나(412)와 제4 안테나(414)에 신호가 공급되고 제1 안테나(411)와 제3 안테나(413)에 신호가 공급되지 않으면, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제2 안테나(412)와 제4 안테나(414) 사이의 모서리를 향하는 제7 방향(D7)으로 방사될 수 있다.

제4 안테나(412)와 제1 안테나(411)에 신호가 공급되고 제2 안테나(412)와 제3 안테나(413)에 신호가 공급되지 않으면, 전파는 안테나 구조체(410)의 중심으로부터 제4 안테나(414)와 제1 안테나(411) 사이의 모서리를 향하는 제8 방향(D8)으로 방사될 수 있다.

이처럼, 서로 마주보는 제1 및 제2 안테나(411, 412)와 제3 및 제4 안테나(413, 414)를 포함하는 안테나 구조체(410)는 제1, 제2, 제3 및 제4 안테나(411, 412, 413, 414)에 공급되는 신호에 따라 다양한 방향으로 전파를 방사할 수 있다.

도 17은 일 실시예에 의한 안테나 모듈에 포함된 안테나 구조체의 또 다른 예를 도시한다.

예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 같이 안테나 구조체(510)는 제1 안테나(511), 제2 안테나(512), 제3 안테나(513), 제4 안테나(514), 제5 안테나(515) 및 제6 안테나(516)를 포함할 수 있다.

제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 안테나(511, 512, 513, 514, 515, 516)는 각각 정사각형을 형성하는 4개 변의 형상을 가지며, 4개 변의 길이는 전송하고자 하는 신호의 파장의 대략 1/4 (λ/4, λ는 신호의 파장)일 수 있다.

제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 안테나(511, 512, 513, 514, 515, 516)는 는 한 쌍씩 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나(511)와 제2 안테나(512)가 서로 마주보도록 배치되고, 제3 안테나(513)와 제4 안테나(514)가 서로 마주보도록 배치되고, 제5 안테나(515)와 제6 안테나(516)가 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 안테나(511, 512, 513, 514, 515, 516) 각각의 일측에는 급전부가 형성될 수 있으며, 서로 마주보는 안테나(511과 512, 513과 514, 515과 516)의 급전부는 서로 반대편에 위치할 수 있다.

이러한 안테나 구조체(510)는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 안테나(511, 512, 513, 514, 515, 516)에 공급되는 신호에 따라 다양한 방향으로 전파를 방사할 수 있다.

이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.

1: 차량 110: 안테나 구조체
111: 제1 안테나 112: 제2 안테나

Claims

루프 형태의 제1 안테나;
상기 제1 안테나와 평행하며 상기 제1 안테나와 마주보는 루프 형태의 제2 안테나;
상기 제1 안테나 상에 마련되어 상기 제1 안테나에 신호를 공급하는 제1 급전부; 및
상기 제1 안테나 상에 마련되어 상기 제2 안테나에 신호를 공급하는 제2 급전부를 포함하고,
상기 제1 급전부와 상기 제2 급전부는 서로 반대편에 위치하는 안테나.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나의 총 길이와 상기 제2 안테나의 총 길이는 상기 신호의 파장과 동일한 안테나.
제2항에 있어서,
상기 제1 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고, 상기 제1 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4이고,
상기 제2 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고, 상기 제2 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4인 안테나.
제2항에 있어서,
상기 제1 안테나는 원형을 형성하는 원주 형상을 가지고, 상기 제2 안테나는 원형을 형성하는 원주 형상을 가지는 안테나.
제1항에 있어서,
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에 마련되고, 루프 형태의 제3 안테나;
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이에 마련되고, 상기 제1 안테나와 평행하며 상기 제3 안테나와 마주보는 루프 형태의 제4 안테나;
상기 제3 안테나 상에 마련되어 상기 제3 안테나에 상기 신호를 공급하는 제3 급전부; 및
상기 제4 안테나 상에 마련되어 상기 제4 안테나에 상기 신호를 공급하는 제4 급전부를 더 포함하고,
상기 제3 급전부와 상기 제4 급전부는 서로 반대편에 위치하는 안테나.
루프 형태의 제1 안테나와 상기 제1 안테나와 마주보는 루프 형태의 제2 안테나를 포함하는 안테나 구조체;
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 신호를 제공하는 선택 스위치; 및
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 신호를 제공하도록 상기 선택 스위치를 제어하는 선택 제어기를 포함하고,
상기 제1 안테나에 상기 신호를 공급하는 제1 급전부와 상기 제2 안테나에 상기 신호를 공급하는 제2 급전부는 서로 반대편에 위치하는 안테나 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 안테나의 총 길이와 상기 제2 안테나의 총 길이는 상기 신호의 파장과 동일한 안테나 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고, 상기 제1 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4이고,
상기 제2 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고, 상기 제2 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4인 안테나 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 안테나는 원형을 형성하는 원주 형상을 가지고, 상기 제2 안테나는 원형을 형성하는 원주 형상을 가지는 안테나 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 서로 평행하며,
상기 제1 안테나의 중심과 상기 제2 안테나의 중심은 동일한 직선 상에 위치하는 안테나 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되면, 상기 제1 안테나에 발생되는 전류와 제2 안테나에 발생되는 전류 사이에 180도 위상 차이가 발생하는 안테나 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되면, 상기 제1 안테나로부터 상기 제2 안테나의 반대 방향으로 전파가 방사되고 상기 제2 안테나로부터 상기 제1 안테나의 반대 방향으로 전파가 방사되는 안테나 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 안테나에 상기 신호가 공급되고 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되지 않으면, 상기 제1 안테나로부터 방사되는 전파는 상기 제2 안테나에 의하여 반사되는 안테나 장치.
제13항에 있어서,
상기 제1 안테나에 상기 신호가 공급되고 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되지 않으면, 상기 제1 안테나로부터 상기 제2 안테나의 반대 방향으로 전파가 방사되는 안테나 장치.
차량에 있어서,
상기 차량의 전방을 향하여 설치되는 루프 형태의 제1 안테나;
상기 제1 안테나와 마주보며, 상기 차량의 전방을 향하여 설치되는 루프 형태의 제2 안테나;
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 신호를 제공하는 선택 스위치; 및
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 중 적어도 하나에 신호를 제공하도록 상기 선택 스위치를 제어하는 선택 제어기를 포함하고,
상기 제1 안테나에 상기 신호를 공급하는 제1 급전부와 상기 제2 안테나에 상기 신호를 공급하는 제2 급전부는 서로 반대편에 위치하는 차량.
제15항에 있어서,
상기 제1 안테나의 총 길이와 상기 제2 안테나의 총 길이는 상기 신호의 파장과 동일한 차량.
제16항에 있어서,
상기 제1 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고, 상기 제1 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4이고,
상기 제2 안테나는 정사각형을 형성하는 4개의 파트를 포함하고, 상기 제2 안테나에 포함된 4개의 파트 각각의 길이는 상기 신호의 파장의 1/4인 차량.
제16항에 있어서,
상기 제1 안테나는 원형을 형성하는 원주 형상을 가지고, 상기 제2 안테나는 원형을 형성하는 원주 형상을 가지는 차량.
제16항에 있어서,
상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되면, 상기 안테나 구조체는 상기 차량의 전방과 후방을 향하여 전파를 방사하는 차량.
제16항에 있어서,
상기 제1 안테나에 상기 신호가 공급되고 상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되지 않으면 상기 안테나 구조체는 상기 차량의 전방을 향하여 전파를 방사하고,
상기 제2 안테나에 상기 신호가 공급되고 상기 제1 안테나에 상기 신호가 공급되지 않으면 상기 안테나 구조체는 상기 차량의 후방을 향하여 전파를 방사하는 차량.