KR20240009293A - 통신 장치 - Google Patents

통신 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20240009293A
KR20240009293A KR1020220086607A KR20220086607A KR20240009293A KR 20240009293 A KR20240009293 A KR 20240009293A KR 1020220086607 A KR1020220086607 A KR 1020220086607A KR 20220086607 A KR20220086607 A KR 20220086607A KR 20240009293 A KR20240009293 A KR 20240009293A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
substrate
disposed
fill
antenna unit
Prior art date
Application number
KR1020220086607A
Other languages
English (en)
Inventor
임성현
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020220086607A priority Critical patent/KR20240009293A/ko
Publication of KR20240009293A publication Critical patent/KR20240009293A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치는 기판의 제1영역에 배치되고 서로 이격되는 제1 및 제2안테나부; 상기 기판의 제2영역에 배치되는 통신 모듈; 및 상기 기판의 상기 제2영역에 배치되고 상기 제1 및 제2안테나부 사이에 배치되는 필컷부를 포함한다.

Description

통신 장치{Communication Device}
본 발명은 통신 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 효율적인 안테나 배치를 통해 통신 성능을 향상시키는 통신 장치에 관한 것이다.
전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV)와 같은 친환경 자동차는 배터리 충전을 위하여 충전소에 설치된 전기 자동차 충전 설비(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)를 이용한다.
전기 자동차와 EVSE 간의 상호 작용을 위하여 여러 규약들이 활발하게 재정되고 있다. 전기 자동차 충전에 관한 규약은 크게 충전 시스템, 충전 인터페이스, 통신 프로토콜 등으로 분류될 수 있다.
다만, 국가 별 또는 자동차 회사 별로 서로 다른 규약을 채택하고 있으므로, 전기 자동차의 충전 장치, 배터리팩 및 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS) 등은 규약 별로 개발되고 설계되어야 한다.
차량 충전 시스템 설계시 전기 자동차를 충전할 때 완속 충전, 급속 충전, 통신 공급을 위한 전력선과 통신 진행을 위한 통신선까지 포함하는 경우 전선이 굵어지고 비용이 상승하게 되는 문제가 있다. 또한 전기 자동차 충전을 위해 주차 공간 주변에 키오스크를 설치해야하는 문제가 있고, 키오스크가 설치된 위치에서만 충전할 수 있는 문제가 있다. 또한, 키오스크 설치시 정해진 충전 속도만 제공이 가능하다는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 효율적인 안테나 배치를 통해 통신 성능을 향상시키는 통신 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 실시예에 따른 통신 장치는 기판의 제1영역에 배치되고 서로 이격되는 제1 및 제2안테나부; 상기 기판의 제2영역에 배치되는 통신 모듈; 및 상기 기판의 상기 제2영역에 배치되고 상기 제1 및 제2안테나부 사이에 배치되는 필컷부를 포함한다.
상기 필컷부는 상기 통신 모듈의 일측과 마주보도록 배치되는 제1필컷부 및 상기 통신 모듈의 타측과 마주보도록 배치되는 제2필컷부를 포함할 수 있다.
상기 제1필컷부의 중심 부분에 배치되는 접지 매칭 회로를 포함할 수 있다.
상기 접지 매칭 회로는 상기 제1 및 제2안테나부 중 적어도 하나에서 방사되는 신호의 주파수를 필터링할 수 있다.
상기 기판의 상기 제2영역은 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)가 배치될 수 있다.
상기 제2필컷부는 상기 통신 모듈과 상기 EVCC 사이에 배치될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 장치는 필컷 영역과 비필컷 영역을 포함하는 기판; 상기 기판의 상기 비필컷 영역에 배치되는 통신 모듈; 및 상기 기판의 상기 필컷 영역에 배치되는 제1 및 제2안테나부를 포함하고, 상기 제1 및 제2안테나부는 상기 통신 모듈을 중심으로 대칭으로 배치되고, 상기 비필컷 영역에 배치되고 상기 제1 및 제2 안테나부 사이에 배치되는 필컷부를 포함한다.
상기 필컷부는 접지 매칭 회로를 포함하는 제1필컷부 및 상기 접지 매칭 회로를 포함하지 않는 제2필컷부를 포함할 수 있다.
상기 기판의 상기 비필컷 영역은 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)가 배치되고, 상기 제2필컷부는 상기 통신 모듈과 상기 EVCC 사이에 배치될 수 있다.
상기 접지 매칭 회로는 상기 제1 및 제2안테나부 중 적어도 하나에서 방사되는 신호의 주파수를 필터링할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전력선과 통신선의 분리로 인한 직/간접적 영향을 최소화할 수 있고, 대전력 이용시 통신 장애 발생을 방지할 수 있다.
또한, 고성능 안테나를 통해 무선환경을 조성할 수 있고, 다수의 안테나를 통해 커버리지 확대할 수 있어, 장소 제약을 최소화할 수 있다.
또한, 와이파이 모듈과 EVCC 모듈에 따른 전기장 영향을 최소화한 위치를 선정하여 안테나를 배치함으로써, 패시브 성능이 우수한 고성능 안테나를 개발할 수 있다.
또한, 다수의 안테나 간의 방사 패턴 설계를 고려한 최적화된 설계를 통해 고효율 특성을 갖는 EVCC 모듈을 설계할 수 있다.
또한, 차량 충전 키오스크가 설치된 장소에 제약 없이 EVSE의 와이파이 존 또는 개인 이동 단말 또는 차량으로 충전 및 결제를 진행할 수 있다.
또한, 별도의 키오스크 설치를 필요로 하지 않으므로 기존 차량 충전소를 추가하고 충전 시설 증설이 가능할 수 있다.
또한, 안테나의 면적, 배열 간격, 위치, 위상차 설정에 따라 방사 신호가 특정 방향에 대한 지향성을 가질 수 있다.
또한, 통신 장치 내부에 페라이트(Ferrite)가 도료된 쉴드캔을 배치하여 장치 외부에서 발생하는 노이즈 뿐만 아니라 장치 내부의 전자 부품에서 발생하는 전자기장의 감소를 최대화할 수 있다.
또한, 다수의 안테나가 적용된 통신 장치에서 접지 매칭 회로 및 필컷부를 통해 안테나간 영향을 주는 지수인 상관계수를 최적화할 수 있고, 격리도를 상승시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 외관을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 분해 사시도이다.
도 12 내지 도 30는 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 충전 제어 장치의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 방법의 흐름도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 제1실시예에 다른 무선 충전 제어 장치(10)에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 자동차를 포함하는 충전 시스템은 차량(1), EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment, 30)를 포함할 수 있다. 차량(1)은 전기 자동차(Electric Vehicle, EV)로서, EVSE(30)로부터 충전될 수 있다. 차량(1)은 EVSE(30)로부터 충전 전력을 수신하기 위하여 EVSE(30)에 연결된 충전 케이블은 차량(1)의 주입구에 연결될 수 있다.
EVSE(30)는 AC 또는 DC를 공급하는 설비이며, 충전소에 배치되거나, 가정 내에 배치될 수 있다. EVSE(30)는 위치에 한정되지 않으며 휴대 가능하도록 구현될 수도 있다. 본 명세서에서 EVSE(30)는 충전소(Supply), AC 충전소(AC supply), DC 충전소(DC supply), 소켓-아웃렛(Socket-Outlet) 등과 혼용될 수 있다.
EVCC(Electric Vehicle Communication Controller, 20)는 차량(1)에 포함된 구성으로, 차량(1) 내의 ECU(Electronic Control Unit, 50)와 연결될 수 있다. EVCC(20)는 차량 내 충전 신호 및 충전 전력량 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 무선 충전 제어 장치(10)는 무선 통신 모듈(11) 및 제어 모듈(12)을 포함할 수 있다.
무선 충전 제어 장치(10)는 EVCC(20)와 별도의 구성인 것으로 기재하였으나, 무선 충전 제어 장치(10)는 EVCC(20)에 포함된 구성으로 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)과 무선 통신을 수행하기 위한 구성일 수 있다. 무선 충전 제어 장치(10)는 무선 통신 충전 제어 모듈로서, 무선 충전 제어 장치(10)는 EVCC(20)의 MCU(Micro Control Unit)의 제어를 받지 않고 별도의 제어 모듈을 포함할 수 있다.
무선 충전 제어 장치(10)는 이동 단말(40)로부터 수신된 신호를 통해 EVCC(20)와 별도로 구성된 제어 모듈(12)을 통해 EVCC(20)의 MCU을 동작시키기 위한 지시를 내릴 수 있다. 또한, 무선 충전 제어 장치(10)는 EVCC(20)와 EVSE(30)로부터 차량 충전 및 결제에 대한 신호를 수신하여 이동 단말(40)로 송신함으로써, 사용자가 이동 단말(40)을 통해 차량 충전에 대한 상황을 모니터링할 수 있는 서비스를 제공할 수 있다.
무선 통신 모듈(11)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)과 신호를 송수신할 수 있다. 무선 통신 모듈(11)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호를 제어 모듈(12)에 송신할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈(11)은 제어 모듈(12)로부터 수신된 신호를 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40) 중 적어도 하나로 송신할 수 있다.
무선 통신 모듈(11)은 와이파이 모듈 및 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈(11)은 W-PAN(Wireless Personal Area Network), W-LAN(Wireless Local Area Network)등을 포함할 수 있다. W-PAN은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 등을 포함할 수 있고, W-LAN은 WIFI 등을 포함할 수 있다. 무선 통신 모듈(11)은 무선 통신하는 것으로 설명하였으나, 특별히 이에 한정하는 것은 아니며, 무선 통신 이외에 유선 통신할 수 있는 것은 당연하다.
무선 통신 모듈(11)은 NFC(Near Field Communication) 모듈을 포함할 수 있다. NFC는 근거리에서 무선기기 간의 통신을 가능케 해주는 기술로 13.56Mhz RF(Radio Frequency) 주파수 대역을 이용한 비접촉식 근거리 무선 통신의 한 종류이다. 무선 통신 모듈(11)이 NFC 모듈인 경우, 무선 통신 모듈(11)과 EVSE(30)는 통신을 수행하기 위해 근거리로 유지되어야 하므로 차량의 사이드 미러 또는 운전석 문 등의 다양한 위치에 장착될 수 있다.
무선 통신 모듈(11)이 NFC 모듈인 경우, EVSE(30)는 차량(1) 내의 NFC 모듈과 통신하기 위하여 NFC 리더기(Reader)를 포함할 수 있다. 차량(1)이 EVSE(30) 영역 내 진입하여, EVSE(30)에 내장된 NFC 리더기와 차량(1)의 NFC 모듈이 서로 통신할 수 있는 근거리 상태인 경우, 차량(1)의 준비 모드(Ready Mode) 전환, 차량 충전 상태에 대한 정보 등에 대한 통신이 가능하다.
제어 모듈(12)은 이동 단말(40)로부터 수신된 신호를 이용하여 EVSE(30) 및 EVCC(20)에 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈(12)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)로부터 수신된 신호를 이용하여 충전에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어 모듈(12)은 EVCC(20)의 MCU(Micro Control Unit)의 제어를 받지 않고 별도의 제어 신호를 생성할 수 있다. 무선 충전 제어 장치(10)의 제어 모듈(12)은 EVCC(20)의 제어 모듈과 독립적으로 형성될 수 있다. 제어 모듈(12)은 사용자가 입력한 신호를 이동 단말(40)로부터 수신하여 EVCC(20), EVSE(30)에 충전 및 과금에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어 모듈(12)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)로부터 요청된 신호에 따라 다양한 차량 충전 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 차량 충전 상태에 대한 정보는 다양한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 충전 상태 정보는 충전 모드, 배터리 충전 예약, 배터리 충전 개시/종료, 충전 에러, 충전 제어, 충전 전류, 전압 및 전력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 배터리 상태 정보는 배터리 충전율, 배터리 온도(셀 내부/외부 온도), 전압/전류 충전 상수 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 인증 정보는 차량 ID, 사용자 ID, EVSE ID 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 충전 과금 정보는 전력 요금, 충전 시간, 부하 정보, 미터 데이터, 과금 데이터 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제어 모듈(12)은 충전 단계에 따라 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)에 송신되는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이하에서는 제어 모듈(12)이 제어 신호를 송수신하는 것으로 설명하였으나, 제어 모듈(12)에서 생성된 신호는 무선 통신 모듈(11)을 통해 각 구성에 송수신될 수 있다.
차량(1)이 EVSE(30)의 영역에 진입하는 경우, 제어 모듈(12)은 EVSE(30)의 진입 신호를 수신하여, EVCC(20)가 슬립 모드(Sleep Mode)에서 준비 모드(Ready Mode)로 전환하도록 하는 신호를 송신할 수 있다. EVSE(30)의 충전건이 차량(1)에 장착되면, 제어 모듈(12)은 이동 단말(40)로 차량 인식 신호를 송신할 수 있다. 또는, 무선 충전이 되는 EVSE(30)의 충전 구역에 진입하는 경우, 제어 모듈(12)은 이동 단말(40)로 차량 인식 신호를 송신할 수 있다.
이후, 제어 모듈(12)은 이동 단말(40)로부터 차량 충전 개시 요청에 대한 신호가 수신되면 EVSE(30) 및 EVCC(20)에 충전 개시 신호를 송신할 수 있다. 제어 모듈(12)은 충전 중 이동 단말(40)의 요청 신호 또는 EVSE(30)의 요청 신호에 따라 EVCC(20)로부터 수신된 차량 충전 상태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 충전 중 차량, 배터리, EVSE에 문제가 발생하는 경우, 각 구성으로부터 문제 발생 신호를 수신한 제어 모듈(12)은 이동 단말(40)에 문제가 발생했음을 알리는 신호를 송신하고 이에 대한 조치를 취하도록 안내할 수 있다.
제어 모듈(12)은 EVCC(20)로부터 차량 충전 완료 신호를 수신하면 EVSE(30)로부터 수신된 차량 충전 과금 정보 및 결제 신호를 이동 단말(40)로 송신할 수 있다. 사용자는 이동 단말(40)을 통해 차량 충전 요금을 결제할 수 있다. 이후, EVSE(30)의 충전건이 차량(1)으로부터 탈착되어 차량 충전은 완료된다.
도 5를 참조하면, EVSE(30)는 무선 통신 모듈(31)을 포함하여 이동 단말(40)과 직접 차량 충전 동작에 따른 제어 신호를 송수신할 수 있다. 이를 통해, EVSE(30)는 차량(1)에 포함된 무선 충전 제어 장치(10)를 통하지 않고 직접 이동 단말(40)로 신호를 송수신할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전력선과 통신선의 분리로 인한 직/간접적 영향을 최소화할 수 있고, 대전력 이용시 통신 장애 발생을 방지할 수 있고, 고성능 안테나를 통해 무선환경을 조성할 수 있고, 커버리지 확대를 통해 장소 제약을 최소화할 수 있다. 또한, 차량 충전 키오스크가 설치된 장소에 제약 없이 EVSE의 와이파이 존 또는 개인 이동 단말 또는 차량으로 충전 및 결제를 진행할 수 있고, 별도의 키오스크 설치를 필요로 하지 않으므로 기존 차량 충전소를 추가하고 충전 시설 증설이 가능할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 제2실시예에 다른 무선 충전 제어 장치(10)에 대하여 설명한다. 본 발명의 제1실시예에 대한 설명은 본 발명의 제2실시예에 적용될 수 있으며, 중복된 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 무선 충전 제어 장치(10)는 제1통신 모듈(13), 제2통신 모듈(14), 제3통신 모듈(15) 및 제어 모듈(12)을 포함할 수 있다.
제1통신 모듈(13)은 EVSE(30)와 신호를 송수신할 수 있다. 제1통신 모듈(13)은 PLC(Power Line Communication)를 지원하는 프로토콜에 의해 수행될 수 있다. 제2통신 모듈(14)은 EVCC(20)와 신호를 송수신할 수 있다. 제2통신 모듈(14)은 CAN(Controller Area Network)을 지원하는 프로토콜에 의해 수행될 수 있다.
제3통신 모듈(15)은 이동 단말(40)과 신호를 송수신할 수 있다. 제3통신 모듈(15)은 와이파이 모듈 및 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 제3통신 모듈(15)은 W-PAN(Wireless Personal Area Network), W-LAN(Wireless Local Area Network)등을 포함할 수 있다. W-PAN은 지그비(ZigBee), 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 등을 포함할 수 있고, W-LAN은 WIFI 등을 포함할 수 있다. 제3통신 모듈(15)은 본 발명의 제1실시예에 포함된 무선 통신 모듈(11)과 대응되는 구성일 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 무선 충전 제어 장치(10)는 NFC 기능을 통해 신호를 송수신할 수 있다. EVSE(30)와 통신하는 제1통신 모듈(13)은 NFC 모듈을 포함할 수 있다. 이때, EVSE(30)는 제1통신 모듈(13)인 NFC 모듈과 통신하기 위하여 NFC 리더기를 포함할 수 있다. EVSE(30)의 충전건은 NFC 리더기를 포함할 수 있다. 이동 단말(40)과 통신하는 제3통신 모듈(15)은 NFC 모듈을 포함할 수 있다. 이때, 이동 단말(40)은 제3통신 모듈(15)인 NFC 모듈과 통신하기 위하여 NFC 리더기를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3통신 모듈(13, 14, 15)은 NFC 기술을 통해 통신하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
제어 모듈(12)은 제1 내지 제3통신 모듈(13, 14, 15)과 연결되고 제3통신 모듈(15)로부터 수신된 신호를 이용하여 EVCC(20) 및 EVSE(30)에 제어 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 모듈(12)은 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)로부터 신호를 이용하여 충전 제어 신호를 생성하고, 생성된 충전 제어 신호는 EVCC(20), EVSE(30) 및 이동 단말(40)과 각각 연결된 제1 내지 제3통신 모듈(13, 14, 15)을 통해 송신될 수 있다. 제어 모듈(12)은 EVCC(20)의 제어 모듈과 독립적으로 형성되는 구성일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 충전 제어 방법의 흐름도이다. 도 6의 각 단계에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 5의 무선 충전 제어 장치에 대한 상세한 설명에 대응되는바, 이하 중복된 설명은 생략하도록 한다.
EVSE, EVCC 및 이동 단말과 신호를 송수신하여 차량 충전을 제어하는 무선 충전 제어 장치에 있어서, S11 단계에서 EVSE로부터 차량 진입 신호를 수신하면 EVCC가 슬립 모드에서 준비 모드로 전환하도록 신호를 송신하고, S12 단계에서 EVSE의 충전건이 차량에 장착되면 이동 단말에 차량 인식 신호를 송신하고 EVCC가 준비 모드에서 충전 모드로 전환하도록 신호를 송신하고, S13 단계에서 EVCC로부터 수신된 차량 충전 상태에 대한 신호를 EVSE 및 이동 단말에 송신하고, S14 단계에서 EVCC로부터 차량 충전 완료 신호를 수신하면 EVSE 및 이동 단말에 차량 충전 결제 신호를 송신한다. 상기 차량 충전 상태에 대한 신호는 충전 속도, 충전 과금, 충전량, 충전 남은 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 외관을 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 분해 사시도이고, 도 12 내지 도 30은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 통신 장치(10)는 제1케이스(1111), 제1케이스(1111)와 결합하는 제2케이스(1112)를 포함할 수 있다. 제2케이스(1112) 내에는 제1기판(1000)이 배치될 수 있다. 제1케이스(1111)와 제2케이스(1112)의 결합에 의해 형성되는 내부 공간에 제1기판(1000)이 배치될 수 있다. 제1케이스(1111) 및 제2케이스(1112)는 제1바디 및 제2바디로 지칭될 수 있고, 제1커버 및 제2커버로 지칭될 수 있고, 상단 커버 및 하단 커버로 지칭될 수 있다.
통신 장치(10)는 제1기판(1000)에 배치되는 안테나부 및 통신 모듈(200)을 포함할 수 있다. 안테나부는 통신 모듈(200)을 중심으로 대칭적으로 형성되는 제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120)를 포함할 수 있다. 통신 장치(10)는 제1기판(1000)의 제1영역(1100)에 배치되는 제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120)를 포함하고, 제1기판(1000)의 제2영역(1200)에 배치되는 통신 모듈(200)을 포함할 수 있다. 제1기판(1000)의 제2영역(1200)에는 통신 모듈(200)이 이외에 EVCC 회로 및 부품이 배치될 수 있다. 제1기판(1000)의 제2영역(1200)은 통신 모듈(200)이 배치되는 제3영역과 EVCC가 배치되는 제4영역으로 구분될 수 있다. 제1기판(1000)의 제3영역은 제4영역으로부터 돌출되는 형상으로 형성될 수 있다. 제1안테나부(110), 제2안테나부(120) 및 통신 모듈(200)은 제1기판(1000)의 회로에서 발생하는 EMC 최소화 영역인 가장자리에 배치될 수 있다.
통신 장치(100)는 제1케이스(1111) 및 제2케이스(1112) 안에 배치되는 쉴드캔(1500)을 포함할 수 있다. 쉴드캔(1500)은 제1기판(1000)의 제2영역(1200)을 마주보는 상판과, 상판으로부터 아래로 연장되는 측판을 포함할 수 있다. 쉴드캔(1500)의 상판은 제1케이스(1111)의 내면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 쉴드캔(1500)의 상판은 제1기판(1000)과 이격되어 배치될 수 있다. 쉴드캔(1500)의 측판은 제1기판(1000)의 제1영역(1100)과 제2영역(1200) 사이에 배치될 수 있다. 쉴드캔(1500)의 측판은 제1기판(1000)의 제1영역(1100)과 제2영역(1200)을 공간적으로 분리할 수 있다. 쉴드캔(1500)의 측판은 제1기판(1000)의 제1영역(1100)과 제2영역(1200)의 경계선 영역에 배치될 수 있다. 쉴드캔(1500)의 측판은 제1기판(1000)의 제1안테나부(110)와 통신 모듈(200) 사이에 배치될 수 있다. 쉴드캔(1500)의 측판은 제1기판(1000)의 제2안테나부(120)와 통신 모듈(200) 사이에 배치될 수 있다. 쉴드캔(1500)의 측판은 제2영역(1200)에 배치되는 EVCC 부품과 제1영역(1100)에 배치되는 제1안테나부(110) 사이에 배치될 수 있다. 쉴드캔(1500)의 측판은 제2영역(1200)에 배치되는 EVCC 부품과 제1영역(1100)에 배치되는 제2안테나부(120) 사이에 배치될 수 있다.
쉴드캔(1500)은 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 쉴드캔(1500)의 표면에는 차폐제가 도료될 수 있다. 쉴드캔(1500)의 표면에는 전파 흡수체가 도료될 수 있다. 쉴드캔(1500)은 표면에는 페라이트(Ferrite)가 도료될 수 있다. 쉴드캔(1500)은 내면 및 외면 중 적어도 하나의 표면에 페라이트(Ferrite)가 도료될 수 있다. 이를 통해, 쉴드캔(1500)은 통신 장치(100)의 내부 또는 외부에서 발생하는 전자기장 신호를 흡수하고, 표면으로 유도하여 제거할 수 있다. 또한, 통신 장치(100) 내의 EVCC 회로에서 안테나의 전기장 형성에 따른 전자기장 영향도를 최소화할 수 있다.
쉴드캔(1500)은 제1기판(1000)의 그라운드부와 전기적으로 연결될 수 있다. 쉴드캔(1500)은 통신 장치(100) 내의 그라운드부와 전기적으로 연결될 수 있다. 쉴드캔(1500)은 통신 장치(100)가 배치되는 차량 내의 그라운드부와 전기적으로 연결될 수 있다. 쉴드캔(1500)은 통신 장치(100)에서 발생한 신호 노이즈를 그라운드부로 유도할 수 있다. 이를 통해, 통신 장치(100) 내의 EVCC 회로와 안테나부의 신호 간섭을 최소화할 수 있고, 상호 전자기적 영향을 최소화할 수 있다.
제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120)는 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120)는 블루투스(Bluetooth) 안테나를 포함할 수 있다. 통신 모듈(200)은 무선 통신 모듈, 와이파이 모듈, 블루투스 모듈, 근거리 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신 모듈(200)의 상단에는 통신 모듈(200)을 감싸는 쉴드캔(Shield Can)이 배치될 수 있다. 통신 모듈(200)의 상단은 커버가 배치될 수 있다.
제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120)는 안테나 성능에 영향을 주는 통신 모듈(200)의 쉴드캔에 의한 기생 커패시턴스의 영향을 최소화하기 위해 통신 모듈(200)과 소정 간격 이격될 수 있다. 이를 통해, 초소형 모듈인 와이파이(WiFi) 및 블루투스(Bluetooth) 안테나가 인접하더라도 서로 간에 신호 간섭을 최소화할 수 있고, 블루투스와 동시 동작시 무선 와이파이 전송율을 확보할 수 있다.
제1안테나부(110)는 통신 모듈(200)의 일측을 마주보도록 배치되고, 제2안테나부(120)는 통신 모듈(200)의 타측을 마주보도록 배치될 수 있다. 제1안테나부(110)와 제2안테나부(120)는 통신 모듈(200)과 연결될 수 있다. 제1안테나부(110)와 제2안테나부(120)는 통신 모듈(200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120)는 통신 모듈(200)을 기준으로 대칭을 이루어 배치될 수 있다. 제1안테나부(110)와 제2안테나부(120)는 동일한 형상으로 형성되고, 통신 모듈(200)을 기준으로 대칭인 형상으로 형성될 수 있다. 제1안테나부(110)와 제2안테나부(120)는 MIMO(Multiple-Input Multipl-Output) 안테나의 구성일 수 있다. 제1안테나부(110)와 제2안테나부(120)는 통신 모듈(200)을 중심으로 이격되어 배치되므로 전자파의 상호 간섭을 방지할 수 있고, 격리도를 향상시킬 수 있다.
제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120)는 다양한 통신을 위해서 다양한 주파수 대역을 가지는 복수의 방사부가 형성될 수 있다. 특히, 근거리 통신을 위하여, 와이파이, 블루투스, GPS, NFC 용 방사부가 필요할 수 있다.
제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120) 각각은 제1기판(1000)의 제1영역(1100)과 연결되는 급전부(111, 121), 급전부(111, 121)와 연결되는 제1방사부, 제1방사부와 연결되는 제2방사부, 및 제2방사부와 제1기판(1000)의 제1영역(1100)과 연결되는 접지부(112, 122)를 포함할 수 있다. 제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120) 각각은 급전부(111, 121)를 통해 전류가 인가되며, 급전부(111, 121)를 통해 인가되는 전류에 따라 제1방사부 및 제2방사부는 각각 소정의 주파수 대역을 가지는 신호를 외부로 방사한다. 이때, 제1방사부 및 제2방사부를 이루는 각각의 방사패턴을 통해 방사되는 신호의 위상이 상이하도록 구현된다.
제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120)는 PIFA 안테나일 수 있다. PIFA(Planar Inverted F Antenna)는 평판 역 에프 안테나로, 에프(F)를 뒤집어 높은 것처럼 평판의 접지면 위에 보다 작은 면적의 사각 패치판을 얹은 평판 안테나를 의미한다. 접지면, 방사패치, 급전부, 단락부(단락핀 또는 단락 스트립)으로 구성될 수 있다. PIFA 안테나는 전류 급전에 의해 패치가 접지면과 공진되면서 방사 소자로서 역할을 하며, 패치의 길이, 폭, 높이와 급전선의 위치와 단락핀의 위치 등에 따라 대역폭, 이득, 공진 주파수 등이 결정될 수 있다.
제1방사부는 급전부(111, 121)와 연결되는 제1패턴(113, 123) 및 제1패턴(113, 123)의 일단으로부터 연장되는 제2패턴(114, 124)을 포함할 수 있다. 제2방사부는 접지부(112, 122)와 연결되는 제3패턴(115, 125) 및 제3패턴(115, 125)과 수직을 이루는 제4패턴(116, 126)을 포함할 수 있다. 제1패턴(113, 123)과 제2패턴(114, 124)은 둔각을 이루어 배치될 수 있다. 제2패턴(114, 124)은 제1기판(1000)의 일 측면과 평행하도록 배치될 수 있다. 각 방사부는 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 방사부 설계에 따라 달라질 수 있다.
제1방사부 및 제2방사부는 와이파이용 방사부 또는 블루투스용 방사부일 수 있다. 또는, NFC용 방사부 등 다른 통신을 위한 방사일 수도 있다. 제1방사부와 제2방사부는 각각 다른 용도의 방사부일 수 있고, 동일한 용도의 방사부일 수 있다. 제1방사부의 폭은 제2방사부의 폭보다 크게 형성될 수 있다. 제1방사부는 주파수 대역이 5.0 내지 5.2GHz에서 공진을 일으킬 수 있다. 제2방사부는 주파수 대역이 2.4 내지 2.5GHz 대역에서 공진을 일으킬 수 있다.
도 15를 참조하면, 제1안테나부(110)와 제2안테나부(120) 사이의 거리(A)는 46.5 mm 이상이 48 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 47.4 mm로 형성될 수 있다. 제2패턴(114, 124)과 제2패턴(114, 124)이 마주하는 제1기판(1000)의 측면 사이의 거리(B)는 0.2 mm 이상 1 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 0.5 mm로 형성될 수 있다. 통신 모듈(200)이 배치되는 제1기판(1000)의 제3영역과 제1기판(1000)의 일 측면 사이의 거리(C)는 23.5 mm 이상 24.5 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 24 mm 로 형성될 수 있다. 통신 모듈(200)과 제1안테나부(110) 사이의 거리(D)는 14.5 mm 이상 16 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 15.2 mm로 형성될 수 있다. 통신 모듈(200)과 통신 모듈(200)이 마주하는 제1기판(1000)의 측면 사이의 거리(E)는 4 mm 이상 5.5 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 4.8 mm 로 형성될 수 있다. 도 12에 따른 제1안테나부(110)의 형상, 각 방사부의 길이 및 간격은 안테나 특성에 따라 달라질 수 있음은 당연하다.
통신 장치(100)는 안테나부 상에 배치되는 제2기판(2001, 2002)을 포함할 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)과 수직으로 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)과 경사각을 형성하여 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)과 예각을 형성하여 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)과 둔각을 형성하여 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)의 측면에 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)의 측면과 마주보도록 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)의 측면과 접촉하여 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)의 일부는 제1기판(1000) 상에 배치되고, 제2기판(2001, 2002)의 나머지는 제1기판(1000) 상에 배치되지 않을 수 있다. 제2기판(2001, 2002)의 일부는 제1기판(1000)과 오버랩되고, 제2기판(2001, 2002)의 일부는 제1기판(1000)과 오버랩되지 않을 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)의 제1영역(1100)과 마주보도록 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)의 제2영역(1200)과 이격되어 배치될 수 있다. 제2기판(2001)은 제1기판(1000)의 제1안테나부(110)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제2기판(2002)은 제1기판(1000)의 제2안테나부(120)와 마주보도록 배치될 수 있다.
제2기판(2001, 2002)에는 각각 투과 안테나부(160, 170)가 배치될 수 있다. 투과 안테나부는 제1안테나부(110)와 마주보도록 배치되는 제1투과 안테나부(160) 및 제2안테나부(120)와 마주보도록 배치되는 제2투과 안테나부(170)를 포함할 수 있다. 제1안테나부(110)에서 방사된 신호는 제1투과 안테나부(160)를 통과하여 방사될 수 있다. 제2안테나부(120)에서 방사된 신호는 제2투과 안테나부(170)를 통과하여 방사될 수 있다. 제1투과 안테나부(160)는 제3안테나일 수 있고, 제2투과 안테나부(170)는 제4안테나일 수 있다. 투과 안테나부(160, 170)를 통과한 방사 신호는 특정 방향에 대한 지향성을 가질 수 있다. 지향성은 특정 방향에서 강한 성질을 나타내는 현상 및 특정 방향을 향하여 강한 세기를 갖는 성질을 의미할 수 있다.
투과 안테나부(160, 170)는 제2기판(2001, 2002)의 제1면에 배치되는 제1투과 패턴(161, 171) 및 제1면과 반대되는 제2면에 배치되는 제2투과 패턴(162, 172)을 포함할 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제2기판(2001, 2002)의 제1면에 배치되는 제1투과 패턴(161, 171) 및 제1면과 반대되는 제2면에 배치되는 제2투과 패턴(162, 172)을 포함할 수 있다. 제1투과 패턴(161, 171)은 안테나부(110, 120)와 인접하여 배치될 수 있다.
투과 안테나부(160, 170)는 안테나부(110, 120)와 마주보는 제2기판(2001, 2002)의 일측에 배치되는 제1투과 패턴(161, 171)과, 제2기판(2001, 2002)의 타측에 배치되고 제1투과 패턴(161, 171)과 대응되는 제2투과 패턴(162, 172)을 포함할 수 있다.
투과 안테나부(160, 170)의 제1투과 패턴(161, 171)은 안테나부(110, 120)에서 방사되는 신호를 수집하고, 제2투과 패턴(162, 172)은 수집된 신호를 방사할 수 있다. 투과 안테나부(160, 170)는 안테나부(110, 120)에서 방사되는 신호에 별도의 전자기장을 유도하여 신호 방사 형태를 조정하는 역할을 할 수 있다. 투과 안테나부(160, 170)는 안테나부(110, 120)에서 방사되는 신호가 특정 방향에 대한 지향성을 갖도록 신호의 방사 형태를 조정할 수 있다. 투과 안테나부(160, 170)는 안테나부(110, 120)에서 방사되는 신호를 빔포밍(Beam forming) 할 수 있다. 여기서, 빔포밍(Beam forming)은 안테나에서 신호를 사방으로 방사하는 것이 아니라 특정 방향에 위치한 수신 기기에 집중시키는 기술을 의미한다. 따라서, 투과 안테나부(160, 170)를 통해 송출 전력을 증폭하지 않으면서 신호 수신기에 전달되는 신호 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 정보 전송을 고속화하고, 신호 오류 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 불필요한 방향으로 신호를 방사하지 않기 때문에 신호 간섭을 최소화할 수 있다.
제1투과 안테나부(160)는 제1안테나부(110)와 마주보는 제2기판(2001)의 일측에 배치되는 제1투과 패턴(161)과, 제2기판(2001)의 타측에 배치되고 제1투과 패턴(161)과 대응되는 제2투과 패턴(162)을 포함할 수 있다. 제1안테나부(110)에서 방사된 신호는 제1투과 안테나부(160)의 제1투과 패턴(161)에서 제2투과 패턴(162)으로 통과하여 방사될 수 있다. 제2투과 안테나부(170)는 제2안테나부(120)와 마주보는 제2기판(2002)의 일측에 배치되는 제1투과 패턴(171)과, 제2기판(2002)의 타측에 배치되고 제1투과 패턴(171)과 대응되는 제2투과 패턴(172)을 포함할 수 있다. 제2안테나부(120)에서 방사된 신호는 제2투과 안테나부(170)의 제1투과 패턴(171)에서 제2투과 패턴(172)으로 통과하여 방사될 수 있다.
제1투과 패턴(161, 171)과 제2투과 패턴(162, 172)은 전기적으로 연결될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 복수의 레이어를 포함할 수 있다. 제2기판(2001, 2002)의 복수의 레이어 중 최상단 레이어에 제1투과 패턴(161, 171)이 배치될 수 있고, 최하단 레이어에 제2투과 패턴(162, 172)이 배치될 수 있다. 제1투과 패턴(161, 171)과 제2투과 패턴(162, 172)은 최상단 레이어와 최하단 레이어 사이에 배치된 복수의 레이어를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
제1투과 패턴(161, 171)과 제2투과 패턴(162, 172)은 서로 상이할 수 있다. 제1투과 패턴(161, 171)의 형상은 단일 도형으로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)의 형상은 복수의 도형을 포함할 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)의 면적은 제1투과 패턴(161, 171)의 면적보다 작을 수 있다.
제1투과 패턴(161, 171)의 형상은 띠 형상으로 형성될 수 있다. 제1투과 패턴(161, 171)의 형상은 사각형으로 형성될 수 있다. 제1투과 패턴(161, 171)의 형상은 타원형으로 형성될 수 있다. 제1투과 패턴(161, 171)의 형상은 팔각형으로 형성될 수 있다.
제2투과 패턴(162, 172)의 형상은 복수의 도형으로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)을 이루는 복수의 도형은 모두 동일한 크기로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)은 서로 이격되어 배치되는 복수의 도형으로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)은 동일한 간격으로 이격되어 배치되는 복수의 도형으로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)의 형상은 복수의 원형으로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)의 형상은 복수의 타원형으로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)의 형상은 복수의 사각형으로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)의 형상은 복수의 팔각형으로 형성될 수 있다.
제1투과 안테나부(160)의 제2투과 패턴(162, 172)과 제2투과 안테나부(170)의 제2투과 패턴(162, 172)이 복수의 원형 패턴을 포함하는 경우, 제1투과 안테나부(160)의 원형 패턴의 직경은 제2투과 안테나부(170)의 원형 패턴의 직경과 상이할 수 있다. 제1투과 안테나부(160)의 원형 패턴들 사이의 간격은 제2투과 안테나부(170)의 원형 패턴들 사이의 간격과 상이할 수 있다.
제1투과 패턴(161, 171)과 제2투과 패턴(162, 172)의 형상은 지향성에 따라 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 또한, 안테나에서 방사되는 신호의 메인 주파수를 기준으로 제1투과 패턴(161, 171) 및 제2투과 패턴(162, 172)의 크기와 복수의 제2투과 패턴(162, 172) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 안테나에서 방사되는 신호는 2.4GHz 및 5GHz 중 적어도 하나일 수 있다.
제1투과 안테나부(160)는 제1패턴을 포함할 수 있고, 제1패턴은 내측 패턴과 외측 패턴을 포함할 수 있다. 제2투과 안테나부(170)는 제2패턴을 포함할 수 있고, 제2패턴은 내측 패턴과 외측 패턴을 포함할 수 있다. 여기서, 내측 패턴은 제1기판(1000)을 마주보는 방향에 배치되는 패턴을 의미하고, 외측 패턴은 쉴드 케이스의 측판을 마주보는 방향에 배치되는 패턴을 의미할 수 있다.
제1패턴 또는 제2패턴에 대하여, 내측 패턴의 면적은 외측 패턴의 면적보다 클 수 있다. 이를 통해, 안테나부에 가까이 위치된 내측 패턴과 내측 패턴에 반대 방향에 위치된 외측 패턴을 통하여, 안테나부에서 발생하는 신호의 수집 및 방사를 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
제1패턴의 내측 패턴의 면적에 대한 외측 패턴의 면적의 비율은 제2패턴의 내측 패턴의 면적에 대한 외측 패턴의 면적의 비율과 상이할 수 있다. 내측 패턴에 대한 외측 패턴의 면적의 비율이 양측에서 상이하도록 구성함으로써, 방사되는 신호가 지향성을 띨 수 있다.
제2투과 패턴(162, 172)의 면적은 제1투과 패턴(161, 171)의 면적보다 작게 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)의 면적이 제1투과 패턴(161, 171)의 면적보다 작아야 효율적으로 제1투과 패턴(161, 171)에서 수신되는 신호가 제2투과 패턴(162, 172)으로 출력될 수 있다.
제1투과 패턴(161, 171)은 제2투과 패턴(162, 172)의 전부와 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)을 관통하는 방향을 기준으로 제1투과 패턴(161, 171)과 제2투과 패턴(162, 172)은 오버랩되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2투과 패턴(162, 172)을 이루는 원형의 직경이 커지면 제1투과 패턴(161, 171)의 사각형의 형상도 커질 수 있다. 제2투과 패턴(162, 172)을 이루는 원형의 직경이 작아지면 제1투과 패턴(161, 171)의 사각형 형상도 작아질 수 있다. 제2기판(2001, 2002)을 관통하는 방향을 기준으로 제1투과 패턴(161, 171)의 적어도 일부는 제2투과 패턴(162, 172)과 오버랩되지 않도록 배치될 수 있다.
도 17은 제2기판(2001, 2002)에 배치되는 제1투과 패턴(161, 171)과 제2투과 패턴(162, 172)의 다양한 실시예를 도시한 것이다. 통신 장치(100) 설계시 방사 신호의 지향 방향에 따라 제1투과 패턴(161, 171) 및 제2투과 패턴(162, 172)의 형상, 크기, 배열 간격이 달라질 수 있다. 이하에서는 제1안테나부(110)와 마주보도록 배치되는 제1투과 안테나부(160)의 패턴을 중심으로 설명한다.
도 17(a) 및 도 17(b)은 서로 다른 직경을 갖는 원형 형상으로 형성된 제2투과 패턴(162) 및 제1투과 패턴(161)을 도시한 것이다. 제2투과 패턴(162)의 직경이 작아짐에 따라 제2투과 패턴(162) 사이의 간격은 커질 수 있다. 이에 따라, 제2투과 패턴(162)의 직경이 작아지더라도 제1투과 패턴(161)의 제1방향으로의 길이는 유지되고, 제1방향과 수직인 제2방향으로의 길이는 작아질 수 있다.
보다 구체적으로, 제2기판(2001)의 제1방향으로의 길이(F)는 30 mm 이상 35 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 32 mm 로 형성될 수 있다. 제2기판(2001)의 제2방향으로의 길이(G)는 7 mm 이상 11 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 9 mm 로 형성될 수 있다. 제1방향과 제2방향은 서로 수직인 방향일 수 있다.
도 17(a)에서 제1투과 패턴(161)의 제1방향으로의 길이(H)는 15 mm 이상 23 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 19 mm 로 형성될 수 있다. 제1투과 패턴(161)의 제2방향으로의 길이(J)는 1.5 mm 이상 3.5 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 2.4 mm 로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162)을 이루는 각 원형의 직경(I)은 1.5 mm 이상 3.5 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 2.4 mm 로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162)을 이루는 각 원형의 중심 사이의 간격(M)은 3.15 mm 이상 5.15 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 4.15 mm 로 형성될 수 있다.
도 17(b)에서 제1투과 패턴(161)의 제1방향으로의 길이(H)는 15 mm 이상 23 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 19 mm 로 형성될 수 있다. 제1투과 패턴(161)의 제2방향으로의 길이(L)는 1 mm 이상 3 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 1.2 mm 로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162)을 이루는 각 원형의 직경(K)은 1 mm 이상 3 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 1.2 mm 로 형성될 수 있다.
안테나에서 방사되는 신호의 메인 주파수를 기준으로 제1투과 패턴(161) 및 제2투과 패턴(162)의 크기와 복수의 제2투과 패턴(162) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 안테나에서 방사되는 신호는 2.4GHz 및 5GHz 중 적어도 하나일 수 있다.
제1투과 패턴(161)의 제2방향으로의 길이는 제2투과 패턴(162)의 직경과 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 제1투과 패턴(161)의 제2방향으로의 길이가 작아짐에 따라 제2투과 패턴(162)을 통해 투과되는 방사 신호의 세기는 커질 수 있다. 제2투과 패턴(162)의 직경이 작아짐에 따라 제2투과 패턴(162)을 통해 투과되는 방사 신호의 세기는 커질 수 있다. 제2투과 패턴(162)의 직경이 작아짐에 따라 제2투과 패턴(162)을 통해 투과되는 방사 신호는 더 멀리 방사될 수 있다.
도 17(c) 및 도 17(d)은 투과 안테나부가 제2기판(2001)의 양 측면 중 일 측면에 더 인접하게 형성된 것을 도시한 것이다. 도 17(c)와 도 17(d)는 투과 안테나부가 서로 다른 방향에 인접하게 형성된 것을 도시한 것이다. 도 17(c)를 참조하면, 제1투과 패턴(161)과 제2투과 패턴(162)은 제2기판(2001)의 양 측면 중 일 측면인 제1측면에 더 인접하게 배치될 수 있다. 제1투과 패턴(161)과 제2투과 패턴(162)은 제2기판(2001)의 중심 부분을 기준으로 일 방향에 더 치우치도록 배치될 수 있다. 제1투과 패턴(161)과 제2투과 패턴(162)은 서로 오버랩되도록 배치될 수 있다. 도 17(d)를 참조하면, 제1투과 패턴(161)과 제2투과 패턴(162)은 제2기판(2001, 2002)의 양 측면 중 타 측면인 제2측면에 더 인접하게 배치될 수 있다. 제1투과 패턴(161)과 제2투과 패턴(162)은 제2기판(2001, 2002)의 양 측면 중 일 측면에 더 인접하게 배치됨으로써 특정 방향을 향하는 지향성을 가질 수 있다.
도 17(c) 및 도 17(d)에서 제1투과 패턴(161)의 제1방향으로의 길이(O)는 9 mm 이상 15 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 12 mm 로 형성될 수 있다. 제2투과 패턴(162)을 이루는 각 원형의 중심 사이의 간격(N)은 3 mm 이상 7 mm 이하로 형성될 수 있고, 약 5 mm 로 형성될 수 있다. 상기에서 제2기판의 크기 및 각 패턴의 크기에 대한 한정은 예시적인 것에 불과하며, 특별히 이에 한정하는 것은 아니다.
제1투과 안테나부(160)의 제1투과 패턴(161) 및 제2투과 패턴(162)과 제2투과 안테나부(170)의 제1투과 패턴(161)과 제2투과 패턴(162)은 서로 동일한 형상 및 배치를 가질 수 있다. 제1투과 안테나부(160)의 제1투과 패턴(161) 및 제2투과 패턴(162)과 제2투과 안테나부(170)의 제1투과 패턴(161)과 제2투과 패턴(162)은 서로 다른 형상 및 배치를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1투과 안테나부(160)의 제1투과 패턴(161) 및 제2투과 패턴(162)은 도 17(a)와 같이 형성될 수 있고, 제2투과 안테나부(170)의 제1투과 패턴(161) 및 제2투과 패턴(162)은 도 17(b)와 같이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 제2투과 안테나부(170)에서 투과되는 방사 신호의 세기가 더 세므로 제2투과 안테나부(170) 쪽으로 지향성을 가질 수 있다.
또는, 제1투과 안테나부(160)의 제1투과 패턴(161) 및 제2투과 패턴(162)은 도 17(c)와 같이 형성될 수 있고, 제2투과 안테나부(170)의 제1투과 패턴(161) 및 제2투과 패턴(162)은 도 17(d)와 같이 형성될 수 있다. 이러한 경우, 투과 안테나부를 투과하는 방사 신호는 각 패턴이 치우친 방향 쪽으로 지향성을 가질 수 있다.
투과 안테나부(160, 170)를 이루는 제1투과 패턴(161, 171)과 제2투과 패턴(162, 172)의 면적, 패턴의 배열 간격, 패턴의 위치에 따라 방사 신호는 특정 방향에 대한 지향성을 가질 수 있다. 투과 패턴의 면적, 배열 간격 및 위치는 통신 장치(100)가 차량 내 배치되는 위치에 따라 다르게 설계될 수 있다. 이를 통해, 투과 안테나부(160, 170)는 특정 방향에 위치한 수신 기기에 방사 신호를 집중시킬 수 있다. 따라서, 투과 안테나부(160, 170)를 통해 송출 전력을 증폭하지 않으면서 신호 수신기에 전달되는 신호 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 정보 전송을 고속화하고, 신호 오류 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 불필요한 방향으로 신호를 방사하지 않기 때문에 신호 간섭을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치(100)가 차량의 좌측에 배치되는 경우, 투과 안테나부는 좌측 지향성을 갖도록 설계될 수 있다.
제1투과 패턴(161, 171)의 면적이 동일한 경우, 제2투과 패턴(162, 172)의 면적의 크기에 따라 제2투과 패턴(162, 172)을 통해 방사되는 신호의 세기는 달라질 수 있다. 제1투과 패턴(161, 171)의 면적이 동일한 경우, 제1투과 패턴(161, 171)을 통해 수신되는 신호의 크기는 동일하고, 수신된 신호는 전부 제2투과 패턴(162, 172)을 통해 방사되므로 제2투과 패턴(162, 172)의 면적이 작아질수록 제2투과 패턴(162, 172)을 통해 방사되는 신호의 세기는 커질 수 있다. 반대로, 제2투과 패턴(162, 172)의 면적이 커질수록 제2투과 패턴(162, 172)를 통해 방사되는 신호의 세기는 약해질 수 있다. 신호의 세기가 커진다는 의미는 신호가 도달하는 거리가 커짐을 의미할 수 있다.
제1투과 패턴(161, 171)의 면적이 동일하고, 제2투과 패턴(162, 172)의 각 면적이 동일한 경우, 제2투과 패턴(162, 172)의 배열 간격에 따라 제2투과 패턴(162, 172)를 통해 방사되는 신호의 커버리지가 달라질 수 있다. 제1투과 패턴(161, 171)의 면적이 동일하고, 제2투과 패턴(162, 172)의 각 면적이 동일한 경우, 제1투과 패턴(161, 171)을 통해 수신되는 신호의 크기는 동일하고, 수신된 신호는 전부 제2투과 패턴(162, 172)을 통해 방사되므로 제2투과 패턴(162, 172)의 배열 간격이 커짐에 따라 제2투과 패턴(162, 172)을 통해 방사되는 신호의 커버리지는 커질 수 있다. 반대로, 제2투과 패턴(162, 172)의 배열 간격이 작아질수록 제2투과 패턴(162, 172)를 통해 방사되는 신호의 커버리지는 작아질 수 있다. 신호의 커버리지가 커진다는 의미는 신호가 도달하는 영역의 크기가 커짐을 의미할 수 있다. 예를 들어, 방사되는 신호는 구 형태 또는 반구 형태로 방사될 수 있고, 신호의 커버리지가 커지는 경우, 구 형태 또는 반구 형태의 반지름이 커지는 것을 의미할 수 있다.
이하에서는 도 18 내지 도 25에 도시된 제2투과 패턴(162, 172)의 면적의 크기, 배열 간격, 배열 위치가 다양하게 변경 설계된 실시예와 각 실시예에 따른 방사 신호의 형태 및 신호 지향성에 대해 설명한다.
도 18은 제1투과 안테나부(160)의 제2투과 패턴(162)과 제2투과 안테나부(170)의 제2투과 패턴(172)의 원형 패턴이 동일한 직경 및 동일한 간격으로 형성된 것(A 영역)을 도시한 것이다. 도 19는 본 발명의 통신 장치가 도 18과 같은 형태인 경우, 통신 장치의 E-Field의 커버리지를 도시한 것이다. 도 19를 참조하면, 제1투과 안테나부(160)와 제2투과 안테나부(170)에 의한 E-Field은 동일한 크기 및 동일한 세기로 형성될 수 있다.
도 20은 제1투과 안테나부(160)의 제2투과 패턴(162)의 원형 패턴의 직경(A 영역)이 제2투과 안테나부(170)의 제2투과 패턴(172)의 원형 패턴의 직경(B 직경) 보다 크게 형성된 것을 도시한 것이다. 도 21은 본 발명의 통신 장치가 도 20과 같은 형태인 경우, 통신 장치의 E-Field의 커버리지를 도시한 것이다. 도 21을 참조하면, 제2투과 안테나부(170)에 의한 E-Field는 제1투과 안테나부(160)에 의한 E-Field 보다 더 먼 영역까지 더 강한 세기로 형성될 수 있다.
도 22는 제1투과 안테나부(160)의 제2투과 패턴(162)의 원형 패턴이 좌측 방향에 치우치도록 형성(D 영역)되고, 제2투과 안테나부(170)의 제2투과 패턴(172)의 원형 패턴이 우측 방향에 치우치도록 형성(C 영역)된 것을 도시한 것이다. 도 23은 본 발명의 통신 장치가 도 22와 같은 형태인 경우, 통신 장치의 E-Field의 커버리지를 도시한 것이다. 도 23을 참조하면, 제1투과 안테나부(160)에 의한 E-Field는 좌측 방향으로 편향되어 형성될 수 있고, 제2투과 안테나부(170)에 의한 E-Field는 우측 방향으로 편향되어 형성될 수 있다.
도 24는 제1투과 안테나부(160)의 제2투과 패턴(162)의 원형 패턴이 우측 방향으로 치우치도록 형성(C 영역)되고, 제2투과 안테나부(170)의 제2투과 패턴(172)의 원형 패턴이 우측 방향으로 치우치도록 형성(C 영역)된 것을 도시한 것이다. 도 25는 본 발명의 통신 장치가 도 24와 같은 형태인 경우, 통신 장치의 E-Field의 커버리지를 도시한 것이다. 도 25를 참조하면, 제1투과 안테나부(160)에 의한 E-Field는 우측 방향으로 편향되어 형성될 수 있고, 제2투과 안테나부(170)에 의한 E-Field는 우측 방향으로 편향되어 형성될 수 있다.
도 26 및 도 27은 제1기판(1000) 상에 제2기판(2001, 2002)의 배치를 변형한 것을 도시한 것이다. 제2기판(2001, 2002)은 방사하고자 하는 신호의 목표 방향에 따라 배치되는 위치와 각도는 변경될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)의 일부는 제1기판(1000) 상에 배치될 수 있고, 제2기판(2001, 2002)의 나머지는 제1기판(1000) 상에 배치되지 않을 수 있다. 제2기판(2001, 2002)의 일부는 제1기판(1000)과 오버랩될 수 있고, 제2기판(2001, 2002)의 일부는 제1기판(1000)과 오버랩되지 않을 수 있다.
제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)과 수직을 이루도록 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)과 예각을 형성하도록 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)은 제1기판(1000)과 둔각을 형성하도록 배치될 수 있다. 제2기판(2001, 2002)과 제1기판(1000)이 예각을 형성하는 경우, 안테나부(110, 120)와 투과 안테나부(160, 170) 사이의 거리는 가까워지므로 제2기판(2001, 2002)의 투과 안테나부(160, 170)를 통해 방사되는 신호의 세기는 세질 수 있다. 제2기판(2001, 2002)과 제1기판(1000)이 둔각을 형성하는 경우, 안테나부와 투과 안테나부 사이의 거리는 멀어지므로 제2기판(2001, 2002)의 투과 안테나부를 통해 방사되는 신호의 세기는 약해질 수 있다.
도 28은 제1투과 패턴(161, 171)과 제2투과 패턴(162, 172)을 서로 연결하는 라인의 길이에 따라 방사 신호가 위상차를 갖는 기술을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 제1안테나부(110)와 마주보도록 배치되는 제1투과 안테나부(160)를 중심으로 설명한다.
구체적으로, 도 28(a)는 복수의 제2투과 패턴(162)을 통해 방사되는 신호가 동일한 위상차를 갖도록 제1투과 패턴(161)과 연결된 것을 도시한 것이고, 도 28(b)는 복수의 제2투과 패턴(162)을 통해 방사되는 각 신호가 서로 다른 위상차를 갖도록 제1투과 패턴(161)과 연결된 것을 도시한 것이다.
복수의 제2투과 패턴(162) 각각은 제1투과 패턴(161)의 일 지점과 연결될 수 있다. 복수의 제2투과 패턴(162) 각각은 제1투과 패턴(161)의 서로 다른 지점과 연결될 수 있다. 복수의 제2투과 패턴(162) 중 일부는 제1투과 패턴(161)의 일 지점과 연결되고, 나머지는 제1투과 패턴(161)의 다른 지점과 연결될 수 있다. 복수의 제2투과 패턴(162) 각각은 제2기판(2001, 2002)을 구성하는 복수의 레이어를 관통하여 제1투과 패턴(161)의 일 지점과 연결될 수 있다. 복수의 제2투과 패턴(162)과 제1투과 패턴(161)을 연결하는 라인의 길이는 복수의 레이어를 관통하는 지점 및 배열의 다양성에 따라 달라질 수 있다.
도 28(a)을 참조하면, 복수의 제2투과 패턴(162) 각각은 제1투과 패턴(161)의 중심 부분과 연결될 수 있다. 복수의 제2투과 패턴(162) 각각은 제1투과 패턴(161)과 서로 다른 길이를 갖는 라인을 통해 연결될 수 있다. 여기서, 복수의 제2투과 패턴(162)과 제1투과 패턴(161)을 서로 연결하는 라인은 서로 다른 길이를 갖지만 복수의 제2투과 패턴(162)을 통해 투과되는 신호는 동일한 위상차를 가질 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 길이를 갖는 x1 라인, y1 라인, z1 라인을 통해 투과되는 신호는 동일한 위상차를 가질 수 있다.
도 28(b)를 참조하면, 복수의 제2투과 패턴(162) 각각은 제1투과 패턴(161)의 중심 부분을 기준으로 일측에 더 인접한 부분과 연결될 수 있다. 복수의 제2투과 패턴(162) 각각은 제1투과 패턴(161)과 서로 다른 길이를 갖는 라인을 통해 연결될 수 있다. 여기서, 복수의 제2투과 패턴(162)과 제1투과 패턴(161)을 서로 연결하는 서로 다른 길이를 갖고, 복수의 제2투과 패턴(162)을 통해 투과되는 신호는 서로 다른 위상차를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 18(b)에서 x2 라인을 통과한 신호의 위상차는 0도일 수 있고, y2 라인을 통과한 신호의 위상차는 15도일 수 있고, z2 라인을 통과한 신호의 위상차는 30도일 수 있고, p2 라인을 통과한 신호의 위상차는 45도일 수 있고, q2 라인을 통과한 신호의 위상차는 60도일 수 있다.
투과 안테나부(160, 170)를 투과하여 방사된 신호의 위상차가 달라지면 신호의 지연이 발생하게 되고, 이를 통해, 조향 빔 각도를 조절할 수 있다. 신호의 위상차 설계를 통해, 제1기판(1000)을 기준으로 상면 방향, 측면 방향, 하면 방향 등 다양한 방향으로 방사 신호를 조향할 수 있다. 복수의 제2투과 패턴(162, 172)과 제1투과 패턴(161, 171)을 연결하는 라인의 길이에 따라 방사 신호는 위상차가 달라지고, 지향성을 가질 수 있다. 복수의 제2투과 패턴(162, 172)과 제1투과 패턴(161, 171)을 연결하는 라인의 길이는 차량 내 통신 장치(100)가 배치되는 위치에 따라 다르게 설계될 수 있다. 예를 들어, 통신 장치(100)가 차량의 좌측에 배치되는 경우, 투과 안테나부는 좌측 지향성을 갖기 위하여 최적의 위상차를 갖도록 설계될 수 있다.
통신 장치(100)는 능동적인 신호의 위상차 변환을 위하여 위상차 변환기(Phase Shift)를 추가로 포함할 수 있다. 이를 통해, 차량 내 통신 장치(100)의 설치 이후에도 방사 신호의 각도를 조절할 수 있다. 위상차 변환기는 통신 모듈(200) 및 EVCC 부품과 통신하여 제2투과 패턴(162, 172)을 투과하는 방사 신호의 위상차를 변환할 수 있다.
MIMO(Multiple-Input Multipl-Output) 안테나 적용시, 인접한 안테나 간의 신호 간섭이 심할 경우, 각 안테나에서 방사되는 신호 및 수신되는 신호의 정확성이 낮아질 수 있다. 이에, 안테나 간의 '격리도'와 인접한 안테나의 방사 패턴 간섭도를 나타내는 '상관계수(ECC, Envelope Correlation Coefficient)'를 최적화하기 위한 설계가 필요하다.
MIMO 안테나인 안테나부(110, 120)는 통신 장치(100) 내의 EVCC 부품 및 통신 모듈(200)과의 관계를 고려하여, 제1기판(1000) 상의 가장자리 영역에 배치된다. MIMO 안테나는 한정된 공간인 통신 장치(100) 내에 배치되므로 안테나 간 이격 가능한 거리는 한계가 있다. 또한, 통신 장치(100) 내부에서 발생하는 전자기장의 신호 간섭 및 안테나 간 방사 신호에 따른 신호 간섭에 의해 주요 통신 신호의 주파수 대역인 2.4GHz에서 안테나 간 격리도 성능이 떨어지는 문제가 있다.
안테나의 통신 신호에 노이즈가 되는 신호 및 전자기장은 기판의 엣지 부분을 따라 흐르는 성질이 있다. 따라서, 기판 상 필컷부를 추가하여 엣지 부분을 증가시킴으로써 노이즈 신호의 세기를 감소시킬 수 있다.
통신 장치(100)는 제1안테나부(110) 및 제2안테나부(120) 사이에 배치되는 필컷부를 포함할 수 있다. 필컷부는 제1기판(1000)의 제2영역(1200)에 배치될 수 있다. 필컷부는 통신 모듈(200)의 일측과 마주보도록 배치되는 제1필컷부(310) 및 통신 모듈(200)의 타측과 마주보도록 배치되는 제2필컷부(320)를 포함할 수 있다. 제1필컷부(310)와 제2필컷부(320) 사이에는 통신 모듈(200)이 배치될 수 있다.
제1필컷부(310) 및 제2필컷부(320)는 라인 형상으로 형성될 수 있다. 제1필컷부(310)와 제2필컷부(320)는 서로 다른 형상으로 형성될 수 있다. 제1필컷부(310)는 제2필컷부(320)보다 짧은 라인 형상으로 형성될 수 있다. 제1필컷부(310)와 제2필컷부(320)는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 제1필컷부(310)는 제1기판(1000)의 제2영역(1200)에 라인 형상의 홀로 형성될 수 있다. 제1필컷부(310)는 제1영역(1100)과 연결되지 않을 수 있다. 제2필컷부(320)는 제1영역(1100)과 연결될 수 있다. 제2필컷부(320)는 제1안테나부(110)가 배치되는 영역과 제2안테나부(120)가 배치되는 영역을 연결하는 라인 형상으로 형성될 수 있다. 제2필컷부(320)는 서로 이격되는 2개의 제1영역(1100)을 연결하는 라인 형상으로 형성될 수 있다. 제2필컷부(320)는 제2영역(1200) 상에서 통신 모듈(200)이 배치되는 제3영역과 EVCC 부품이 배치되는 제4영역을 공간적으로 분리할 수 있다.
제1필컷부(310)는 중심 부분에 배치되는 접지 매칭 회로(311)를 포함할 수 있다. 접지 매칭 회로(311)는 제1안테나부(110)와 제2안테나부(120)로부터 동일한 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 접지 매칭 회로(311)는 통신 모듈(200)의 측면과 마주보도록 배치될 수 있다. 접지 매칭 회로(311)는 와이파이 통신 장치(100)와 이격되어 배치될 수 있다. 제2영역(1200)은 제1기판(1000)의 가장자리 영역과 이격되어 배치될 수 있다. 제2영역(1200)과 제1기판(1000)의 가장자리 영역 사이에는 필컷 영역이 형성될 수 있다. 접지 매칭 회로(311)는 제2영역(1200)과 제1기판(1000)의 가장자리 영역 사이의 필컷 영역과 연결될 수 있다.
도 29를 참조하면, 접지 매칭 회로(311)는 전원과 복수의 소자가 병렬로 연결되는 회로일 수 있다. 접지 매칭 회로(311)는 전원과 직렬로 연결되는 RS 저항, RS 저항에 직렬로 연결되는 L2 인덕터, RS 저항과 L2 인덕터의 분기 노드에 연결되는 C1 커패시터, L2 인덕터와 직렬로 연결되는 RL 저항, L2 인덕터와 RL 저항의 분기 노드에 연결되는 C3 커패시터를 포함할 수 있다. 접지 매칭 회로(311)는 RS 저항과 C1 커패시터는 1차 필터 기능을 할 수 있고, L2 인덕터와 C3 커패시터는 2차 필터 기능을 할 수 있고, RL 저항은 3차 필터 기능을 할 수 있다.
접지 매칭 회로(311)는 특정 대역의 주파수만 통과시키지 않는 대역 저지 여파기로 동작할 수 있다. 제1안테나부(110)에서 제2안테나부(120)으로 유기되는 전계와 제2안테나부(120)에서 제1안테나부(110)으로 유기되는 전계를 접지 매칭 회로(311)로 유기되게 하여 안테나 간 격리도를 개선할 수 있다.
접지 매칭 회로(311)를 이루는 전원 및 복수의 소자의 값은 특정 주파수의 노이즈를 필터링할 수 있도록 설계될 수 있다. 접지 매칭 회로(311)를 이루는 전원 및 복수의 소자의 값은 통신 장치(100)의 내외부 통신에 이용되는 신호의 메인 주파수와 대응되는 노이즈를 필터링할 수 있도록 설계될 수 있다. 통신 장치(100)에서 내외부 통신에 이용되는 신호는 2.4GHz 및 5GHz 중 적어도 하나의 주파수를 이용할 수 있다.
접지 매칭 회로(311)를 통해 메인 주파수에 해당하는 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다. 제1안테나부(110)에서 발생하는 메인 주파수에 해당하는 노이즈는 접지 매칭 회로(311)를 통해 필터링 및 접지되므로 제2안테나부(120)에 영향을 최소화할 수 있다. 제2안테나부(120)에서 발생하는 메인 주파수에 해당하는 노이즈는 접지 매칭 회로(311)를 통해 필터링 및 접지되므로 제1안테나부(110)에 영향을 최소화할 수 있다.
도 30은 2.4GHz 주파수에서 무선 통신 모듈의 기판 상에 분포되는 전계 강도를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 30(a)는 필컷부를 포함하지 않는 무선 통신 모듈의 기판 상에서 발생하는 전계 강도를 도시한 것이고, 도 30(b)는 필컷부를 포함하는 무선 통신 모듈의 기판 상에서 발생하는 전계 강도를 도시한 것이다. 도 30(a)를 참조하면, 기판의 엣지 부분과 서로 이격되어 있는 2개의 안테나에 전계가 강하게 형성되어 있다. 반면, 도 30(b)를 참조하면, 필컷부 인접한 영역에 전계가 분포되어 있고, 도 30(a) 대비 안테나에 분포된 전계 강도는 약한 것을 확인할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 기판의 제1영역에 배치되고 서로 이격되는 제1 및 제2안테나부;
    상기 기판의 제2영역에 배치되는 통신 모듈; 및
    상기 기판의 상기 제2영역에 배치되고 상기 제1 및 제2안테나부 사이에 배치되는 필컷부를 포함하는 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필컷부는 상기 통신 모듈의 일측과 마주보도록 배치되는 제1필컷부 및 상기 통신 모듈의 타측과 마주보도록 배치되는 제2필컷부를 포함하는 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1필컷부의 중심 부분에 배치되는 접지 매칭 회로를 포함하는 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접지 매칭 회로는 상기 제1 및 제2안테나부 중 적어도 하나에서 방사되는 신호의 주파수를 필터링하는 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제2영역은 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)가 배치되는 통신 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2필컷부는 상기 통신 모듈과 상기 EVCC 사이에 배치되는 통신 장치.
  7. 필컷 영역과 비필컷 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판의 상기 비필컷 영역에 배치되는 통신 모듈; 및
    상기 기판의 상기 필컷 영역에 배치되는 제1 및 제2안테나부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2안테나부는 상기 통신 모듈을 중심으로 대칭으로 배치되고,
    상기 비필컷 영역에 배치되고 상기 제1 및 제2 안테나부 사이에 배치되는 필컷부를 포함하는 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필컷부는 접지 매칭 회로를 포함하는 제1필컷부 및 상기 접지 매칭 회로를 포함하지 않는 제2필컷부를 포함하는 통신 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기판의 상기 비필컷 영역은 EVCC(Electric Vehicle Communication Controller)가 배치되고,
    상기 제2필컷부는 상기 통신 모듈과 상기 EVCC 사이에 배치되는 통신 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 접지 매칭 회로는 상기 제1 및 제2안테나부 중 적어도 하나에서 방사되는 신호의 주파수를 필터링하는 통신 장치.
KR1020220086607A 2022-07-13 2022-07-13 통신 장치 KR20240009293A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220086607A KR20240009293A (ko) 2022-07-13 2022-07-13 통신 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220086607A KR20240009293A (ko) 2022-07-13 2022-07-13 통신 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240009293A true KR20240009293A (ko) 2024-01-22

Family

ID=89716413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220086607A KR20240009293A (ko) 2022-07-13 2022-07-13 통신 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240009293A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120217817A1 (en) Tuning Electromagnetic Fields Characteristics for Wireless Energy Transfer Using Arrays of Resonant Objects
EP2916430B1 (en) Power transmission system
EP3647815A1 (en) Position alignment apparatus and method for wireless power transfer
EP3185360B1 (en) Multiband, monopole antenna assembly
US20100295743A1 (en) Antenna Structure With Reconfigurable Pattern And Manufacturing Method Thereof
US11353572B2 (en) Methods and apparatus utilizing multiple radars in object detection for wireless power transfer
EP2827450B1 (en) Dual antenna apparatus
KR20220123133A (ko) 차량에 배치되는 광대역 안테나
CN100468865C (zh) 复合天线
JP7279495B2 (ja) 車両用通信装置
KR20240009293A (ko) 통신 장치
KR20240009294A (ko) 통신 장치
KR20240009296A (ko) 통신 장치
KR20240009295A (ko) 통신 장치
KR20240009292A (ko) 통신 장치
JP4962407B2 (ja) アンテナ
JP2013051492A (ja) アンテナ装置
US20180131095A1 (en) Antenna for wave communication
KR20230156996A (ko) 무선 통신 모듈
KR20230151825A (ko) 무선 통신 모듈
KR20230106831A (ko) 무선 통신 모듈
KR20230106015A (ko) 무선 충전 제어 장치
Rahimian Microwave beamforming networks for intelligent transportation systems
CN114039202B (zh) 一种天线
US11444390B2 (en) Near-field communication and ultra high frequency device