KR20210038050A - 차량용 안테나 시스템 - Google Patents

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서승현
김병재
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Abstract

본 발명은 차량용 안테나 시스템에 관한 것으로, 차량 외부와의 통신 신호를 송수신 하는 안테나, 상기 안테나와 차량측 모듈에 연결되어 수신된 통신 신호의 디코딩 및 송신할 통신 신호의 인코딩을 수행하는 통신모듈 및 상기 안테나 및 상기 통신모듈에 전력을 공급하되, 자가 발전을 통해 전력 공급이 가능한 전력공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 안테나 시스템{ANTENNA SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 안테나 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자가 전력 공급이 가능한 차량용 안테나 시스템에 관한 것이다.
차량용 안테나는 과거 차량 내부에 구성된 라디오 수신기를 통해 라디오 방송을 수신할 수 있도록 하는 장치로서, 일반적으로 폴 안테나(Pole Antenna)로 널리 알려졌다.
최근들어, 차량의 전장기술이 발달함에 따라 외부와의 통신을 이용하는 차량 내부의 모듈 또는 시스템(예: 내비게이션, GPS)의 사용이 늘어나고 있으며, 자율주행 관련 기술이 대두됨에 따라 차량간 통신 또는 차량과 인프라간 통신을 이용하는 기술이 늘어나고 있다.
이에 따라 차량용 안테나 시스템이 다수의 주파수 대역을 지원할 수 있도록 설계되고 있으며, 이러한 구현을 위해 복잡한 안테나 구조가 활용되고 있다.
차량용 안테나 시스템과 연계되는 차량측 모듈이 증가함에 따라 통신의 안정성과 차량의 안전성 사이의 관련성이 높아지고 있으며, 특히 위급상황의 경우 차량정보를 네트워크와 안정적으로 공유하는 것이 중요하다.
한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-1704572호(2017.02.02)에 개시되어 있다.
종래의 차량용 안테나 시스템은 차량의 배터리만을 전원으로 사용하기 때문에 차량의 무시동 상태에서 정보 송수신을 할 수 있는 전력이 확보되기 어려우며, 이에 따라 차량의 무시동 상태에서 동작할 수 있는 외부 정보를 이용한 기능을 구현하기 어렵다는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래 차량용 안테나 시스템의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자가 전력 공급이 가능하여 차량의 무시동 상태에서도 동작이 가능한 차량용 안테나 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 안테나 시스템은 차량 외부와의 통신 신호를 송수신 하는 안테나; 상기 안테나와 차량측 모듈에 연결되어 수신된 통신 신호의 디코딩 및 송신할 통신 신호의 인코딩을 수행하는 통신모듈; 및 상기 안테나 및 상기 통신모듈에 전력을 공급하되, 자가 발전을 통해 전력 공급이 가능한 전력공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 전력공급부는 상기 차량측 모듈에 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 전력공급부는, 태양광 발전을 수행하는 태양광 발전 모듈;
발전으로 생성된 전력을 저장하기 위한 배터리; 및 상기 태양광 발전 모듈에서 출력되는 전압을 상기 배터리에 충전 가능한 전압으로 변환하는 전력 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 태양광 발전 모듈은 차량의 외장에 설치된 박막 태양전지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 박막 태양전지는 CIGS(CIGSCupper - Indium - Gallium - Selenide) 박막 태양전지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 배터리는 차량측 배터리에 연결되어, 차량측 배터리로부터 전력을 공급받을 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 전력 변환부는 DC-DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 안테나 시스템은 차량에 설치된 태양광 발전 모듈을 통해 전력을 자가 수급하여 통신을 수행할 수 있도록 함으로써, 차량의 무시동 상태에서도 안테나 시스템의 동작이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 전력공급부의 세부 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 전력변화부의 예시적인 구성을 나타낸 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 안테나 시스템의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 전력공급부의 세부 구성을 나타낸 블록구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 전력변화부의 예시적인 구성을 나타낸 회로도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템을 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템은 안테나(10), 통신모듈(20) 및 전력공급부(40)를 포함하고, 전력공급부(40)는 태양광 발전 모듈(41), 전력 변환부(42) 및 배터리(43)를 포함할 수 있다.
안테나(10)는 차량 외부와의 통신 신호를 송수신 하도록 구성된다. 안테나(10)는 모노폴 안테나 형태로 구성될 수 있으며, 다양한 대역의 주파수 영역의 통신 신호 송수신이 가능하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 안테나(10)는 AM 대역(530KHz ~ 1602KHz), FM 대역(87.5MHz ~ 108MHz), DMB 대역(174MHz ~ 216MHz), LTE 대역(8244 ~ 894MHz, 17100 ~ 2170MHz) 모두를 커버하도록 구성될 수 있으며, 이외에도 차량간 통신 규격인 WAVE 대역을 커버하도록 구성될 수 있다.
통신모듈(20)은 통신 신호의 인코딩 및 디코딩을 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 통신모듈(20)은 차량측 모듈(30)로부터 전달된 데이터를 통신 규격, 사양에 맞게 인코딩하여 안테나(10)를 통해 전송할 수 있고, 차량 외부로부터 수신된 통신 신호를 디코딩하여 차량측 모듈(30)로 전달할 수 있다.
여기서 차량측 모듈(30)은 차량의 내비게이션 장치, AVN(Audio Video Navigation) 시스템, 자율 주행 제어 장치 등이 해당될 수 있다.
전력공급부(40)는 전술한 안테나(10), 통신모듈(20)에 전력을 공급하되, 자가 발전을 통해 전력 공급이 가능하도록 구성되어, 차량의 무시동 상태 등에서도 통신이 원활하게 수행되도록 할 수 있다.
또한 전력공급부(40)는 전술한 차량측 모듈(30)에도 전력을 공급하여, 차량의 무시동 상태에서 차량의 일부 기능이 동작하도록 할 수 있다.
이러한 전력공급부(40)는, 태양광 발전을 수행하는 태양광 발전 모듈(41), 발전으로 생성된 전력을 저장하기 위한 배터리(43) 및 태양광 발전 모듈(41)에서 출력되는 전압을 배터리(43)에 충전 가능한 전압으로 변환하는 전력 변환부(42)를 포함할 수 있다.
태양광 발전 모듈(41)은 차량의 외장에 설치된 박막 태양전지를 포함할 수 있다. 예를 들어 이러한 박막 태양전지는 차량의 지붕에 설치된 CIGS(CIGSCupper-Indium-Gallium-Selenide) 박막 태양전지일 수 있다.
차량 지붕은 평면이 아닌 곡면인 경우가 많기 때문에 유연한 태양전지를 이용 하는 것이 요구되며, CIGS 박막의 특성상 휨이나 구부림에 강하기 때문에 증착기판(Substrate)의 선택에 따라 유연하게 구성할 수 있다.
전력 변환부(42)는 예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같은 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
태양광 발전의 경우 환경 조건에 따라 태양광 발전 모듈(41)의 출력 전압 즉, 전력 변환부(42)의 입력 전압이 변동하기 때문에 Buck과 Boost 모드를 가지고 있는 컨버터를 사용할 수 있다.
또한 태양광 모듈에서 발전된 전력을 최대로 이용할 수 있도록 하는 최대출력 추종제어(MPPT)를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 전력비교법(Perturb and Observe Method; P&O Method)과 도체증분법(Incremental Conductance Method; IncCond Method)을 사용할 수 있다.
배터리(43)를 통해 태양광 발전을 통해 생산된 전력을 저장하고, 이를 안테나(10) 및 통신모듈(20)로 공급하도록 구성될 수 있다.
한편 배터리(43)는 차량측 배터리에 연결되어, 차량측 배터리로부터 전력을 공급받을 수 있도록 추가로 구성될 수 있으며, 이를 통해 차량의 시동 상태에서 배터리(43)의 충전 역시 가능하도록 할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템은 차량에 설치된 태양광 발전 모듈을 통해 전력을 자가 수급하여 통신을 수행할 수 있도록 함으로써, 차량의 무시동 상태에서도 안테나 시스템의 동작이 가능하도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 안테나
20: 통신모듈
30: 차량측 모듈
40: 전력공급부
41: 태양광 발전 모듈
42: 전력 변환부
43: 배터리

Claims (7)

  1. 차량 외부와의 통신 신호를 송수신 하는 안테나;
    상기 안테나와 차량측 모듈에 연결되어 수신된 통신 신호의 디코딩 및 송신할 통신 신호의 인코딩을 수행하는 통신모듈; 및
    상기 안테나 및 상기 통신모듈에 전력을 공급하되, 자가 발전을 통해 전력 공급이 가능한 전력공급부를 포함하는 차량용 안테나 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력공급부는 상기 차량측 모듈에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력공급부는,
    태양광 발전을 수행하는 태양광 발전 모듈;
    발전으로 생성된 전력을 저장하기 위한 배터리; 및
    상기 태양광 발전 모듈에서 출력되는 전압을 상기 배터리에 충전 가능한 전압으로 변환하는 전력 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 태양광 발전 모듈은 차량의 외장에 설치된 박막 태양전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 박막 태양전지는 CIGS(CIGSCupper-Indium-Gallium-Selenide) 박막 태양전지인 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 배터리는 차량측 배터리에 연결되어, 차량측 배터리로부터 전력을 공급받을 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 전력 변환부는 DC-DC 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
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