KR20230113335A

KR20230113335A - 안테나를 갖는 가열 가능한 차량 글레이징

Info

Publication number: KR20230113335A
Application number: KR1020237020725A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 다이
Original assignee: 피츠버그 글래스 웍스, 엘엘씨
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2023-07-28
Also published as: CN116745996A; US20210234254A1; WO2022108616A1; MX2023006040A; JP2023553813A; EP4233128A1; US11515614B2

Abstract

가열 가능한 차량 글레이징에서의 슬롯 안테나는 가열 버스 바, 버스 바 연장부 및 IR 반사 코팅의 주변 에지 사이에 설치된다. 안테나 슬롯은 다중대역 안테나 용례를 위한 기본 모드와 고차 모드를 모두 여기시키는 위치에서 전압 소스, 전류 소스, 또는 결합된 공면 라인에 의해 직접 급전될 수 있다. 슬롯 안테나는 열 손실을 제한하고 안테나 효율을 개선하는 분할된 버스 바 사이 또는 분할된 버스 바 연장부 사이에 설치될 수 있다. 다중 대역 용례 및/또는 다이버시티 안테나 시스템을 위해 다수의 안테나를 가열 가능한 글레이징에 통합할 수 있다.

Description

안테나를 갖는 가열 가능한 차량 글레이징

본 발명은 일반적으로 무선 주파수("RF") 안테나에 관한 것으로, 더 구체적으로 무선 신호를 송신 또는 수신하기 위해 전기적으로 가열 가능한 코팅 표면을 갖는 자동차 글레이징(glazing)과 연관되어 형성된 안테나에 관한 것이다.

적외선("IR") 복사의 제어를 위해 투명한 금속 필름 층으로 코팅된 창 글레이징은 현대식 건물 및 차량과 같은 매우 다양한 용례에 사용된다. 금속 코팅은 태양광 에너지를 반사하여 건물 및 차량에 양호한 단열을 제공하고, 이로써 가시 스펙트럼의 광에 대해 투명하면서도 내부에서의 열 축적이 제한된다. 또한, 금속 코팅에 인가된 DC 전압에 응답하여 창을 가로지르는 DC 전류의 흐름을 가능하게 하기 위해 창 글레이징 상의 투명한 금속 필름이 차량의 창에 사용될 수 있다. 이러한 실시예는 전형적으로 창의 제상(즉, 눈과 얼음을 녹임) 또는 제습에 사용된다.

전면유리, 측면 창 및 후면 창과 같은 자동차 투명체에는 종종 AM, FM, TV, DAB, 전화, RKE 등과 같은 무선 주파수를 수신 및/또는 송신하는 안테나가 통합되어 있다. 이들 안테나는 투명체 상의 은 또는 구리와 같은 실크 스크린 인쇄된 라인에 의해 또는 투명체에 부착되는 금속 와이어 또는 스트립에 의해 형성될 수 있다. 금속 코팅된 창을 사용한 결과 중 하나는 창을 통한 RF 신호의 전파를 감쇠시키는 경향이 있다는 것이다. 그 결과, 열부하를 감소시키기 위해 금속 코팅된 창을 사용하는 건물, 차량, 및 기타 구조의 안팎으로의 무선 통신이 제한될 수 있다. 금속 코팅이 창을 통한 신호의 전파를 방해하는 용례에 대한 한 가지 해결책은 안테나를 방해하는 금속 코팅 부분을 제거하는 것이었다. 코팅을 제거하면 코팅이 제거된 창의 부분을 통해 RF 신호의 송신이 용이해진다. 그러나, 금속 코팅을 제거하면 차량 내부로 투과되는 태양광 에너지가 증가하게 되고, 이에 의해 차량 온도가 상승하게 될 수 있다. 또한, 글레이징을 가열하기 위해 코팅을 사용하는 글레이징에 있어서는, 금속 코팅을 제거하면 DC 전류 흐름이 편향되거나 중단되어 비가열 구역이 생성될 수 있다.

글레이징 상의 금속 코팅은 금속 코팅된 창에 안테나를 통합하는 데에도 사용되었다. 창의 금속 프레임과 투명체 상의 전도성 투명 필름 또는 코팅 사이에 형성되는 1/4 파장 또는 1/2 파장 슬롯 안테나의 동작 이론에 기초한 안테나가 제안되었다. 예를 들어, 미국 특허 제4,849,766호, 제4,768,037호, 제5,670,966호 및 제4,864,316호에서는 차량의 창에 박형의 필름으로 형성되는 다양한 안테나 형상을 예시하고 있다. 미국 특허 제4,707,700호, 제5,355,144호, 제5,898,407호, 제7,764,239 B2호 및 제9,337,525 B2호에서도 다른 슬롯 안테나 구조를 개시한다.

일반적으로, 투명체 상의 투명 전도성 코팅을 통해 전류를 통과시키려면, 가열되는 투명체의 영역의 대향하는 측면에 배치되는 한 쌍의 고전도성 버스 바(bus bar)를 통해 전압 소스가 전도성 코팅에 연결된다. 버스 바는 코팅에 비해 전도도가 높기 때문에 가열될 영역에 걸쳐 전류가 더 고르게 흐른다. Lotterer(로테러) 및 Bernhardt(베른하르트)의 유럽 특허 DE 10 2012 008 033 A1호는 가열 디바이스에 의해 부분적으로 가열되고 창의 가열되지 않는 부분을 전자기파를 송신 및 수신하기 위한 안테나로서 이용하는 자동차의 창을 개시한다. 미국 특허 제10,347,964 B2호는 안테나를 갖는 전기적으로 가열되는 창을 예시한다. 안테나는 가열 가능한 코팅에 직접 연결되는 상부 급전부 및 가열 패널에 용량적으로 결합되는 하부 급전부가 있는 두 위치에서 급전된다. 미국 특허 제9,647,319 B2호는 코팅의 일 측면에 연결되는 안테나 요소 및 안테나 급전 요소에 의해 용량적으로 급전되는 안테나를 갖는 전기적으로 가열 가능한 창을 예시한다. Kagaya(카가야)의 미국 특허 제10,638,548 B2호는 또한 안테나를 갖는 전기적으로 가열되는 창을 개시하고 있다. 안테나는 가열 버스 연장부에 용량적으로 결합되는 전도성 패치에 부착된 송신 라인을 포함한다.

종래 기술에 개시된 안테나는 슬롯 안테나 개념을 사용해왔다. 슬롯 안테나는 창의 금속 프레임과 창에 접합되는 전도성 투명 필름 층 또는 코팅의 측면 에지 사이에 형성된다. 슬롯 안테나는 가열 버스 바가 없는 코팅의 측면에 배치되었다. 이러한 설계에서, 버스 바는 투명체의 대향 에지에서 실질적으로 병렬로 구성된다. 예를 들어, 버스 바가 투명체의 상부 및 하부에 배치되는 경우, 안테나는 투명체의 측면에 위치된다. 측면-측면 가열 버스 구성의 경우에는, 안테나가 투명체의 상부 및 하부에 배치되었다. 별개의 전기 리드가 투명체의 대향 에지에서 각각의 버스 바에 부착된다. 글레이징이 차량에 설치될 때, 이 설계에서는 양극 및 음극 전원에 대한 각각의 전기 리드에 대해 별개의 연결이 필요하다.

리드를 투명체의 동일한 측면에, 바람직하게는 서로 가까이 인접하게 배치하면 투명체를 차량에 보다 쉽게 설치할 수 있게 되고 투명체를 전원에 전기적으로 연결하는 것을 단순화할 수 있게 된다. 그러나, 이러한 설계에 있어서 버스 바는 본질적으로 창 프레임과 중첩하도록 투명체의 4개의 측면 모두에 배치되는 전도성 스트립이었다. 그렇게 구성된 버스 바는 창의 금속 프레임과 전도성 투명 필름 층 또는 코팅의 측면 에지 사이에 배치된 안테나 슬롯을 단락시키게 된다. 이는 특히 버스 바 레이아웃에 사용 가능한 유리의 에지 근방의 영역이 매우 제한되는 차량 전면유리의 경우에 문제가 된다. 따라서, 종래의 슬롯 안테나는 가열 가능한 창에 사용되지 않았다.

더욱이, 창 프레임과 투명체 상의 전도성 투명 필름 층 또는 코팅의 측면 에지 사이에 형성되는 슬롯이 안테나로 사용될 경우, 투명체는 슬롯의 중간에 있는 환형 밀봉 부재에 의해 창 프레임에 접합된다. 환형 밀봉 부재는 슬롯 안테나에 부하를 가하지 않도록 비전도성 재료여야 한다. 따라서, 환형 밀봉 부재의 두께 및 위치와, 유리에 대한 코팅의 상대적 위치와, 유리와 창 프레임 사이의 위치가 슬롯 안테나 성능에 영향을 미친다. 상업적 제조 프로세스 동안 이러한 변수의 엄격한 허용 오차를 적절하게 제어하는 것은 어렵다.

따라서, 전술한 문제점을 해결하는 안테나, 특히 전기적으로 가열 가능한 IR 반사창 히든 안테나를 제공하는 것이 유리할 것이다. 현재 개시된 슬롯 안테나는 창 프레임을 슬롯의 하나의 에지로서 주로 사용하지 않는다. 안테나는 시스템 성능 요건을 충족하는 한편, 열 반사 코팅의 모든 태양광 이점과 탁월한 미관을 모니터링한다.

현재 개시된 글레이징에 따르면, 차량 용례에 사용하기에 적합한 슬롯 안테나는 가열 능력을 포함한다. 개시된 글레이징은 다양한 안테나 급전 구조를 포함하며 안테나 성능 및 안테나 위치와 관련하여 개선된 안정성 및 유연성을 제공한다. 슬롯 안테나는 VHF 및 UHF 대역에서 개선된 성능을 제공하는 동시에 열 반사 코팅의 이점뿐만 아니라 제상, 제빙, 및 제습을 위한 창 가열 능력을 탁월한 미관과 함께 유지한다.

슬롯 안테나는 가열 버스 바와 투명체 상의 전도성 투명 필름 또는 코팅 사이에 형성된다. 글레이징의 경우, 전기 단자가 투명 필름의 동일한 에지를 따라 서로 가까이 인접하게 배치되는 것이 바람직하다. 버스 바는 가열될 투명체 영역의 대향 측면을 따라 배치된다. 제1 버스 바는 단자 위치에 가까이 있을 수 있고 제2 버스 바는 단자 위치로부터 멀리 글레이징의 대향 측면에 있을 수 있다. 현재 개시된 글레이징에서는, 투명체의 대향 단부를 따라 제2 버스 바의 대향 단부로부터 고전도성 부재를 연장함으로써 제2 버스 바가 전기 회로에 연결된다. 연장된 전도성 부재는 전도성 부재 근방의 레이저 제거 라인에 의해 투명체 상의 전도성 코팅으로부터 절연된다. DC 전압이 전기 단자에 인가되면, 투명체의 표면 상의 전도성 코팅을 통해 전류가 흘러 글레이징을 가열한다. 코팅을 통해 이동하는 전류가 없으면, 코팅은 글레이징을 통한 IR 복사의 통과를 제한하는 태양광 제어 코팅으로 계속 기능한다. 전도성 부재는 창 프레임과 중첩되고, 안테나의 동작 주파수에서 용량 결합을 통해 차체에 전기적으로 연결된다. 전도성 부재에 인접한 주변 영역에서 전도성 코팅을 제거하여 슬롯 안테나를 생성한다. 슬롯 치수는 관심 주파수 대역 내에서 기본 모드 및 고차 모드를 지원하도록 설계된다. 바람직하게는, 전체 슬롯 길이는 기본 모드의 경우에는 1/2 파장과 같고 고차의 제1 여기 모드의 경우에는 1 파장과 같다.

슬롯 안테나는 슬롯의 대향 에지에 연결되는 균형 잡힌 병렬 송신 라인과 같은 전압 소스에 의해 또는 슬롯의 대향 에지에 전기적으로 연결되는 동축 송신 라인에 의해 여기될 수 있다. 슬롯 안테나는 또한 공면 라인 프로브에 의해 급전될 수 있다. 거기에서 내부 전도체는 공면 송신 라인을 형성하도록 슬롯의 중심을 따라 연장되어, 용량 전압 급전을 효과적으로 제공한다. 슬롯 안테나는 또한 자기 결합을 통해 슬롯 안테나를 여기시키는 루프형 동축 케이블 단부와 같은 전류 소스에 의해 여기될 수 있다. 슬롯 안테나에 인가된 에너지는 글레이징의 전도성 코팅 및 전도성 부재에서 전류 흐름을 유발한다. 전류는 슬롯의 에지에 국한되지 않고, 전도성 필름과 전도성 부재에 걸쳐 퍼진다. 그 후, 전도성 시트 및 전도성 부재의 에지와 측면으로부터 복사가 발생한다.

전통적으로, 슬롯 안테나는 창 프레임과 투명체 상의 전도성 투명 필름 층 또는 코팅의 측면 에지 사이에 배치된 슬롯을 채용하고 있다. 투명체는 슬롯의 중간에 있는 환형 밀봉 부재에 의해 창 프레임에 접합된다. 그러나, 환형 밀봉 부재는 슬롯 안테나에 부하를 가할 수 있는 유전체 재료이다. 따라서, 환형 밀봉 부재의 두께 및 위치와, 유리에 대한 코팅의 상대적 위치와, 유리와 창 프레임 사이의 위치가 모두 슬롯 안테나 성능에 영향을 미친다. 대량 생산에서는 이러한 모든 변수에 대한 허용 오차를 제어하기 어렵다. 더욱이, 종래의 슬롯 안테나를 작동시키려면, 투명체를 창 프레임에 접합하기 위해 고가의 비전도성 접착제를 사용해야 한다. 현재 개시된 글레이징은 슬롯 안테나의 위치를 환형 밀봉 부재로부터 멀리, 그리고 전도성 부재와 전기 전도성 코팅의 에지 사이의 글레이징 부분에 더 가깝게 이동시킨다. 이는 창 접합을 위해 저렴한 접착제를 사용함으로써 고객에게 추가적인 비용 절감 혜택과 함께 대량 생산에 있어서 개선된 허용 오차 제어를 제공한다.

개시된 발명에 따르면, 프레임에 수용될 수 있는 전기적으로 가열 가능한 글레이징은 프레임과 협력하여 안테나를 규정한다. 글레이징에는 주변 에지 내부에 규정되는 주 표면을 갖는 투명 시트가 포함된다. 전기 전도성 코팅은 투명 시트의 주 표면 상에 배치된다. 제1 버스 바는 전기 전도성 코팅의 전기 전도도보다 더 큰 전기 전도도를 갖는다. 제1 버스 바는 투명 시트의 주변 에지의 제1 부분에 인접한 전기 전도성 코팅과 접촉한다. 마찬가지로 코팅의 전기 전도도보다 더 큰 전기 전도도를 갖는 제2 버스 바는 상기 투명 시트의 주변 에지의 제2 부분에 인접한 전기 전도성 코팅과 접촉한다. 투명 시트의 주변 에지의 제2 부분은 투명 시트의 주변 에지의 제1 부분으로부터 상기 투명 시트 상에 대향하여 배치된다. 또한, 글레이징은 제2 버스 바에서의 직류 및 전기 전도성 코팅에서의 직류로부터 전기적으로 절연되는 제1 전기 전도성 부재를 포함한다. 제1 전기 전도성 부재는 제1 버스 바와 투명 시트의 주변 에지의 제2 부분 사이에 배치되는 제1 부분을 갖는다. 제1 전기 전도성 부재는 또한 투명 시트의 주변 에지의 제2 부분에 인접하여 배치되는 제2 부분을 갖는다. 제2 전기 전도성 부재는 제2 버스 바에서의 직류 및 전기 전도성 코팅에서의 직류로부터 전기적으로 절연된다. 제2 전기 전도성 부재는 제1 버스 바와 투명 시트의 주변 에지의 제2 부분 사이에 배치되는 제1 부분을 갖는다. 제2 전기 전도성 부재는 또한 투명 시트의 주변 에지의 제2 부분에 인접하여 배치되는 제2 부분을 갖는다. 글레이징의 안테나 슬롯은 제1 또는 제2 전기 전도성 부재에 의해 규정된 안테나 슬롯의 일 측면과 대향 배치된 측면을 갖는다. 안테나 슬롯의 제2 측면은 슬롯의 일 측면으로부터 대향 배치되고 전기 전도성 코팅의 주변 에지의 부분에 의해 규정된다. 안테나 슬롯은 슬롯 안테나를 규정하기 위해 안테나 슬롯이 제1 또는 제2 전기 전도성 부재 중 하나, 프레임, 및 전기 전도성 코팅과 협력하도록 하는 길이 및 폭을 갖는다. 전기 리드는 제1 및 제2 버스 바에 연결되고 투명 시트의 주변 에지의 제2 부분으로부터 연장된다. 글레이징에는 또한 슬롯 안테나에 전기적으로 연결되는 안테나 급전 커넥터가 포함된다.

바람직하게는, 제1 및 제2 버스 바와 제1 및 제2 전기 전도성 부재는 투명 시트의 주변에 인접한 위치에서 글레이징의 투명 시트에 접합된다. 제1 및 제2 버스 바 및 제1 및 제2 전기 전도성 부재는 프레임과 중첩하여 슬롯 안테나가 RF 주파수에서 프레임에 용량적으로 결합되도록 한다. 전기 전도성 코팅, 제1 및 제2 버스 바, 및 제1 및 제2 전기 전도성 부재는 프레임과 협력하여 RF 주파수에서 접지 평면을 규정한다.

또한, 바람직하게는, 전기 전도성 코팅의 제1 슬롯 라인은 전기 전도성 코팅에 흐르는 직류 및 제2 버스 바에 흐르는 직류로부터 제1 및 제2 전기 전도성 부재를 절연시킨다. 제1 슬롯 라인은 0.05 mm 내지 0.2 mm 범위, 바람직하게는 0.08 mm 내지 0.1 mm 범위의 폭을 가질 수 있다. 전기 전도성 코팅은, 전기 전도성 코팅에서 제1 슬롯 라인을 가로지르는 용량 결합을 통해 RF 주파수에서 제1 및 제2 전기 전도성 부재에 전기적으로 연결된다.

일부 실시예에서, 전기 전도성 코팅은 슬롯 안테나를 규정하기 위해 제1 및 제2 전기 전도성 부재 중 적어도 하나의 제1 에지에 인접한 부분이 제거되거나 부재된다. 제1 및 제2 전기 전도성 부재 중 적어도 하나는 전기 전도성 코팅에 대면하는 제1 에지를 가져서 제1 및 제2 전기 전도성 부재 중 적어도 하나의 제1 에지의 부분이 슬롯 안테나의 일 측면을 규정하고 전기 전도성 코팅의 외부 또는 주변 에지의 부분이 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하도록 한다.

특정 실시예에서, 슬롯 안테나는 동축 케이블에 의해 급전되며, 동축 케이블의 외부 전도체는 용량 결합을 통해 프레임에 전기적으로 연결되고 또한 제1 또는 제2 전기 전도성 부재에 전기적으로 연결된다. 동축 케이블의 중심 전도체는 전기 전도성 코팅의 주변 또는 외부 에지 상의 적어도 하나의 안테나 급전 패드에 연결된다.

일부 실시예에서, 글레이징의 슬롯 안테나는 동축 케이블에 의해 급전되며, 동축 케이블의 외부 전도체는 용량 결합을 통해 프레임에 전기적으로 연결되고 또한 제1 또는 제2 전기 전도성 부재에 전기적으로 연결된다. 동축 케이블의 중심 전도체는 전기 전도성 코팅의 주변 에지 상에 있는 제1 안테나 급전 패드에 연결되고, 또한 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지 상에 있는 제2 안테나 급전 패드에도 연결된다.

현재 개시된 발명에 따르면, 제2 슬롯 라인은 전기 전도성 코팅에서의 직류로부터 제1 안테나 급전 패드 또는 제2 안테나 급전 패드를 전기적으로 절연한다. 제1 안테나 급전 패드 또는 제2 안테나 급전 패드는 용량 결합을 통해 RF 주파수에서 전기 전도성 코팅에 전기적으로 연결된다.

개시된 글레이징의 실시예는 제2 슬롯이 안테나 슬롯의 대향 측면을 규정하는 전기 전도성 코팅의 외부 에지의 부분과 교차하는 위치에서 제1 단부를 규정하는 제2 슬롯 라인을 전기 전도성 코팅에 포함할 수 있다. 제2 슬롯 라인은, 제2 슬롯 라인이 안테나 슬롯의 대향 측면을 규정하는 전기 전도성 코팅의 외부 에지 부분과 교차하는 제2 위치에서 제2 단부를 더 규정한다. 제1 안테나 급전 패드 또는 제2 안테나 급전 패드는 안테나 슬롯의 대향 측면을 규정하는 전기 전도성 코팅의 주변 에지 부분에, 또한 제2 슬롯 라인의 제1 단부와 제2 단부 사이에 배치된다. 이러한 방식으로, 제2 슬롯 라인은 제1 안테나 급전 패드와 제2 안테나 급전 패드 사이의 전기 전도성 코팅 상의 저온 스폿을 완화하고 또한 제1 안테나 급전 패드에 인접하고 제2 안테나 급전 패드에 인접하는 전기 전도성 코팅 상의 고온 스폿을 완화한다.

일부 실시예에서, 제1 안테나 급전 패드 및 제2 안테나 급전 패드는 안테나 슬롯의 대향 측면을 규정하는 전기 전도성 코팅의 외부 에지 상에 배치된다. 글레이징은 전기 전도성 코팅에 제2 슬롯 라인을 더 포함한다. 제2 슬롯 라인은, 제2 슬롯 라인이 안테나 슬롯의 대향 측면을 규정하는 전기 전도성 코팅의 주변 에지 부분과 교차하는 위치에서 제1 단부를 규정한다. 제1 단부는 또한 제1 안테나 급전 패드와 제2 안테나 급전 패드 사이에 배치되는 전기 전도성 코팅의 주변 에지 부분 외부에 배치된다. 제2 슬롯 라인은 제1 안테나 급전 패드 및 제2 안테나 급전 패드로부터 등거리에 있는 위치에서 전기 전도성 코팅에서 종단되는 제2 단부를 더 규정하고, 제2 슬롯이 제2 슬롯 라인의 제1 단부와 제2 단부 사이에 "L-형상" 패턴을 규정하도록 한다. "L-형상" 제2 슬롯 라인은 제1 안테나 급전 패드에서의 전압 전위가 제2 안테나 급전 패드에서의 전압 전위와 같아지는 경향이 있도록 제2 슬롯 라인 주위의 상기 전기 전도성 코팅에 흐르는 직류를 편향시킨다.

글레이징의 일부 실시예에서, 슬롯 안테나는 제1 전기 전도성 부재의 에지와 안테나 슬롯의 대향 측면을 규정하는 전기 전도성 코팅의 주변 에지 사이의 중간에서 측방향으로 이격되는 결합된 공면 라인에 의해 급전된다. 결합된 공면 라인은 또한 제2 전기 전도성 부재의 에지와 안테나 슬롯의 대향 측면을 규정하는 전기 전도성 코팅의 주변 에지 사이의 중간에서 측방향으로 이격될 수 있다.

개시된 글레이징의 실시예에서, 동축 케이블의 외부 전도체는 제1 전기 전도성 부재 또는 제2 전기 전도성 부재에 연결된다. 동축 케이블의 중심 전도체는 안테나 슬롯에서 연장되고 감기며 제1 또는 제2 전기 전도성 부재에 다시 연결되어 자기 결합에 의해 슬롯 안테나를 여기시키는 루프를 중심 전도체에 형성한다.

개시된 글레이징의 일부 실시예에서, 안테나 급전 커넥터는 글레이징 적층체 내부에 배치되는 제1 전도성 트레이스 부분을 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 제1 전도성 트레이스 부분의 일 단부는 제1 안테나 급전 패드 및 제2 안테나 급전 패드 중 적어도 하나에 연결된다. 안테나 급전 커넥터의 제2 전도성 트레이스 부분은 적어도 부분적으로 글레이징 적층체 외부에 배치된다. 제2 전도성 트레이스 부분은 제1 전도성 트레이스 부분의 단면의 면적보다 더 큰 면적을 갖는 단면을 갖는다. 제1 전도성 트레이스 부분은 슬롯 안테나의 임피던스 정합을 개선하기 위해 안테나 급전 커넥터와 제1 및 제2 전기 전도성 부재 사이의 용량 결합을 감소시킬 수 있다. 제2 전도성 트레이스 부분은 슬롯 안테나의 임피던스 정합을 개선하기 위해 안테나 급전 커넥터와 프레임 사이의 용량 결합을 증가시킨다.

개시된 글레이징의 일부 실시예는 2개의 브랜치 사이에 분할부가 있는 2개의 브랜치를 규정하는 제1 전기 전도성 부재 및 제2 전기 전도성 부재 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 이 글레이징에서는, 2개의 브랜치가 협력하여 2개의 브랜치 사이에 슬롯 안테나를 형성한다. 제1 전기 전도성 부재의 브랜치 또는 제2 전기 전도성 부재의 브랜치는 전기 전도성 코팅의 전도도보다 더 높은 전기 전도도를 갖는다. 슬롯 안테나의 전류는 2개의 브랜치에 집중될 수 있다. 브랜치는 전류에 기인하는 저항 손실을 감소시킴으로써 슬롯 안테나의 효율을 개선시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 버스 바 또는 제2 버스 바 중 적어도 하나는 2개의 서브-버스로 분할되어, 서브-버스가 2개의 서브-버스 사이에 분할된 서브-버스 슬롯 안테나를 규정하도록 할 수 있다. 개시된 글레이징의 일부 실시예에서, 다수의 분할된 서브-버스는 글레이징에서 각각 다수의 위치에 배치되어 각각 다수의 슬롯 안테나를 형성한다. 바람직하게는, 분할된 서브-버스는 안테나 다이버시티 시스템을 제공하기 위해 글레이징의 동작 주파수에서의 파장에 대해 적어도 λ/4 파장 떨어져서 배치된다.

개시된 글레이징의 일부 예에서, 분할된 버스 바 상의 슬롯 안테나는 DAB 및 TV 주파수를 포함하는 UHF 안테나에 사용된다. 안테나 슬롯은 투명 시트를 프레임에 결합시키는 접착제가 슬롯 안테나의 성능에 영향을 미치지 않도록 투명 시트의 주변 에지로부터 떨어져 있을 수 있다. 개시된 글레이징의 바람직한 실시예는 상업적 제조 동안 허용 오차의 제어를 가능하게 하는 슬롯 안테나를 가질 수 있다.

본 발명의 장점은 가열 버스 바 및 안테나 구조를 은폐하기 위한 공간이 매우 제한되는 자동차 창에 대해 특히 중요하다. 이러한 용례는 전형적으로 가열식 자동차 전면유리에 적용될 수 있지만, 본 발명이 그렇게 제한되는 것은 아니다.

개시된 발명의 보다 완전한 이해를 위해, 이제 첨부 도면에 더 구체적으로 예시되고 본 발명의 예로서 아래에 설명된 실시예를 참조해야 한다. 도면에서:
도 1은 현재 개시된 발명의 특징을 포함하는 자동차 전면유리의 평면도이고;
도 2는 도 1의 A-A 선을 따라 취한 부분 분해 단면도이고;
도 3은 외부 유리가 제거되어 있고 본 발명의 버스 바 배열의 바람직한 실시예를 포함하는 전면유리의 평면도이고;
도 4는 전면유리의 각각의 측면에 슬롯 안테나가 형성되어 있는 현재 개시된 글레이징의 특징을 포함하는 글레이징의 실시예의 개략도이고;
도 5는 슬롯 안테나가 DC 절연을 위한 제1 슬롯 및 전기 전도성 코팅에서 온도 극치를 제어하는 제2 슬롯이 있는 두 위치에서 급전되는 현재 개시된 글레이징의 특징을 포함하는 글레이징의 다른 실시예의 도면이고;
도 6은 슬롯 안테나가 DC 절연을 위한 L-형상 슬롯이 있는 두 위치에서 급전되는 현재 개시된 글레이징의 특징을 포함하는 글레이징의 다른 실시예의 도면이고;
도 7은 슬롯 안테나가 글레이징의 각각의 측면에 형성되어 있는 현재 개시된 글레이징의 특징을 포함하는 글레이징의 다른 실시예의 도면이고;
도 8은 470 MHz 내지 690 MHz의 공진 주파수 대역에 걸친 반사 손실을 예시하는 차량 상의 글레이징의 일 실시예에 대한 안테나 반사 손실의 시뮬레이션된 플롯이고;
도 9는 2개의 상이한 안테나 커넥터에 대한 수직 편파에서 470 MHz 내지 690 MHz의 안테나 평균 이득을 예시하는 차량 상의 안테나 글레이징의 측정 이득 플롯이고;
도 10은 2개의 상이한 안테나 커넥터에 대한 수평 편파에서 470 MHz 내지 690 MHz의 안테나 평균 이득을 예시하는 차량 상의 안테나 글레이징의 측정 이득 플롯이고;
도 11은 6개의 슬롯 안테나가 전면유리에 통합되어 있는 현재 개시된 글레이징의 특징을 포함하는 다른 실시예의 도면이다.

도 1은 현재 개시된 발명의 특징을 포함하는 투명한 전면유리(10)의 평면도를 도시한다. 창(10)은 바람직하게는 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄 또는 유사한 재료로 이루어진 개재 층(16)에 의해 함께 접합되는 외부 및 내부 유리 플라이(14 및 12)로 형성된 적층 차량 전면유리이다. 외부 유리 플라이(14)는 차량 외부에 있는 외부 표면(통상적으로 1번 표면이라고 지칭됨) 및 내부 표면(통상적으로 2번 표면이라고 지칭됨)을 규정한다. 내부 유리 플라이(12)는 글레이징의 내부에 있는 외부 표면(통상적으로 3번 표면이라고 지칭됨) 및 차량의 내부를 향하고 있으며 창(10)의 내부 측면인 표면(통상적으로 4번 표면이라고 지칭됨)을 규정한다. 중간층(16)은 2번 표면과 3번 표면 사이에 배치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 창 유리(10)는 불투명 잉크를 글레이징 상으로 스크린 인쇄하고 이어서 창 유리의 주변 둘레를 소성함으로써 형성된 차광 밴드(42)를 포함할 수 있다. 차광 밴드(42)는 글레이징(10)의 일광 개구(daylight opening)(DLO)의 경계를 규정하는 폐쇄형 내부 에지(36)를 갖는다. 차광 밴드(42)는 버스 바, 가열 회로, 안테나 요소 및 기타 장치를 이후에 도시 및 설명되는 유리 에지 주위에 은폐하기에 충분히 넓다.

전면유리(10)는 투명체의 일광 개구를 점유하는 전기 전도성 코팅 또는 요소(18)를 더 포함한다. 전도성 코팅은 글레이징을 통한 적외선 및 자외선 복사의 투과를 감소시키는 태양광 차폐부로서의 역할을 한다. 전기 전도성 요소(18)는 바람직하게는 본 기술분야에 공지된 임의의 방식으로, 외부 유리 플라이(14)의 2번 표면(도 1에 도시됨) 또는 내부 유리 플라이(12)의 3번 표면 상에 적용된 투명한 전기 전도성 코팅이다. 코팅은, 예를 들어 Gillery(길러리) 등의 미국 특허 제3,655,545호; Gillery의 미국 특허 제3,962,488호 및 Finley(핀리)의 미국 특허 제4,898,789호에 개시된 바와 같이, 단층 또는 다층의 금속 함유 코팅일 수 있다. 전도성 코팅은 약 75%의 광학 송신에 대해 약 2.7 Ω/□의 시트 저항을 갖는다.

도 1 및 도 2에 예시된 바람직한 실시예에서, 전면유리(10)는 각각 코팅층(18) 상에 장착되고 코팅층(18)에 중첩되며 전기적으로 연결되는 상부 버스 바(20) 및 하부 버스 바(22)를 더 포함한다. 코팅층(18)은 전면유리(10)의 외부 측면 에지 및 상부 및 하부 외부 에지로부터 이격되는 코팅 에지(38)를 갖는다. 코팅 에지(38)와 전면유리(10)의 외부 에지 사이의 코팅되지 않은 영역은 코팅 프로세스 동안 이 영역을 마스킹함으로써 생성될 수 있다. 대안적으로, 외부 플라이(14)의 전체 표면이 코팅될 수 있고, 코팅 에지(38)와 플라이(14)의 외부 측면 에지 및 상부 및 하부 외부 에지 사이의 영역으로부터 후속적으로 코팅이 제거될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상부 버스 바(20)에 대한 연결부는 단자 영역으로부터 제각기 전면유리(10)의 하부 에지를 따라 반대 방향으로 연장되는 2개의 전도성 스트립(26 및 24) 및 전면유리(10)의 대향하는 측면 부분을 따라 연장되는 전도성 측면 스트립(28)(도 1에서는 하나의 측면만 도시됨)을 포함한다. 전도성 측면 스트립(28)은 상부 버스 바(20)의 대향 단부에 각각 스트립(26 및 24)을 연결한다. 버스 바(20 및 22) 및 전도성 스트립(24, 26 및 28)은 본 기술분야에 공지된 유형의 은 함유 세라믹 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 이들은 유리 표면에 실크 스크린 인쇄된 후에 가열에 의해 융합될 수 있다. 버스 바(20 및 22) 및 전도성 스트립(24, 26 및 28)의 전도도는 버스 바 및 전도성 스트립에서 가열로 인한 에너지 손실을 줄이기 위해 전기 전도도가 코팅(18)의 전기 전도도보다 실질적으로 크도록 선택된다. 전원(40)과 전면유리(10) 사이의 전기적 연결은 단자 영역에서 하부 에지를 따르는 위치에서 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나, 연결부는 전면유리(10)의 임의의 에지 및 에지를 따르는 임의의 위치에 인접할 수도 있다. 리드를 투명체의 동일한 측면에, 바람직하게는 서로 가까이 인접하게 배치하면 투명체를 차량에 보다 쉽게 설치할 수 있게 되고 전면유리(10)와 전원(40) 사이의 연결을 단순화할 수 있게 된다. 전기 리드(30)는 하부 버스 바(22)를 전원(40)의 하나의 극에 연결한다. 상부 버스 바(20)로 이어지는 스트립(26 및 24)은 점퍼 와이어(34) 및 리드(32)에 의해 전원(40)의 반대 극에 공동으로 배선될 수 있다. 이러한 방식으로, 전류가 버스 바(22 및 20) 사이의 금속 층(18)을 가로질러 흘러서 전면유리를 가열한다.

종래 기술에서, 글레이징을 통한 적외선 복사를 제한하는 금속 코팅을 갖는 차량 글레이징은 글레이징에 슬롯 안테나를 생성하기 위해 금속 코팅의 주변에서 간격을 규정한다. 창을 위한 금속 프레임과 창에 접합되는 전도성 투명 필름 또는 코팅 사이에 슬롯이 형성된다. 투명 필름의 하나 이상의 외주 측면 에지는 창 프레임의 내부 에지로부터 이격되어 슬롯 안테나를 규정한다. 전체 슬롯 길이는 기본 여기 모드에 대하여 환형 슬롯의 경우 1 파장 또는 비-환형 슬롯의 경우 1/2 파장이다.

도 3을 참조하면, 상부 버스 바(20)는 글레이징의 상부에서 슬롯을 덮고 하부 버스 바(22) 및 전도성 스트립(24, 26)은 글레이징의 하부에서 슬롯을 덮는다. 또한, 전도성 스트립(28)은 글레이징의 두 측면에서 각각의 슬롯을 덮는다. 상부 버스 바(20), 하부 버스 바(22), 및 전도성 스트립(24, 26 및 28)은 모두 창 프레임과 중첩되고 용량적으로 결합되어 RF 주파수에서 코팅층(18)을 창 프레임에 연결한다. 따라서, 전도성 스트립(24, 26 및 28)과 결합된 가열 버스 바(22, 20)는 창 프레임에 대하여 안테나 슬롯을 단락시킨다.

이제, 도 4를 참조하면, 전도성 스트립(28)의 내부 에지와 코팅(18)의 제거 에지(52) 사이에서 외부 플라이(14)의 내부 표면으로부터 코팅(18)의 밴드가 제거되어 밴드(50)를 형성하는 것을 제외하면, 코팅층(18)은 외부 플라이(14)의 전체 내부 표면을 덮는다. 코팅(18)은 마스크 제거 또는 레이저 제거 기술에 의해 글레이징(10)으로부터 제거될 수 있다. 제거 에지(52)는 차광 밴드(42)의 내부 에지(36)와 스트립(28)의 내부 에지 사이의 글레이징(10) 상에 측방향으로 배치된다. 밴드(54)는 동일한 방식으로 밴드(50)에 대향하는 글레이징(10)의 측면에 형성된다. 스트립(28, 26 및 24)은 레이저 제거 라인(44)에 의해 코팅(18) 및 하부 버스 바(22)로부터 절연된다. 라인(44)은 전도성 스트립(28, 24 및 26)과 코팅(18) 및 하부 버스 바(22) 사이에 DC 절연을 제공하기 위해 레이저 빔에 의해 생성된 얇은 슬롯이다. 레이저 라인(44)은 0.05 mm 내지 0.2 mm 범위, 바람직하게는 0.08 mm 내지 0.1 mm 범위의 폭을 갖는다. 레이저 라인(44)에서의 얇은 슬롯은 DC 전기 절연을 제공하지만, RF 주파수에서는 코팅(18)이 얇은 슬롯을 가로지르는 용량 결합을 통해 스트립(28, 26 및 24)에 전기적으로 연결된다. 이러한 방식으로, 코팅(18)을 제거하면 코팅(18)에 안테나 슬롯의 기본 구조가 제공된다.

종래의 슬롯 안테나는 창 프레임과 전도성 투명 필름 층 또는 코팅의 측면 에지 사이에 형성되는 슬롯을 사용한다. 필름 층 또는 코팅은 투명체 상에 있으며, 필름 층의 측면 에지가 투명체의 주변 에지 근방에 배치된다. 차량에서, 투명체는 실질적으로 안테나 슬롯의 중간에 배치되는 환형 밀봉 부재에 의해 창 프레임에 접합된다. 환형 밀봉 부재는 전기 전도성이 아니어야 하며, 그렇지 않으면 그 유전 특성이 슬롯 안테나에 부하를 가하게 된다. 따라서, 환형 밀봉 부재의 두께 및 위치뿐만 아니라 투명체 상의 코팅의 상대적 위치, 그리고 투명체와 금속 프레임 사이의 간격이 모두 슬롯 안테나 성능에 영향을 미친다. 상업적 제조 동안, 이들 각각의 요소의 허용 오차와 그 사이의 위치 변수를 만족스럽게 일관된 안테나 성능을 만드는 데 필요한 정도로 제어하기는 어렵다. 더욱이, 종래의 슬롯 안테나를 작동시키려면, 투명체를 창 프레임에 접합하기 위해 비교적 고가의 비전도성 접착제가 필요하다. 현재 개시된 실시예는 도 4에 도시된 바와 같이 전도성 스트립(28)과 코팅(18)의 측면 에지(52) 사이의 투명체 상의 위치에 슬롯 안테나를 재배치한다. 이를 통해 상업적 제조 동안의 허용 오차 및 위치설정을 보다 잘 제어할 수 있게 된다. 추가적으로, 창 접합을 위해 저렴한 전도성 접착제의 사용을 통해 비용 절감이 또한 가능해진다.

전면유리(10) 및 그 연관 가열 요소는 한쪽의 전도성 스트립(28)의 내부 에지의 부분과 반대쪽의 코팅(18)의 코팅 에지(52) 사이에 안테나 슬롯(50)을 규정한다. 슬롯(50)의 슬롯 폭은 신호가 단락되지 않도록 동작 주파수에서 슬롯을 가로지르는 용량 효과를 무시해도 될 정도로 충분히 커야 한다. 슬롯 폭은 10 mm보다 더 큰 것이 바람직하다. 슬롯의 바람직한 길이는 적용 공진 주파수에 대해 파장의 절반의 정수배이다. 전형적인 차량의 전면유리의 경우, 슬롯 길이는 FM, DAB, TV 및 FM 용례에 사용될 수 있는 VHF 및 UHF 대역에서 공진하도록 설계될 수 있다.

슬롯 안테나는 슬롯의 대향 에지에 연결되는 균형 잡힌 병렬 송신 라인과 같은 전압 소스에 의해 또는 슬롯의 대향 에지에 연결되는 동축 송신 라인과 같은 불균형 송신 라인에 의해 여기될 수 있다. 도 4는 안테나 슬롯(50)이 동축 케이블(60)에 의해 급전되는 것을 도시한다. 동축 케이블(60)의 접지 전도체는 와이어(64)에 의해 차량 섀시에 연결되고 슬롯(50)의 하나의 에지 근방에서 용량 결합을 통해 전도성 스트립(28)에 연결된다. 동축 케이블(60)의 중심 전도체와 같은 접지되지 않은 전도체는 안테나 커넥터(62) 및 안테나 급전 패드(70)에 의해 슬롯(50)의 대향 에지 근방의 코팅(18)에 연결된다. 안테나 커넥터(62)는 안테나 커넥터(62)의 상부 및 하부 상의 절연층에 의해 전도체 스트립(28) 및 창 프레임으로부터 절연된다. 안테나 커넥터(62)와 동축 케이블(60)의 중심 전도체는 또한 바람직하게는 증폭기 입력에서 직렬 커패시터에 의해 코팅(18)으로부터 DC 절연된다. 이러한 방식으로, 안테나 급전 네트워크는 가열 기능이 슬롯 안테나 급전 네트워크를 방해하지 않도록 전도성 스트립(28) 및 코팅(18)으로부터 DC 절연된다.

도 5 및 도 6은 코팅 에지(52) 상에 2개의 안테나 급전 패드(70a 및 70b)가 있는, 슬롯(50)에 급전하기 위한 대안적인 실시예를 예시한다. 전도성 라인(70c)은 안테나 급전 패드(70a 및 70b)를 연결한다. 안테나 커넥터 패드(70d)는 전도성 라인(70c)의 중간에 위치되며 안테나 커넥터(62)의 일 단부에 연결된다. 코팅(18) 상의 안테나 급전 패드(70a 및 70b)는 고전도성 라인(70c)에 의해 연결되기 때문에, 코팅(18)이 가열에 사용될 때, DC 전류는 안테나 급전 패드(70a 및 70b) 사이의 코팅(18)을 우회하도록 라인(70c) 상을 흐른다. 전류 우회는 안테나 급전 패드(70a 및 70b) 사이의 코팅(18) 상의 저온 스폿 및 안테나 급전 패드(70a, 70b) 근방의 고온 스폿을 야기한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 슬롯 라인(72)은 안테나 급전 패드(70a)와 코팅(18) 사이에 DC 절연을 제공한다. 슬롯의 폭은 작으며; 바람직하게는, 안테나 급전 패드(70a)가 안테나 동작 주파수에서 용량 결합을 통해 코팅(18)에 연결되도록 0.1 mm 범위이다. 도 6은 역 "L"자형 슬롯(74)이 안테나 패드(70a) 주위에서 부분적으로 연장되는 대안적인 실시예를 도시한다. 슬롯(74)은 안테나 급전 패드(70a 및 70d)에서 동일한 전압 전위가 달성되고 전도성 라인(70c)에서는 DC 전류가 최소로 흐르거나 전혀 흐르지 않도록 DC 전류가 슬롯(74) 에지 주위를 우회하게 한다.

안테나 커넥터(62)는 슬롯 안테나(50)를 전자 디바이스에 연결한다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 안테나 커넥터(62)는 슬롯 안테나에 더 양호한 임피던스 정합을 제공할 수 있다. 안테나 커넥터(62)는: (1) 가요성 절연 기판; (2) 안테나로부터 전자 디바이스로 신호를 전달하기 위해 절연 기판에 인쇄된 송신 라인; 및 (3) 접지로부터 송신 라인을 절연하기 위한 절연 커버 테이프를 포함한다. 송신 라인은: (1) 유리 적층체 내부에 배치되며 안테나 커넥터 패드(70d)에 갈바니 전기로 연결되는 솔더 패드; (2) 마찬가지로 유리 적층체 내부에 배치되며 가열 버스 측면 스트립(28)과 중첩하는 얇은 전도성 트레이스 부분(62c); (3) 유리 적층체 외부에 배치되며 차량 접지 프레임에 용량적으로 결합되는 넓은 전도성 트레이스 부분(62b); 및 (4) 차량 금속 프레임에 장착되는 전자 디바이스에 연결되는 단자 부분(62a)을 더 포함한다. 얇은 전도성 트레이스(62c)는 안테나 커넥터(62)와 전도성 스트립(28) 사이의 용량 결합을 감소시킨다. 넓은 전도성 트레이스 부분(62b)은 안테나 커넥터(62)와 창 프레임 사이의 용량 결합을 증가시킨다. 이러한 방식으로, 안테나 커넥터는 전자 디바이스에 대한 개선된 안테나 임피던스 정합을 제공한다.

도 4는 슬롯 안테나가 또한 결합된 공면 라인에 의해 급전될 수 있음을 도시한다. 안테나 슬롯(54)은 전도성 스트립(28)의 내부 에지와 코팅(18)의 측면 에지 사이의 중간에 위치되며 전도성 스트립(28)과 병렬인 공면 라인(66)을 갖는다. 공면 라인(66)은 전도성 스트립(28) 또는 코팅(18)에 연결되지 않고 용량 전압 급전을 효과적으로 제공한다. 이와 같이, 이는 분산형 급전이고 공면 라인(66)은 슬롯(54)의 기본 모드 및 고차 모드 모두의 전압 지점을 교차할 수 있다. 고차 모드의 여기는 TV 안테나 및 하나 초과의 주파수 대역을 갖는 안테나와 같은 고주파수 및 다중 대역 안테나 용례를 수용하는 데 바람직하다.

슬롯 안테나는 도 7에서의 안테나 슬롯(56)에 도시된 바와 같이 전류 소스에 의해 추가로 여기될 수 있다. 도 7은 동축 케이블(60)의 안테나 커넥터(62)가 슬롯(56)에 권취되거나 감기며 전도성 스트립(28)에 다시 연결되는 와이어(68)에 연결되어 있음을 도시한다. 동축 케이블(60)의 접지 와이어(64)도 용량 결합을 통해 전도성 스트립(28)에 전기적으로 연결된다. 와이어(62, 68(권취 또는 감김) 및 64)는 자기 결합에 의해 슬롯 안테나(56)를 여기시키는 루프를 효과적으로 형성한다. 동축 케이블(60)은 와이어(62, 64)에서와 같이 동축 케이블과 전도성 스트립(28) 사이의 직렬 커패시터에 의해 전도성 스트립(28)으로부터 DC 절연된다.

안테나 슬롯(50, 54 및 56)은 한쪽의 전도성 스트립(28)의 내부 에지와 다른 쪽의 코팅(18)의 측면 에지 사이에 형성된다. 코팅(18)의 에지 및 표면은 상대적으로 낮은 전도도를 가지므로 코팅 에지 및 표면 상에 전류가 흐르면 안테나 성능을 저하시키는 저항 손실이 초래된다. 슬롯 안테나에서, 전류는 안테나 급전 지점과 슬롯의 에지 근방에 집중된다. 이는 전도성 코팅(18)의 표면 및 에지에서 상당한 저항 손실을 초래할 수 있다. 안테나 효율을 증가시키기 위해, 도 7은 슬롯 안테나(58)의 에지를 따르며 코팅(18)과 접촉하는 높은 전류 밀도 영역에 인쇄된 고전도성 스트립(281)(예컨대, 은 또는 구리)을 예시한다. 고전도성 스트립(281)은 슬롯 안테나가 에지 스트립(28) 및 스트립(281)의 에지에 의해 규정되게 한다. 대부분의 RF 전류는 낮은 손실을 제공하는 스트립(28 및 281)의 고전도성 재료에서 흐르고 집중된다. 전류 경로의 증가된 전도도는 안테나 복사 효율을 증가시킨다. 스트립(28 및 281)은 또한 보다 균일한 전류 분포를 제공하고 높은 전류 밀도를 방지하여 신호 저항 손실을 추가로 감소시킨다. 바람직하게는, 스트립(28 및 281)은 최상의 성능을 위해 슬롯(58)의 에지의 전체 길이를 덮는다. 그러나, 전류 경로의 가장 중요한 부분은 전류 밀도가 가장 높은 안테나 급전 지점으로부터 약 1/2 파장 내지 1 파장이다. 전도성 스트립(28, 281, 26 및 24)은 레이저 제거 라인(46)에 의해 코팅(18) 및 하부 버스 바(22)로부터 절연된다.

전압 프로브 급전이 있는 도 4 및 도 5에 예시된 것과 유사한 실시예가 차량에서 시뮬레이션되고 테스트되었다. 도 8은 2개의 상이한 안테나 커넥터가 있는 차량에서 슬롯 안테나의 반사 손실(S11)의 시뮬레이션 플롯을 도시한다. 실선으로 시뮬레이션된 S11은 7 mm 폭의 균일한 송신 라인의 커넥터가 있는 안테나 급전에 대한 반사 손실을 보여준다. 점선으로 시뮬레이션된 S11은 송신 라인의 수정된 커넥터가 있는 안테나 급전에 대한 반사 손실을 보여준다. 수정된 커넥터는 적층 유리 내부에 있는 얇은 (폭 1 mm) 전도성 트레이스 부분과 적층 유리 외부에 있는 넓은 (폭 7 mm) 부분을 포함한다. 수정된 안테나 커넥터의 시뮬레이션된 안테나 반사 손실은 470 MHz 내지 690 MHz의 TV 주파수 대역에서 개선된 안테나 정합을 보여준다.

도 9 및 도 10은 도 8과 관련하여 설명된 동일한 커넥터에 따른 차량의 창 조립체의 평균 안테나 이득을 예시한다. 도 9는 470 MHz 내지 690 MHz의 TV 주파수 대역에 걸친 수직 편파에서의 안테나 성능을 예시한다. 도 10은 470 MHz 내지 690 MHz의 TV 주파수 대역에 걸친 수평 편파에서의 안테나 성능을 예시한다. 실선은 폭이 7 mm인 균일한 송신 라인의 커넥터에 의한 안테나 급전의 측정된 안테나 이득을 나타낸다. 점선은 적층 유리 내부에 배치된 얇은 (폭 1 mm) 전도성 트레이스 부분 및 적층 유리 외부에 배치된 넓은 (폭 7 mm) 부분을 갖는 송신 라인의 수정된 커넥터에 의한 안테나 급전의 측정된 안테나 이득을 나타낸다. 측정된 안테나 이득은 수정된 안테나 커넥터가 470 MHz 내지 690 MHz의 TV 주파수 대역에서 안테나 이득을 개선한다는 것을 보여준다.

도 11의 실시예는 현재 개시된 발명에 따른 추가의 개량을 나타낸다. 도 11의 실시예에서, 상부 버스 바(20) 및 하부 버스 바(22)의 부분은 복수의 슬롯 안테나를 생성하기 위해 분할부 또는 슬롯 개구를 규정하는 별개의 길이 또는 세그먼트로 분리된다. 각각의 길이 또는 세그먼트는 각각의 슬롯 안테나에 대응한다. 도 11은 상부 버스 바(20)에 2개의 슬롯 안테나, 하부 버스 바(22)에 2개의 슬롯 안테나 및 글레이징의 각각의 측면에 1개의 슬롯 안테나를 갖는 6개의 별개의 슬롯 안테나를 예시하며, 이들은 모두 전면유리에 통합된다. 각각의 안테나는 전압 소스 또는 결합된 공면 라인에 의해 독립적으로 급전된다. 2개의 상부 안테나는 전면유리 상변을 따라 대칭적으로 배치된다. 2개의 안테나 급전은 약하게 결합되도록, 즉, 양자 모두 VHF 및 UHF 다이버시티 안테나 시스템에 동시에 사용될 수 있도록 적어도 λ/4 파장만큼 떨어져 있다. 다이버시티 안테나 용례에 사용될 수 있는 2개의 하부 안테나에 대해서도 마찬가지이다. 안테나는 또한 창 투명체의 양 측면에서 급전될 수 있어, 결국 공간 및 패턴 다양성이 더욱 개선된다.

본 발명이 특정한 바람직한 실시예 및 구현예를 참조하여 설명 및 예시되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 사상 또는 하기의 청구항의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정이 채택될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

전기적으로 가열 가능하며 프레임에 수용될 수 있는 글레이징이며, 상기 글레이징이 상기 프레임에 수용될 때, 상기 글레이징은 상기 프레임과 협력하여 안테나를 규정하고, 상기 글레이징은:
주변 에지 내에 규정되는 주 표면을 갖는 투명 시트;
상기 투명 시트의 주 표면 상에 배치되는 전기 전도성 코팅;
제1 버스 바로서, 상기 제1 버스 바는 상기 전기 전도성 코팅의 전기 전도도보다 더 큰 전기 전도도를 갖고, 상기 제1 버스 바는 상기 투명 시트의 주변 에지의 제1 부분에 인접한 상기 전기 전도성 코팅과 접촉하는, 제1 버스 바;
제2 버스 바로서, 상기 제2 버스 바는 상기 전기 전도성 코팅의 전기 전도도보다 더 큰 전기 전도도를 갖고, 상기 제2 버스 바는 상기 투명 시트의 주변 에지의 제2 부분에 인접한 상기 전기 전도성 코팅과 접촉하고, 상기 투명 시트의 주변 에지의 상기 제2 부분은 상기 투명 시트의 주변 에지의 상기 제1 부분으로부터 상기 투명 시트 상에 대향하여 배치되는, 제2 버스 바;
상기 제2 버스 바에서의 직류 및 상기 전기 전도성 코팅에서의 직류로부터 전기적으로 절연되는 제1 전기 전도성 부재로서, 상기 제1 전기 전도성 부재는 상기 제1 버스 바와 상기 투명 시트의 주변 에지의 상기 제2 부분 사이에 배치되는 제1 부분을 갖고, 상기 제1 전기 전도성 부재는 또한 상기 투명 시트의 주변 에지의 상기 제2 부분에 인접하여 배치되는 제2 부분을 갖는, 제1 전기 전도성 부재;
상기 제2 버스 바에서의 직류 및 상기 전기 전도성 코팅에서의 직류로부터 전기적으로 절연되는 제2 전기 전도성 부재로서, 상기 제2 전기 전도성 부재는 상기 제1 버스 바와 상기 투명 시트의 주변 에지의 상기 제2 부분 사이에 배치되는 제1 부분을 갖고, 상기 제2 전기 전도성 부재는 또한 상기 투명 시트의 주변 에지의 상기 제2 부분에 인접하여 배치되는 제2 부분을 갖는, 제2 전기 전도성 부재;
상기 전기 전도성 코팅에서의 슬롯으로서, 상기 슬롯은 대향하여 배치된 측면을 갖고, 상기 슬롯의 하나의 측면은 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재 중 하나에 의해 규정되고, 상기 슬롯은 상기 슬롯의 상기 하나의 측면으로부터 대향하여 배치되는 제2 측면을 갖고, 상기 슬롯의 상기 제2 측면은 상기 전기 전도성 코팅의 에지의 부분에 의해 규정되고, 상기 슬롯은 상기 슬롯이 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재 중 상기 하나, 상기 프레임, 및 상기 전기 전도성 코팅과 협력하여 슬롯 안테나를 규정하도록 하는 길이 및 폭을 갖는, 슬롯; 및
상기 제1 및 제2 버스 바에 전기적으로 연결되는 안테나 급전 커넥터로서, 상기 안테나 급전 커넥터는 상기 투명 시트의 주변 에지의 상기 제2 부분 외부로 연장되는, 안테나 급전 커넥터를 포함하는, 글레이징.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 버스 바 및 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재는 상기 투명 시트의 주변 에지에 인접한 위치에서 상기 투명 시트에 접합되고, 상기 제1 및 제2 버스 바 및 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재는 상기 프레임과 중첩하여 상기 슬롯 안테나가 RF 주파수에서 상기 프레임에 용량적으로 결합되도록 하고, 상기 전기 전도성 코팅, 상기 제1 및 제2 버스 바, 및 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재는 상기 프레임과 협력하여 RF 주파수에서 접지 평면을 규정하는, 글레이징.
제2항에 있어서, 상기 전기 전도성 코팅에서의 제1 슬롯 라인은 상기 전기 전도성 코팅에 흐르는 직류 및 상기 제2 버스 바에 흐르는 직류로부터 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재를 절연시키는, 글레이징.
제2항에 있어서, 상기 제1 슬롯 라인은 0.05 mm 내지 0.2 mm 범위, 바람직하게는 0.08 mm 내지 0.1 mm 범위의 폭을 갖는, 글레이징.
제3항에 있어서, 상기 전기 전도성 코팅은 상기 전기 전도성 코팅에서 상기 제1 슬롯 라인을 가로지르는 용량 결합을 통해 RF 주파수에서 제1 및 제2 전기 전도성 부재에 전기적으로 연결되는, 글레이징.
제5항에 있어서, 상기 전기 전도성 코팅은 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재 중 적어도 하나의 제1 에지에 인접한 부분이 제거되어 상기 슬롯 안테나를 규정하고, 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재 중 적어도 하나는 상기 전기 전도성 코팅의 상기 에지에 대면하는 제1 에지를 가져서 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재 중 적어도 하나의 상기 제1 에지의 부분이 상기 슬롯 안테나의 일 측면을 규정하고 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지의 부분이 상기 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하도록 하는, 글레이징.
제6항에 있어서, 상기 슬롯 안테나는 동축 케이블에 의해 급전되며, 상기 동축 케이블의 외부 전도체는 용량 결합을 통해 상기 프레임에 또한 상기 제1 또는 제2 전기 전도성 부재에 전기적으로 연결되고, 상기 동축 케이블의 중심 전도체는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지에 배치되는 안테나 급전 패드에 연결되는, 글레이징.
제6항에 있어서, 상기 슬롯 안테나는 동축 케이블에 의해 급전되며, 상기 동축 케이블의 외부 전도체는 용량 결합을 통해 상기 프레임에 전기적으로 연결되고 또한 상기 제1 또는 제2 전기 전도성 부재에 연결되고, 상기 동축 케이블의 중심 전도체는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지에 배치되는 제1 안테나 급전 패드에 연결되고, 상기 중심 전도체는 또한 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지에 배치되는 제2 안테나 급전 패드에 연결되는, 글레이징.
제8항에 있어서, 상기 제1 슬롯 라인은 상기 전기 전도성 코팅에서의 직류로부터 상기 제1 안테나 급전 패드 또는 상기 제2 안테나 급전 패드를 전기적으로 절연하고, 상기 제1 안테나 급전 패드 또는 상기 제2 안테나 급전 패드는 용량 결합을 통해 RF 주파수에서 상기 전기 전도성 코팅에 전기적으로 연결되는, 글레이징.
제6항에 있어서, 상기 전기 전도성 코팅에 제2 슬롯 라인을 더 포함하고, 상기 제2 슬롯 라인은, 상기 제2 슬롯 라인이 상기 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지의 상기 부분과 교차하는 제1 위치에서 제1 단부를 규정하고, 상기 제2 슬롯 라인은, 상기 제2 슬롯 라인이 상기 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지의 상기 부분과 교차하는 제2 위치에서 제2 단부를 더 규정하고, 상기 제1 안테나 급전 패드 또는 상기 제2 안테나 급전 패드는 상기 제2 슬롯 라인의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 상기 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지 상에 배치되어, 상기 제2 슬롯 라인이 상기 제1 안테나 급전 패드와 상기 제2 안테나 급전 패드 사이의 상기 전기 전도성 코팅 상의 저온 스폿을 완화하고 또한 상기 제1 안테나 급전 패드에 인접하고 상기 제2 안테나 급전 패드에 인접하는 상기 전기 전도성 코팅 상의 고온 스폿을 완화하도록 하는, 글레이징.
제6항에 있어서, 상기 제1 안테나 급전 패드 및 상기 제2 안테나 급전 패드는 상기 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지 상에 배치되고, 상기 글레이징은 상기 전기 전도성 코팅에 제2 슬롯 라인을 더 포함하고, 상기 제2 슬롯 라인은 상기 제2 슬롯 라인이 상기 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지의 상기 부분과 교차하는 위치에서 제1 단부를 규정하고, 상기 제2 슬롯 라인의 상기 제1 단부는 또한 상기 제1 안테나 급전 패드와 상기 제2 안테나 급전 패드 사이에 있는 슬롯 안테나의 측면 외부에 배치되고, 상기 제2 슬롯 라인은 상기 제1 안테나 급전 패드 및 상기 제2 안테나 급전 패드로부터 등거리에 있는 위치에서 상기 전기 전도성 코팅에서 종단되는 제2 단부를 더 규정하고, 상기 제2 슬롯 라인은 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 "L-형상" 패턴을 규정하는, 글레이징.
제11항에 있어서, 상기 "L-형상" 제2 슬롯 라인은 상기 제1 안테나 급전 패드에서의 전압 전위가 상기 제2 안테나 급전 패드에서의 전압 전위와 같아지는 경향이 있도록 상기 제2 슬롯 라인 주위의 상기 전기 전도성 코팅에 흐르는 직류를 편향시키는, 글레이징.
제6항에 있어서, 상기 슬롯 안테나는 상기 제1 전기 전도성 부재의 에지와 상기 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지 사이에서 측방향으로 이격되는 결합된 공면 라인에 의해 급전되거나, 또는 상기 결합된 공면 라인은 상기 제2 전기 전도성 부재의 에지와 상기 슬롯 안테나의 대향 측면을 규정하는 상기 전기 전도성 코팅의 주변 에지 사이에서 측방향으로 이격되는, 글레이징.
제6항에 있어서, 상기 동축 케이블의 외부 전도체는 상기 제1 전기 전도성 부재 또는 상기 제2 전기 전도성 부재에 연결되고, 상기 동축 케이블의 중심 전도체는 안테나 슬롯에서 연장되고 감기며 상기 제1 또는 상기 제2 전기 전도성 부재에 다시 연결되어 자기 결합에 의해 슬롯 안테나를 여기시키는 루프를 중심 전도체에 형성하는, 글레이징.
제1항에 있어서, 상기 안테나 급전 커넥터는:
글레이징 적층체 내부에 배치되는 제1 전도성 트레이스 부분으로서, 상기 제1 전도성 트레이스 부분은 상기 제1 안테나 급전 패드 및 상기 제2 안테나 급전 패드 중 적어도 하나에 연결되는 일 단부를 갖는, 제1 전도성 트레이스 부분; 및
글레이징 적층체 외부에 배치되는 제2 전도성 트레이스 부분으로서, 상기 제2 전도성 트레이스 부분은 상기 제1 전도성 트레이스 부분에 전기적으로 연결되고 상기 제1 전도성 트레이스 부분의 단면적보다 더 큰 단면적을 갖는, 제2 전도성 트레이스 부분을 더 포함하는, 글레이징.
제15항에 있어서, 상기 제1 전도성 트레이스 부분은 상기 슬롯 안테나의 임피던스 정합을 개선하기 위해 상기 안테나 급전 커넥터와 상기 제1 및 제2 전기 전도성 부재 사이의 용량 결합을 감소시키는, 글레이징.
제15항에 있어서, 상기 제2 전도성 트레이스 부분은 상기 슬롯 안테나의 임피던스 정합을 개선하기 위해 상기 안테나 급전 커넥터와 상기 프레임 사이의 용량 결합을 증가시키는, 글레이징.
제1항에 있어서, 상기 제1 전기 전도성 부재 및 상기 제2 전기 전도성 부재 중 적어도 하나는 2개의 브랜치 사이에 분할부가 있는 상기 2개의 브랜치를 규정하고, 상기 2개의 브랜치는 상기 2개의 브랜치 사이에 슬롯 안테나를 형성하도록 협력하는, 글레이징.
제18항에 있어서, 상기 제1 전기 전도성 부재의 브랜치 또는 상기 제2 전기 전도성 부재의 브랜치는 상기 전기 전도성 코팅보다 더 높은 전기 전도도를 갖는, 글레이징.
제19항에 있어서, 상기 슬롯 안테나의 전류는 상기 2개의 브랜치에 집중되는, 글레이징.
제20항에 있어서, 상기 브랜치는 전류에 의해 야기되는 저항 손실을 감소시킴으로써 상기 슬롯 안테나의 효율을 개선시키는, 글레이징.
제1항에 있어서, 상기 제1 버스 바 또는 상기 제2 버스 바 중 적어도 하나는 2개의 서브-버스로 분할되어, 상기 2개의 서브-버스가 상기 분할된 서브-버스 사이에 슬롯 안테나를 규정하도록 하는, 글레이징.
제22항에 있어서, 다수의 상기 분할된 서브-버스는 상기 글레이징에서 각각의 다수의 슬롯 안테나를 형성하기 위한 각각의 위치에 배치되고, 상기 분할된 서브-버스는 안테나 다이버시티 시스템을 제공하기 위해 상기 슬롯 안테나의 동작 주파수에서의 파장에 따라 측정했을 때 서로 적어도 λ/4 파장 떨어져서 배치되는, 글레이징.
제23항에 있어서, 분할된 서브-버스로 이루어진 상기 슬롯 안테나는 DAB 및 TV 주파수를 포함하는 UHF 안테나에 사용되는, 글레이징.
제24항에 있어서, 상기 안테나 슬롯은 투명 시트를 상기 프레임에 결합시키는 접착제가 상기 슬롯 안테나의 성능에 영향을 미치지 않도록 상기 투명 시트의 주변 에지로부터 측방향으로 떨어져 배치되는, 글레이징.
제25항에 있어서, 상기 슬롯 안테나는 상업적 제조 동안 허용 오차의 제어를 가능하게 하는, 글레이징.