WO2021112285A1 - Antenna system loaded in vehicle - Google Patents

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WO2021112285A1
WO2021112285A1 PCT/KR2019/017062 KR2019017062W WO2021112285A1 WO 2021112285 A1 WO2021112285 A1 WO 2021112285A1 KR 2019017062 W KR2019017062 W KR 2019017062W WO 2021112285 A1 WO2021112285 A1 WO 2021112285A1
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antenna
signal
band
circuit board
metal pattern
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PCT/KR2019/017062
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
유한필
유승우
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station

Definitions

  • the present invention relates to an antenna system mounted on a vehicle. More particularly, it relates to an antenna system having a broadband antenna so as to be operable in various communication systems, and a vehicle having the same.
  • Electronic devices may be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, the electronic device can be divided into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether the user can directly carry the electronic device.
  • the functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions for data and voice communication, photo and video shooting through a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and output of images or videos to the display unit.
  • Some terminals add an electronic game play function or perform a multimedia player function.
  • recent mobile terminals can receive multicast signals that provide broadcast and visual content such as video or television programs.
  • electronic devices have diversified functions, they are implemented in the form of multimedia devices equipped with complex functions, such as, for example, taking pictures or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
  • a wireless communication system using LTE communication technology has recently been commercialized for electronic devices to provide various services.
  • a wireless communication system using 5G communication technology will be commercialized in the future to provide various services.
  • some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
  • the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using the Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected that 5G communication service will be provided using millimeter wave (mmWave) band other than Sub6 band for faster data rate.
  • mmWave millimeter wave
  • a broadband antenna operating in both the LTE frequency band and the 5G Sub6 frequency band needs to be disposed in the vehicle other than the electronic device.
  • a wideband antenna such as a cone antenna has problems in that a vertical profile increases and weight increases as the overall antenna size, particularly, a height increases.
  • a broadband antenna such as a cone antenna may be implemented in a three-dimensional structure compared to a conventional planar antenna.
  • MIMO multiple input/output
  • an antenna system when such an antenna system is disposed in a vehicle, a plurality of antennas may be disposed.
  • an antenna operating in a low band (LB) of 600 MHz to 960 MHz has a problem that it is difficult to satisfy wideband performance in the corresponding band. have.
  • the present invention aims to solve the above and other problems.
  • another object is to improve the antenna performance while maintaining the height of the antenna system mounted in the vehicle below a certain level.
  • Another object of the present invention is to propose a structure for mounting an antenna system operable in a broadband in a vehicle to support various communication systems.
  • Another object of the present invention is to provide an antenna configuration capable of wideband operation in a low band (LB).
  • LB low band
  • Another object of the present invention is to provide an antenna configuration capable of improving radiation performance while operating in a wide band in a middle band (MB) and a high band (HB) in addition to the low band (LB).
  • MB middle band
  • HB high band
  • LB low band
  • an antenna system mounted on a vehicle includes: a circuit board configured to arrange a plurality of antennas; to radiate a first signal through a first metal pattern and a first slot printed on a first dielectric structure.
  • a first antenna configured to be connected to the circuit board through a first feeding unit; and a second antenna configured to be connected to the circuit board through a second feeder so as to radiate a second signal through a second metal pattern and a second slot on the second dielectric structure.
  • a transceiver circuit for controlling to radiate a signal through at least one of the first antenna and the second antenna may be further included.
  • the first antenna may operate in a first band corresponding to the low band LB, and may include a first portion and a second portion to be connected to one side and one end of the circuit board.
  • the second antenna may operate in a first band corresponding to the low band LB, and may include a first portion and a second portion to be connected to the other end and one end of the circuit board.
  • the transceiver is operatively coupled to the transceiver circuit, and the transmit/receive to perform multiple input/output (MIMO) in a first band corresponding to a low band (LB) through the first antenna and the second antenna. It may further include a baseband processor configured to control the sub-circuit.
  • MIMO multiple input/output
  • the first metal pattern formed under the first dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board.
  • the first power supply unit may be connected to a first signal line of a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  • the second metal pattern formed under the second dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board.
  • the second power supply unit may be connected to a second signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  • a fourth metal pattern printed on a fourth dielectric structure disposed at the other end of the circuit board and a fourth signal configured to radiate a fourth signal through a fourth slot are connected to the circuit board through a fourth feeder. 4 may further include an antenna.
  • the third metal pattern formed under the third dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board.
  • the fourth metal pattern formed under the fourth dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board.
  • the third power supply unit may be connected to a third signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  • the fourth power supply unit may be connected to a fourth signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  • the baseband processor is configured to perform multiple input/output (MIMO) in a second band corresponding to a middle band (MB) through the third antenna and the fourth antenna.
  • MIMO multiple input/output
  • MB middle band
  • the baseband processor performs carrier aggregation through a first signal of the first band received through the first antenna and a third signal of the second band received through the third antenna.
  • aggregation can be performed.
  • the baseband processor is configured to perform carrier aggregation (CA) through a second signal of the first band received through the second antenna and a fourth signal of the second band received through the fourth antenna. can be performed.
  • the fifth antenna may be disposed between the first antenna and the third antenna.
  • the sixth antenna may be disposed between the second antenna and the fourth antenna.
  • the fifth metal pattern formed under the fifth dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board.
  • the sixth metal pattern formed under the sixth dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board.
  • the fifth power supply unit may be connected to a fifth signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  • the fourth power supply unit may be connected to a sixth signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  • the baseband processor is configured to control the transceiver circuit to perform multiple input/output (MIMO) in a third band corresponding to a high band (MB) through the fifth antenna and the sixth antenna.
  • MIMO multiple input/output
  • the baseband processor performs carrier aggregation through a first signal of the first band received through the first antenna and a sixth signal of the third band received through the sixth antenna.
  • aggregation can be performed.
  • the baseband processor is configured to perform carrier aggregation (CA) through a second signal of the first band received through the second antenna and a fifth signal of the third band received through the fifth antenna. can perform
  • the first antenna to the sixth antenna may be configured to radiate the first signal to the sixth signal in an outward direction of the circuit board through the first slot to the sixth slot.
  • the first metal pattern to the sixth metal pattern may be formed on an outer surface of the first dielectric structure to the sixth dielectric structure. Meanwhile, the first to sixth metal patterns may not be formed on inner surfaces of the first to sixth dielectric structures.
  • At least one of the first signal line to the sixth signal line corresponding to the first feeding unit to the sixth power feeding unit includes a first signal pad and a second signal pad spaced apart from each other by a predetermined interval. can do.
  • a first matching element disposed between the first signal pad and the second signal pad may be included.
  • the apparatus may further include a second matching device disposed between the first signal pad and the ground metal pattern and a third matching device disposed between the second signal pad and the ground metal pattern.
  • At least one of the first feeder to the sixth feeder may be connected to the first signal pad. Meanwhile, the rest of the first to sixth power feeders may be connected to the second signal pad.
  • the radiation pattern of the antenna in the antenna system mounted on the vehicle can be improved in the horizontal direction.
  • the antenna system can be optimized with different antennas in the low band (LB) and other bands, and the antenna system can be arranged in an optimal configuration and performance within the roof frame of the vehicle.
  • LB low band
  • MIMO multiple input/output
  • diversity operations can be implemented in an antenna system of a vehicle using a plurality of antennas in a specific band.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention.
  • FIGS. 2A to 2C show a structure in which the antenna system can be mounted in the vehicle in the vehicle including the antenna system mounted on the vehicle according to the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram referenced for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows the configuration of a wireless communication unit of an electronic device or vehicle operable in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
  • 5A is a conceptual diagram illustrating a vehicle configured to communicate with a base station according to an example.
  • 5B illustrates an antenna and an antenna radiation pattern that may be mounted on a vehicle according to an example.
  • FIG. 6 illustrates an antenna system that may be mounted inside a vehicle roof frame according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7A is a perspective view of a plurality of antennas that may be disposed in an antenna system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7B is a perspective view of a plurality of antennas that may be disposed in the antenna system according to an exemplary embodiment, as viewed from another side.
  • FIG. 8A shows a configuration in which various types of antennas according to the present invention are connected to a circuit board through a power supply unit and arranged so that ground planes are interconnected.
  • FIG. 8B is an enlarged view of a configuration in which a power supply unit and a metal pattern of the antenna of FIG. 8A are connected to a circuit board.
  • FIG. 9 shows a configuration of different types of antennas according to an embodiment.
  • FIG. 10 illustrates a configuration in which a signal pad in a circuit board having an impedance matching circuit including a plurality of matching elements and a power supply unit of an antenna are connected according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in this specification can be applied.
  • Electronic devices described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation systems, and slate PCs.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • slate PCs slate PCs.
  • tablet PCs ultrabooks
  • wearable devices for example, watch-type terminals (smartwatch), glass-type terminals (smart glass), HMD (head mounted display), etc. may be included. have.
  • the vehicle-mounted antenna system referred to in this specification mainly refers to an antenna system disposed outside the vehicle, but may include a mobile terminal (electronic device) disposed inside the vehicle or possessed by a user riding in the vehicle. .
  • the electronic device may include a mobile terminal (electronic device) disposed inside the vehicle or carried by a user riding in the vehicle.
  • a vehicle on which a communication system such as an antenna system is mounted may be referred to as an electronic device.
  • the electronic device 100 includes a wireless communication unit 110 , an input unit 120 , a sensing unit 140 , an output unit 150 , an interface unit 160 , a memory 170 , a control unit 180 , and a power supply unit 190 . ) and the like.
  • the components shown in FIG. 1 are not essential for implementing the electronic device, and thus the electronic device described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication unit 110 among the components, between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 and an external server It may include one or more modules that enable wireless communication between them. Also, the wireless communication unit 110 may include one or more modules for connecting the electronic device 100 to one or more networks.
  • the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
  • the wireless communication unit 110 may include at least one of a 4G wireless communication module 111 , a 5G wireless communication module 112 , a short-range communication module 113 , and a location information module 114 .
  • the 4G wireless communication module 111 may transmit and receive a 4G signal with a 4G base station through a 4G mobile communication network. In this case, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to the 4G base station. In addition, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from the 4G base station.
  • Up-Link (UL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station.
  • Down-Link (DL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive a 5G signal with a 5G base station through a 5G mobile communication network.
  • the 4G base station and the 5G base station may have a Non-Stand-Alone (NSA) structure.
  • NSA Non-Stand-Alone
  • the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in a cell.
  • the 5G base station may be disposed in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
  • SA stand-alone
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive a 5G signal with a 5G base station through a 5G mobile communication network. In this case, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G reception signals from the 5G base station.
  • the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming.
  • the 5G frequency band the Sub6 band, which is a band below 6 GHz, may be used.
  • a millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication.
  • the electronic device 100 may perform beam forming for communication coverage expansion with a base station.
  • the 5G communication system may support a larger number of Multi-Input Multi-Output (MIMO) in order to improve transmission speed.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • UL MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station.
  • DL MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
  • the wireless communication unit 110 may be in a dual connectivity (DC) state with the 4G base station and the 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
  • DC dual connectivity
  • the dual connection with the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC).
  • EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means a 4G wireless communication system
  • NR is New Radio, which means a 5G wireless communication system.
  • the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput improvement is possible through inter-CA (Carrier Aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station In the EN-DC state, the 4G reception signal and the 5G reception signal may be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
  • inter-CA Carrier Aggregation
  • Short-range communication module 113 is for short-range communication, Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, NFC At least one of (Near Field Communication), Wireless-Fidelity (Wi-Fi), Wi-Fi Direct, and Wireless Universal Serial Bus (USB) technologies may be used to support short-range communication.
  • the short-distance communication module 114 between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 through wireless area networks (Wireless Area Networks) ) and a network in which another electronic device 100 or an external server is located may support wireless communication.
  • the local area network may be a local area network (Wireless Personal Area Networks).
  • short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
  • short-distance communication may be performed between electronic devices using a device-to-device (D2D) method without going through a base station.
  • D2D device-to-device
  • carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113
  • 4G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113
  • 5G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 .
  • the location information module 114 is a module for acquiring a location (or current location) of an electronic device, and a representative example thereof includes a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module.
  • GPS Global Positioning System
  • Wi-Fi Wireless Fidelity
  • the electronic device may acquire the location of the electronic device by using a signal transmitted from a GPS satellite.
  • the location of the electronic device may be acquired based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal.
  • AP wireless access point
  • the location information module 114 may perform any function of the other modules of the wireless communication unit 110 to obtain data on the location of the electronic device as a substitute or additionally.
  • the location information module 114 is a module used to obtain the location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the electronic device.
  • the electronic device utilizes the 5G wireless communication module 112
  • the 5G base station of the millimeter wave (mmWave) band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the electronic device.
  • the input unit 120 includes a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 or an audio input unit for inputting an audio signal, and a user input unit 123 for receiving information from a user, for example, , a touch key, a push key, etc.).
  • the voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a user's control command.
  • the sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, surrounding environment information surrounding the electronic device, and user information.
  • the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • G-sensor gyroscope sensor
  • motion sensor RGB sensor
  • infrared sensor IR sensor: infrared sensor
  • fingerprint sensor fingerprint sensor
  • ultrasonic sensor ultrasonic sensor
  • optical sensors eg, cameras (see 121)
  • microphones see 122
  • battery gauges environmental sensors (eg, barometers, hygrometers, thermometers, radiation detection sensors, It may include at least one of a thermal sensor, a gas sensor, etc.) and a chemical sensor (eg, an electronic nose, a healthcare sensor, a biometric sensor, etc.).
  • the electronic device disclosed in the present specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output unit 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151 , a sound output unit 152 , a haptip module 153 , and an optical output unit 154 . can do.
  • the display unit 151 may implement a touch screen by forming a layer structure with the touch sensor or being formed integrally with the touch sensor. Such a touch screen may function as the user input unit 123 providing an input interface between the electronic device 100 and the user, and may provide an output interface between the electronic device 100 and the user.
  • the interface unit 160 serves as a passage with various types of external devices connected to the electronic device 100 .
  • Such an interface unit 160 a wired / wireless headset port (port), an external charger port (port), a wired / wireless data port (port), a memory card (memory card) port, for connecting a device equipped with an identification module It may include at least one of a port, an audio input/output (I/O) port, a video input/output (I/O) port, and an earphone port.
  • the electronic device 100 may perform appropriate control related to the connected external device.
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the electronic device 100 .
  • the memory 170 may store a plurality of application programs (or applications) driven in the electronic device 100 , data for operation of the electronic device 100 , and commands. At least some of these application programs may be downloaded from an external server through wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the electronic device 100 from the time of shipment for basic functions (eg, incoming calls, outgoing functions, message reception, and outgoing functions) of the electronic device 100 . Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170 , installed on the electronic device 100 , and driven to perform an operation (or function) of the electronic device by the controller 180 .
  • the controller 180 In addition to the operation related to the application program, the controller 180 generally controls the overall operation of the electronic device 100 .
  • the controller 180 may provide or process appropriate information or functions to the user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170 .
  • controller 180 may control at least some of the components discussed with reference to FIG. 1 in order to drive an application program stored in the memory 170 . Furthermore, in order to drive the application program, the controller 180 may operate at least two or more of the components included in the electronic device 100 in combination with each other.
  • the power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the control unit 180 to supply power to each component included in the electronic device 100 .
  • the power supply 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the respective components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below. Also, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170 .
  • FIGS. 2A to 2C show a structure in which the antenna system can be mounted in the vehicle in the vehicle including the antenna system mounted on the vehicle according to the present invention.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate a configuration in which the antenna system 1000 is mounted on or within a roof of a vehicle.
  • FIG. 2C shows a structure in which the antenna system 1000 is mounted in a roof frame of a vehicle roof and a rear mirror.
  • the present invention in order to improve the appearance of a vehicle (vehicle) and preserve telematics performance in a collision, the existing Shark Fin antenna is replaced with a non-protruding flat antenna.
  • the present invention intends to propose an antenna in which an LTE antenna and a 5G antenna are integrated in consideration of 5G (5G) communication along with the existing mobile communication service (LTE) provision.
  • the antenna system 1000 is disposed on the roof of the vehicle.
  • a radome 2000a for protecting the antenna system 1000 from an external environment and an external impact when driving a vehicle may surround the antenna system 1000 .
  • the radome 2000a may be made of a dielectric material through which a radio wave signal transmitted/received between the antenna system 1000 and the base station may be transmitted.
  • the antenna system 1000 may be disposed within a roof structure of a vehicle, and may be configured such that at least a portion of the roof structure is made of a non-metal.
  • at least a part of the roof structure 2000b of the vehicle may be made of a non-metal, and may be made of a dielectric material through which a radio signal transmitted/received between the antenna system 1000 and the base station may be transmitted.
  • the antenna system 1000 may be disposed inside a roof frame of a vehicle, and at least a portion of the roof frame 2000c may be configured to be implemented with a non-metal.
  • at least a portion of the roof frame 2000c of the vehicle 300 may be made of a non-metal, and may be made of a dielectric material through which a radio signal transmitted/received between the antenna system 1000 and the base station may be transmitted.
  • FIG. 3 is a block diagram referenced to describe a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle 300 may include wheels rotated by a power source and a steering input device for controlling the traveling direction of the vehicle 300 .
  • the vehicle 300 may be an autonomous driving vehicle.
  • the vehicle 300 may be switched to an autonomous driving mode or a manual mode (a capital driving mode) based on a user input.
  • the vehicle 300 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on a user input received through the user interface device 310 .
  • the vehicle 300 may be switched to an autonomous driving mode or a manual mode based on driving situation information.
  • the driving situation information may be generated based on object information provided by the object detection apparatus 320 .
  • the vehicle 300 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on driving situation information generated by the object detection device 320 .
  • the vehicle 300 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on driving situation information received through the communication device 400 .
  • the vehicle 300 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on information, data, and signals provided from an external device.
  • the autonomous driving vehicle 300 may be operated based on a driving system.
  • the autonomous vehicle 300 may be operated based on information, data, or signals generated by the driving system, the vehicle taking-out system, and the parking system.
  • the autonomous driving vehicle 300 may receive a user input for driving through the driving manipulation device. Based on the user input received through the driving manipulation device, the vehicle 300 may be driven.
  • the overall length refers to the length from the front part to the rear part of the vehicle 300
  • the width refers to the width of the vehicle 300
  • the height refers to the length from the lower part of the wheel to the roof.
  • the overall length direction (L) is the standard direction for measuring the overall length of the vehicle 300
  • the full width direction (W) is the standard direction for measuring the full width of the vehicle 300
  • the total height direction (H) is the vehicle (300) may refer to a direction as a reference for measuring the total height.
  • the vehicle 300 may include a user interface device 310 , an object detection device 320 , a navigation system 350 , and a communication device 400 .
  • the vehicle may further include a sensing unit 361 , an interface unit 362 , a memory 363 , a power supply unit 364 , and a vehicle control unit 365 in addition to the above-described device.
  • the sensing unit 361 , the interface unit 362 , the memory 363 , the power supply unit 364 , and the vehicle control device 365 have low direct relevance to wireless communication through the antenna system 1000 according to the present invention. . Accordingly, a detailed description thereof will be omitted herein.
  • the vehicle 300 may further include other components in addition to the components described herein, or may not include some of the components described herein.
  • the user interface device 310 is a device for communication between the vehicle 300 and a user.
  • the user interface device 310 may receive a user input and provide information generated in the vehicle 300 to the user.
  • the vehicle 300 may implement User Interfaces (UIs) or User Experiences (UXs) through the user interface device 310 .
  • UIs User Interfaces
  • UXs User Experiences
  • the object detecting device 320 is a device for detecting an object located outside the vehicle 300 .
  • the object may be various objects related to the operation of the vehicle 300 .
  • the object may be classified into a moving object and a fixed object.
  • the moving object may be a concept including other vehicles and pedestrians.
  • the fixed object may be a concept including a traffic signal, a road, and a structure.
  • the object detection apparatus 320 may include a camera 321 , a radar 322 , a lidar 323 , an ultrasonic sensor 324 , an infrared sensor 325 , and a processor 330 .
  • the object detecting apparatus 320 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
  • the processor 330 may control the overall operation of each unit of the object detection apparatus 320 .
  • the processor 330 may detect and track the object based on the acquired image.
  • the processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to an object through an image processing algorithm.
  • the processor 330 may detect and track the object based on the reflected electromagnetic wave that is reflected by the object and returns.
  • the processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to the object based on the electromagnetic wave.
  • the processor 330 may detect and track the object based on the reflected laser light from which the transmitted laser is reflected by the object and returned.
  • the processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to the object based on the laser light.
  • the processor 330 may detect and track the object based on the reflected ultrasound reflected back by the transmitted ultrasound.
  • the processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to the object based on the ultrasound.
  • the processor 330 may detect and track the object based on the reflected infrared light reflected back by the transmitted infrared light.
  • the processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to the object based on the infrared light.
  • the object detecting apparatus 320 may include a plurality of processors 330 or may not include the processors 330 .
  • each of the camera 321 , the radar 322 , the lidar 323 , the ultrasonic sensor 324 , and the infrared sensor 325 may individually include a processor.
  • the object detection apparatus 320 may be operated under the control of the processor or the controller 370 of the apparatus in the vehicle 300 .
  • the navigation system 350 may provide location information of the vehicle based on information obtained through the communication device 400 , in particular, the location information unit 420 . Also, the navigation system 350 may provide a route guidance service to a destination based on current location information of the vehicle. In addition, the navigation system 350 may provide guide information about a surrounding location based on information obtained through the object detection device 320 and/or the V2X communication unit 430 . Meanwhile, it is possible to provide guidance information, autonomous driving service, etc. based on V2V, V2I, and V2X information obtained through the wireless communication unit 460 operating together with the antenna system 1000 according to the present invention.
  • the object detection apparatus 320 may be operated under the control of the controller 370 .
  • the communication apparatus 400 is an apparatus for performing communication with an external device.
  • the external device may be another vehicle, a mobile terminal, or a server.
  • the communication device 400 may include at least one of a transmit antenna, a receive antenna, a radio frequency (RF) circuit capable of implementing various communication protocols, and an RF element to perform communication.
  • RF radio frequency
  • the communication device 400 may include a short-range communication unit 410 , a location information unit 420 , a V2X communication unit 430 , an optical communication unit 440 , a broadcast transceiver 450 , and a processor 470 .
  • the communication device 400 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
  • the short-range communication unit 410 is a unit for short-range communication.
  • the short-range communication unit 410 Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, NFC (Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless) -Fidelity), Wi-Fi Direct, and wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology may be used to support short-distance communication.
  • the short-range communication unit 410 may form wireless area networks to perform short-range communication between the vehicle 300 and at least one external device.
  • the location information unit 420 is a unit for obtaining location information of the vehicle 300 .
  • the location information unit 420 may include a Global Positioning System (GPS) module or a Differential Global Positioning System (DGPS) module.
  • GPS Global Positioning System
  • DGPS Differential Global Positioning System
  • the V2X communication unit 430 is a unit for performing wireless communication with a server (V2I: Vehicle to Infra), another vehicle (V2V: Vehicle to Vehicle), or a pedestrian (V2P: Vehicle to Pedestrian).
  • the V2X communication unit 430 may include an RF circuit capable of implementing protocols for communication with infrastructure (V2I), vehicle-to-vehicle communication (V2V), and communication with pedestrians (V2P).
  • the optical communication unit 440 is a unit for performing communication with an external device via light.
  • the optical communication unit 440 may include an optical transmitter that converts an electrical signal into an optical signal and transmits the optical signal, and an optical receiver that converts the received optical signal into an electrical signal.
  • the light transmitter may be formed to be integrated with a lamp included in the vehicle 300 .
  • the broadcast transceiver 450 is a unit for receiving a broadcast signal from an external broadcast management server or transmitting a broadcast signal to the broadcast management server through a broadcast channel.
  • the broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel.
  • the broadcast signal may include a TV broadcast signal, a radio broadcast signal, and a data broadcast signal.
  • the wireless communication unit 460 is a unit that performs wireless communication with one or more communication systems through one or more antenna systems.
  • the wireless communication unit 460 may transmit and/or receive a signal to a device in the first communication system through the first antenna system.
  • the wireless communication unit 460 may transmit and/or receive a signal to a device in the second communication system through the second antenna system.
  • the first communication system and the second communication system may be an LTE communication system and a 5G communication system, respectively.
  • the first communication system and the second communication system are not limited thereto and can be extended to any different communication systems.
  • the antenna system 1000 operating in the first and second communication systems may be arranged on the roof, in the roof or in the roof frame of the vehicle 300 according to one of FIGS. 2A to 2C of the vehicle 300 .
  • the wireless communication unit 460 of FIG. 3 may operate in both the first and second communication systems, and may be combined with the antenna system 1000 to provide multiple communication services to the vehicle 300 .
  • the processor 470 may control the overall operation of each unit of the communication device 400 .
  • the communication device 400 may include a plurality of processors 470 or may not include the processors 470 .
  • the communication device 400 may be operated under the control of a processor or control unit 370 of another device in the vehicle 300 .
  • the communication device 400 may implement a vehicle display device together with the user interface device 310 .
  • the vehicle display device may be referred to as a telematics device or an AVN (Audio Video Navigation) device.
  • the communication device 400 may be operated under the control of the controller 370 .
  • processors and control unit 370 include one or more processors and control unit 370, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.
  • the vehicle 300 related to the present invention may operate in any one of a manual driving mode and an autonomous driving mode. That is, the driving mode of the vehicle 300 may include a manual driving mode and an autonomous driving mode.
  • the electronic device or vehicle includes a first power amplifier 210 , a second power amplifier 220 , and an RFIC 1250 .
  • the electronic device or vehicle may further include a modem (Modem, 1400) and an application processor (AP: Application Processor, 1450).
  • the modem (Modem, 1400) and the application processor (AP, 1450) are physically implemented on one chip, and may be implemented in a logically and functionally separated form.
  • the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
  • the electronic device or vehicle includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 210a to 240a in the receiver.
  • LNAs low noise amplifiers
  • the first power amplifier 210 , the second power amplifier 220 , the controller 1250 , and the plurality of low-noise amplifiers 210a to 240a are all operable in the first communication system and the second communication system.
  • the first communication system and the second communication system may be a 4G communication system and a 5G communication system, respectively.
  • the RFIC 1250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto and may be configured as a 4G/5G separate type according to an application.
  • the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, as well as the advantage that control signaling by the modem 1400 can be simplified.
  • the RFIC 1250 when configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively.
  • the RFIC 1250 when the difference between the 5G band and the 4G band is large, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 1250 may be configured as a 4G/5G separate type.
  • the RFIC 1250 when the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
  • the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and it is also possible to be physically implemented on a single chip.
  • the application processor (AP) 1450 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 1450 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 1400 .
  • the modem 1400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of the electronic device. Accordingly, the modem 1400 may operate the power circuits of the transmitter and the receiver in the low power mode through the RFIC 1250 .
  • PMIC power management IC
  • the application processor (AP) 1450 may control the RFIC 1250 through the modem 1400 as follows. For example, if the electronic device is in an idle mode, the RFIC through the modem 1400 so that at least one of the first and second power amplifiers 210 and 220 is operated in a low power mode or turned off (1250) can be controlled.
  • the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to provide wireless communication capable of low power communication.
  • the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to enable wireless communication with the lowest power. Accordingly, even if the throughput is somewhat sacrificed, the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 and the RFIC 1250 to perform short-range communication using only the short-range communication module 113 .
  • the modem 1400 may be controlled to select an optimal wireless interface.
  • the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery level and available radio resource information.
  • the application processor (AP) 1450 may receive the remaining battery level information from the PMIC and the available radio resource information from the modem 1400 . Accordingly, if the battery level and available radio resources are sufficient, the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 and the RFIC 1250 to receive through both the 4G base station and the 5G base station.
  • the transmitter and receiver of each radio system may be integrated into one transceiver. Accordingly, there is an advantage that a circuit part integrating two types of system signals in the RF front-end can be removed.
  • the front-end components can be controlled by the integrated transceiver, the front-end components can be more efficiently integrated than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
  • the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage that it is possible to control other communication systems as necessary, and thus system delay can be minimized, thereby enabling efficient resource allocation.
  • the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems.
  • the first and second power amplifiers 220 may operate in both the first and second communication systems.
  • one of the first and second power amplifiers 210 and 220 operates in the 4G band, and the other operates in the millimeter wave band. have.
  • 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2 .
  • 4x4 DL MIMO may be performed through the downlink (DL).
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band.
  • the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band.
  • each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
  • 2x2 MIMO implementation is possible using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas.
  • 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through the uplink (UL).
  • the 5G communication system is implemented as 1 Tx
  • only one of the first and second power amplifiers 210 and 220 may operate in the 5G band.
  • an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided.
  • a transmission signal may be branched in each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
  • a switch-type splitter or a power divider is built inside the RFIC corresponding to the RFIC 1250, there is no need for a separate component to be disposed outside, thereby improving component mountability.
  • SPDT single pole double throw
  • the electronic device or vehicle capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention may further include a duplexer 231 , a filter 232 , and a switch 233 .
  • the duplexer 231 is configured to mutually separate signals of a transmission band and a reception band. At this time, the signals of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 231 . On the other hand, signals of the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 210a and 240a through the second output port of the duplexer 231 .
  • the filter 232 may be configured to pass a signal of a transmission band or a reception band and block a signal of the remaining band.
  • the filter 232 may include a transmit filter connected to a first output port of the duplexer 231 and a receive filter connected to a second output port of the duplexer 231 .
  • the filter 232 may be configured to pass only a signal of a transmission band or only a signal of a reception band according to the control signal.
  • the switch 233 is configured to transmit either only a transmit signal or a receive signal.
  • the switch 233 may be configured in a single pole double throw (SPDT) type to separate a transmission signal and a reception signal using a time division multiplexing (TDD) method.
  • the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in the form of a circulator.
  • the switch 233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD: Time Division Duplex) scheme.
  • FDD Fre Division Duplex
  • the switch 233 may be configured in a double pole double throw (DPDT) type to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively.
  • DPDT double pole double throw
  • the electronic device or vehicle according to the present invention may further include a modem 1400 corresponding to a control unit.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be referred to as a first controller (or first processor) and a second controller (second processor), respectively.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be implemented as physically separate circuits.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be physically or logically divided into one circuit.
  • the modem 1400 may control and process signals for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 1250 .
  • the modem 1400 may be obtained through control information received from the 4G base station and/or the 5G base station.
  • the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the modem 1400 may control the RFIC 1250 to transmit and/or receive a signal through the first communication system and/or the second communication system in a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 1250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. Also, the RFIC 1250 may control receiving circuits including the first to fourth low-noise amplifiers 210a to 240a to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
  • FIG. 5A is a conceptual diagram illustrating a vehicle configured to communicate with a base station according to an example.
  • FIG. 5B shows an antenna and an antenna radiation pattern that may be mounted on a vehicle according to an example.
  • a vehicle 300 on a road may perform wireless communication with different base stations 600 and 700 .
  • the different base stations 600 and 700 may be base stations that perform 4G/5G wireless communication.
  • the vehicle 300 may perform wireless communication by performing handover between the first base station 600 and the second base station 700 .
  • the vehicle 300 may be in a dual connectivity (DC) state in which both the first base station 600 and the second base station 700 maintain a connected state.
  • one of the first base station 600 and the second base station 600 may be a base station of the first communication system, and the other may be a base station of the second communication system.
  • the vehicle 300 may request antenna characteristics of an omni-directional radiation pattern for communication with a GSM/LTE/5G base station.
  • the antenna currently mounted on the vehicle is an antenna of a monopole structure inside an external shark antenna module.
  • Such an external shark antenna module may protrude into the vehicle.
  • the external shark antenna module does not have enough space for the plurality of antennas to perform multiple input/output (MIMO) while covering the broadband of the plurality of communication systems.
  • MIMO multiple input/output
  • the antenna system according to the present invention needs to be designed with a plurality of antennas to perform multiple input/output (MIMO) while minimizing the height protruding to the outside.
  • MIMO multiple input/output
  • the requirements of the vehicle antenna system according to the present invention are as follows.
  • low elevation i.e. mean gain -2dB in the range of 70 to 90 degrees of elevation. That is, the average gain corresponding to the performance of horizontal radiation in the almost horizontal direction corresponding to low elevation is -2dB.
  • An antenna structure is required for improving antenna performance without additional height increase for securing antenna performance.
  • the low band (LB) antenna issue is as follows. In the on-ground environment of the vehicle and the design space of the antenna height of 17 mm or less, the beam peak is formed vertically, so it is difficult to satisfy the low elevation performance.
  • the shark antenna having a low elevation characteristic at less than 1 GHz may be located in an area outside the vehicle.
  • the vehicle antenna to be implemented in the present invention needs to be implemented to have a low height of 17 mm or less.
  • the present invention intends to propose a slot antenna module structure for a low-profile structure and an omni-directional radiation pattern.
  • FIG. 6 illustrates an antenna system that may be mounted inside a vehicle roof frame according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7A is a perspective view of a plurality of antennas that may be disposed in an antenna system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7B is a perspective view viewed from another side of a plurality of antennas that may be disposed in the antenna system according to an embodiment.
  • FIG. 8A shows a configuration in which various types of antennas according to the present invention are connected to a circuit board through a power feeding unit, and a ground plane is arranged to be interconnected.
  • FIG. 8B is an enlarged view of a configuration in which a power feeding unit and a metal pattern of the antenna of FIG. 8A are connected to a circuit board.
  • the concept of the present invention is to modularize a slot antenna having an omni-directional radiation pattern as described above for each band/structure as shown in FIGS. 7A to 8B .
  • the shape of the dielectric structure may be a rectangular parallelepiped shape such as a wall shape, but is not limited thereto and may be changed to various shapes.
  • the low-band (LB) antenna may have a rectangular parallelepiped shape bent at a predetermined angle, for example, substantially 90 degrees.
  • the structural and technical differences of the slot antenna according to the present invention are as follows. In order to mount an omni-directional antenna inside a vehicle roof, a low profile structural characteristic is required.
  • the present invention intends to propose an antenna system including a plurality of antennas having a slot antenna structure that can be implemented in a low-profile, low-profile structure even inside a vehicle roof.
  • a vehicle including the antenna system 1000 includes a metal region corresponding to a vehicle roof frame.
  • the vehicle may further include a non-metal region formed in the roof frame and formed to surround the periphery of the metal region.
  • the antenna system 1000 that may be mounted on a vehicle includes a circuit board (PCB), a plurality of antennas 1100 , a transceiver circuit 1250 , and a baseband processor 1400 . It may be configured to include
  • a circuit board may be configured such that a plurality of antennas 1100 are disposed.
  • the plurality of antennas 1100 may include first and second antennas LB_ANT1 , LB_ANT2 , 1100-1 and 1100-2 operating in a low band (LB).
  • the plurality of antennas 1100 may further include third and fourth antennas MB_ANT3, MB_ANT4, 1100-3, and 1100-4 operating in a middle band (MB).
  • the plurality of antennas 1100 may further include fifth and sixth antennas HB_ANT5, HB_ANT6, 1100-5, and 1100-6 operating in a high band (HB).
  • the low band LB may be considered to include 650 MHz to 900 MHz or 600 MHz to 960 MHz.
  • the low band LB is not limited thereto and may be changed according to applications.
  • the middle band (MB) may be regarded as a frequency band starting from 1400 MHz, but is not limited thereto and may be changed according to applications.
  • the high band (HB) is a band higher than the middle band (MB) and may be regarded as a frequency band starting from 2500 MHz, but is not limited thereto and may be changed according to applications.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 radiate a first signal through a first metal pattern M1 and a first slot S1 printed on a first dielectric structure.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured to be connected to the circuit board PCB through the first feeding unit F1.
  • the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 may be configured to radiate the second signal through the second metal pattern M2 and the second slot S2 printed on the second dielectric structure.
  • the first signal and the second signal may be signals of the first band corresponding to the low band LB.
  • the first slot S1 corresponding to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second slot S2 corresponding to the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 are slots implemented in the ground plane. It can operate similarly to an antenna. This is because the first metal M1 and the second metal M2 are connected to the ground of the circuit board PCB.
  • the (+) terminal and the (-) terminal are connected to the upper and lower metal regions through the slot.
  • the ⁇ /2-length slot has the same characteristics as the ⁇ /2-length dipole rotated by 90 degrees in the E-field direction and radiation pattern.
  • this slot antenna structure may satisfy the antenna radiation characteristics for GSM/LTE/5G Sub 6 required by the vehicle.
  • the slot antenna implemented on the above-described metal ground plane is similarly applicable to a medium-band (MB) antenna and a high-band (HB) antenna. Accordingly, the third slot S3 to the sixth slot S6 may also operate as slot antennas implemented on the metal ground plane as described above.
  • the transceiver circuit 1250 may control to radiate a signal through at least one of the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2.
  • the baseband processor 1400 is operatively coupled to the transceiver circuit 1250 and may perform multiple input/output (MIMO) in the first band corresponding to the low band LB.
  • MIMO multiple input/output
  • the baseband processor 1400 uses the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) in the first band through the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2.
  • MIMO multiple input/output
  • the plurality of antennas 1100 according to the present invention may be configured in different shapes depending on the operating band.
  • FIG. 9 shows a configuration of different types of antennas according to an embodiment.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured as a first type antenna 1100a. Accordingly, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 operate in a first band corresponding to the low band LB, and the first part P1 and the first antenna are connected to one side and one end of the circuit board PCB. It may be composed of two parts (P2).
  • the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 may also be configured as the first type antenna 1100a. Accordingly, the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 operate in the first band corresponding to the low band LB, and the first portion P1 and the second antenna are connected to the other side and one end of the circuit board PCB. It may be composed of two parts (P2).
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 operating in the same band may be disposed on different sides of the circuit board PCB. Accordingly, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 may reduce interference levels and improve isolation.
  • the lengths of the slots S1 and S2 composed of the first part P1 and the second part P2 are It may be set to 1/2 of a wavelength corresponding to the first band, which is the low band LB.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 are composed of a first part P1 and a second part P2, so that the arrangement design with other antennas in a limited space is easy. It can be easily configured.
  • the first metal pattern M1 formed under the first dielectric structure may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the first power supply unit F1 may be connected to a first signal line SL1 in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the second metal pattern M2 formed under the second dielectric structure may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the second power supply unit F2 may be connected to the second signal line SL2 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the antenna operating in the middle band (MB) according to the present invention may also be disposed on the circuit board (PCB) together with the low band (LB) antenna.
  • the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 may be configured to radiate the third signal through the third metal pattern M3 and the third slot S3 printed on the third dielectric structure.
  • the third dielectric structure of the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 is disposed at one end of the circuit board, and the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 are connected to the circuit board PCB and the third feeding part. It may be configured to be connected via (F3).
  • the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 may be configured to radiate the fourth signal through the fourth metal pattern M4 and the fourth slot S4 printed on the fourth dielectric structure.
  • the fourth dielectric structure of the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 is disposed at the other end of the circuit board, and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 are connected to the circuit board PCB and the fourth feeding part. It may be configured to be connected via (F4).
  • the third signal and the fourth signal may be signals of the second band corresponding to the middle band (MB).
  • the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 operating in the same band may be disposed at different ends of the circuit board PCB. Accordingly, the third antennas MB_ANT3 and 1100-3 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 may reduce interference levels and improve isolation.
  • the third metal pattern M3 formed under the third dielectric structure of the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the fourth metal pattern M4 formed under the fourth dielectric structure of the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the third power feeding part F3 may be connected to the third signal line SL3 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the fourth power supply unit F4 may be connected to the fourth signal line SL4 in the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • MIMO Multiple input/output
  • the baseband processor 1400 is operatively coupled to the transceiver circuit 1250 and the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) in the second band corresponding to the middle band (MB).
  • MIMO multiple input/output
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) in the second band through the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 .
  • carrier aggregation may be performed to increase communication capacity.
  • the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through the first signal of the first band and the third signal of the second band. That is, the baseband processor 1400 configures the first signal of the first band received through the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second signal of the second band received through the third antenna MB_ANT3 and 1100-3.
  • Carrier aggregation (CA) may be performed through 3 signals.
  • carrier aggregation will be performed using the third antennas MB_ANT3 and 1100-3 spaced apart from the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1.
  • CA carrier aggregation
  • carrier aggregation may be performed through other antennas.
  • the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through the second signal of the first band and the fourth signal of the second band. That is, the baseband processor 1400 configures the second signal of the first band received through the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 and the second signal of the second band received through the fourth antenna MB_ANT4 and 1100-4.
  • Carrier aggregation (CA) may be performed through 4 signals.
  • carrier aggregation is to be performed using the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 spaced apart from the adjacent third antennas MB_ANT3 and 1100-3.
  • CA carrier aggregation
  • the baseband processor 1400 may perform multiple input/output (MIMO) using carrier-aggregated signals.
  • MIMO multiple input/output
  • the baseband processor 1400 obtains first information through the first signal of the first band and the fourth signal of the second band, and through the second signal of the first band and the third signal of the second band Second information may be obtained.
  • the baseband processor 1400 may reduce the level of interference between MIMO streams while performing DL-MIMO on the carrier-aggregated signal.
  • the baseband processor 1400 controls to receive the first CA signal through the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1.
  • the baseband processor 1400 controls to simultaneously receive the second CA signal through the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 adjacent to each other.
  • the baseband processor 1400 may reduce the level of interference between MIMO streams while performing UL-MIMO on the carrier-aggregated signal.
  • the baseband processor 1400 controls to transmit the first CA signal through the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1.
  • the baseband processor 1400 controls to simultaneously transmit the second CA signal through the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and the adjacent third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 .
  • the antenna operating in the high band (HB) according to the present invention may also be disposed on the circuit board (PCB) together with the low band (LB) antenna and/or the middle band (MB).
  • the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 are configured to radiate a fifth signal through the fifth metal pattern M5 and the fifth slot S5 printed on the fifth dielectric structure.
  • the fifth dielectric structure of the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 is disposed at one end of the circuit board PCB and is configured to be connected to the circuit board PCB and the fifth power supply unit F5 . can be
  • the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be configured to radiate the sixth signal through the sixth metal pattern M6 and the sixth slot S6 printed on the sixth dielectric structure.
  • the sixth dielectric structure of the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 is disposed at the other end of the circuit board, and the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 are connected to the circuit board PCB and the sixth feeding part. It may be configured to be connected via (F6).
  • the fifth signal and the sixth signal may be signals of the third band corresponding to the high band HB.
  • the third antennas MB_ANT3 and 1100-3 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6 may be configured as a second type antenna 1100b. Accordingly, the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 to the sixth antenna HB_ANT6 and 1100 - 6 may be configured in a straight line to be disposed only in one area of the circuit board PCB.
  • the low-band (LB) antennas such as the first antenna (LB_ANT1, 1100-1) and the second antenna (LB_ANT2, 1100-2) are disposed on both the side surface and the end of the circuit board (PCB) in the first part ( It may be composed of P1) and the second part P2.
  • the length of the first slot S1 to the sixth slot S6 may be set to be half the length of the wavelength of the corresponding band, thereby forming a resonance length. Accordingly, the antenna length may be determined by the length of the first slot S1 to the sixth slot S6 rather than the length of the first metal pattern M1 to the sixth metal pattern M6 to have broadband characteristics. Meanwhile, in order to reduce the area occupied by the low-band (LB) antenna, the dielectric constants of the first and second dielectric structures may be selected as dielectrics having a higher permittivity than that of other dielectric structures.
  • the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5 and the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6 operating in the same band may be disposed at different ends of the circuit board PCB. Accordingly, the fifth antenna HB_ANT5 and 1100-5 and the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6 may reduce the interference level and improve the isolation.
  • the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 may be disposed between the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 . Accordingly, by allowing adjacent antennas to operate in different bands, interference caused by adjacent antennas of the same band can be prevented.
  • the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be disposed between the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 . Accordingly, by allowing adjacent antennas to operate in different bands, interference caused by adjacent antennas of the same band can be prevented.
  • the fifth metal pattern M5 formed under the fifth dielectric structure of the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the sixth metal pattern M6 formed under the sixth dielectric structure of the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the fifth power feeding unit F5 may be connected to the fifth signal line SL5 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the sixth power supply unit F6 may be connected to the sixth signal line SL6 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the baseband processor 1400 is operatively coupled to the transceiver circuit 1250 and the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) in the third band corresponding to the high band (HB). can control
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) in the third band through the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5 and the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6.
  • carrier aggregation may be performed to increase communication capacity.
  • the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through the first signal of the first band and the sixth signal of the third band. That is, the baseband processor 1400 configures the first signal of the first band received through the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the third band of the third band received through the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6. It is possible to perform carrier aggregation (CA) through 6 signals.
  • carrier aggregation will be performed using the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6 spaced apart from the adjacent fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5. can Accordingly, it is possible to reduce the level of interference between adjacent bands during carrier aggregation (CA).
  • carrier aggregation may be performed through other antennas.
  • the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through the second signal of the first band and the fourth signal of the second band. That is, the baseband processor 1400 configures the second signal of the first band received through the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 and the second signal of the third band received through the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5.
  • Carrier aggregation (CA) may be performed through 5 signals.
  • carrier aggregation is to be performed using the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 spaced apart from the adjacent sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 .
  • CA carrier aggregation
  • the baseband processor 1400 may perform multiple input/output (MIMO) using carrier-aggregated signals.
  • MIMO multiple input/output
  • the baseband processor 1400 obtains first information through the first signal of the first band and the fifth signal of the third band, and through the second signal of the first band and the sixth signal of the third band Second information may be obtained.
  • the baseband processor 1400 may reduce the level of interference between MIMO streams while performing DL-MIMO on the carrier-aggregated signal.
  • the baseband processor 1400 controls to receive the first CA signal through the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1.
  • the baseband processor 1400 controls the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and adjacent sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 to simultaneously receive the second CA signal.
  • the baseband processor 1400 may reduce the level of interference between MIMO streams while performing UL-MIMO on the carrier-aggregated signal.
  • the baseband processor 1400 controls to transmit the first CA signal through the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1.
  • the baseband processor 1400 controls the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and adjacent sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 to simultaneously transmit the second CA signal.
  • wireless communication with an entity outside the vehicle in the vehicle in the low band (LB), the middle band (MB) and the high band (HB) through the antenna system 1000 having a plurality of antennas 1100 according to the present invention can be performed.
  • the plurality of antennas 1100 of the antenna system 1000 that may be mounted inside the vehicle roof frame may be configured to radiate signals in an outward direction.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6 radiate the first to sixth signals through the first slots S1 to S6.
  • the first to sixth signals may be radiated outward through the first to sixth slots S1 to S6 formed in the outward direction of the circuit board PCB.
  • the first metal patterns M1 to the sixth metal patterns M6 have the first dielectric structures to the sixth dielectrics. It may be formed on the outer surface of the structure. On the other hand, the first to sixth metal patterns M1 to M6 may not be formed on inner surfaces of the first to sixth dielectric structures.
  • the first metal patterns M1 to the sixth metal patterns M6 have the first dielectric structures to the sixth dielectrics. It may also be formed on the inner surface of the structure. Meanwhile, even when the first metal pattern M1 to the sixth metal pattern M6 are formed on the inner surface, the signal must be radiated only in the outward direction. To this end, the first slots S1 to the sixth slots S6 should be formed only on the outer surfaces of the first to sixth dielectric structures.
  • the power feeding unit of the plurality of antennas 1100 according to the present invention may be impedance matched through a signal line of a circuit board and a matching element.
  • FIG. 10 illustrates a configuration in which a signal pad in a circuit board having an impedance matching circuit including a plurality of matching elements and a power supply unit of an antenna are connected according to an exemplary embodiment.
  • the impedance matching circuit may include a first matching element MS1 disposed between the first signal pad and the second signal pad. Also, the impedance matching circuit may further include a second matching element MS2 disposed between the first signal pad and the ground metal pattern. Also, the impedance matching circuit may further include a third matching element MS3 disposed between the second signal pad and the ground metal pattern. Accordingly, the first matching element MS1 may be disposed to connect signal pads in the dielectric region DR. On the other hand, the second matching element MS2 and the third matching element MS3 may be disposed to connect each signal pad and the ground region in the dielectric region DR.
  • the present invention has an advantage that impedance matching can be performed by selecting the first matching elements MS1 to MS3 having different inductance and capacitance values for each band.
  • at least one of the first feeding units F1 to F6 may be connected to the first signal pad.
  • the rest of the first feeding part F1 to the sixth feeding part F6 may be connected to the second signal pad.
  • the impedance matching characteristic can be optimized by slightly varying the position of the feeding unit of each antenna to an arbitrary position between the first signal pad and the second signal pad.
  • the plurality of antennas 1100-1 to 1100-6 operating in the low-band (LB), middle-band (MB), and high-band (HB) according to the present invention includes the transceiver circuit 1250 and the may be operatively coupled.
  • the transceiver circuit 1250 may be disposed on the front or rear surface of the circuit board PCB.
  • the transceiver circuit 1250 may be connected to the power supply units F1 to F6 of each antenna through a signal pad formed in a dielectric region on the front surface of the circuit board (PCB).
  • the transceiver circuit 1250 may control to radiate a signal through at least one of the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6.
  • the transceiver circuit 1250 may be a radio frequency integrated chip (RFIC) including a power amplifier and a low noise amplifier.
  • RFIC radio frequency integrated chip
  • the baseband processor 1400 may be connected to the transceiver circuit 1250 to control the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 performs multiple input/output (MIMO) and/or carrier aggregation (CA) through the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6. can be configured.
  • MIMO multiple input/output
  • CA carrier aggregation
  • the baseband processor 1400 may be configured to control the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) through the first and second antennas LB ANT1 and LB ANT2 in the first frequency band. . In addition, the baseband processor 1400 may be configured to control the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) through the third and fourth antennas MB ANT1 and MB ANT2 in the second frequency band. . In addition, the baseband processor 1400 may be configured to control the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) through the fifth and sixth antennas HB ANT1 and HB ANT2 in the third frequency band. . In this regard, the interval between antennas for performing MIMO may be set to be at least 5 times or more of the operating frequency.
  • the antenna system 1000 that can be mounted on a vehicle according to an aspect of the present invention has been described.
  • a vehicle equipped with the antenna system 100 according to another aspect of the present invention will be described.
  • the description of the above-described antenna system may also be applied to a vehicle, and the description of a vehicle on which the antenna system is mounted may also be applied to the above-described antenna system.
  • FIG. 3 shows a configuration of a vehicle having the antenna system according to an example of FIGS. 1 to 2C and FIGS. 4 to 10 .
  • the vehicle 300 may include the antenna system 1000 constituting at least a part of the communication device 400 .
  • the vehicle 300 may include an object detection device, a navigation system, or the like, or a telematics module (TCU) that interworks with them.
  • the telematics module (TCU) may include various components other than the object detection apparatus as shown in FIG. 3 .
  • the antenna system 1000 mounted on the vehicle according to the present invention is a transceiver for controlling to radiate a signal through at least one of the first antenna (LB_ANT1, 1100-1) to the sixth antenna (HB_ANT6, 1100-6) circuit 1250 may be included.
  • the antenna system mounted on the vehicle according to the present invention may further include a baseband processor 1400 configured to communicate with at least one of an adjacent vehicle, a Road Side Unit (RSU), and a base station through the transceiver circuit 1250.
  • RSU Road Side Unit
  • the present invention when it is necessary to simultaneously receive information from various entities such as an adjacent vehicle, an RSU, or a base station for autonomous driving, etc., there is an advantage that broadband reception is possible through MIMO. Accordingly, the vehicle can receive different information from various entities at the same time to improve the communication capacity. Accordingly, the communication capacity can be improved through the MIMO operation without extending the bandwidth in the vehicle.
  • the vehicle may simultaneously receive the same information from various entities at the same time, improving reliability for surrounding information and reducing latency.
  • URLLC Ultra Reliable Low Latency Communication
  • a base station performing scheduling may preferentially allocate a time slot for a vehicle operating as a URLLC UE. For this, some of the specific time-frequency resources already allocated to other UEs may be punctured.
  • the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2 of the antenna system of the present invention may operate as radiators in the low band LB, which is the first frequency band.
  • the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4 may operate as radiators in a second frequency band higher than the first frequency band.
  • the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6 may operate as radiators in a third frequency band higher than the second frequency band.
  • the baseband processor 1400 receives the first signal of the first band through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2, and receives at least one of the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4.
  • the transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the second signal of the second band through one.
  • the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the first band and the second band are combined.
  • CA carrier aggregation
  • the baseband processor 1400 receives the first signal of the first band through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2, and receives at least one of the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6.
  • the transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the third signal of the third band through . Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the first band and the third band are combined.
  • CA carrier aggregation
  • the baseband processor 1400 receives the second signal of the second band through at least one of the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4, and receives at least one of the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6.
  • the transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the third signal of the third band through . Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the second band and the third band are combined.
  • CA carrier aggregation
  • the vehicle may perform Enhanced Mobile Broad Band (eMBB) communication and the vehicle may operate as an eMBB UE.
  • eMBB Enhanced Mobile Broad Band
  • a base station performing scheduling may allocate a wideband frequency resource for a vehicle operating as an eMBB UE.
  • carrier aggregation (CA) may be performed on spare frequency bands except for the frequency resources already allocated to other UEs.
  • the broadband antenna system according to the present invention may be mounted on a vehicle in the structure shown in FIGS. 2A to 2C . That is, the vehicle on which the broadband antenna system is mounted may be mounted on the vehicle roof, inside the roof, or inside the roof frame as shown in FIGS. 2A to 2C .
  • the vehicle 300 on which the broadband antenna system according to the present invention is mounted is equipped with the antenna system 1000 , and the antenna system 1000 is provided by itself or the communication device 400 . It is possible to perform short-distance communication, wireless communication, and V2X communication.
  • the baseband processor 1400 may control the antenna system 1000 to receive signals from, or transmit signals to, adjacent vehicles, RSUs, and base stations through the antenna system 1000 .
  • the baseband processor 1400 may control the communication device 400 to receive signals from, or transmit signals to, adjacent vehicles, RSUs, adjacent things, and base stations through the communication device 400 .
  • the information on the adjacent object may be acquired through an object detection device such as the camera 331 , the radar 332 , the lidar 333 , and the sensors 334 and 335 of the vehicle 300 .
  • the baseband processor 1400 may control the communication device 400 and the antenna system 1000 to receive signals from, or transmit signals to, adjacent vehicles, RSUs, adjacent objects, and base stations.
  • the vehicle 300 including the antenna system 1000 includes a plurality of antennas LB_ANT1 to HB_ANT6 or 1100-1 to 1100-6, and a transceiver circuit 1250 . and a baseband processor 1400 .
  • the baseband processor 1400 receives the first signal of the first band through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2, and through at least one of the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4.
  • the transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the second signal of the second band. Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the first band and the second band are combined.
  • CA carrier aggregation
  • the baseband processor 1400 receives the first signal of the first band through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2, and receives at least one of the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6.
  • the transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the third signal of the third band through . Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the first band and the third band are combined.
  • CA carrier aggregation
  • the baseband processor 1400 receives the second signal of the second band through at least one of the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4, and receives at least one of the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6.
  • the transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the third signal of the third band through . Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the second band and the third band are combined.
  • CA carrier aggregation
  • the transceiver circuit 1250 may control to radiate a signal through at least one of the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6.
  • the baseband processor 1400 is configured to communicate with at least one of an adjacent vehicle, a Road Side Unit (RSU), and a base station through the transceiver circuit 1250 .
  • RSU Road Side Unit
  • the baseband processor 1400 may control the transceiver circuit 1250 to receive the first signal of the first band from the first entity through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2.
  • the baseband processor 1400 may control the transceiver circuit 1250 to receive the second signal of the second band from the second entity through the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4.
  • the baseband processor 1400 may communicate with a base station as a first entity and perform V2V communication with another vehicle as a second entity.
  • the technical characteristics of the first antennas (LB_ANT1, 1100-1) to the sixth antennas (HB_ANT6, 1100-6) of the slot antenna type according to the present invention are as follows.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured to radiate a first signal through a first metal pattern M1 and a first slot S1 printed on a first dielectric structure.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured to be connected to the circuit board PCB through the first feeding unit F1.
  • the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 may be configured to radiate the second signal through the second metal pattern M2 and the second slot S2 printed on the second dielectric structure.
  • the first signal and the second signal may be signals of the first band corresponding to the low band LB.
  • the first slot S1 corresponding to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second slot S2 corresponding to the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 are slots implemented in the ground plane. It can operate similarly to an antenna. This is because the first metal M1 and the second metal M2 are connected to the ground of the circuit board PCB.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured as a first type antenna 1100a. Accordingly, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 operate in a first band corresponding to the low band LB, and the first part P1 and the first antenna are connected to one side and one end of the circuit board PCB. It may be composed of two parts (P2).
  • the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 may also be configured as the first type antenna 1100a. Accordingly, the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 operate in the first band corresponding to the low band LB, and the first portion P1 and the second antenna are connected to the other side and one end of the circuit board PCB. It may be composed of two parts (P2).
  • the lengths of the slots S1 and S2 composed of the first part P1 and the second part P2 are It may be set to 1/2 of a wavelength corresponding to the first band, which is the low band LB.
  • the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 are composed of a first part P1 and a second part P2, so that the arrangement design with other antennas in a limited space is easy. It can be easily configured.
  • the first metal pattern M1 formed under the first dielectric structure may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the first power supply unit F1 may be connected to a first signal line SL1 in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the second metal pattern M2 formed under the second dielectric structure may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the second power supply unit F2 may be connected to the second signal line SL2 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the antenna operating in the middle band (MB) according to the present invention may also be disposed on the circuit board (PCB) together with the low band (LB) antenna.
  • the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 may be configured to radiate the third signal through the third metal pattern M3 and the third slot S3 printed on the third dielectric structure.
  • the third dielectric structure of the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 is disposed at one end of the circuit board, and the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 are connected to the circuit board PCB and the third feeding part. It may be configured to be connected via (F3).
  • the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 may be configured to radiate the fourth signal through the fourth metal pattern M4 and the fourth slot S4 printed on the fourth dielectric structure.
  • the fourth dielectric structure of the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 is disposed at the other end of the circuit board, and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 are connected to the circuit board PCB and the fourth feeding part. It may be configured to be connected via (F4).
  • the third signal and the fourth signal may be signals of the second band corresponding to the middle band (MB).
  • the third power feeding part F3 may be connected to the third signal line SL3 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the fourth power supply unit F4 may be connected to the fourth signal line SL4 in the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the antenna operating in the high band (HB) according to the present invention may also be disposed on the circuit board (PCB) together with the low band (LB) antenna and/or the middle band (MB).
  • the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 are configured to radiate a fifth signal through the fifth metal pattern M5 and the fifth slot S5 printed on the fifth dielectric structure.
  • the fifth dielectric structure of the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 is disposed at one end of the circuit board PCB and is configured to be connected to the circuit board PCB and the fifth power supply unit F5 . can be
  • the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be configured to radiate the sixth signal through the sixth metal pattern M6 and the sixth slot S6 printed on the sixth dielectric structure.
  • the sixth dielectric structure of the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 is disposed at the other end of the circuit board, and the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 are connected to the circuit board PCB and the sixth feeding part. It may be configured to be connected via (F6).
  • the fifth signal and the sixth signal may be signals of the third band corresponding to the high band HB.
  • the third antennas MB_ANT3 and 1100-3 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6 may be configured as the second type antenna 1100b. Accordingly, the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 to the sixth antenna HB_ANT6 and 1100 - 6 may be configured in a straight line to be disposed only in one area of the circuit board PCB.
  • the low-band (LB) antennas such as the first antenna (LB_ANT1, 1100-1) and the second antenna (LB_ANT2, 1100-2) are disposed on both the side surface and the end of the circuit board (PCB) in the first part ( It may be composed of P1) and the second part P2.
  • the fifth metal pattern M5 formed under the fifth dielectric structure of the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the sixth metal pattern M6 formed under the sixth dielectric structure of the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the fifth power feeding unit F5 may be connected to the fifth signal line SL5 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • the sixth power supply unit F6 may be connected to the sixth signal line SL6 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
  • a half-wavelength slot antenna having an omni-directional radiation characteristic is implemented by erecting a dielectric structure in the same shape as a wall.
  • the slot antenna of the present invention has a resonance length of a half wavelength required for antenna resonance. Therefore, there is no need to optimize the antenna pattern according to the distance or height of the antenna from the PCB ground or the surrounding components and environment. In addition, since the optimization can be made with only a very small range of tuning using a matching device on the PCB, it is easy to modularize the components.
  • An antenna system having a plurality of slot antennas in this modular form is applicable to a vehicle antenna for GSM/LTE/5G Sub6 communication.
  • FIG. 11 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • a wireless communication system includes a first communication device 910 and/or a second communication device 920 .
  • 'A and/or B' may be interpreted as having the same meaning as 'including at least one of A or B'.
  • the first communication device may represent the base station and the second communication device may represent the terminal (or the first communication device may represent the terminal and the second communication device may represent the base station).
  • Base station is a fixed station (fixed station), Node B, evolved-NodeB (eNB), gNB (Next Generation NodeB), BTS (base transceiver system), access point (AP: Access Point), gNB (general) NB), 5G system, network, AI system, RSU (road side unit), may be replaced by terms such as robot.
  • the terminal may be fixed or have mobility
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • UT user terminal
  • MSS Mobile Subscriber Station
  • SS Subscriber Station
  • AMS Advanced Mobile
  • WT Wireless terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • vehicle robot
  • AI module may be replaced by terms such as
  • the first communication device and the second communication device include a processor 911,921, a memory 914,924, one or more Tx/Rx radio frequency modules 915,925, Tx processors 912,922, Rx processors 913,923 , including antennas 916 and 926 .
  • the processor implements the functions, processes and/or methods salpinned above. More specifically, in DL (communication from a first communication device to a second communication device), an upper layer packet from the core network is provided to the processor 911 .
  • the processor implements the functions of the L2 layer.
  • the processor provides multiplexing between logical channels and transport channels, allocation of radio resources to the second communication device 920, and is responsible for signaling to the second communication device.
  • a transmit (TX) processor 912 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer).
  • the signal processing function facilitates forward error correction (FEC) in the second communication device, and includes coding and interleaving.
  • FEC forward error correction
  • the coded and modulated symbols are divided into parallel streams, each stream mapped to OFDM subcarriers, multiplexed with a reference signal (RS) in the time and/or frequency domain, and using Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) are combined together to create a physical channel carrying a stream of time domain OFDMA symbols.
  • RS reference signal
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the OFDM stream is spatially precoded to generate multiple spatial streams.
  • Each spatial stream may be provided to a different antenna 916 via a separate Tx/Rx module (or transceiver) 915 .
  • Each Tx/Rx module may modulate an RF carrier with a respective spatial stream for transmission.
  • each Tx/Rx module (or transceiver) 925 receives a signal via each antenna 926 of each Tx/Rx module.
  • Each Tx/Rx module recovers information modulated with an RF carrier and provides it to a receive (RX) processor 923 .
  • the RX processor implements the various signal processing functions of layer 1.
  • the RX processor may perform spatial processing on the information to recover any spatial streams destined for the second communication device. If multiple spatial streams are destined for the second communication device, they may be combined into a single OFDMA symbol stream by multiple RX processors.
  • the RX processor uses a Fast Fourier Transform (FFT) to transform the OFDMA symbol stream from the time domain to the frequency domain.
  • the frequency domain signal includes a separate OFDMA symbol stream for each subcarrier of the OFDM signal.
  • the symbols and reference signal on each subcarrier are recovered and demodulated by determining the most probable signal placement points transmitted by the first communication device. These soft decisions may be based on channel estimate values.
  • the soft decisions are decoded and deinterleaved to recover the data and control signal originally transmitted by the first communication device on the physical channel. Corresponding data and control signals are provided to a processor 921 .
  • the UL (second communication device to first communication device) is handled in the first communication device 910 in a manner similar to that described with respect to the receiver function in the second communication device 920 .
  • Each Tx/Rx module 925 receives a signal via a respective antenna 926 .
  • Each Tx/Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 923 .
  • the processor 921 may be associated with a memory 924 that stores program code and data. Memory may be referred to as a computer-readable medium.
  • the radiation pattern of the antenna in the antenna system mounted on the vehicle can be improved in the horizontal direction.
  • the antenna system can be optimized with different antennas in the low band (LB) and other bands, and the antenna system can be arranged in an optimal configuration and performance within the roof frame of the vehicle.
  • LB low band
  • MIMO multiple input/output
  • diversity operations can be implemented in an antenna system of a vehicle using a plurality of antennas in a specific band.
  • the computer-readable medium includes any type of recording device in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (eg, transmission over the Internet) that is implemented in the form of.
  • the computer may include a control unit of the terminal.

Abstract

An antenna system loaded in a vehicle according to the present invention may comprise: a circuit board configured to have multiple antennas arranged thereon; a first antenna configured to be connected to the circuit board through a first power feeding part to radiate a first signal through a first slot and a first metal pattern printed on a first dielectric structure; and a second antenna configured to be connected to the circuit board through a second power feeding part to radiate a second signal through a second slot and a second metal pattern on the second dielectric structure.

Description

차량에 탑재되는 안테나 시스템Vehicle-mounted antenna system
본 발명은 차량에 탑재되는 안테나 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다양한 통신 시스템에서 동작 가능하도록 광대역 안테나를 구비한 안테나 시스템 및 이를 구비하는 차량에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna system mounted on a vehicle. More particularly, it relates to an antenna system having a broadband antenna so as to be operable in various communication systems, and a vehicle having the same.
전자기기(electronic devices)는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 전자기기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다. Electronic devices may be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, the electronic device can be divided into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether the user can directly carry the electronic device.
전자기기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다. The functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions for data and voice communication, photo and video shooting through a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and output of images or videos to the display unit. Some terminals add an electronic game play function or perform a multimedia player function. In particular, recent mobile terminals can receive multicast signals that provide broadcast and visual content such as video or television programs.
이와 같은 전자기기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다. As such electronic devices have diversified functions, they are implemented in the form of multimedia devices equipped with complex functions, such as, for example, taking pictures or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.In order to support and increase the function of the electronic device, it may be considered to improve the structural part and/or the software part of the terminal.
상기 시도들에 더하여, 최근 전자기기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다. In addition to the above attempts, a wireless communication system using LTE communication technology has recently been commercialized for electronic devices to provide various services. In addition, it is expected that a wireless communication system using 5G communication technology will be commercialized in the future to provide various services. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
이와 관련하여, 이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 하지만, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.In this regard, the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using the Sub6 band below the 6GHz band. However, in the future, it is expected that 5G communication service will be provided using millimeter wave (mmWave) band other than Sub6 band for faster data rate.
최근에는, 이러한 통신 서비스를 차량을 통해 제공할 필요성이 증대되고 있다. 한편, 통신 서비스에 관련하여 LTE(Long Term Evolution) 등의 기존 통신 서비스뿐만 아니라, 차세대 통신 서비스인 5세대 통신 서비스(5G communication service)에 대한 필요성도 대두되고 있다. Recently, the necessity of providing such a communication service through a vehicle is increasing. Meanwhile, in relation to a communication service, the necessity for a 5G communication service, which is a next-generation communication service, as well as an existing communication service such as Long Term Evolution (LTE) is emerging.
이에 따라, LTE 주파수 대역과 5G Sub6 주파수 대역에서 모두 동작하는 광대역 안테나가 전자 기기 이외에 차량에 배치될 필요가 있다. 하지만, 콘 안테나와 같은 광대역 안테나는 전체 안테나 크기, 특히 높이 증가에 따른 수직 프로파일(vertical profile)이 증가하고 무게가 증가하는 문제점이 있다. Accordingly, a broadband antenna operating in both the LTE frequency band and the 5G Sub6 frequency band needs to be disposed in the vehicle other than the electronic device. However, a wideband antenna such as a cone antenna has problems in that a vertical profile increases and weight increases as the overall antenna size, particularly, a height increases.
또한, 콘 안테나와 같은 광대역 안테나는 기존의 평면형 안테나(planar antenna)에 비해 입체 구조로 구현될 수 있다. 또한, 전자 기기 또는 차량에서 통신 신뢰성 향상 및 통신 용량 향상을 위해서 다중 입출력(MIMO)을 구현할 필요가 있다. 이를 위해, 전자 기기 또는 차량에 다수의 광대역 안테나들을 배치할 필요가 있다.In addition, a broadband antenna such as a cone antenna may be implemented in a three-dimensional structure compared to a conventional planar antenna. In addition, there is a need to implement multiple input/output (MIMO) in an electronic device or vehicle to improve communication reliability and communication capacity. For this, it is necessary to arrange a plurality of broadband antennas in an electronic device or vehicle.
따라서, 이러한 입체 구조의 콘 안테나들을 상호 간 낮은 간섭을 수준을 유지하면서 어떠한 방식으로 전자 기기 또는 차량에 배치할 지 구체적인 배치 구조가 제시된 바 없다는 문제점이 있다.Accordingly, there is a problem in that there is no specific arrangement structure for arranging the cone antennas having such a three-dimensional structure in an electronic device or vehicle while maintaining a low level of mutual interference.
또한, 이러한 입체 구조의 안테나 시스템에서 로우 프로파일(low profile) 구조를 유지하면서, 안테나 성능을 향상시킬 필요가 있다. 하지만, 입체 구조의 안테나 시스템에서 안테나 자체의 높이 이외에도 안테나를 차량에 탑재하여 고정시키기 위한 기구 구조가 필요하다. 따라서, 이러한 기구 구조를 일정 높이 이하로 유지하면서도 안테나 성능을 향상시켜야 한다는 문제점이 있다.In addition, there is a need to improve antenna performance while maintaining a low profile structure in such a three-dimensional antenna system. However, in the three-dimensional antenna system, in addition to the height of the antenna itself, a mechanism structure for mounting and fixing the antenna to a vehicle is required. Accordingly, there is a problem in that the antenna performance should be improved while maintaining the structure of the mechanism below a certain height.
한편, 이러한 안테나 시스템이 차량에 배치되는 경우, 복수의 안테나들이 배치될 수 있는데, 이러한 안테나들 중 600MHz 내지 960MHz의 저 대역(LB)에서 동작하는 안테나가 해당 대역에서 광대역 성능을 만족시키기 어렵다는 문제점이 있다. On the other hand, when such an antenna system is disposed in a vehicle, a plurality of antennas may be disposed. Among these antennas, an antenna operating in a low band (LB) of 600 MHz to 960 MHz has a problem that it is difficult to satisfy wideband performance in the corresponding band. have.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 차량 내에 탑재되는 안테나 시스템의 높이를 일정 수준 이하로 유지하면서도 안테나 성능을 향상시키기 위한 것이다SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems. In addition, another object is to improve the antenna performance while maintaining the height of the antenna system mounted in the vehicle below a certain level.
본 발명의 다른 일 목적은, 다양한 통신 시스템을 지원하기 위해 광대역에서 동작 가능한 안테나 시스템을 차량에 탑재하기 위한 구조를 제시하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to propose a structure for mounting an antenna system operable in a broadband in a vehicle to support various communication systems.
본 발명의 다른 일 목적은, 저 대역(LB)에서 광대역 동작할 수 있는 안테나 구성을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an antenna configuration capable of wideband operation in a low band (LB).
본 발명의 다른 일 목적은, 저 대역(LB) 이외에 중대역(MB)과 고대역(HB)에서도 광대역 동작하면서도 방사 성능을 개선할 수 있는 안테나 구성을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an antenna configuration capable of improving radiation performance while operating in a wide band in a middle band (MB) and a high band (HB) in addition to the low band (LB).
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량에 탑재되는 안테나 시스템은 복수의 안테나들이 배치되도록 구성된 회로 기판(circuit board); 제1 유전체 구조물(dielectric structure) 상에 프린트된 제1 금속 패턴(metal pattern)과 제1 슬롯을 통해 제1 신호를 방사하도록. 상기 회로 기판과 제1 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제1 안테나; 및 상기 제2 유전체 구조물 상에 제2 금속 패턴과 제2 슬롯을 통해 제2 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제2 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제2 안테나를 포함할 수 있다.In order to achieve the above or other objects, an antenna system mounted on a vehicle according to the present invention includes: a circuit board configured to arrange a plurality of antennas; to radiate a first signal through a first metal pattern and a first slot printed on a first dielectric structure. a first antenna configured to be connected to the circuit board through a first feeding unit; and a second antenna configured to be connected to the circuit board through a second feeder so as to radiate a second signal through a second metal pattern and a second slot on the second dielectric structure.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 적어도 하나를 통해 신호를 방사하도록 제어하는 송수신부 회로(transceiver circuit)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, a transceiver circuit for controlling to radiate a signal through at least one of the first antenna and the second antenna may be further included.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 동작하고, 상기 회로 기판의 일측 및 일 단부와 연결되도록 제1 부분 및 제2 부분으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 제2 안테나는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 동작하고, 상기 회로 기판의 타측 및 일 단부와 연결되도록 제1 부분 및 제2 부분으로 구성될 수 있다.According to an embodiment, the first antenna may operate in a first band corresponding to the low band LB, and may include a first portion and a second portion to be connected to one side and one end of the circuit board. Meanwhile, the second antenna may operate in a first band corresponding to the low band LB, and may include a first portion and a second portion to be connected to the other end and one end of the circuit board.
일 실시 예에 따르면, 상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 통해 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 기저대역 프로세서(baseband processor)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the transceiver is operatively coupled to the transceiver circuit, and the transmit/receive to perform multiple input/output (MIMO) in a first band corresponding to a low band (LB) through the first antenna and the second antenna. It may further include a baseband processor configured to control the sub-circuit.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제1 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 한편, 상기 제1 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제1 신호선(signal line)과 연결될 수 있다.According to an embodiment, the first metal pattern formed under the first dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board. Meanwhile, the first power supply unit may be connected to a first signal line of a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제2 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 한편, 상기 제2 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제2 신호선(signal line)과 연결될 수 있다.According to an embodiment, the second metal pattern formed under the second dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board. Meanwhile, the second power supply unit may be connected to a second signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
일 실시 예에 따르면, 상기 회로 기판의 일 단부에 배치되는 제3 유전체 구조물 상에 프린트된 제3 금속 패턴과 제3 슬롯을 통해 제3 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제3 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제3 안테나를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 회로 기판의 타 단부에 배치되는 제4 유전체 구조물 상에 프린트된 제4 금속 패턴과 제4 슬롯을 통해 제4 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제4 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제4 안테나를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, to radiate a third signal through a third metal pattern and a third slot printed on a third dielectric structure disposed at one end of the circuit board, through the circuit board and the third feeding unit It may further include a third antenna configured to be connected. In addition, a fourth metal pattern printed on a fourth dielectric structure disposed at the other end of the circuit board and a fourth signal configured to radiate a fourth signal through a fourth slot are connected to the circuit board through a fourth feeder. 4 may further include an antenna.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제3 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제4 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제4 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. According to an embodiment, the third metal pattern formed under the third dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board. Also, the fourth metal pattern formed under the fourth dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제3 신호선과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제4 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제4 신호선과 연결될 수 있다.According to an embodiment, the third power supply unit may be connected to a third signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board. Also, the fourth power supply unit may be connected to a fourth signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
일 실시 예에 따르면, 상기 기저대역 프로세서(baseband processor)는 상기 제3 안테나 및 상기 제4 안테나를 통해 중대역(MB)에 해당하는 제2 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, the baseband processor is configured to perform multiple input/output (MIMO) in a second band corresponding to a middle band (MB) through the third antenna and the fourth antenna. can be configured to control
일 실시 예에 따르면, 상기 기저대역 프로세서는 상기 제1 안테나를 통해 수신되는 상기 제1 대역의 제1 신호와 상기 제3 안테나를 통해 수신되는 상기 제2 대역의 제3 신호를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 프로세서는 상기 제2 안테나를 통해 수신되는 상기 제1 대역의 제2 신호와 상기 제4 안테나를 통해 수신되는 상기 제2 대역의 제4 신호를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the baseband processor performs carrier aggregation through a first signal of the first band received through the first antenna and a third signal of the second band received through the third antenna. aggregation (CA) can be performed. In addition, the baseband processor is configured to perform carrier aggregation (CA) through a second signal of the first band received through the second antenna and a fourth signal of the second band received through the fourth antenna. can be performed.
일 실시 예에 따르면, 상기 회로 기판의 일 단부에 배치되는 제5 유전체 구조물 상에 프린트된 제5 금속 패턴과 제5 슬롯을 통해 제5 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제5 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제5 안테나를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 회로 기판의 타 단부에 배치되는 제6 유전체 구조물 상에 프린트된 제6 금속 패턴과 제6 슬롯을 통해 제6 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제6 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제6 안테나를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, to radiate a fifth signal through a fifth metal pattern and a fifth slot printed on a fifth dielectric structure disposed at one end of the circuit board, through the circuit board and the fifth feeder It may further include a fifth antenna configured to be connected. In addition, a sixth metal pattern printed on a sixth dielectric structure disposed at the other end of the circuit board and a sixth signal configured to radiate a sixth signal through a sixth slot, the circuit board being connected through a sixth feeding unit It may further include 6 antennas.
일 실시 예에 따르면, 상기 제5 안테나는 상기 제1 안테나와 상기 제3 안테나 사이에 배치될 수 있다. 한편, 상기 제6 안테나는 상기 제2 안테나와 상기 제4 안테나 사이에 배치될 수 있다.According to an embodiment, the fifth antenna may be disposed between the first antenna and the third antenna. Meanwhile, the sixth antenna may be disposed between the second antenna and the fourth antenna.
일 실시 예에 따르면, 상기 제5 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제5 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 한편, 상기 제6 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제6 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. According to an embodiment, the fifth metal pattern formed under the fifth dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board. Meanwhile, the sixth metal pattern formed under the sixth dielectric structure may be connected to a ground metal pattern of the circuit board.
일 실시 예에 따르면, 상기 제5 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제5 신호선과 연결될 수 있다. 한편, 상기 제4 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제6 신호선과 연결될 수 있다.According to an embodiment, the fifth power supply unit may be connected to a fifth signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board. Meanwhile, the fourth power supply unit may be connected to a sixth signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
일 실시 예에 따르면, 상기 기저대역 프로세서는 상기 제5 안테나 및 상기 제6 안테나를 통해 고대역(MB)에 해당하는 제3 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, the baseband processor is configured to control the transceiver circuit to perform multiple input/output (MIMO) in a third band corresponding to a high band (MB) through the fifth antenna and the sixth antenna. can be
일 실시 예에 따르면, 상기 기저대역 프로세서는 상기 제1 안테나를 통해 수신되는 상기 제1 대역의 제1 신호와 상기 제6 안테나를 통해 수신되는 상기 제3 대역의 제6 신호를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행할 수 있다. 또한, 상기 기저대역 프로세서는 상기 제2 안테나를 통해 수신되는 상기 제1 대역의 제2 신호와 상기 제5 안테나를 통해 수신되는 상기 제3 대역의 제5 신호를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행할 수 있다According to an embodiment, the baseband processor performs carrier aggregation through a first signal of the first band received through the first antenna and a sixth signal of the third band received through the sixth antenna. aggregation (CA) can be performed. In addition, the baseband processor is configured to perform carrier aggregation (CA) through a second signal of the first band received through the second antenna and a fifth signal of the third band received through the fifth antenna. can perform
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나 내지 상기 제6 안테나는 상기 제1 슬롯 내지 상기 제6 슬롯을 통해 상기 제1 신호 내지 상기 제6 신호를 상기 회로 기판의 외측 방향으로 방사하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, the first antenna to the sixth antenna may be configured to radiate the first signal to the sixth signal in an outward direction of the circuit board through the first slot to the sixth slot. .
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 안테나 내지 상기 제6 안테나는 상기 제1 금속 패턴 내지 상기 제6 금속 패턴이 상기 제1 유전체 구조물 내지 상기 제6 유전체 구조물의 외부 표면(outer surface)에 형성될 수 있다 한편, 상기 제1 금속 패턴 내지 상기 제6 금속 패턴이 상기 제1 유전체 구조물 내지 상기 제6 유전체 구조물의 내부 표면(inner surface)에는 형성되지 않을 수 있다.According to an embodiment, in the first antenna to the sixth antenna, the first metal pattern to the sixth metal pattern may be formed on an outer surface of the first dielectric structure to the sixth dielectric structure. Meanwhile, the first to sixth metal patterns may not be formed on inner surfaces of the first to sixth dielectric structures.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 급전부 내지 상기 제6 급전부에 대응하는 상기 제1 신호선 내지 상기 제6 신호선 중 적어도 하나는 상호 소정 간격으로 이격된 제1 신호 패드 및 제2 신호 패드를 포함할 수 있다. According to an embodiment, at least one of the first signal line to the sixth signal line corresponding to the first feeding unit to the sixth power feeding unit includes a first signal pad and a second signal pad spaced apart from each other by a predetermined interval. can do.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 신호 패드와 상기 제2 신호 패드 간에 배치되는 제1 매칭 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 신호 패드와 상기 그라운드 금속 패턴 사이에 배치되는 제2 매칭 소자 및 상기 제2 신호 패드와 상기 그라운드 금속 패턴 사이에 배치되는 제3 매칭 소자를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, a first matching element disposed between the first signal pad and the second signal pad may be included. The apparatus may further include a second matching device disposed between the first signal pad and the ground metal pattern and a third matching device disposed between the second signal pad and the ground metal pattern.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 급전부 내지 상기 제6 급전부 중 적어도 하나는 상기 제1 신호 패드와 연결될 수 있다. 한편, 상기 제1 급전부 내지 상기 제6 급전부 중 나머지는 상기 제2 신호 패드와 연결될 수 있다. According to an embodiment, at least one of the first feeder to the sixth feeder may be connected to the first signal pad. Meanwhile, the rest of the first to sixth power feeders may be connected to the second signal pad.
차량에 탑재되는 안테나 시스템 및 안테나 시스템이 탑재된 차량의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.An antenna system mounted on a vehicle and technical effects of a vehicle equipped with the antenna system will be described as follows.
본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 안테나 시스템에서 유전체 구조물 상에 구현되는 슬롯 안테나를 통해 각 대역 별로 로우 프로파일 구조의 안테나들을 배치할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that low-profile antennas can be arranged for each band through a slot antenna implemented on a dielectric structure in an antenna system mounted on a vehicle.
본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 안테나 시스템에서 안테나의 방사 패턴을 수평 방향에서 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that the radiation pattern of the antenna in the antenna system mounted on the vehicle can be improved in the horizontal direction.
또한, 본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 안테나 시스템에서 저대역(LB) 안테나를 광대역 동작하면서 방사 효율을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that radiation efficiency can be increased while operating a low band (LB) antenna in a wide band in an antenna system mounted on a vehicle.
또한, 본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 안테나 시스템에서 서로 다른 안테나 간 간섭 수준을 저감할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that the level of interference between different antennas can be reduced in an antenna system mounted on a vehicle.
또한, 본 발명에 따르면, 저대역(LB) 안테나와 다른 안테나들을 하나의 안테나 모듈에 구현하여 다양한 통신 시스템을 지원하기 위해 광대역에서 동작 가능한 안테나 시스템을 차량에 탑재하기 위한 구조를 제시할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to present a structure for mounting an antenna system operable in a broadband in a vehicle in order to support various communication systems by implementing a low-band (LB) antenna and other antennas in one antenna module. There is this.
또한, 본 발명에 따르면, 안테나 시스템을 저대역(LB)과 다른 대역에서 서로 다른 안테나로 최적화하여, 차량의 지붕 프레임 내에 최적의 구성과 성능으로 안테나 시스템을 배치할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that the antenna system can be optimized with different antennas in the low band (LB) and other bands, and the antenna system can be arranged in an optimal configuration and performance within the roof frame of the vehicle.
또한, 본 발명에 따르면, 특정 대역에서 다수의 안테나들을 이용하여 다중 입출력(MIMO) 및 다이버시티 동작을 차량의 안테나 시스템에서 구현할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that multiple input/output (MIMO) and diversity operations can be implemented in an antenna system of a vehicle using a plurality of antennas in a specific band.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present invention are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art.
도 1은 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명과 관련하여 차량에 탑재되는 안테나 시스템을 포함하는 차량에 있어서, 상기 안테나 시스템이 차량 내에 탑재될 수 있는 구조를 도시한다.2A to 2C show a structure in which the antenna system can be mounted in the vehicle in the vehicle including the antenna system mounted on the vehicle according to the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.3 is a block diagram referenced for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기 또는 차량의 무선 통신부의 구성을 도시한다.4 shows the configuration of a wireless communication unit of an electronic device or vehicle operable in a plurality of wireless communication systems according to the present invention.
도 5a는 일 예시에 따른 차량이 기지국과 통신을 수행하도록 구성된 개념도를 나타낸다. 5A is a conceptual diagram illustrating a vehicle configured to communicate with a base station according to an example.
도 5b는 일 예시에 따른 차량에 탑재될 수 있는 안테나와 안테나 방사패턴을 나타낸다.5B illustrates an antenna and an antenna radiation pattern that may be mounted on a vehicle according to an example.
도 6은 일 실시 예에 따른 차량 지붕 프레임 내부에 탑재될 수 있는 안테나 시스템을 나타낸다. 6 illustrates an antenna system that may be mounted inside a vehicle roof frame according to an exemplary embodiment.
도 7a는 일 실시 예에 따른 안테나 시스템에 배치될 수 있는 복수의 안테나들을 일 측면에서 본 사시도이다. 7A is a perspective view of a plurality of antennas that may be disposed in an antenna system according to an exemplary embodiment.
도 7b는 일 실시 예에 따른 안테나 시스템에 배치될 수 있는 복수의 안테나들을 다른 측면에서 본 사시도이다. 7B is a perspective view of a plurality of antennas that may be disposed in the antenna system according to an exemplary embodiment, as viewed from another side.
도 8a는 본 발명에 따른 여러 타입의 안테나가 회로 기판에 급전부를 통해 연결되고, 그라운드 면이 상호 연결되도록 배치된 구성을 나타낸다. 8A shows a configuration in which various types of antennas according to the present invention are connected to a circuit board through a power supply unit and arranged so that ground planes are interconnected.
도 8b는 도 8a의 안테나의 급전부와 금속 패턴이 회로 기판과 연결되는 구성을 확대한 도면이다.FIG. 8B is an enlarged view of a configuration in which a power supply unit and a metal pattern of the antenna of FIG. 8A are connected to a circuit board.
도 9는 일 실시 예에 따른 서로 다른 타입의 안테나들의 구성을 나타낸다.9 shows a configuration of different types of antennas according to an embodiment.
도 10은 일 실시 예에 따른 복수의 매칭 소자들을 포함하는 임피던스 매칭 회로를 구비한 회로 기판 내의 신호 패드와 안테나의 급전부가 연결되는 구성을 나타낸다. 10 illustrates a configuration in which a signal pad in a circuit board having an impedance matching circuit including a plurality of matching elements and a power supply unit of an antenna are connected according to an exemplary embodiment.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.11 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in this specification can be applied.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다. Electronic devices described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation systems, and slate PCs. , tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, for example, watch-type terminals (smartwatch), glass-type terminals (smart glass), HMD (head mounted display), etc. may be included. have.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.However, it will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiment described in this specification may be applied to a fixed terminal such as a digital TV, a desktop computer, and a digital signage, except when applicable only to a mobile terminal. will be.
한편, 본 명세서에서 언급되는 차량에 탑재되는 안테나 시스템은 차량 외부에 배치되는 안테나 시스템을 주로 언급하지만, 차량 내부에 배치되거나 차량에 탑승한 사용자가 소지하는 이동 단말기(전자 기기)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the vehicle-mounted antenna system referred to in this specification mainly refers to an antenna system disposed outside the vehicle, but may include a mobile terminal (electronic device) disposed inside the vehicle or possessed by a user riding in the vehicle. .
도 1은 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이다. 여기서, 전자 기기는 차량 내부에 배치되거나 차량에 탑승한 사용자가 소지하는 이동 단말기(전자 기기)를 포함할 수 있다. 한편, 안테나 시스템과 같은 통신 시스템이 탑재된 차량을 전자 기기로 지칭할 수 있다.1 is a block diagram illustrating an electronic device related to the present invention. Here, the electronic device may include a mobile terminal (electronic device) disposed inside the vehicle or carried by a user riding in the vehicle. Meanwhile, a vehicle on which a communication system such as an antenna system is mounted may be referred to as an electronic device.
상기 전자 기기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 전자 기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 기기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. The electronic device 100 includes a wireless communication unit 110 , an input unit 120 , a sensing unit 140 , an output unit 150 , an interface unit 160 , a memory 170 , a control unit 180 , and a power supply unit 190 . ) and the like. The components shown in FIG. 1 are not essential for implementing the electronic device, and thus the electronic device described herein may have more or fewer components than those listed above.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.More specifically, the wireless communication unit 110 among the components, between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 and an external server It may include one or more modules that enable wireless communication between them. Also, the wireless communication unit 110 may include one or more modules for connecting the electronic device 100 to one or more networks. Here, the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
이러한 무선 통신부(110)는, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The wireless communication unit 110 may include at least one of a 4G wireless communication module 111 , a 5G wireless communication module 112 , a short-range communication module 113 , and a location information module 114 .
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 4G wireless communication module 111 may transmit and receive a 4G signal with a 4G base station through a 4G mobile communication network. In this case, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to the 4G base station. In addition, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from the 4G base station.
이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.In this regard, Up-Link (UL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station. In addition, Down-Link (DL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.The 5G wireless communication module 112 may transmit and receive a 5G signal with a 5G base station through a 5G mobile communication network. Here, the 4G base station and the 5G base station may have a Non-Stand-Alone (NSA) structure. For example, the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in a cell. Alternatively, the 5G base station may be disposed in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다. The 5G wireless communication module 112 may transmit and receive a 5G signal with a 5G base station through a 5G mobile communication network. In this case, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G reception signals from the 5G base station.
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다. In this case, the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming. Meanwhile, as the 5G frequency band, the Sub6 band, which is a band below 6 GHz, may be used.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.On the other hand, a millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication. When a millimeter wave (mmWave) band is used, the electronic device 100 may perform beam forming for communication coverage expansion with a base station.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.Meanwhile, regardless of the 5G frequency band, the 5G communication system may support a larger number of Multi-Input Multi-Output (MIMO) in order to improve transmission speed. In this regard, Up-Link (UL) MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station. In addition, Down-Link (DL) MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
한편, 무선 통신부(110)는 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.Meanwhile, the wireless communication unit 110 may be in a dual connectivity (DC) state with the 4G base station and the 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 . In this way, the dual connection with the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC). Here, EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means a 4G wireless communication system, and NR is New Radio, which means a 5G wireless communication system.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.On the other hand, if the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput improvement is possible through inter-CA (Carrier Aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station In the EN-DC state, the 4G reception signal and the 5G reception signal may be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth쪠), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.Short-range communication module 113 is for short-range communication, Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, NFC At least one of (Near Field Communication), Wireless-Fidelity (Wi-Fi), Wi-Fi Direct, and Wireless Universal Serial Bus (USB) technologies may be used to support short-range communication. The short-distance communication module 114, between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 through wireless area networks (Wireless Area Networks) ) and a network in which another electronic device 100 or an external server is located may support wireless communication. The local area network may be a local area network (Wireless Personal Area Networks).
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다. Meanwhile, short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 . In an embodiment, short-distance communication may be performed between electronic devices using a device-to-device (D2D) method without going through a base station.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.On the other hand, for transmission speed improvement and communication system convergence (convergence), carrier aggregation (CA) using at least one of the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 This can be done. In this regard, 4G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113 . Alternatively, 5G + WiFi carrier aggregation (CA) may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 .
위치정보 모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(114)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다. The location information module 114 is a module for acquiring a location (or current location) of an electronic device, and a representative example thereof includes a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module. For example, if the electronic device utilizes a GPS module, it may acquire the location of the electronic device by using a signal transmitted from a GPS satellite. As another example, if the electronic device utilizes the Wi-Fi module, the location of the electronic device may be acquired based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal. If necessary, the location information module 114 may perform any function of the other modules of the wireless communication unit 110 to obtain data on the location of the electronic device as a substitute or additionally. The location information module 114 is a module used to obtain the location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the electronic device.
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈 과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.Specifically, if the electronic device utilizes the 5G wireless communication module 112, it is possible to acquire the location of the electronic device based on the information of the 5G wireless communication module and the 5G base station that transmits or receives the wireless signal. In particular, since the 5G base station of the millimeter wave (mmWave) band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the electronic device.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.The input unit 120 includes a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 or an audio input unit for inputting an audio signal, and a user input unit 123 for receiving information from a user, for example, , a touch key, a push key, etc.). The voice data or image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a user's control command.
센싱부(140)는 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, surrounding environment information surrounding the electronic device, and user information. For example, the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity. Sensor (G-sensor), gyroscope sensor, motion sensor, RGB sensor, infrared sensor (IR sensor: infrared sensor), fingerprint sensor (finger scan sensor), ultrasonic sensor , optical sensors (eg, cameras (see 121)), microphones (see 122), battery gauges, environmental sensors (eg, barometers, hygrometers, thermometers, radiation detection sensors, It may include at least one of a thermal sensor, a gas sensor, etc.) and a chemical sensor (eg, an electronic nose, a healthcare sensor, a biometric sensor, etc.). Meanwhile, the electronic device disclosed in the present specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The output unit 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151 , a sound output unit 152 , a haptip module 153 , and an optical output unit 154 . can do. The display unit 151 may implement a touch screen by forming a layer structure with the touch sensor or being formed integrally with the touch sensor. Such a touch screen may function as the user input unit 123 providing an input interface between the electronic device 100 and the user, and may provide an output interface between the electronic device 100 and the user.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.The interface unit 160 serves as a passage with various types of external devices connected to the electronic device 100 . Such an interface unit 160, a wired / wireless headset port (port), an external charger port (port), a wired / wireless data port (port), a memory card (memory card) port, for connecting a device equipped with an identification module It may include at least one of a port, an audio input/output (I/O) port, a video input/output (I/O) port, and an earphone port. In response to the connection of the external device to the interface unit 160 , the electronic device 100 may perform appropriate control related to the connected external device.
또한, 메모리(170)는 전자 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 전자 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 기기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 전자 기기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 전자 기기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.In addition, the memory 170 stores data supporting various functions of the electronic device 100 . The memory 170 may store a plurality of application programs (or applications) driven in the electronic device 100 , data for operation of the electronic device 100 , and commands. At least some of these application programs may be downloaded from an external server through wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the electronic device 100 from the time of shipment for basic functions (eg, incoming calls, outgoing functions, message reception, and outgoing functions) of the electronic device 100 . Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170 , installed on the electronic device 100 , and driven to perform an operation (or function) of the electronic device by the controller 180 .
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.In addition to the operation related to the application program, the controller 180 generally controls the overall operation of the electronic device 100 . The controller 180 may provide or process appropriate information or functions to the user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170 .
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.Also, the controller 180 may control at least some of the components discussed with reference to FIG. 1 in order to drive an application program stored in the memory 170 . Furthermore, in order to drive the application program, the controller 180 may operate at least two or more of the components included in the electronic device 100 in combination with each other.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.The power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the control unit 180 to supply power to each component included in the electronic device 100 . The power supply 190 includes a battery, and the battery may be a built-in battery or a replaceable battery.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다. At least some of the respective components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below. Also, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170 .
도 2a 내지 도 2c는 본 발명과 관련하여 차량에 탑재되는 안테나 시스템을 포함하는 차량에 있어서, 상기 안테나 시스템이 차량 내에 탑재될 수 있는 구조를 도시한다. 이와 관련하여, 도 2a 및 도 2b는 안테나 시스템(1000)이 차량의 지붕(roof) 위 또는 지붕 내에 탑재되는 형상을 도시한다. 한편, 도 2c는 안테나 시스템(1000)이 차량의 지붕과 후면 미러의 지붕 프레임 (roof frame) 내에 탑재되는 구조를 도시한다. 2A to 2C show a structure in which the antenna system can be mounted in the vehicle in the vehicle including the antenna system mounted on the vehicle according to the present invention. In this regard, FIGS. 2A and 2B illustrate a configuration in which the antenna system 1000 is mounted on or within a roof of a vehicle. Meanwhile, FIG. 2C shows a structure in which the antenna system 1000 is mounted in a roof frame of a vehicle roof and a rear mirror.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명에서는 자동차(차량)의 외관 개선 및 충돌 시 텔레매틱스 성능을 보전하기 위해 기존의 샤크 핀(Shark Fin) 안테나를 돌출되지 않은 형태의 평면형(Flat) 안테나로 대체하고자 한다. 또한, 본 발명에서는 기존 이동통신 서비스(LTE) 제공과 함께, 5세대(5G) 통신을 고려한 LTE 안테나와 5G 안테나가 통합된 형태의 안테나를 제안하고자 한다. 2A to 2C , in the present invention, in order to improve the appearance of a vehicle (vehicle) and preserve telematics performance in a collision, the existing Shark Fin antenna is replaced with a non-protruding flat antenna. want to In addition, the present invention intends to propose an antenna in which an LTE antenna and a 5G antenna are integrated in consideration of 5G (5G) communication along with the existing mobile communication service (LTE) provision.
도 2a를 참조하면, 안테나 시스템(1000)은 차량의 지붕(roof) 위에 배치된다. 도 2a에서 상기 안테나 시스템(1000)을 외부 환경 및 차량 운전 시에 외부 충격으로부터 보호하기 위한 레이돔(radome, 2000a)이 상기 안테나 시스템(1000)을 둘러쌀 수 있다. 상기 레이돔(2000a)은 상기 안테나 시스템(1000)과 기지국 간 송신/수신되는 전파 신호가 투과될 수 있는 유전체(dielectric) 소재로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 2A , the antenna system 1000 is disposed on the roof of the vehicle. In FIG. 2A , a radome 2000a for protecting the antenna system 1000 from an external environment and an external impact when driving a vehicle may surround the antenna system 1000 . The radome 2000a may be made of a dielectric material through which a radio wave signal transmitted/received between the antenna system 1000 and the base station may be transmitted.
도 2b를 참조하면, 안테나 시스템(1000)은 차량의 지붕 구조물 내에 배치되고, 지붕 구조물의 적어도 일부가 비금속으로 구현되도록 구성될 수 있다. 이때, 차량의 지붕 구조물(2000b)의 적어도 일부는 비금속으로 구현되어, 안테나 시스템(1000)과 기지국 간 송신/수신되는 전파 신호가 투과될 수 있는 유전체(dielectric) 소재로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 2B , the antenna system 1000 may be disposed within a roof structure of a vehicle, and may be configured such that at least a portion of the roof structure is made of a non-metal. In this case, at least a part of the roof structure 2000b of the vehicle may be made of a non-metal, and may be made of a dielectric material through which a radio signal transmitted/received between the antenna system 1000 and the base station may be transmitted.
또한, 도 2c를 참조하면, 안테나 시스템(1000)은 차량의 지붕 프레임 내부에 배치되고, 지붕 프레임(2000c)의 적어도 일부가 비금속으로 구현되도록 구성될 수 있다. 이때, 차량(300)의 지붕 프레임(2000c)의 적어도 일부는 비금속으로 구현되어, 안테나 시스템(1000)과 기지국 간 송신/수신되는 전파 신호가 투과될 수 있는 유전체(dielectric) 소재로 이루어질 수 있다.Also, referring to FIG. 2C , the antenna system 1000 may be disposed inside a roof frame of a vehicle, and at least a portion of the roof frame 2000c may be configured to be implemented with a non-metal. At this time, at least a portion of the roof frame 2000c of the vehicle 300 may be made of a non-metal, and may be made of a dielectric material through which a radio signal transmitted/received between the antenna system 1000 and the base station may be transmitted.
한편, 상기 안테나 시스템(1000)은 차량의 지붕 구조물 또는 지붕 프레임이외에 응용에 따라 차량 전면 또는 후면 위에 설치될 수 있다. 한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.On the other hand, the antenna system 1000 may be installed on the front or rear of the vehicle depending on the application other than the roof structure or roof frame of the vehicle. Meanwhile, FIG. 3 is a block diagram referenced to describe a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 차량(300)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴, 차량(300)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 장치를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the vehicle 300 may include wheels rotated by a power source and a steering input device for controlling the traveling direction of the vehicle 300 .
차량(300)은 자율 주행 차량일 수 있다. 차량(300)은, 사용자 입력에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드(수도 주행 모드)로 전환될 수 있다. 예를 들면, 차량(300)은, 사용자 인터페이스 장치(310)를 통해, 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.The vehicle 300 may be an autonomous driving vehicle. The vehicle 300 may be switched to an autonomous driving mode or a manual mode (a capital driving mode) based on a user input. For example, the vehicle 300 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on a user input received through the user interface device 310 .
차량(300)은, 주행 상황 정보에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 주행 상황 정보는, 오브젝트 검출 장치(320)에서 제공된 오브젝트 정보에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들면, 차량(300)은, 오브젝트 검출 장치(320)에서 생성되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.The vehicle 300 may be switched to an autonomous driving mode or a manual mode based on driving situation information. The driving situation information may be generated based on object information provided by the object detection apparatus 320 . For example, the vehicle 300 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on driving situation information generated by the object detection device 320 .
예를 들면, 차량(300)은, 통신 장치(400)를 통해 수신되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 차량(300)은, 외부 디바이스에서 제공되는 정보, 데이터, 신호에 기초하여 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.For example, the vehicle 300 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on driving situation information received through the communication device 400 . The vehicle 300 may be switched from the manual mode to the autonomous driving mode or from the autonomous driving mode to the manual mode based on information, data, and signals provided from an external device.
차량(300)이 자율 주행 모드로 운행되는 경우, 자율 주행 차량(300)은, 운행 시스템에 기초하여 운행될 수 있다. 예를 들면, 자율 주행 차량(300)은, 주행 시스템, 출차 시스템, 주차 시스템에서 생성되는 정보, 데이터 또는 신호에 기초하여 운행될 수 있다.When the vehicle 300 is operated in the autonomous driving mode, the autonomous driving vehicle 300 may be operated based on a driving system. For example, the autonomous vehicle 300 may be operated based on information, data, or signals generated by the driving system, the vehicle taking-out system, and the parking system.
차량(300)이 메뉴얼 모드로 운행되는 경우, 자율 주행 차량(300)은, 운전 조작 장치를 통해 운전을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 운전 조작 장치를 통해 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 차량(300)은 운행될 수 있다.When the vehicle 300 is operated in the manual mode, the autonomous driving vehicle 300 may receive a user input for driving through the driving manipulation device. Based on the user input received through the driving manipulation device, the vehicle 300 may be driven.
전장(overall length)은 차량(300)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(300)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(300)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(300)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(300)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.The overall length refers to the length from the front part to the rear part of the vehicle 300 , the width refers to the width of the vehicle 300 , and the height refers to the length from the lower part of the wheel to the roof. In the following description, the overall length direction (L) is the standard direction for measuring the overall length of the vehicle 300 , the full width direction (W) is the standard direction for measuring the full width of the vehicle 300 , and the total height direction (H) is the vehicle (300) may refer to a direction as a reference for measuring the total height.
도 3에 예시된 바와 같이, 차량(300)은, 사용자 인터페이스 장치(310), 오브젝트 검출 장치(320), 내비게이션 시스템(350), 통신 장치(400)를 포함할 수 있다. 또한, 차량은 전술한 장치 이외에 센싱부(361), 인터페이스부(362), 메모리(363), 전원공급부(364), 차량 제어 장치(365)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 센싱부(361), 인터페이스부(362), 메모리(363), 전원공급부(364), 차량 제어 장치(365)는 본 발명에 따른 안테나 시스템(1000)을 통한 무선 통신과 직접적인 관련성은 낮다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서 생략하기로 한다.As illustrated in FIG. 3 , the vehicle 300 may include a user interface device 310 , an object detection device 320 , a navigation system 350 , and a communication device 400 . In addition, the vehicle may further include a sensing unit 361 , an interface unit 362 , a memory 363 , a power supply unit 364 , and a vehicle control unit 365 in addition to the above-described device. Here, the sensing unit 361 , the interface unit 362 , the memory 363 , the power supply unit 364 , and the vehicle control device 365 have low direct relevance to wireless communication through the antenna system 1000 according to the present invention. . Accordingly, a detailed description thereof will be omitted herein.
실시예에 따라, 차량(300)은, 본 명세서에서 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.Depending on the embodiment, the vehicle 300 may further include other components in addition to the components described herein, or may not include some of the components described herein.
사용자 인터페이스 장치(310)는, 차량(300)과 사용자와의 소통을 위한 장치이다. 사용자 인터페이스 장치(310)는, 사용자 입력을 수신하고, 사용자에게 차량(300)에서 생성된 정보를 제공할 수 있다. 차량(300)은, 사용자 인터페이스 장치(310)를 통해, UI(User Interfaces) 또는 UX(User Experience)를 구현할 수 있다.The user interface device 310 is a device for communication between the vehicle 300 and a user. The user interface device 310 may receive a user input and provide information generated in the vehicle 300 to the user. The vehicle 300 may implement User Interfaces (UIs) or User Experiences (UXs) through the user interface device 310 .
오브젝트 검출 장치(320)는, 차량(300) 외부에 위치하는 오브젝트를 검출하기 위한 장치이다. 오브젝트는 차량(300)의 운행과 관련된 다양한 물체들일 수 있다. 한편, 오브젝트는, 이동 오브젝트와 고정 오브젝트로 분류될 수 있다. 예를 들면, 이동 오브젝트는, 타 차량, 보행자를 포함하는 개념일 수 있다. 예를 들면, 고정 오브젝트는, 교통 신호, 도로, 구조물을 포함하는 개념일 수 있다.The object detecting device 320 is a device for detecting an object located outside the vehicle 300 . The object may be various objects related to the operation of the vehicle 300 . Meanwhile, the object may be classified into a moving object and a fixed object. For example, the moving object may be a concept including other vehicles and pedestrians. For example, the fixed object may be a concept including a traffic signal, a road, and a structure.
오브젝트 검출 장치(320)는, 카메라(321), 레이다(322), 라이다(323), 초음파 센서(324), 적외선 센서(325) 및 프로세서(330)를 포함할 수 있다.The object detection apparatus 320 may include a camera 321 , a radar 322 , a lidar 323 , an ultrasonic sensor 324 , an infrared sensor 325 , and a processor 330 .
실시예에 따라, 오브젝트 검출 장치(320)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.According to an embodiment, the object detecting apparatus 320 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
프로세서(330)는, 오브젝트 검출 장치(320)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(330)는, 획득된 영상에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(330)는, 영상 처리 알고리즘을 통해, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출등의 동작을 수행할 수 있다.The processor 330 may control the overall operation of each unit of the object detection apparatus 320 . The processor 330 may detect and track the object based on the acquired image. The processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to an object through an image processing algorithm.
프로세서(330)는, 송신된 전자파가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 전자파에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(330)는, 전자파에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.The processor 330 may detect and track the object based on the reflected electromagnetic wave that is reflected by the object and returns. The processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to the object based on the electromagnetic wave.
프로세서(330)는, 송신된 레이저가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 레이저 광에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(330)는, 레이저 광에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.The processor 330 may detect and track the object based on the reflected laser light from which the transmitted laser is reflected by the object and returned. The processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to the object based on the laser light.
프로세서(330)는, 송신된 초음파가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 초음파에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(330)는, 초음파에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.The processor 330 may detect and track the object based on the reflected ultrasound reflected back by the transmitted ultrasound. The processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to the object based on the ultrasound.
프로세서(330)는, 송신된 적외선 광이 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 적외선 광에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(330)는, 적외선 광에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.The processor 330 may detect and track the object based on the reflected infrared light reflected back by the transmitted infrared light. The processor 330 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed with respect to the object based on the infrared light.
실시예에 따라, 오브젝트 검출 장치(320)는, 복수의 프로세서(330)를 포함하거나, 프로세서(330)를 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 카메라(321), 레이다(322), 라이다(323), 초음파 센서(324) 및 적외선 센서(325) 각각은 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the object detecting apparatus 320 may include a plurality of processors 330 or may not include the processors 330 . For example, each of the camera 321 , the radar 322 , the lidar 323 , the ultrasonic sensor 324 , and the infrared sensor 325 may individually include a processor.
오브젝트 검출 장치(320)에 프로세서(330)가 포함되지 않는 경우, 오브젝트 검출 장치(320)는, 차량(300)내 장치의 프로세서 또는 제어부(370)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.When the object detection apparatus 320 does not include the processor 330 , the object detection apparatus 320 may be operated under the control of the processor or the controller 370 of the apparatus in the vehicle 300 .
내비게이션 시스템(350)은 통신 장치(400), 특히 위치 정보부(420)를 통해 획득된 정보에 기반하여 차량의 위치 정보를 제공할 수 있다. 또한, 내비게이션 시스템(350)은 차량의 현재 위치 정보에 기반하여 목적지로의 길 안내 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 내비게이션 시스템(350)은 오브젝트 검출 장치(320) 및/또는 V2X 통신부(430)를 통해 획득된 정보에 기반하여 주변 위치에 대한 안내 정보를 제공할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 안테나 시스템(1000)과 함께 동작하는 무선 통신부(460)를 통해 획득한 V2V, V2I, V2X 정보에 기반하여 안내 정보 제공, 자율 주행 서비스 등을 제공할 수 있다.The navigation system 350 may provide location information of the vehicle based on information obtained through the communication device 400 , in particular, the location information unit 420 . Also, the navigation system 350 may provide a route guidance service to a destination based on current location information of the vehicle. In addition, the navigation system 350 may provide guide information about a surrounding location based on information obtained through the object detection device 320 and/or the V2X communication unit 430 . Meanwhile, it is possible to provide guidance information, autonomous driving service, etc. based on V2V, V2I, and V2X information obtained through the wireless communication unit 460 operating together with the antenna system 1000 according to the present invention.
오브젝트 검출 장치(320)는, 제어부(370)의 제어에 따라 동작될 수 있다.The object detection apparatus 320 may be operated under the control of the controller 370 .
통신 장치(400)는, 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 장치이다. 여기서, 외부 디바이스는, 타 차량, 이동 단말기 또는 서버일 수 있다. The communication apparatus 400 is an apparatus for performing communication with an external device. Here, the external device may be another vehicle, a mobile terminal, or a server.
통신 장치(400)는, 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The communication device 400 may include at least one of a transmit antenna, a receive antenna, a radio frequency (RF) circuit capable of implementing various communication protocols, and an RF element to perform communication.
통신 장치(400)는, 근거리 통신부(410), 위치 정보부(420), V2X 통신부(430), 광통신부(440), 방송 송수신부(450) 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.The communication device 400 may include a short-range communication unit 410 , a location information unit 420 , a V2X communication unit 430 , an optical communication unit 440 , a broadcast transceiver 450 , and a processor 470 .
실시예에 따라, 통신 장치(400)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.According to an embodiment, the communication device 400 may further include other components in addition to the described components, or may not include some of the described components.
근거리 통신부(410)는, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 유닛이다. 근거리 통신부(410)는, 블루투스(Bluetooth쪠), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.The short-range communication unit 410 is a unit for short-range communication. The short-range communication unit 410, Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, NFC (Near Field Communication), Wi-Fi (Wireless) -Fidelity), Wi-Fi Direct, and wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology may be used to support short-distance communication.
근거리 통신부(410)는, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(300)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다.The short-range communication unit 410 may form wireless area networks to perform short-range communication between the vehicle 300 and at least one external device.
위치 정보부(420)는, 차량(300)의 위치 정보를 획득하기 위한 유닛이다. 예를 들면, 위치 정보부(420)는, GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 DGPS(Differential Global Positioning System) 모듈을 포함할 수 있다.The location information unit 420 is a unit for obtaining location information of the vehicle 300 . For example, the location information unit 420 may include a Global Positioning System (GPS) module or a Differential Global Positioning System (DGPS) module.
V2X 통신부(430)는, 서버(V2I: Vehicle to Infra), 타 차량(V2V: Vehicle to Vehicle) 또는 보행자(V2P: Vehicle to Pedestrian)와의 무선 통신 수행을 위한 유닛이다. V2X 통신부(430)는, 인프라와의 통신(V2I), 차량간 통신(V2V), 보행자와의 통신(V2P) 프로토콜이 구현 가능한 RF 회로를 포함할 수 있다.The V2X communication unit 430 is a unit for performing wireless communication with a server (V2I: Vehicle to Infra), another vehicle (V2V: Vehicle to Vehicle), or a pedestrian (V2P: Vehicle to Pedestrian). The V2X communication unit 430 may include an RF circuit capable of implementing protocols for communication with infrastructure (V2I), vehicle-to-vehicle communication (V2V), and communication with pedestrians (V2P).
광통신부(440)는, 광을 매개로 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 유닛이다. 광통신부(440)는, 전기 신호를 광 신호로 전환하여 외부에 발신하는 광발신부 및 수신된 광 신호를 전기 신호로 전환하는 광수신부를 포함할 수 있다.The optical communication unit 440 is a unit for performing communication with an external device via light. The optical communication unit 440 may include an optical transmitter that converts an electrical signal into an optical signal and transmits the optical signal, and an optical receiver that converts the received optical signal into an electrical signal.
실시예에 따라, 광발신부는, 차량(300)에 포함된 램프와 일체화되게 형성될 수 있다.According to an embodiment, the light transmitter may be formed to be integrated with a lamp included in the vehicle 300 .
방송 송수신부(450)는, 방송 채널을 통해, 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호를 수신하거나, 방송 관리 서버에 방송 신호를 송출하기 위한 유닛이다. 방송 채널은, 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 수 있다.The broadcast transceiver 450 is a unit for receiving a broadcast signal from an external broadcast management server or transmitting a broadcast signal to the broadcast management server through a broadcast channel. The broadcast channel may include a satellite channel and a terrestrial channel. The broadcast signal may include a TV broadcast signal, a radio broadcast signal, and a data broadcast signal.
무선 통신부(460)는 하나 이상의 안테나 시스템을 통해 하나 이상의 통신 시스템과 무선 통신을 수행하는 유닛이다. 무선 통신부(460)는 제1 안테나 시스템을 통해 제1 통신 시스템 내의 기기로 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 또한, 무선 통신부(460)는 제2 안테나 시스템을 통해 제2 통신 시스템 내의 기기로 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 여기서, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 LTE 통신 시스템 및 5G 통신 시스템일 수 있다. 하지만, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 이에 한정되는 것은 아니고 임의의 서로 다른 통신 시스템으로 확장 가능하다.The wireless communication unit 460 is a unit that performs wireless communication with one or more communication systems through one or more antenna systems. The wireless communication unit 460 may transmit and/or receive a signal to a device in the first communication system through the first antenna system. Also, the wireless communication unit 460 may transmit and/or receive a signal to a device in the second communication system through the second antenna system. Here, the first communication system and the second communication system may be an LTE communication system and a 5G communication system, respectively. However, the first communication system and the second communication system are not limited thereto and can be extended to any different communication systems.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2 통신 시스템에서 동작하는 안테나 시스템(1000)은 차량(300)의 도 2a 내지 도 2c 중 하나에 따라 차량의 지붕 위, 지붕 내 또는 지붕 프레임 내에 배치될 수 있다. 한편, 도 3의 무선 통신부(460)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하고, 안테나 시스템(1000)과 결합되어 차량(300)으로 다중 통신 서비스를 제공할 수 있다.According to the present invention, the antenna system 1000 operating in the first and second communication systems may be arranged on the roof, in the roof or in the roof frame of the vehicle 300 according to one of FIGS. 2A to 2C of the vehicle 300 . . Meanwhile, the wireless communication unit 460 of FIG. 3 may operate in both the first and second communication systems, and may be combined with the antenna system 1000 to provide multiple communication services to the vehicle 300 .
프로세서(470)는, 통신 장치(400)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The processor 470 may control the overall operation of each unit of the communication device 400 .
실시예에 따라, 통신 장치(400)는, 복수의 프로세서(470)를 포함하거나, 프로세서(470)를 포함하지 않을 수도 있다.According to an embodiment, the communication device 400 may include a plurality of processors 470 or may not include the processors 470 .
통신 장치(400)에 프로세서(470)가 포함되지 않는 경우, 통신 장치(400)는, 차량(300)내 다른 장치의 프로세서 또는 제어부(370)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.When the communication device 400 does not include the processor 470 , the communication device 400 may be operated under the control of a processor or control unit 370 of another device in the vehicle 300 .
한편, 통신 장치(400)는, 사용자 인터페이스 장치(310)와 함께 차량용 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 이경우, 차량용 디스플레이 장치는, 텔레 매틱스(telematics) 장치 또는 AVN(Audio Video Navigation) 장치로 명명될 수 있다.Meanwhile, the communication device 400 may implement a vehicle display device together with the user interface device 310 . In this case, the vehicle display device may be referred to as a telematics device or an AVN (Audio Video Navigation) device.
통신 장치(400)는, 제어부(370)의 제어에 따라 동작될 수 있다.The communication device 400 may be operated under the control of the controller 370 .
차량(300)에 포함되는, 하나 이상의 프로세서 및 제어부(370)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.Included in the vehicle 300, one or more processors and control unit 370, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.
본 발명과 관련된 차량(300)은, 수동주행모드 및 자율주행모드 중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다. 즉, 차량(300)의 주행모드는, 수동주행모드 및 자율주행모드를 포함할 수 있다.The vehicle 300 related to the present invention may operate in any one of a manual driving mode and an autonomous driving mode. That is, the driving mode of the vehicle 300 may include a manual driving mode and an autonomous driving mode.
이하에서는 본 발명에 따른 다중 송수신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기 또는 차량과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 구체적으로, 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 동작하는 광대역 안테나 및 이를 구비하는 전자 기기 및 차량과 관련된 실시 예들에 대해 설명한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, embodiments related to a structure of a multiple transmission/reception system according to the present invention and an electronic device or vehicle having the same will be described with reference to the accompanying drawings. Specifically, embodiments related to a broadband antenna operating in a heterogeneous radio system, an electronic device having the same, and a vehicle will be described. It is apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기 또는 차량의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 4를 참조하면, 전자 기기 또는 차량은 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220) 및 RFIC(1250)를 포함한다. 또한, 전자 기기 또는 차량은 모뎀(Modem, 1400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 1450)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 1400)과 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.4 shows the configuration of a wireless communication unit of an electronic device or vehicle operable in a plurality of wireless communication systems according to the present invention. Referring to FIG. 4 , the electronic device or vehicle includes a first power amplifier 210 , a second power amplifier 220 , and an RFIC 1250 . In addition, the electronic device or vehicle may further include a modem (Modem, 1400) and an application processor (AP: Application Processor, 1450). Here, the modem (Modem, 1400) and the application processor (AP, 1450) are physically implemented on one chip, and may be implemented in a logically and functionally separated form. However, the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
한편, 전자 기기 또는 차량은 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 210a 내지 240a)을 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(210), 제2 전력 증폭기(220), 제어부(1250) 및 복수의 저잡음 증폭기(210a 내지 240a)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.Meanwhile, the electronic device or vehicle includes a plurality of low noise amplifiers (LNAs) 210a to 240a in the receiver. Here, the first power amplifier 210 , the second power amplifier 220 , the controller 1250 , and the plurality of low-noise amplifiers 210a to 240a are all operable in the first communication system and the second communication system. In this case, the first communication system and the second communication system may be a 4G communication system and a 5G communication system, respectively.
도 4에 도시된 바와 같이, RFIC(1250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(1250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(1400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다. As shown in FIG. 4 , the RFIC 1250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto and may be configured as a 4G/5G separate type according to an application. When the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, as well as the advantage that control signaling by the modem 1400 can be simplified.
한편, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, when the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively. In particular, when the difference between the 5G band and the 4G band is large, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 1250 may be configured as a 4G/5G separate type. As such, when the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
한편, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.On the other hand, even when the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and it is also possible to be physically implemented on a single chip.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 모뎀(1400)을 통해 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다. Meanwhile, the application processor (AP) 1450 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 1450 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 1400 .
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(1400)은 RFIC(1250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.For example, the modem 1400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of the electronic device. Accordingly, the modem 1400 may operate the power circuits of the transmitter and the receiver in the low power mode through the RFIC 1250 .
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(1400)을 통해 RFIC(1250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(1400)을 통해 RFIC(1250)를 제어할 수 있다. In this regard, when it is determined that the electronic device is in an idle mode, the application processor (AP) 1450 may control the RFIC 1250 through the modem 1400 as follows. For example, if the electronic device is in an idle mode, the RFIC through the modem 1400 so that at least one of the first and second power amplifiers 210 and 220 is operated in a low power mode or turned off (1250) can be controlled.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(1400)과 RFIC(1250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the electronic device is in a low battery mode, the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to provide wireless communication capable of low power communication. For example, when the electronic device is connected to a plurality of entities among a 4G base station, a 5G base station, and an access point, the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to enable wireless communication with the lowest power. Accordingly, even if the throughput is somewhat sacrificed, the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 and the RFIC 1250 to perform short-range communication using only the short-range communication module 113 .
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(1400)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(1400)과 RFIC(1250)를 제어할 수 있다.According to another embodiment, when the remaining battery level of the electronic device is equal to or greater than a threshold, the modem 1400 may be controlled to select an optimal wireless interface. For example, the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery level and available radio resource information. In this case, the application processor (AP) 1450 may receive the remaining battery level information from the PMIC and the available radio resource information from the modem 1400 . Accordingly, if the battery level and available radio resources are sufficient, the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 and the RFIC 1250 to receive through both the 4G base station and the 5G base station.
한편, 도 4의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다. Meanwhile, in the multi-transceiving system of FIG. 4 , the transmitter and receiver of each radio system may be integrated into one transceiver. Accordingly, there is an advantage that a circuit part integrating two types of system signals in the RF front-end can be removed.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.In addition, since the front-end components can be controlled by the integrated transceiver, the front-end components can be more efficiently integrated than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.In addition, when each communication system is separated, it is impossible to control other communication systems as necessary, or efficient resource allocation is impossible because the system delay is increased. On the other hand, the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage that it is possible to control other communication systems as necessary, and thus system delay can be minimized, thereby enabling efficient resource allocation.
한편, 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다. Meanwhile, the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 may operate in at least one of the first and second communication systems. In this regard, when the 5G communication system operates in the 4G band or the Sub6 band, the first and second power amplifiers 220 may operate in both the first and second communication systems.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다. On the other hand, when the 5G communication system operates in the millimeter wave (mmWave) band, one of the first and second power amplifiers 210 and 220 operates in the 4G band, and the other operates in the millimeter wave band. have.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다. Meanwhile, by integrating the transceiver and the receiving unit, two different wireless communication systems can be implemented with one antenna by using an antenna for both transmitting and receiving. In this case, 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2 . In this case, 4x4 DL MIMO may be performed through the downlink (DL).
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.Meanwhile, if the 5G band is the Sub6 band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band. On the other hand, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band. In this case, if the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band, each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(210)와 제2 전력 증폭기(220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.Meanwhile, 2x2 MIMO implementation is possible using two antennas connected to the first power amplifier 210 and the second power amplifier 220 among the four antennas. In this case, 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through the uplink (UL). Alternatively, it is not limited to 2x2 UL MIMO, and may be implemented with 1 Tx or 4 Tx. In this case, when the 5G communication system is implemented as 1 Tx, only one of the first and second power amplifiers 210 and 220 may operate in the 5G band. On the other hand, when the 5G communication system is implemented as 4Tx, an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided. Alternatively, a transmission signal may be branched in each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
한편, RFIC(1250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.On the other hand, since a switch-type splitter or a power divider is built inside the RFIC corresponding to the RFIC 1250, there is no need for a separate component to be disposed outside, thereby improving component mountability. can Specifically, by using a single pole double throw (SPDT) type switch inside the RFIC corresponding to the controller 250 , it is possible to select the transmitter (TX) of two different communication systems.
또한, 본 발명에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기 또는 차량은 듀플렉서(duplexer, 231), 필터(232) 및 스위치(233)를 더 포함할 수 있다.In addition, the electronic device or vehicle capable of operating in a plurality of wireless communication systems according to the present invention may further include a duplexer 231 , a filter 232 , and a switch 233 .
듀플렉서(231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(210a, 240a)로 수신된다. The duplexer 231 is configured to mutually separate signals of a transmission band and a reception band. At this time, the signals of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 210 and 220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 231 . On the other hand, signals of the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 210a and 240a through the second output port of the duplexer 231 .
필터(232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(232)는 듀플렉서(231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.The filter 232 may be configured to pass a signal of a transmission band or a reception band and block a signal of the remaining band. In this case, the filter 232 may include a transmit filter connected to a first output port of the duplexer 231 and a receive filter connected to a second output port of the duplexer 231 . Alternatively, the filter 232 may be configured to pass only a signal of a transmission band or only a signal of a reception band according to the control signal.
스위치(233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.The switch 233 is configured to transmit either only a transmit signal or a receive signal. In an embodiment of the present invention, the switch 233 may be configured in a single pole double throw (SPDT) type to separate a transmission signal and a reception signal using a time division multiplexing (TDD) method. In this case, the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 231 may be implemented in the form of a circulator.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(233)가 반드시 필요한 것은 아니다. On the other hand, in another embodiment of the present invention, the switch 233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD: Time Division Duplex) scheme. In this case, the switch 233 may be configured in a double pole double throw (DPDT) type to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively. Meanwhile, since the transmission signal and the reception signal can be separated by the duplexer 231 , the switch 233 is not necessarily required.
한편, 본 발명에 따른 전자 기기 또는 차량은 제어부에 해당하는 모뎀(1400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(1250)와 모뎀(1400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(1250)와 모뎀(1400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(1250)와 모뎀(1400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.Meanwhile, the electronic device or vehicle according to the present invention may further include a modem 1400 corresponding to a control unit. In this case, the RFIC 1250 and the modem 1400 may be referred to as a first controller (or first processor) and a second controller (second processor), respectively. Meanwhile, the RFIC 1250 and the modem 1400 may be implemented as physically separate circuits. Alternatively, the RFIC 1250 and the modem 1400 may be physically or logically divided into one circuit.
모뎀(1400)은 RFIC(1250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(1400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)를 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The modem 1400 may control and process signals for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 1250 . The modem 1400 may be obtained through control information received from the 4G base station and/or the 5G base station. Here, the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
모뎀(1400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(1250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(1250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(210, 220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(1250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(210a 내지 240a)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.The modem 1400 may control the RFIC 1250 to transmit and/or receive a signal through the first communication system and/or the second communication system in a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 1250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 210 and 220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. Also, the RFIC 1250 may control receiving circuits including the first to fourth low-noise amplifiers 210a to 240a to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
한편, 도 2 내지 도 4에 따른 차량에 탑재되는 복수의 안테나들이 배치된 안테나 시스템과 이를 구비하는 차량에 대해 설명하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 5a는 일 예시에 따른 차량이 기지국과 통신을 수행하도록 구성된 개념도를 나타낸다. 한편, 도 5b는 일 예시에 따른 차량에 탑재될 수 있는 안테나와 안테나 방사패턴을 나타낸다.Meanwhile, an antenna system in which a plurality of antennas mounted on a vehicle according to FIGS. 2 to 4 are disposed and a vehicle having the same will be described as follows. In this regard, FIG. 5A is a conceptual diagram illustrating a vehicle configured to communicate with a base station according to an example. Meanwhile, FIG. 5B shows an antenna and an antenna radiation pattern that may be mounted on a vehicle according to an example.
도 5a를 참조하면, 도로 상의 차량(300)은 서로 다른 기지국(600, 700)을 무선 통신을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 서로 다른 기지국(600, 700)은 4G/5G 무선 통신을 수행하는 기지국일 수 있다. 구체적으로, 차량(300)은 제1 기지국(600)과 제2 기지국(700) 사이에서 핸드오버를 수행하여 무선 통신을 수행할 수 있다. 또는, 차량(300)은 제1 기지국(600)과 제2 기지국(700)과 모두 연결 상태를 유지하는 이중 연결(dual connectivity, DC) 상태일 수 있다. 이 경우, 제1 기지국(600) 및 제2 기지국(600) 중 하나는 제1 통신 시스템의 기지국이고, 다른 하나는 제2 통신 시스템의 기지국일 수 있다.Referring to FIG. 5A , a vehicle 300 on a road may perform wireless communication with different base stations 600 and 700 . In this regard, the different base stations 600 and 700 may be base stations that perform 4G/5G wireless communication. Specifically, the vehicle 300 may perform wireless communication by performing handover between the first base station 600 and the second base station 700 . Alternatively, the vehicle 300 may be in a dual connectivity (DC) state in which both the first base station 600 and the second base station 700 maintain a connected state. In this case, one of the first base station 600 and the second base station 600 may be a base station of the first communication system, and the other may be a base station of the second communication system.
또한, 도 5b를 참조하면, 차량(300)은 GSM/LTE/5G 기지국과의 통신을 위해 무지향성 방사 패턴(Omni-Directional Radiation Pattern)의 안테나 특성을 요구할 수 있다. 이와 관련하여, 현재 차량에 탑재되는 안테나는 외장형 샤크 안테나 모듈(shark antenna module)내부에 모노폴(monopole) 구조의 안테나가 적용되어 있다. 이와 같은 외장형 샤크 안테나 모듈은 차량 내부로 돌출될 수 있다. 또한, 외장형 샤크 안테나 모듈에는 복수의 통신 시스템의 광대역을 커버하면서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 복수의 안테나들이 구비할 공간이 부족하다.In addition, referring to FIG. 5B , the vehicle 300 may request antenna characteristics of an omni-directional radiation pattern for communication with a GSM/LTE/5G base station. In this regard, the antenna currently mounted on the vehicle is an antenna of a monopole structure inside an external shark antenna module. Such an external shark antenna module may protrude into the vehicle. In addition, the external shark antenna module does not have enough space for the plurality of antennas to perform multiple input/output (MIMO) while covering the broadband of the plurality of communication systems.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 안테나 시스템은 외부로 돌출되는 높이를 최소화하면서, 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 복수의 안테나들이 구비하도록 설계될 필요가 있다. In order to solve this problem, the antenna system according to the present invention needs to be designed with a plurality of antennas to perform multiple input/output (MIMO) while minimizing the height protruding to the outside.
한편, 본 발명에 따른 차량용 안테나 시스템의 요구 사항은 다음과 같다.On the other hand, the requirements of the vehicle antenna system according to the present invention are as follows.
- 차량 안테나 요구사항: low elevation, 즉 앙각 70 내지 90도 범위에서 평균 이득(mean gain) -2dB이다. 즉, low elevation에 해당하는 거의 수평 방향의 수평 방사(horizontal radiation) 성능에 해당하는 평균 이득은 -2dB이다.- Vehicle antenna requirements: low elevation, i.e. mean gain -2dB in the range of 70 to 90 degrees of elevation. That is, the average gain corresponding to the performance of horizontal radiation in the almost horizontal direction corresponding to low elevation is -2dB.
- 종래기술의 한계: 모듈 내부의 공간을 이용한 안테나 기술로는 낮은 안테나 높이에 의한 성능열화로, 안테나 성능 요구사항을 만족하기 어렵다.- Limitations of the prior art: With the antenna technology using the space inside the module, it is difficult to satisfy the antenna performance requirements due to performance degradation due to low antenna height.
- 본 발명의 필요성: 안테나 성능 확보를 위한 추가적인 높이 증가 없이 안테나 성능개선을 위한 안테나 구조가 필요하다.- Necessity of the present invention: An antenna structure is required for improving antenna performance without additional height increase for securing antenna performance.
이와 관련하여, 저대역(low band, LB) 안테나 이슈는 다음과 같다. 차량의 On ground 환경과 안테나 높이 17mm 이하의 설계 공간에서는 빔 피크(Beam Peak)가 수직으로 형성되어 low elevation 성능을 만족하기 어렵다. 이와 관련하여, 1GHz 미만에서 low elevation 특성을 갖는 샤크 안테나는 차량 외곽 영역에 위치할 수 있다. 반면에, 본 발명에서 구현하고자 하는 차량용 안테나는 17mm 이하의 낮은 높이를 갖도록 구현될 필요가 있다. In this regard, the low band (LB) antenna issue is as follows. In the on-ground environment of the vehicle and the design space of the antenna height of 17 mm or less, the beam peak is formed vertically, so it is difficult to satisfy the low elevation performance. In this regard, the shark antenna having a low elevation characteristic at less than 1 GHz may be located in an area outside the vehicle. On the other hand, the vehicle antenna to be implemented in the present invention needs to be implemented to have a low height of 17 mm or less.
이를 위해, 차량 디자인을 위해 외관에 드러나는 샤크 안테나를 차량 내부에 장착하려는 요구 사항이 추가될 수 있다. 따라서, 구조적으로 로우 프로파일(Low Profile)을 유지하면서도 무지향성 방사 패턴을 갖는 안테나의 설계 기술이 필요하다. 따라서, 본 발명에서는 로우 프로파일 구조 및 무지향성 방사 패턴을 위한 슬롯 안테나(Slot Antenna) 모듈 구조를 제안하고자 한다.To this end, for vehicle design, the requirement to mount an externally exposed shark antenna inside the vehicle may be added. Accordingly, there is a need for a design technique for an antenna having a non-directional radiation pattern while structurally maintaining a low profile. Accordingly, the present invention intends to propose a slot antenna module structure for a low-profile structure and an omni-directional radiation pattern.
한편, 본 발명에 따른 안테나 시스템은 차량의 지붕 상부 또는 내부 또는 지붕 프레임 내부에 탑재될 수 있다. 이와 관련하여, 도 6은 일 실시 예에 따른 차량 지붕 프레임 내부에 탑재될 수 있는 안테나 시스템을 나타낸다. 또한, 도 7a는 일 실시 예에 따른 안테나 시스템에 배치될 수 있는 복수의 안테나들을 일 측면에서 본 사시도이다. 반면에, 도 7b는 일 실시 예에 따른 안테나 시스템에 배치될 수 있는 복수의 안테나들을 다른 측면에서 본 사시도이다. Meanwhile, the antenna system according to the present invention may be mounted on or inside the roof of the vehicle or inside the roof frame. In this regard, FIG. 6 illustrates an antenna system that may be mounted inside a vehicle roof frame according to an exemplary embodiment. Also, FIG. 7A is a perspective view of a plurality of antennas that may be disposed in an antenna system according to an exemplary embodiment. On the other hand, FIG. 7B is a perspective view viewed from another side of a plurality of antennas that may be disposed in the antenna system according to an embodiment.
한편, 도 8a는 본 발명에 따른 여러 타입의 안테나가 회로 기판에 급전부를 통해 연결되고, 그라운드 면이 상호 연결되도록 배치된 구성을 나타낸다. 이와 관련하여, 도 8b는 도 8a의 안테나의 급전부와 금속 패턴이 회로 기판과 연결되는 구성을 확대한 도면이다.Meanwhile, FIG. 8A shows a configuration in which various types of antennas according to the present invention are connected to a circuit board through a power feeding unit, and a ground plane is arranged to be interconnected. In this regard, FIG. 8B is an enlarged view of a configuration in which a power feeding unit and a metal pattern of the antenna of FIG. 8A are connected to a circuit board.
따라서, 본 발명의 개념은 전술한 바와 같이 무지향성 방사 패턴(Omni-Directional Radiation Pattern)을 갖는 Slot Antenna를 도 7a 내지 도 8b와 같이 대역 별/구조별로 부품 모듈화 하는 것이다. Therefore, the concept of the present invention is to modularize a slot antenna having an omni-directional radiation pattern as described above for each band/structure as shown in FIGS. 7A to 8B .
따라서, 복수의 통신 시스템에서 요구하는 만큼 복수의 안테나들을 PCB에 장착하여 사용하는 것으로, 높이가 낮고 실장이 유리한 Wall 형태의 유전체 구조물에 설계된 슬롯 안테나를 제안하고자 한다. 여기서, 유전체 구조물의 형상은 Wall 형태와 같은 직육면체 형상일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 형태로 변경 가능하다. 구체적으로, 저대역(LB) 안테나는 소정 각도, 예컨대 실질적으로 90도로 벤딩된 구조의 직육면체 형상일 수 있다.Therefore, it is intended to propose a slot antenna designed in a wall-type dielectric structure with a low height and advantageous mounting by mounting a plurality of antennas on a PCB as required by a plurality of communication systems. Here, the shape of the dielectric structure may be a rectangular parallelepiped shape such as a wall shape, but is not limited thereto and may be changed to various shapes. Specifically, the low-band (LB) antenna may have a rectangular parallelepiped shape bent at a predetermined angle, for example, substantially 90 degrees.
이와 관련하여, 본 발명에 따른 슬롯 안테나의 구조적 차별점 및 기술적 차별점은 다음과 같다. Omni-Directional 특성의 안테나를 차량 지붕 내부에 탑재하기 위해서는 Low Profile한 구조적 특성이 필요하다.In this regard, the structural and technical differences of the slot antenna according to the present invention are as follows. In order to mount an omni-directional antenna inside a vehicle roof, a low profile structural characteristic is required.
반면에, 종래 기술의 경우 일반적으로 요구된 방사 특성을 갖는 1) Patch 형태를 갖는 Monopole 안테나 구조를 구현하고 그 방사 특성이 유지되는 최소한의 높이로 최적화 설계할 수 있을 뿐이다.On the other hand, in the case of the prior art, it is possible to implement a monopole antenna structure having a 1) patch shape having generally required radiation characteristics and to optimize design with a minimum height at which the radiation characteristics are maintained.
또는, 2) Tapered 또는 Conical 형태를 갖는 비교적 넓은 패턴 모양을 갖는 Broadband Monopole 안테나 구조로 최적화 설계할 수 있을 뿐이다.Alternatively, 2) it is only possible to optimize design with a broadband monopole antenna structure having a relatively wide pattern shape having a tapered or conical shape.
그러나, Omni-Directional 특성을 만족하기 위해서는 최소 1/10 파장 이상의 높이(1GHz 기준 약 3cm)가 요구되기 때문에 적용을 위한 다양한 구조 변환이 필요하다. 따라서, 본 발명에서는 차량 지붕 내부에도 낮은 높이의 low-profile 구조로 구현할 수 있는 슬롯 안테나 구조의 복수의 안테나들을 구비하는 안테나 시스템을 제안하고자 한다.However, in order to satisfy the Omni-Directional characteristic, a height of at least 1/10 wavelength (about 3 cm based on 1 GHz) is required, so various structural transformations are required for application. Accordingly, the present invention intends to propose an antenna system including a plurality of antennas having a slot antenna structure that can be implemented in a low-profile, low-profile structure even inside a vehicle roof.
도 6 내지 도 8b를 참조하면, 안테나 시스템(1000)을 구비하는 차량은 차량 지붕 프레임에 해당하는 금속 영역(metal region)을 포함한다. 또한, 차량은 상기 지붕 프레임에 형성되고 금속 영역 주변을 둘러싸도록 형성된 비-금속 영역(non-metal region)을 더 포함할 수 있다. 6 to 8B , a vehicle including the antenna system 1000 includes a metal region corresponding to a vehicle roof frame. In addition, the vehicle may further include a non-metal region formed in the roof frame and formed to surround the periphery of the metal region.
한편, 차량에 탑재될 수 있는 안테나 시스템(1000)은 회로 기판(circuit board, PCB), 복수의 안테나들(1100), 송수신부 회로(transceiver circuit, 1250) 및 기저대역 프로세서(baseband processor, 1400)를 포함하도록 구성될 수 있다. Meanwhile, the antenna system 1000 that may be mounted on a vehicle includes a circuit board (PCB), a plurality of antennas 1100 , a transceiver circuit 1250 , and a baseband processor 1400 . It may be configured to include
회로 기판(circuit board, PCB)은 복수의 안테나(1100)이 배치되도록 구성될 수 있다. 한편, 복수의 안테나(1100)는 저대역(low band, LB)에서 동작하는 제1 및 제2 안테나(LB_ANT1, LB_ANT2, 1100-1, 1100-2)를 포함할 수 있다. 한편, 복수의 안테나(1100)는 중대역(middle band, MB)에서 동작하는 제3 및 제4 안테나(MB_ANT3, MB_ANT4, 1100-3, 1100-4)를 더 포함할 수 있다. 또한, 복수의 안테나(1100)는 고대역(high band, HB)에서 동작하는 제5 및 제6 안테나(HB_ANT5, HB_ANT6, 1100-5, 1100-6)를 더 포함할 수 있다.A circuit board (PCB) may be configured such that a plurality of antennas 1100 are disposed. Meanwhile, the plurality of antennas 1100 may include first and second antennas LB_ANT1 , LB_ANT2 , 1100-1 and 1100-2 operating in a low band (LB). Meanwhile, the plurality of antennas 1100 may further include third and fourth antennas MB_ANT3, MB_ANT4, 1100-3, and 1100-4 operating in a middle band (MB). Also, the plurality of antennas 1100 may further include fifth and sixth antennas HB_ANT5, HB_ANT6, 1100-5, and 1100-6 operating in a high band (HB).
이와 관련하여, 저대역(LB)은 650MHz 내지 900MHz 또는 600MHz 내지 960MHz를 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 하지만, 저대역(LB)은 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다. 한편, 중대역(MB)은 1400MHz부터 시작하는 주파수 대역으로 간주될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다. 또한, 고대역(HB)은 중대역(MB)보다 높은 대역으로 2500MHz부터 시작하는 주파수 대역으로 간주될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.In this regard, the low band LB may be considered to include 650 MHz to 900 MHz or 600 MHz to 960 MHz. However, the low band LB is not limited thereto and may be changed according to applications. Meanwhile, the middle band (MB) may be regarded as a frequency band starting from 1400 MHz, but is not limited thereto and may be changed according to applications. In addition, the high band (HB) is a band higher than the middle band (MB) and may be regarded as a frequency band starting from 2500 MHz, but is not limited thereto and may be changed according to applications.
한편, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)는 제1 유전체 구조물(dielectric structure) 상에 프린트된 제1 금속 패턴(metal pattern, M1)과 제1 슬롯(S1)을 통해 제1 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)는 회로 기판(PCB)과 제1 급전부(F1)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다. 한편, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)는 제2 유전체 구조물 상에 프린트된 제2 금속 패턴(M2)과 제2 슬롯(S2)을 통해 제2 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 신호 및 제2 신호는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역의 신호일 수 있다.Meanwhile, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 radiate a first signal through a first metal pattern M1 and a first slot S1 printed on a first dielectric structure. can be configured. To this end, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured to be connected to the circuit board PCB through the first feeding unit F1. Meanwhile, the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 may be configured to radiate the second signal through the second metal pattern M2 and the second slot S2 printed on the second dielectric structure. Here, the first signal and the second signal may be signals of the first band corresponding to the low band LB.
이와 관련하여, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)에 해당하는 제1 슬롯(S1)과 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)에 해당하는 제2 슬롯(S2)은 그라운드 평면에 구현된 슬롯 안테나와 유사하게 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 금속(M1) 및 제2 금속(M2)이 회로 기판(PCB)의 그라운드와 연결되기 때문이다. In this regard, the first slot S1 corresponding to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second slot S2 corresponding to the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 are slots implemented in the ground plane. It can operate similarly to an antenna. This is because the first metal M1 and the second metal M2 are connected to the ground of the circuit board PCB.
이와 관련하여, Metallic (Ground) Plane에 구현된 슬롯 안테나(Slot Antenna)는 Slot을 사이로 상하 금속 영역에 (+)단자와 (-)단자가 연결된다. 또한, λ/2 길이의 Slot은 90도 회전된 λ/2 길이의 Dipole과 E-field 방향 및 방사 패턴이 동일한 특성을 갖는다. 한편, 이러한 슬롯 안테나 구조는 차량에서 요구하는 GSM/LTE/5G Sub 6용 안테나 방사 특성을 만족할 수 있다.In this regard, in the slot antenna implemented in the Metallic (Ground) Plane, the (+) terminal and the (-) terminal are connected to the upper and lower metal regions through the slot. In addition, the λ/2-length slot has the same characteristics as the λ/2-length dipole rotated by 90 degrees in the E-field direction and radiation pattern. On the other hand, this slot antenna structure may satisfy the antenna radiation characteristics for GSM/LTE/5G Sub 6 required by the vehicle.
또한, 전술한 금속 그라운드 평면에 구현된 슬롯 안테나는 중대역(MB) 안테나와 고대역(HB) 안테나에도 유사하게 적용 가능하다. 따라서, 제3 슬롯(S3) 내지 제6 슬롯(S6)도 전술한 바와 같은 금속 그라운드 평면에 구현된 슬롯 안테나로 동작할 수 있다.In addition, the slot antenna implemented on the above-described metal ground plane is similarly applicable to a medium-band (MB) antenna and a high-band (HB) antenna. Accordingly, the third slot S3 to the sixth slot S6 may also operate as slot antennas implemented on the metal ground plane as described above.
한편, 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 및 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2) 중 적어도 하나를 통해 신호를 방사하도록 제어할 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합되고, 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이를 위해, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 및 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)를 통해 제1 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the transceiver circuit 1250 may control to radiate a signal through at least one of the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2. In addition, the baseband processor 1400 is operatively coupled to the transceiver circuit 1250 and may perform multiple input/output (MIMO) in the first band corresponding to the low band LB. To this end, the baseband processor 1400 uses the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) in the first band through the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2. ) can be configured to control
한편, 본 발명에 따른 복수의 안테나들(1100)은 동작 대역에 따라 서로 다른 형태로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 9는 일 실시 예에 따른 서로 다른 타입의 안테나들의 구성을 나타낸다.Meanwhile, the plurality of antennas 1100 according to the present invention may be configured in different shapes depending on the operating band. In this regard, FIG. 9 shows a configuration of different types of antennas according to an embodiment.
도 7a 내지 도 8 및 도 9(a)를 참조하면, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)는 제1 타입 안테나(1100a)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 동작하고, 회로 기판(PCB)의 일측 및 일 단부와 연결되도록 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성될 수 있다. 7A to 8 and 9A , the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured as a first type antenna 1100a. Accordingly, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 operate in a first band corresponding to the low band LB, and the first part P1 and the first antenna are connected to one side and one end of the circuit board PCB. It may be composed of two parts (P2).
또한, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)도 제1 타입 안테나(1100a)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 동작하고, 회로 기판(PCB)의 타측 및 일 단부와 연결되도록 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성될 수 있다. In addition, the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 may also be configured as the first type antenna 1100a. Accordingly, the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 operate in the first band corresponding to the low band LB, and the first portion P1 and the second antenna are connected to the other side and one end of the circuit board PCB. It may be composed of two parts (P2).
이와 관련하여, 동일 대역에서 동작하는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)는 회로 기판(PCB)의 서로 다른 측면에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)는 상호 간에 간섭 수준을 저감하고 격리도(isolation)를 향상시킬 수 있다. In this regard, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 operating in the same band may be disposed on different sides of the circuit board PCB. Accordingly, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 may reduce interference levels and improve isolation.
한편, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)에 대하여, 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성된 슬롯(S1, S2)의 길이는 저대역(LB)인 제1 대역에 해당하는 파장(wavelength)의 1/2로 설정될 수 있다. 또한, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)는 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성되어 제한된 공간 내에 다른 안테나들과 배치 설계가 용이하게 구성될 수 있다. On the other hand, with respect to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2, the lengths of the slots S1 and S2 composed of the first part P1 and the second part P2 are It may be set to 1/2 of a wavelength corresponding to the first band, which is the low band LB. In addition, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 are composed of a first part P1 and a second part P2, so that the arrangement design with other antennas in a limited space is easy. It can be easily configured.
한편, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)에 대하여, 제1 유전체 구조물의 하부에 형성된 제1 금속 패턴(M1)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 또한, 제1 급전부(F1)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제1 신호선(signal line, SL1)과 연결될 수 있다. Meanwhile, with respect to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1, the first metal pattern M1 formed under the first dielectric structure may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the first power supply unit F1 may be connected to a first signal line SL1 in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
유사한 방식으로, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)에 대하여, 제2 유전체 구조물의 하부에 형성된 제2 금속 패턴(M2)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 또한, 제2 급전부(F2)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제2 신호선(SL2)과 연결될 수 있다.In a similar manner, with respect to the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 , the second metal pattern M2 formed under the second dielectric structure may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the second power supply unit F2 may be connected to the second signal line SL2 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
한편, 본 발명에 따른 중대역(MB)에서 동작하는 안테나도 회로 기판(PCB) 상에 저대역(LB) 안테나와 함께 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)는 제3 유전체 구조물 상에 프린트된 제3 금속 패턴(M3)과 제3 슬롯(S3)을 통해 제3 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)의 제3 유전체 구조물은 회로 기판의 일 단부에 배치되고, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)는 회로 기판(PCB)과 제3 급전부(F3)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the antenna operating in the middle band (MB) according to the present invention may also be disposed on the circuit board (PCB) together with the low band (LB) antenna. In this regard, the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 may be configured to radiate the third signal through the third metal pattern M3 and the third slot S3 printed on the third dielectric structure. In this regard, the third dielectric structure of the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 is disposed at one end of the circuit board, and the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 are connected to the circuit board PCB and the third feeding part. It may be configured to be connected via (F3).
한편, 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)는 제4 유전체 구조물 상에 프린트된 제4 금속 패턴(M4)과 제4 슬롯(S4)을 통해 제4 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)의 제4 유전체 구조물은 회로 기판의 타 단부에 배치되고, 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)는 회로 기판(PCB)과 제4 급전부(F4)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다. 여기서, 제3 신호 및 제4 신호는 중대역(MB)에 해당하는 제2 대역의 신호일 수 있다.Meanwhile, the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 may be configured to radiate the fourth signal through the fourth metal pattern M4 and the fourth slot S4 printed on the fourth dielectric structure. In this regard, the fourth dielectric structure of the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 is disposed at the other end of the circuit board, and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 are connected to the circuit board PCB and the fourth feeding part. It may be configured to be connected via (F4). Here, the third signal and the fourth signal may be signals of the second band corresponding to the middle band (MB).
이와 관련하여, 동일 대역에서 동작하는 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)와 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)는 회로 기판(PCB)의 서로 다른 단부에 배치될 수 있다. 따라서, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)와 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)는 상호 간에 간섭 수준을 저감하고 격리도(isolation)를 향상시킬 수 있다. In this regard, the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 operating in the same band may be disposed at different ends of the circuit board PCB. Accordingly, the third antennas MB_ANT3 and 1100-3 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 may reduce interference levels and improve isolation.
한편, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)의 제3 유전체 구조물의 하부에 형성된 제3 금속 패턴(M3)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 또한, 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)의 제4 유전체 구조물의 하부에 형성된 제4 금속 패턴(M4)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. Meanwhile, the third metal pattern M3 formed under the third dielectric structure of the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the fourth metal pattern M4 formed under the fourth dielectric structure of the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
급전 방식과 관련하여, 제3 급전부(F3)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제3 신호선(SL3)과 연결될 수 있다. 또한, 제4 급전부(F4)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제4 신호선(SL4)과 연결될 수 있다.In relation to the power feeding method, the third power feeding part F3 may be connected to the third signal line SL3 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the fourth power supply unit F4 may be connected to the fourth signal line SL4 in the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
복수 개의 중대역(HB) 안테나가 배치됨에 따라 제2 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합되고, 중대역(MB)에 해당하는 제2 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3) 및 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)를 통해 제2 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 구성될 수 있다.Multiple input/output (MIMO) may be performed in the second band as a plurality of middle-band (HB) antennas are disposed. In this regard, the baseband processor 1400 is operatively coupled to the transceiver circuit 1250 and the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) in the second band corresponding to the middle band (MB). can control The baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) in the second band through the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 .
한편, 통신 용량을 증대하기 위해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역의 제1 신호와 제2 대역의 제3 신호를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. 즉, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)를 통해 수신되는 제1 대역의 제1 신호와 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)를 통해 수신되는 제2 대역의 제3 신호를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. Meanwhile, carrier aggregation (CA) may be performed to increase communication capacity. In this regard, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through the first signal of the first band and the third signal of the second band. That is, the baseband processor 1400 configures the first signal of the first band received through the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second signal of the second band received through the third antenna MB_ANT3 and 1100-3. Carrier aggregation (CA) may be performed through 3 signals.
이와 관련하여, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 인접한 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)보다 이격된 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)를 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 따라서, 반송파 집성(CA) 시에 인접한 대역 간의 간섭 수준을 저감할 수 있다.In this regard, carrier aggregation (CA) will be performed using the third antennas MB_ANT3 and 1100-3 spaced apart from the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1. can Accordingly, it is possible to reduce the level of interference between adjacent bands during carrier aggregation (CA).
한편, 제1 대역의 제1 신호와 제2 대역의 제3 신호를 통한 반송파 집성 시, 제1 신호 또는 제3 신호의 품질이 임계치 이하이면, 다른 안테나들을 통해 반송 파 집성이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역의 제2 신호와 제2 대역의 제4 신호를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. 즉, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)를 통해 수신되는 제1 대역의 제2 신호와 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)를 통해 수신되는 제2 대역의 제4 신호를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다.Meanwhile, during carrier aggregation through the first signal of the first band and the third signal of the second band, if the quality of the first signal or the third signal is less than or equal to a threshold, carrier aggregation may be performed through other antennas. In this regard, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through the second signal of the first band and the fourth signal of the second band. That is, the baseband processor 1400 configures the second signal of the first band received through the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 and the second signal of the second band received through the fourth antenna MB_ANT4 and 1100-4. Carrier aggregation (CA) may be performed through 4 signals.
이와 관련하여, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 인접한 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)보다 이격된 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)를 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 따라서, 반송파 집성(CA) 시에 인접한 대역 간의 간섭 수준을 저감할 수 있다.In this regard, carrier aggregation (CA) is to be performed using the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 spaced apart from the adjacent third antennas MB_ANT3 and 1100-3. can Accordingly, it is possible to reduce the level of interference between adjacent bands during carrier aggregation (CA).
한편, 기저대역 프로세서(1400)는 반송파 집성된 신호들을 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이 경우, 각각의 MIMO 스트림 간의 격리도가 CA 신호 간의 격리도보다 더 중요하다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역의 제1 신호와 제2 대역의 제4 신호를 통해 제1 정보를 획득하고, 제1 대역의 제2 신호와 제2 대역의 제3 신호를 통해 제2 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라, 기저대역 프로세서(1400)는 반송파 집성된 신호에 대해 DL-MIMO를 수행하면서, MIMO 스트림 간 간섭 수준을 저감할 수 있다. 이 경우, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 인접한 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)를 통해 제1 CA 신호를 수신하도록 제어한다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 인접한 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)를 통해 제2 CA 신호를 동시에 수신하도록 제어한다.Meanwhile, the baseband processor 1400 may perform multiple input/output (MIMO) using carrier-aggregated signals. In this case, the degree of isolation between each MIMO stream is more important than the degree of isolation between CA signals. Accordingly, the baseband processor 1400 obtains first information through the first signal of the first band and the fourth signal of the second band, and through the second signal of the first band and the third signal of the second band Second information may be obtained. Accordingly, the baseband processor 1400 may reduce the level of interference between MIMO streams while performing DL-MIMO on the carrier-aggregated signal. In this case, the baseband processor 1400 controls to receive the first CA signal through the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1. Also, the baseband processor 1400 controls to simultaneously receive the second CA signal through the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 adjacent to each other.
이와 유사하게, 기저대역 프로세서(1400)는 반송파 집성된 신호에 대해 UL-MIMO를 수행하면서, MIMO 스트림 간 간섭 수준을 저감할 수 있다. 이 경우, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 인접한 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)를 통해 제1 CA 신호를 송신하도록 제어한다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 인접한 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)를 통해 제2 CA 신호를 동시에 송신하도록 제어한다. Similarly, the baseband processor 1400 may reduce the level of interference between MIMO streams while performing UL-MIMO on the carrier-aggregated signal. In this case, the baseband processor 1400 controls to transmit the first CA signal through the fourth antennas MB_ANT4 and 1100-4 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1. In addition, the baseband processor 1400 controls to simultaneously transmit the second CA signal through the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and the adjacent third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 .
한편, 본 발명에 따른 고대역(HB)에서 동작하는 안테나도 회로 기판(PCB) 상에 저대역(LB) 안테나 및/또는 중대역(MB)와 함께 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)는 제5 유전체 구조물 상에 프린트된 제5 금속 패턴(M5)과 제5 슬롯(S5)을 통해 제5 신호를 방사하도록 구성된다. 이와 관련하여, 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)의 제5 유전체 구조물은 회로 기판(PCB)의 일 단부에 배치되고, 회로 기판(PCB)과 제5 급전부(F5)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the antenna operating in the high band (HB) according to the present invention may also be disposed on the circuit board (PCB) together with the low band (LB) antenna and/or the middle band (MB). In this regard, the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 are configured to radiate a fifth signal through the fifth metal pattern M5 and the fifth slot S5 printed on the fifth dielectric structure. In this regard, the fifth dielectric structure of the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 is disposed at one end of the circuit board PCB and is configured to be connected to the circuit board PCB and the fifth power supply unit F5 . can be
한편, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 제6 유전체 구조물 상에 프린트된 제6 금속 패턴(M6)과 제6 슬롯(S6)을 통해 제6 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)의 제6 유전체 구조물은 회로 기판의 타 단부에 배치되고, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 회로 기판(PCB)과 제6 급전부(F6)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다. 여기서, 제5 신호 및 제6 신호는 고대역(HB)에 해당하는 제3 대역의 신호일 수 있다.Meanwhile, the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be configured to radiate the sixth signal through the sixth metal pattern M6 and the sixth slot S6 printed on the sixth dielectric structure. In this regard, the sixth dielectric structure of the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 is disposed at the other end of the circuit board, and the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 are connected to the circuit board PCB and the sixth feeding part. It may be configured to be connected via (F6). Here, the fifth signal and the sixth signal may be signals of the third band corresponding to the high band HB.
도 7a 내지 도 8 및 도 9(b)를 참조하면, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 제2 타입 안테나(1100b)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 회로 기판(PCB)의 일 영역에만 배치되도록 직선 형태로 구성될 수 있다. 반면에, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 및 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 같은 저대역(LB) 안테나는 회로 기판(PCB)의 측면과 단부에 모두 배치되도록 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성될 수 있다. 7A to 8 and 9B , the third antennas MB_ANT3 and 1100-3 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6 may be configured as a second type antenna 1100b. Accordingly, the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 to the sixth antenna HB_ANT6 and 1100 - 6 may be configured in a straight line to be disposed only in one area of the circuit board PCB. On the other hand, the low-band (LB) antennas such as the first antenna (LB_ANT1, 1100-1) and the second antenna (LB_ANT2, 1100-2) are disposed on both the side surface and the end of the circuit board (PCB) in the first part ( It may be composed of P1) and the second part P2.
모든 타입의 안테나에 대해 제1 슬롯(S1) 내지 제6 슬롯(S6)의 길이는 해당 대역의 파장의 1/2 길이로 설정되어, 공진 길이를 형성할 수 있다. 따라서, 제1 금속 패턴(M1) 내지 제6 금속 패턴(M6)의 길이가 아닌 제1 슬롯(S1) 내지 제6 슬롯(S6)의 길이에 의해 안테나 길이가 결정되어 광대역 특성을 가질 수 있다. 한편, 저대역(LB) 안테나가 차지하는 면적을 감소시키기 위해, 제1 및 제2 유전체 구조물의 유전율(permittivity)을 다른 유전체 구조물의 유전율보다 높은 값을 갖는 유전체로 선택할 수 있다.For all types of antennas, the length of the first slot S1 to the sixth slot S6 may be set to be half the length of the wavelength of the corresponding band, thereby forming a resonance length. Accordingly, the antenna length may be determined by the length of the first slot S1 to the sixth slot S6 rather than the length of the first metal pattern M1 to the sixth metal pattern M6 to have broadband characteristics. Meanwhile, in order to reduce the area occupied by the low-band (LB) antenna, the dielectric constants of the first and second dielectric structures may be selected as dielectrics having a higher permittivity than that of other dielectric structures.
한편, 동일 대역에서 동작하는 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)와 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 회로 기판(PCB)의 서로 다른 단부에 배치될 수 있다. 따라서, 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)와 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 상호 간에 간섭 수준을 저감하고 격리도(isolation)를 향상시킬 수 있다. Meanwhile, the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5 and the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6 operating in the same band may be disposed at different ends of the circuit board PCB. Accordingly, the fifth antenna HB_ANT5 and 1100-5 and the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6 may reduce the interference level and improve the isolation.
한편, 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 인접한 안테나 간에는 서로 다른 대역에서 동작하도록 하여, 동일 대역의 안테나가 인접하게 배치됨에 따른 간섭을 방지할 수 있다.Meanwhile, the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 may be disposed between the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 . Accordingly, by allowing adjacent antennas to operate in different bands, interference caused by adjacent antennas of the same band can be prevented.
또한, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 인접한 안테나 간에는 서로 다른 대역에서 동작하도록 하여, 동일 대역의 안테나가 인접하게 배치됨에 따른 간섭을 방지할 수 있다.Also, the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be disposed between the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 . Accordingly, by allowing adjacent antennas to operate in different bands, interference caused by adjacent antennas of the same band can be prevented.
한편, 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)의 제5 유전체 구조물의 하부에 형성된 제5 금속 패턴(M5)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 또한, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)의 제6 유전체 구조물의 하부에 형성된 제6 금속 패턴(M6)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. Meanwhile, the fifth metal pattern M5 formed under the fifth dielectric structure of the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the sixth metal pattern M6 formed under the sixth dielectric structure of the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
급전 방식과 관련하여, 제5 급전부(F5)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제5 신호선(SL5)과 연결될 수 있다. 또한, 제6 급전부(F6)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제6 신호선(SL6)과 연결될 수 있다.In relation to the power feeding method, the fifth power feeding unit F5 may be connected to the fifth signal line SL5 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the sixth power supply unit F6 may be connected to the sixth signal line SL6 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
복수 개의 고대역(HB) 안테나가 배치됨에 따라 제3 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합되고, 고대역(HB)에 해당하는 제3 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5) 및 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)를 통해 제3 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 구성될 수 있다.As a plurality of high-band (HB) antennas are disposed, multiple input/output (MIMO) may be performed in the third band. In this regard, the baseband processor 1400 is operatively coupled to the transceiver circuit 1250 and the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) in the third band corresponding to the high band (HB). can control The baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) in the third band through the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5 and the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6.
한편, 통신 용량을 증대하기 위해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역의 제1 신호와 제3 대역의 제6 신호를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. 즉, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)를 통해 수신되는 제1 대역의 제1 신호와 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)를 통해 수신되는 제3 대역의 제6 신호를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. Meanwhile, carrier aggregation (CA) may be performed to increase communication capacity. In this regard, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through the first signal of the first band and the sixth signal of the third band. That is, the baseband processor 1400 configures the first signal of the first band received through the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the third band of the third band received through the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6. It is possible to perform carrier aggregation (CA) through 6 signals.
이와 관련하여, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 인접한 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)보다 이격된 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)를 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 따라서, 반송파 집성(CA) 시에 인접한 대역 간의 간섭 수준을 저감할 수 있다.In this regard, carrier aggregation (CA) will be performed using the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6 spaced apart from the adjacent fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5. can Accordingly, it is possible to reduce the level of interference between adjacent bands during carrier aggregation (CA).
한편, 제1 대역의 제1 신호와 제3 대역의 제6 신호를 통한 반송파 집성 시, 제1 신호 또는 제6 신호의 품질이 임계치 이하이면, 다른 안테나들을 통해 반송 파 집성이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역의 제2 신호와 제2 대역의 제4 신호를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. 즉, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)를 통해 수신되는 제1 대역의 제2 신호와 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)를 통해 수신되는 제3 대역의 제5 신호를 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다.Meanwhile, during carrier aggregation through the first signal of the first band and the sixth signal of the third band, if the quality of the first signal or the sixth signal is equal to or less than a threshold, carrier aggregation may be performed through other antennas. In this regard, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through the second signal of the first band and the fourth signal of the second band. That is, the baseband processor 1400 configures the second signal of the first band received through the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 and the second signal of the third band received through the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5. Carrier aggregation (CA) may be performed through 5 signals.
이와 관련하여, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 인접한 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)보다 이격된 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)를 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 따라서, 반송파 집성(CA) 시에 인접한 대역 간의 간섭 수준을 저감할 수 있다.In this regard, carrier aggregation (CA) is to be performed using the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 spaced apart from the adjacent sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 . can Accordingly, it is possible to reduce the level of interference between adjacent bands during carrier aggregation (CA).
한편, 기저대역 프로세서(1400)는 반송파 집성된 신호들을 이용하여 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 이 경우, 각각의 MIMO 스트림 간의 격리도가 CA 신호 간의 격리도보다 더 중요하다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역의 제1 신호와 제3 대역의 제5 신호를 통해 제1 정보를 획득하고, 제1 대역의 제2 신호와 제3 대역의 제6 신호를 통해 제2 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라, 기저대역 프로세서(1400)는 반송파 집성된 신호에 대해 DL-MIMO를 수행하면서, MIMO 스트림 간 간섭 수준을 저감할 수 있다. 이 경우, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 인접한 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)를 통해 제1 CA 신호를 수신하도록 제어한다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 인접한 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)를 통해 제2 CA 신호를 동시에 수신하도록 제어한다.Meanwhile, the baseband processor 1400 may perform multiple input/output (MIMO) using carrier-aggregated signals. In this case, the degree of isolation between each MIMO stream is more important than the degree of isolation between CA signals. Accordingly, the baseband processor 1400 obtains first information through the first signal of the first band and the fifth signal of the third band, and through the second signal of the first band and the sixth signal of the third band Second information may be obtained. Accordingly, the baseband processor 1400 may reduce the level of interference between MIMO streams while performing DL-MIMO on the carrier-aggregated signal. In this case, the baseband processor 1400 controls to receive the first CA signal through the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1. Also, the baseband processor 1400 controls the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and adjacent sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 to simultaneously receive the second CA signal.
이와 유사하게, 기저대역 프로세서(1400)는 반송파 집성된 신호에 대해 UL-MIMO를 수행하면서, MIMO 스트림 간 간섭 수준을 저감할 수 있다. 이 경우, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 인접한 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)를 통해 제1 CA 신호를 송신하도록 제어한다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 인접한 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)를 통해 제2 CA 신호를 동시에 송신하도록 제어한다.Similarly, the baseband processor 1400 may reduce the level of interference between MIMO streams while performing UL-MIMO on the carrier-aggregated signal. In this case, the baseband processor 1400 controls to transmit the first CA signal through the fifth antennas HB_ANT5 and 1100-5 adjacent to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1. Also, the baseband processor 1400 controls the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 and adjacent sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 to simultaneously transmit the second CA signal.
한편, 본 발명에 따른 복수의 안테나들(1100)을 구비하는 안테나 시스템(1000)을 통해 저대역(LB), 중대역(MB) 및 고대역(HB)에서 차량에서 차량 외부의 엔티티와 무선 통신을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 차량 지붕 프레임 내부에 탑재될 수 있는 안테나 시스템(1000)의 복수의 안테나들(1100)은 외측 방향으로 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 제1 슬롯(S1) 내지 제6 슬롯(S6)을 통해 제1 신호 내지 제6 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 즉, 회로 기판(PCB)의 외측 방향으로 형성된 제1 슬롯(S1) 내지 제6 슬롯(S6)을 통해 외측 방향으로 제1 신호 내지 제6 신호를 방사하도록 구성될 수 있다.On the other hand, wireless communication with an entity outside the vehicle in the vehicle in the low band (LB), the middle band (MB) and the high band (HB) through the antenna system 1000 having a plurality of antennas 1100 according to the present invention can be performed. In this regard, the plurality of antennas 1100 of the antenna system 1000 that may be mounted inside the vehicle roof frame may be configured to radiate signals in an outward direction. To this end, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6 radiate the first to sixth signals through the first slots S1 to S6. can be configured. That is, the first to sixth signals may be radiated outward through the first to sixth slots S1 to S6 formed in the outward direction of the circuit board PCB.
이와 관련하여, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 제1 금속 패턴(M1) 내지 제6 금속 패턴(M6)이 제1 유전체 구조물 내지 제6 유전체 구조물의 외부 표면(outer surface)에 형성될 수 있다. 반면에, 제1 금속 패턴(M1) 내지 제6 금속 패턴(M6)이 제1 유전체 구조물 내지 제6 유전체 구조물의 내부 표면(inner surface)에는 형성되지 않을 수 있다. In this regard, in the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6, the first metal patterns M1 to the sixth metal patterns M6 have the first dielectric structures to the sixth dielectrics. It may be formed on the outer surface of the structure. On the other hand, the first to sixth metal patterns M1 to M6 may not be formed on inner surfaces of the first to sixth dielectric structures.
다른 실시 예로, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 제1 금속 패턴(M1) 내지 제6 금속 패턴(M6)이 제1 유전체 구조물 내지 제6 유전체 구조물의 내부 표면(inner surface)에도 형성될 수 있다. 한편, 내부 표면(inner surface)에도 제1 금속 패턴(M1) 내지 제6 금속 패턴(M6)이 형성된 경우에도 외측 방향으로만 신호를 방사하여야 한다. 이를 위해, 제1 슬롯(S1) 내지 제6 슬롯(S6)은 제1 유전체 구조물 내지 제6 유전체 구조물의 외부 표면(outer surface)에만 형성되어야 한다.In another embodiment, in the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6, the first metal patterns M1 to the sixth metal patterns M6 have the first dielectric structures to the sixth dielectrics. It may also be formed on the inner surface of the structure. Meanwhile, even when the first metal pattern M1 to the sixth metal pattern M6 are formed on the inner surface, the signal must be radiated only in the outward direction. To this end, the first slots S1 to the sixth slots S6 should be formed only on the outer surfaces of the first to sixth dielectric structures.
한편, 본 발명에 따른 복수의 안테나(1100)의 급전부는 회로 기판의 신호선과 매칭 소자를 통해 임피던스 매칭이 이루어질 수 있다. 이와 관련하여, 도 10은 일 실시 예에 따른 복수의 매칭 소자들을 포함하는 임피던스 매칭 회로를 구비한 회로 기판 내의 신호 패드와 안테나의 급전부가 연결되는 구성을 나타낸다. Meanwhile, the power feeding unit of the plurality of antennas 1100 according to the present invention may be impedance matched through a signal line of a circuit board and a matching element. In this regard, FIG. 10 illustrates a configuration in which a signal pad in a circuit board having an impedance matching circuit including a plurality of matching elements and a power supply unit of an antenna are connected according to an exemplary embodiment.
도 8b 및 도 10을 참조하면, 제1 급전부(F1) 내지 제6 급전부(F6)에 대응하는 제1 신호선(SL1) 내지 제6 신호선(SL6) 중 적어도 하나는 상호 소정 간격으로 이격된 제1 신호 패드 및 제2 신호 패드를 포함할 수 있다. 한편, 임피던스 매칭 회로는 제1 신호 패드와 제2 신호 패드 간에 배치되는 제1 매칭 소자(MS1)를 포함할 수 있다. 또한, 임피던스 매칭 회로는 제1 신호 패드와 그라운드 금속 패턴 사이에 배치되는 제2 매칭 소자(MS2)를 더 포함할 수 있다. 또한, 임피던스 매칭 회로는 제2 신호 패드와 그라운드 금속 패턴 사이에 배치되는 제3 매칭 소자(MS3)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 제1 매칭 소자(MS1)는 유전체 영역(DR)에서 신호 패드 간을 연결하도록 배치될 수 있다. 반면에, 제2 매칭 소자(MS2)와 제3 매칭 소자(MS3)는 유전체 영역(DR)에서 각각의 신호 패드와 그라운드 영역을 연결하도록 배치될 수 있다.8B and 10 , at least one of the first signal lines SL1 to SL6 corresponding to the first feeding units F1 to F6 is spaced apart from each other by a predetermined interval. It may include a first signal pad and a second signal pad. Meanwhile, the impedance matching circuit may include a first matching element MS1 disposed between the first signal pad and the second signal pad. Also, the impedance matching circuit may further include a second matching element MS2 disposed between the first signal pad and the ground metal pattern. Also, the impedance matching circuit may further include a third matching element MS3 disposed between the second signal pad and the ground metal pattern. Accordingly, the first matching element MS1 may be disposed to connect signal pads in the dielectric region DR. On the other hand, the second matching element MS2 and the third matching element MS3 may be disposed to connect each signal pad and the ground region in the dielectric region DR.
한편, 본 발명은 각 대역 별로 서로 다른 인덕턴스와 커패시턴스 값을 갖는 제1 매칭 소자(MS1) 내지 제3 매칭 소자(MS3)를 선택하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 제1 급전부(F1) 내지 제6 급전부(F6) 중 적어도 하나는 제1 신호 패드와 연결될 수 있다. 반면에, 제1 급전부(F1) 내지 제6 급전부(F6) 중 나머지는 제2 신호 패드와 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 각 안테나의 급전부의 위치를 제1 신호 패드와 제2 신호 패드 사이의 임의의 위치로 조금씩 가변하여 임피던스 매칭 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.Meanwhile, the present invention has an advantage that impedance matching can be performed by selecting the first matching elements MS1 to MS3 having different inductance and capacitance values for each band. Meanwhile, at least one of the first feeding units F1 to F6 may be connected to the first signal pad. On the other hand, the rest of the first feeding part F1 to the sixth feeding part F6 may be connected to the second signal pad. In this regard, there is an advantage in that the impedance matching characteristic can be optimized by slightly varying the position of the feeding unit of each antenna to an arbitrary position between the first signal pad and the second signal pad.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 저대역(LB), 중대역(MB) 및 고대역(HB)에서 동작하는 복수의 안테나들(1100-1 내지 1100-6)은 송수신부 회로(1250)과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 송수신부 회로(1250)는 회로 기판(PCB)의 전면 또는 배면에 배치될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 회로 기판(PCB)의 전면의 유전체 영역에 형성된 신호 패드를 통해 각 안테나의 급전부(F1 내지 F6)과 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 송수신부 회로(transceiver circuit, 1250)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6) 중 적어도 하나를 통해 신호를 방사하도록 제어할 수 있다. 여기서, 송수신부 회로(1250)는 전력 증폭기와 저잡음 증폭기를 구비하는 RFIC (radio frequency integrated chip)일 수 있다.As described above, the plurality of antennas 1100-1 to 1100-6 operating in the low-band (LB), middle-band (MB), and high-band (HB) according to the present invention includes the transceiver circuit 1250 and the may be operatively coupled. In this regard, the transceiver circuit 1250 may be disposed on the front or rear surface of the circuit board PCB. The transceiver circuit 1250 may be connected to the power supply units F1 to F6 of each antenna through a signal pad formed in a dielectric region on the front surface of the circuit board (PCB). In this regard, the transceiver circuit 1250 may control to radiate a signal through at least one of the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6. Here, the transceiver circuit 1250 may be a radio frequency integrated chip (RFIC) including a power amplifier and a low noise amplifier.
이와 관련하여, 기저대역 프로세서(baseband processor, 1400)는 송수신부 회로(1250)와 연결되어 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)를 통해 다중 입출력(MIMO) 및/또는 반송파 집성(CA)을 수행하도록 구성될 수 있다.In this regard, the baseband processor 1400 may be connected to the transceiver circuit 1250 to control the transceiver circuit 1250 . In this regard, the baseband processor 1400 performs multiple input/output (MIMO) and/or carrier aggregation (CA) through the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6. can be configured.
한편, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 주파수 대역에서 제1 및 제2 안테나(LB ANT1, LB ANT2)를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 주파수 대역에서 제3 및 제4 안테나(MB ANT1, MB ANT2)를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제3 주파수 대역에서 제5 및 제6 안테나(HB ANT1, HB ANT2)를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, MIMO 수행을 위한 안테나 간 간격은 동작 주파수의 최소 5배 이상으로 설정될 수 있다.Meanwhile, the baseband processor 1400 may be configured to control the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) through the first and second antennas LB ANT1 and LB ANT2 in the first frequency band. . In addition, the baseband processor 1400 may be configured to control the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) through the third and fourth antennas MB ANT1 and MB ANT2 in the second frequency band. . In addition, the baseband processor 1400 may be configured to control the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) through the fifth and sixth antennas HB ANT1 and HB ANT2 in the third frequency band. . In this regard, the interval between antennas for performing MIMO may be set to be at least 5 times or more of the operating frequency.
이상에서는 본 발명의 일 양상에 따른 차량에 탑재 가능한 안테나 시스템(1000)에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 다른 양상에 따른 안테나 시스템(100)이 구비되는 차량에 대해 설명하기로 한다. 이와 관련하여, 전술된 안테나 시스템에 관한 설명이 차량에도 적용될 수 있고, 안테나 시스템이 탑재되는 차량에 대한 설명도 전술된 안테나 시스템에 적용될 수 있다.In the above, the antenna system 1000 that can be mounted on a vehicle according to an aspect of the present invention has been described. Hereinafter, a vehicle equipped with the antenna system 100 according to another aspect of the present invention will be described. In this regard, the description of the above-described antenna system may also be applied to a vehicle, and the description of a vehicle on which the antenna system is mounted may also be applied to the above-described antenna system.
이와 관련하여, 도 3은 도 1 내지 도 2c 및 도 4 내지 도 10의 일 예시에 따른 안테나 시스템을 구비하는 차량의 구성을 나타낸다. 한편, 도 1 내지 도 10을 참조하면, 차량(300)은 통신 장치(400)의 적어도 일부를 구성하는 안테나 시스템(1000)을 포함할 수 있다. 또한, 차량(300)은 오브젝트 검출 장치 및 네비게이션 시스템 등을 구비하거나 이들과 연동하는 텔레매틱스 모듈(TCU)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 텔레매틱스 모듈(TCU)은 도 3과 같이 오브젝트 검출 장치 이외에 다양한 구성을 포함할 수 있다.In this regard, FIG. 3 shows a configuration of a vehicle having the antenna system according to an example of FIGS. 1 to 2C and FIGS. 4 to 10 . Meanwhile, referring to FIGS. 1 to 10 , the vehicle 300 may include the antenna system 1000 constituting at least a part of the communication device 400 . In addition, the vehicle 300 may include an object detection device, a navigation system, or the like, or a telematics module (TCU) that interworks with them. In this regard, the telematics module (TCU) may include various components other than the object detection apparatus as shown in FIG. 3 .
한편, 본 발명에 따른 차량에 탑재되는 안테나 시스템(1000)은 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)중 적어도 하나를 통해 신호를 방사하도록 제어하는 송수신부 회로(1250)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 차량에 탑재되는 안테나 시스템은 송수신부 회로(1250)를 통해 인접 차량, RSU (Road Side Unit) 및 기지국 중 적어도 하나와 통신하도록 구성된 기저대역 프로세서(1400)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the antenna system 1000 mounted on the vehicle according to the present invention is a transceiver for controlling to radiate a signal through at least one of the first antenna (LB_ANT1, 1100-1) to the sixth antenna (HB_ANT6, 1100-6) circuit 1250 may be included. In addition, the antenna system mounted on the vehicle according to the present invention may further include a baseband processor 1400 configured to communicate with at least one of an adjacent vehicle, a Road Side Unit (RSU), and a base station through the transceiver circuit 1250. have.
한편, 본 발명에서는 자율 주행 등을 위해 인접 차량, RSU, 기지국 등 다양한 엔티티로부터 동시에 정보를 수신할 필요가 있는 경우, 다중 입출력(MIMO)을 통해 광대역 수신이 가능하다는 장점이 있다. 이에 따라, 차량은 다양한 엔티티로부터 동시에 서로 다른 정보를 수신하여 통신 용량을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 차량에서 대역폭의 확장 없이도 MIMO 동작을 통해 통신 용량을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, in the present invention, when it is necessary to simultaneously receive information from various entities such as an adjacent vehicle, an RSU, or a base station for autonomous driving, etc., there is an advantage that broadband reception is possible through MIMO. Accordingly, the vehicle can receive different information from various entities at the same time to improve the communication capacity. Accordingly, the communication capacity can be improved through the MIMO operation without extending the bandwidth in the vehicle.
대안으로, 차량은 다양한 엔티티로부터 동시에 동일한 정보를 동시에 수신하여 주변 정보에 대한 신뢰성을 향상시키고 레이턴시를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 차량에서 URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication) 통신이 가능하고 차량은 URLLC UE로 동작할 수 있다. 이를 위해, 스케줄링을 수행하는 기지국은 URLLC UE로 동작하는 차량을 위해 시간 슬롯을 우선적으로 할당할 수 있다. 이를 위해 이미 다른 UE에게 할당된 특정 시간-주파수 자원 중 일부를 펑처링(puncturing)할 수 있다.Alternatively, the vehicle may simultaneously receive the same information from various entities at the same time, improving reliability for surrounding information and reducing latency. Accordingly, URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communication) communication is possible in the vehicle and the vehicle may operate as a URLLC UE. To this end, a base station performing scheduling may preferentially allocate a time slot for a vehicle operating as a URLLC UE. For this, some of the specific time-frequency resources already allocated to other UEs may be punctured.
한편, 본 발명의 안테나 시스템의 제1 및 제2 안테나(LB_ANT1, LB_ANT2)는 제1 주파수 대역인 저대역(LB)에서 방사체로서 동작할 수 있다. 또한, 제3 및 제4 안테나(MB_ANT3, MB_ANT4)는 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. 또한, 제5 및 제6 안테나(HB_ANT5, HB_ANT6)는 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. Meanwhile, the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2 of the antenna system of the present invention may operate as radiators in the low band LB, which is the first frequency band. Also, the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4 may operate as radiators in a second frequency band higher than the first frequency band. Also, the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6 may operate as radiators in a third frequency band higher than the second frequency band.
이에 따라, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 및 제2 안테나(LB_ANT1, LB_ANT2) 중 적어도 하나를 통해 제1 대역의 제1 신호를 수신하고, 제3 및 제4 안테나(MB_ANT3, MB_ANT4) 중 적어도 하나를 통해 제2 대역의 제2 신호를 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역과 제2 대역이 결합된 대역을 통해 반송파 집성(CA: Carrier Aggregation)을 수행할 수 있다. Accordingly, the baseband processor 1400 receives the first signal of the first band through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2, and receives at least one of the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4. The transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the second signal of the second band through one. Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the first band and the second band are combined.
또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 및 제2 안테나(LB_ANT1, LB_ANT2) 중 적어도 하나를 통해 제1 대역의 제1 신호를 수신하고, 제5 및 제6 안테나(HB_ANT5, HB_ANT6) 중 적어도 하나를 통해 제3 대역의 제3 신호를 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역과 제3 대역이 결합된 대역을 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. Also, the baseband processor 1400 receives the first signal of the first band through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2, and receives at least one of the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6. The transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the third signal of the third band through . Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the first band and the third band are combined.
또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제3 및 제4 안테나(MB_ANT3, MB_ANT4) 중 적어도 하나를 통해 제2 대역의 제2 신호를 수신하고, 제5 및 제6 안테나(HB_ANT5, HB_ANT6) 중 적어도 하나를 통해 제3 대역의 제3 신호를 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 대역과 제3 대역이 결합된 대역을 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. Also, the baseband processor 1400 receives the second signal of the second band through at least one of the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4, and receives at least one of the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6. The transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the third signal of the third band through . Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the second band and the third band are combined.
이에 따라, 본 발명에서는 자율 주행 등을 위해 대용량의 데이터를 수신할 필요가 있는 경우, 반송파 집성을 통해 광대역 수신이 가능하다는 장점이 있다.Accordingly, in the present invention, when it is necessary to receive a large amount of data for autonomous driving, there is an advantage that broadband reception is possible through carrier aggregation.
이에 따라, 차량은 eMBB (Enhanced Mobile Broad Band) 통신이 가능하고 차량은 eMBB UE로 동작할 수 있다. 이를 위해, 스케줄링을 수행하는 기지국은 eMBB UE로 동작하는 차량을 위해 광대역 주파수 자원을 할당할 수 있다. 이를 위해 이미 다른 UE에게 할당된 주파수 자원을 제외하고 여유 있는 주파수 대역들에 대한 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.Accordingly, the vehicle may perform Enhanced Mobile Broad Band (eMBB) communication and the vehicle may operate as an eMBB UE. To this end, a base station performing scheduling may allocate a wideband frequency resource for a vehicle operating as an eMBB UE. To this end, carrier aggregation (CA) may be performed on spare frequency bands except for the frequency resources already allocated to other UEs.
한편, 본 발명에 따른 광대역 안테나 시스템이 도 2a 내지 도 2c와 같은 구조로 차량에 탑재될 수 있다. 즉, 광대역 안테나 시스템이 탑재되는 차량은 도 2a 내지 도 2c와 같이 차량 지붕 위, 지붕 내부 또는 지붕 프레임 내부에 탑재될 수 있다.Meanwhile, the broadband antenna system according to the present invention may be mounted on a vehicle in the structure shown in FIGS. 2A to 2C . That is, the vehicle on which the broadband antenna system is mounted may be mounted on the vehicle roof, inside the roof, or inside the roof frame as shown in FIGS. 2A to 2C .
한편, 도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 광대역 안테나 시스템이 탑재되는 차량(300)은 안테나 시스템(1000)이 탑재되고, 안테나 시스템(1000)은 자체적으로 또는 통신 장치(400)를 통해 근거리 통신, 무선 통신 및 V2X 통신 등을 수행할 수 있다. 이를 위해, 기저대역 프로세서(1400)는 안테나 시스템(1000)을 통해 인접 차량, RSU 및 기지국으로부터 신호를 수신하거나 이들로 신호를 송신하도록 제어할 수 있다. On the other hand, referring to FIGS. 1 to 10 , the vehicle 300 on which the broadband antenna system according to the present invention is mounted is equipped with the antenna system 1000 , and the antenna system 1000 is provided by itself or the communication device 400 . It is possible to perform short-distance communication, wireless communication, and V2X communication. To this end, the baseband processor 1400 may control the antenna system 1000 to receive signals from, or transmit signals to, adjacent vehicles, RSUs, and base stations through the antenna system 1000 .
대안으로, 기저대역 프로세서(1400)는 통신 장치(400)를 통해 인접 차량, RSU, 인접 사물 및 기지국으로부터 신호를 수신하거나 이들로 신호를 송신하도록 제어할 수 있다. 여기서, 인접 사물에 대한 정보는 차량(300)의 카메라(331), 레이다(332), 라이다(333), 센서(334, 335) 등의 오브젝트 검출 장치를 통해 획득될 수 있다. 또 다른 대안으로, 기저대역 프로세서(1400)는 통신 장치(400)와 안테나 시스템(1000)을 인접 차량, RSU, 인접 사물 및 기지국으로부터 신호를 수신하거나 이들로 신호를 송신하도록 제어할 수 있다.Alternatively, the baseband processor 1400 may control the communication device 400 to receive signals from, or transmit signals to, adjacent vehicles, RSUs, adjacent things, and base stations through the communication device 400 . Here, the information on the adjacent object may be acquired through an object detection device such as the camera 331 , the radar 332 , the lidar 333 , and the sensors 334 and 335 of the vehicle 300 . Alternatively, the baseband processor 1400 may control the communication device 400 and the antenna system 1000 to receive signals from, or transmit signals to, adjacent vehicles, RSUs, adjacent objects, and base stations.
이와 관련하여, 도 1 내지 도 10을 참조하면, 안테나 시스템(1000)을 구비하는 차량(300)은 복수의 안테나들(LB_ANT1 내지 HB_ANT6 또는 1100-1 내지 1100-6), 송수신부 회로(1250) 및 기저대역 프로세서(1400)를 포함하도록 구성 가능하다. In this regard, referring to FIGS. 1 to 10 , the vehicle 300 including the antenna system 1000 includes a plurality of antennas LB_ANT1 to HB_ANT6 or 1100-1 to 1100-6, and a transceiver circuit 1250 . and a baseband processor 1400 .
기저대역 프로세서(1400)는 제1 및 제2 안테나(LB_ANT1, LB_ANT2) 중 적어도 하나를 통해 제1 대역의 제1 신호를 수신하고, 제3 및 제4 안테나(MB_ANT3, MB_ANT4) 중 적어도 하나를 통해 제2 대역의 제2 신호를 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역과 제2 대역이 결합된 대역을 통해 반송파 집성(CA: Carrier Aggregation)을 수행할 수 있다. The baseband processor 1400 receives the first signal of the first band through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2, and through at least one of the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4. The transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the second signal of the second band. Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the first band and the second band are combined.
또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 및 제2 안테나(LB_ANT1, LB_ANT2) 중 적어도 하나를 통해 제1 대역의 제1 신호를 수신하고, 제5 및 제6 안테나(HB_ANT5, HB_ANT6) 중 적어도 하나를 통해 제3 대역의 제3 신호를 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 대역과 제3 대역이 결합된 대역을 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. Also, the baseband processor 1400 receives the first signal of the first band through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2, and receives at least one of the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6. The transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the third signal of the third band through . Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the first band and the third band are combined.
또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제3 및 제4 안테나(MB_ANT3, MB_ANT4) 중 적어도 하나를 통해 제2 대역의 제2 신호를 수신하고, 제5 및 제6 안테나(HB_ANT5, HB_ANT6) 중 적어도 하나를 통해 제3 대역의 제3 신호를 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 대역과 제3 대역이 결합된 대역을 통해 반송파 집성(CA)을 수행할 수 있다. Also, the baseband processor 1400 receives the second signal of the second band through at least one of the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4, and receives at least one of the fifth and sixth antennas HB_ANT5 and HB_ANT6. The transceiver circuit 1250 may be controlled to receive the third signal of the third band through . Accordingly, the baseband processor 1400 may perform carrier aggregation (CA) through a band in which the second band and the third band are combined.
이와 관련하여, 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6) 중 적어도 하나를 통해 신호를 방사하도록 제어할 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 인접 차량, RSU (Road Side Unit) 및 기지국 중 적어도 하나와 통신하도록 구성된다.In this regard, the transceiver circuit 1250 may control to radiate a signal through at least one of the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 to the sixth antenna HB_ANT6 and 1100-6. In addition, the baseband processor 1400 is configured to communicate with at least one of an adjacent vehicle, a Road Side Unit (RSU), and a base station through the transceiver circuit 1250 .
전술한 바와 같이, 제1 및 제2안테나(LB_ANT1, LB_ANT2)는 제1 주파수 대역인 저대역(LB)에서 방사체로서 동작하고, 제3 및 제4 안테나(MB_ANT3, MB_ANT4)는 제2 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 및 제2안테나(LB_ANT1, LB_ANT2) 중 적어도 하나를 통해 제1 대역의 제1 신호를 제1 엔티티로부터 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 또한, 기저대역 프로세서(1400)는 제3 및 제4 안테나(MB_ANT3, MB_ANT4)를 통해 제2 대역의 제2 신호를 제2 엔티티로부터 수신하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 제1 엔티티인 기지국과 통신을 수행하고, 제2 엔티티인 다른 차량과 V2V 통신을 수행할 수 있다.As described above, the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2 operate as radiators in the low band LB which is the first frequency band, and the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4 operate as radiators in the second frequency band. It can act as an emitter. In this regard, the baseband processor 1400 may control the transceiver circuit 1250 to receive the first signal of the first band from the first entity through at least one of the first and second antennas LB_ANT1 and LB_ANT2. can Also, the baseband processor 1400 may control the transceiver circuit 1250 to receive the second signal of the second band from the second entity through the third and fourth antennas MB_ANT3 and MB_ANT4. Accordingly, the baseband processor 1400 may communicate with a base station as a first entity and perform V2V communication with another vehicle as a second entity.
한편, 본 발명에 따른 슬롯 안테나 형태의 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)의 기술적 특징은 다음과 같다.On the other hand, the technical characteristics of the first antennas (LB_ANT1, 1100-1) to the sixth antennas (HB_ANT6, 1100-6) of the slot antenna type according to the present invention are as follows.
제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)는 제1 유전체 구조물(dielectric structure) 상에 프린트된 제1 금속 패턴(metal pattern, M1)과 제1 슬롯(S1)을 통해 제1 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)는 회로 기판(PCB)과 제1 급전부(F1)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다. 한편, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)는 제2 유전체 구조물 상에 프린트된 제2 금속 패턴(M2)과 제2 슬롯(S2)을 통해 제2 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 신호 및 제2 신호는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역의 신호일 수 있다.The first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured to radiate a first signal through a first metal pattern M1 and a first slot S1 printed on a first dielectric structure. can To this end, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured to be connected to the circuit board PCB through the first feeding unit F1. Meanwhile, the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 may be configured to radiate the second signal through the second metal pattern M2 and the second slot S2 printed on the second dielectric structure. Here, the first signal and the second signal may be signals of the first band corresponding to the low band LB.
이와 관련하여, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)에 해당하는 제1 슬롯(S1)과 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)에 해당하는 제2 슬롯(S2)은 그라운드 평면에 구현된 슬롯 안테나와 유사하게 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 금속(M1) 및 제2 금속(M2)이 회로 기판(PCB)의 그라운드와 연결되기 때문이다. In this regard, the first slot S1 corresponding to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second slot S2 corresponding to the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 are slots implemented in the ground plane. It can operate similarly to an antenna. This is because the first metal M1 and the second metal M2 are connected to the ground of the circuit board PCB.
제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)는 제1 타입 안테나(1100a)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 동작하고, 회로 기판(PCB)의 일측 및 일 단부와 연결되도록 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성될 수 있다. The first antennas LB_ANT1 and 1100-1 may be configured as a first type antenna 1100a. Accordingly, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 operate in a first band corresponding to the low band LB, and the first part P1 and the first antenna are connected to one side and one end of the circuit board PCB. It may be composed of two parts (P2).
또한, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)도 제1 타입 안테나(1100a)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 동작하고, 회로 기판(PCB)의 타측 및 일 단부와 연결되도록 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성될 수 있다. In addition, the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 may also be configured as the first type antenna 1100a. Accordingly, the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 operate in the first band corresponding to the low band LB, and the first portion P1 and the second antenna are connected to the other side and one end of the circuit board PCB. It may be composed of two parts (P2).
한편, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)에 대하여, 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성된 슬롯(S1, S2)의 길이는 저대역(LB)인 제1 대역에 해당하는 파장(wavelength)의 1/2로 설정될 수 있다. 또한, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)와 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)는 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성되어 제한된 공간 내에 다른 안테나들과 배치 설계가 용이하게 구성될 수 있다. On the other hand, with respect to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2, the lengths of the slots S1 and S2 composed of the first part P1 and the second part P2 are It may be set to 1/2 of a wavelength corresponding to the first band, which is the low band LB. In addition, the first antennas LB_ANT1 and 1100-1 and the second antennas LB_ANT2 and 1100-2 are composed of a first part P1 and a second part P2, so that the arrangement design with other antennas in a limited space is easy. It can be easily configured.
한편, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1)에 대하여, 제1 유전체 구조물의 하부에 형성된 제1 금속 패턴(M1)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 또한, 제1 급전부(F1)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제1 신호선(signal line, SL1)과 연결될 수 있다. Meanwhile, with respect to the first antennas LB_ANT1 and 1100-1, the first metal pattern M1 formed under the first dielectric structure may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the first power supply unit F1 may be connected to a first signal line SL1 in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
유사한 방식으로, 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)에 대하여, 제2 유전체 구조물의 하부에 형성된 제2 금속 패턴(M2)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 또한, 제2 급전부(F2)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제2 신호선(SL2)과 연결될 수 있다.In a similar manner, with respect to the second antennas LB_ANT2 and 1100 - 2 , the second metal pattern M2 formed under the second dielectric structure may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the second power supply unit F2 may be connected to the second signal line SL2 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
한편, 본 발명에 따른 중대역(MB)에서 동작하는 안테나도 회로 기판(PCB) 상에 저대역(LB) 안테나와 함께 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)는 제3 유전체 구조물 상에 프린트된 제3 금속 패턴(M3)과 제3 슬롯(S3)을 통해 제3 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)의 제3 유전체 구조물은 회로 기판의 일 단부에 배치되고, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3)는 회로 기판(PCB)과 제3 급전부(F3)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the antenna operating in the middle band (MB) according to the present invention may also be disposed on the circuit board (PCB) together with the low band (LB) antenna. In this regard, the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 may be configured to radiate the third signal through the third metal pattern M3 and the third slot S3 printed on the third dielectric structure. In this regard, the third dielectric structure of the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 is disposed at one end of the circuit board, and the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 are connected to the circuit board PCB and the third feeding part. It may be configured to be connected via (F3).
한편, 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)는 제4 유전체 구조물 상에 프린트된 제4 금속 패턴(M4)과 제4 슬롯(S4)을 통해 제4 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)의 제4 유전체 구조물은 회로 기판의 타 단부에 배치되고, 제4 안테나(MB_ANT4, 1100-4)는 회로 기판(PCB)과 제4 급전부(F4)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다. 여기서, 제3 신호 및 제4 신호는 중대역(MB)에 해당하는 제2 대역의 신호일 수 있다.Meanwhile, the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 may be configured to radiate the fourth signal through the fourth metal pattern M4 and the fourth slot S4 printed on the fourth dielectric structure. In this regard, the fourth dielectric structure of the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 is disposed at the other end of the circuit board, and the fourth antennas MB_ANT4 and 1100 - 4 are connected to the circuit board PCB and the fourth feeding part. It may be configured to be connected via (F4). Here, the third signal and the fourth signal may be signals of the second band corresponding to the middle band (MB).
급전 방식과 관련하여, 제3 급전부(F3)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제3 신호선(SL3)과 연결될 수 있다. 또한, 제4 급전부(F4)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제4 신호선(SL4)과 연결될 수 있다.In relation to the power feeding method, the third power feeding part F3 may be connected to the third signal line SL3 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the fourth power supply unit F4 may be connected to the fourth signal line SL4 in the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
한편, 본 발명에 따른 고대역(HB)에서 동작하는 안테나도 회로 기판(PCB) 상에 저대역(LB) 안테나 및/또는 중대역(MB)와 함께 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)는 제5 유전체 구조물 상에 프린트된 제5 금속 패턴(M5)과 제5 슬롯(S5)을 통해 제5 신호를 방사하도록 구성된다. 이와 관련하여, 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)의 제5 유전체 구조물은 회로 기판(PCB)의 일 단부에 배치되고, 회로 기판(PCB)과 제5 급전부(F5)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the antenna operating in the high band (HB) according to the present invention may also be disposed on the circuit board (PCB) together with the low band (LB) antenna and/or the middle band (MB). In this regard, the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 are configured to radiate a fifth signal through the fifth metal pattern M5 and the fifth slot S5 printed on the fifth dielectric structure. In this regard, the fifth dielectric structure of the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 is disposed at one end of the circuit board PCB and is configured to be connected to the circuit board PCB and the fifth power supply unit F5 . can be
한편, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 제6 유전체 구조물 상에 프린트된 제6 금속 패턴(M6)과 제6 슬롯(S6)을 통해 제6 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)의 제6 유전체 구조물은 회로 기판의 타 단부에 배치되고, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 회로 기판(PCB)과 제6 급전부(F6)를 통해 연결되도록 구성될 수 있다. 여기서, 제5 신호 및 제6 신호는 고대역(HB)에 해당하는 제3 대역의 신호일 수 있다.Meanwhile, the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be configured to radiate the sixth signal through the sixth metal pattern M6 and the sixth slot S6 printed on the sixth dielectric structure. In this regard, the sixth dielectric structure of the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 is disposed at the other end of the circuit board, and the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 are connected to the circuit board PCB and the sixth feeding part. It may be configured to be connected via (F6). Here, the fifth signal and the sixth signal may be signals of the third band corresponding to the high band HB.
한편, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 제2 타입 안테나(1100b)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제3 안테나(MB_ANT3, 1100-3) 내지 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)는 회로 기판(PCB)의 일 영역에만 배치되도록 직선 형태로 구성될 수 있다. 반면에, 제1 안테나(LB_ANT1, 1100-1) 및 제2 안테나(LB_ANT2, 1100-2)와 같은 저대역(LB) 안테나는 회로 기판(PCB)의 측면과 단부에 모두 배치되도록 제1 부분(P1) 및 제2 부분(P2)으로 구성될 수 있다. Meanwhile, the third antennas MB_ANT3 and 1100-3 to the sixth antennas HB_ANT6 and 1100-6 may be configured as the second type antenna 1100b. Accordingly, the third antennas MB_ANT3 and 1100 - 3 to the sixth antenna HB_ANT6 and 1100 - 6 may be configured in a straight line to be disposed only in one area of the circuit board PCB. On the other hand, the low-band (LB) antennas such as the first antenna (LB_ANT1, 1100-1) and the second antenna (LB_ANT2, 1100-2) are disposed on both the side surface and the end of the circuit board (PCB) in the first part ( It may be composed of P1) and the second part P2.
한편, 제5 안테나(HB_ANT5, 1100-5)의 제5 유전체 구조물의 하부에 형성된 제5 금속 패턴(M5)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. 또한, 제6 안테나(HB_ANT6, 1100-6)의 제6 유전체 구조물의 하부에 형성된 제6 금속 패턴(M6)은 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴과 연결될 수 있다. Meanwhile, the fifth metal pattern M5 formed under the fifth dielectric structure of the fifth antennas HB_ANT5 and 1100 - 5 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the sixth metal pattern M6 formed under the sixth dielectric structure of the sixth antennas HB_ANT6 and 1100 - 6 may be connected to the ground metal pattern of the circuit board PCB.
급전 방식과 관련하여, 제5 급전부(F5)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제5 신호선(SL5)과 연결될 수 있다. 또한, 제6 급전부(F6)는 회로 기판(PCB)의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제6 신호선(SL6)과 연결될 수 있다.In relation to the power feeding method, the fifth power feeding unit F5 may be connected to the fifth signal line SL5 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB. Also, the sixth power supply unit F6 may be connected to the sixth signal line SL6 of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board PCB.
이상에서는 차량에 탑재되는 안테나 시스템 및 안테나 시스템이 탑재된 차량에 대해 살펴보았다. 이와 관련하여, 본 발명에서 제안된 기술의 경우 무지향성(Omni-Directional) 방사 특성을 갖는 반파장의 슬롯(Slot) 안테나를 Wall과 같은 형태의 유전체 구조물을 세워 구현한 형태이다. 한편, 안테나 공진에 필요한 반파장의 공진 길이를 본 발명의 슬롯 안테나가 자체적으로 가지고 있다. 따라서, PCB Ground로부터의 안테나 간격이나 높이 혹은 주변 부품 및 환경에 따라 안테나 패턴을 최적화 설계할 필요가 없다. 또한, PCB 상의 매칭(matching) 소자를 활용한 매우 적은 범위의 튜닝만으로 최적화가 이루어질 수 있기 때문에 부품 모듈화가 용이하다.In the above, an antenna system mounted on a vehicle and a vehicle equipped with the antenna system have been examined. In this regard, in the case of the technology proposed in the present invention, a half-wavelength slot antenna having an omni-directional radiation characteristic is implemented by erecting a dielectric structure in the same shape as a wall. On the other hand, the slot antenna of the present invention has a resonance length of a half wavelength required for antenna resonance. Therefore, there is no need to optimize the antenna pattern according to the distance or height of the antenna from the PCB ground or the surrounding components and environment. In addition, since the optimization can be made with only a very small range of tuning using a matching device on the PCB, it is easy to modularize the components.
이러한 모듈화 형태의 복수의 슬롯 안테나를 구비한 안테나 시스템은 GSM/LTE/5G Sub6 통신용 차량 안테나에 적용 가능하다. 이외에도 Low Profile 형태의 무지향성 방사 패턴(Omni-Directional Radiation Pattern) 또는 넓은 커버리지(Wide Coverage)를 요구하는 조건의 모듈화 안테나 부품으로 적용 가능성이 있다.An antenna system having a plurality of slot antennas in this modular form is applicable to a vehicle antenna for GSM/LTE/5G Sub6 communication. In addition, there is a possibility to be applied as a modular antenna component in a condition that requires a low-profile omni-directional radiation pattern or wide coverage.
이상에서는 본 발명에 따른 차량에 탑재되는 안테나 시스템 및 안테나 시스템이 탑재된 차량에 대해 살펴보았다. 이러한 차량에 탑재되는 안테나 시스템 및 안테나 시스템이 탑재된 차량과 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.In the above, an antenna system mounted on a vehicle according to the present invention and a vehicle equipped with the antenna system have been described. An antenna system mounted on such a vehicle and a wireless communication system including a vehicle equipped with the antenna system and a base station are as follows. In this regard, FIG. 11 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
도 11을 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 통신 장치(910) 및/또는 제 2 통신 장치(920)을 포함한다. 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나를 포함한다'와 동일한 의미로 해석될 수 있다. 제 1 통신 장치가 기지국을 나타내고, 제 2 통신 장치가 단말을 나타낼 수 있다(또는 제 1 통신 장치가 단말을 나타내고, 제 2 통신 장치가 기지국을 나타낼 수 있다). Referring to FIG. 11 , a wireless communication system includes a first communication device 910 and/or a second communication device 920 . 'A and/or B' may be interpreted as having the same meaning as 'including at least one of A or B'. The first communication device may represent the base station and the second communication device may represent the terminal (or the first communication device may represent the terminal and the second communication device may represent the base station).
기지국(BS: Base Station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(Next Generation NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), gNB(general NB), 5G 시스템, 네트워크, AI 시스템, RSU(road side unit), 로봇 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(Terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치, 차량(vehicle), 로봇(robot), AI 모듈 등의 용어로 대체될 수 있다.Base station (BS) is a fixed station (fixed station), Node B, evolved-NodeB (eNB), gNB (Next Generation NodeB), BTS (base transceiver system), access point (AP: Access Point), gNB (general) NB), 5G system, network, AI system, RSU (road side unit), may be replaced by terms such as robot. In addition, the terminal (Terminal) may be fixed or have mobility, UE (User Equipment), MS (Mobile Station), UT (user terminal), MSS (Mobile Subscriber Station), SS (Subscriber Station), AMS (Advanced Mobile) Station), WT (Wireless terminal), MTC (Machine-Type Communication) device, M2M (Machine-to-Machine) device, D2D (Device-to-Device) device, vehicle, robot, AI module may be replaced by terms such as
제 1 통신 장치와 제 2 통신 장치는 프로세서(processor, 911,921), 메모리(memory, 914,924), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 915,925), Tx 프로세서(912,922), Rx 프로세서(913,923), 안테나(916,926)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(제 1 통신 장치에서 제 2 통신 장치로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(911)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 제 2 통신 장치(920)에 제공하며, 제 2 통신 장치로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(912)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 제 2 통신 장치에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,915)를 통해 상이한 안테나(916)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 제 2 통신 장치에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,925)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(923)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 제 2 통신 장치로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 제 2 통신 장치로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 제 1 통신 장치에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조 된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 제 1 통신 장치에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙 된다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(921)에 제공된다.The first communication device and the second communication device include a processor 911,921, a memory 914,924, one or more Tx/Rx radio frequency modules 915,925, Tx processors 912,922, Rx processors 913,923 , including antennas 916 and 926 . The processor implements the functions, processes and/or methods salpinned above. More specifically, in DL (communication from a first communication device to a second communication device), an upper layer packet from the core network is provided to the processor 911 . The processor implements the functions of the L2 layer. In DL, the processor provides multiplexing between logical channels and transport channels, allocation of radio resources to the second communication device 920, and is responsible for signaling to the second communication device. A transmit (TX) processor 912 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer). The signal processing function facilitates forward error correction (FEC) in the second communication device, and includes coding and interleaving. The coded and modulated symbols are divided into parallel streams, each stream mapped to OFDM subcarriers, multiplexed with a reference signal (RS) in the time and/or frequency domain, and using Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) are combined together to create a physical channel carrying a stream of time domain OFDMA symbols. The OFDM stream is spatially precoded to generate multiple spatial streams. Each spatial stream may be provided to a different antenna 916 via a separate Tx/Rx module (or transceiver) 915 . Each Tx/Rx module may modulate an RF carrier with a respective spatial stream for transmission. In the second communication device, each Tx/Rx module (or transceiver) 925 receives a signal via each antenna 926 of each Tx/Rx module. Each Tx/Rx module recovers information modulated with an RF carrier and provides it to a receive (RX) processor 923 . The RX processor implements the various signal processing functions of layer 1. The RX processor may perform spatial processing on the information to recover any spatial streams destined for the second communication device. If multiple spatial streams are destined for the second communication device, they may be combined into a single OFDMA symbol stream by multiple RX processors. The RX processor uses a Fast Fourier Transform (FFT) to transform the OFDMA symbol stream from the time domain to the frequency domain. The frequency domain signal includes a separate OFDMA symbol stream for each subcarrier of the OFDM signal. The symbols and reference signal on each subcarrier are recovered and demodulated by determining the most probable signal placement points transmitted by the first communication device. These soft decisions may be based on channel estimate values. The soft decisions are decoded and deinterleaved to recover the data and control signal originally transmitted by the first communication device on the physical channel. Corresponding data and control signals are provided to a processor 921 .
UL(제 2 통신 장치에서 제 1 통신 장치로의 통신)은 제 2 통신 장치(920)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 제 1 통신 장치(910)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(925)는 각각의 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(923)에 제공한다. 프로세서 (921)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (924)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.The UL (second communication device to first communication device) is handled in the first communication device 910 in a manner similar to that described with respect to the receiver function in the second communication device 920 . Each Tx/Rx module 925 receives a signal via a respective antenna 926 . Each Tx/Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 923 . The processor 921 may be associated with a memory 924 that stores program code and data. Memory may be referred to as a computer-readable medium.
이와 같은 차량에 탑재되는 안테나 시스템 및 안테나 시스템이 탑재된 차량의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.An antenna system mounted on such a vehicle and technical effects of a vehicle equipped with the antenna system will be described as follows.
본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 안테나 시스템에서 유전체 구조물 상에 구현되는 슬롯 안테나를 통해 각 대역 별로 로우 프로파일 구조의 안테나들을 배치할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that low-profile antennas can be arranged for each band through a slot antenna implemented on a dielectric structure in an antenna system mounted on a vehicle.
본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 안테나 시스템에서 안테나의 방사 패턴을 수평 방향에서 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that the radiation pattern of the antenna in the antenna system mounted on the vehicle can be improved in the horizontal direction.
또한, 본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 안테나 시스템에서 저대역(LB) 안테나를 광대역 동작하면서 방사 효율을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that radiation efficiency can be increased while operating a low band (LB) antenna in a wide band in an antenna system mounted on a vehicle.
또한, 본 발명에 따르면, 차량에 탑재되는 안테나 시스템에서 서로 다른 안테나 간 간섭 수준을 저감할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that the level of interference between different antennas can be reduced in an antenna system mounted on a vehicle.
또한, 본 발명에 따르면, 저대역(LB) 안테나와 다른 안테나들을 하나의 안테나 모듈에 구현하여 다양한 통신 시스템을 지원하기 위해 광대역에서 동작 가능한 안테나 시스템을 차량에 탑재하기 위한 구조를 제시할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to present a structure for mounting an antenna system operable in a broadband in a vehicle in order to support various communication systems by implementing a low-band (LB) antenna and other antennas in one antenna module. There is this.
또한, 본 발명에 따르면, 안테나 시스템을 저대역(LB)과 다른 대역에서 서로 다른 안테나로 최적화하여, 차량의 지붕 프레임 내에 최적의 구성과 성능으로 안테나 시스템을 배치할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that the antenna system can be optimized with different antennas in the low band (LB) and other bands, and the antenna system can be arranged in an optimal configuration and performance within the roof frame of the vehicle.
또한, 본 발명에 따르면, 특정 대역에서 다수의 안테나들을 이용하여 다중 입출력(MIMO) 및 다이버시티 동작을 차량의 안테나 시스템에서 구현할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that multiple input/output (MIMO) and diversity operations can be implemented in an antenna system of a vehicle using a plurality of antennas in a specific band.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific embodiments such as preferred embodiments of the present invention are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art.
전술한 본 발명과 관련하여, 차량에 탑재되는 안테나 시스템의 다수의 안테나와 이들에 대한 제어를 수행하는 구성의 설계 및 이의 구동은 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.In relation to the present invention described above, it is possible to design a plurality of antennas of an antenna system mounted on a vehicle and a configuration for controlling them and to drive them as computer-readable codes in a medium in which a program is recorded. Do. The computer-readable medium includes any type of recording device in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is also a carrier wave (eg, transmission over the Internet) that is implemented in the form of. In addition, the computer may include a control unit of the terminal. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (16)

  1. 차량에 탑재되는 안테나 시스템에 있어서,In the antenna system mounted on a vehicle,
    복수의 안테나들이 배치되도록 구성된 회로 기판(circuit board); a circuit board configured to have a plurality of antennas disposed thereon;
    제1 유전체 구조물(dielectric structure) 상에 프린트된 제1 금속 패턴(metal pattern)과 제1 슬롯을 통해 제1 신호를 방사하도록. 상기 회로 기판과 제1 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제1 안테나; to radiate a first signal through a first metal pattern and a first slot printed on a first dielectric structure. a first antenna configured to be connected to the circuit board through a first feeding unit;
    상기 제2 유전체 구조물 상에 제2 금속 패턴과 제2 슬롯을 통해 제2 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제2 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제2 안테나; 및 a second antenna configured to be connected to the circuit board through a second feeder so as to radiate a second signal through a second metal pattern and a second slot on the second dielectric structure; and
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 적어도 하나를 통해 신호를 방사하도록 제어하는 송수신부 회로(transceiver circuit)를 포함하는, 안테나 시스템.and a transceiver circuit that controls to radiate a signal through at least one of the first antenna and the second antenna.
  2. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제1 안테나는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 동작하고, 상기 회로 기판의 일측 및 일 단부와 연결되도록 제1 부분 및 제2 부분으로 구성되고,The first antenna operates in a first band corresponding to the low band LB, and is composed of a first part and a second part to be connected to one side and one end of the circuit board,
    상기 제2 안테나는 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 동작하고, 상기 회로 기판의 타측 및 일 단부와 연결되도록 제1 부분 및 제2 부분으로 구성되는, 안테나 시스템.The second antenna operates in a first band corresponding to a low band (LB), and is configured of a first part and a second part so as to be connected to the other side and one end of the circuit board.
  3. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 통해 저대역(LB)에 해당하는 제1 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 기저대역 프로세서(baseband processor)를 더 포함하는, 안테나 시스템.operatively coupled to the transceiver circuit and configured to control the transceiver circuit to perform multiple input/output (MIMO) in a first band corresponding to a low band (LB) through the first antenna and the second antenna An antenna system, further comprising a baseband processor.
  4. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제1 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제1 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결되고,The first metal pattern formed under the first dielectric structure is connected to the ground metal pattern of the circuit board,
    상기 제1 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제1 신호선(signal line)과 연결되는, 안테나 시스템.The first feeding unit is connected to a first signal line (signal line) of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  5. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제2 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제2 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결되고,The second metal pattern formed under the second dielectric structure is connected to the ground metal pattern of the circuit board,
    상기 제2 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제2 신호선(signal line)과 연결되는, 안테나 시스템.The second feeding unit is connected to a second signal line (signal line) of the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  6. 제1 항에 있어서,According to claim 1,
    상기 회로 기판의 일 단부에 배치되는 제3 유전체 구조물 상에 프린트된 제3 금속 패턴과 제3 슬롯을 통해 제3 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제3 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제3 안테나; 및 A third antenna configured to be connected to the circuit board through a third feeding unit so as to radiate a third signal through a third slot and a third metal pattern printed on a third dielectric structure disposed at one end of the circuit board ; and
    상기 회로 기판의 타 단부에 배치되는 제4 유전체 구조물 상에 프린트된 제4 금속 패턴과 제4 슬롯을 통해 제4 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제4 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제4 안테나를 더 포함하는, 안테나 시스템.A fourth antenna configured to be connected to the circuit board through a fourth feeder so as to radiate a fourth signal through a fourth slot and a fourth metal pattern printed on a fourth dielectric structure disposed on the other end of the circuit board Further comprising, the antenna system.
  7. 제6 항에 있어서,7. The method of claim 6,
    상기 제3 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제3 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결되고,The third metal pattern formed under the third dielectric structure is connected to the ground metal pattern of the circuit board,
    상기 제4 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제4 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결되고,The fourth metal pattern formed under the fourth dielectric structure is connected to the ground metal pattern of the circuit board,
    상기 제3 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제3 신호선과 연결되고,The third power supply unit is connected to a third signal line in the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board,
    상기 제4 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제4 신호선과 연결되는, 안테나 시스템.and the fourth power supply unit is connected to a fourth signal line of a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  8. 제6 항에 있어서,7. The method of claim 6,
    상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 제3 안테나 및 상기 제4 안테나를 통해 중대역(MB)에 해당하는 제2 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 기저대역 프로세서(baseband processor)를 더 포함하는, 안테나 시스템.operatively coupled to the transceiver circuit and configured to control the transceiver circuit to perform multiple input/output (MIMO) in a second band corresponding to a middle band (MB) via the third antenna and the fourth antenna An antenna system, further comprising a baseband processor.
  9. 제8 항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 기저대역 프로세서는,The baseband processor comprises:
    상기 제1 안테나를 통해 수신되는 상기 제1 대역의 제1 신호와 상기 제3 안테나를 통해 수신되는 상기 제2 대역의 제3 신호를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행하고,Carrier aggregation (CA) is performed through the first signal of the first band received through the first antenna and the third signal of the second band received through the third antenna,
    상기 제2 안테나를 통해 수신되는 상기 제1 대역의 제2 신호와 상기 제4 안테나를 통해 수신되는 상기 제2 대역의 제4 신호를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행하는, 안테나 시스템.An antenna system for performing carrier aggregation (CA) through a second signal of the first band received through the second antenna and a fourth signal of the second band received through the fourth antenna.
  10. 제6 항에 있어서,7. The method of claim 6,
    상기 회로 기판의 일 단부에 배치되는 제5 유전체 구조물 상에 프린트된 제5 금속 패턴과 제5 슬롯을 통해 제5 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제5 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제5 안테나; 및 A fifth antenna configured to be connected to the circuit board through a fifth feeder so as to radiate a fifth signal through a fifth slot and a fifth metal pattern printed on a fifth dielectric structure disposed at one end of the circuit board ; and
    상기 회로 기판의 타 단부에 배치되는 제6 유전체 구조물 상에 프린트된 제6 금속 패턴과 제6 슬롯을 통해 제6 신호를 방사하도록, 상기 회로 기판과 제6 급전부를 통해 연결되도록 구성된 제6 안테나를 더 포함하고,A sixth antenna configured to be connected to the circuit board through a sixth feeder so as to radiate a sixth signal through a sixth metal pattern and a sixth slot printed on a sixth dielectric structure disposed on the other end of the circuit board further comprising,
    상기 제5 안테나는 상기 제1 안테나와 상기 제3 안테나 사이에 배치되고,the fifth antenna is disposed between the first antenna and the third antenna;
    상기 제6 안테나는 상기 제2 안테나와 상기 제4 안테나 사이에 배치되는, 안테나 시스템.and the sixth antenna is disposed between the second antenna and the fourth antenna.
  11. 제10 항에 있어서,11. The method of claim 10,
    상기 제5 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제5 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결되고,The fifth metal pattern formed under the fifth dielectric structure is connected to the ground metal pattern of the circuit board,
    상기 제6 유전체 구조물의 하부에 형성된 상기 제6 금속 패턴은 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴과 연결되고,The sixth metal pattern formed under the sixth dielectric structure is connected to the ground metal pattern of the circuit board,
    상기 제5 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제5 신호선과 연결되고,The fifth power supply unit is connected to a fifth signal line in the dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board,
    상기 제4 급전부는 상기 회로 기판의 그라운드 금속 패턴 내부의 유전체 영역의 제6 신호선과 연결되는, 안테나 시스템.and the fourth power supply unit is connected to a sixth signal line in a dielectric region inside the ground metal pattern of the circuit board.
  12. 제10 항에 있어서,11. The method of claim 10,
    상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 제5 안테나 및 상기 제6 안테나를 통해 고대역(MB)에 해당하는 제3 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 상기 송수신부 회로를 제어하도록 구성된 기저대역 프로세서(baseband processor)를 더 포함하는, 안테나 시스템.operatively coupled to the transceiver circuit and configured to control the transceiver circuitry to perform multiple input/output (MIMO) in a third band corresponding to a high band (MB) via the fifth antenna and the sixth antenna An antenna system, further comprising a baseband processor.
  13. 제12 항에 있어서,13. The method of claim 12,
    상기 기저대역 프로세서는,The baseband processor comprises:
    상기 제1 안테나를 통해 수신되는 상기 제1 대역의 제1 신호와 상기 제6 안테나를 통해 수신되는 상기 제3 대역의 제6 신호를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행하고,Carrier aggregation (CA) is performed through the first signal of the first band received through the first antenna and the sixth signal of the third band received through the sixth antenna,
    상기 제2 안테나를 통해 수신되는 상기 제1 대역의 제2 신호와 상기 제5 안테나를 통해 수신되는 상기 제3 대역의 제5 신호를 통해 반송파 집성(carrier aggregation, CA)을 수행하는, 안테나 시스템.An antenna system for performing carrier aggregation (CA) through a second signal of the first band received through the second antenna and a fifth signal of the third band received through the fifth antenna.
  14. 제10 항에 있어서,11. The method of claim 10,
    상기 제1 안테나 내지 상기 제6 안테나는,The first antenna to the sixth antenna,
    상기 제1 슬롯 내지 상기 제6 슬롯을 통해 상기 제1 신호 내지 상기 제6 신호를 상기 회로 기판의 외측 방향으로 방사하도록 구성되는, 안테나 시스템.and radiating the first signal to the sixth signal outward of the circuit board through the first slot to the sixth slot.
  15. 제10 항에 있어서,11. The method of claim 10,
    상기 제1 안테나 내지 상기 제6 안테나는,The first antenna to the sixth antenna,
    상기 제1 금속 패턴 내지 상기 제6 금속 패턴이 상기 제1 유전체 구조물 내지 상기 제6 유전체 구조물의 외부 표면(outer surface)에 형성되고, 내부 표면(inner surface)에는 형성되지 않는 것을 특징으로 하는, 안테나 시스템.The antenna, characterized in that the first metal pattern to the sixth metal pattern are formed on an outer surface of the first dielectric structure to the sixth dielectric structure, but are not formed on an inner surface of the first dielectric structure to the sixth dielectric structure. system.
  16. 제11 항에 있어서,12. The method of claim 11,
    상기 제1 급전부 내지 상기 제6 급전부에 대응하는 상기 제1 신호선 내지 상기 제6 신호선 중 적어도 하나는,At least one of the first signal line to the sixth signal line corresponding to the first feeding unit to the sixth power feeding unit,
    상호 소정 간격으로 이격된 제1 신호 패드 및 제2 신호 패드를 포함하고,A first signal pad and a second signal pad spaced apart from each other by a predetermined distance,
    상기 제1 신호 패드와 상기 제2 신호 패드 간에 배치되는 제1 매칭 소자, 상기 제1 신호 패드와 상기 그라운드 금속 패턴 사이에 배치되는 제2 매칭 소자 및 상기 제2 신호 패드와 상기 그라운드 금속 패턴 사이에 배치되는 제3 매칭 소자를 포함하고, A first matching device disposed between the first signal pad and the second signal pad, a second matching device disposed between the first signal pad and the ground metal pattern, and between the second signal pad and the ground metal pattern. a third matching element disposed;
    상기 제1 급전부 내지 상기 제6 급전부 중 적어도 하나는 상기 제1 신호 패드와 연결되는, 안테나 시스템.At least one of the first feeder to the sixth feeder is connected to the first signal pad.
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