KR20190055346A - 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 장치는 어느 한 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 다른 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 1 안테나, 다른 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 어느 한 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 2 안테나, 및 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호와 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 결합하는 제어부를 포함한다.

Description

안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량 {ANTENNA APPARATUS, CONTROL METHOD OF ANTENNA APPARATUS, VEHICLE COMPRISING THE ANTENNA APPARATUS}
안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량에 관한 것이다.
통상적으로, 차량에는 라디오 방송 수신 등을 위해 전파를 수신하는 안테나가 설치된다. 최근 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 안테나 시스템이 이용되어 차량에 설치된 안테나 장치가 복수개의 안테나를 이용하여 고속의 데이터 교환이 가능하게 되었다. 이러한 복수개의 안테나가 다이버시티 기법을 이용하여 동일한 주파수 대역에서 송신된 여러 신호들을 각각 수신함으로써 결과적으로 안테나 장치는 기존에 비해 더 많은 데이터를 수신할 수 있었다.
한편, 차량에는 어느 한 주파수 대역에서 동작하는 안테나만 설치되는 것이 아니라, 여러 주파수 대역의 신호에서 각각 동작하는 복수개의 안테나가 설치될 수 있다. 그러나 이러한 복수개의 안테나는 서로 다른 주파수 대역에서 동작하기 때문에 상호 독립적으로 이용되어 각 주파수 대역에서의 신호 품질의 향상에 기여하는 바가 없었고, 차량의 안테나 장치는 다이버시티 기법을 이용하기 위해 동일한 주파수 대역에서 동작하는 더 많은 안테나 개수를 필요로 하게 된다.
개시된 실시예는 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 복수개의 안테나를 이용하여 다이버시티 기법을 구현하는 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량을 제공하고자 한다.
일 측면에 따른 안테나 장치는 어느 한 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 다른 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 1 안테나; 다른 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 어느 한 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 2 안테나; 및 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호와 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 결합하는 제어부를 포함한다.
안테나 장치는 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 어느 한 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 1 필터; 및 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 다른 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 2 필터를 더 포함할 수 있다.
안테나 장치는 어느 한 주파수 대역과 다른 주파수 대역 중 사용자로부터 선택되지 아니한 주파수 대역을 기본 주파수 대역으로 하는 제 1 또는 제 2 안테나로부터 복수의 신호들을 수신하는 선택부; 및 선택부가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 3 필터를 더 포함할 수 있다.
안테나 장치는 제 3 필터가 추출한 신호를 저장하는 신호 저장부를 더 포함할 수 있다.
제어부는 제 1 필터 또는 제 2 필터가 추출한 신호와 제 3 필터가 추출한 신호를 결합할 수 있다.
어느 한 주파수 대역은 88MHz이상 108MHz이하의 주파수 대역을 포함하고, 다른 주파수 대역은 174MHz 이상 240MHz 이하의 주파수 대역을 포함할 수 있다.
안테나 장치는 사용자로부터 선택된 주파수에 동조하여 선택된 주파수의 신호를 추출하는 튜너를 더 포함할 수 있다.
안테나 장치는 샤크 핀 타입으로 마련된 하우징을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 어느 한 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 다른 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 1 안테나 및 다른 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 어느 한 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 2 안테나를 포함하는 안테나 장치의 제어방법은, 제어부가 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호와 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 결합하는 단계를 포함한다.
안테나 장치는 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 어느 한 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 1 필터, 및 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 다른 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 2 필터를 더 포함할 수 있다.
안테나 장치는 어느 한 주파수 대역 또는 다른 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 3 필터를 더 포함할 수 있다.
안테나 장치의 제어방법은 결합하는 단계 이전에, 선택부가 어느 한 주파수 대역과 다른 주파수 대역 중 사용자로부터 선택되지 아니한 주파수 대역을 기본 주파수 대역으로 하는 제 1 또는 제 2 안테나로부터 복수의 신호들을 수신하는 단계; 및 제 3 필터가 선택부가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
안테나 장치의 제어방법은 결합하는 단계 이전에, 신호 저장부가 제 3 필터가 추출한 신호를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
결합하는 단계는 제어부가 제 1 필터 또는 제 2 필터가 추출한 신호와 제 3 필터가 추출한 신호를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 차량은 어느 한 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 다른 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 1 안테나; 다른 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 어느 한 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 2 안테나; 및 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호와 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 결합하는 제어부를 포함한다.
차량은 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 어느 한 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 1 필터; 및 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 다른 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 2 필터를 더 포함할 수 있다.
차량은 어느 한 주파수 대역과 다른 주파수 대역 중 사용자로부터 선택되지 아니한 주파수 대역을 기본 주파수 대역으로 하는 제 1 또는 제 2 안테나로부터 복수의 신호들을 수신하는 선택부; 및 선택부가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 3 필터를 더 포함할 수 있다.
차량은 제 3 필터가 추출한 신호를 저장하는 신호 저장부를 더 포함할 수 있다.
제어부는 제 1 필터 또는 제 2 필터가 추출한 신호와 제 3 필터가 추출한 신호를 결합할 수 있다.
차량은 사용자로부터 주파수 대역을 입력 받고 입력된 주파수 대역의 정보를 제어부에 전달하는 입력부를 더 포함할 수 있다.
개시된 실시예에 의하면, 어느 한 안테나와 동일한 주파수 대역에서 동작하는 다른 안테나를 추가적으로 설치할 필요 없이 다른 주파수 대역에서 동작하는 기존의 안테나를 이용하여 안테나 장치의 수신 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 안테나 장치가 마련된 차량의 예시도이다.
도 2는 도1에 도시된 차량의 내부 예시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구동 모듈의 제어 블록도이다.
도 5는 외부에서 송신된 신호들을 주파수 대역 별로 나타낸 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 안테나 장치가 수신한 신호들을 주파수 대역 별로 나타낸 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따른 안테나 장치의 신호 추출 및 결합 과정을 나타낸 그래프이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 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 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 안테나 장치가 마련된 차량의 예시도이고, 도 2는 도1에 도시된 차량의 내부 예시도이다.
차량(1)은 사람 또는 화물을 운송할 목적으로 차륜을 구동시켜 주행하는 기기로, 도로 위를 이동한다.
차량(1)은 내장과 외장을 갖는 차체(Body)와, 차체를 제외한 나머지 부분으로 주행에 필요한 기계 장치가 설치되는 차대(Chassis)를 포함한다.
도 1 에 도시된 바와 같이 차체의 외장(110)은 프론트 패널(111), 본네트(112), 루프 패널(113), 리어 패널(114), 트렁크(115), 전후좌우 도어(116) 등을 포함한다.
그리고 차체의 외장은 프론트 패널(111), 본네트(112), 루프 패널(113), 리어 패널(114), 트렁크(115), 전후좌우 도어(116)에 마련된 윈도우 글래스(117a, 117b, 117c), 전후좌우 윈도우 글래스(117a, 117b, 117c) 사이의 경계에 마련된 필러(118)를 더 포함한다.
또한 전후좌우 도어에 설치된 윈도우 글래스(117a, 117b, 117c)는, 사이드 윈도우 글래스와(117a), 전방 측에 설치된 프런트 윈도우 글래스(117b), 및 후방 측에 설치된 리어 윈도우 글래스(117c)를 포함한다.
차체의 외장은 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(119) 등을 더 포함한다.
차량의 차대는 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 전후좌우 차륜 등을 더 포함한다.
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 등의 감지 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.
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.
또한 차량(1)은 루프 패널(113)에 마련되고 라디오 신호, 방송 신호, 위성 신호를 수신하고, 다른 차량, 서버, 기지국과 신호를 송수신하기 위한 안테나 장치(200)를 더 포함한다. 도 1에서는 루프 패널(113) 상에 안테나 장치(200)가 마련된 것으로 도시되었으나, 안테나 장치(200)의 마련 위치는 이에 한정되지 아니하고, 차량(1)의 프론트 윈도우 글래스(117b) 또는 리어 윈도우 글래스(117c) 상에서 글래스 안테나와 결합되어 마련되는 것도 가능하다.
이러한 안테나 장치(200)에 대해 추후 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 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, 차량 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 입력 받기 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 입력 받기 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) 중 적어도 어느 하나에 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 또는 단말기(130)에 전송할 수 있다.
입력부(128)는 단말기(130)의 표시부에 일체로 마련된 터치 패널을 포함할 수 있다. 이러한 입력부(128)는 단말기(130)의 표시부에 버튼 형상으로 활성화되어 표시될 수 있고 이때 표시된 버튼의 위치 정보를 입력받는다.
입력부(128)는 단말기(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(125) 등에 마련될 수 있다.
또한, 입력부(128)는 내비게이션 기능 선택 시 목적지의 정보를 입력 받고 입력된 목적지의 정보를 단말기(130)에 전송하며, 디엠비 기능 선택 시 채널 및 음량 정보를 입력받고 입력된 채널 및 음량 정보를 단말기(130)에 전송한다.
또한, 입력부(128)는 라디오 기능 선택 시 사용자로부터 주파수 대역(일례로, FM 대역 등) 및 주파수(일례로, 89.1MHz 등)를 입력 받고 입력된 주파수 대역 및 주파수의 정보를 안테나 장치(200;도 3 참조)에 전송한다.
센터 페시아(125)에는 사용자로부터 정보를 입력 받고 입력된 정보에 대응하는 결과를 출력하는 단말기(130)가 마련될 수 있다.
이러한 단말기(130)는 내비게이션 기능, 디엠비 기능, 라디오 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 단말기는 대시 보드 상에 거치식으로 설치될 수도 있다.
사운드부(131)는 라디오 기능 또는 오디오 기능이 수행되면 음향을 출력한다. 사운드부(131)는 라디오 기능이 수행되는 경우 사용자로부터 입력된 주파수에 대응하는 음향 신호를 후술할 안테나 장치로부터 수신하여 사용자에게 출력할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 안테나 장치의 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 안테나 장치(200)는 차체의 루프 패널(113)에 장착되는 바닥부재(210a)와, 바닥부재(210a)에 결합되고 내부의 구성부들을 커버링하는 커버부재(210b)를 포함하는 하우징(210)을 포함한다.
바닥 부재(210a)는 합성수지를 포함하여 이루어지며 차체에 부착되어, 커버 부재(210b)와의 사이로 이물질이 투입되는 것을 방지하고, 차체로부터 전달되는 충격을 완화한다.
바닥 부재(210a)는 주변 부품과의 간섭 우려가 적어 무선 신호의 수신율이 양호하도록, 차량의 상부 후방에 설치된다.
또한 바닥부재(210a)는 후방으로 갈수록 단면이 넓어지도록 형성되어, 차체의 이동 시 발생되는 바람의 저항 및 소음의 발생을 줄인다.
이러한 하우징(210)은 샤크 핀 타입으로 마련될 수 있다.
안테나 장치(200)는 바닥부재(210a)에 배치되는 베이스 부재(220)와, 베이스 부재(220)에 배치되는 구동 모듈(230)을 포함한다.
베이스부재(220)는 바닥부재(210a)에 본딩 또는 볼팅 등의 방식으로 결합될 수 있고 구동 모듈(230)과 볼팅 방식으로 결합될 수 있다.
베이스부재(220)는 구동모듈(230) 및 복수 안테나(240, 250)들을 실장하기 위한 공간을 제공한다.
구동 모듈(230)은 기판 상에 구리 등을 에칭하여 형성된 배선을 갖는 인쇄회로기판(PCB)으로 마련될 수 있다.
이러한 구동 모듈(230)은 전선이 관통되는 홀을 포함할 수 있다.
구동 모듈(230)은 복수의 안테나(240, 250)에서 각각 수신된 신호를 증폭하거나 필터링하는 방식으로 신호 처리하기 위한 신호 처리 회로를 포함할 수 있다.
여기서 복수의 안테나(240, 250)에 대한 신호 처리 회로는 각 안테나(240, 250)에 개별적으로 구비될 수도 있다.
구동 모듈(230)은 차체 내부에 장착된 전자 제어 유닛(ECU) 또는 단말기 등으로 신호를 전송한다.
구동 모듈(230)은 미리 설정된 주파수 대역의 신호, 예를 들어, FM 신호 또는 DAB(Digital Audio Broadcasting) 신호를 추출하여 최적화시킨다.
이러한 구동 모듈(230)은 대역 통과 필터(Band Pass Filter, BPF), 스위치, 튜너, 버퍼(Buffer) 및 DSP(Digital Signal Processor) 등의 구성들을 회로 기판에 실장하여 하나의 통합 수신 모듈로 구현될 수 있다.
복수의 안테나(240, 250)는 제 1 안테나(240) 및 제 2 안테나(250)를 포함한다.
제1안테나(240)는 구동 모듈(230)에 안착될 수 있다.
제1 안테나(240)는 제1 주파수 대역에서 동작하는 안테나로서, 제 1 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신한다. 제 1 주파수 대역은 일례로 FM 대역일 수 있다. FM 대역의 신호는 88MHz이상 108MHz이하의 주파수 대역의 신호를 나타낼 수 있다.
제 1 안테나(240)는 제1 주파수 대역 외에도 제 2 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신할 수 있다. 제 2 주파수 대역은 일례로 DAB 대역일 수 있다. DAB 대역의 신호는 174MHz 이상 240MHz 이하의 주파수 대역의 신호를 나타낼 수 있다.
제 1 안테나(240)는 구동 모듈(230)에 안착되어 수신된 신호를 구동 모듈(230)에 전달한다.
제2 안테나(250)는 구동 모듈(230)에 안착되되 제1안테나(240)와 이격되어 안착될 수 있다.
제2 안테나(250)는 제2 주파수 대역에서 동작하는 안테나로서, 제 2 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신한다.
제 2 안테나(250)는 제2 주파수 대역 외에도 제 1 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신할 수 있다.
제 1 안테나(240)와 제2 안테나(250)는 코일 안테나 이외에도 칩 안테나, 마이크로스트립 패치 안테나 등 다양한 다른 안테나가 사용될 수도 있다.
이하, 도 4를 참조하여 제1 및 제 2 안테나(240, 250)를 이용하여 신호를 송수신하기 위한 구동 모듈(230)의 구성에 대해 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구동 모듈의 제어 블록도이다.
안테나 장치(200)의 구동 모듈(230)은 필터(231a, 231b, 231c), 선택부(232), 신호 저장부(233), 및 결합부(234)를 포함할 수 있다.
필터(231a, 231b, 231c)는 제 1 안테나(240)가 수신한 신호 중 제 1 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 1 필터(231a)와 제 2 안테나(240)가 수신한 신호 중 제 2 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 2 필터(231b)와 제 1 주파수 대역 또는 제 2 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 3 필터(231c)를 포함할 수 있다. 제 1 필터(231a)와 제 2 필터(231b)는 각각 대역 통과 필터(Band Pass Filter, BPF)로 구현될 수 있고, 제 3 필터(231c)는 듀얼 대역 통과 필터(Dual Band Pass Filter)로 구현될 수 있다.
선택부(232)는 제 1 주파수 대역과 제 2 주파수 대역 중 사용자가 수신하고자 하는 어느 한 주파수 대역을 "선택 대역"이라 하고, 나머지 다른 한 주파수 대역을 "미선택 대역"이라 하는 경우, 미선택 대역을 기본 주파수 대역으로 하는 안테나가 수신한 신호를 제 3 필터(231c)로 전달한다.
구체적으로, 사용자가 제 1 주파수 대역을 선택한 경우, 선택부(232)는 제 2 안테나(250)가 수신한 신호들을 제 3 필터(231c)로 전달한다. 이 경우, 제 3 필터(231c)는 제 2 안테나(250)가 수신한 신호들 중 제 1 주파수 대역의 신호를 추출하여 신호 저장부(233)에 전달한다.
반대로, 사용자가 제 2 주파수 대역을 선택한 경우, 선택부(232)는 제 1 안테나(240)가 수신한 신호들을 제 3 필터(231c)로 전달한다. 이 경우, 제 3 필터(231c)는 제 1 안테나(240)가 수신한 신호들 중 제 2 주파수 대역의 신호를 추출하여 신호 저장부(233)에 전달한다.
선택부(232)는 제 1 안테나(240) 또는 제 2 안테나(250)의 신호를 제 3 필터(231c)에 선택적으로 전달하는 스위치로 구현될 수 있다.
신호 저장부(233)는 제 3 필터(231c)로부터 전달된 신호를 저장한다. 신호 저장부(233)는 버퍼로서 구현될 수 있다.
결합부(234)는 제 1 결합 신호 또는 제 2 결합 신호를 생성하는 제어부 및 사용자가 선택한 주파수에 동조(同調)하여 선택된 주파수의 신호를 추출하는 튜너를 포함할 수 있다.
제어부는 제 1 필터(231a)와 제 2 필터(231b) 중 선택 대역의 신호를 추출하는 필터의 신호와 신호 저장부(233)에 저장된 신호를 결합하여 결합 신호를 생성한다.
즉, 선택 대역이 제 1 주파수 대역인 경우, 제어부는 제 1 안테나(240)가 수신한 신호들 중 제 1 필터(231a)가 추출한 제 1 주파수 대역의 신호와 제 2 안테나(250)가 수신한 신호들 중 제 3 필터(231c)가 추출한 제 1 주파수 대역의 신호를 결합하여 제 1 결합 신호를 생성할 수 있다.
반대로, 선택 대역이 제 2 주파수 대역인 경우, 제어부는 제 2 안테나(250)가 수신한 신호들 중 제 2 필터(231b)가 추출한 제 2 주파수 대역의 신호와 제 1 안테나(240)가 수신한 신호들 중 제 3 필터(231c)가 추출한 제 2 주파수 대역의 신호를 결합하여 제 2 결합 신호를 생성할 수 있다.
제어부는 결합 신호를 생성하는 것 외에도 제 1 주파수 대역의 신호를 추출하도록 제 1 필터(231a)를 제어하고, 제 2 주파수 대역의 신호를 추출하도록 제 2 필터(231b)를 제어하고, 차량(1)의 입력부(128)로부터 전달된 주파수 대역의 정보에 기초하여 선택 대역의 신호를 추출하도록 제 3 필터(231c)를 제어하고, 미선택 대역을 기본 주파수 대역으로 하는 안테나를 판단하고, 제 3 필터(231c)에 판단된 안테나의 신호를 전달하도록 선택부(232)를 제어할 수 있다.
제어부는 결합부(234)와 별도의 모듈로서 구현될 수도 있다.
제어부는 안테나 장치(200) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
또한, 제어부는 도 2와 관련하여 전술한 전자 제어 유닛(ECU) 또는 단말기 등으로 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, CAN(Controller Area Network) 통신 방식이 이용되어 신호가 전송될 수 있다.
튜너는 사용자로부터 선택된 주파수의 신호를 음향 신호로서 차량(1)의 사운드부(131)에 제공한다. 튜너는 도 2에 도시된 차량(1)의 입력부(128)를 통해 선택된 주파수에 동조할 수 있다.
도 4에 도시된 안테나 장치(200)의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 4에서 도시된 일부 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소일 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 안테나 장치(200)의 동작 과정을 설명한다.
도 5는 외부에서 송신된 신호들을 주파수 대역 별로 나타낸 그래프이고, 도 6은 일 실시예에 따른 안테나 장치가 수신한 신호들을 주파수 대역 별로 나타낸 그래프이고, 도 7은 일 실시예에 따른 안테나 장치의 신호 추출 및 결합 과정을 나타낸 그래프이다. 설명의 편의를 위해, FM 대역의 신호와DAB 대역의 신호가 송신되는 것을 가정한다. 도 5 내지 도 7에서 기술되는 안테나 장치(200)의 구성 요소는 도 4에서 기술된 안테나 장치(200)의 구성 요소와 동일한 바, 동일한 참조 부호를 인용하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 방송국에서 FM 대역의 신호가 송신되는 경우 기본 주파수 대역(f1)인 88MHz이상 108MHz이하의 주파수 대역의 신호(S1a)뿐만 아니라, 하모닉 주파수 대역(f2, f3)의 신호(S2a, S3a) 또한 함께 송신될 수 있다. 마찬가지로, 방송국에서 DAB 대역의 신호가 송신되는 경우 기본 주파수 대역(f2)인 174MHz 이상 240MHz 이하의 주파수 대역의 신호(S2b)뿐만 아니라, 하모닉 주파수 대역(f1, f3)의 신호(S1b, S3b) 또한 함께 송신될 수 있다. FM 대역의 신호 송신 시 f2 주파수 대역에서의 신호(S2a)는 FM 대역에 대하여 하모닉 성분이 되고, DAB 대역의 신호 송신 시 f1 주파수 대역에서의 신호(S1b)는 DAB 대역에 대하여 하모닉 성분이 된다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나 장치(200)의 제 1 안테나(240)와 제 2 안테나(250)는 각각 FM 대역의 신호 및 DAB 대역에서 동작한다.
제 1 안테나(240)는 기본 주파수 대역인 제 1 주파수 대역(f1)의 신호(S1a)와 하모닉 주파수 대역인 제 2 주파수 대역(f2)의 신호(S2a) 및 제 3 주파수 대역(f3)의 신호(S3a)를 수신할 수 있다.
제 2 안테나(250)는 기본 주파수 대역인 제 2 주파수 대역(f2)의 신호(S2b)와 하모닉 주파수 대역인 제 1 주파수 대역(f1)의 신호(S1b) 및 제 3 주파수 대역(f3)의 신호(S3b)를 수신할 수 있다.
사용자가 DAB 대역의 주파수를 선택한 경우, 안테나 장치(200)의 제 2 필터(231b)는 제 2 안테나(250)가 수신한 신호들(S1b, S2b, S3b) 중 제 2 주파수 대역(f2)의 신호(S2b)를 추출하고, 선택부(232)는 제 1 안테나(240)가 수신한 신호들(S1a, S2a, S3a)을 제 3 필터(231c)에 전달한다.
그리고, 제 3 필터(231c)는 제 1 안테나(240)가 수신한 신호들(S1a, S2a, S3a) 중 제 2 주파수 대역(f2)의 신호(S2a)를 추출한다. 추출된 S2a 신호는 신호 저장부(233)에 저장된다.
도 7을 참조하면, 결합부(234)는 신호 저장부(233)에 저장된 제 2 주파수 대역(f2)의 신호(S2a)와 제 2 필터(231b)가 추출한 제 2 주파수 대역(f2)의 신호(S2b)를 결합하여 결합 신호(S2c)를 생성한다. 결합 신호(S2c) 중 차량(1)의 입력부(128)를 통해 선택된 주파수의 신호는 음향 신호로서 차량(1)의 사운드부(131)에 제공될 수 있다.
이와 같이 DAB 대역의 신호 수신 시 제 2 안테나(250)가 수신한 신호(S2b)만을 이용한 경우와 비교하여 제 1 안테나(240)가 수신한 신호(S2a)를 추가적으로 이용하는 경우 신호의 세기가 증가한다(P3=P1+P2). 따라서, 신호의 품질이 좋아질 수 있다.
그리고, DAB 대역에서 동작하는 제 2 안테나(250)를 추가적으로 구비하지 않더라도 FM 대역의 신호를 수신하는 제 1 안테나(240)를 이용하여 다이버시티 기법이 구현됨으로써 DAB 대역을 위한 불필요한 안테나의 개수를 줄일 수 있게 된다.
도시되진 않았으나, 사용자가 FM 대역의 주파수를 선택한 경우, 전술한 과정과 달리, 제 1 필터(231a)는 제 1 안테나(240)가 수신한 신호들(S1a, S2a, S3a) 중 제 1 주파수 대역(f1)의 신호(S1a)를 추출하고, 선택부(232)는 제 2 안테나(250)가 수신한 신호들(S1b, S2b, S3b)을 제 3 필터(231c)에 전달한다. 그리고, 제 3 필터(231c)는 제 2 안테나(250)가 수신한 신호들(S1b, S2b, S3b) 중 제 1 주파수 대역(f1)의 신호(S1b)를 추출하고, 추출된 S1b 신호는 신호 저장부(233)에 저장된다. 그리고 결합부(234)는 신호 저장부(233)에 저장된 제 1 주파수 대역(f1)의 신호(S1b)와 제 1 필터(231a)가 추출한 제 1 주파수 대역(f1)의 신호(S1a)를 결합하여 결합 신호를 생성한다.
이 경우, FM 대역에서 동작하는 제 1 안테나(240)를 추가적으로 구비하지 않더라도 DAB 대역에서 동작하는 제 1 안테나(240)를 이용하여 다이버시티 기법이 구현됨으로써 FM 대역을 위한 불필요한 안테나의 개수를 줄일 수 있게 된다.
개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (20)

  1. 어느 한 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 다른 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 1 안테나;
    상기 다른 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 상기 어느 한 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 2 안테나; 및
    상기 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호와 상기 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 결합하는 제어부를 포함하는 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 어느 한 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 1 필터; 및
    상기 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 다른 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 2 필터를 더 포함하는 안테나 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 어느 한 주파수 대역과 상기 다른 주파수 대역 중 상기 사용자로부터 선택되지 아니한 주파수 대역을 기본 주파수 대역으로 하는 제 1 또는 제 2 안테나로부터 복수의 신호들을 수신하는 선택부; 및
    상기 선택부가 수신한 복수의 신호들 중 상기 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 3 필터를 더 포함하는 안테나 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 필터가 추출한 신호를 저장하는 신호 저장부를 더 포함하는 안테나 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 필터 또는 상기 제 2 필터가 추출한 신호와 상기 제 3 필터가 추출한 신호를 결합하는 안테나 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 어느 한 주파수 대역은 88MHz이상 108MHz이하의 주파수 대역을 포함하고, 상기 다른 주파수 대역은 174MHz 이상 240MHz 이하의 주파수 대역을 포함하는 안테나 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자로부터 선택된 주파수에 동조하여 상기 선택된 주파수의 신호를 추출하는 튜너를 더 포함하는 안테나 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    샤크 핀 타입으로 마련된 하우징을 더 포함하는 안테나 장치.
  9. 어느 한 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 다른 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 1 안테나 및 상기 다른 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 상기 어느 한 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 2 안테나를 포함하는 안테나 장치의 제어방법에 있어서,
    제어부가 상기 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호와 상기 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 결합하는 단계를 포함하는 안테나 장치의 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 안테나 장치는 상기 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 어느 한 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 1 필터, 및 상기 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 다른 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 2 필터를 더 포함하는 안테나 장치의 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 안테나 장치는 상기 어느 한 주파수 대역 또는 상기 다른 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 3 필터를 더 포함하는 안테나 장치의 제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계 이전에,
    선택부가 상기 어느 한 주파수 대역과 상기 다른 주파수 대역 중 상기 사용자로부터 선택되지 아니한 주파수 대역을 기본 주파수 대역으로 하는 제 1 또는 제 2 안테나로부터 복수의 신호들을 수신하는 단계; 및
    상기 제 3 필터가 상기 선택부가 수신한 복수의 신호들 중 상기 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 추출하는 단계를 더 포함하는 안테나 장치의 제어방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 결합하는 단계 이전에,
    신호 저장부가 상기 제 3 필터가 추출한 신호를 저장하는 단계를 더 포함하는 안테나 장치의 제어방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 상기 결합하는 단계는 상기 제어부가 상기 제 1 필터 또는 상기 제 2 필터가 추출한 신호와 상기 제 3 필터가 추출한 신호를 결합하는 단계를 포함하는 안테나 장치의 제어방법.
  15. 어느 한 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 다른 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 1 안테나;
    상기 다른 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하고 상기 어느 한 주파수 대역의 신호를 하모닉 주파수 대역의 신호로서 수신하는 제 2 안테나; 및
    상기 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호와 상기 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 결합하는 제어부를 포함하는 차량.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 어느 한 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 1 필터; 및
    상기 제 2 안테나가 수신한 복수의 신호들 중 상기 다른 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 2 필터를 더 포함하는 차량.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 어느 한 주파수 대역과 상기 다른 주파수 대역 중 상기 사용자로부터 선택되지 아니한 주파수 대역을 기본 주파수 대역으로 하는 제 1 또는 제 2 안테나로부터 복수의 신호들을 수신하는 선택부; 및
    상기 선택부가 수신한 복수의 신호들 중 상기 사용자로부터 선택된 주파수 대역의 신호를 추출하는 제 3 필터를 더 포함하는 차량.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 3 필터가 추출한 신호를 저장하는 신호 저장부를 더 포함하는 차량.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 필터 또는 상기 제 2 필터가 추출한 신호와 상기 제 3 필터가 추출한 신호를 결합하는 차량.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 사용자로부터 주파수 대역을 입력 받고 입력된 주파수 대역의 정보를 상기 제어부에 전달하는 입력부를 더 포함하는 차량.
KR1020170151955A 2017-11-15 2017-11-15 안테나 장치, 안테나 장치의 제어 방법 및 안테나 장치를 포함하는 차량 KR102434001B1 (ko)

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