WO2024014573A1 - 차량에 배치되는 안테나 모듈 - Google Patents

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WO2024014573A1
WO2024014573A1 PCT/KR2022/010240 KR2022010240W WO2024014573A1 WO 2024014573 A1 WO2024014573 A1 WO 2024014573A1 KR 2022010240 W KR2022010240 W KR 2022010240W WO 2024014573 A1 WO2024014573 A1 WO 2024014573A1
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WO
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conductive pattern
antenna
boundary side
pattern
area
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/010240
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English (en)
French (fr)
Inventor
정강재
박병용
조일남
정병운
김동진
최국헌
김의선
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface

Definitions

  • This specification relates to a transparent antenna placed in a vehicle.
  • Particular implementations relate to an antenna assembly implemented with a transparent material such that the antenna area is not visible on the vehicle glass.
  • a vehicle can perform wireless communication services with other vehicles or surrounding objects, infrastructure, or base stations.
  • various communication services can be provided through a wireless communication system using LTE communication technology or 5G communication technology. Meanwhile, some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
  • the vehicle body and vehicle roof are made of metal, so there is a problem in that radio waves are blocked. Accordingly, a separate antenna structure can be placed on the top of the vehicle body or roof.
  • the vehicle body or roof portion corresponding to the antenna placement area may be formed of a non-metallic material.
  • the vehicle body or roof needs to be formed as one piece.
  • the exterior of the vehicle body or roof may be made of metal material. Accordingly, there is a problem in that antenna efficiency may be greatly reduced by the vehicle body or roof.
  • a transparent antenna can be placed on the glass corresponding to the vehicle's window to increase communication capacity without changing the exterior design of the vehicle.
  • the antenna radiation efficiency and impedance bandwidth characteristics are deteriorated due to electrical loss of the transparent material antenna.
  • an antenna pattern By forming an antenna pattern with a metal mesh structure where metal lines are interconnected on a dielectric substrate, a transparent antenna in which the metal lines are not distinguishable to the eye can be implemented.
  • a metal mesh structure is not formed in the dielectric area surrounding the antenna area where the antenna pattern is formed, there is a problem in that the antenna area and the dielectric area are visually distinguished, resulting in a difference in visibility.
  • a dummy mesh grid can also be placed in the dielectric area, but as the dummy mesh grid is placed, interference with the antenna pattern occurs, which causes antenna performance to deteriorate.
  • the transparent antenna pattern when a transparent material antenna is placed on a vehicle glass, the transparent antenna pattern may be configured to be electrically connected to a power feeding pattern placed on a separate dielectric substrate.
  • feed loss and antenna performance degradation may occur due to the connection between the transparent antenna pattern and the feed pattern.
  • a transparency difference may occur between the transparent region where the transparent antenna pattern is formed and the opaque region where the power feeding pattern is formed.
  • the area where the antenna is placed can be visually distinguished from other areas.
  • a method is needed to minimize the difference in visibility between the antenna area and other areas within the vehicle glass.
  • Another object is to provide a broadband transparent antenna assembly that can be placed on a vehicle windshield.
  • Another purpose of the present specification is to improve antenna efficiency of a broadband transparent antenna assembly that can be placed on a vehicle glass.
  • Another purpose of the present specification is to provide a wideband antenna structure made of transparent material that can reduce feed loss and improve antenna efficiency while operating in a wideband.
  • Another purpose of the present specification is to improve the efficiency of the power feeding structure of a broadband transparent antenna assembly that can be placed on a vehicle glass and to secure the reliability of the mechanism structure including the power feeding structure.
  • Another purpose of the present specification is to minimize interference between the dummy mesh grid disposed in the dielectric area and the antenna area.
  • Another purpose of the present specification is to ensure the invisibility of a transparent antenna and an antenna assembly including the same without deteriorating antenna performance.
  • Another purpose of the present specification is to ensure both invisibility of the shape of the antenna assembly and invisibility when the antenna assembly is attached to a display or glass.
  • Another purpose of the present specification is to improve visibility without deteriorating antenna performance in a transparent antenna through optimal design of a dummy pattern with an open area.
  • An antenna assembly for achieving the above or other objects includes a dielectric substrate; a first region comprising conductive patterns on one side of the dielectric substrate and configured to radiate a wireless signal; and a second region including a ground conductive pattern and a power feeding pattern.
  • the conductive patterns include: a first conductive pattern including a first portion and a second portion; a second conductive pattern electrically connected to the first portion of the ground conductive pattern; and a third conductive pattern electrically connected to the second portion of the ground conductive pattern.
  • the size of the second conductive pattern may be smaller than the size of the third conductive pattern.
  • the size of the third conductive pattern may be larger than that of the first conductive pattern.
  • the first portion of the first conductive pattern may be perpendicular to the second portion, and the second portion may be electrically connected to the power supply pattern.
  • the second conductive pattern may be disposed between the first portion of the first conductive pattern and the second portion of the first conductive pattern.
  • the first portion of the first conductive pattern and the third conductive pattern may be disposed on opposite sides with respect to the second portion of the first conductive pattern.
  • An antenna assembly includes a first dielectric substrate; a first region comprising conductive patterns on one side of the first dielectric substrate and configured to radiate a wireless signal; a second dielectric substrate; and a second region including a ground conductive pattern and a power feeding pattern on one side of the second dielectric substrate.
  • the conductive patterns include: a first conductive pattern including a first portion and a second portion; a second conductive pattern electrically connected to the first portion of the ground conductive pattern; and a third conductive pattern electrically connected to the second portion of the ground conductive pattern.
  • the size of the second conductive pattern may be smaller than the size of the third conductive pattern.
  • the size of the third conductive pattern may be larger than that of the first conductive pattern.
  • the first portion of the first conductive pattern may be perpendicular to the second portion, and the second portion may be electrically connected to the power supply pattern.
  • the second conductive pattern may be disposed between the first portion of the first conductive pattern and the second portion of the first conductive pattern.
  • the first portion of the first conductive pattern and the third conductive pattern may be disposed on opposite sides with respect to the second portion of the first conductive pattern.
  • Embodiments related to the antenna assembly according to one aspect of the present specification and the antenna assembly according to another aspect may be configured as follows.
  • the first conductive pattern and the third conductive pattern may operate in a dipole antenna mode in the first frequency band.
  • the first conductive pattern and the third conductive pattern may be configured to have an asymmetrical structure.
  • the first conductive pattern may operate in a monopole antenna mode in the second frequency band.
  • the second frequency band is characterized in that it is larger than the first frequency band.
  • the second conductive pattern may operate in a third frequency band.
  • the third frequency band is characterized in that it is larger than the second frequency band.
  • the first boundary side of the first portion of the first conductive pattern may be formed to have a first step structure.
  • the second boundary side of the first portion of the first conductive pattern may have a second step structure, and the second step structure may have a different shape from the first step structure.
  • the third boundary side of the first portion of the first conductive pattern is the first end of the first boundary side of the first portion of the first conductive pattern and the boundary third of the first portion of the first conductive pattern. It may be disposed between the first ends of the two sides.
  • the fourth boundary side of the first portion of the first conductive pattern is the second end of the first boundary side of the first portion of the first conductive pattern and the second end of the first portion of the first conductive pattern is It may be disposed between the second ends on the border side.
  • a portion of the first boundary side of the first portion of the first conductive pattern may be formed to face the first boundary side of the second conductive pattern.
  • a portion of the first boundary side of the second conductive pattern may be formed to face the second boundary side of the second conductive pattern.
  • the first boundary side of the third conductive pattern may be formed to have a third stepped structure.
  • a first end of the third conductive pattern on the first boundary side may be connected to the second portion of the ground conductive pattern.
  • the second boundary side of the third conductive pattern may be disposed on an opposite side to the first boundary side of the third conductive pattern.
  • the third boundary side of the third conductive pattern may be disposed between a first end of the third conductive pattern on the first boundary side and a first end of the third conductive pattern on the second boundary side.
  • the fourth boundary side of the fourth conductive pattern may be disposed between a second end of the third conductive pattern on the first boundary side and a second end of the third conductive pattern on the second boundary side.
  • the third boundary side of the third conductive pattern may be disposed on an opposite side to the fourth boundary side of the fourth conductive pattern.
  • a portion of the second portion of the first conductive pattern may be formed to face the fourth boundary side of the third conductive pattern.
  • the length of the third boundary side of the third conductive pattern and the length of the third boundary side of the first conductive pattern may be the same.
  • the first portion of the second area may include a first slot.
  • the length of the first slot may be formed to be within ⁇ /2 to ⁇ .
  • An open region of the first slot may be formed to face the power feeding pattern.
  • the second portion of the second area may include a second slot.
  • the length of the second slot may be formed to be within ⁇ /2 to ⁇ .
  • the open area of the second slot may be formed to face the first area.
  • the first conductive pattern, the second conductive pattern, and the third conductive pattern may be formed in a metal mesh shape having a plurality of open areas on the dielectric substrate.
  • the first conductive pattern, the second conductive pattern, and the third conductive pattern may be formed in a coplanar waveguide (CPW) structure on the dielectric substrate.
  • CPW coplanar waveguide
  • the antenna assembly may include a plurality of dummy mesh grid patterns on an outside portion of the first region on the dielectric substrate.
  • the plurality of dummy mesh grid patterns may be formed not to be connected to the power supply pattern and the ground conductive pattern.
  • the plurality of dummy mesh grid patterns may be configured to be separated from each other.
  • a broadband transparent antenna assembly having a plurality of conductive patterns that can be placed on a vehicle glass is provided, enabling 4G/5G broadband wireless communication in a vehicle.
  • the shape of conductive patterns can be optimized in a broadband transparent antenna assembly that can be placed on a vehicle glass, and antenna efficiency can be improved through an asymmetric conductive pattern structure.
  • the ends of the conductive pattern of the transparent dielectric substrate and the ends of the conductive pattern of the opaque substrate are overlapped and interconnected to reduce power supply loss.
  • the efficiency of the feed structure of the broadband transparent antenna assembly can be improved by allowing the feed pattern of the feed structure implemented with an opaque substrate disposed in the opaque area of the vehicle glass to be directly coupled to the transparent antenna.
  • the reliability of the device structure including the power feeding structure can be secured through low-temperature bonding of the power feeding pattern of the power feeding structure and the conductive pattern of the antenna module.
  • the boundary of the antenna area and the boundary of the dummy pattern area are spaced apart by a predetermined distance, thereby ensuring the invisibility of the transparent antenna and the antenna assembly including the same without deteriorating antenna performance.
  • an open dummy structure is formed so that the intersection of metal lines in the dummy area or a point of the metal lines is cut off, thereby ensuring the invisibility of the transparent antenna and the antenna assembly including the same without deterioration in antenna performance.
  • visibility can be improved in a transparent antenna without deteriorating antenna performance through the optimal design of slits in a dummy pattern with an open area and an open area with the radiator area.
  • a wideband antenna structure made of a transparent material that can operate in a wideband while reducing power supply loss and improving antenna efficiency can be provided through a vehicle glass or a display area of an electronic device.
  • a transparent antenna structure capable of wireless communication in 4G and 5G frequency bands while minimizing changes in antenna performance and differences in transparency between the antenna area and the surrounding area.
  • Figure 1 shows the glass of a vehicle on which an antenna structure according to an embodiment of the present specification can be placed.
  • FIG. 2A shows a front view of a vehicle with antenna assemblies disposed in different areas of the front windshield of the vehicle of FIG. 1 .
  • FIG. 2B shows an interior front perspective view of the vehicle of FIG. 1 with antenna assemblies disposed in different areas of the windshield of the vehicle.
  • FIG. 2C shows a side perspective view of the vehicle of FIG. 1 with an antenna assembly disposed on the top glass of the vehicle.
  • FIG. 3 shows the type of V2X application.
  • Figure 4 is a block diagram referenced in explaining a vehicle and an antenna system mounted on the vehicle according to an embodiment of the present specification.
  • 5A to 5C show a configuration in which the antenna assembly according to the present specification is disposed on a vehicle glass.
  • FIG. 6A shows various embodiments of a frit pattern according to the present specification.
  • Figures 6b and 6c show a transparent antenna pattern and a structure in which the transparent antenna pattern is disposed on a vehicle glass according to embodiments.
  • FIG. 7A shows a front view and a cross-sectional view of a transparent antenna assembly according to the present specification.
  • FIG. 7B shows a grid structure of a metal mesh radiator area and a dummy metal mesh area according to embodiments.
  • Figure 8a shows the layered structure of the antenna module and the power supply module.
  • Figure 8b shows an opaque substrate including a layered structure and a binding site where an antenna module and a power feeding structure are combined.
  • Figure 9a shows a combined structure of a transparent antenna disposed in a transparent area of a vehicle glass and a frit area.
  • FIG. 9B is an enlarged front view of the area where the glass on which the transparent antenna of FIG. 9A is formed is combined with the body structure of the vehicle.
  • FIG. 9C shows a cross-sectional view of the combined structure of the vehicle glass and body structure of FIG. 9B viewed from different positions.
  • Figure 10 shows the laminated structure of the antenna assembly and the attachment area between the vehicle glass and the vehicle frame according to embodiments.
  • 11A and 11B show a front view of an antenna assembly according to embodiments of the present specification.
  • Figure 12a compares the radiation pattern of a monopole antenna operating in a single band and the antenna assembly according to the present specification.
  • FIG. 12B compares the gain characteristics of the monopole antenna of FIG. 12A with the gain characteristics of the antenna assembly according to the present specification.
  • FIGS. 13A to 13C are conceptual diagrams showing the operating principles of the antenna assembly 1000 of FIG. 11B in each frequency band.
  • Figures 14a and 14b show a structure in which the shape of the second conductive pattern and the shape of the third conductive pattern are changed, respectively.
  • Figure 14c shows a structure in which the first and third conductive patterns are formed in a continuous structure.
  • Figure 15a compares the reflection coefficient characteristics of the antenna assemblies of Figures 11a and 14c.
  • Figure 15b compares the antenna efficiency characteristics of the antenna assemblies of Figures 11a and 14c.
  • FIG. 16A shows the antenna efficiency of the asymmetric and symmetric antenna assemblies of FIGS. 11B and 14B.
  • FIG. 16B shows the electric field distribution of the asymmetric and symmetric antenna assemblies of FIGS. 11B and 14B.
  • FIG. 17A shows first and second slot structures formed in the ground conductive pattern of the antenna assembly according to the present specification.
  • FIG. 17B shows first and second slot structures formed in the ground conductive pattern of the antenna assembly of FIG. 17A and current distribution around the ground conductive pattern.
  • Figure 17c shows a circular slot structure of an antenna assembly according to an embodiment.
  • FIGS. 18A to 18C show electric field distributions formed in conductive patterns of an antenna assembly in first to third frequency bands.
  • Figure 19 shows reflection coefficient characteristics depending on the presence or absence of a slot for impedance matching in the CPW antenna structure according to the present specification.
  • Figure 20 shows a structure in which the first and second dielectric substrates of an antenna assembly according to an embodiment are combined.
  • Figures 21a and 21b show a process flow in which an antenna assembly according to embodiments is manufactured by being coupled to a glass panel.
  • Figure 22 shows a configuration in which a plurality of antenna modules disposed at different positions of a vehicle according to the present specification are combined with other parts of the vehicle.
  • an antenna system mounted on a vehicle may include a plurality of antennas and a transceiver circuit and processor that control them.
  • an antenna assembly (antenna module) that can be placed on the window of a vehicle according to the present specification and a vehicle antenna system including the antenna assembly will be described.
  • an antenna assembly refers to a structure in which conductive patterns are combined on a dielectric substrate, and may also be referred to as an antenna module.
  • Figure 1 shows the glass of a vehicle on which an antenna structure according to an embodiment of the present specification can be placed.
  • the vehicle 500 may be configured to include a front glass 310, a door glass 320, a rear glass 330, and a quarter glass 340. Meanwhile, the vehicle 500 may be configured to further include an upper glass 350 formed on the roof of the upper area.
  • the glass constituting the window of the vehicle 500 includes the front glass 310 disposed in the front area of the vehicle, the door glass 320 disposed in the door area of the vehicle, and the rear glass 330 disposed in the rear area of the vehicle. ) may include. Meanwhile, the glass constituting the window of the vehicle 500 may further include a quarter class 340 disposed in a portion of the door area of the vehicle. Additionally, the glass constituting the window of the vehicle 500 may further include an upper glass 350 disposed in the upper area of the vehicle and spaced apart from the rear glass 330. Accordingly, each glass constituting the window of the vehicle 500 may be referred to as a window.
  • the front glass 310 may be referred to as a front windshield because it prevents wind from the front direction from entering the vehicle interior.
  • the front glass 310 may be formed as a two-layer bonded structure with a thickness of approximately 5.0 to 5.5 mm.
  • the front glass 310 may be formed as a bonded structure of glass/anti-shattering film/glass.
  • the door glass 320 may be formed of a two-layer bonded structure or a single-layer compressed glass.
  • the rear glass 330 may be formed of a two-layer bonded structure or a single-layer compressed glass with a thickness of about 3.5 to 5.5 mm. A separation distance is required between the heated antenna and the AM/FM antenna and the transparent antenna in the rear glass 330.
  • the quarter glass 340 may be formed of single-layer compressed glass with a thickness of approximately 3.5 to 4.0 mm, but is not limited thereto.
  • the size of the quarter glass 340 varies depending on the type of vehicle, and the size of the quarter glass 340 may be smaller than the size of the front glass 310 and the rear glass 330.
  • FIG. 2A shows a front view of the vehicle of FIG. 1 with antenna assemblies disposed in different areas of the windshield of the vehicle.
  • FIG. 2B shows an interior front perspective view of the vehicle of FIG. 1 with antenna assemblies disposed in different areas of the windshield of the vehicle.
  • FIG. 2C shows a side perspective view of the vehicle of FIG. 1 with an antenna assembly disposed on the top glass of the vehicle.
  • Pane assembly 22 may include an antenna in upper region 310a.
  • Pane glass assembly 22 may include an antenna in an upper region 310a, an antenna in a lower region 310b, and/or an antenna in a side region 310c.
  • the pane glass assembly 22 may include a translucent pane glass 26 formed from a dielectric substrate.
  • the antenna in the upper area 310a, the antenna in the lower area 310b, and/or the antenna in the side area 310c are configured to support any one or more of various communication systems.
  • the antenna module 1100 may be implemented in the upper area 310a, lower area 310b, or side area 310c of the front glass 310. When the antenna module 1100 is disposed in the lower area 310b of the front glass 310, the antenna module 1100 may extend to the body 49 in the lower area of the translucent plate glass 26.
  • the body 49 in the lower area of the translucent plate glass 26 may be implemented with lower transparency than other parts. Part of the power feeder or other interface lines may be implemented on the body 49 in the lower region of the translucent pane 26.
  • Connector assembly 74 may be implemented in body 49 in the lower region of translucent pane 26 .
  • the body 49 in the lower area may constitute a vehicle body made of metal.
  • the antenna assembly 1000 may be configured to include a telematics control unit (telematics module, TCU) 300 and an antenna module 1100.
  • the antenna module 1100 may be placed in different areas of the vehicle's glass.
  • an antenna assembly may be disposed in the upper area 310a, lower area 310b, and/or side area 310c of the vehicle glass.
  • antenna assemblies may be disposed on the front glass 310, rear glass 330, quarter glass 340, and upper glass 350 of the vehicle.
  • the antenna in the upper area 310a of the front glass 310 of the vehicle is low band (LB), mid band (MB), high band (HB), and 5G of the 4G/5G communication system. It can be configured to operate in the Sub6 band.
  • the antenna in the lower area 310b and/or the antenna in the side area 310c may also be configured to operate in the LB, MB, HB, and 5G Sub6 bands of the 4G/5G communication system.
  • the antenna structure 1100b on the rear glass 330 of the vehicle can also be configured to operate in the LB, MB, HB, and 5G Sub6 bands of the 4G/5G communication system.
  • the antenna structure 1100c on the top glass 350 of the vehicle can also be configured to operate in the LB, MB, HB, and 5G Sub6 bands of the 4G/5G communication system.
  • the antenna structure 1100d on the quarter glass 350 of the vehicle can also be configured to operate in the LB, MB, HB, and 5G Sub6 bands of the 4G/5G communication system.
  • At least a portion of the outer area of the front glass 310 of the vehicle may be formed of translucent plate glass 26.
  • the translucent plate glass 26 may include a first part in which an antenna and a part of the power feeder are formed, and a second part in which a part of the power feeder and a dummy structure are formed. Additionally, the translucent plate glass 26 may further include a dummy area in which conductive patterns are not formed.
  • the transparent area of the plate glass assembly 22 may be made transparent to transmit light and secure a field of view.
  • the conductive patterns are illustrated as being formed in some areas of the front glass 310, they can be extended to the side glass 320, back glass 330 of FIG. 1, and any glass structure.
  • vehicle 500 the occupants or driver can view the road and surrounding environment through pane assembly 22. Additionally, the passenger or driver can view the road and surrounding environment without being obstructed by the antenna in the upper area 310a, the antenna in the lower area 310b, and/or the antenna in the side area 310c.
  • Vehicle 500 may be configured to communicate with pedestrians, surrounding infrastructure, and/or servers in addition to surrounding vehicles.
  • Figure 3 shows the type of V2X application.
  • V2X (Vehicle-to-Everything) communication refers to V2V (Vehicle-to-Vehicle), which refers to communication between vehicles, and V2I (V2I), which refers to communication between vehicles and eNB or RSU (Road Side Unit).
  • V2P Vehicle to Infrastructure
  • V2P Vehicle-to-Pedestrian
  • V2N vehicle-to-network
  • FIG. 4 is a block diagram referenced for explaining a vehicle and an antenna system mounted on the vehicle according to an embodiment of the present specification.
  • Vehicle 500 may be configured to include a communication device 400 and a processor 570.
  • the communication device 400 may correspond to a telematics control unit of the vehicle 500.
  • the communication device 400 is a device for communicating with an external device.
  • the external device may be another vehicle, mobile terminal, or server.
  • the communication device 400 may include at least one of a transmitting antenna, a receiving antenna, a radio frequency (RF) circuit capable of implementing various communication protocols, and an RF element to perform communication.
  • 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 4G wireless communication module 450, and a 5G wireless communication module 460.
  • Communication device 400 may include a processor 470.
  • the communication device 400 may further include other components in addition to the components described, or may not include some of the components described.
  • the 4G wireless communication module 450 and 5G wireless communication module 460 perform wireless communication with one or more communication systems through one or more antenna modules.
  • the 4G wireless communication module 450 may transmit and/or receive a signal to a device in the first communication system through the first antenna module.
  • the 5G wireless communication module 460 may transmit and/or receive a signal to a device in the second communication system through the second antenna module.
  • the 4G wireless communication module 450 and 5G wireless communication module 460 may be physically implemented as one integrated communication module.
  • 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 to this and can be expanded to any other communication system.
  • the processor of the device within the vehicle 500 may be implemented as a Micro Control Unit (MCU) or a modem.
  • the processor 470 of the communication device 400 corresponds to a modem, and the processor 470 may be implemented as an integrated modem.
  • the processor 470 may obtain surrounding information from other nearby vehicles, objects, or infrastructure through wireless communication.
  • the processor 470 may perform vehicle control using the acquired surrounding information.
  • the processor 570 of the vehicle 500 may be a CAN (Car Area Network) or ADAS (Advanced Driving Assistance System) processor, but is not limited thereto.
  • the processor 570 of the vehicle 500 may be replaced with a processor of each device.
  • the antenna module disposed inside the vehicle 500 may be configured to include a wireless communication unit.
  • the 4G wireless communication module 450 can transmit and receive 4G signals with a 4G base station through a 4G mobile communication network. At this time, the 4G wireless communication module 450 may transmit one or more 4G transmission signals to the 4G base station. Additionally, the 4G wireless communication module 450 may receive one or more 4G reception signals from a 4G base station.
  • uplink (UL: Up-Link) multi-input multi-output (MIMO) can be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to a 4G base station.
  • downlink (DL) multi-input multi-output (MIMO) can be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
  • the 5G wireless communication module 460 can transmit and receive 5G signals 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: Non-Stand-Alone) structure.
  • NSA Non-Stand-Alone
  • 4G base stations and 5G base stations can be deployed in a non-stand-alone (NSA: Non Stand-Alone) structure.
  • the 5G base station may be deployed in a stand-alone (SA) structure in a separate location from the 4G base station.
  • SA stand-alone
  • the 5G wireless communication module 460 can transmit and receive 5G signals with a 5G base station through a 5G mobile communication network.
  • the 5G wireless communication module 460 can transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. Additionally, the 5G wireless communication module 460 can receive one or more 5G reception signals from a 5G base station.
  • the 5G frequency band can use the same band as the 4G frequency band, and this can be referred to as LTE re-farming.
  • the Sub6 band a band below 6GHz, can be used as the 5G frequency band.
  • the millimeter wave (mmWave) band can be used as the 5G frequency band to perform broadband high-speed communication. When the millimeter wave (mmWave) band is used, the electronic device may perform beam forming to expand communication coverage with the base station.
  • the 5G communication system can support a greater number of Multi-Input Multi-Output (MIMO) to improve transmission speed.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • uplink (UL) MIMO can be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to a 5G base station.
  • DL MIMO can be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
  • dual connectivity with a 4G base station and a 5G base station through the 4G wireless communication module 450 and the 5G wireless communication module 460.
  • dual connectivity with a 4G base station and a 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC).
  • EN-DC EUTRAN NR DC
  • throughput can be improved through heterogeneous carrier aggregation (inter-CA (Carrier Aggregation)). Therefore, the 4G base station and the 5G base station In the EN-DC state, a 4G reception signal and a 5G reception signal can be simultaneously received through the 4G wireless communication module 450 and the 5G wireless communication module 460.
  • inter-CA Carrier Aggregation
  • the 4G wireless communication module 450 and the 5G wireless communication Short-distance communication may be performed between electronic devices (e.g., vehicles) using the module 460.
  • wireless communication may be performed between vehicles in a V2V manner without going through a base station. You can.
  • carrier aggregation is performed using at least one of the 4G wireless communication module 450 and the 5G wireless communication module 460 and the Wi-Fi communication module 113. This can be done.
  • 4G + WiFi carrier aggregation (CA) can be performed using the 4G wireless communication module 450 and the Wi-Fi communication module 113.
  • 5G + WiFi carrier aggregation (CA) can be performed using the 5G wireless communication module 460 and the Wi-Fi communication module.
  • the communication device 400 may implement a vehicle display device together with a user interface device.
  • the vehicle display device may be called a telematics device or an Audio Video Navigation (AVN) device.
  • APN Audio Video Navigation
  • the broadband transparent antenna structure that can be placed on the glass of a vehicle according to the present specification can be implemented with a single dielectric substrate on the same plane as the CPW feeder.
  • the wideband transparent antenna structure that can be placed on the glass of a vehicle according to the present specification can be implemented as a structure in which ground is formed on both sides of the radiator to form a wideband structure.
  • FIGS. 5A to 5C show a configuration in which the antenna assembly according to the present specification is disposed on a vehicle glass.
  • the antenna assembly 1000 may include a first dielectric substrate 1010a and a second dielectric substrate 1010b.
  • the first dielectric substrate 1010a is implemented as a transparent substrate and may be referred to as a transparent substrate 1010a.
  • the second dielectric substrate 1010b may be implemented as an opaque substrate 1010b.
  • the glass panel 310 may be configured to include a transparent region 311 and an opaque region 312.
  • the opaque area 312 of the glass panel 310 may be a frit area formed of a frit layer.
  • the opaque area 312 may be formed to surround the transparent area 311 .
  • the opaque area 312 may be formed in an area outside the transparent area 311.
  • the opaque area 312 may form a boundary area of the glass panel 310 .
  • a signal pattern formed on the dielectric substrate 1010 may be connected to a telematics control unit (TCU) 300 and a connector component 313 such as a coaxial cable.
  • the telematics control unit (TCU) 300 may be placed inside a vehicle, but is not limited thereto.
  • the telematics control unit (TCU) 300 may be placed on a dashboard inside the vehicle or a ceiling area inside the vehicle, but is not limited thereto.
  • FIG. 5B shows a configuration in which the antenna assembly 1000 is disposed in a partial area of the glass panel 310.
  • FIG. 5C shows a configuration in which the antenna assembly 1000 is disposed over the entire area of the glass panel 310.
  • the glass panel 310 may include a transparent area 311 and an opaque area 312.
  • the opaque area 312 is a non-visible area with transparency below a certain level and may be referred to as a frit area, black printing (BP) area, or black matrix (BM) area.
  • the opaque area 312 corresponding to the opaque area may be formed to surround the transparent area 311.
  • the opaque area 312 may be formed in an area outside the transparent Lee area 311 .
  • the opaque area 312 may form a boundary area of the glass panel 310 .
  • a second dielectric substrate 1010b or a heating pad 360a or 360b corresponding to a power feeding substrate may be disposed in the opaque area 312.
  • the second dielectric substrate 1010b disposed in the opaque area 312 may be referred to as an opaque substrate. Even when the antenna assembly 1000 is disposed in the entire area of the glass panel 310 as shown in FIG. 5C, the heating pads 360a and 360b may be disposed in the opaque area 312.
  • the antenna assembly 1000 may include a first transparent dielectric substrate 1010a and a second dielectric substrate 1010b.
  • the antenna assembly 1000 may include an antenna module 1100 formed of conductive patterns and a second dielectric substrate 1010b.
  • the antenna module 1100 is formed of a transparent electrode portion and can be implemented as a transparent antenna module.
  • the antenna module 1100 may be implemented with one or more antenna elements.
  • Antenna module 1100 may include a MIMO antenna and/or other antenna elements for wireless communication.
  • Other antenna elements may include at least one of GNSS/radio/broadcasting/WiFi/satellite communication/UWB, and Remote Keyless Entry (RKE) antennas for vehicle applications.
  • RKE Remote Keyless Entry
  • the antenna assembly 1000 may be interfaced with a telematics control unit (TCU) 300 through a connector component 313.
  • the connector component 313 may be electrically connected to the TCU 300 by forming a connector 313c at the end of the cable.
  • a signal pattern formed on the second dielectric substrate 1010b of the antenna assembly 1000 may be connected to the TCU 300 through a connector component 313 such as a coaxial cable.
  • the antenna module 1100 may be electrically connected to the TCU 300 through the connector component 313.
  • the TCU 300 may be placed inside a vehicle, but is not limited thereto.
  • the TCU 300 may be placed on a dashboard inside the vehicle or a ceiling area inside the vehicle, but is not limited thereto.
  • the transparent electrode portion including the antenna pattern and the dummy pattern may be disposed in the transparent area 311.
  • the opaque substrate portion may be disposed in the opaque area 312.
  • FIG. 6a shows various embodiments of frit patterns according to the present disclosure.
  • Figures 6b and 6c show a transparent antenna pattern and a structure in which the transparent antenna pattern is disposed on a vehicle glass according to embodiments.
  • the frit pattern 312a may be formed as a metal pattern in a circular (or polygonal, oval) shape with a predetermined diameter.
  • the frit pattern 312a may be arranged in a two-dimensional structure in both axis directions.
  • the frit pattern 312a may be formed in an offset structure where the center points between patterns forming adjacent rows are spaced apart by a predetermined distance.
  • the frit pattern 312b may be formed as a rectangular pattern in one axis direction.
  • the frit pattern 312c may be arranged in a one-dimensional structure in one axis direction or in a two-dimensional structure in both axes directions.
  • the frit pattern 312c may be formed as a circular (or polygonal, oval) shape with a predetermined diameter and a slot pattern with the metal pattern removed.
  • the frit pattern 312b may be arranged in a two-dimensional structure in both axis directions.
  • the frit pattern 312c may be formed in an offset structure where the center points between patterns forming adjacent rows are spaced apart by a predetermined distance.
  • the opaque substrate 1010b and the transparent substrate 1010a may be electrically connected to each other in the opaque region 312 .
  • a very small electrically dummy pattern of a predetermined size or less may be disposed around the antenna pattern to prevent the transparent antenna pattern from being visible. Accordingly, the pattern within the transparent electrode can be made indistinguishable to the naked eye without deteriorating antenna performance.
  • the dummy pattern may be designed to have a light transmittance similar to that of the antenna pattern within a predetermined range.
  • a transparent antenna assembly including an opaque substrate 1010b bonded to a transparent electrode portion may be mounted on the glass panel 310.
  • the opaque substrate 1010b connected to the RF connector or coaxial cable is placed in the opaque area 312 of the vehicle glass.
  • the transparent electrode part can be placed in the transparent area 311 of the vehicle glass to ensure the invisibility of the antenna outside the vehicle window.
  • the transparent electrode parts may be attached to the opaque area 312 in some cases.
  • the frit pattern of the opaque area 312 may be formed in a gradient from the opaque area 312 to the transparent area 311. If the transmittance of the frit pattern and the transmittance of the transparent electrode are matched within a predetermined range, the transmission efficiency of the transmission line can be improved while the invisibility of the antenna can be improved. Meanwhile, a metal mesh shape similar to a frit pattern can reduce sheet resistance while ensuring invisibility. Additionally, by increasing the line width of the metal mesh grid in the area connected to the opaque substrate 1010b, the risk of disconnection of the transparent electrode layer during manufacturing and assembly can be reduced.
  • the conductive pattern 1110 of the antenna module may be composed of metal mesh grids with the same line width in the opaque area 312.
  • the conductive pattern 1110 may include a connection pattern 1110c connecting the transparent plate 1010a and the opaque substrate 1010b.
  • the connection pattern 1110c may be formed with frit patterns of a predetermined shape arranged at regular intervals on both sides of the connection pattern 1110c.
  • the connection pattern 1110c may include a first transmittance portion 1111c formed with a first transmittance and a second transmittance portion 1112c formed with a second transmittance.
  • the frit patterns 312a formed in the opaque area 312 may include metal grids of a predetermined diameter arranged in one axis direction and the other axis direction.
  • the metal grids of the frit patterns 312a may be disposed at the intersection of the metal mesh grids with the second transmittance portion 1112c of the connection pattern 1110c.
  • the frit patterns 312b formed in the opaque area 312 may be slot grids of a predetermined diameter with the metal area removed and arranged in one axis direction and the other axis direction. .
  • the slot grids of the frit patterns 312b may be disposed between the metal mesh grids in the connection pattern 1110c. Accordingly, the metal area of the frit patterns 312b where slot grids are not formed may be placed at the intersection of the metal mesh grids.
  • connection pattern 1110c may be composed of metal mesh grids with a first line width W1 in the first transmittance portion 1111c adjacent to the transparent area 311.
  • the connection pattern 1110c may be formed with a second linewidth W2 thicker than the first linewidth W1 in the second transmittance portion 1112c adjacent to the opaque substrate 1010b.
  • the first transparency of the first transmittance portion 1111c may be set higher than the second transparency of the second transmittance portion 1112c.
  • the transparent electrode unit When the transparent antenna assembly is attached to the inside of the vehicle glass as shown in FIGS. 5A to 5C, the transparent electrode unit may be placed in the transparent area 311 and the opaque substrate 1010b may be placed in the opaque area 312. In this regard, the transparent electrode unit may be disposed in the opaque area 312 as the case may be.
  • a portion of the metal pattern of the low-transmittance pattern electrode portion and the high-transmittance pattern electrode portion located in the opaque area 312 may be disposed in the gradient area of the opaque area 312 .
  • the transmission line portion of the antenna pattern and the low-transmittance pattern electrode is composed of a transparent electrode, a decrease in antenna gain may occur due to a decrease in transmission efficiency due to an increase in sheet resistance.
  • the transmittance of the frit pattern 312 where the electrode is located and the transmittance of the transparent electrode can be made to match within a predetermined range.
  • Low sheet resistance can be achieved by increasing the line width of the transparent electrode in the low-transmittance area of the frit patterns 312a, 312b, and 312c or by adding the same shape as the frit patterns 312a, 312b, and 312c. Accordingly, invisibility can be secured while solving the problem of reduced transmission efficiency.
  • the transmittance and pattern of the opaque area 312 are not limited to the structure of FIG. 6A and may differ depending on the glass manufacturer or vehicle manufacturer. Accordingly, the shape and transparency (line width and spacing) of the transparent electrode of the transmission line can be changed in various ways.
  • FIG. 7A shows a front view and a cross-sectional view of a transparent antenna assembly according to the present specification.
  • FIG. 7B shows a grid structure of a metal mesh radiator area and a dummy metal mesh area according to embodiments.
  • FIG. 7a (a) shows a front view of the transparent antenna assembly 1000
  • FIG. 7a (b) is a cross-sectional view of the transparent antenna assembly 1000, showing the layered structure of the transparent antenna assembly 1000
  • the antenna assembly 1000 may be configured to include a first transparent dielectric substrate 1010a and a second dielectric substrate 1010b.
  • Conductive patterns 1110 that act as radiators may be disposed on one side of the first transparent dielectric substrate 1010a.
  • a power supply pattern 1120f and a ground pattern 1121g and 1122g may be formed on one side of the second dielectric substrate 1010b.
  • the conductive patterns 1110 operating as radiators may be configured to include one or more conductive patterns.
  • the conductive patterns 1110 may include a first pattern 1111 connected to the power supply pattern 1120f and a second pattern 1112 connected to the ground pattern 1121g.
  • the conductive patterns 1110 may further include a third pattern 1113 connected to the ground pattern 1122g.
  • the conductive patterns 1110 constituting the antenna module may be implemented as a transparent antenna.
  • the conductive patterns 1110 may be formed as metal grid patterns 1020a with a line width of less than or equal to a certain line width to form a metal mesh radiator area.
  • Dummy metal grid patterns 1020b may be formed in the inner or outer regions between the first to third patterns 1111, 1112, and 11113 of the conductive patterns 1100 to maintain transparency at a certain level.
  • the metal grid patterns 1020a and the dummy metal grid patterns 1020b may form the metal mesh layer 1020.
  • FIG. 7B(a) shows the structures of typical metal grid patterns 1020a and dummy metal grid patterns 1020b.
  • Figure 7b(b) shows the structure of atypical metal grid patterns 1020a and dummy metal grid patterns 1020b.
  • the metal mesh layer 1020 may be formed into a transparent antenna structure by a plurality of metal mesh grids.
  • the metal mesh layer 1020 may be formed in a regular metal mesh shape, such as a square shape, a diamond shape, or a polygon shape.
  • a conductive pattern can be configured so that a plurality of metal mesh grids operate as a power supply line or radiator.
  • the metal mesh layer 1020 constitutes a transparent antenna area.
  • the metal mesh layer 1020 may be implemented with a thickness of approximately 2 mm, but is not limited thereto.
  • the metal mesh layer 1020 may be configured to include metal grid patterns 1020a and dummy metal grid patterns 1020b.
  • the metal grid patterns 1020a and the dummy metal grid patterns 1020b may be configured to form an open area (OA) with disconnected ends so that they are not electrically connected.
  • the dummy metal grid patterns 1020b may have slits SL formed so that the ends of the mesh grids CL1, CL2, CLn are not connected.
  • the metal mesh layer 1020 may be formed by a plurality of atypical metal mesh grids.
  • the metal mesh layer 1020 may be configured to include metal grid patterns 1020a and dummy metal grid patterns 1020b.
  • the metal grid patterns 1020a and the dummy metal grid patterns 1020b may be configured to form an open area OA with disconnected ends so that they are not electrically connected.
  • the dummy metal grid patterns 1020b may have slits SL formed so that the ends of the mesh grids CL1, CL2, CLn are not connected.
  • Figure 8a shows the layered structure of the antenna module and the feed module.
  • Figure 8b shows an opaque substrate including a layered structure and a binding site where an antenna module and a power feeding structure are combined.
  • the antenna module 1100 includes a first transparent dielectric substrate 1010a formed on a first layer and a first conductive pattern 1110 formed on a second layer disposed on the first layer. It can be configured to do so.
  • the first conductive pattern 1110 may be implemented as a metal mesh layer 1020 including metal grid patterns 1020a and dummy metal grid patterns 1020b, as shown in FIG. 7B.
  • the antenna module 1100 may further include a protective layer 1031 and an adhesive layer 1041a disposed on the second layer.
  • the power feeding structure 1100f may include a second dielectric substrate 1010b, a second conductive pattern 1120, and a third conductive pattern 1130.
  • the power feeding structure 1100f may further include first and second protective layers 1033 and 1034 stacked on the second conductive pattern 1120 and the third conductive pattern 1130, respectively.
  • the power feeding structure 1100f may further include an adhesive layer 1041b formed in a partial area of the second conductive pattern 1120.
  • a second conductive pattern 1120 may be disposed on one side of the second dielectric substrate 1010b implemented as an opaque substrate.
  • a third conductive pattern 1130 may be disposed on the other side of the second dielectric substrate 1010b.
  • a first protective layer 1033 may be formed on the third conductive pattern 1130.
  • a second protective layer 1034 may be formed under the second conductive pattern 1120.
  • the first and second protective layers 1033 and 1034 are configured to have a low permittivity below a predetermined value, enabling low-loss power supply to the transparent antenna area.
  • the antenna module 1100 may be combined with a power feeding structure 1100f implemented with a second dielectric substrate 1010b, which is an opaque substrate.
  • a first conductive pattern 1110 implemented as a metal mesh layer, which is a transparent electrode layer, may be formed on the first transparent dielectric substrate 1010a.
  • a protective layer 1031 may be formed on the first conductive pattern 1110.
  • a protective layer 1031 and a first adhesive layer 1041a may be formed on the first conductive pattern 1110.
  • a first adhesive layer 1041a may be formed adjacent to the protective layer 1031.
  • the first adhesive layer 1041a formed on the top of the first conductive pattern 1110 may be bonded to the second adhesive layer 1041b formed on the bottom of the second conductive layer 1120.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a and the second dielectric substrate 1010b may be adhered by bonding between the first and second adhesive layers 1041a and 1041b. Accordingly, the metal mesh grid formed on the first transparent dielectric substrate 1010a may be electrically connected to the power supply pattern formed on the second dielectric substrate 1010b.
  • the second dielectric substrate 1010b may be formed as a power feeding structure 1100f in which the second conductive pattern 1120 and the third conductive pattern 1130 are disposed on one side and the other side.
  • the power supply structure 1100f may be implemented as a Flexible Printed Circuit Board (FPCB), but is not limited thereto.
  • a first protective layer 1033 may be disposed on the top of the third conductive pattern 1130, and a second protective layer 1034 may be disposed on the bottom of the second conductive pattern 1120.
  • the adhesive layer 1041b below the third conductive pattern 1130 may be bonded to the adhesive layer 1041a of the antenna module 1100. Accordingly, the power feeding structure 1100f may be coupled to the antenna module 1100 and the first and second conductive patterns 1110 and 1120 may be electrically connected.
  • the thickness of the antenna module 1100 implemented with the first transparent dielectric substrate 1010a may be formed to a first thickness.
  • the thickness of the power feeding structure 1100f implemented with the second dielectric substrate 1010b may be implemented as a second thickness.
  • the thicknesses of the dielectric substrate 1010a, the first conductive pattern 1110, and the protective layer 1031 of the antenna module 1100 may be 75 ⁇ m, 9 ⁇ m, and 25 ⁇ m, respectively.
  • the first thickness of the antenna module 1100 may be 109 um.
  • the thicknesses of the second dielectric substrate 1010b, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 of the power supply structure 1100f are 50um, 18um, and 18um, respectively, and the first and second protective layers 1033 and 1034 ) can be formed to a thickness of 28um. Accordingly, the second thickness of the power feeding structure 1100f can be formed to be 142um. Since the adhesive layers 1041a and 1041b are formed on the top of the first conductive pattern 1110 and the bottom of the second conductive pattern 1120, the thickness of the entire antenna assembly is less than the sum of the first thickness and the second thickness. It can be. For example, the thickness of the antenna assembly 1000 including the antenna module 1100 and the power feeding structure 1100f may be 198 um.
  • a conductive pattern 1120 may be formed on one side of the second dielectric substrate 1010b forming the power feeding structure 1100f.
  • the conductive pattern 1120 may be formed as a CPW power supply structure with a power supply pattern 1120f and ground patterns 1121g and 1122g formed on both sides.
  • the power feeding structure 1100f can be coupled to the antenna module 1100 as shown in FIG. 8B(a) through the area where the adhesive layer 1041 is formed.
  • FIG. 9a shows a combined structure of a transparent antenna disposed in a transparent area of a vehicle glass and a frit area.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a may be adhered to the glass panel 310 through an adhesive layer 1041.
  • the conductive pattern of the first transparent dielectric substrate 1010a may be bonded to the conductive pattern 1130 of the second dielectric substrate 1010b through ACF bonding.
  • ACF bonding is a method of attaching a tape to which metal balls are added to the bonding surface at high temperature/high pressure (e.g., 120 to 150 degrees, 2 to 5 MPa) for a few seconds. It can be achieved by contacting the electrodes with metal balls.
  • ACF bonding electrically connects conductive patterns and provides adhesive strength by hardening the adhesive layer 1041 due to heat.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a on which the transparent electrode layer is formed and the second dielectric substrate 1010b in the form of an FPCB can be attached using a local soldering technique.
  • the connection pattern of the FPCB and the transparent antenna electrode can be connected through local soldering through a coil using a magnetic field induction method. During such local soldering, the temperature of the soldering area does not rise or the FPCB is not deformed, and a flat surface can be maintained. Accordingly, a highly reliable electrical connection is possible through local soldering between the conductive patterns of the first transparent dielectric substrate 1010a and the second dielectric substrate 1010b.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a, the metal mesh layer 1020 of FIG. 7A, the protective layer 1033, and the adhesive layer 1041 may form a transparent electrode.
  • the second dielectric substrate 1010b, which is an opaque substrate, may be implemented as an FPCB, but is not limited thereto.
  • the second dielectric substrate 1010b, which is an FPCB with a power feeding pattern, may be configured to be connected to the connector part 313 and the transparent electrode.
  • the second dielectric substrate 1010b which is an opaque substrate, may be attached to a portion of the first transparent dielectric substrate 1010a.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a may be formed in the transparent area 311 of the glass panel 310.
  • the second dielectric substrate 1010b may be formed in the opaque area 312 of the glass panel 310.
  • a portion of the first transparent dielectric substrate 1010a is formed in the opaque area 312, and the first transparent dielectric substrate 1010a may be combined with the second dielectric substrate 1010b in the opaque area 312.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a and the second dielectric substrate 1010b may be configured to be adhered by bonding between the adhesive layers 1041a and 1041b.
  • the position at which the second dielectric substrate 1010b is bonded to the adhesive layer 1041 may be set to the first position P1.
  • the position at which the connector component 313 is soldered to the opaque substrate 1010b may be set to the second position P2.
  • FIG. 9B is an enlarged front view of the area where the glass on which the transparent antenna of FIG. 9A is formed is combined with the body structure of the vehicle.
  • FIG. 9C shows a cross-sectional view of the combined structure of the vehicle glass and body structure of FIG. 9B viewed from different positions.
  • a first transparent dielectric substrate 1010a on which a transparent antenna is formed may be disposed in the transparent area 311 of the glass panel 310.
  • a second dielectric substrate 1010b may be disposed in the opaque area 312 of the glass panel 310. Since the transmittance of the opaque area 312 is lower than that of the transparent area 311, the opaque area 312 may also be referred to as a BM (Black Matrix) area.
  • a portion of the first transparent dielectric substrate 1010a on which the transparent antenna is formed may extend to the opaque area 312 corresponding to the BM area.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a and the opaque area 312 may be formed to overlap by an overlap length OL in one axis direction.
  • Figure 9c(a) shows a cross-sectional view of the antenna assembly taken along line AB in Figure 9b.
  • Figure 9c(a) shows a cross-sectional view of the antenna assembly cut along line CD in Figure 9b.
  • a first transparent dielectric substrate 1010a on which a transparent antenna is formed may be disposed in the transparent area 311 of the glass panel 310.
  • a second dielectric substrate 1010b may be disposed in the opaque area 312 of the glass panel 310.
  • a partial area of the first transparent dielectric substrate 1010a may extend to the opaque area 312, so that the feeding pattern formed on the second dielectric substrate 1010b and the metal mesh layer of the transparent antenna may be bonded and connected.
  • An interior cover 49c may be configured to accommodate the connector part 313 connected to the second dielectric substrate 1010b.
  • a connector part 313 is disposed in the space between the metal body 49b and the inner cover 49c, and the connector part 313 can be coupled to an in-vehicle cable.
  • the inner cover 49c may be placed in the upper area of the body 49b made of metal.
  • the inner cover 49c may be formed with one end bent to be coupled to the body 49b made of metal.
  • the inner cover 49c may be made of metal or dielectric material.
  • the inner cover 49c and the body 49b made of metal form a metal frame 49.
  • the vehicle may include a metal frame 49 .
  • the opaque area 312 of the glass panel 310 may be supported by a portion of the metal frame 49. To this end, a portion of the body 49b of the metal frame 49 may be bent to be coupled to the opaque area 312 of the glass panel 310.
  • the inner cover 49c When the inner cover 49c is made of a metal material, at least part of the metal area of the inner cover 49c in the upper region of the second dielectric substrate 1010b may be removed. A recess portion 49R from which the metal area is removed may be formed in the inner cover 49c. Accordingly, the metal frame 49 may include a recess portion 49R. The second dielectric substrate 1010b may be disposed within the recess portion 49R of the metal frame 49.
  • the recess portion 49R may also be referred to as a metal cut region.
  • One side of the recess portion 49R may be formed to be spaced apart from one side of the opaque substrate 1010b by a first length L1 equal to or greater than a threshold value.
  • the lower boundary side of the recess portion 49R may be formed to be spaced apart from the lower boundary side of the opaque substrate 1010b by a second length L2 equal to or greater than a threshold value.
  • the inner cover 49c may be configured so that no recess portion, such as a metal removal area, is formed in an area where the connector component and the opaque substrate are not disposed.
  • no recess portion such as a metal removal area
  • internal heat can be radiated to the outside through the recess portion 49R of FIGS. 9B and 9C(a).
  • no recess is formed in the inner cover 49c in the area where the connector component and the second dielectric substrate are not disposed, thereby protecting the internal components of the antenna module 1100.
  • the antenna assembly 1000 is formed in various shapes on a glass panel 310, and the glass panel 310 can be attached to a vehicle frame.
  • Figure 10 shows the laminated structure of the antenna assembly and the attachment area between the vehicle glass and the vehicle frame according to embodiments.
  • the glass panel 310 may include a transparent area 311 and an opaque area 312.
  • the antenna assembly 1000 may be configured to include an antenna module 1100 and a power feeding structure 1100f.
  • the antenna module 1100 may include a first transparent dielectric substrate 1010a, a transparent electrode layer 1020, and an adhesive layer 1041.
  • the power supply structure 1100f implemented as an opaque substrate and the transparent electrode layer 1020 implemented as a transparent substrate may be electrically connected.
  • the power supply structure 1100f and the transparent electrode layer 1020 may be directly connected through the first bonding region BR1.
  • the power feeding structure 1100f and the connector component 313 may be directly connected through the second bonding area BR2. Heat may be applied for bonding in the first and second bonding areas BR1 and BR2.
  • the bonding areas BR1 and BR2 may be referred to as a heating section.
  • An attachment area AR corresponding to a sealant area for attachment of the glass panel 310 and the vehicle frame may be formed in a side end area of the opaque area 312 of the glass panel 310.
  • the glass panel 310 may include a transparent area 311 and an opaque area 312.
  • the antenna assembly 1000 may be configured to include an antenna module 1100 and a power feeding structure 1100f.
  • the antenna module 1100 may include a protective layer 1031, a transparent electrode layer 1020, a first transparent dielectric substrate 1010a, and an adhesive layer 1041. Some areas of the power feeding structure 1100f implemented with an opaque substrate and the antenna module 1100 implemented with a transparent substrate may overlap.
  • the power feeding structure 1100f and the transparent electrode layer 1020 of the antenna module 1100 may be coupled feed.
  • the power feeding structure 1100f and the connector component 313 may be directly connected through the bonding region BR. Heat may be applied for bonding in the bonding area BR1.
  • the bonding area BR may be referred to as a heating section.
  • An attachment area AR corresponding to a sealant area for attachment of the glass panel 310 and the vehicle frame may be formed in a side end area of the opaque area 312 of the glass panel 310.
  • the transparent substrate 1010a may include a (hard) coating layer to protect the transparent electrode layer 1020 from the external environment. Meanwhile, a UV blocking component may be added to the adhesive layer 1041 to prevent yellowing from sunlight.
  • the wideband transparent antenna structure that can be placed on the glass of a vehicle according to the present specification can be implemented with a single dielectric substrate on the same plane as the CPW feeder.
  • the wideband transparent antenna structure that can be placed on the glass of a vehicle according to the present specification can be implemented as a structure in which ground is formed on both sides of the radiator to form a wideband structure.
  • FIGS 11A and 11B show front views of antenna assemblies according to embodiments of the present specification.
  • the antenna assembly 1000 may be configured to include a dielectric substrate 1010a, a first region 1100a, and a second region 1100b.
  • the first area 1100a includes conductive patterns on one side of the dielectric substrate 1010 and may be configured to radiate a wireless signal.
  • the second area 1100b may be configured to include a grounded conductive pattern 1110g and a power supply pattern 1110f.
  • the first area 1100a and the second area 1100b may be referred to as a radiator area and a ground area (or power feeding area), respectively.
  • a plurality of conductive patterns formed in the first area 1100a of the antenna assembly 1000 may be implemented as two or more conductive patterns and configured to operate in a plurality of frequency bands.
  • a plurality of conductive patterns formed in the first area 1100a may be configured to include a first conductive pattern 1110 and a third conductive pattern 1130.
  • a plurality of conductive patterns may be configured to include a first conductive pattern 1110, a second conductive pattern 1120, and a third conductive pattern 1130.
  • the first conductive pattern 1110 may be composed of a plurality of sub-patterns, that is, a plurality of conductive parts.
  • the first conductive pattern 1110 may be configured to include a first part 1111 and a second part 1112.
  • the first part 1111 may be formed perpendicular to the second part 1112.
  • the second part 1112 may be electrically connected to the power supply pattern 1110f.
  • the meaning of “electrically connected” may include that each conductive part is directly connected or spaced apart at a certain interval and coupled to be coupled.
  • the third conductive pattern 1130 may be disposed on the other side of the first conductive pattern 1110 .
  • the third conductive pattern 1130 may be electrically connected to the second portion 1112g of the ground conductive pattern 1110g.
  • the second conductive pattern 1120 may be disposed on one side or a lower area of the first conductive pattern 1110.
  • the second conductive pattern 1120 may be electrically connected to the first portion 1111g of the ground conductive pattern 1110g.
  • the second conductive pattern 1120 may be further disposed on the antenna assembly 1000 to further resonate in a frequency band different from the operating frequency band of the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130.
  • the size of the second conductive pattern 1120 may be smaller than the size of the third conductive pattern 1130. Accordingly, the antenna assembly 1000 can operate as a radiator in a higher frequency band by the second conductive pattern 1120.
  • the second conductive pattern 1120 may be disposed between the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 and the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110. Accordingly, the second conductive pattern 1120 is disposed in the lower area of the first conductive pattern 1110, and the size of the antenna assembly 1000 is reduced compared to the case where the second conductive pattern 1120 is disposed in one side area of the first conductive pattern 1110. can be reduced.
  • the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may be disposed on opposite sides with respect to the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110.
  • the first part 1111 of the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 will be arranged in one area and the other area with respect to the second part 1112 of the first conductive pattern 1110. You can.
  • the antenna assembly according to the present specification can operate in a broadband manner to perform 4G wireless communication and 5G wireless communication. Additionally, the antenna assembly according to the present specification operates in a dipole antenna mode to reduce interference between antenna elements during multiple input/output (MIMO) operation.
  • Figure 12a compares the radiation pattern of a monopole antenna operating in a single band and an antenna assembly according to the present specification.
  • FIG. 12B compares the gain characteristics of the monopole antenna of FIG. 12A with the gain characteristics of the antenna assembly according to the present specification.
  • the radiation patterns RP1a and RP2a of the monopole antennas 1100-1 and 1100-2 are formed in a direction parallel to the antenna element. That is, a radiation pattern is formed in one direction and the other direction of the antenna element. Therefore, when the monopole antenna 1100a is placed spaced apart for MIMO operation, interference between antenna elements may occur.
  • the radiation patterns RP1 and RP2 of the antenna assembly 1000 are formed in a direction perpendicular to the antenna array. That is, a radiation pattern is formed in the upper and lower directions of the antenna element. Accordingly, even when the antenna assembly 1000 is arranged to be spaced apart for MIMO operation, interference between antenna elements can be minimized below a certain level.
  • the monopole antennas 1100-1 and 1100-2 operate to resonate in a single frequency band.
  • the monopole antenna (1100-1, 1100-2) operates as a radiator only within a certain frequency band based on the center frequency f1. Therefore, it cannot cover the entire frequency band for 4G/5G wireless communication.
  • the antenna assembly 1000 operates to resonate in a plurality of frequency bands.
  • the antenna assembly 1000 operates as a radiator in all first to third frequency bands based on a plurality of resonant frequencies, for example, f1, f2, and f3.
  • Assembly 1000 may operate in first, second, and third modes in the first, second, and third frequency bands, respectively.
  • the antenna assembly 1000 functions as a radiator in all low band (LB), mid band (MB), and high band (HB) for 4G/5G wireless communication and in the 5G Sub6 band. It can work.
  • FIGS. 13A to 13C are conceptual diagrams showing the operating principles of the antenna assembly 1000 of FIG. 11B in each frequency band.
  • the antenna assembly 1000 may operate in a dipole antenna mode in the first frequency band, 617 to 960 MHz.
  • the first frequency band is not limited to this and may be changed depending on the application for 4G/5G LB communication.
  • the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may operate in a dipole antenna mode in the first frequency band.
  • a first current I1a may be formed from the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 to the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110 in the first frequency band. .
  • the second current I2a formed in the third conductive pattern 1130 in the first frequency band may be formed in a direction opposite to the first current I1a formed in the first conductive pattern 1110. Accordingly, the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may operate in a dipole antenna mode in the first frequency band.
  • the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may be formed to have an asymmetrical structure.
  • the first conductive pattern 1110 may be formed in a staircase structure in which a plurality of conductive portions have different heights.
  • the third conductive pattern 1130 may be formed in a straight structure in which a plurality of conductive portions have straight upper regions.
  • the bottom area of the third conductive pattern 1130 may have ends formed at different points for impedance matching.
  • the antenna assembly 1000 may operate in a monopole antenna mode in the second frequency band, 1520 to 4500 MHz.
  • the second frequency band may be changed depending on the application for 4G/5G MB/HB communication at a higher frequency than the first frequency band.
  • the first conductive pattern 1110 may operate in a monopole antenna mode in the second frequency band.
  • a first current I1b may be formed from the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 to the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110 in the second frequency band. .
  • a second current I2b may be formed from the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110 to the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 in the second frequency band. Accordingly, the first conductive pattern 1110 may operate in a monopole antenna mode in the second frequency band.
  • the antenna assembly 1000 Since the second frequency band is set to a larger value than the first frequency band, interference between a plurality of antenna elements is smaller than that in the first frequency band even when operating in monopole antenna mode in the second frequency band. Accordingly, the antenna assembly 1000 operates in a dipole antenna mode in the first frequency band to prevent interference between antenna elements. The antenna assembly 1000 operates in a monopole antenna mode for wideband operation in the second frequency band.
  • the antenna assembly 1000 may operate as a radiator through additional resonance in the third frequency band, 4500 to 6000 MHz.
  • a third current I3 may be formed in the second conductive pattern 1120 in the third frequency band.
  • a third current I3 may be formed in the second conductive pattern 1120 in the third frequency band.
  • the third conductive pattern 1130 may operate as a radiator in the third frequency band.
  • the third frequency band may be changed depending on the application for 4G/5G UHB and 5G Sub 6 communications at a higher frequency than the second frequency band.
  • the second conductive pattern 1120 may operate as an radiator in a third frequency band that is higher than the second frequency band. Accordingly, the antenna assembly 1000 can operate as a radiator in the third frequency band in addition to the first and second frequency bands and cover the entire frequency band for 4G/5G wireless communication.
  • the first conductive pattern 1110 is combined with the third conductive pattern 1130 to operate in a monopole antenna mode in the first frequency band, and separately operates in a dipole antenna mode in the second frequency band.
  • the shape of the first conductive pattern 1110 may be formed in a stepped structure and optimized for wideband operation.
  • the first conductive pattern 1110 may be formed to have a plurality of boundary sides.
  • the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to have a plurality of boundary sides.
  • the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to have first to fourth boundary sides BS1 to BS4.
  • the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to have a first step structure.
  • the second boundary side BS2 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to have a second stepped structure.
  • the second staircase structure may be formed in a different shape from the first staircase structure.
  • the third boundary side BS3 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 is connected to the first end of the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110. It may be disposed between the first end of the second boundary side BS2 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110.
  • the fourth boundary side BS4 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 is connected to the second end of the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110. It may be disposed between the second end of the second boundary side BS2 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110. Accordingly, the shape of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be optimized for wideband operation in the first and second frequency bands.
  • the second conductive pattern 1120 may also be formed to have first and second boundary sides BS1 and BS2. A portion of the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to face the first boundary side BS1 of the second conductive pattern 1120 . A portion of the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to face the second boundary side BS2 of the second conductive pattern 1120 .
  • the third conductive pattern 1130 may also be formed to have a plurality of boundary sides for a staircase structure.
  • the third conductive pattern 1130 may be formed to have first to fourth boundary sides BS1 to BS4.
  • the first boundary side BS1 of the third conductive pattern 1130 may be formed to have a third step structure.
  • the first end of the first boundary side BS1 of the third conductive pattern 1130 may be connected to the second portion 1112g of the ground conductive pattern 1110g.
  • the second boundary side BS2 of the third conductive pattern 1130 may be disposed on an opposite side to the first boundary side BS1 of the third conductive pattern 1130 .
  • the third boundary side BS3 of the third conductive pattern 1130 includes the first end of the first boundary side BS1 of the third conductive pattern and the second boundary side BS2 of the third conductive pattern 1130. 1 It can be placed between the ends.
  • the fourth boundary side BS4 of the third conductive pattern 1130 is the second end of the first boundary side BS1 of the third conductive pattern 1130 and the second boundary side BS2 of the third conductive pattern 1130. ) can be disposed between the second ends of the.
  • the third boundary side BS3 of the third conductive pattern 1130 may be disposed on a side opposite to the fourth boundary side BS4 of the third conductive pattern 1130.
  • a portion of the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110 may be formed to face the fourth boundary side BS4 of the third conductive pattern 1130.
  • the length of the third boundary side BS3 of the third conductive pattern 1130 and the length of the third boundary side BS3 of the first conductive pattern 1110 may be formed to be the same. Accordingly, the antenna assembly 1000 can be implemented with the length of the third boundary side BS3 of the first and third conductive patterns 1110 and 1130, and the overall antenna size can be minimized.
  • the antenna assembly according to the present specification may be formed as a transparent antenna structure.
  • the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 of the antenna assembly 1000 have a plurality of open areas (OA) on the dielectric substrate 1010a. It may be formed in a metal mesh shape (1020).
  • the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may be formed of metal grid patterns 1020a.
  • the metal grid patterns 1020a may be formed to have dummy metal grid patterns 1020b and an open area OA.
  • the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may be formed in a CPW structure on the dielectric substrate 1010a.
  • the first conductive pattern 1110, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 are metal meshes having a plurality of open areas (OA) on the dielectric substrate 1010. It may be formed into shape 1020.
  • the first conductive pattern 1110, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 may be implemented as a CPW structure on the dielectric substrate 1010.
  • the first conductive pattern 1110, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 may be formed as metal grid patterns 1020a.
  • the metal grid patterns 1020a may be formed to have dummy metal grid patterns 1020b and an open area OA.
  • the first conductive pattern 1110, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 may be formed in a CPW structure on the dielectric substrate 1010a.
  • the antenna assembly 1000 may include a plurality of dummy mesh grid patterns 1020b in the radiator area on the dielectric substrate 1010a, that is, the outside portion of the first area 1100a. Meanwhile, a plurality of dummy mesh grid patterns 1020b may also be disposed in the dielectric region between the first to third conductive patterns 1110 to 1130. The plurality of dummy mesh grid patterns 1020b may be formed not connected to the power supply pattern 1110f and the ground conductive pattern 1110g. The plurality of dummy mesh grid patterns 1020b may be formed to be separated from each other.
  • FIGS. 14A and 14B show a structure in which the shape of the second conductive pattern and the shape of the third conductive pattern are changed, respectively.
  • the upper portion of the second conductive pattern 1120 of the antenna assembly 1000 may be formed in a triangular shape.
  • the second conductive pattern 1120b of the antenna assembly 1000a may be configured to have a square shape.
  • the second conductive pattern 1120b may be disposed on one side or a lower area of the first conductive pattern 1110.
  • the second conductive pattern 1120b may be electrically connected to the first portion 1111g of the ground conductive pattern 1110g.
  • the antenna assembly 1000 may operate as a radiator in the third frequency band due to the second conductive pattern 1120b.
  • the antenna assembly 1000 can also operate as a radiator in the third frequency band due to the second conductive pattern 1120.
  • the impedance matching characteristics in the third frequency band may partially change.
  • the size of the second conductive pattern 1120b may be smaller than the size of the third conductive pattern 1130. Accordingly, the antenna assembly 1000 can operate as a radiator in the third frequency band, which is a higher frequency band, by the second conductive pattern 1120b.
  • the second conductive pattern 1120b may be disposed between the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 and the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110. Accordingly, the second conductive pattern 1120b is disposed in the lower area of the first conductive pattern 1110, and the size of the antenna assembly 1000 is reduced compared to the case where the second conductive pattern 1120b is disposed in one side area of the first conductive pattern 1110. can be reduced.
  • the third conductive pattern 1130b of the antenna assembly 1000b may be formed to have a symmetrical structure with the first conductive pattern 1110. Similar to the first conductive pattern 1110, the third conductive pattern 1130b may also be configured to include a first part 1131 and a second part 1132. Similar to the first conductive pattern 1110, the upper and lower ends of the third conductive pattern 1130b may each be formed in a stepped structure. The size of the third conductive pattern 1130 in FIG. 11B may be larger than the size of the third conductive pattern 1130b in FIG. 12B.
  • the conductive patterns of the antenna assembly according to the present specification may be formed in a continuous structure rather than a stepped structure.
  • Figure 14c shows a structure in which the first and third conductive patterns are formed in a continuous structure.
  • the antenna assembly 1000c may include a first conductive pattern 1110c, a second conductive pattern 1120, and a third conductive pattern 1130c.
  • the first conductive pattern 1110c may be formed as a continuous connection structure at each connection point.
  • the third conductive pattern 1130c may also be formed as a continuous connection structure at each connection point.
  • the first conductive pattern 1110 may be formed in a vertical step structure at each connection point. Accordingly, the vertical current component of the first conductive pattern 1110 formed in a step structure may increase.
  • the third conductive patterns 1130 and 1130b may be formed in a vertical step structure at each connection point. Accordingly, the vertical current component of the third conductive pattern 1110 formed in a step structure may increase.
  • Figure 15a compares the reflection coefficient characteristics of the antenna assemblies of Figures 11a and 14c.
  • Figure 15b compares the antenna efficiency characteristics of the antenna assemblies of Figures 11a and 14c.
  • the first conductive pattern 1110 of the antenna assembly 1000 is formed in a vertical step structure at each connection point, so that the vertical current component may increase.
  • the first conductive pattern 1110 of the antenna assembly 1000c is formed as a continuous connection structure at each connection point, so that the vertical current component can be reduced.
  • the reflection coefficient of the antenna assembly 1000c formed in a continuous structure may be worse than that of the antenna assembly 1000 formed in a stepped structure (ii) in a frequency band of about 3 GHz or higher.
  • the first conductive pattern 1110 of the antenna assembly 1000 is formed in a vertical step structure at each connection point, so that the vertical current component may increase.
  • the first conductive pattern 1110 of the antenna assembly 1000c is formed as a continuous connection structure at each connection point, so that the vertical current component can be reduced.
  • the antenna efficiency of the antenna assembly 1000c formed in a continuous structure may be worse than that of the antenna assembly 1000 formed in a stepped structure (ii) in a frequency band of about 1.5 GHz or higher.
  • the antenna efficiency of the antenna assembly 1000c formed in a continuous structure may be degraded by more than 0.3 dB at about 4 GHz than the antenna efficiency of the antenna assembly 1000 formed in a stepped structure (ii).
  • the antenna efficiency of the antenna assembly 1000c formed in a continuous structure may be degraded by more than 0.5 dB at about 5.5 GHz than (ii) the antenna efficiency of the antenna assembly 1000 formed in a stepped structure.
  • FIG. 16A shows the antenna efficiency of the asymmetric and symmetric antenna assemblies of FIGS. 11B and 14B.
  • FIG. 16B shows the electric field distribution of the asymmetric and symmetric antenna assemblies of FIGS. 11B and 14B.
  • the antenna efficiency of the symmetrical antenna assembly 1000b has a value of about -4 dBi in the frequency band of 3.5 GHz or higher.
  • the antenna efficiency of the asymmetric antenna assembly 1000 has a value of about -3 dBi to -3.5 dBi in the frequency band of 3.5 GHz or higher. Accordingly, the antenna efficiency of the asymmetric antenna assembly 1000 of FIG. 11B is about 0.5 to 1.0 dB higher than that of the symmetric antenna assembly 1000b of FIG. 12B.
  • the asymmetrical antenna assembly 1000 has antenna efficiency that is about 0.5 to 1.0 dB higher in a frequency band of about 3 GHz or higher. Accordingly, the antenna efficiency of the asymmetric antenna assembly 1000 may be improved in the second frequency band of about 3 GHz or more and the third frequency band.
  • FIG. 16b(a) shows the electric field distribution of the symmetrical antenna assembly 1000b of FIG. 14b at 3.5 GHz.
  • Figure 16b(b) shows the electric field distribution of the antenna assembly 1000 with the asymmetric structure of Figure 11b at 3.5 GHz.
  • the size of the third conductive pattern 1130 of the asymmetric antenna assembly 1000 of FIG. 11B may be formed to be larger than the size of the third conductive pattern 1130b of FIG. 14B. Accordingly, this corresponds to an increase in the ground size of the monopole antenna due to the third conductive pattern 1130 of the antenna assembly 1000 having an asymmetric structure that is larger than the third conductive pattern 1130b.
  • the peak area of the electric field distribution due to the third conductive pattern 1130 having a symmetrical structure with the first conductive pattern 1100 is the first conductive pattern 1100 and the third conductive pattern. It appears in the first region (R1p) between (1130).
  • the peak area of the electric field distribution is larger than the first region R1p due to the third conductive pattern 1130 being larger than the first conductive pattern 1100. ) appears in the second region (R2p) adjacent to it.
  • the antenna efficiency of the antenna assembly 1000 with an asymmetric structure can be improved in the frequency band of about 3 GHz or more and the third frequency band.
  • the ground conductive pattern 1110g of the second area 1100b of the antenna assembly 1100 may have one or more slots for broadband impedance matching.
  • Figure 17a shows first and second slot structures formed in the ground conductive pattern of the antenna assembly according to the present specification.
  • FIG. 17B shows the first and second slot structures formed in the ground conductive pattern of the antenna assembly of FIG. 17A and the current distribution around the ground conductive pattern.
  • the ground conductive pattern 1110g may be configured to include a first slot 1111s and a second slot 1112s.
  • the first portion 1111g of the ground conductive pattern 1110g may include a first slot 1111s.
  • the length of the first slot 1111s may be within ⁇ /2 to ⁇ based on about 5 GHz.
  • the open region of the first slot 1111s may be formed to face the power feeding pattern 1110f.
  • the second portion 1112g of the ground conductive pattern 1110g may include a second slot 1112s.
  • the length of the second slot 1112s may be within ⁇ /2 to ⁇ based on about 5 GHz.
  • the open area of the second slot 1112s may be formed to face the first area 1110a, which is the radiator area.
  • the current distribution is concentrated around the feeding pattern 1110f and the first and second slots 1111s and 1112s formed on both sides of the feeding pattern 1110f. Accordingly, impedance matching characteristics are improved in the HB band and UHB band, that is, in the 3.5 to 6 GHz band, so that the antenna assembly can operate in a wide band.
  • Figure 17c shows a circular slot structure of an antenna assembly according to an embodiment.
  • circular-shaped first slots 1111s2 and second slots 1112s2 may be formed in the first portion 1111g and the second portion 1112g of the ground conductive pattern 1110g, respectively.
  • the shape of the first and second slots 1111s1 and 1112s2 is not limited to a circular shape, and may be implemented as an elliptical shape or an arbitrary polygonal shape. Referring to FIGS.
  • one of the first slots 1111s and 1111s2 may be formed in the first portion 1111g of the ground conductive pattern 1110g. Additionally, one of the second slots 1112s and 1112s2 may be formed in the second portion 1111g of the ground conductive pattern 1110g.
  • the antenna assembly according to the present specification can operate in a wide bandwidth by having different conductive patterns that operate as radiators according to a plurality of antenna operation modes.
  • FIGS. 18A to 18C show electric field distributions formed in conductive patterns of the antenna assembly in the first to third frequency bands.
  • the current distribution on the first and third conductive patterns 1110 and 1130 of the antenna assembly 1000 in the first frequency band is higher than the current distribution in other areas.
  • a first region Rp1a which is a peak region of current distribution, may be formed in one region of the first conductive pattern 1110.
  • a second region Rp2a which is a peak region of current distribution, may be formed in one region of the third conductive pattern 1130. Accordingly, the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may operate as a radiator in the first frequency band.
  • the first frequency band may be set to 617 to 960 MHz, but is not limited thereto.
  • the first and third conductive patterns 1110 and 1130 may operate as a dipole antenna in the first frequency band.
  • the first and third conductive patterns 1110 and 1130 operate in dipole antenna mode to form a radiation pattern in the vertical direction as shown in FIG. 12A(b).
  • the current distribution on the first conductive pattern 1110 of the antenna assembly 1000 in the second frequency band is higher than the current distribution in other areas.
  • a peak area (Rpb) of the current distribution may be formed in the boundary area of the first conductive pattern 1110. Accordingly, the first conductive pattern 1110 may operate as a radiator in the second frequency band.
  • the second frequency band may be set to 1520 to 4500 MHz, but is not limited thereto. Accordingly, the first conductive pattern 1110 can operate as a monopole antenna in the second frequency band. The first conductive pattern 1110 operates in a monopole antenna mode, so that a radiation pattern can be formed in the lateral direction as shown in FIG. 12a(a).
  • the current distribution on the second conductive pattern 1120 of the antenna assembly 1000 in the third frequency band is higher than the current distribution in other areas.
  • a peak area (Rpb) of the current distribution may be formed in the boundary area of the second conductive pattern 1120. Accordingly, the second conductive pattern 1120 can operate as a radiator in the third frequency band.
  • the third frequency band may be set to 4500 to 6000 MHz, but is not limited thereto. Accordingly, the second conductive pattern 1120 can operate as a monopole antenna in the third frequency band.
  • the second conductive pattern 1120 may operate in a monopole antenna mode to form a radiation pattern in the lateral direction as shown in FIG. 12a(a).
  • an antenna assembly operating in multiple operation modes according to the present specification may operate as a radiator in multiple frequency bands.
  • Figure 19 shows reflection coefficient characteristics depending on the presence or absence of a slot for impedance matching in the CPW antenna structure according to the present specification.
  • Figure 19 (i) shows the reflection coefficient of the first structure in which slots for impedance matching are not formed in the feeding area of the CPW antenna structure.
  • Figure 19 (ii) shows the reflection coefficient of the second structure in which slots for impedance matching are formed in the feeding area of the CPW antenna structure.
  • (ii) of FIG. 19 shows the reflection coefficient of the second structure in which the first slot 1111s and the second slot 1112s2 of FIG. 17A are formed for impedance matching in the feeding area of the CPW antenna structure.
  • the reflection coefficient of the first structure in which slots are not formed has a value of -12.4 to -15.3 dB in the third frequency band.
  • the reflection coefficient of the second structure in which the first slot 1111s and the second slot 1112s2 are formed has a value of -19 to -30.3 dB in the third frequency band. Accordingly, it can be seen that the impedance matching characteristics are improved in the third frequency band as slots for impedance matching are formed in the feeding area of the CPW antenna structure.
  • the antenna assembly 1000 in the first frequency band, operates as a radiator in the first operation mode. In the first frequency band of 617 to 960 MHz, the reflection coefficient has a value of about -10 dB or less. Referring to FIGS. 13B and 19 , in the second frequency band, the antenna assembly 1000 operates as a radiator in the second operation mode. In the second frequency band of 1520 to 4500 MHz, the reflection coefficient has a value of about -10 dB or less. Referring to FIGS. 13C and 19, in the third frequency band, the antenna assembly 1000 operates as a radiator in the third operation mode. In the third frequency band of 4500 to 6000 MHz, the reflection coefficient has a value of about -10 dB or less.
  • the reflection coefficient value may be improved in the approximately 5 GHz band.
  • the reflection coefficient is greatly improved at 5 GHz and 6 GHz as the first and second slots 1111s and 1112s are added.
  • the reflection coefficient has a value of about -15 dB or less at a frequency between 5 GHz and 6 GHz.
  • FIG. 20 shows a structure in which the first and second dielectric substrates of an antenna assembly according to an embodiment are combined.
  • the antenna assembly 1000 may include a first dielectric substrate 1010a that is a transparent substrate and a second dielectric substrate 1010b that is an opaque substrate.
  • the antenna assembly 1000 may include a first area 1100a corresponding to a radiator area and a second area 1100b corresponding to a feeding area.
  • the antenna assembly 1000 may further include a protective layer 1031 and adhesive layers 1041 and 1042.
  • An antenna module 1100 implemented with one or more transparent antenna elements may be disposed in the first area 1100a.
  • a power feeding structure implemented with one or more second dielectric substrates 1010b may be disposed in the second area 1100b.
  • the glass panel 310 to which the antenna assembly 1000 can be attached may include a transparent area 311 and an opaque area 312.
  • the first dielectric substrate 1010a on which the transparent antenna element is formed may be attached to the transparent area 311 of the glass panel 310 through the adhesive layer 1041.
  • a protective layer 1031 may be formed in the upper area of the first dielectric substrate 1010a.
  • a frit layer 312f having the frit pattern of FIG. 6A may be formed in the opaque area 312 of the glass panel 310.
  • the frit pattern may be removed from the area where the second dielectric substrate 1010b is disposed among the frit layers 312f of the opaque area 312.
  • a second dielectric substrate 1010b may be disposed in the opaque area 312 from which the frit pattern has been removed.
  • An adhesive layer 1042 is formed in the opaque area 312 from which the frit pattern has been removed, and the second dielectric substrate 1010b can be attached to the opaque area 312 of the glass panel 310 through the adhesive layer 1042. there is.
  • the antenna assembly 1000 may be configured to include a first dielectric substrate 1010a, a first region 1100a, a second dielectric substrate 1010b, and a second region 1100b.
  • the first area 1100a includes conductive patterns on one side of the first dielectric substrate 1010a and may be configured to radiate a wireless signal.
  • the second region 1100b may be configured to include a ground conductive pattern 1110g and a power supply pattern 1110f on one side of the second dielectric substrate 1010b.
  • the first area 1100a and the second area 1100b may be referred to as a radiator area and a ground area (or power feeding area), respectively.
  • a plurality of conductive patterns formed in the first area 1100a of the antenna assembly 1000 may be implemented as two or more conductive patterns and configured to operate in a plurality of frequency bands.
  • a plurality of conductive patterns may be configured to include a first conductive pattern 1110, a second conductive pattern 1120, and a third conductive pattern 1130.
  • the first conductive pattern 1110 may be composed of a plurality of sub-patterns, that is, a plurality of conductive parts.
  • the first conductive pattern 1110 may be configured to include a first part 1111 and a second part 1112.
  • the first part 1111 may be formed perpendicular to the second part 1112.
  • the second part 1112 may be electrically connected to the power supply pattern 1110f.
  • the meaning of “electrically connected” may include that each conductive part is directly connected or spaced apart at a certain interval and coupled to be coupled.
  • the second conductive pattern 1120 may be disposed on one side or a lower area of the first conductive pattern 1110.
  • the second conductive pattern 1120 may be electrically connected to the first portion 1111g of the ground conductive pattern 1110g.
  • the second conductive pattern 1120 may be further disposed on the antenna assembly 1000 to further resonate in a frequency band different from the operating frequency band of the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130.
  • the third conductive pattern 1130 may be disposed on the other side of the first conductive pattern 1110.
  • the third conductive pattern 1130 may be electrically connected to the second portion 1112g of the ground conductive pattern 1110g.
  • the third conductive pattern 1130 may be further disposed on the antenna assembly 1000 to further resonate in a frequency band different from the operating frequency band of the first conductive pattern 1110 and the second conductive pattern 1120.
  • the size of the second conductive pattern 1120 may be smaller than the size of the third conductive pattern 1130. Accordingly, the antenna assembly 1000 can operate as a radiator in a higher frequency band by the second conductive pattern 1120.
  • the second conductive pattern 1120 may be disposed between the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 and the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110. Accordingly, the second conductive pattern 1120 is disposed in the lower area of the first conductive pattern 1110, and the size of the antenna assembly 1000 is reduced compared to the case where the second conductive pattern 1120 is disposed in one side area of the first conductive pattern 1110. can be reduced.
  • the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may be disposed on opposite sides with respect to the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110.
  • the first part 1111 of the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 will be arranged in one area and the other area with respect to the second part 1112 of the first conductive pattern 1110. You can.
  • the first conductive pattern 1110 is combined with the third conductive pattern 1130 to operate in a monopole antenna mode in the first frequency band, and separately operates in a dipole antenna mode in the second frequency band.
  • the shape of the first conductive pattern 1110 may be formed in a stepped structure and optimized for wideband operation.
  • the first conductive pattern 1110 may be formed to have a plurality of boundary sides.
  • the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to have a plurality of boundary sides.
  • the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to have first to fourth boundary sides BS1 to BS4.
  • the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to have a first step structure.
  • the second boundary side BS2 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to have a second stepped structure.
  • the second staircase structure may be formed in a different shape from the first staircase structure.
  • the third boundary side BS3 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 is connected to the first end of the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110. It may be disposed between the first end of the second boundary side BS2 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110.
  • the fourth boundary side BS4 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 is connected to the second end of the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110. It may be disposed between the second end of the second boundary side BS2 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110. Accordingly, the shape of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be optimized for wideband operation in the first and second frequency bands.
  • the second conductive pattern 1120 may also be formed to have first and second boundary sides BS1 and BS2. A portion of the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to face the first boundary side BS1 of the second conductive pattern 1120 . A portion of the first boundary side BS1 of the first portion 1111 of the first conductive pattern 1110 may be formed to face the second boundary side BS2 of the second conductive pattern 1120 .
  • the third conductive pattern 1130 may also be formed to have a plurality of boundary sides for a staircase structure.
  • the third conductive pattern 1130 may be formed to have first to fourth boundary sides BS1 to BS4.
  • the first boundary side BS1 of the third conductive pattern 1130 may be formed to have a third step structure.
  • the first end of the first boundary side BS1 of the third conductive pattern 1130 may be connected to the second portion 1112g of the ground conductive pattern 1110g.
  • the second boundary side BS2 of the third conductive pattern 1130 may be disposed on an opposite side to the first boundary side BS1 of the third conductive pattern 1130 .
  • the third boundary side BS3 of the third conductive pattern 1130 includes the first end of the first boundary side BS1 of the third conductive pattern and the second boundary side BS2 of the third conductive pattern 1130. 1 It can be placed between the ends.
  • the fourth boundary side BS4 of the third conductive pattern 1130 is the second end of the first boundary side BS1 of the third conductive pattern 1130 and the second boundary side BS2 of the third conductive pattern 1130. ) can be disposed between the second ends of the.
  • the third boundary side BS3 of the third conductive pattern 1130 may be disposed on a side opposite to the fourth boundary side BS4 of the third conductive pattern 1130.
  • a portion of the second portion 1112 of the first conductive pattern 1110 may be formed to face the fourth boundary side BS4 of the third conductive pattern 1130.
  • the length of the third boundary side BS3 of the third conductive pattern 1130 and the length of the third boundary side BS3 of the first conductive pattern 1110 may be formed to be the same. Accordingly, the antenna assembly 1000 can be implemented with the length of the third boundary side BS3 of the first and third conductive patterns 1110 and 1130, and the overall antenna size can be minimized.
  • the ground conductive pattern 1110g of the second area 1100b of the antenna assembly 1100 according to the present specification may have one or more slots for broadband impedance matching.
  • FIGS. 17A and 17B show the first and second slot structures formed in the ground conductive pattern of the antenna assembly according to the present specification and the current distribution around the ground conductive pattern.
  • the ground conductive pattern 1110g may be configured to include a first slot 1111s and a second slot 1112s.
  • the first portion 1111g of the ground conductive pattern 1110g may include a first slot 1111s.
  • the length of the first slot 1111s may be within ⁇ /2 to ⁇ based on about 5 GHz.
  • the open region of the first slot 1111s may be formed to face the power feeding pattern 1110f.
  • the second portion 1112g of the ground conductive pattern 1110g may include a second slot 1112s.
  • the length of the second slot 1112s may be within ⁇ /2 to ⁇ based on about 5 GHz.
  • the open area of the second slot 1112s may be formed to face the first area 1110a, which is the radiator area.
  • the antenna assembly according to the present specification may be formed as a transparent antenna structure.
  • the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 of the antenna assembly 1000 have a plurality of open areas (OA) on the dielectric substrate 1010a.
  • OA open areas
  • the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may be formed of metal grid patterns 1020a.
  • the metal grid patterns 1020a may be formed to have dummy metal grid patterns 1020b and an open area OA.
  • the first conductive pattern 1110 and the third conductive pattern 1130 may be formed in a CPW structure on the dielectric substrate 1010a.
  • the first conductive pattern 1110, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 form a plurality of open areas (OA) on the dielectric substrate 1010. It may be formed in a metal mesh shape (1020).
  • the first conductive pattern 1110, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 may be implemented as a CPW structure on the dielectric substrate 1010.
  • the first conductive pattern 1110, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 may be formed as metal grid patterns 1020a.
  • the metal grid patterns 1020a may be formed to have dummy metal grid patterns 1020b and an open area OA.
  • the first conductive pattern 1110, the second conductive pattern 1120, and the third conductive pattern 1130 may be formed in a CPW structure on the dielectric substrate 1010a.
  • the antenna assembly 1000 may include a plurality of dummy mesh grid patterns 1020b in the radiator area on the dielectric substrate 1010a, that is, the outside portion of the first area 1100a. Meanwhile, a plurality of dummy mesh grid patterns 1020b may also be disposed in the dielectric region between the first to third conductive patterns 1110 to 1130. The plurality of dummy mesh grid patterns 1020b may be formed not connected to the power supply pattern 1110f and the ground area 1110g. The plurality of dummy mesh grid patterns 1020b may be formed to be separated from each other.
  • the antenna assembly according to the present specification may be configured to include a first transparent dielectric substrate and a second dielectric substrate on which a transparent electrode layer is formed.
  • Figures 21A and 21B show a process flow in which an antenna assembly according to embodiments is manufactured by being coupled to a glass panel.
  • a first transparent dielectric substrate 1000a on which a transparent electrode layer is formed can be manufactured. Additionally, a second dielectric substrate 1000b having a power supply pattern 1120f and ground patterns 1121g and 1122g formed on both sides of the power supply pattern 1120f may be manufactured.
  • the second dielectric substrate 1000b may be implemented as an FPCB, but is not limited thereto. Adhesion areas corresponding to the adhesive layer 1041 may be formed on the first transparent dielectric substrate 1000a and the second dielectric substrate 1000b, respectively.
  • a glass panel 310 with a transparent area 311 and an opaque area 312 may be manufactured. Additionally, the antenna assembly 1000 may be manufactured by combining at least one second dielectric substrate 1000b with the lower region of the first transparent dielectric substrate 1000a. The first transparent dielectric substrate 1000a and the second dielectric substrate 1000b may be combined through ACF bonding or low-temperature soldering to be implemented as a transparent antenna assembly. Through this, the first conductive pattern formed on the first transparent dielectric substrate 1000a can be electrically connected to the second conductive pattern formed on the second dielectric substrate 1000b. When a plurality of antenna elements are implemented on the glass panel 310, the power feeding structure 1100f made of the second dielectric substrate 1000b may also be implemented as a plurality of power feeding structures.
  • the transparent antenna assembly 1000 may be attached to the glass panel 310.
  • the first transparent dielectric substrate 1000a on which the transparent electrode layer is formed may be disposed in the transparent area 311 of the glass panel 310.
  • the second dielectric substrate 1000b which is an opaque substrate, may be disposed in the opaque area 312 of the glass panel 310.
  • the first transparent dielectric substrate 1000a and the second dielectric substrate 1000b may be bonded at the first position P1.
  • the connector component 313, such as a parkra cable, may be bonded to the second dielectric substrate 1000b at the second position P2.
  • the transparent antenna assembly 1000 may be coupled to a telematics control unit (TCU) 300 through a connector component 313.
  • TCU telematics control unit
  • the second conductive pattern formed on the second dielectric substrate 1010b may be electrically connected to one end of the connector of the connector part 313.
  • the connector at the other end of the connector component 313 may be electrically connected to the telematics control unit (TCU) 300.
  • the antenna assembly of FIG. 21B has a structural difference compared to the antenna assembly of FIG. 21A in that the opaque substrate is not manufactured separately but is manufactured integrally with the glass panel 310.
  • the antenna assembly of FIG. 21b is implemented in such a way that the power feeding structure implemented with an opaque substrate is directly printed on the glass panel 310 rather than separately manufactured as an FPCB.
  • a first transparent dielectric substrate 1000a on which a transparent electrode layer is formed can be manufactured. Additionally, a glass panel 310 with a transparent area 311 and an opaque area 312 may be manufactured. In the vehicle glass panel manufacturing process, metal wires/pads for connector connections can be implemented (fired). Like a heating wire implemented on a vehicle glass, a transparent antenna mounting part can be implemented in a metal form on the glass panel 310. In this regard, a second conductive pattern may be implemented in the area where the adhesive layer 1041 is formed for electrical connection to the first conductive pattern of the first transparent dielectric substrate 1000a.
  • the second dielectric substrate 1000b on which the second conductive pattern is formed may be manufactured integrally with the glass panel 310.
  • the second dielectric substrate 1000b may be formed integrally with the glass panel 310 in the opaque area 312 of the glass panel 310 .
  • the frit pattern 312 may be removed from the opaque area 312 where the second dielectric substrate 1000b is formed.
  • a second conductive pattern may be implemented by forming a power supply pattern 1120f on the second dielectric substrate 1000b and ground patterns 1121g and 1122g on both sides of the power supply pattern 1120f.
  • the transparent antenna assembly 1000 may be attached to the glass panel 310.
  • the first transparent dielectric substrate 1000a on which the transparent electrode layer is formed may be disposed in the transparent area 311 of the glass panel 310.
  • the antenna assembly 1000 may be manufactured by combining at least one second dielectric substrate 1000b with the lower region of the first transparent dielectric substrate 1000a.
  • the first transparent dielectric substrate 1000a and the second dielectric substrate 1000b may be combined through ACF bonding or low-temperature soldering to be implemented as a transparent antenna assembly.
  • the first conductive pattern formed on the first transparent dielectric substrate 1000a can be electrically connected to the second conductive pattern formed on the second dielectric substrate 1000b.
  • the power feeding structure 1100f made of the second dielectric substrate 1000b may also be implemented as a plurality of power feeding structures.
  • the first transparent dielectric substrate 1000a and the second dielectric substrate 1000b may be bonded at the first position P1.
  • the connector component 313, such as a parkra cable, may be bonded to the second dielectric substrate 1000b at the second position P2.
  • the transparent antenna assembly 1000 may be coupled to a telematics control unit (TCU) 300 through a connector component 313.
  • TCU telematics control unit
  • the second conductive pattern formed on the second dielectric substrate 1010b may be electrically connected to one end of the connector of the connector part 313.
  • the connector at the other end of the connector component 313 may be electrically connected to the telematics control unit (TCU) 300.
  • Figure 22 shows a configuration in which a plurality of antenna modules disposed at different positions of the vehicle according to the present specification are combined with other parts of the vehicle.
  • the vehicle 500 includes a conductive vehicle body that operates with an electrical ground.
  • the vehicle 500 may be equipped with a plurality of antennas 1100a to 1100d that can be placed at different positions on the glass panel 310.
  • the antenna assembly 1000 may be configured such that a plurality of antennas 1100a to 1100d include a communication module 300.
  • the communication module 300 may be configured to include a transceiver circuit 1250 and a processor 1400.
  • the communication module 300 may correspond to the vehicle's TCU or may constitute at least a portion of the TCU.
  • the vehicle 500 may be configured to include an object detection device 520 and a navigation system 550.
  • the vehicle 500 may further include a separate processor 570 in addition to the processor 1400 included in the communication module 300.
  • the processor 1400 and the separate processor 570 may be physically or functionally separated and implemented on one substrate.
  • the processor 1400 may be implemented as a TCU, and the processor 570 may be implemented as an Electronic Control Unit (ECU).
  • ECU Electronic Control Unit
  • the processor 570 may be an automated driving control unit (ADCU) with an integrated ECU. Based on information detected through the camera 531, radar 532, and/or lidar 533, the processor 570 searches the path and controls the speed of the vehicle 500 to accelerate or decelerate. . To this end, the processor 570 may be linked with the processor 530 corresponding to the MCU and/or the communication module 300 corresponding to the TCU in the object detection device 520.
  • ADCU automated driving control unit
  • the vehicle 500 may include a first transparent dielectric substrate 1010a and a second dielectric substrate 1010b disposed on the glass panel 310.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a may be formed inside the glass panel 310 of the vehicle or may be attached to the surface of the glass panel 310.
  • the first transparent dielectric substrate 1010a may be configured to form conductive patterns in the form of a metal mesh grid.
  • the vehicle 500 may include an antenna module 1100 on which a conductive pattern formed in a metal mesh shape is formed on one side of the dielectric substrate 1010 to radiate a wireless signal.
  • the antenna assembly 1000 may include first to fourth antenna modules 1100a to 1100d to perform multiple input/output (MIMO).
  • a first antenna module 1100a, a second antenna module 1100b, a third antenna module 1100c, and a fourth antenna module 1100d are placed on the upper left, lower left, upper right, and lower right sides of the glass panel 310, respectively. This can be placed.
  • the first to fourth antenna modules 1100a to 1100d may be referred to as first to fourth antennas ANT1 to ANT4, respectively.
  • the first antenna (ANT1) to the fourth antenna (ANT4) may be referred to as the first antenna module (ANT1) to the fourth antenna module (ANT4), respectively.
  • the vehicle 500 may include a telematics control unit (TCU) 300, which is a communication module.
  • the TCU 300 may control signals to be received and transmitted through at least one of the first to fourth antenna modules 1100a to 1100d.
  • the TCU 300 may be configured to include a transceiver circuit 1250 and a baseband processor 1400.
  • the vehicle may be configured to further include a transceiver circuit 1250 and a processor 1400.
  • Some of the transceiver circuits 1250 may be arranged as antenna modules or a combination thereof.
  • the transceiver circuit 1250 may control wireless signals in at least one of the first to third frequency bands to be radiated through the antenna modules ANT1 to ANT4.
  • the first to third frequency bands may be low band (LB), mid band (MB), and high band (HB) for 4G/5G wireless communication, but are not limited thereto.
  • the processor 1400 is operably coupled to the transceiver circuit 1250 and may be configured as a modem that operates in baseband.
  • the processor 1400 may be configured to receive or transmit a signal through at least one of the first antenna module (ANT1) and the second antenna module (ANT2).
  • the processor 1400 may perform a diversity operation or MIMO operation using the first antenna module (ANT1) and the second antenna module (ANT2) to transmit signals inside the vehicle.
  • Antenna modules may be placed in different areas on one side and the other side of the glass panel 310.
  • the antenna module can simultaneously receive signals from the front of the vehicle and perform multiple input/output (MIMO).
  • MIMO multiple input/output
  • the antenna module may further include a third antenna module (ANT3) and a fourth antenna module (ANT4) in addition to the first antenna module (ANT1) and the second antenna module (ANT2).
  • the processor 1400 may be configured to select an antenna module to communicate with an entity based on the vehicle's driving path and a communication path with the entity communicating with the vehicle.
  • the processor 1400 may perform a MIMO operation using the first antenna module (ANT1) and the second antenna module (ANT2) based on the moving direction of the vehicle.
  • the processor 1400 may perform a MIMO operation using the third antenna module ANT2 and the second antenna module ANT4 based on the moving direction of the vehicle.
  • the processor 1400 may perform multiple input/output (MIMO) in the first band through two or more antennas among the first to fourth antennas (ANT1) to ANT4.
  • the processor 1400 may perform multiple input/output (MIMO) in at least one of the second band and the third band through two or more antennas among the first to fourth antennas (ANT1) to ANT4.
  • a communication connection may be made preferentially in the first band, which is a low band, and then communication connections may be made in the second and third bands.
  • the processor 1400 may control the transceiver circuit 1250 to perform carrier aggregation (CA) or dual concatenation (DC) through at least one of the first to fourth antennas (ANT1) to ANT4.
  • CA carrier aggregation
  • DC dual concatenation
  • communication capacity can be expanded through aggregation of the second and third bands that are wider than the first band.
  • communication reliability can be improved through dual connectivity with surrounding vehicles or entities using a plurality of antenna elements placed in different areas of the vehicle.
  • a broadband transparent antenna assembly that can be placed on a vehicle window and a vehicle equipped with the same have been described.
  • the technical effects of such a broadband transparent antenna assembly that can be placed on the vehicle glass and the vehicle are described as follows.
  • a broadband transparent antenna assembly having a plurality of conductive patterns that can be placed on a vehicle glass is provided, enabling 4G/5G broadband wireless communication in a vehicle.
  • the shape of conductive patterns can be optimized in a broadband transparent antenna assembly that can be placed on a vehicle glass, and antenna efficiency can be improved through an asymmetric conductive pattern structure.
  • the ends of the conductive pattern of the transparent dielectric substrate and the ends of the conductive pattern of the opaque substrate are overlapped and interconnected to reduce power supply loss.
  • the efficiency of the feed structure of the broadband transparent antenna assembly can be improved by allowing the feed pattern of the feed structure implemented with an opaque substrate disposed in the opaque area of the vehicle glass to be directly coupled to the transparent antenna.
  • the reliability of the device structure including the power feeding structure can be secured through low-temperature bonding of the power feeding pattern of the power feeding structure and the conductive pattern of the antenna module.
  • the boundary of the antenna area and the boundary of the dummy pattern area are spaced apart by a predetermined distance, thereby ensuring the invisibility of the transparent antenna and the antenna assembly including the same without deteriorating antenna performance.
  • an open dummy structure is formed so that the intersection of metal lines in the dummy area or a point of the metal lines is cut off, thereby ensuring the invisibility of the transparent antenna and the antenna assembly including the same without deterioration in antenna performance.
  • visibility can be improved in a transparent antenna without deteriorating antenna performance through the optimal design of slits in a dummy pattern with an open area and an open area with the radiator area.
  • a wideband antenna structure made of a transparent material that can operate in a wideband while reducing power supply loss and improving antenna efficiency can be provided through a vehicle glass or a display area of an electronic device.
  • a transparent antenna structure capable of wireless communication in 4G and 5G frequency bands while minimizing changes in antenna performance and differences in transparency between the antenna area and the surrounding area.
  • a transparent antenna structure capable of wireless communication in the millimeter wave frequency band while minimizing changes in antenna performance and differences in transparency between the antenna area and the surrounding area.
  • Computer-readable media includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. It also includes those implemented in the form of carrier waves (e.g., transmission via the Internet). Additionally, the computer may include a terminal control unit.

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Abstract

안테나 어셈블리는 유전체 기판; 상기 유전체 기판의 일 측면상의 도전 패턴들을 포함하고 무선 신호를 방사하도록 구성된 제1 영역; 및 그라운드 도전 패턴 및 급전 패턴을 포함하는 제2 영역을 포함한다. 상기 도전 패턴들은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제1 도전 패턴; 상기 그라운드 도전 패턴의 제1 부분과 전기적으로 연결된 제2 도전 패턴; 및 상기 그라운드 도전 패턴의 제2 부분과 전기적으로 연결된 제3 도전 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전 패턴의 크기는 상기 제3 도전 패턴의 크기보다 더 작게 형성될 수 있다. 상기 제3 도전 패턴의 크기는 상기 제1 도전 패턴의 크기보다 더 크게 형성될 수 있다.

Description

차량에 배치되는 안테나 모듈
본 명세서는 차량에 배치되는 투명 안테나에 관한 것이다. 특정 구현은 차량 유리에서 안테나 영역이 식별되지 않도록 투명 소재로 구현된 안테나 어셈블리에 관한 것이다.
차량(vehicle)은 다른 차량 또는 주변 사물, 인프라 또는 기지국과 무선 통신 서비스를 수행할 수 있다. 이와 관련하여, LTE 통신 기술 또는 5G 통신 기술이 적용된 무선 통신 시스템을 통해 다양한 통신 서비스를 제공할 수 있다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다.
한편, 차량 바디 및 차량 루프는 메탈 재질로 형성되어 전파가 차단되는 문제점이 있다. 이에 따라 차량 바디 또는 루프의 상부에 별도의 안테나 구조물을 배치할 수 있다. 또는, 안테나 구조물이 차량 바디 또는 루프의 하부에 배치되는 경우, 안테나 배치 영역에 대응하는 차량 바디 또는 루프 부분은 비 금속 재질로 형성될 수 있다.
하지만, 디자인적 측면에서 차량 바디 또는 루프가 일체로 형성될 필요가 있다. 이러한 경우, 차량 바디 또는 루프의 외관은 메탈 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 차량 바디 또는 루프에 의한 안테나 효율 감소가 크게 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 차량의 외관 디자인의 변경 없이 통신용량증대를 위해 투명 안테나가 차량의 윈도우에 해당하는 유리(glass) 상에 배치될 수 있다. 하지만, 투명 소재 안테나의 전기적 손실(electrical loss)로 인하여 안테나 방사 효율 및 임피던스 대역폭(impedance bandwidth) 특성이 열화되는 문제점이 있다.
유전체 기판에 메탈 라인들이 상호 연결된 메탈 메쉬 구조로 안테나 패턴을 형성하면 메탈 라인들이 눈으로 구분되지 않는 투명 안테나가 구현될 수 있다. 하지만, 안테나 패턴이 형성된 안테나 영역을 둘러싸고 있는 유전체 영역에 메탈 메쉬 구조가 형성되지 않는 경우 안테나 영역과 유전체 영역이 눈으로 구분되어 시인성(visibility) 차이가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 유전체 영역에도 더미 메쉬 격자를 배치할 수 있지만, 더미 메쉬 격자가 배치됨에 따라 안테나 패턴과 간섭이 발생하여 안테나 성능이 열화(degrade)되는 문제점이 발생한다.
한편, 투명 소재 안테나가 차량 유리에 배치 시 투명 안테나 패턴은 별도의 유전체 기판에 배치되는 급전 패턴과 전기적으로 연결되게 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 안테나 패턴과 급전 패턴의 연결에 따른 급전 손실과 안테나 성능 저하가 발생할 수 있다. 또한, 투명 안테나 패턴이 형성된 투명 영역(transparent region)과 급전 패턴이 형성된 불투명 영역(opaque region) 간에 투명도 차이가 발생할 수 있다. 이러한 투명도 차이에 따라 안테나가 배치된 영역이 다른 영역과 육안으로 구별될 수 있다. 이러한 투명도 차이에도 불구하고 차량 유리 내의 안테나 영역과 다른 영역 간의 시인성(visibility) 차이를 최소화하기 위한 방안이 필요하다.
본 명세서는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 차량 유리에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.
본 명세서의 다른 일 목적은, 차량 유리에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 어셈블리의 안테나 효율을 개선하기 위한 것이다.
본 명세서의 다른 일 목적은, 광대역에서 동작하면서도 급전 손실을 감소시키고 안테나 효율을 향상시킬 수 있는 투명 소재의 광대역 안테나 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 명세서의 다른 일 목적은, 차량 유리에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 어셈블리의 급전 구조의 효율을 개선하고 급전 구조를 포함하는 기구 구조의 신뢰성을 확보하기 위한 것이다.
본 명세서의 다른 일 목적은, 유전체 영역에 배치된 더미 메쉬 격자와 안테나 영역과의 간섭을 최소화하기 위한 것이다.
본 명세서의 다른 일 목적은, 안테나 성능 열화 없이 투명 안테나 및 이를 포함하는 안테나 어셈블리의 비가시성을 확보하기 위한 것이다.
본 명세서의 다른 일 목적은, 안테나 어셈블리의 형상에 대한 비가시성 확보와 안테나 어셈블리가 디스플레이 또는 유리에 부착 시 비가시성을 모두 확보하기 위한 것이다.
본 명세서의 다른 일 목적은, 개방 영역을 갖는 더미 패턴을 최적 설계를 통해 투명 안테나에서 안테나 성능 열화 없이 시인성 향상을 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위한 본 명세서의 일 양상에 따른 안테나 어셈블리는 유전체 기판; 상기 유전체 기판의 일 측면상의 도전 패턴들을 포함하고 무선 신호를 방사하도록 구성된 제1 영역; 및 그라운드 도전 패턴 및 급전 패턴을 포함하는 제2 영역을 포함한다. 상기 도전 패턴들은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제1 도전 패턴; 상기 그라운드 도전 패턴의 제1 부분과 전기적으로 연결된 제2 도전 패턴; 및 상기 그라운드 도전 패턴의 제2 부분과 전기적으로 연결된 제3 도전 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전 패턴의 크기는 상기 제3 도전 패턴의 크기보다 더 작게 형성될 수 있다. 상기 제3 도전 패턴의 크기는 상기 제1 도전 패턴의 크기보다 더 크게 형성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 도전 패턴의 제1 부분은 상기 제2 부분과 수직(perpendicular)하고, 상기 제2 부분은 상기 급전 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분을 기준으로 반대 측에 배치될 수 있다.
본 명세서의 다른 양상에 따른 안테나 어셈블리는 제1 유전체 기판; 상기 제1 유전체 기판의 일 측면상의 도전 패턴들을 포함하고 무선 신호를 방사하도록 구성된 제1 영역; 제2 유전체 기판; 및 상기 제2 유전체 기판의 일 측면 상의 그라운드 도전 패턴 및 급전 패턴을 포함하는 제2 영역을 포함한다. 상기 도전 패턴들은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제1 도전 패턴; 상기 그라운드 도전 패턴의 제1 부분과 전기적으로 연결된 제2 도전 패턴; 및 상기 그라운드 도전 패턴의 제2 부분과 전기적으로 연결된 제3 도전 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전 패턴의 크기는 상기 제3 도전 패턴의 크기보다 더 작게 형성될 수 있다. 상기 제3 도전 패턴의 크기는 상기 제1 도전 패턴의 크기보다 더 크게 형성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 도전 패턴의 제1 부분은 상기 제2 부분과 수직(perpendicular)하고, 상기 제2 부분은 상기 급전 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분을 기준으로 반대 측에 배치될 수 있다.
본 명세서의 일 양상에 따른 안테나 어셈블리와 다른 양상에 따른 안테나 어셈블리와 연관된 실시 예들은 다음과 같이 구성될 수 있다. 실시 예로, 상기 제1 도전 패턴 및 상기 제3 도전 패턴은 제1 주파수 대역에서 다이폴 안테나 모드로 동작할 수 있다. 상기 제1 도전 패턴 및 상기 제3 도전 패턴은 비대칭 구조(asymmetrical structure)를 갖도록 구성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 도전 패턴은 제2 주파수 대역에서 모노폴 안테나 모드로 동작할 수 있다. 상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
실시 예로, 상기 제2 도전 패턴은 제3 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 상기 제3 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
실시 예로, 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제1 경계 측은 제1 계단 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제2 경계 측은 제2 계단 구조를 갖고, 상기 제2 계단 구조는 상기 제1 계단 구조와 상이한 형상일 수 있다. 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제3 경계 측은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 제1 단부와 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 경계 제2 측의 제1 단부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제4 경계 측은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 제2 단부와 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제2 경계 측의 제2 단부 사이에 배치될 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 일부는 상기 제2 도전 패턴의 제1 경계 측과 마주보도록 형성될 수 있다. 상기 제2 도전 패턴의 제1 경계 측의 일부는 상기 제2 도전 패턴의 제2 경계 측과 마주보도록 형성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제3 도전 패턴의 제1 경계 측은 제3 계단 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제1 단부는 상기 그라운드 도전 패턴의 상기 제2 부분과 연결될 수 있다. 상기 제3 도전 패턴의 제2 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 반대 측에 배치될 수 있다. 상기 제3 도전 패턴의 제3 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제1 단부와 상기 제3 도전 패턴의 상기 제2 경계 측의 제1 단부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제4 도전 패턴의 제4 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제2 단부와 상기 제3 도전 패턴의 상기 제2 경계 측의 제2 단부 사이에 배치될 수 있다.
실시 예로, 상기 제3 도전 패턴의 상기 제3 경계 측은 상기 제4 도전 패턴의 상기 제4 경계 측의 반대 측에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분의 일부는 상기 제3 도전 패턴의 상기 제4 경계 측과 마주보도록 형성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제3 도전 패턴의 상기 제3 경계 측의 길이와 상기 제1 도전 패턴의 상기 제3 경계 측의 길이는 동일하게 형성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제2 영역의 상기 제1 부분은 제1 슬롯을 포함할 수 있다. 상기 제1 슬롯의 길이는 λ/2 내지 λ 내에 있도록 형성될 수 있다. 상기 제1 슬롯의 개방 영역(opened region)은 상기 급전 패턴과 마주보도록 형성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제2 영역의 상기 제2 부분은 제2 슬롯을 포함할 수 있다. 상기 제2 슬롯의 길이는 λ/2 내지 λ 내에 있도록 형성될 수 있다. 상기 제2 슬롯의 개방 영역은 상기 제1 영역과 마주보도록 형성될 수 있다.
실시 예로, 상기 제1 도전 패턴, 상기 제2 도전 패턴, 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 유전체 기판상에서 복수의 개방 영역을 갖는 메탈 메쉬 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1 도전 패턴, 상기 제2 도전 패턴, 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 유전체 기판상에서 Coplanar Waveguide (CPW) 구조로 형성될 수 있다.
실시 예로, 상기 안테나 어셈블리는 상기 유전체 기판상의 상기 제1 영역의 외측 부분(outside portion)에 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들은 상기 급전 패턴 및 상기 그라운드 도전 패턴과 연결되지 않도록 형성될 수 있다. 상기 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들은 상호 간에 분리(separate)되도록 구성될 수 있다.
이와 같은 차량 유리에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 어셈블리의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 명세서에 따르면, 차량 유리에 배치될 수 있는 복수의 도전 패턴들을 갖는 광대역 투명 안테나 어셈블리를 제공하여, 차량에서 4G/5G 광대역 무선 통신이 가능하다.
본 명세서에 따르면, 차량 유리에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 어셈블리에서 도전 패턴들의 형상을 최적화하고, 비대칭 구조의 도전 패턴 구조를 통해 안테나 효율을 개선할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 투명 유전체 기판의 도전 패턴의 단부와 불투명 기판의 도전 패턴의 단부가 중첩되게 상호 연결하여 급전 손실을 감소시킬 수 있다.
본 명세서에 따르면, 급전 손실을 감소시키면서 주파수 대역 별로 안테나 동작 모드가 다르게 설정하여 안테나 효율을 향상시킬 수 있는 투명 소재의 광대역 안테나 구조를 구현할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 차량 유리의 불투명 영역에 배치되는 불투명 기판으로 구현된 급전 구조의 급전 패턴을 투명 안테나와 직접 결합되도록 하여 광대역 투명 안테나 어셈블리의 급전 구조의 효율을 개선할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 급전 구조의 급전 패턴과 안테나 모듈의 도전 패턴을 저온 본딩을 통해 급전 구조를 포함하는 기구 구조의 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 유전체 영역에 슬릿들이 형성된 개방 더미 영역을 형성하여 투명 소재의 안테나가 배치된 영역과 다른 영역과의 시인성 차이를 최소화할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 안테나 영역의 경계와 더미 패턴 영역의 경계가 소정 간격 이격되어, 안테나 성능 열화 없이 투명 안테나 및 이를 포함하는 안테나 어셈블리의 비가시성을 확보할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 더미 영역의 메탈 라인들의 교차점 또는 메탈 라인들의 일 지점이 단절되도록 개방 더미 구조를 형성하여, 안테나 성능 열화 저하 없이 투명 안테나 및 이를 포함하는 안테나 어셈블리의 비가시성을 확보할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 개방 영역을 갖는 더미 패턴의 슬릿들의 최적 설계와 방사체 영역과의 개방 영역을 통해 투명 안테나에서 안테나 성능 열화 없이 시인성을 향상할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 광대역에서 동작하면서도 급전 손실을 감소시키고 안테나 효율을 향상시킬 수 있는 투명 소재의 광대역 안테나 구조를 차량 유리 또는 전자 기기의 디스플레이 영역을 통해 제공할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 안테나 성능 변화와 안테나 영역과 주변 영역 간 투명도 차이를 최소화하면서, 4G 및 5G 주파수 대역에서 무선 통신이 가능한 투명 안테나 구조를 제공할 수 있다.
본 명세서의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 명세서의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 명세서의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 명세서의 실시 예에 따른 안테나 구조가 배치될 수 있는 차량의 글래스를 나타낸 것이다.
도 2a는 도 1의 차량의 전면 글래스의 서로 다른 영역에 안테나 어셈블리가 배치된 차량 전면도를 나타낸다.
도 2b는 도 1의 차량의 전면 글래스의 서로 다른 영역에 안테나 어셈블리가 배치된 차량의 내부 전면 사시도를 나타낸다.
도 2c는 도 1의 차량의 상부 글래스에 안테나 어셈블리가 배치된 차량의 측면 사시도를 나타낸다.
도 3은 V2X 어플리케이션의 타입을 나타낸다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 차량 및 차량에 탑재되는 안테나 시스템을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리가 차량 유리에 배치된 구성을 나타낸다.
도 6a는 본 명세서에 따른 프릿 패턴의 다양한 실시예들을 나타낸다. 도 6b 및 도 6c는 실시 예들에 따른 투명 안테나 패턴 및 투명 안테나 패턴이 차량 유리에 배치된 구조를 나타낸다.
도 7a는 본 명세서에 따른 투명 안테나 어셈블리의 전면도 및 단면도를 나타낸다. 도 7b는 실시 예들에 따른 메탈 메쉬 방사체 영역과 더미 메탈 메쉬 영역의 격자 구조를 나타낸 것이다.
도 8a는 안테나 모듈 및 급전 모듈의 층상 구조를 나타낸다. 도 8b는 안테나 모듈과 급전 구조가 결합된 층상 구조 및 결합 부위를 포함하는 불투명 기판을 나타낸다.
도 9a는 차량 유리의 투명 영역과 프릿 영역에 배치되는 투명 안테나의 결합 구조를 나타낸다.
도 9b는 도 9a의 투명 안테나가 형성된 글래스가 차량의 바디 구조와 결합된 영역을 확대한 전면도이다. 도 9c는 도 9b의 차량 유리와 바디 구조의 결합 구조를 서로 다른 위치에서 본 단면도를 나타낸다.
도 10은 실시 예들에 따른 안테나 어셈블리의 적층 구조 및 차량 유리와 차량 프레임과의 부착 영역을 나타낸 것이다.
도 11a 및 도 11b는 본 명세서의 실시예들에 따른 안테나 어셈블리의 전면도를 나타낸다.
도 12a는 단일 대역에서 동작하는 모노폴 안테나와 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 방사 패턴을 비교한 것이다.
도 12b는 도 12a의 모노폴 안테나의 이득 특성 및 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 이득 특성을 비교한 것이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 11b의 안테나 어셈블리(1000)의 각 주파수 대역에서 동작하는 원리를 나타낸 개념도이다.
도 14a 및 도 14b는 제2 도전 패턴의 형상 및 제3 도전 패턴의 형상이 각각 변경된 구조를 나타낸다.
도 14c는 제1 및 제3 도전 패턴의 형상이 연속 구조로 형성된 구조를 나타낸다.
도 15a는 도 11a 및 도 14c의 안테나 어셈블리의 반사계수 특성을 비교한 것이다. 도 15b는 도 11a 및 도 14c의 안테나 어셈블리의 안테나 효율 특성을 비교한 것이다.
도 16a는 도 11b 및 도 14b의 비대칭 구조 및 대칭 구조의 안테나 어셈블리의 안테나 효율을 나타낸 것이다. 도 16b는 도 11b 및 도 14b의 비대칭 구조 및 대칭 구조의 안테나 어셈블리의 전계 분포를 나타낸 것이다.
도 17a는 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 그라운드 도전 패턴에 형성된 제1 및 제2 슬롯 구조를 나타낸다.
도 17b는 도 17a의 안테나 어셈블리의 그라운드 도전 패턴에 형성된 제1 및 제2 슬롯 구조와 그라운드 도전 패턴 주변의 전류 분포를 나타낸 것이다.
도 17c는 실시 예에 따른 안테나 어셈블리의 원형 슬롯 구조를 나타낸 것이다.
도 18a 내지 도 18c는 제1 내지 제3 주파수 대역에서 안테나 어셈블리의 도전 패턴들에 형성된 전계 분포를 나타낸다.
도 19는 본 명세서에 따른 CPW 안테나 구조에서 임피던스 매칭을 하는 슬롯 유무에 따른 반사 계수 특성을 나타낸다.
도 20은 실시 예에 따른 안테나 어셈블리의 제1 및 제2 유전체 기판이 결합되는 구조를 나타낸다.
도 21a 및 도 21b는 실시 예들에 따른 안테나 어셈블리가 유리 패널에 결합되어 제작되는 공정 흐름을 나타낸다.
도 22는 본 명세서에 따른 차량의 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 안테나 모듈들이 차량의 다른 부품들과 결합된 구성을 나타낸다.
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.
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.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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.
본 명세서에서 설명되는 안테나 시스템은 차량(vehicle)에 탑재될 수 있다. 본 명세서에서 기재된 실시 예에 따른 구성 및 동작은 차량에 탑재되는 통신 시스템, 즉 안테나 시스템에도 적용될 수 있다. 이와 관련하여 차량에 탑재되는 안테나 시스템은 복수의 안테나들과 이들을 제어하는 송수신부 회로 및 프로세서를 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 명세서에 따른 차량의 윈도우에 배치될 수 있는 안테나 어셈블리 (안테나 모듈)와 안테나 어셈블리를 포함하는 차량용 안테나 시스템에 대해 설명한다. 이와 관련하여, 안테나 어셈블리는 유전체 기판 상에서 도전 패턴들이 결합된 구조를 의미하고, 안테나 모듈로도 지칭될 수 있다.
이와 관련하여, 도 1은 본 명세서의 실시 예에 따른 안테나 구조가 배치될 수 있는 차량의 글래스를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 차량(500)은 전면 글래스(310), 도어 글래스(320), 리어 글래스(330) 및 쿼터 글래스(340)를 포함하도록 구성될 수 있다. 한편, 차량(500)은 상부 영역의 루프(roof)에 형성되는 상부 글래스(350)을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
따라서, 차량(500)의 윈도우를 구성하는 글래스는 차량의 전면 영역에 배치되는 전면 글래스(310), 차량의 도어 영역에 배치되는 도어 글래스(320) 및 차량의 배면 영역에 배치되는 리어 글래스(330)를 포함할 수 있다. 한편, 차량(500)의 윈도우를 구성하는 글래스는 차량의 도어 영역 중 일부 영역에 배치되는 쿼터 클래스(340)를 더 포함할 수 있다. 또한, 차량(500)의 윈도우를 구성하는 글래스는 리어 글래스(330)와 이격되어, 차량의 상부 영역에 배치되는 상부 글래스(350)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 차량(500)의 윈도우를 구성하는 각각의 글래스를 윈도우로 지칭할 수도 있다.
전면 글래스(310)는 전면 방향에서의 바람이 차량 내부로 들어오는 것을 방지하므로 front windshield로 지칭될 수 있다. 전면 글래스(310)는 약 5.0 내지 5.5mm 두께의 2층 접합 구조로 형성될 수 있다. 전면 글래스(310)는 유리/비산방지필름/유리의 접합 구조로 형성될 수 있다.
도어 글래스(320)는 2층 접합 구조 또는 1층 압축 유리로 형성될 수 있다. 리어 글래스(330)는 약 3.5 내지 5.5 mm 두께의 2층 접합 구조 또는 1층 압축 유리로 형성될 수 있다. 리어 글래스(330)에서 열선 및 AM/FM 안테나와 투명 안테나 간에 이격 거리가 필요하다. 쿼터 글래스(340)는 약 3.5 내지 4.0mm 두께의 1층 압축 유리로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
쿼터 글래스(340)의 크기는 차량의 종류에 따라 크기가 다양하며, 전면 글래스(310) 및 리어 글래스(330)의 크기보다 쿼터 글래스(340)의 크기가 작게 구성될 수 있다.
이하에서는 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리가 차량의 전면 글래스의 서로 다른 영역에 배치된 구조에 대해 설명한다. 차량용 글래스에 부착되는 안테나 어셈블리는 투명 안테나로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 도 2a는 도 1의 차량의 전면 글래스의 서로 다른 영역에 안테나 어셈블리가 배치된 차량 전면도를 나타낸다. 도 2b는 도 1의 차량의 전면 글래스의 서로 다른 영역에 안테나 어셈블리가 배치된 차량의 내부 전면 사시도를 나타낸다. 도 2c는 도 1의 차량의 상부 글래스에 안테나 어셈블리가 배치된 차량의 측면 사시도를 나타낸다.
도 2a를 참조하면, 차량(500)의 전면도는 본 명세서에 따른 차량용 투명 안테나가 배치될 수 있는 구성을 나타낸다. 판유리 어셈블리(pane assembly)(22)는 상부 영역(310a)의 안테나를 포함할 수 있다. 판유리 어셈블리(22)는 상부 영역(310a)의 안테나, 하부 영역(310b)의 안테나 및/또는 측면 영역(310c)의 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 판유리 어셈블리(22)는 유전체 기판으로 형성되는 반투명 판유리(translucent pane glass)(26)를 포함할 수 있다. 상부 영역(310a)의 안테나, 하부 영역(310b)의 안테나 및/또는 측면 영역(310c)의 안테나는 다양한 통신 시스템 중 임의의 하나 이상을 지원하도록 구성된다.
안테나 모듈(1100)은 전면 글래스(310)의 상부 영역(310a), 하부 영역(310b) 또는 측면 영역(310c)에 구현될 수 있다. 안테나 모듈(1100)이 전면 글래스(310)의 하부 영역(310b)에 배치되는 경우, 안테나 모듈(1100)은 반투명 판유리(26)의 하부 영역의 바디(49)까지 확장될 수 있다. 반투명 판유리(26)의 하부 영역의 바디(49)는 다른 부분보다 투명도가 낮게 구현될 수 있다. 반투명 판유리(26)의 하부 영역의 바디(49)에 급전부의 일부 또는 다른 인터페이스 라인들이 구현될 수 있다. 커넥터 어셈블리(74)가 반투명 판유리(26)의 하부 영역의 바디(49)에 구현될 수 있다. 하부 영역의 바디(49)는 메탈 재질의 차량 바디를 구성할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 텔레매틱스 제어 유닛(telematics module, TCU)(300)와 안테나 모듈(1100)를 포함하도록 구성될 수 있다. 안테나 모듈(1100)은 차량의 글래스의 서로 다른 영역에 배치될 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 차량의 글래스의 상부 영역(310a), 하부 영역(310b) 및/또는 측면 영역(310c)에 안테나 어셈블리가 배치될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 차량의 전면 글래스(310), 리어 글래스(330), 쿼터 글래스(340) 및 상부 글래스(350)에 안테나 어셈블리가 배치될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 차량의 전면 글래스(310) 중 상부 영역(310a)의 안테나는 4G/5G 통신 시스템의 low band (LB), mid band (MB), high band (HB) 및 5G Sub6 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 하부 영역(310b)의 안테나 및/또는 측면 영역(310c)의 안테나도 4G/5G 통신 시스템의 LB, MB, HB 및 5G Sub6 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 차량의 리어 글래스(330)에 안테나 구조(1100b)도 4G/5G 통신 시스템의 LB, MB, HB 및 5G Sub6 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 차량의 상부 글래스(350)에 안테나 구조(1100c)도 4G/5G 통신 시스템의 LB, MB, HB 및 5G Sub6 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 차량의 쿼터 글래스(350)에 안테나 구조(1100d)도 4G/5G 통신 시스템의 LB, MB, HB 및 5G Sub6 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다.
차량의 전면 글래스(310)의 외곽 영역의 적어도 일부는 반투명 판유리(26)로 형성될 수 있다. 반투명 판유리(26)는 안테나와 급전부의 일부가 형성되는 제1 부분 및 급전부의 일부 및 더미 구조가 형성되는 제2 부분을 포함할 수 있다. 또한, 반투명 판유리(26)는 도전 패턴들이 형성되지 않는 더미 영역을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 판유리 어셈블리(22)의 투명 영역은 빛 전달(light transmission) 및 시야(field of view) 확보를 위해 투명하게 형성될 수 있다.
도전 패턴들이 전면 글래스(310)의 일부 영역에 형성될 수 있는 것으로 예시되어 있지만, 도 1의 측면 글래스(320), 후면 글래스(330) 및 임의의 글래스 구조로 확장될 수 있다. 차량(500)에서 탑승자 또는 운전자는 판유리 어셈블리(22)를 통해 도로 및 주변 환경을 볼 수 있다. 또한, 탑승자 또는 운전자는 상부 영역(310a)의 안테나, 하부 영역(310b)의 안테나 및/또는 측면 영역(310c)의 안테나에 의한 방해 없이 도로 및 주변 환경을 볼 수 있다.
차량(500)은 주변 차량 이외에 보행자, 주변 인프라 및/또는 서버와 통신하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 3은 V2X 어플리케이션의 타입을 나타낸다. 도 3을 참조하면, V2X(Vehicle-to-Everything) 통신은 차량 사이의 통신을 지칭하는 V2V(Vehicle-to-Vehicle), 차량과 eNB 또는 RSU(Road Side Unit) 사이의 통신을 지칭하는 V2I(Vehicle to Infrastructure), 차량 및 개인(보행자, 자전거 운전자, 차량 운전자 또는 승객)이 소지하고 있는 단말 간 통신을 지칭하는 V2P(Vehicle-to-Pedestrian), V2N(vehicle-to- network) 등 차량과 모든 개체들 간 통신을 포함한다.
한편, 도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 차량 및 차량에 탑재되는 안테나 시스템을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
차량(500)은 통신 장치(400) 및 프로세서(570)를 포함하도록 구성될 수 있다. 통신 장치(400)는 차량(500)의 텔레매틱스 제어 유닛(telematics control unit)에 대응할 수 있다.
통신 장치(400)는, 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 장치이다. 여기서, 외부 디바이스는, 타 차량, 이동 단말기 또는 서버일 수 있다. 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. 통신 장치(400)는 근거리 통신부(410), 위치 정보부(420), V2X 통신부(430), 광통신부(440), 4G 무선 통신 모듈(450) 및 5G 무선 통신 모듈(460)을 포함할 수 있다. 통신 장치(400)는 프로세서(470)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 통신 장치(400)는 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
4G 무선 통신 모듈(450) 및 5G 무선 통신 모듈(460)은 하나 이상의 안테나 모듈을 통해 하나 이상의 통신 시스템과 무선 통신을 수행한다. 4G 무선 통신 모듈(450)은 제1 안테나 모듈을 통해 제1 통신 시스템 내의 기기로 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(460)은 제2 안테나 모듈을 통해 제2 통신 시스템 내의 기기로 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 4G 무선 통신 모듈(450) 및 5G 무선 통신 모듈(460)은 물리적으로 하나의 통합 통신 모듈로 구현될 수도 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.
차량(500)내 장치의 프로세서는 MCU(Micro Control Unit) 또는 모뎀(modem)으로 구현될 수 있다. 통신 장치(400)의 프로세서(470)는 모뎀(modem)에 해당하고 프로세서(470)는 통합 모뎀으로 구현될 수 있다. 프로세서(470)는 무선 통신을 통해 다른 주변 차량, 사물 또는 인프라로부터 주변 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(470)는 획득된 주변 정보를 이용하여 차량 제어를 수행할 수 있다.
차량(500)의 프로세서(570)는 CAN(Car Area Network) 또는 ADAS(Advanced Driving Assistance System)의 프로세서일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 차량(500)이 분산 제어 방식으로 구현 시 차량(500)의 프로세서(570)는 각 장치의 프로세서로 대체될 수 있다.
한편, 차량(500) 내부에 배치되는 안테나 모듈은 무선 통신부를 포함하도록 구성될 수 있다. 4G 무선 통신 모듈(450)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(450)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(450)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다. 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.
5G 무선 통신 모듈(460)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 논-스탠드 얼론(NSA: Non Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다. 5G 무선 통신 모듈(460)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(460)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(460)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다. 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. 반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.
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.
한편, 4G 무선 통신 모듈(450)과 5G 무선 통신 모듈(460)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. 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(450) 및 5G 무선 통신 모듈(460)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(450) 및 5G 무선 통신 모듈(460)을 이용하여 전자 기기(예컨대, 차량) 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 자원이 할당된 후 기지국을 경유하지 않고 차량들 간에 V2V 방식에 의해 무선 통신이 수행될 수 있다.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(450) 및 5G 무선 통신 모듈(460) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(450)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(460)과 Wi-Fi 통신 모듈을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.
한편, 통신 장치(400)는 사용자 인터페이스 장치와 함께 차량용 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 이 경우, 차량용 디스플레이 장치는 텔레 매틱스(telematics) 장치 또는 AVN(Audio Video Navigation) 장치로 명명될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 차량의 글래스에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 구조는 CPW 급전부와 동일 평면상의 단일 유전체 기판으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 따른 차량의 글래스에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 구조는 방사체의 양 측에 그라운드가 형성된 구조로 구현되어 광대역 구조를 형성할 수 있다.
이하, 본 명세서에 따른 광대역 투명 안테나 구조와 연관된 안테나 어셈블리에 대해 설명한다. 이와 관련하여, 도 5a 내지 도 5c는 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리가 차량 유리에 배치된 구성을 나타낸다. 도 5a를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 제1 유전체 기판(dielectric substrate) (1010a) 및 제2 유전체 기판(1010b)을 포함할 수 있다. 제1 유전체 기판(1010a)은 투명 기판(transparent substrate)으로 구현되어 투명 기판(1010a)으로 지칭될 수 있다. 제2 유전체 기판(1010b)은 불투명 기판(opaque substrate)(1010b)으로 구현될 수 있다.
유리 패널(310)은 투명 유리 영역(transparent region)(311) 및 불투명 영역(opaque region)(312)을 포함하도록 구성될 수 있다. 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)은 프릿 층(frit layer)으로 형성된 프릿 영역(frit layer)일 수 있다. 불투명 영역(312)은 투명 영역(311)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 불투명 영역(312)은 투명 영역(311)의 외측 영역에 형성될 수 있다. 불투명 영역(312)은 유리 패널(310)의 경계 영역을 형성할 수 있다.
유전체 기판(1010)에 형성된 신호 패턴이 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)과 동축 케이블(coaxial cable)과 같은 커넥터 부품(313)을 통해 연결될 수 있다. 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)은 차량 내부에 배치될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)은 차량 내부의 대시보드 또는 차량 내부의 천장 영역에 배치될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5b는 안테나 어셈블리(1000)가 유리 패널(310)의 일부 영역에 배치된 구성을 나타낸다. 도 5c는 안테나 어셈블리(1000)가 유리 패널(310)의 전체 영역에 배치된 구성을 나타낸다.
도 5b 및 도 5c를 참조하면, 유리 패널(310)는 투명 영역(311)과 불투명 영역(312)을 포함할 수 있다. 불투명 영역(312)은 투명도가 일정 수준 이하인 비-가시 (non-visible) 영역으로 프릿 영역, BP(Black Printing) 영역 또는 BM (Black Matrix) 영역으로 지칭될 수 있다. 불투명 영역에 해당하는 불투명 영역(312)은 투명 영역(311)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 불투명 영역(312)은 투명 리 영역(311)의 외측 영역에 형성될 수 있다. 불투명 영역(312)은 유리 패널(310)의 경계 영역을 형성할 수 있다. 불투명 영역(312)에 급전 기판에 해당하는 제2 유전체 기판(1010b) 또는 열선 패드(360a, 360b)가 배치될 수 있다. 불투명 영역(312)에 배치되는 제2 유전체 기판(1010b)은 불투명 기판으로 지칭될 수 있다. 도 5c와 같이 안테나 어셈블리(1000)가 유리 패널(310)의 전체 영역에 배치된 경우에도 열선 패드(360a, 360b)가 불투명 영역(312)에 배치될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 제1 투명 유전체 기판(1010a) 및 제2 유전체 기판(1010b)을 포함할 수 있다. 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 도전 패턴들로 형성된 안테나 모듈(1100) 및 제2 유전체 기판(1010b)을 포함할 수 있다. 안테나 모듈(1100)은 투명 전극부로 형성되어 투명 안테나 모듈로 구현될 수 있다. 안테나 모듈(1100)은 하나 이상의 안테나 소자로 구현될 수 있다. 안테나 모듈(1100)은 무선 통신을 위한 MIMO 안테나 및/또는 다른 안테나 소자들을 포함할 수 있다. 다른 안테나 소자들은 차량 어플리케이션을 위한 GNSS/라디오/방송/WiFi /위성통신/UWB, Remote Keyless Entry (RKE) 안테나 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 커넥터 부품(313)을 통해 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)와 인터페이스 될 수 있다. 커넥터 부품(313)은 케이블의 단부에 커넥터(313c)가 형성되어 TCU(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나 어셈블리(1000)의 제2 유전체 기판(1010b)에 형성된 신호 패턴이 TCU(300)와 동축 케이블과 같은 커넥터 부품(313)을 통해 연결될 수 있다. 커넥터 부품(313)을 통해 안테나 모듈(1100)은 TCU(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. TCU(300)는 차량 내부에 배치될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. TCU(300)는 차량 내부의 대시보드 또는 차량 내부의 천장 영역에 배치될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 명세서에 따른 투명 안테나 어셈블리가 유리 패널(310) 내부 또는 표면에 부착될 때, 안테나 패턴 및 더미 패턴을 포함하는 투명 전극부는 투명 영역(311)에 배치될 수 있다. 반면에, 불투명 기판부는 불투명 영역(312)에 배치될 수 있다.
본 명세서에 따른 차량 유리에 형성되는 안테나 어셈블리는 투명 영역 및 불투명 영역에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 도 6a는 본 명세서에 따른 프릿 패턴의 다양한 실시예들을 나타낸다. 도 6b 및 도 6c는 실시 예들에 따른 투명 안테나 패턴 및 투명 안테나 패턴이 차량 유리에 배치된 구조를 나타낸다.
도 6a(a)를 참조하면, 프릿 패턴(312a)은 소정 직경을 갖는 원형 (또는 다각형, 타원) 형상의 메탈 패턴으로 형성될 수 있다. 프릿 패턴(312a)은 양 축 방향으로 2차원 구조로 배치될 수 있다. 프릿 패턴(312a)은 인접하는 행을 이루는 패턴들 간의 중심점이 소정 간격만큼 이격된 오프셋 구조로 형성될 수 있다.
도 6a(b)를 참조하면, 프릿 패턴(312b)은 일 축 방향의 직사각형 패턴으로 형성될 수 있다. 프릿 패턴(312c)은 일 축 방향으로 1차원 구조로 배치되거나 또는 양 축 방향으로 2차원 구조로 배치될 수 있다.
도 6a(c)를 참조하면, 프릿 패턴(312c)은 소정 직경을 갖는 원형 (또는 다각형, 타원) 형상으로 메탈 패턴이 제거된 슬롯 패턴으로 형성될 수 있다. 프릿 패턴(312b)은 양 축 방향으로 2차원 구조로 배치될 수 있다. 프릿 패턴(312c)은 인접하는 행을 이루는 패턴들 간의 중심점이 소정 간격만큼 이격된 오프셋 구조로 형성될 수 있다.
도 5a 내지 도 6c를 참조하면, 불투명 영역(312)에서 불투명 기판(1010b)과 투명 기판(1010a)이 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 안테나 패턴의 비가시성을 위해 안테나 패턴의 주변에 소정 크기 이하의 전기적으로 매우 작은 더미 패턴이 배치될 수 있다. 이에 따라, 안테나 성능열화 없이 투명 전극 내 패턴을 육안으로 구별할 수 없도록 할 수 있다. 더미 패턴은 안테나 패턴과 소정 범위 내에서 유사한 빛 투과율을 갖도록 설계될 수 있다.
투명 전극부와 접합된 불투명 기판(1010b)를 포함한 투명안테나 어셈블리가 유리 패널(310)에 장착될 수 있다. 이와 관련하여, 비가시성 확보를 위해 RF커넥터 또는 동축 케이블과 연결되는 불투명 기판(1010b)는 차량 유리의 불투명 영역(312)에 배치한다. 한편, 투명 전극부는 차량 유리의 투명 영역(311)에 배치하여 차량 유리 외부에서의 안테나의 비가시성을 확보할 수 있다.
투명 전극부 중 일부는 경우에 따라 불투명 영역(312)에 부착될 수 있다. 불투명 영역(312)의 프릿 패턴은 불투명 영역(312)에서 투명 영역(311)으로 그라데이션 되게 형성될 수 있다. 프릿 패턴의 투과도와 투명 전극부의 투과도를 소정 범위 내에서 일치시키면, 전송 선의 전송효율 향상시키면서 안테나의 비가시성을 개선할 수 있다. 한편, 프릿 패턴과 유사한 메탈 메쉬 형상으로 비가시성을 확보하면서 면 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 불투명 기판(1010b)와 연결되는 영역에서 메탈 메쉬 격자의 선폭을 증가시켜, 제작 및 조립 시 투명전극층의 단선 위험을 감소시킬 수 있다.
도 6a(a) 및 도 6b를 참조하면, 안테나 모듈의 도전 패턴(1110)은 불투명 영역(312)에서 동일한 선폭(line width)의 메탈 메쉬 격자들로 구성될 수 있다. 도전 패턴(1110)은 투명 판(1010a)과 불투명 기판(1010b)를 연결하는 연결 패턴(1110c)을 포함할 수 있다. 불투명 영역(312)에서 연결 패턴(1110c)과 연결 패턴(1110c)의 양 측면에 소정 형상의 프릿 패턴들이 일정 간격으로 배치되어 형성될 수 있다. 연결 패턴(1110c)은 제1 투과율로 형성되는 제1 투과율 부(1111c)와 제2 투과율로 제2 투과율 부(1112c)를 포함할 수 있다.
불투명 영역(312)에 형성되는 프릿 패턴들(312a)은 소정 직경의 메탈 격자들이 일 축 방향 및 타 축 방향으로 배치될 수 있다. 프릿 패턴들(312a)의 메탈 격자들은 연결 패턴(1110c)의 제2 투과율 부(1112c)로 메탈 메쉬 격자들의 교차점에 배치될 수 있다.
도 6a(b) 및 도 6b를 참조하면, 불투명 영역(312)에 형성되는 프릿 패턴들(312b)은 메탈 영역이 제거된 소정 직경의 슬롯 격자들이 일 축 방향 및 타 축 방향으로 배치될 수 있다. 프릿 패턴들(312b)의 슬롯 격자들은 연결 패턴(1110c)에서 메탈 메쉬 격자들의 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 슬롯 격자들이 형성되지 않는 프릿 패턴들(312b)의 메탈 영역이 메탈 메쉬 격자들의 교차점에 배치될 수 있다.\
도 6a 및 도 6c를 참조하면, 연결 패턴(1110c)은 투명 영역(311)에 인접한 제1 투과율 부(1111c)에서 제1 선폭(W1)의 메탈 메쉬 격자들로 구성될 수 있다. 연결 패턴(1110c)은 불투명 기판(1010b)에 인접한 제2 투과율 부(1112c)에서 제1 선폭(W1)보다 두꺼운 제2 선폭(W2)으로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 투과율 부(1111c)의 제1 투명도는 제2 투과율 부(1112c)의 제2 투명도보다 더 높게 설정될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c와 같이 투명 안테나 어셈블리가 차량 유리 내부에 부착될 때, 투명 전극부는 투명 영역(311)에 불투명 기판(1010b)은 불투명 영역(312)에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 전극부는 경우에 따라 불투명 영역(312)에 배치될 수 있다.
불투명 영역(312)에 위치하는 저투과도 패턴전극부 및 고투과도 패턴전극부의 메탈 패턴의 일부는 불투명 영역(312)의 그라데이션 영역에 배치될 수 있다. 안테나 패턴과 저투과도 패턴전극 중 전송 선 부분을 투명전극으로 구성할 경우, 면저항 증가에 따른 전송효율 저하로 인한 안테나 이득 저하가 발생할 수 있다. 이러한 이득 저하를 개선시키는 방안으로 전극이 위치하는 프릿 패턴(312)의 투과도와 투명 전극의 투과도를 소정 범위 내에서 일치되게 할 수 있다.
프릿 패턴(312a, 312b, 312c)의 투과도가 낮은 영역의 투명 전극의 선 폭을 증가시키거나 프릿 패턴(312a, 312b, 312c)과 동일한 형상을 추가하여 낮은 면저항을 구현할 수 있다. 이에 따라 전송 효율 저하 문제를 해결하면서 비가시성도 확보할 수 있다. 불투명 영역(312)의 투과도 및 패턴은 도 6a의 구조에 한정되지 않고 유리 제조사 또는 차량 제조사마다 상이할 수 있다. 이에 따라 전송선의 투명전극의 형상 및 투명도(선폭 및 간격)는 다양하게 변경될 수 있다.
도 7a는 본 명세서에 따른 투명 안테나 어셈블리의 전면도 및 단면도를 나타낸다. 도 7b는 실시 예들에 따른 메탈 메쉬 방사체 영역과 더미 메탈 메쉬 영역의 격자 구조를 나타낸 것이다.
도 7a(a)는 투명 안테나 어셈블리(1000)의 전면도를 나타내고 도 7a(b)는 투명 안테나 어셈블리(1000)의 단면도로 투명 안테나 어셈블리(1000)의 층상 구조를 나타낸다. 도 7a를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 제1 투명 유전체 기판(1010a) 및 제2 유전체 기판(1010b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)의 일 면에 방사체로 동작하는 도전 패턴들(1110)이 배치될 수 있다. 제2 유전체 기판(1010b)의 일 면에 급전 패턴(1120f) 및 그라운드 패턴(1121g, 1122g)가 형성될 수 있다. 방사체로 동작하는 도전 패턴들(1110)은 하나 이상의 도전 패턴을 포함하도록 구성될 수 있다. 도전 패턴들(1110)은 급전 패턴(1120f)과 연결되는 제1 패턴(1111) 및 그라운드 패턴(1121g)과 연결되는 제2 패턴(1112)을 포함할 수 있다. 도전 패턴들(1110)은 그라운드 패턴(1122g)과 연결되는 제3패턴(1113)을 더 포함할 수도 있다.
안테나 모듈을 구성하는 도전 패턴들(1110)은 투명 안테나로 구현될 수 있다. 도 7b를 참조하면, 도전 패턴들(1110)은 특정 선폭 이하의 메탈 격자 패턴들(1020a)로 형성되어 메탈 메쉬 방사체 영역을 형성할 수 있다. 도전 패턴들(1100)의 제1 내지 제3 패턴(1111, 1112, 11113) 사이의 내부 영역 또는 외부 영역에 투명도를 일정 수준으로 유지하기 위해 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)이 형성될 수 있다. 메탈 격자 패턴들(1020a) 및 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)이 메탈 메쉬 층(1020)을 형성할 수 있다.
도 7b(a)는 정형의(typical) 메탈 격자 패턴들(1020a) 및 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)의 구조를 나타낸다. 도 7b(b)는 비정형의(atypical) 메탈 격자 패턴들(1020a) 및 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)의 구조를 나타낸다. 도 7b(a)와 같이 메탈 메쉬 층(1020)은 복수의 메탈 메쉬 격자들에 의해 투명 안테나 구조로 형성될 수 있다. 메탈 메쉬 층(1020)은 사각형 형상, 다이아몬드 형상, 또는 다각형 형상과 같이 정형의 메탈 메쉬 형상으로 형성될 수 있다. 복수의 메탈 메쉬 격자들이 급전 라인 또는 방사체로 동작하도록 도전 패턴을 구성할 수 있다. 메탈 메쉬 층(1020)은 투명 안테나 영역을 구성한다. 일 예로, 메탈 메쉬 층(1020)은 약 2mm의 두께로 구현될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
메탈 메쉬 층(1020)은 메탈 격자 패턴들(1020a) 및 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 메탈 격자 패턴들(1020a) 및 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)은 단부가 단절된 개방 영역(opening area, OA)를 형성하여 전기적으로 연결되지 않도록 구성될 수 있다. 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)은 각각의 메쉬 격자들(CL1, CL2, 쪋, CLn)의 단부가 연결되지 않도록 슬릿(SL)들이 형성될 수 있다.
도 7b(b)를 참조하면, 메탈 메쉬 층(1020)은 비정형의(atypical) 복수의 메탈 메쉬 격자들에 의해 형성될 수 있다. 메탈 메쉬 층(1020)은 메탈 격자 패턴들(1020a) 및 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 메탈 격자 패턴들(1020a) 및 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)은 단부가 단절된 개방 영역(OA)를 형성하여 전기적으로 연결되지 않도록 구성될 수 있다. 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)은 각각의 메쉬 격자들(CL1, CL2, 쪋, CLn)의 단부가 연결되지 않도록 슬릿(SL)들이 형성될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 투명 안테나가 형성된 투명 기판은 차량의 글래스에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 도 8a는 안테나 모듈 및 급전 모듈의 층상 구조를 나타낸다. 도 8b는 안테나 모듈과 급전 구조가 결합된 층상 구조 및 결합 부위를 포함하는 불투명 기판을 나타낸다.
도 8a(a)를 참조하면, 안테나 모듈(1100)은 제1 레이어에 형성된 제1 투명 유전체 기판(1010a) 및 제1 레이어 상에 배치된 제2 레이어에 형성된 제1 도전 패턴(1110)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)은 도 7b와 같이 메탈 격자 패턴들(1020a) 및 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)을 포함하는 메탈 메쉬 층(1020)으로 구현될 수 있다. 안테나 모듈(1100)은 제2 레이어 상에 배치되는 보호 층(1031) 및 접착 층(1041a)을 더 포함할 수 있다.
도 8a(b)를 참조하면, 급전 구조(1100f)는 제2 유전체 기판(1010b), 제2 도전 패턴(1120) 및 제3 도전 패턴(1130)을 포함할 수 있다. 급전 구조(1100f)는 제2 도전 패턴(1120) 및 제3 도전 패턴(1130)에 각각 적층되는 제1 및 제2 보호 층(1033, 1034)을 더 포함할 수 있다. 급전 구조(1100f)는 제2 도전 패턴(1120)의 일부 영역에 형성되는 접착 층(1041b)을 더 포함할 수 있다.
불투명 기판으로 구현된 제2 유전체 기판(1010b)의 일 면에 제2 도전 패턴(1120)이 배치될 수 있다. 제2 유전체 기판(1010b)의 타 면에 제3 도전 패턴(1130)이 배치될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 상부에 제1 보호 층(1033)이 형성될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)의 하부에 제2 보호 층(1034)이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 보호 층(1033, 1034)은 소정 값 이하의 낮은 유전율(low permittivity)을 갖도록 구성되어, 투명 안테나 영역으로 저 손실 급전이 가능하다.
도 8b(a)를 참조하면, 안테나 모듈(1100)은 불투명 기판인 제2 유전체 기판(1010b)으로 구현된 급전 구조(1100f)와 결합될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)의 상부에 투명 전극 층인 메탈 메쉬 층으로 구현되는 제1 도전 패턴(1110)이 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 상부에 보호 층(1031)이 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 상부에 보호 층(1031) 및 제1 접착 층(1041a)이 형성될 수 있다. 보호 층(1031)에 인접하게 제1 접착 층(1041a)이 형성될 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)의 상부에 형성된 제1 접착 층(1041a)이 제2 도전 층(1120)의 하부에 형성된 제2 접착 층(1041b)과 접합(bonding)될 수 있다. 제1 및 제2 접착 층(1041a, 1041b) 간 접합에 의해 제1 투명 유전체 기판(1010a)과 제2 유전체 기판(1010b)이 접착되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 투명 유전체 기판(1010a)에 형성된 메탈 메쉬 격자가 제2 유전체 기판(1010b)에 형성된 급전 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 유전체 기판(1010b)은 일면 및 타면에 제2 도전 패턴(1120) 및 제3 도전 패턴(1130)이 배치되는 급전 구조(1100f)로 형성될 수 있다. 급전 구조(1100f)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 구현될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제3 도전 패턴(1130)의 상부에 제1 보호 층(1033)이 배치되고, 제2 도전 패턴(1120)의 하부에 제2 보호 층(1034)이 배치될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 하부의 접착 층(1041b)은 안테나 모듈(1100)의 접착 층(1041a)과 접합될 수 있다. 이에 따라 급전 구조(1100f)는 안테나 모듈(1100)과 결합되고 제1 및 제2 도전 패턴(1110, 1120)이 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 투명 유전체 기판(1010a)으로 구현된 안테나 모듈(1100)의 두께는 제1 두께로 형성될 수 있다. 제2 유전체 기판(1010b)으로 구현된 급전 구조(1100f)의 두께는 제2 두께로 구현될 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(1100)의 유전체 기판(1010a), 제1 도전 패턴(1110) 및 보호 층(1031)의 두께는 각각 75um, 9um, 25um일 수 있다. 안테나 모듈(1100)의 제1 두께는 109um로 형성될 수 있다. 급전 구조(1100f)의 제2 유전체 기판(1010b), 제2 도전 패턴(1120) 및 제3 도전 패턴(1130)의 두께는 각각 50um, 18um, 18um, 제1 및 제2 보호 층(1033, 1034)의 두께는 28um로 형성될 수 있다. 이에 따라, 급전 구조(1100f)의 제2 두께는 142um로 형성될 수 있다. 접착 층(1041a, 1041b)이 제1 도전 패턴(1110)의 상부와 제2 도전 패턴(1120)의 하부에 형성되므로 전체 안테나 어셈블리의 두께는 제1 두께 및 제2 두께의 합보다 작은 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(1100)과 급전 구조(1100f)를 포함하는 안테나 어셈블리(1000)의 두께는 198um로 형성될 수 있다.
도 8b(b)를 참조하면, 급전 구조(1100f)를 형성하는 제2 유전체 기판(1010b)의 일 면에 도전 패턴(1120)이 형성될 수 있다. 도전 패턴(1120)은 급전 패턴(1120f)와 양 측에 그라운드 패턴(1121g, 1122g)가 형성된 CPW 구조의 급전 구조로 형성될 수 있다. 급전 구조(1100f)는 접착 층(1041)이 형성된 영역을 통해 도 8b(a)와 같이 안테나 모듈(1100)과 결합될 수 있다.
본 명세서에 따른 안테나 어셈블리를 구성하는 안테나 모듈과 급전 구조는 차량 유리에 배치되고 특정 결합 구조를 통해 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 도 9a는 차량 유리의 투명 영역과 프릿 영역에 배치되는 투명 안테나의 결합 구조를 나타낸다.
도 9a를 참조하면, 제1 투명 유전체 기판(1010a)이 접착 층(adhesive layer)(1041)를 통해 유리 패널(310)과 접착될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)의 도전 패턴은 ACF 본딩을 통해 제2 유전체 기판(1010b)의 도전 패턴(1130)과 접착될 수 있다. ACF 본딩은 금속볼이 첨가된 테이프를 고온/고압 (예: 120~150도, 2~5Mpa)로 수초 간 접합면을 붙이는 방법으로 전극과 전극 사이를 금속볼로 컨택하여 이루어질 수 있다. ACF 본딩은 도전 패턴들을 전기적으로 연결하는 동시에 열로 인하여 접착 층(1041)이 경화되어 접착력을 제공한다.
국부 솔더링(soldering) 기법으로 투명 전극 층이 형성된 제1 투명 유전체 기판(1010a)과 FPCB 형태의 제2 유전체 기판(1010b)을 부착할 수 있다. FPCB의 연결 패턴과 투명 안테나 전극이 자기장 유도 방식으로 코일을 통한 국부 솔더링을 통해 연결될 수 있다. 이러한 국부 솔더링 시 솔더링 부위의 온도가 상승하거나 FPCB가 변형되지 않고 평평한 표면을 유지할 수 있다. 이에 따라, 제1 투명 유전체 기판(1010a)과 제2 유전체 기판(1010b)의 도전 패턴들 간의 국부 솔더링을 통해 신뢰성 높은 전기적 연결이 가능하다.
제1 투명 유전체 기판(1010a)과 도 7a의 메탈 메쉬 층(1020), 보호 층(1033) 및 접착 층(1041)이 투명 전극(transparent electrode)을 형성할 수 있다. 불투명 기판인 제2 유전체 기판(1010b)은 FPCB로 구현될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 급전 패턴이 형성된 FPCB인 제2 유전체 기판(1010b)이 커넥터 부품(313) 및 투명 전극과 연결되도록 구성될 수 있다.
불투명 기판인 제2 유전체 기판(1010b)이 제1 투명 유전체 기판(1010a)의 일부 영역에 부착되어 구현될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)은 유리 패널(310)의 투명 영역(311)에 형성될 수 있다. 제2 유전체 기판(1010b)은 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)에 형성될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)의 일부 영역이 불투명 영역(312)에 형성되고, 불투명 영역(312)에서 제1 투명 유전체 기판(1010a)이 제2 유전체 기판(1010b)과 결합될 수 있다.
접착 층(1041a, 1041b) 간 접합에 의해 제1 투명 유전체 기판(1010a)과 제2 유전체 기판(1010b)이 접착되도록 구성될 수 있다. 제2 유전체 기판(1010b)이 접착층(1041)에 본딩되는 위치는 제1 위치(P1)로 설정될 수 있다. 커넥터 부품(313)이 불투명 기판(1010b)에 솔더링되는 위치는 제2 위치(P2)로 설정될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리가 형성된 차량 유리는 차량의 바디 구조와 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 도 9b는 도 9a의 투명 안테나가 형성된 글래스가 차량의 바디 구조와 결합된 영역을 확대한 전면도이다. 도 9c는 도 9b의 차량 유리와 바디 구조의 결합 구조를 서로 다른 위치에서 본 단면도를 나타낸다.
도 9b를 참조하면, 유리 패널(310)의 투명 영역(311)에 투명 안테나가 형성된 제1 투명 유전체 기판(1010a)이 배치될 수 있다. 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)에 제2 유전체 기판(1010b)이 배치될 수 있다. 불투명 영역(312)의 투과도가 투명 영역(311)의 투과도보다 낮아, 불투명 영역(312)을 BM (Black Matrix) 영역을 지칭할 수도 있다. 투명 안테나가 형성되는 제1 투명 유전체 기판(1010a)의 일부는 BM 영역에 해당하는 불투명 영역(312)까지 확장될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)과 불투명 영역(312)은 일 축 방향으로 중첩 길이(OL)만큼 중첩되게 형성될 수 있다.
도 9c(a)는 도 9b에서 라인 AB를 따른 절단한 안테나 어셈블리의 단면도를 나타낸다. 도 9c(a)는 도 9b에서 라인 CD를 따라 절단한 안테나 어셈블리의 단면도를 나타낸다
도 9b 및 도 9c(a)를 참조하면, 유리 패널(310)의 투명 영역(311)에 투명 안테나가 형성된 제1 투명 유전체 기판(1010a)이 배치될 수 있다. 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)에 제2 유전체 기판(1010b)이 배치될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)의 일부 영역이 불투명 영역(312)까지 확장되어 제2 유전체 기판(1010b)에 형성된 급전 패턴과 투명 안테나의 메탈 메쉬 층이 접합되어 연결될 수 있다.
내부 커버(interior cover)(49c)가 제2 유전체 기판(1010b)과 연결된 커넥터 부품(313)을 수납하도록 구성될 수 있다. 메탈 재질의 바디(49b)와 내부 커버(49c) 사이의 공간에 커넥터 부품(313)이 배치되고, 커넥터 부품(313)은 차량 내부 케이블(in-vehicle cable)과 결합될 수 있다. 내부 커버(49c)는 메탈 재질의 바디(49b)의 상부 영역에 배치될 수 있다. 내부 커버(49c)는 메탈 재질의 바디(49b)와 결합되도록 일 단부가 절곡되게 형성될 수 있다.
내부 커버(49c)는 메탈 재질 또는 유전체 재질로 형성될 수 있다. 내부 커버(49c)가 메탈 재질로 형성되는 경우 내부 커버(49c)와 메탈 재질의 바디(49b)는 메탈 프레임(49)을 형성한다. 이와 관련하여, 차량은 메탈 프레임(49)을 포함할 수 있다. 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)은 메탈 프레임(49)의 일부에 의해 지지될 수 있다. 이를 위해 메탈 프레임(49)의 바디(49b)의 일부가 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)과 결합되게 절곡될 수 있다.
내부 커버(49c)가 메탈 재질로 형성되는 경우 제2 유전체 기판(1010b)의 상부 영역의 내부 커버(49c)에 메탈 영역이 적어도 일부 제거될 수 있다. 내부 커버(49c)에 메탈 영역이 제거된 리세스 부(recess portion)(49R)가 형성될 수 있다. 이에 따라 메탈 프레임(49)은 리세스 부(49R)를 포함할 수 있다. 제2 유전체 기판(1010b)이 메탈 프레임(49)의 리세스 부(49R) 내에 배치될 수 있다.
리세스 부(49R)는 메탈 제거 영역(metal cut region)으로 지칭될 수도 있다. 리세스 부(49R)의 일 측은 불투명 기판(1010b)의 일 측에서 임계치 이상의 제1 길이(L1)만큼 이격되어 형성될 수 있다. 리세스 부(49R)의 하부 경계 측(lower boundary side)은 불투명 기판(1010b)의 하부 경계 측에서 임계치 이상의 제2 길이(L2)만큼 이격되어 형성될 수 있다. 메탈 재질의 내부 커버(49c)의 일부 영역에 메탈이 제거됨에 따라, 주변 메탈 구조에 따른 신호 손실 및 안테나 특성 변경을 방지할 수 있다.
도 9b 및 도 9c(b)를 참조하면, 커넥터 부품 및 불투명 기판이 배치되지 않은 영역에는 내부 커버(49c)에 메탈 제거 영역과 같은 리세스 부가 형성되지 않도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 내부 커버(49c)를 통해 안테나 모듈(1100)의 내부 부품을 보호하면서도 도 9b 및 도 9c(a)의 리세스 부(49R)를 통해 내부의 열을 외부로 방출할 수 있다. 또한, 내부 커버(49c)의 리세스 부(49R)를 통해 연결 부위의 수리 또는 교체가 필요한지를 즉각적으로 파악할 수 있다. 한편, 커넥터 부품 및 제2 유전체 기판이 배치되지 않은 영역에는 내부 커버(49c)에 리세스 부가 형성되지 않아 안테나 모듈(1100)의 내부 부품을 보호할 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리(1000)는 유리 패널(310)에 다양한 형태로 형성되고, 유리 패널(310)는 차량 프레임과 부착될 수 있다. 이와 관련하여, 도 10은 실시 예들에 따른 안테나 어셈블리의 적층 구조 및 차량 유리와 차량 프레임과의 부착 영역을 나타낸 것이다.
도 10(a)를 참조하면, 유리 패널(310)는 투명 영역(311) 및 불투명 영역(312)을 포함할 수 있다. 안테나 어셈블리(1000)는 안테나 모듈(1100) 및 급전 구조(1100f)를 포함하도록 구성될 수 있다. 안테나 모듈(1100)은 제1 투명 유전체 기판(1010a), 투명 전극 층(1020) 및 접착 층(1041)을 포함할 수 있다. 불투명 기판으로 구현되는 급전 구조(1100f)와 투명 기판으로 구현되는 투명 전극 층(1020)이 전기적으로 연결될 수 있다. 급전 구조(1100f)와 투명 전극 층(1020)은 제1 본딩 영역(BR1)을 통해 직접 연결될 수 있다. 급전 구조(1100f)와 커넥터 부품(313)은 제2 본딩 영역(BR2)을 통해 직접 연결될 수 있다. 제1 및 제2 본딩 영역(BR1, BR2)에서 본딩을 위해 열이 인가될 수 있다. 이에 따라, 본딩 영역(BR1, BR2)은 가열 구간으로 지칭할 수 있다. 유리 패널(310)의 불투명 영역(312) 중 측면 단부 영역에 유리 패널(310)와 차량 프레임의 부착을 위한 실란트 영역에 해당하는 부착 영역(AR)이 형성될 수 있다.
도 10(b)를 참조하면, 유리 패널(310)는 투명 영역(311) 및 불투명 영역(312)을 포함할 수 있다. 안테나 어셈블리(1000)는 안테나 모듈(1100) 및 급전 구조(1100f)를 포함하도록 구성될 수 있다. 안테나 모듈(1100)은 보호 층(1031), 투명 전극 층(1020), 제1 투명 유전체 기판(1010a) 및 접착 층(1041)을 포함할 수 있다. 불투명 기판으로 구현되는 급전 구조(1100f)와 투명 기판으로 구현되는 안테나 모듈(1100)의 일부 영역이 중첩(overlap)될 수 있다. 급전 구조(1100f)와 안테나 모듈(1100)의 투명 전극 층(1020)이 커플링 급전(coupled feed)될 수 있다. 급전 구조(1100f)와 커넥터 부품(313)은 본딩 영역(BR)을 통해 직접 연결될 수 있다. 본딩 영역(BR1)에서 본딩을 위해 열이 인가될 수 있다. 이에 따라, 본딩 영역(BR)은 가열 구간으로 지칭할 수 있다. 유리 패널(310)의 불투명 영역(312) 중 측면 단부 영역에 유리 패널(310)와 차량 프레임의 부착을 위한 실란트 영역에 해당하는 부착 영역(AR)이 형성될 수 있다.
도 10(a) 및 도 10(b)를 참조하면, 투명 기판(1010a)에는 투명 전극 층(1020)을 외부 환경으로부터 보호하기 위해 (하드) 코팅 층이 포함될 수 있다. 한편, 접착 층(1041)에는 햇빛으로부터 황변(yellowing) 보호를 위해 UV 차단 성분이 추가될 수 있다.
본 명세서에 따른 차량의 글래스에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 구조는 CPW 급전부와 동일 평면상의 단일 유전체 기판으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 따른 차량의 글래스에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 구조는 방사체의 양 측에 그라운드가 형성된 구조로 구현되어 광대역 구조를 형성할 수 있다.
이하, 본 명세서에 따른 광대역 투명 안테나 구조와 연관된 안테나 어셈블리에 대해 설명한다. 이와 관련하여, 도 11a 및 도 11b는 본 명세서의 실시예들에 따른 안테나 어셈블리의 전면도를 나타낸다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 유전체 기판(1010a), 제1 영역(1100a) 및 제2 영역(1100b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 영역(1100a)은 유전체 기판(1010)의 일 측면상의 도전 패턴들을 포함하고 무선 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 제2 영역(1100b)은 그라운드 도전 패턴(grounded conductive pattern)(1110g) 및 급전 패턴(1110f)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 영역(1100a) 및 제2 영역(1100b)을 각각 방사체 영역 및 그라운드 영역 (또는 급전 영역)으로 지칭할 수도 있다.
안테나 어셈블리(1000)의 제1 영역(1100a)에 형성된 복수의 도전 패턴들은 둘 이상의 도전 패턴들로 구현되어 복수의 주파수 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 도 11a를 참조하면, 제1 영역(1100a)에 형성된 복수의 도전 패턴들은 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)을 포함하도록 구성될 수 있다. 도 11b를 참조하면, 복수의 도전 패턴들은 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴(1120) 및 제3 도전 패턴(1130)을 포함하도록 구성될 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)은 복수의 서브 패턴, 즉 복수의 도전 부분들로 구성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)은 제1 부분(1111) 및 제2 부분(1112)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 부분(1111)은 제2 부분(1112)과 수직(perpendicular)하게 형성될 수 있다. 제2 부분(1112)은 급전 패턴(1110f)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 관련하여, "전기적으로 연결"의 의미는 각 도전 부분들이 직접 연결되거나 일정 간격으로 이격되어 커플링되게 결합되는 것을 포함할 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 제3 도전 패턴(1130)은 제1 도전 패턴(1110)의 타 측 영역에 배치될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)은 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제2 부분(1112g)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 제2 도전 패턴(1120)은 제1 도전 패턴(1110)의 일 측 영역 또는 하부 영역에 배치될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)은 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제1 부분(1111g)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)이 안테나 어셈블리(1000)에 더 배치되어 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)의 동작 주파수 대역과 다른 주파수 대역에서 더 공진할 수 있다.
제2 도전 패턴(1120)의 크기는 제3 도전 패턴(1130)의 크기보다 더 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전 패턴(1120)에 의해 더 높은 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)가 방사체로서 동작할 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)은 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111) 및 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전 패턴(1120)은 제1 도전 패턴(1110)의 하부 영역에 배치되고, 제1 도전 패턴(1110)의 일 측 영역에 배치된 경우에 비해 안테나 어셈블리(1000)의 크기를 감소시킬 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111) 및 제3 도전 패턴(1130)은 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)을 기준으로 반대 측에 배치될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111) 및 제3 도전 패턴(1130)이 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)을 기준으로 일 측 영역 및 타 측 영역에 배치될 수 있다.
본 명세서에 따른 안테나 어셈블리는 4G 무선 통신 및 5G 무선 통신을 수행할 수 있도록 광대역 동작할 수 있다. 또한, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리는 다이폴 안테나 모드로 동작하여 다중 입출력(MIMO) 동작 시 안테나 소자 간 간섭을 저감할 수 있다. 이와 관련하여, 도 12a는 단일 대역에서 동작하는 모노폴 안테나와 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 방사 패턴을 비교한 것이다. 도 12b는 도 12a의 모노폴 안테나의 이득 특성 및 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 이득 특성을 비교한 것이다.
도 12a(a)를 참조하면, 모노폴 안테나(1100-1, 1100-2)의 방사 패턴(RP1a, RP2a)은 안테나 소자에 평행한 방향으로 형성된다. 즉, 방사 패턴이 안테나 소자의 일 측 방향 및 타 측 방향으로 형성된다. 따라서, 모노폴 안테나(1100a)가 MIMO 동작을 위해 이격되어 배치된 경우 안테나 소자 간 간섭이 발생할 수 있다.
반면에, 도 12a(b)를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)의 방사 패턴(RP1, RP2)은 안테나 배열에 수직한 방향으로 형성된다. 즉, 방사 패턴이 안테나 소자의 상부 방향 및 하부 방향 방향으로 형성된다. 따라서, 안테나 어셈블리(1000)가 MIMO 동작을 위해 이격되어 배치된 경우에도 안테나 소자 간 간섭은 일정 수준 이하로 최소화될 수 있다.
도 12a(a) 및 도 12b(a)를 참조하면, 모노폴 안테나(1100-1, 1100-2)는 단일 주파수 대역에서 공진하도록 동작한다. 모노폴 안테나(1100-1, 1100-2))는 중심 주파수 f1을 기준으로 소정 주파수 대역 내에서만 방사체로서 동작한다. 따라서, 4G/5G 무선 통신을 위한 전체 주파수 대역을 커버할 수 없다.
반면에, 도 12a(b) 및 도 12b(b)를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 복수의 주파수 대역에서 공진하도록 동작한다. 안테나 어셈블리(1000)는 복수의 공진 주파수, 예컨대 f1, f2 및 f3을 기준으로 제1 내지 제3 주파수 대역에서 모두 방사체로서 동작한다. 어셈블리(1000)는 제1, 제2 및 제3 주파수 대역에서 각각 제1, 제2 및 제3 모드로 동작할 수 있다. 이에 따라, 안테나 어셈블리(1000)는 4G/5G 무선 통신을 위한 저대역(low band, LB), 중대역(mid band, MB) 및 고대역(high band, HB)과 5G Sub6 대역에서 모두 방사체로서 동작할 수 있다.
이를 위해 안테나 어셈블리(1000)의 복수의 도전 패턴들의 각각 및 이들을 조합을 통해 각 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. 도 13a 내지 도 13c는 도 11b의 안테나 어셈블리(1000)의 각 주파수 대역에서 동작하는 원리를 나타낸 개념도이다.
도 11b, 도 12b 및 도 13a를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 제1 주파수 대역인 617 내지 960MHz에서 다이폴 안테나 모드로 동작할 수 있다. 제1 주파수 대역은 이에 한정되는 것은 아니고 4G/5G LB 통신을 위해 응용에 따라 변경될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)이 제1 주파수 대역에서 다이폴 안테나 모드로 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 주파수 대역에서 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)에서 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)으로 제1 전류(I1a)가 형성될 수 있다. 또한, 제1 주파수 대역에서 제3 도전 패턴(1130)에 형성되는 제2 전류(I2a)는 제1 도전 패턴(1110)에 형성되는 제1 전류(I1a)와 반대 방향으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 주파수 대역에서 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)이 다이폴 안테나 모드로 동작할 수 있다.
제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)은 비대칭 구조(asymmetrical structure)를 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)은 복수의 도전 부분들이 서로 다른 높이를 갖는 계단 구조로 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)은 복수의 도전 부분들이 상단 영역이 직선 형태로 구성된 직선 구조로 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 하단 영역은 임피던스 매칭을 위해 단부가 다른 지점에서 형성될 수 있다.
도 11b, 도 12b 및 도 13b를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 제2 주파수 대역인 1520 내지 4500MHz에서 모노폴 안테나 모드로 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 더 높은 주파수로 4G/5G MB/HB 통신을 위해 응용에 따라 변경될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)이 제2 주파수 대역에서 모노폴 안테나 모드로 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 제2 주파수 대역에서 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)에서 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)으로 제1 전류(I1b)가 형성될 수 있다. 또한, 제2 주파수 대역에서 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)에서 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)으로 제2 전류(I2b)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 주파수 대역에서 제1 도전 패턴(1110)이 모노폴 안테나 모드로 동작할 수 있다.
제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역보다 더 큰 값으로 설정되므로, 제2 주파수 대역에서 모노폴 안테나 모드로 동작하여도 복수의 안테나 소자 간 간섭은 제1 주파수 대역보다 작다. 따라서, 안테나 어셈블리(1000)는 제1 주파수 대역에서는 안테나 소자 간 간섭을 위해 다이폴 안테나 모드로 동작한다. 안테나 어셈블리(1000)는 제2 주파수 대역에서는 광대역 동작을 위해 모노폴 안테나 모드로 동작한다.
도 11b, 도 12b 및 도 13c를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 제3 주파수 대역인 4500 내지 6000MHz에서 추가 공진(additional resonance)를 통해 방사체로 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 제3 주파수 대역에서 제2 도전 패턴(1120)에서 제3 전류(I3)가 형성될 수 있다. 제3 주파수 대역에서 제2 도전 패턴(1120)에서 제3 전류(I3)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제3 주파수 대역에서 제3 도전 패턴(1130)이 방사체로 동작할 수 있다.
이와 관련하여, 제3 주파수 대역은 제2 주파수 대역보다 더 높은 주파수로 4G/5G UHB 및 5G Sub 6 통신을 위해 응용에 따라 변경될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)은 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역에서 방사체로 동작할 수 있다. 이에 따라, 안테나 어셈블리(1000)는 제1 및 제2 주파수 대역 이외에 제3 주파수 대역에서도 방사체로서 동작하여 4G/5G 무선 통신을 위한 전체 주파수 대역을 커버할 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)은 제3 도전 패턴(1130)과 결합하여 제1 주파수 대역에서 모노폴 안테나 모드로 동작하고, 별도로 제2 주파수 대역에서 다이폴 안테나 모드로 동작한다. 이를 위해, 제1 도전 패턴(1110)의 형상은 계단 구조로 형성되어 광대역 동작을 위해 최적화될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 도전 패턴(1110)은 복수의 경계 측(boundary side)을 갖도록 형성될 수 있다.
도 11a, 도 11b 및 도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)은 복수의 경계 측을 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)은 제1 경계 측(BS1) 내지 제4 경계 측(BS4)를 갖도록 형성될 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)은 제1 계단 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제2 경계 측(BS2)은 제2 계단 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 제2 계단 구조는 제1 계단 구조와 상이한 형상으로 형성될 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제3 경계 측(BS3)은 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)의 제1 단부와 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제2 경계 측(BS2)의 제1 단부 사이에 배치될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제4 경계 측(BS4)은 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)의 제2 단부와 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제2 경계 측(BS2)의 제2 단부 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 형상은 제1 및 제2 주파수 대역에서 광대역 동작을 위해 최적화될 수 있다.
제2 도전 패턴(1120)도 제1 및 제2 경계 측(BS1, BS2)를 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)의 일부는 제2 도전 패턴(1120)의 제1 경계 측(BS1)과 마주보도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)의 일부는 제2 도전 패턴(1120)의 제2 경계 측(BS2)과 마주보도록 형성될 수 있다.
제3 도전 패턴(1130)도 계단 구조를 위해 복수의 경계 측을 갖도록 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)은 제1 경계 측(BS1) 내지 제4 경계 측(BS4)를 갖도록 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제1 경계 측(BS1)은 제3 계단 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제1 경계 측(BS1)의 제1 단부는 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제2 부분(1112g)과 연결될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제2 경계 측(BS2)은 제3 도전 패턴(1130)의 제1 경계 측(BS1)의 반대 측에 배치될 수 있다.
제3 도전 패턴(1130)의 제3 경계 측(BS3)은 제3 도전 패턴의 제1 경계 측(BS1)의 제1 단부와 제3 도전 패턴(1130)의 제2 경계 측(BS2)의 제1 단부 사이에 배치될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제4 경계 측(BS4)은 제3 도전 패턴(1130)의 제1 경계 측(BS1)의 제2 단부와 제3 도전 패턴(1130)의 제2 경계 측(BS2)의 제2 단부 사이에 배치될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제3 경계 측(BS3)은 제3 도전 패턴(1130)의 제4 경계 측(BS4)의 반대 측에 배치될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)의 일부는 제3 도전 패턴(1130)의 제4 경계 측(BS4)과 마주보도록 형성될 수 있다.
제3 도전 패턴(1130)의 제3 경계 측(BS3)의 길이와 제1 도전 패턴(1110)의 제3 경계 측(BS3)의 길이는 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 안테나 어셈블리(1000)는 제1 및 제3 도전 패턴(1110, 1130)의 제3 경계 측(BS3)의 길이로 구현될 수 있고, 전체 안테나 크기를 최소화할 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리는 투명 안테나 구조로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 7b 및 도 11a를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)의 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010a) 상에서 복수의 개방 영역(OA)을 갖는 메탈 메쉬 형상(1020)으로 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)은 메탈 격자 패턴들(1020a)로 형성될 수 있다. 메탈 격자 패턴들(1020a)은 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)과 개방 영역(OA)을 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010a) 상에서 CPW 구조로 형성될 수 있다.
도 7b 및 도 11b를 참조하면, 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴 (1120) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010) 상에서 복수의 개방 영역(OA)을 갖는 메탈 메쉬 형상(1020)으로 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴 (1120) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010) 상에서 CPW 구조로 구현될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴 (1120) 및 제3 도전 패턴(1130)은 메탈 격자 패턴들(1020a)로 형성될 수 있다. 메탈 격자 패턴들(1020a)은 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)과 개방 영역(OA)을 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴 (1120) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010a) 상에서 CPW 구조로 형성될 수 있다.
안테나 어셈블리(1000)는 유전체 기판(1010a) 상의 방사체 영역, 즉 제1 영역(1100a)의 외측 부분(outside portion)에 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들(1020b)을 포함할 수 있다. 한편, 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들(1020b)은 제1 내지 제3 도전 패턴(1110 내지 1130) 사이의 유전체 영역에도 배치될 수 있다. 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들(1020b)은 급전 패턴(1110f) 및 그라운드 도전 패턴(1110g)과 연결되지 않게 형성될 수 있다. 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들(1020b)은 상호 간에 분리(separate)되게 형성될 수 있다.
본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 도전 패턴들은 다양한 형상으로 변경되어 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 14a 및 도 14b는 제2 도전 패턴의 형상 및 제3 도전 패턴의 형상이 각각 변경된 구조를 나타낸다.
도 11b를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)의 제2 도전 패턴(1120)은 상단의 일부가 삼각형 형상으로 구성될 수 있다. 도 14a를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000a)의 제2 도전 패턴(1120b)이 사각형 형상으로 구성될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120b)은 제1 도전 패턴(1110)의 일 측 영역 또는 하부 영역에 배치될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120b)은 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제1 부분(1111g)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120b)에 의해 안테나 어셈블리(1000)가 제3 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 제2 도전 패턴(1120)에 의해 안테나 어셈블리(1000)도 제3 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. 제2 도전 패턴(1120b)의 형상이 변경됨에 따라 제3 주파수 대역에서 임피던스 매칭 특성은 일부 변경될 수 있다.
제2 도전 패턴(1120b)의 크기는 제3 도전 패턴(1130)의 크기보다 더 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전 패턴(1120b)에 의해 더 높은 주파수 대역인 제3 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)가 방사체로서 동작할 수 있다. 제2 도전 패턴(1120b)은 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111) 및 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전 패턴(1120b)은 제1 도전 패턴(1110)의 하부 영역에 배치되고, 제1 도전 패턴(1110)의 일 측 영역에 배치된 경우에 비해 안테나 어셈블리(1000)의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 14b를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000b)의 제3 도전 패턴(1130b)이 제1 도전 패턴(1110)과 대칭 구조(symmetrical structure)로 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)과 유사하게 제3 도전 패턴(1130b)도 제1 부분(1131) 및 제2 부분(1132)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)과 유사하게 제3 도전 패턴(1130b)도 상단부와 하단부가 각각 계단 구조로 형성될 수 있다. 도 12b의 제3 도전 패턴(1130b)의 크기에 비해 도 11b의 제3 도전 패턴(1130)의 크기가 더 크게 형성될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 도전 패턴들은 계단 구조가 아닌 연속 구조(continuous structure)로 형성될 수도 있다. 도 14c는 제1 및 제3 도전 패턴의 형상이 연속 구조로 형성된 구조를 나타낸다.
도 14c를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000c)는 제1 도전 패턴(1110c), 제2 도전 패턴(1120) 및 제3 도전 패턴(1130c)를 포함할 수 있다. 제1 도전 패턴(1110c)은 각 연결 지점에서 연속된 연결 구조로 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130c)도 각 연결 지점에서 연속된 연결 구조로 형성될 수 있다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 제1 도전 패턴(1110)은 각 연결 지점에서 수직 방향의 계단 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 계단 구조로 형성된 제1 도전 패턴(1110)은 수직 방향의 전류 성분이 증가할 수 있다. 제3 도전 패턴(1130, 1130b)은 각 연결 지점에서 수직 방향의 계단 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 계단 구조로 형성된 제3 도전 패턴(1110)은 수직 방향의 전류 성분이 증가할 수 있다.
이와 관련하여, 도 15a는 도 11a 및 도 14c의 안테나 어셈블리의 반사계수 특성을 비교한 것이다. 도 15b는 도 11a 및 도 14c의 안테나 어셈블리의 안테나 효율 특성을 비교한 것이다.
도 11a를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)의 제1 도전 패턴(1110)의 각 연결 지점에서 수직 방향의 계단 구조로 형성되어 수직 방향의 전류 성분이 증가할 수 있다. 반면에, 도 14c를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000c)의 제1 도전 패턴(1110)의 각 연결 지점에서 연속된 연결 구조로 형성되어 수직 방향의 전류 성분이 감소될 수 있다. 도 15a를 참조하면, (i) 연속 구조로 형성된 안테나 어셈블리(1000c)의 반사 계수는 약 3GHz 이상의 주파수 대역에서 (ii) 계단 구조로 형성된 안테나 어셈블리(1000)의 반사 계수보다 열화될 수 있다.
도 11a를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)의 제1 도전 패턴(1110)의 각 연결 지점에서 수직 방향의 계단 구조로 형성되어 수직 방향의 전류 성분이 증가할 수 있다. 반면에, 도 14c를 참조하면, 안테나 어셈블리(1000c)의 제1 도전 패턴(1110)의 각 연결 지점에서 연속된 연결 구조로 형성되어 수직 방향의 전류 성분이 감소될 수 있다. 도 15b를 참조하면, (i) 연속 구조로 형성된 안테나 어셈블리(1000c)의 안테나 효율은 약 1.5GHz 이상의 주파수 대역에서 (ii) 계단 구조로 형성된 안테나 어셈블리(1000)의 안테나 효율보다 열화될 수 있다. 특히, (i) 연속 구조로 형성된 안테나 어셈블리(1000c)의 안테나 효율은 약 4GHz에서 (ii) 계단 구조로 형성된 안테나 어셈블리(1000)의 안테나 효율보다 0.3 dB 이상 열화될 수 있다. (i) 연속 구조로 형성된 안테나 어셈블리(1000c)의 안테나 효율은 약 5.5GHz에서 (ii) 계단 구조로 형성된 안테나 어셈블리(1000)의 안테나 효율보다 0.5 dB 이상 열화될 수 있다.
이하에서는 도 14b의 대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000b)와 도 11b의 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000b)의 전기적 특성을 비교하여 설명한다. 이와 관련하여, 도 16a는 도 11b 및 도 14b의 비대칭 구조 및 대칭 구조의 안테나 어셈블리의 안테나 효율을 나타낸 것이다. 도 16b는 도 11b 및 도 14b의 비대칭 구조 및 대칭 구조의 안테나 어셈블리의 전계 분포를 나타낸 것이다.
도 14b 및 도 16a를 참조하면, (i) 대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000b)의 안테나 효율은 3.5GHz 이상의 주파수 대역에서 약 -4dBi의 값을 갖는다. 도 11b 및 도 16a를 참조하면, (ii) 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)의 안테나 효율은 3.5GHz 이상의 주파수 대역에서 약 -3dBi 내지 -3.5dBi의 값을 갖는다. 따라서, 도 11b의 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)의 안테나 효율이 도 12b의 대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000b)의 안테나 효율에 비해 약 0.5 내지 1.0dB 이상 높은 값을 갖는다.
대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000b)에 비해 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)는 약 3GHz 이상의 주파수 대역에서 안테나 효율이 약 0.5 내지 1.0dB 이상 높은 값을 갖는다. 따라서, 제2 주파수 대역 중 약 3GHz 이상의 주파수 대역과 제3 주파수 대역에서 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)의 안테나 효율이 향상될 수 있다.
도 16b(a)는 도 14b의 대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000b)의 전계 분포를 3.5GHz에서 나타낸 것이다. 한편, 도 16b(b)는 도 11b의 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)의 전계 분포를 3.5GHz에서 나타낸 것이다. 도 14b의 제3 도전 패턴(1130b)의 크기에 비해 도 11b의 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)의 제3 도전 패턴(1130)의 크기가 더 크게 형성될 수 있다. 따라서, 제3 도전 패턴(1130b)보다 더 커진 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)의 제3 도전 패턴(1130)에 의해 모노폴 안테나의 그라운드 크기가 증가한 것에 해당한다. 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)의 제3 도전 패턴(1130)의 크기가 증가함에 따라, 제2 주파수 대역에서 모노폴 안테나 모드의 전계 방사가 증가하게 된다.
도 14b 및 도 16b(a)를 참조하면, 제1 도전 패턴(1100)과 대칭 구조인 제3 도전 패턴(1130)에 의해 전계 분포의 피크 영역은 제1 도전 패턴(1100)과 제3 도전 패턴(1130) 사이의 제1 영역(R1p)에서 나타난다. 도 11b 및 도 16b(b)를 참조하면, 제1 도전 패턴(1100)보다 더 큰 제3 도전 패턴(1130)에 의해 전계 분포의 피크 영역은 제1 영역(R1p)보다 제3 도전 패턴(1130)에 인접한 제2 영역(R2p)에서 나타난다. 또한, 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)의 제3 도전 패턴(1130)의 크기가 증가함에 따라, 전계 분포의 피크 영역인 제2 영역(R2p)의 면적도 제1 영역(Rp1)의 면적보다 증가하게 된다. 이에 따라, 비대칭 구조의 안테나 어셈블리(1000)가 약 3GHz 이상의 주파수 대역과 제3 주파수 대역에서 안테나 효율이 향상될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리(1100)의 제2 영역(1100b)의 그라운드 도전 패턴(1110g)은 광대역 임피던스 매칭을 위해 하나 이상의 슬롯을 구비할 수 있다. 이와 관련하여, 도 17a는 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 그라운드 도전 패턴에 형성된 제1 및 제2 슬롯 구조를 나타낸다. 한편, 도 17b는 도 17a의 안테나 어셈블리의 그라운드 도전 패턴에 형성된 제1 및 제2 슬롯 구조와 그라운드 도전 패턴 주변의 전류 분포를 나타낸 것이다.
도 17a를 참조하면, 그라운드 도전 패턴(1110g)은 제1 슬롯(1111s) 및 제2 슬롯(1112s)를 포함하도록 구성될 수 있다. 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제1 부분(1111g)은 제1 슬롯(1111s)을 포함할 수 있다. 제1 슬롯(1111s)의 길이는 약 5GHz를 기준으로 λ/2 내지 λ 내의 길이로 형성될 수 있다. 제1 슬롯(1111s)의 개방 영역(opened region)이 급전 패턴(1110f)과 마주보도록 형성될 수 있다. 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제2 부분(1112g)은 제2 슬롯(1112s)을 포함할 수 있다. 제2 슬롯(1112s)의 길이는 약 5GHz를 기준으로 λ/2 내지 λ 내의 길이로 형성될 수 있다. 제2 슬롯(1112s)의 개방 영역이 방사체 영역인 제1 영역(1110a)과 마주보도록 형성될 수 있다.
도 17b를 참조하면, 급전 패턴(1110f) 및 급전 패턴(1110f)의 양 측에 형성된 제1 및 제2 슬롯(1111s, 1112s)의 주변에 전류 분포가 집중됨을 알 수 있다. 이에 따라, HB 대역 및 UHB 대역, 즉 3.5 내지 6GHz 대역에서 임피던스 매칭 특성이 개선되어 안테나 어셈블리가 광대역 동작할 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 슬롯 구조는 사각형 슬롯에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 도 17c는 실시 예에 따른 안테나 어셈블리의 원형 슬롯 구조를 나타낸 것이다. 도 17c를 참조하면 원형 형상의 제1 슬롯(1111s2) 및 제2 슬롯(1112s2)가 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제1 부분(1111g) 및 제2 부분(1112g)에 각각 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 슬롯(1111s1, 1112s2)의 형상은 원형 형상에 한정되는 것은 아니고, 타원 형상 또는 임의의 다각형 형상으로 구현될 수 있다. 도 17a 및 도 17c를 참조하면, 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제1 부분(1111g)에 제1 슬롯(1111s, 1111s2) 중 어느 하나가 형성될 수 있다. 또한, 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제2 부분(1111g)에 제2 슬롯(1112s, 1112s2) 중 어느 하나가 형성될 수 있다.
본 명세서에 따른 안테나 어셈블리는 복수의 안테나 동작 모드에 따라서 방사체로서 동작하는 도전 패턴들이 상이하게 구성되어 광대역 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 도 18a 내지 도 18c는 제1 내지 제3 주파수 대역에서 안테나 어셈블리의 도전 패턴들에 형성된 전계 분포를 나타낸다.
도 13a 및 도 18a를 참조하면, 제1 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)의 제1 및 제3 도전 패턴(1110, 1130)상에 전류 분포가 다른 영역의 전류 분포보다 더 높게 나타낸다. 제1 도전 패턴(1110)의 일 영역에 전류 분포의 피크 영역인 제1 영역(Rp1a)이 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 일 영역에 전류 분포의 피크 영역인 제2 영역(Rp2a)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)이 제1 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다.
제1 주파수 대역은 617 내지 960MHz로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 및 제3 도전 패턴(1110, 1130)이 제1 주파수 대역에서 다이폴 안테나로 동작할 수 있다. 제1 및 제3 도전 패턴(1110, 1130)이 다이폴 안테나 모드로 동작하여 도 12a(b)와 같이 수직 방향으로 방사 패턴이 형성된다.
도 13b 및 도 18b를 참조하면, 제2 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)의 제1 도전 패턴(1110)상에 전류 분포가 다른 영역의 전류 분포보다 더 높게 나타낸다. 제1 도전 패턴(1110)의 경계 영역에 전류 분포의 피크 영역(Rpb)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 도전 패턴(1110)이 제2 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다.
제2 주파수 대역은 1520 내지 4500MHz로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 도전 패턴(1110)이 제2 주파수 대역에서 모노폴 안테나로 동작할 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)이 모노폴 안테나 모드로 동작하여 도 12a(a)와 같이 측면 방향으로 방사 패턴이 형성될 수 있다.
도 13c 및 도 18c를 참조하면, 제3 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)의 제2 도전 패턴(1120)상에 전류 분포가 다른 영역의 전류 분포보다 더 높게 나타낸다. 제2 도전 패턴(1120)의 경계 영역에 전류 분포의 피크 영역(Rpb)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전 패턴(1120)이 제3 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. 제3 주파수 대역은 4500 내지 6000MHz로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제2 도전 패턴(1120)이 제3 주파수 대역에서 모노폴 안테나로 동작할 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)이 모노폴 안테나 모드로 동작하여 도 12a(a)와 같이 측면 방향으로 방사 패턴이 형성될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 복수의 동작 모드로 동작하는 안테나 어셈블리는 복수의 주파수 대역에서 방사체로서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 도 19은 본 명세서에 따른 CPW 안테나 구조에서 임피던스 매칭을 하는 슬롯 유무에 따른 반사 계수 특성을 나타낸다.
도 19의 (i)은 CPW 안테나 구조의 급전 영역에 임피던스 매칭을 위한 슬롯들이 형성되지 않은 제1 구조의 반사 계수를 나타낸다. 도 19의 (ii)는 CPW 안테나 구조의 급전 영역에 임피던스 매칭을 위한 슬롯들이 형성된 제2 구조의 반사 계수를 나타낸다. 도 19의 (ii)는 CPW 안테나 구조의 급전 영역에 임피던스 매칭을 위한 도 17a의 제1 슬롯(1111s) 및 제2 슬롯(1112s2)이 형성된 제2 구조의 반사 계수를 나타낸다. 도 19를 참조하면, 슬롯들이 형성되지 않은 제1 구조의 반사 계수는 제3 주파수 대역에서 -12.4 내지 -15.3dB의 값을 갖는다. 제1 슬롯(1111s) 및 제2 슬롯(1112s2)이 형성된 제2 구조의 반사 계수는 제3 주파수 대역에서 -19 내지 -30.3dB의 값을 갖는다. 따라서, CPW 안테나 구조의 급전 영역에 임피던스 매칭을 위한 슬롯들이 형성됨에 따라 제3 주파수 대역에서 임피던스 매칭 특성이 개선됨을 알 수 있다.
도 13a 및 도 19를 참조하면, 제1 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)는 제1 동작 모드의 방사체로 동작한다. 617 내지 960MHz의 제1 주파수 대역에서 반사 계수는 약 -10dB 이하의 값을 갖는다. 도 13b 및 도 19를 참조하면, 제2 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)는 제2 동작 모드의 방사체로 동작한다. 1520 내지 4500MHz의 제2 주파수 대역에서 반사 계수는 약 -10dB 이하의 값을 갖는다. 도 13c 및 도 19를 참조하면, 제3 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)는 제3 동작 모드의 방사체로 동작한다. 4500 내지 6000MHz의 제3 주파수 대역에서 반사 계수는 약 -10dB 이하의 값을 갖는다.
도 17a의 제1 및 제2 슬롯(1111s, 1112s)이 추가됨에 따라 약 5GHz 대역에서 반사 계수 값이 향상될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 및 제2 슬롯(1111s, 1112s)이 추가됨에 따라 반사 계수는 5GHz 및 6GHz에서 크게 향상됨을 알 수 있다. 또한, 제1 및 제2 슬롯(1111s, 1112s)이 추가됨에 따라 5GHz 및 6GHz 사이의 주파수에서 반사 계수는 약 -15dB 이하의 값을 갖는다.
이상에서는 본 명세서의 일 양상에 따른 안테나 어셈블리에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 명세서의 다른 양상에 따른 복수의 유전체 기판으로 구성된 안테나 어셈블리에 대해 설명하였다. 이와 관련하여, 도 20은 실시 예에 따른 안테나 어셈블리의 제1 및 제2 유전체 기판이 결합되는 구조를 나타낸다.
도 20을 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)는 투명 기판인 제1 유전체 기판(1010a)과 불투명 기판인 제2 유전체 기판(1010b)을 포함할 수 있다. 안테나 어셈블리(1000)는 방사체 영역에 해당하는 제1 영역(1100a) 및 급전 영역에 해당하는 제2 영역(1100b)을 포함할 수 있다. 안테나 어셈블리(1000)는 보호 층(1031), 접착 층(1041, 1042)을 더 포함할 수 있다. 제1 영역(1100a)에 하나 이상의 투명 안테나 소자로 구현된 안테나 모듈(1100)이 배치될 수 있다. 제2 영역(1100b)에 하나 이상의 제2 유전체 기판(1010b)으로 구현된 급전 구조가 배치될 수 있다.
안테나 어셈블리(1000)가 부착될 수 있는 유리 패널(310)은 투명 영역(311) 및 불투명 영역(312)을 포함할 수 있다. 투명 안테나 소자가 형성된 제1 유전체 기판(1010a)이 접착 층(1041)을 통해 유리 패널(310)의 투명 영역(311)에 부착될 수 있다. 제1 유전체 기판(1010a)의 상부 영역에 보호 층(1031)이 형성될 수 있다.
유리 패널(310)의 불투명 영역(312)에 도 6a의 프릿 패턴이 형성된 프릿 층(frit layer)(312f)이 형성될 수 있다. 불투명 영역(312)의 프릿 층(frit layer)(312f) 중 제2 유전체 기판(1010b)이 배치되는 영역에 프릿 패턴이 제거될 수 있다. 프릿 패턴이 제거된 불투명 영역(312)에 제2 유전체 기판(1010b)이 배치될 수 있다. 프릿 패턴이 제거된 불투명 영역(312)에 접착 층(1042)이 형성되고, 제2 유전체 기판(1010b)이 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)에 접착 층(1042)을 통해 부착될 수 있다.
도 9a 내지 도 9c, 도 11b, 도 17a 및 도 20을 참조하여 복수의 유전체 기판으로 구성된 안테나 어셈블리(1000)에 대해 설명한다. 안테나 어셈블리(1000)는 제1 유전체 기판(1010a), 제1 영역(1100a), 제2 유전체 기판(1010b) 및 제2 영역(1100b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 영역(1100a)은 제1 유전체 기판(1010a)의 일 측면상의 도전 패턴들을 포함하고 무선 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 제2 영역(1100b)은 제2 유전체 기판(1010b)의 일 측면 상의 그라운드 도전 패턴(1110g) 및 급전 패턴(1110f)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 영역(1100a) 및 제2 영역(1100b)을 각각 방사체 영역 및 그라운드 영역 (또는 급전 영역)으로 지칭할 수도 있다.
안테나 어셈블리(1000)의 제1 영역(1100a)에 형성된 복수의 도전 패턴들은 둘 이상의 도전 패턴들로 구현되어 복수의 주파수 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 도 17을 참조하면, 복수의 도전 패턴들은 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴(1120) 및 제3 도전 패턴(1130)을 포함하도록 구성될 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)은 복수의 서브 패턴, 즉 복수의 도전 부분들로 구성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)은 제1 부분(1111) 및 제2 부분(1112)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 부분(1111)은 제2 부분(1112)과 수직(perpendicular)하게 형성될 수 있다. 제2 부분(1112)은 급전 패턴(1110f)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 관련하여, "전기적으로 연결"의 의미는 각 도전 부분들이 직접 연결되거나 일정 간격으로 이격되어 커플링되게 결합되는 것을 포함할 수 있다.
제2 도전 패턴(1120)은 제1 도전 패턴(1110)의 일 측 영역 또는 하부 영역에 배치될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)은 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제1 부분(1111g)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)이 안테나 어셈블리(1000)에 더 배치되어 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)의 동작 주파수 대역과 다른 주파수 대역에서 더 공진할 수 있다.
제3 도전 패턴(1130)은 제1 도전 패턴(1110)의 타 측 영역에 배치될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)은 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제2 부분(1112g)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)이 안테나 어셈블리(1000)에 더 배치되어 제1 도전 패턴(1110) 및 제2 도전 패턴(1120)의 동작 주파수 대역과 다른 주파수 대역에서 더 공진할 수 있다.
제2 도전 패턴(1120)의 크기는 제3 도전 패턴(1130)의 크기보다 더 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전 패턴(1120)에 의해 더 높은 주파수 대역에서 안테나 어셈블리(1000)가 방사체로서 동작할 수 있다. 제2 도전 패턴(1120)은 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111) 및 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 도전 패턴(1120)은 제1 도전 패턴(1110)의 하부 영역에 배치되고, 제1 도전 패턴(1110)의 일 측 영역에 배치된 경우에 비해 안테나 어셈블리(1000)의 크기를 감소시킬 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111) 및 제3 도전 패턴(1130)은 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)을 기준으로 반대 측에 배치될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111) 및 제3 도전 패턴(1130)이 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)을 기준으로 일 측 영역 및 타 측 영역에 배치될 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)은 제3 도전 패턴(1130)과 결합하여 제1 주파수 대역에서 모노폴 안테나 모드로 동작하고, 별도로 제2 주파수 대역에서 다이폴 안테나 모드로 동작한다. 이를 위해, 제1 도전 패턴(1110)의 형상은 계단 구조로 형성되어 광대역 동작을 위해 최적화될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 도전 패턴(1110)은 복수의 경계 측(boundary side)을 갖도록 형성될 수 있다.
도 11a, 도 11b 및 도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)은 복수의 경계 측을 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)은 제1 경계 측(BS1) 내지 제4 경계 측(BS4)를 갖도록 형성될 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)은 제1 계단 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제2 경계 측(BS2)은 제2 계단 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 제2 계단 구조는 제1 계단 구조와 상이한 형상으로 형성될 수 있다.
제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제3 경계 측(BS3)은 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)의 제1 단부와 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제2 경계 측(BS2)의 제1 단부 사이에 배치될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제4 경계 측(BS4)은 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)의 제2 단부와 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제2 경계 측(BS2)의 제2 단부 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 형상은 제1 및 제2 주파수 대역에서 광대역 동작을 위해 최적화될 수 있다.
제2 도전 패턴(1120)도 제1 및 제2 경계 측(BS1, BS2)를 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)의 일부는 제2 도전 패턴(1120)의 제1 경계 측(BS1)과 마주보도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제1 부분(1111)의 제1 경계 측(BS1)의 일부는 제2 도전 패턴(1120)의 제2 경계 측(BS2)과 마주보도록 형성될 수 있다.
제3 도전 패턴(1130)도 계단 구조를 위해 복수의 경계 측을 갖도록 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)은 제1 경계 측(BS1) 내지 제4 경계 측(BS4)를 갖도록 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제1 경계 측(BS1)은 제3 계단 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제1 경계 측(BS1)의 제1 단부는 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제2 부분(1112g)과 연결될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제2 경계 측(BS2)은 제3 도전 패턴(1130)의 제1 경계 측(BS1)의 반대 측에 배치될 수 있다.
제3 도전 패턴(1130)의 제3 경계 측(BS3)은 제3 도전 패턴의 제1 경계 측(BS1)의 제1 단부와 제3 도전 패턴(1130)의 제2 경계 측(BS2)의 제1 단부 사이에 배치될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제4 경계 측(BS4)은 제3 도전 패턴(1130)의 제1 경계 측(BS1)의 제2 단부와 제3 도전 패턴(1130)의 제2 경계 측(BS2)의 제2 단부 사이에 배치될 수 있다. 제3 도전 패턴(1130)의 제3 경계 측(BS3)은 제3 도전 패턴(1130)의 제4 경계 측(BS4)의 반대 측에 배치될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110)의 제2 부분(1112)의 일부는 제3 도전 패턴(1130)의 제4 경계 측(BS4)과 마주보도록 형성될 수 있다.
제3 도전 패턴(1130)의 제3 경계 측(BS3)의 길이와 제1 도전 패턴(1110)의 제3 경계 측(BS3)의 길이는 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 안테나 어셈블리(1000)는 제1 및 제3 도전 패턴(1110, 1130)의 제3 경계 측(BS3)의 길이로 구현될 수 있고, 전체 안테나 크기를 최소화할 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리(1100)의 제2 영역(1100b)의 그라운드 도전 패턴(1110g)은 광대역 임피던스 매칭을 위해 하나 이상의 슬롯을 구비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 17a 및 도 17b는 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리의 그라운드 도전 패턴에 형성된 제1 및 제2 슬롯 구조와 그라운드 도전 패턴 주변의 전류 분포를 나타낸 것이다.
도 17a를 참조하면, 그라운드 도전 패턴(1110g)은 제1 슬롯(1111s) 및 제2 슬롯(1112s)를 포함하도록 구성될 수 있다. 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제1 부분(1111g)은 제1 슬롯(1111s)을 포함할 수 있다. 제1 슬롯(1111s)의 길이는 약 5GHz를 기준으로 λ/2 내지 λ 내의 길이로 형성될 수 있다. 제1 슬롯(1111s)의 개방 영역(opened region)이 급전 패턴(1110f)과 마주보도록 형성될 수 있다. 그라운드 도전 패턴(1110g)의 제2 부분(1112g)은 제2 슬롯(1112s)을 포함할 수 있다. 제2 슬롯(1112s)의 길이는 약 5GHz를 기준으로 λ/2 내지 λ 내의 길이로 형성될 수 있다. 제2 슬롯(1112s)의 개방 영역이 방사체 영역인 제1 영역(1110a)과 마주보도록 형성될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리는 투명 안테나 구조로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 7b, 도 11a 및 도 20을 참조하면, 안테나 어셈블리(1000)의 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010a) 상에서 복수의 개방 영역(OA)을 갖는 메탈 메쉬 형상(1020)으로 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)은 메탈 격자 패턴들(1020a)로 형성될 수 있다. 메탈 격자 패턴들(1020a)은 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)과 개방 영역(OA)을 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010a) 상에서 CPW 구조로 형성될 수 있다.
도 7b, 도 11b 및 도 20을 참조하면, 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴 (1120) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010) 상에서 복수의 개방 영역(OA)을 갖는 메탈 메쉬 형상(1020)으로 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴 (1120) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010) 상에서 CPW 구조로 구현될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴 (1120) 및 제3 도전 패턴(1130)은 메탈 격자 패턴들(1020a)로 형성될 수 있다. 메탈 격자 패턴들(1020a)은 더미 메탈 격자 패턴들(1020b)과 개방 영역(OA)을 갖도록 형성될 수 있다. 제1 도전 패턴(1110), 제2 도전 패턴 (1120) 및 제3 도전 패턴(1130)은 유전체 기판(1010a) 상에서 CPW 구조로 형성될 수 있다.
안테나 어셈블리(1000)는 유전체 기판(1010a) 상의 방사체 영역, 즉 제1 영역(1100a)의 외측 부분(outside portion)에 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들(1020b)을 포함할 수 있다. 한편, 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들(1020b)은 제1 내지 제3 도전 패턴(1110 내지 1130) 사이의 유전체 영역에도 배치될 수 있다. 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들(1020b)은 급전 패턴(1110f) 및 그라운드 영역(1110g)과 연결되지 않게 형성될 수 있다. 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들(1020b)은 상호 간에 분리(separate)되게 형성될 수 있다.
한편, 본 명세서에 따른 안테나 어셈블리는 투명 전극 층이 형성된 제1 투명 유전체 기판과 제2 유전체 기판을 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 21a 및 도 21b는 실시 예들에 따른 안테나 어셈블리가 유리 패널에 결합되어 제작되는 공정 흐름을 나타낸다.
도 21a(a)를 참조하면, 투명 전극 층이 형성된 제1 투명 유전체 기판(1000a)이 제작될 수 있다. 또한, 급전 패턴(1120f)과 급전 패턴(1120f)의 양 측에 그라운드 패턴(1121g, 1122g)이 형성된 제2 유전체 기판(1000b)이 제작될 수 있다. 제2 유전체 기판(1000b)는 FPCB로 구현될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 투명 유전체 기판(1000a)과 제2 유전체 기판(1000b)에 각각 착 층(1041)에 대응하는 접착 영역이 형성될 수 있다.
도 21a(b)를 참조하면, 투명 영역(311)과 불투명 영역(312)이 형성된 유리 패널(310)이 제작될 수 있다. 또한, 제1 투명 유전체 기판(1000a)의 하부 영역에 적어도 하나의 제2 유전체 기판(1000b)이 결합되어 안테나 어셈블리(1000)가 제작될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1000a)과 제2 유전체 기판(1000b)은 ACF 본딩 또는 저온 솔더링을 통해 결합되어 투명 안테나 어셈블리로 구현될 수 있다. 이를 통해 제1 투명 유전체 기판(1000a)에 형성된 제1 도전 패턴이 제2 유전체 기판(1000b)에 형성된 제2 도전 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 안테나 소자들이 유리 패널(310)에 구현되는 경우 제2 유전체 기판(1000b)으로 제작되는 급전 구조(1100f)도 복수의 급전 구조들로 구현될 수 있다.
도 21a(c)를 참조하면, 투명 안테나 어셈블리(1000)가 유리 패널(310)에 부착될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 전극 층이 형성된 제1 투명 유전체 기판(1000a)은 유리 패널(310)의 투명 영역(311)에 배치될 수 있다. 한편, 불투명 기판인 제2 유전체 기판(1000b)은 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)에 배치될 수 있다.
도 21a(d)를 참조하면, 제1 투명 유전체 기판(1000a)과 제2 유전체 기판(1000b)는 제1 위치(P1)에서 본딩될 수 있다. 파크라 케이블과 같은 커넥터 부품(313)은 제2 유전체 기판(1000b)과 제2 위치(P2)에서 본딩될 수 있다. 투명 안테나 어셈블리(1000)는 커넥터 부품(313)을 통해 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)과 결합될 수 있다. 이를 위해 제2 유전체 기판(1010b)에 형성된 제2 도전 패턴은 커넥터 부품(313)의 일 단의 커넥터와 전기적으로 연결될 수 있다. 커넥터 부품(313)의 타 단의 커넥터는 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 21b의 안테나 어셈블리는 도 21a의 안테나 어셈블리에 비해 불투명 기판이 별도로 제작되지 않고 유리 패널(310)에 일체형으로 제작되는 점에서 구조적 차별점이 있다. 도 21b의 안테나 어셈블리는 불투명 기판으로 구현되는 급전 구조가 FPCB로 별도로 제작되지 않고 유리 패널(310)에 직접 프린트되는 방식으로 구현된다.
도 21b(a)를 참조하면, 투명 전극 층이 형성된 제1 투명 유전체 기판(1000a)이 제작될 수 있다. 또한, 투명 영역(311)과 불투명 영역(312)이 형성된 유리 패널(310)이 제작될 수 있다. 차량의 유리 패널 제작 공정에서 커넥터 연결을 위한 금속 와이어/패드를 구현 (소성)할 수 있다. 차량 유리에 구현되는 열선과 같이 유리 패널(310)에 투명 안테나 장착부를 금속 형태로 구현할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 투명 유전체 기판(1000a)의 제1 도전 패턴과 전기적 연결을 위해 접착 층(1041)이 형성되는 영역에 제2 도전 패턴이 구현될 수 있다.
이와 관련하여, 제2 도전 패턴이 형성된 제2 유전체 기판(1000b)은 유리 패널(310)과 일체로 제작될 수 있다. 제2 유전체 기판(1000b)은 유리 패널(310)의 불투명 영역(312)에 유리 패널(310)과 일체로 형성될 수 있다. 제2 유전체 기판(1000b)가 형성된 불투명 영역(312)에는 프릿 패턴(312)이 제거될 수 있다. 제2 유전체 기판(1000b)에 급전 패턴(1120f)과 급전 패턴(1120f)의 양 측에 그라운드 패턴(1121g, 1122g)이 형성되어 제2 도전 패턴이 구현될 수 있다.
도 21b(b)를 참조하면, 투명 안테나 어셈블리(1000)가 유리 패널(310)에 부착될 수 있다. 이와 관련하여, 투명 전극 층이 형성된 제1 투명 유전체 기판(1000a)은 유리 패널(310)의 투명 영역(311)에 배치될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1000a)의 하부 영역에 적어도 하나의 제2 유전체 기판(1000b)이 결합되어 안테나 어셈블리(1000)가 제작될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1000a)과 제2 유전체 기판(1000b)은 ACF 본딩 또는 저온 솔더링을 통해 결합되어 투명 안테나 어셈블리로 구현될 수 있다. 이를 통해 제1 투명 유전체 기판(1000a)에 형성된 제1 도전 패턴이 제2 유전체 기판(1000b)에 형성된 제2 도전 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 안테나 소자들이 유리 패널(310)에 구현되는 경우 제2 유전체 기판(1000b)으로 제작되는 급전 구조(1100f)도 복수의 급전 구조들로 구현될 수 있다.
도 21b(c)를 참조하면, 제1 투명 유전체 기판(1000a)과 제2 유전체 기판(1000b)는 제1 위치(P1)에서 본딩될 수 있다. 파크라 케이블과 같은 커넥터 부품(313)은 제2 유전체 기판(1000b)과 제2 위치(P2)에서 본딩될 수 있다. 투명 안테나 어셈블리(1000)는 커넥터 부품(313)을 통해 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)과 결합될 수 있다. 이를 위해 제2 유전체 기판(1010b)에 형성된 제2 도전 패턴은 커넥터 부품(313)의 일 단의 커넥터와 전기적으로 연결될 수 있다. 커넥터 부품(313)의 타 단의 커넥터는 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이하에서는 본 명세서의 일 양상에 따른 안테나 모듈을 구비한 차량에 대해 상세하게 설명한다. 이와 관련하여, 도 22는 본 명세서에 따른 차량의 서로 다른 위치에 배치되는 복수의 안테나 모듈들이 차량의 다른 부품들과 결합된 구성을 나타낸다.
도 1 내지 도 22를 참조하면, 차량(500)은 전기적 그라운드로 동작하는 도전 차량 바디(conductive vehicle body)를 구비한다. 차량(500)은 유리 패널(310)의 서로 다른 위치에 배치될 수 있는 복수의 안테나들(1100a 내지 1100d)를 구비할 수 있다. 안테나 어셈블리(1000)는 복수의 안테나들(1100a 내지 1100d)가 통신 모듈(300)를 포함하도록 구성될 수 있다. 통신 모듈(300)은 송수신부 회로(1250) 및 프로세서(1400)를 포함하도록 구성될 수 있다. 통신 모듈(300)은 차량의 TCU에 해당하거나 TCU의 적어도 일부를 구성할 수 있다.
차량(500)은 오브젝트 검출 장치(520), 내비게이션 시스템(550)을 포함하도록 구성될 수 있다. 차량(500)은 통신 모듈(300)에 포함되는 프로세서(1400) 이외에 별도의 프로세서(570)를 더 포함할 수도 있다. 프로세서(1400)와 별도의 프로세서(570)는 물리적으로 구분되거나 또는 기능적으로 구분되고 하나의 기판에 구현될 수도 있다. 프로세서(1400)는 TCU로 구현될 수 있고, 프로세서(570)는 ECU(Electronic Control Unit)로 구현될 수 있다.
차량(500)이 자율주행 차량인 경우 프로세서(570)는 ECU 가 통합된 자율주행통합제어기(ADCU: Automated Driving Control Unit)일 수 있다. 카메라(531), 레이다(532) 및/또는 라이다(533)를 통해 감지된 정보에 기반하여, 프로세서(570)는 경로를 탐색하고 차량(500)의 속도를 가속 또는 감속하도록 제어할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(570)는 오브젝트 검출 장치(520) 내의 MCU에 해당하는 프로세서(530) 및/또는 TCU에 해당하는 통신 모듈(300)과 연동될 수 있다.
차량(500)은 유리 패널(310)에 배치되는 제1 투명 유전체 기판(1010a) 및 제2 유전체 기판(1010b)을 포함할 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)은 차량의 유리 패널(310)의 내부에 형성되거나 또는 유리 패널(310)의 표면에 부착될 수 있다. 제1 투명 유전체 기판(1010a)은 메탈 메쉬 격자 형태의 도전 패턴들이 형성되도록 구성될 수 있다. 차량(500)은 유전체 기판(1010)의 일 측면에 무선 신호를 방사하도록 메탈 메쉬 형상으로 형성된 도전 패턴이 형성된 안테나 모듈(1100)을 포함할 수 있다.
안테나 어셈블리(1000)는 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 제1 안테나 모듈(1100a) 내지 제4 안테나 모듈(1100d)을 포함할 수 있다. 유리 패널(310)의 좌측 상부, 좌측 하부, 우측 상부 및 우측 하부에 각각 제1 안테나 모듈(1100a), 제2 안테나 모듈(1100b), 제3 안테나 모듈(1100c) 및 제4 안테나 모듈(1100d)이 배치될 수 있다. 제1 안테나 모듈(1100a) 내지 제4 안테나 모듈(1100d)을 각각 제1 안테나 (ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)로 지칭할 수 있다. 제1 안테나 (ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4)는 각각 제1 안테나 모듈(ANT1) 내지 제4 안테나 모듈(ANT4)로 지칭할 수 있다.
전술한 바와 같이, 차량(500)은 통신 모듈인 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)(300)을 포함할 수 있다. TCU(300)는 제1 내지 제4 안테나 모듈(1100a 내지 1100d) 중 적어도 하나를 통해 신호가 수신 및 송신되도록 제어할 수 있다. TCU(300)는 송수신부 회로(1250) 및 기저대역 프로세서(1400)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이에 따라, 차량은 송수신부 회로(1250) 및 프로세서(1400)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 송수신부 회로(1250) 중 일부는 안테나 모듈 또는 이들의 조합의 단위로 배치될 수도 있다. 송수신부 회로(1250)는 제1 주파수 대역 내지 제3 주파수 대역 중 적어도 하나의 대역의 무선 신호가 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT4)을 통해 방사되도록 제어할 수 있다. 제1 주파수 대역 내지 제3 주파수 대역은 4G/5G 무선 통신을 위한 저대역(LB), 중대역(MB) 및 고대역(HB)일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합되고, 기저대역에서 동작하는 모뎀으로 구성될 수 있다. 프로세서(1400)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 및 제2 안테나 모듈(ANT2) 중 적어도 하나를 통해 신호를 수신 또는 송신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(1400)는 차량 내부에 신호가 전달되도록 제1 안테나 모듈(ANT1) 및 제2 안테나 모듈(ANT2)을 이용하여 다이버시티 동작 또는 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
안테나 모듈은 유리 패널(310)의 일 측면 및 타 측면의 서로 다른 영역에 배치될 수 있다. 안테나 모듈은 차량의 전면 방향의 신호들을 동시에 수신하여 다중 입출력(MIMO)을 할 수 있다. 이와 관련하여, 4X4 MIMO를 수행하도록 안테나 모듈은 제1 안테나 모듈(ANT1), 제2 안테나 모듈(ANT2) 이외에 제3 안테나 모듈(ANT3) 및 제4 안테나 모듈 (ANT4)을 더 포함할 수 있다.
프로세서(1400)는 차량의 주행 경로 및 차량과 통신하는 엔티티와의 통신 경로에 기초하여, 해당 엔티티와 통신할 안테나 모듈을 선택하도록 구성될 수 있다. 프로세서(1400)는 차량의 진행하는 방향에 기초하여 제1 안테나 모듈(ANT1) 및 제2 안테나 모듈(ANT2)을 이용하여 MIMO 동작을 수행할 수 있다. 또는, 프로세서(1400)는 차량의 진행하는 방향에 기초하여 제3 안테나 모듈(ANT2) 및 제2 안테나 모듈(ANT4)을 이용하여 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
프로세서(1400)는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 제1 대역에서 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다. 프로세서(1400)는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 둘 이상의 안테나를 통해 제2 대역 및 제3 대역 중 적어도 하나에서 다중 입출력(MIMO)을 수행할 수 있다.
이에 따라, 어느 한 대역에서 차량에서 신호 송신/수신 성능이 저하되는 경우 다른 대역을 통해서 차량에서 신호 송신/수신이 가능하다. 일 예로, 차량에서 넓은 통신 커버리지와 연결 신뢰성을 위해 저대역인 제1 대역에서 우선적으로 통신 연결을 수행하고, 이후 제2 및 제3 대역에서 통신 연결을 수해할 수 있다.
프로세서(1400)는 제1 안테나(ANT1) 내지 제4 안테나(ANT4) 중 적어도 하나를 통해 반송파 집성(CA) 또는 이중 연결(DC)을 수행하도록 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 대역보다 넓은 제2 대역 및 제3 대역의 집성을 통해서 통신 용량을 확대할 수 있다. 또한, 차량의 서로 다른 영역에 배치되는 복수의 안테나 소자들을 이용하여 주변 차량 또는 엔티티들과 이중 연결을 통해 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 차량 유리에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 어셈블리 및 이를 구비하는 차량에 대해 설명하였다. 이와 같은 차량 유리에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 어셈블리 및 차량의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 명세서에 따르면, 차량 유리에 배치될 수 있는 복수의 도전 패턴들을 갖는 광대역 투명 안테나 어셈블리를 제공하여, 차량에서 4G/5G 광대역 무선 통신이 가능하다.
본 명세서에 따르면, 차량 유리에 배치될 수 있는 광대역 투명 안테나 어셈블리에서 도전 패턴들의 형상을 최적화하고, 비대칭 구조의 도전 패턴 구조를 통해 안테나 효율을 개선할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 투명 유전체 기판의 도전 패턴의 단부와 불투명 기판의 도전 패턴의 단부가 중첩되게 상호 연결하여 급전 손실을 감소시킬 수 있다.
본 명세서에 따르면, 급전 손실을 감소시키면서 주파수 대역 별로 안테나 동작 모드가 다르게 설정하여 안테나 효율을 향상시킬 수 있는 투명 소재의 광대역 안테나 구조를 구현할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 차량 유리의 불투명 영역에 배치되는 불투명 기판으로 구현된 급전 구조의 급전 패턴을 투명 안테나와 직접 결합되도록 하여 광대역 투명 안테나 어셈블리의 급전 구조의 효율을 개선할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 급전 구조의 급전 패턴과 안테나 모듈의 도전 패턴을 저온 본딩을 통해 급전 구조를 포함하는 기구 구조의 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 유전체 영역에 슬릿들이 형성된 개방 더미 영역을 형성하여 투명 소재의 안테나가 배치된 영역과 다른 영역과의 시인성 차이를 최소화할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 안테나 영역의 경계와 더미 패턴 영역의 경계가 소정 간격 이격되어, 안테나 성능 열화 없이 투명 안테나 및 이를 포함하는 안테나 어셈블리의 비가시성을 확보할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 더미 영역의 메탈 라인들의 교차점 또는 메탈 라인들의 일 지점이 단절되도록 개방 더미 구조를 형성하여, 안테나 성능 열화 저하 없이 투명 안테나 및 이를 포함하는 안테나 어셈블리의 비가시성을 확보할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 개방 영역을 갖는 더미 패턴의 슬릿들의 최적 설계와 방사체 영역과의 개방 영역을 통해 투명 안테나에서 안테나 성능 열화 없이 시인성을 향상할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 광대역에서 동작하면서도 급전 손실을 감소시키고 안테나 효율을 향상시킬 수 있는 투명 소재의 광대역 안테나 구조를 차량 유리 또는 전자 기기의 디스플레이 영역을 통해 제공할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 안테나 성능 변화와 안테나 영역과 주변 영역 간 투명도 차이를 최소화하면서, 4G 및 5G 주파수 대역에서 무선 통신이 가능한 투명 안테나 구조를 제공할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 안테나 성능 변화와 안테나 영역과 주변 영역 간 투명도 차이를 최소화하면서, 밀리미터파 주파수 대역에서 무선 통신이 가능한 투명 안테나 구조를 제공할 수 있다.
본 명세서의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 명세서의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 명세서의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
전술한 본 명세서와 관련하여, 투명 안테나를 포함하는 안테나 어셈블리 및 이를 제어하는 차량의 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 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

Claims (23)

  1. 안테나 어셈블리에 있어서,
    유전체 기판;
    상기 유전체 기판의 일 측면상의 도전 패턴들을 포함하고 무선 신호를 방사하도록 구성된 제1 영역; 및
    그라운드 도전 패턴 및 급전 패턴을 포함하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 도전 패턴들은,
    제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제1 도전 패턴 - 상기 제1 부분은 상기 제2 부분과 수직(perpendicular)하고, 상기 제2 부분은 상기 급전 패턴과 전기적으로 연결됨;
    상기 그라운드 도전 패턴의 제1 부분과 전기적으로 연결된 제2 도전 패턴; 및
    상기 그라운드 도전 패턴의 제2 부분과 전기적으로 연결된 제3 도전 패턴을 포함하고,
    상기 제2 도전 패턴의 크기는 상기 제3 도전 패턴의 크기보다 더 작고,
    상기 제2 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분 사이에 배치되고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분을 기준으로 반대 측에 배치되는, 안테나 어셈블리.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴 및 상기 제3 도전 패턴은 제1 주파수 대역에서 다이폴 안테나 모드로 동작하고,
    상기 제1 도전 패턴 및 상기 제3 도전 패턴은 비대칭 구조(asymmetrical structure)를 갖는, 안테나 어셈블리.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴은 제2 주파수 대역에서 모노폴 안테나 모드로 동작하고,
    상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 도전 패턴은 제3 주파수 대역에서 동작하고,
    상기 제3 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제1 경계 측은 제1 계단 구조를 갖고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제2 경계 측은 제2 계단 구조를 갖고, 상기 제2 계단 구조는 상기 제1 계단 구조와 상이한 형상이고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제3 경계 측은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 제1 단부와 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 경계 제2 측의 제1 단부 사이에 배치되고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제4 경계 측은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 제2 단부와 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제2 경계 측의 제2 단부 사이에 배치되는, 안테나 어셈블리.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 일부는 상기 제2 도전 패턴의 제1 경계 측과 마주보고,
    상기 제2 도전 패턴의 제1 경계 측의 일부는 상기 제2 도전 패턴의 제2 경계 측과 마주보는, 안테나 어셈블리.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 도전 패턴의 제1 경계 측은 제3 계단 구조를 갖고,
    상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제1 단부는 상기 그라운드 도전 패턴의 상기 제2 부분과 연결되고,
    상기 제3 도전 패턴의 제2 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 반대 측에 배치되고,
    상기 제3 도전 패턴의 제3 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제1 단부와 상기 제3 도전 패턴의 상기 제2 경계 측의 제1 단부 사이에 배치되고,
    상기 제4 도전 패턴의 제4 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제2 단부와 상기 제3 도전 패턴의 상기 제2 경계 측의 제2 단부 사이에 배치되고,
    상기 제3 도전 패턴의 상기 제3 경계 측은 상기 제4 도전 패턴의 상기 제4 경계 측의 반대 측에 배치되고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분의 일부는 상기 제3 도전 패턴의 상기 제4 경계 측과 마주보는, 안테나 어셈블리.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 도전 패턴의 상기 제3 경계 측의 길이와 상기 제1 도전 패턴의 상기 제3 경계 측의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 영역의 상기 제1 부분은 제1 슬롯을 포함하고,
    상기 제1 슬롯의 길이는 λ/2 내지 λ 내에 있고,
    상기 제1 슬롯의 개방 영역(opened region)은 상기 급전 패턴과 마주보는, 안테나 어셈블리.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 영역의 상기 제2 부분은 제2 슬롯을 포함하고,
    상기 제2 슬롯의 길이는 λ/2 내지 λ 내에 있고,
    상기 제2 슬롯의 개방 영역은 상기 제1 영역과 마주보는, 안테나 어셈블리.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴, 상기 제2 도전 패턴, 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 유전체 기판상에서 복수의 개방 영역을 갖는 메탈 메쉬 형상으로 형성되고,
    상기 제1 도전 패턴, 상기 제2 도전 패턴, 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 유전체 기판상에서 Coplanar Waveguide (CPW) 구조인 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나 어셈블리는 상기 유전체 기판상의 상기 제1 영역의 외측 부분(outside portion)에 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들을 포함하고,
    상기 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들은 상기 급전 패턴 및 상기 그라운드 도전 패턴과 연결되지 않고,
    상기 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들은 상호 간에 분리(separate)되는, 안테나 어셈블리.
  13. 안테나 어셈블리에 있어서,
    제1 유전체 기판;
    상기 제1 유전체 기판의 일 측면상의 도전 패턴들을 포함하고 무선 신호를 방사하도록 구성된 제1 영역;
    제2 유전체 기판;
    상기 제2 유전체 기판의 일 측면 상의 그라운드 도전 패턴 및 급전 패턴을 포함하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 도전 패턴들은,
    제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제1 도전 패턴 - 상기 제1 부분은 상기 제2 부분과 수직(perpendicular)하고, 상기 제2 부분은 상기 급전 패턴과 전기적으로 연결됨;
    상기 그라운드 도전 패턴의 제1 부분과 전기적으로 연결된 제2 도전 패턴; 및
    상기 그라운드 도전 패턴의 제2 부분과 전기적으로 연결된 제3 도전 패턴을 포함하고,
    상기 제2 도전 패턴의 크기는 상기 제3 도전 패턴의 크기보다 더 작고,
    상기 제2 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분 사이에 배치되고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분을 기준으로 반대 측에 배치되는, 안테나 어셈블리.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴 및 상기 제3 도전 패턴은 제1 주파수 대역에서 다이폴 안테나 모드로 동작하고,
    상기 제1 도전 패턴 및 상기 제3 도전 패턴은 비대칭 구조(asymmetrical structure)를 갖는, 안테나 어셈블리.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴은 제2 주파수 대역에서 모노폴 안테나 모드로 동작하고,
    상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 도전 패턴은 제3 주파수 대역에서 동작하고,
    상기 제3 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제1 경계 측은 제1 계단 구조를 갖고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제2 경계 측은 제2 계단 구조를 갖고, 상기 제2 계단 구조는 상기 제1 계단 구조와 상이한 형상이고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제3 경계 측은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 제1 단부와 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 경계 제2 측의 제1 단부 사이에 배치되고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 제4 경계 측은 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 제2 단부와 상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제2 경계 측의 제2 단부 사이에 배치되는, 안테나 어셈블리.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제1 부분의 상기 제1 경계 측의 일부는 상기 제2 도전 패턴의 제1 경계 측과 마주보고,
    상기 제2 도전 패턴의 제1 경계 측의 일부는 상기 제2 도전 패턴의 제2 경계 측과 마주보는, 안테나 어셈블리.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제3 도전 패턴의 제1 경계 측은 제3 계단 구조를 갖고,
    상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제1 단부는 상기 그라운드 도전 패턴의 상기 제2 부분과 연결되고,
    상기 제3 도전 패턴의 제2 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 반대 측에 배치되고,
    상기 제3 도전 패턴의 제3 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제1 단부와 상기 제3 도전 패턴의 상기 제2 경계 측의 제1 단부 사이에 배치되고,
    상기 제4 도전 패턴의 제4 경계 측은 상기 제3 도전 패턴의 상기 제1 경계 측의 제2 단부와 상기 제3 도전 패턴의 상기 제2 경계 측의 제2 단부 사이에 배치되고,
    상기 제3 도전 패턴의 상기 제3 경계 측은 상기 제4 도전 패턴의 상기 제4 경계 측의 반대 측에 배치되고,
    상기 제1 도전 패턴의 상기 제2 부분의 일부는 상기 제3 도전 패턴의 상기 제4 경계 측과 마주보는, 안테나 어셈블리.
  20. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 영역의 상기 제1 부분은 제1 슬롯을 포함하고,
    상기 제1 슬롯의 길이는 λ/2 내지 λ 내에 있고,
    상기 제1 슬롯의 개방 영역(opened region)은 상기 급전 패턴과 마주보는, 안테나 어셈블리.
  21. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 영역의 상기 제2 부분은 제2 슬롯을 포함하고,
    상기 제2 슬롯의 길이는 λ/2 내지 λ 내에 있고,
    상기 제2 슬롯의 개방 영역은 상기 제1 영역과 마주보는, 안테나 어셈블리.
  22. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴, 상기 제2 도전 패턴, 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 유전체 기판상에서 복수의 개방 영역을 갖는 메탈 메쉬 형상으로 형성되고,
    상기 제1 도전 패턴, 상기 제2 도전 패턴, 및 상기 제3 도전 패턴은 상기 유전체 기판상에서 Coplanar Waveguide (CPW) 구조인 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
  23. 제13 항에 있어서,
    상기 안테나 어셈블리는 상기 유전체 기판상의 상기 제1 영역의 외측 부분(outside portion)에 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들을 포함하고,
    상기 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들은 상기 급전 패턴 및 상기 그라운드 도전 패턴과 연결되지 않고,
    상기 복수의 더미 메쉬 격자 패턴들은 상호 간에 분리(separate)되는, 안테나 어셈블리.
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