WO2024090603A1 - 안테나 및 차량 - Google Patents

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WO2024090603A1
WO2024090603A1 PCT/KR2022/016449 KR2022016449W WO2024090603A1 WO 2024090603 A1 WO2024090603 A1 WO 2024090603A1 KR 2022016449 W KR2022016449 W KR 2022016449W WO 2024090603 A1 WO2024090603 A1 WO 2024090603A1
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WO
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antenna
vehicle
radiating
unit
feed line
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/016449
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English (en)
French (fr)
Inventor
김동진
정강재
유종원
김성진
김정욱
Original Assignee
엘지전자 주식회사
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사, 한국과학기술원 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to PCT/KR2022/016449 priority Critical patent/WO2024090603A1/ko
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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
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching

Definitions

  • Embodiments relate to antennas and/or vehicles. For example, embodiments apply to a vehicle broadband antenna and/or a vehicle including the same.
  • 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 of blocking radio waves. 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 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.
  • the antenna layer on which the antenna pattern is disposed and the ground layer on which the ground pattern is disposed may be disposed on different planes.
  • the thickness between the antenna layer and the ground layer needs to be increased.
  • antenna modules deployed in vehicles are required to maintain high antenna performance even in low bands (LowBand, LB) of 1 GHz or less among all 4G/5G communication bands.
  • LowBand, LB low bands
  • Embodiments aim to provide an antenna and a vehicle including the antenna to solve the above-described problems.
  • Embodiments aim to provide an antenna and/or a vehicle including the antenna that presents a structure for optimally arranging a plurality of antenna elements within a limited space of the vehicle glass.
  • Embodiments aim to provide an antenna with a minimized size of the antenna module and/or a vehicle including the antenna.
  • Embodiments aim to provide an antenna in which an antenna module disposed in the vehicle is implemented in all bands and/or a vehicle including an antenna.
  • the purpose of the embodiments is to provide an antenna and/or a vehicle including the antenna that outputs a certain level of performance or higher despite loss due to a transparent material or glass material when the antenna is placed on a vehicle window.
  • a substrate including a square shape including first to fourth corners; a radiating unit disposed on a substrate and including a first radiating unit and a second radiating unit that radiates a wireless signal; A first feed line for applying a wireless signal to the first radiating unit; a second feed line that applies a wireless signal to the second radiating unit, and the extension lines of the first feed line intersect each other perpendicularly; and a ground portion disposed on the substrate and spaced apart from the radiating portion, wherein at least a portion of the boundary area includes a step shape.
  • the ground portion is disposed along a diagonal line from the first edge to the third edge, is located between the first radiating portion and the second radiating portion, and is configured to perform impedance matching of the first radiating portion and the second radiating portion.
  • chapter; Provides an antenna including.
  • the substrate includes a square shape including first to fourth corners, and the antenna has a symmetrical structure with respect to a diagonal line from the first corner toward the third corner opposite the first corner. Provides an antenna formed of a structure.
  • the boundary area of the shared ground portion includes a first point, a second point and a third point formed along one side located on the side facing the first radiator, where the first point is further than the second point. closer to the first edge, and the second point is closer to the first edge than the third point-, the first distance being the vertical distance from the first point to the first radial, the vertical distance from the second point to the first radial and the second distance is shorter than the third distance, which is the vertical distance from the third point to the first radiator.
  • the ground unit includes: a first ground unit located adjacent to the first radiating unit and performing impedance matching of the first radiating unit; and a second ground unit located adjacent to the second radiating unit and performing impedance matching of the second radiating unit; Provides an antenna.
  • the radiating portion may include one or more protrusions in the border area; Provides an antenna including.
  • the first feed line includes a first connection line connected to the first radiating portion
  • the second feed line includes a second connection line connected to the second radiating portion
  • the first radiating unit is formed in an asymmetric structure based on the extension of the first connection line
  • the second radiating unit is formed in an asymmetric structure based on the extension of the second connection line.
  • each of the first feed line and the second feed line provides an antenna whose length is less than or equal to a preset length.
  • glass constituting a window; and an antenna formed on the glass; It includes, and the antenna includes: a substrate including a rectangular shape including first to fourth corners; a radiating unit disposed on a substrate and including a first radiating unit and a second radiating unit that radiates a wireless signal; a first feed line that applies a wireless signal to the first radiating unit; a second feed line that applies a wireless signal to the second radiating unit, and the extension line of the first feed line intersects each other perpendicularly; and a ground portion disposed on the substrate and spaced apart from the radiating portion, wherein at least a portion of the boundary area includes a step shape.
  • the ground portion is disposed along a diagonal line from the first edge to the third edge, is located between the first radiating portion and the second radiating portion, and is a shared ground that performs impedance matching of the first radiating portion and the second radiating portion.
  • the vehicle includes a frame supporting the glass; It further includes, and at least one side of the antenna is arranged to be spaced apart from the frame by a preset distance.
  • Embodiments may present antennas and/or vehicles including antennas with high performance.
  • Embodiments minimize the size of the antenna module so that the antenna module can be placed within a limited area of the vehicle window.
  • Embodiments can maintain high antenna performance not only in a wide band but also in a low band.
  • Embodiments may provide an antenna with improved radiation efficiency.
  • Embodiments may provide an antenna with improved radiation efficiency bandwidth.
  • Embodiments may provide an antenna with improved impedance bandwidth.
  • FIG. 1 is a diagram showing the exterior of a vehicle according to embodiments.
  • Figure 2 is a view of a vehicle according to embodiments viewed from various external angles.
  • 3 and 4 are diagrams showing the interior of a vehicle according to embodiments.
  • Figure 7 is a block diagram referenced for explaining a vehicle according to embodiments.
  • FIGS. 8A to 8C illustrate a structure in which an antenna can be mounted within a vehicle in a vehicle including an antenna according to embodiments.
  • FIG. 9A is a diagram schematically showing the glass of a vehicle to which an antenna according to embodiments is deployed
  • FIG. 9B is a view showing a quarter corresponding to a portion of the door area in different vehicles to which antennas according to embodiments are applied. This is a drawing schematically showing the location and shape of the glass.
  • Figure 10 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • Figure 11 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • Figure 12 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 10 and 11.
  • Figure 13 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • Figure 14 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 11 and 13.
  • Figure 15 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • Figure 16 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 13 and 15.
  • Figure 17 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • Figure 18 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 15 and 17.
  • Figure 19 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • Figure 20 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 17 and 19.
  • Figure 21 schematically shows a vehicle including an antenna according to embodiments.
  • Figure 22 schematically shows a structure in which an antenna is provided in a vehicle according to embodiments.
  • FIG. 23 is a graph showing the technical effect for the preset distance described in FIG. 22.
  • a vehicle described in this specification is a device that is driven for the purpose of transporting people or cargo and operates using power.
  • Vehicles include, for example, cars and motorcycles. Below, description of vehicles will focus on automobiles. Vehicles include all internal combustion engine vehicles having an engine as a power source, hybrid vehicles having an engine and an electric motor as a power source, and electric vehicles having an electric motor as a power source.
  • a vehicle includes one or more windows.
  • Windows include transparent glass, for example glass.
  • the antenna described in this specification can be applied to a window provided in a vehicle.
  • the use of the antenna according to the embodiments is not limited thereto.
  • Antennas according to embodiments can be applied to all objects that communicate with the outside by efficiently utilizing limited space, such as glass provided in a vehicle.
  • the antenna according to the embodiments can be applied to any object that is required to be implemented on a transparent material, such as glass provided in a vehicle.
  • the antenna is a wireless communication device for transmitting and receiving data with the outside world.
  • an antenna is a device that sends or receives radio waves (electromagnetic waves) into space for efficient communication.
  • V2X communication refers to V2V (Vehicle-to-Vehicle), which refers to communication between vehicles, V2I (Vehicle to Infrastructure), which refers to communication between vehicles and eNB or RSU (Road Side Unit), and vehicles and individuals. It includes communication between vehicles and all entities, such as V2P (Vehicle-to-Pedestrian) and V2N (vehicle-to-network), which refers to communication between terminals carried by pedestrians, cyclists, vehicle drivers, or passengers.
  • V2V Vehicle-to-Vehicle
  • V2I Vehicle to Infrastructure
  • eNB or RSU Raad Side Unit
  • V2P Vehicle-to-Pedestrian
  • V2N vehicle-to-network
  • V2X communication may represent the same meaning as V2X sidelink or NR V2X, or may represent a broader meaning including V2X sidelink or NR V2X.
  • V2X communication is, for example, forward collision warning, automatic parking system, cooperative adaptive cruise control (CACC), loss of control warning, traffic queue warning, safety warning for vulnerable traffic, emergency vehicle alarm, and when driving on curved roads. It can be applied to various services such as speed warning and traffic flow control.
  • CACC cooperative adaptive cruise control
  • V2X communication may be provided through the PC5 interface and/or the Uu interface.
  • specific network entities may exist to support communication between the vehicle and all entities.
  • the network entity may be a base station (eNB), a road side unit (RSU), a terminal, or an application server (eg, a traffic safety server).
  • terminals performing V2X communication include not only general handheld terminals (handheld UE), but also vehicle terminals (V-UE (Vehicle UE)), pedestrian terminals (pedestrian UE), base station type (eNB type) RSUs, or terminals. It may refer to a UE type RSU, a robot equipped with a communication module, etc.
  • V2X communication may be performed directly between terminals, or may be performed through the network entity(s).
  • V2X operation modes can be divided depending on how V2X communication is performed.
  • RSU Road Side Unit
  • eNB-type RSU eNB-type RSU
  • UE-type RSU UE-type RSU
  • V2I Service is a type of V2X service, where one side is a vehicle and the other side is an entity belonging to infrastructure.
  • V2P Service is also a V2X service type, where one side is a vehicle and the other side is a device carried by an individual (e.g., a portable terminal carried by a pedestrian, cyclist, driver, or passenger).
  • V2X Service is a 3GPP communication service type that involves a transmitting or receiving device in a vehicle. Depending on the party participating in the communication, it can be further divided into V2V service, V2I service, and V2P service.
  • a V2X enabled UE is a UE that supports V2X services.
  • V2V Service is a type of V2X service, where both sides of the communication are vehicles.
  • the V2V communication range is the direct communication range between two vehicles participating in the V2V service.
  • V2X applications called vehicle-to-everything (V2X), include (1) vehicle-to-vehicle (V2V), (2) vehicle-to-infrastructure (V2I), (3) vehicle-to-network (V2N), (4) )
  • V2P vehicle-to-pedestrian
  • all four types of V2X applications can use “co-operative awareness” to provide more intelligent services for end users. This allows entities such as vehicles, roadside infrastructure, application servers, and pedestrians to process and share knowledge of their local environment to provide more intelligent information, such as cooperative collision warning or autonomous driving. This means that information (or information received from sensor equipment) can be collected.
  • Vehicle platooning allows vehicles to dynamically form a platoon that moves together. All vehicles in a platoon obtain information from the lead vehicle to manage this platoon. This information allows the vehicles to drive more harmoniously than normal, going in the same direction and traveling together.
  • Extended sensors are raw or processed video images collected through local sensors or live video images from vehicles, road site units, pedestrian devices, and V2X application servers. Allows data to be exchanged. Vehicles can become more aware of their environment beyond what their own sensors can detect, providing a broader and holistic view of local conditions. High data transfer rate is one of its main features.
  • Each vehicle and/or RSU shares self-awareness data from local sensors with nearby vehicles, allowing the vehicles to synchronize and coordinate their trajectories or maneuvers. Each vehicle shares its driving intentions with the vehicle driving nearby.
  • Remote driving allows a remote driver or V2X application to drive a remote vehicle on their own or for passengers who cannot drive in a remote vehicle in a hazardous environment.
  • driving based on cloud computing can be used. High reliability and low latency are key requirements.
  • Figure 2b shows a standalone scenario supporting V2X SL communication and an MR-DC scenario supporting V2X SL communication.
  • gNB provides control/configuration for the UE's V2X communication in both LTE SL and NR SL.
  • ng-eNB provides control/configuration for the UE's V2X communication in both LTE SL and NR SL.
  • the eNB provides control/configuration for the UE's V2X communication in both LTE SL and NR SL.
  • the terminal's V2X communication in LTE SL and NR SL is controlled/configurated by Uu while the terminal is set to EN-DC.
  • the UE's V2X communication in LTE SL and NR SL is controlled/configurated by Uu while the UE is configured in NE-DC.
  • the terminal's V2X communication in LTE SL and NR SL is controlled/configurated by Uu while the terminal is set to NGEN-DC.
  • V2X communication refers to V2V (Vehicle-to-Vehicle), which refers to communication between vehicles, V2I (Vehicle to Infrastructure), which refers to communication between vehicles and eNB or RSU (Road Side Unit), and vehicles and individuals. It includes communication between vehicles and all entities, such as V2P (Vehicle-to-Pedestrian) and V2N (vehicle-to-network), which refers to communication between terminals carried by pedestrians, cyclists, vehicle drivers, or passengers.
  • V2V Vehicle-to-Vehicle
  • V2I Vehicle to Infrastructure
  • eNB or RSU Raad Side Unit
  • V2P Vehicle-to-Pedestrian
  • V2N vehicle-to-network
  • V2X communication may represent the same meaning as V2X sidelink or NR V2X, or may represent a broader meaning including V2X sidelink or NR V2X.
  • V2X communication is, for example, forward collision warning, automatic parking system, cooperative adaptive cruise control (CACC), loss of control warning, traffic queue warning, safety warning for vulnerable traffic, emergency vehicle alarm, and when driving on curved roads. It can be applied to various services such as speed warning and traffic flow control.
  • CACC cooperative adaptive cruise control
  • V2X communication may be provided through the PC5 interface and/or the Uu interface.
  • specific network entities may exist to support communication between the vehicle and all entities.
  • the network entity may be a base station (eNB), a road side unit (RSU), a terminal, or an application server (eg, a traffic safety server).
  • terminals performing V2X communication include not only general handheld terminals (handheld UE), but also vehicle terminals (V-UE (Vehicle UE)), pedestrian terminals (pedestrian UE), base station type (eNB type) RSUs, or terminals. It may refer to a UE type RSU, a robot equipped with a communication module, etc.
  • V2X communication may be performed directly between terminals, or may be performed through the network entity(s).
  • V2X operation modes can be divided depending on how V2X communication is performed.
  • RSU Road Side Unit
  • eNB-type RSU eNB-type RSU
  • UE-type RSU UE-type RSU
  • V2I Service is a type of V2X service, where one side is a vehicle and the other side is an entity belonging to infrastructure.
  • V2P Service is also a V2X service type, where one side is a vehicle and the other side is a device carried by an individual (e.g., a portable terminal carried by a pedestrian, cyclist, driver, or passenger).
  • V2X Service is a 3GPP communication service type that involves a transmitting or receiving device in a vehicle. Depending on the party participating in the communication, it can be further divided into V2V service, V2I service, and V2P service.
  • a V2X enabled UE is a UE that supports V2X services.
  • V2V Service is a type of V2X service, where both sides of the communication are vehicles.
  • the V2V communication range is the direct communication range between two vehicles participating in the V2V service.
  • V2X applications called vehicle-to-everything (V2X), include (1) vehicle-to-vehicle (V2V), (2) vehicle-to-infrastructure (V2I), (3) vehicle-to-network (V2N), (4) )
  • V2P vehicle-to-pedestrian
  • all four types of V2X applications can use “co-operative awareness” to provide more intelligent services for end users. This allows entities such as vehicles, roadside infrastructure, application servers and pedestrians to process and share knowledge of their local environment to provide more intelligent information, such as cooperative collision warning or autonomous driving. This means that information (or information received from sensor equipment) can be collected.
  • Vehicle platooning allows vehicles to dynamically form a platoon that moves together. All vehicles in a platoon obtain information from the lead vehicle to manage this platoon. This information allows the vehicles to drive more harmoniously than normal, going in the same direction and traveling together.
  • Extended sensors are raw or processed video images collected through local sensors or live video images from vehicles, road site units, pedestrian devices, and V2X application servers. Allows data to be exchanged. Vehicles can become more aware of their environment beyond what their own sensors can detect, providing a broader and holistic view of local conditions. High data transfer rate is one of its main features.
  • Each vehicle and/or RSU shares self-awareness data from local sensors with nearby vehicles, allowing the vehicles to synchronize and coordinate their trajectories or maneuvers. Each vehicle shares its driving intentions with the vehicle driving nearby.
  • Remote driving allows a remote driver or V2X application to drive a remote vehicle on their own or for passengers who cannot drive in a remote vehicle in a hazardous environment.
  • driving based on cloud computing can be used. High reliability and low latency are key requirements.
  • Figure 2b shows a standalone scenario supporting V2X SL communication and an MR-DC scenario supporting V2X SL communication.
  • gNB provides control/configuration for the UE's V2X communication in both LTE SL and NR SL.
  • ng-eNB provides control/configuration for the UE's V2X communication in both LTE SL and NR SL.
  • the eNB provides control/configuration for the UE's V2X communication in both LTE SL and NR SL.
  • the terminal's V2X communication in LTE SL and NR SL is controlled/configurated by Uu while the terminal is set to EN-DC.
  • the UE's V2X communication in LTE SL and NR SL is controlled/configurated by Uu while the UE is configured in NE-DC.
  • the terminal's V2X communication in LTE SL and NR SL is controlled/configurated by Uu while the terminal is set to NGEN-DC.
  • FIG. 1 is a diagram showing the exterior of a vehicle according to embodiments.
  • Figure 2 is a view of a vehicle according to embodiments viewed from various external angles.
  • 3 and 4 are diagrams showing the interior of a vehicle according to embodiments.
  • Figure 7 is a block diagram referenced for explaining a vehicle according to embodiments.
  • the vehicle 100 may include wheels rotated by a power source and a steering input device 510 for controlling the moving direction of the vehicle 100.
  • Vehicle 100 may be an autonomous vehicle.
  • the vehicle 100 may be switched to autonomous driving mode or manual mode based on user input.
  • the vehicle 100 may be switched from a manual mode to an autonomous driving mode, or from an autonomous driving mode to a manual mode, based on a user input received through the user interface device 200.
  • the vehicle 100 may be switched to autonomous driving mode or manual mode based on driving situation information.
  • Driving situation information may include at least one of object information outside the vehicle, navigation information, and vehicle status information.
  • the vehicle 100 may be switched from manual mode to autonomous driving mode, or from autonomous driving mode to manual mode, based on driving situation information generated by the object detection device 300.
  • the vehicle 100 may be switched from manual mode to autonomous driving mode, or from autonomous driving mode to manual mode, based on driving situation information received through the communication device 400.
  • the vehicle 100 may be switched from manual mode to autonomous driving mode or from autonomous driving mode to manual mode based on information, data, and signals provided from an external device.
  • the autonomous vehicle 100 may be driven based on the driving system 700 .
  • the autonomous vehicle 100 may be driven based on information, data, or signals generated by the driving system 710, the parking system 740, and the parking system 750.
  • the autonomous vehicle 100 may receive user input for driving through the driving control device 500. Based on user input received through the driving control device 500, the vehicle 100 may be driven.
  • the overall length refers to the length from the front to the rear of the vehicle 100
  • the overall width refers to the width of the vehicle 100
  • the overall height refers to the length from the bottom of the wheels to the roof.
  • the overall length direction (L) is the direction that is the standard for measuring the overall length of the vehicle 100
  • the overall width direction (W) is the direction that is the standard for measuring the overall width of the vehicle 100
  • the overall height direction (H) is the direction that is the standard for measuring the overall width of the vehicle 100. It may refer to the direction that serves as the standard for measuring the total height of (100).
  • the vehicle 100 includes a user interface device 200, an object detection device 300, a communication device 400, a driving operation device 500, a vehicle driving device 600, and a navigation system. It may include (700), a navigation system 770, a sensing unit 120, an interface unit 130, a memory 140, a control unit 170, and a power supply unit 190.
  • the vehicle 100 may further include other components in addition to the components described in this specification, or may not include some of the components described.
  • the sensing unit 120 can sense the status of the vehicle.
  • the sensing unit 120 includes a posture sensor (e.g., yaw sensor, roll sensor, pitch sensor), collision sensor, wheel sensor, speed sensor, and inclination sensor.
  • the sensing unit 120 includes vehicle attitude information, vehicle collision information, vehicle direction information, vehicle location information (GPS information), vehicle angle information, vehicle speed information, vehicle acceleration information, vehicle tilt information, vehicle forward/backward information, and battery.
  • vehicle attitude information vehicle collision information, vehicle direction information, vehicle location information (GPS information), vehicle angle information, vehicle speed information, vehicle acceleration information, vehicle tilt information, vehicle forward/backward information, and battery.
  • GPS information vehicle location information
  • vehicle angle information vehicle speed information
  • vehicle acceleration information vehicle acceleration information
  • vehicle tilt information vehicle forward/backward information
  • battery battery.
  • the sensing unit 120 includes an accelerator pedal sensor, a pressure sensor, an engine speed sensor, an air flow sensor (AFS), an intake temperature sensor (ATS), a water temperature sensor (WTS), and a throttle position sensor. (TPS), TDC sensor, crank angle sensor (CAS), etc. may be further included.
  • the sensing unit 120 may generate vehicle state information based on sensing data.
  • Vehicle status information may be information generated based on data detected by various sensors installed inside the vehicle.
  • vehicle status information includes vehicle attitude information, vehicle speed information, vehicle tilt information, vehicle weight information, vehicle direction information, vehicle battery information, vehicle fuel information, vehicle tire pressure information, It may include vehicle steering information, vehicle interior temperature information, vehicle interior humidity information, pedal position information, and vehicle engine temperature information.
  • the interface unit 130 may serve as a passageway for various types of external devices connected to the vehicle 100.
  • the interface unit 130 may have a port that can be connected to a mobile terminal, and can be connected to a mobile terminal through the port. In this case, the interface unit 130 can exchange data with the mobile terminal.
  • the interface unit 130 may serve as a path for supplying electrical energy to a connected mobile terminal.
  • the interface unit 130 may provide electrical energy supplied from the power supply unit 190 to the mobile terminal under the control of the control unit 170.
  • the memory 140 is electrically connected to the control unit 170.
  • the memory 140 can store basic data for the unit, control data for controlling the operation of the unit, and input/output data.
  • the memory 140 may be a variety of storage devices such as ROM, RAM, EPROM, flash drive, hard drive, etc.
  • the memory 140 may store various data for the overall operation of the vehicle 100, such as programs for processing or controlling the control unit 170.
  • the memory 140 may be formed integrally with the control unit 170 or may be implemented as a sub-component of the control unit 170.
  • the control unit 170 may control the overall operation of each unit within the vehicle 100.
  • the control unit 170 may be called an Electronic Control Unit (ECU).
  • ECU Electronic Control Unit
  • the power supply unit 190 may supply power required for the operation of each component under the control of the control unit 170.
  • the power supply unit 190 may receive power from a battery inside the vehicle.
  • processors and control units 170 included in the vehicle 100 include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( It may be implemented using at least one of field programmable gate arrays, processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions.
  • the vehicle drive device 600, the navigation system 700, and the navigation system 770 may have separate processors or may be integrated into the control unit 170.
  • the user interface device 200 is a device for communication between the vehicle 100 and the user.
  • the user interface device 200 may receive user input and provide information generated by the vehicle 100 to the user.
  • the vehicle 100 may implement User Interfaces (UI) or User Experience (UX) through the user interface device 200.
  • UI User Interfaces
  • UX User Experience
  • the user interface device 200 may include an input unit 210, an internal camera 220, a biometric detection unit 230, an output unit 250, and a processor 270. Each component of the user interface device 200 may be structurally and functionally separated from or integrated with the interface unit 130 described above.
  • the user interface device 200 may further include other components in addition to the components described, or may not include some of the components described.
  • the input unit 210 is used to receive information from the user, and the data collected by the input unit 210 can be analyzed by the processor 270 and processed as a user's control command.
  • the input unit 210 may be placed inside the vehicle.
  • the input unit 210 is an area of the steering wheel, an area of the instrument panel, an area of the seat, an area of each pillar, and a door.
  • the input unit 210 may include a voice input unit 211, a gesture input unit 212, a touch input unit 213, and a mechanical input unit 214.
  • the voice input unit 211 can convert the user's voice input into an electrical signal.
  • the converted electrical signal may be provided to the processor 270 or the control unit 170.
  • the voice input unit 211 may include one or more microphones.
  • the gesture input unit 212 can convert the user's gesture input into an electrical signal.
  • the converted electrical signal may be provided to the processor 270 or the control unit 170.
  • the gesture input unit 212 may include at least one of an infrared sensor and an image sensor for detecting a user's gesture input.
  • the gesture input unit 212 may detect a user's 3D gesture input.
  • the gesture input unit 212 may include a light output unit that outputs a plurality of infrared lights or a plurality of image sensors.
  • the gesture input unit 212 may detect the user's 3D gesture input through a time of flight (TOF) method, a structured light method, or a disparity method.
  • TOF time of flight
  • the touch input unit 213 can convert the user's touch input into an electrical signal.
  • the converted electrical signal may be provided to the processor 270 or the control unit 170.
  • the touch input unit 213 may include a touch sensor for detecting a user's touch input.
  • the touch input unit 213 may be formed integrally with the display unit 251 to implement a touch screen.
  • This touch screen can provide both an input interface and an output interface between the vehicle 100 and the user.
  • the mechanical input unit 214 may include at least one of a button, a dome switch, a jog wheel, and a jog switch.
  • the electrical signal generated by the mechanical input unit 214 may be provided to the processor 270 or the control unit 170.
  • the mechanical input unit 214 may be placed on a steering wheel, center fascia, center console, cockpit module, door, etc.
  • the processor 270 initiates the learning mode of the vehicle 100 in response to a user input to at least one of the voice input unit 211, gesture input unit 212, touch input unit 213, and mechanical input unit 214 described above. can do.
  • the vehicle 100 may learn the driving path of the vehicle 100 and learn the surrounding environment.
  • the learning mode will be described in detail in the sections related to the object detection device 300 and the navigation system 700 below.
  • the internal camera 220 can acquire images inside the vehicle.
  • the processor 270 may detect the user's state based on the image inside the vehicle.
  • the processor 270 may obtain the user's gaze information from the image inside the vehicle.
  • the processor 270 may detect a user's gesture from an image inside the vehicle.
  • the biometric detection unit 230 can acquire the user's biometric information.
  • the biometric sensor 230 includes a sensor that can acquire the user's biometric information, and can obtain the user's fingerprint information, heart rate information, etc. using the sensor. Biometric information can be used for user authentication.
  • the output unit 250 is intended to generate output related to vision, hearing, or tactile sensation.
  • the output unit 250 may include at least one of a display unit 251, an audio output unit 252, and a haptic output unit 253.
  • the display unit 251 can display graphic objects corresponding to various information.
  • the display unit 251 includes a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display. It may include at least one of a display, a 3D display, and an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display It may include at least one of a display, a 3D display, and an e-ink display.
  • the display unit 251 and the touch input unit 213 may form a layered structure or be formed as one piece, thereby implementing a touch screen.
  • the display unit 251 may be implemented as a Head Up Display (HUD).
  • HUD Head Up Display
  • the display unit 251 is equipped with a projection module and can output information through an image projected on a windshield or window.
  • the display unit 251 may include a transparent display.
  • the transparent display can be attached to a windshield or window.
  • a transparent display can display a certain screen while having a certain transparency.
  • transparent displays include transparent TFEL (Thin Film Electroluminescent), transparent OLED (Organic Light-Emitting Diode), transparent LCD (Liquid Crystal Display), transparent transparent display, and transparent LED (Light Emitting Diode) display. It may include at least one of: The transparency of a transparent display can be adjusted.
  • the user interface device 200 may include a plurality of display units 251a to 251g.
  • the display unit 251 includes one area of the steering wheel, one area of the instrument panel (251a, 251b, 251e), one area of the seat (251d), one area of each pillar (251f), and one area of the door ( 251g), may be placed in an area of the center console, an area of the headlining, or an area of the sun visor, or may be implemented in an area of the windshield (251c) or an area of the window (251h).
  • the audio output unit 252 converts the electrical signal provided from the processor 270 or the control unit 170 into an audio signal and outputs it. To this end, the sound output unit 252 may include one or more speakers.
  • the haptic output unit 253 generates a tactile output.
  • the haptic output unit 253 may operate to vibrate the steering wheel, seat belt, and seats 110FL, 110FR, 110RL, and 110RR so that the user can perceive the output.
  • the processor 270 may control the overall operation of each unit of the user interface device 200.
  • the user interface device 200 may include a plurality of processors 270 or may not include the processor 270.
  • the user interface device 200 may be operated under the control of the processor 170 or a processor of another device in the vehicle 100.
  • the user interface device 200 may be called a vehicle display device.
  • the user interface device 200 may be operated under the control of the control unit 170.
  • the object detection device 300 is a device for detecting objects located outside the vehicle 100.
  • the object detection device 300 may generate object information based on sensing data.
  • Object information may include information about the presence or absence of an object, location information of the object, distance information between the vehicle 100 and the object, and relative speed information between the vehicle 100 and the object.
  • Objects may be various objects related to the operation of the vehicle 100.
  • the object O is a lane (OB10), another vehicle (OB11), a pedestrian (OB12), a two-wheeled vehicle (OB13), a traffic signal (OB14, OB15), light, a road, a structure, Can include speed bumps, landmarks, animals, etc.
  • Lane OB10 may be a driving lane, a lane next to a driving lane, or a lane in which an oncoming vehicle travels. Lane OB10 may be a concept that includes left and right lines forming a lane.
  • the other vehicle OB11 may be a vehicle running around the vehicle 100 .
  • the other vehicle may be a vehicle located within a predetermined distance from the vehicle 100.
  • the other vehicle OB11 may be a vehicle that precedes or follows the vehicle 100.
  • the pedestrian OB12 may be a person located around the vehicle 100.
  • the pedestrian OB12 may be a person located within a predetermined distance from the vehicle 100.
  • a pedestrian OB12 may be a person located on a sidewalk or roadway.
  • the two-wheeled vehicle OB13 may refer to a vehicle located around the vehicle 100 and moving using two wheels.
  • the two-wheeled vehicle OB13 may be a vehicle with two wheels located within a predetermined distance from the vehicle 100.
  • the two-wheeled vehicle OB13 may be a motorcycle or bicycle located on a sidewalk or roadway.
  • Traffic signals may include traffic lights (OB15), traffic signs (OB14), and symbols or text drawn on the road surface.
  • the light may be light generated from a lamp provided in another vehicle.
  • the light can be the light generated from street lights.
  • the light may be sunlight.
  • a road may include a road surface, a curve, a slope such as uphill or downhill, etc.
  • the structure may be an object located near the road and fixed to the ground.
  • structures may include streetlights, trees, buildings, electric poles, traffic lights, and bridges.
  • Landforms may include mountains, hills, etc.
  • objects can be classified into moving objects and fixed objects.
  • a moving object may be a concept that includes other vehicles and pedestrians.
  • a fixed object may be a concept including a traffic signal, road, or structure.
  • the object detection device 300 may include a camera 310, radar 320, lidar 330, ultrasonic sensor 340, infrared sensor 350, and processor 370. Each component of the object detection device 300 may be structurally and functionally separated from or integrated with the above-described sensing unit 120.
  • the object detection apparatus 300 may further include other components in addition to the components described, or may not include some of the components described.
  • the camera 310 may be located at an appropriate location outside the vehicle to obtain images of the exterior of the vehicle.
  • the camera 310 may be a mono camera, a stereo camera 310a, an Around View Monitoring (AVM) camera 310b, or a 360-degree camera.
  • AVM Around View Monitoring
  • the camera 310 may obtain position information of an object, distance information to the object, or relative speed information to the object using various image processing algorithms.
  • the camera 310 may obtain distance information and relative speed information from the acquired image based on changes in the size of the object over time.
  • the camera 310 may obtain distance information and relative speed information to an object through a pinhole model, road surface profiling, etc.
  • the camera 310 may obtain distance information and relative speed information with an object based on disparity information in the stereo image acquired by the stereo camera 310a.
  • camera 310 may be placed close to the front windshield, inside the vehicle, to obtain an image of the front of the vehicle.
  • the camera 310 may be placed around the front bumper or radiator grill.
  • the camera 310 may be placed close to the rear windshield in the interior of the vehicle to obtain an image of the rear of the vehicle.
  • the camera 310 may be placed around the rear bumper, trunk, or tailgate.
  • the camera 310 may be placed close to at least one of the side windows inside the vehicle to obtain an image of the side of the vehicle.
  • the camera 310 may be placed around a side mirror, fender, or door.
  • the camera 310 may provide the acquired image to the processor 370.
  • Radar 320 may include an electromagnetic wave transmitting unit and a receiving unit.
  • the radar 320 may be implemented as a pulse radar or continuous wave radar based on the principle of transmitting radio waves.
  • the radar 320 may be implemented as a frequency modulated continuous wave (FMCW) method or a frequency shift keying (FSK) method depending on the signal waveform among the continuous wave radar methods.
  • FMCW frequency modulated continuous wave
  • FSK frequency shift keying
  • the radar 320 detects an object using electromagnetic waves based on a Time of Flight (TOF) method or a phase-shift method, and determines the location of the detected object, the distance to the detected object, and the relative speed. can be detected.
  • TOF Time of Flight
  • phase-shift method determines the location of the detected object, the distance to the detected object, and the relative speed. can be detected.
  • Radar 320 may be placed at an appropriate location outside the vehicle to detect objects located in front, behind, or on the sides of the vehicle.
  • LiDAR 330 may include a laser transmitter and a receiver. LiDAR 330 may be implemented in a time of flight (TOF) method or a phase-shift method.
  • TOF time of flight
  • LiDAR 330 may be implemented as a driven or non-driven type.
  • the LIDAR 330 When implemented in a driven manner, the LIDAR 330 is rotated by a motor and can detect objects around the vehicle 100.
  • the LIDAR 330 can detect objects located within a predetermined range based on the vehicle 100 through optical steering.
  • the vehicle 100 may include a plurality of non-driven LIDARs 330.
  • the LIDAR 330 detects an object via laser light based on a time of flight (TOF) method or a phase-shift method, and determines the location of the detected object, the distance to the detected object, and Relative speed can be detected.
  • TOF time of flight
  • phase-shift method determines the location of the detected object, the distance to the detected object, and Relative speed can be detected.
  • Lidar 330 may be placed at an appropriate location outside the vehicle to detect objects located in front, behind, or on the sides of the vehicle.
  • the ultrasonic sensor 340 may include an ultrasonic transmitter and a receiver.
  • the ultrasonic sensor 340 can detect an object based on ultrasonic waves and detect the location of the detected object, the distance to the detected object, and the relative speed.
  • the ultrasonic sensor 340 may be placed at an appropriate location outside the vehicle to detect objects located in front, behind, or on the sides of the vehicle.
  • the infrared sensor 350 may include an infrared transmitter and a receiver.
  • the infrared sensor 340 can detect an object based on infrared light, and detect the location of the detected object, the distance to the detected object, and the relative speed.
  • the infrared sensor 350 may be placed at an appropriate location outside the vehicle to detect objects located in front, behind, or on the sides of the vehicle.
  • the processor 370 may control the overall operation of each unit of the object detection device 300.
  • the processor 370 detects or classifies objects by comparing data sensed by the camera 310, radar 320, lidar 330, ultrasonic sensor 340, and infrared sensor 350 with previously stored data. can do.
  • the processor 370 can detect and track an object based on the acquired image.
  • the processor 370 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed to an object through an image processing algorithm.
  • the processor 370 may obtain distance information and relative speed information from the acquired image based on changes in the size of the object over time.
  • the processor 370 may obtain distance information and relative speed information to an object through a pinhole model, road surface profiling, etc.
  • the processor 370 may obtain distance information and relative speed information with an object based on disparity information in the stereo image acquired from the stereo camera 310a.
  • the processor 370 can detect and track an object based on reflected electromagnetic waves that are transmitted when the electromagnetic waves are reflected by the object and returned.
  • the processor 370 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed to an object, based on electromagnetic waves.
  • the processor 370 may detect and track an object based on reflected laser light that is returned after the transmitted laser is reflected by the object.
  • the processor 370 may perform operations such as calculating the distance to the object and calculating the relative speed to the object, based on the laser light.
  • the processor 370 may detect and track an object based on reflected ultrasonic waves in which the transmitted ultrasonic waves are reflected by the object and returned.
  • the processor 370 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed to an object based on ultrasonic waves.
  • the processor 370 may detect and track an object based on the reflected infrared light that is returned after the transmitted infrared light is reflected by the object.
  • the processor 370 may perform operations such as calculating a distance to an object and calculating a relative speed to an object based on infrared light.
  • the processor 370 operates the camera 310, radar 320, lidar 330, and ultrasonic sensor. Data sensed by 340 and infrared sensor 350 may be stored in memory 140.
  • the object detection device 300 may include a plurality of processors 370 or may not include the processor 370.
  • the camera 310, radar 320, lidar 330, ultrasonic sensor 340, and infrared sensor 350 may each individually include a processor.
  • the object detection device 300 may be operated under the control of the processor or control unit 170 of the device in the vehicle 100.
  • the object detection device 300 may be operated under the control of the control unit 170.
  • 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.
  • RF radio frequency
  • the communication device 400 includes a short-range communication unit 410, a location information unit 420, a V2X communication unit 430, an optical communication unit 440, a broadcast transceiver 450, an Intelligent Transport Systems (ITS) communication unit 460, and a processor. It may include (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 short-range communication unit 410 is a unit for short-range communication.
  • the short-range communication unit 410 includes Bluetooth®, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra-Wideband (UWB), ZigBee, Near Field Communication (NFC), and Wi-Fi ( Short-distance communication can be supported using at least one of (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technologies.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra-Wideband
  • ZigBee ZigBee
  • NFC Near Field Communication
  • Wi-Fi Short-distance communication can be supported using at least one of (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technologies.
  • the short-range communication unit 410 may form a wireless area network and perform short-range communication between the vehicle 100 and at least one external device.
  • the location information unit 420 is a unit for acquiring location information of the vehicle 100.
  • the location information unit 420 may include a Global Positioning System (GPS) module or a Differential Global Positioning System (DGPS) module.
  • GPS Global Positioning System
  • DGPS Differential Global Positioning System
  • the V2X communication unit 430 is a unit for performing wireless communication with a server (V2I: Vehicle to Infra), another vehicle (V2V: Vehicle to Vehicle), or a pedestrian (V2P: Vehicle to Pedestrian).
  • the V2X communication unit 430 may include an RF circuit capable of implementing communication with infrastructure (V2I), communication between vehicles (V2V), and communication with pedestrians (V2P) protocols.
  • the optical communication unit 440 is a unit for communicating with an external device through light.
  • the optical communication unit 440 may include an optical transmitter that converts an electrical signal into an optical signal and transmits it to the outside, and an optical receiver that converts the received optical signal into an electrical signal.
  • the light emitting unit may be formed to be integrated with the lamp included in the vehicle 100.
  • the broadcast transceiver 450 is a unit for receiving a broadcast signal from an external broadcast management server through a broadcast channel or transmitting a broadcast signal to the broadcast management server.
  • Broadcast channels may include satellite channels and terrestrial channels.
  • Broadcast signals may include TV broadcast signals, radio broadcast signals, and data broadcast signals.
  • the ITS communication unit 460 can exchange information, data, or signals with the transportation system.
  • the ITS communication unit 460 can provide the acquired information and data to the transportation system.
  • the ITS communication unit 460 may receive information, data, or signals from the transportation system.
  • the ITS communication unit 460 may receive road traffic information from the traffic system and provide it to the control unit 170.
  • the ITS communication unit 460 may receive a control signal from the transportation system and provide it to the control unit 170 or a processor provided inside the vehicle 100.
  • the processor 470 may control the overall operation of each unit of the communication device 400.
  • the communication device 400 may include a plurality of processors 470 or may not include the processor 470.
  • the communication device 400 may be operated under the control of the processor 170 or a processor of another device in the vehicle 100.
  • the communication device 400 may implement a vehicle display device together with the user interface device 200.
  • the vehicle display device may be called a telematics device or an AVN (Audio Video Navigation) device.
  • the communication device 400 may be operated under the control of the control unit 170.
  • the driving control device 500 is a device that receives user input for driving.
  • the vehicle 100 may be driven based on signals provided by the driving control device 500.
  • the driving control device 500 may include a steering input device 510, an acceleration input device 530, and a brake input device 570.
  • the steering input device 510 may receive an input of the direction of travel of the vehicle 100 from the user.
  • the steering input device 510 is preferably formed in a wheel shape to enable steering input by rotation.
  • the steering input device may be formed in the form of a touch screen, touch pad, or button.
  • the acceleration input device 530 may receive an input for acceleration of the vehicle 100 from the user.
  • the brake input device 570 may receive an input for decelerating the vehicle 100 from the user.
  • the acceleration input device 530 and the brake input device 570 are preferably formed in the form of pedals. Depending on the embodiment, the acceleration input device or brake input device may be formed in the form of a touch screen, touch pad, or button.
  • the driving control device 500 may be operated under the control of the control unit 170.
  • the vehicle driving device 600 is a device that electrically controls the operation of various devices in the vehicle 100.
  • the vehicle driving device 600 may include a power train driving unit 610, a chassis driving unit 620, a door/window driving unit 630, a safety device driving unit 640, a lamp driving unit 650, and an air conditioning driving unit 660. You can.
  • the vehicle driving device 600 may further include other components in addition to the components described, or may not include some of the components described.
  • the vehicle driving device 600 may include a processor. Each unit of the vehicle driving device 600 may individually include a processor.
  • the power train driver 610 can control the operation of the power train device.
  • the power train driving unit 610 may include a power source driving unit 611 and a transmission driving unit 612.
  • the power source driver 611 may control the power source of the vehicle 100.
  • the power source driver 610 may perform electronic control of the engine. Thereby, the output torque of the engine, etc. can be controlled.
  • the power source driving unit 611 can adjust the engine output torque according to the control of the control unit 170.
  • the power source driver 610 may control the motor.
  • the power source driving unit 610 can adjust the rotational speed and torque of the motor according to the control of the control unit 170.
  • the transmission drive unit 612 can control the transmission.
  • the transmission drive unit 612 can adjust the state of the transmission.
  • the transmission drive unit 612 can adjust the state of the transmission to forward (D), reverse (R), neutral (N), or park (P).
  • the transmission drive unit 612 can adjust the gear engagement state in the forward (D) state.
  • the chassis driver 620 can control the operation of the chassis device.
  • the chassis drive unit 620 may include a steering drive unit 621, a brake drive unit 622, and a suspension drive unit 623.
  • the steering drive unit 621 may perform electronic control of the steering apparatus within the vehicle 100.
  • the steering drive unit 621 can change the moving direction of the vehicle.
  • the brake driver 622 may perform electronic control of the brake apparatus within the vehicle 100. For example, the speed of the vehicle 100 can be reduced by controlling the operation of the brakes disposed on the wheels.
  • the brake driver 622 can individually control each of the plurality of brakes.
  • the brake driver 622 can control braking force applied to a plurality of wheels differently.
  • the suspension drive unit 623 may perform electronic control of the suspension apparatus within the vehicle 100. For example, when the road surface is curved, the suspension drive unit 623 may control the suspension device to reduce vibration of the vehicle 100.
  • the suspension driving unit 623 can individually control each of the plurality of suspensions.
  • the door/window driving unit 630 may perform electronic control of the door apparatus or window apparatus within the vehicle 100.
  • the door/window driving unit 630 may include a door driving unit 631 and a window driving unit 632.
  • the door driver 631 can control the door device.
  • the door driver 631 can control the opening and closing of a plurality of doors included in the vehicle 100.
  • the door driver 631 can control the opening or closing of the trunk or tail gate.
  • the door driver 631 can control the opening or closing of the sunroof.
  • the window driver 632 may perform electronic control of a window apparatus. It is possible to control the opening or closing of a plurality of windows included in the vehicle 100.
  • the safety device driver 640 may perform electronic control of various safety apparatuses in the vehicle 100.
  • the safety device driver 640 may include an airbag driver 641, a seat belt driver 642, and a pedestrian protection device driver 643.
  • the airbag driving unit 641 may perform electronic control of the airbag apparatus within the vehicle 100.
  • the airbag driving unit 641 may control the airbag to be deployed when danger is detected.
  • the seat belt drive unit 642 may perform electronic control of the seat belt apparatus within the vehicle 100. For example, when danger is detected, the seat belt drive unit 642 can control the passenger to be fixed to the seat (110FL, 110FR, 110RL, 110RR) using the seat belt.
  • the pedestrian protection device driving unit 643 may perform electronic control of the hood lift and pedestrian airbag. For example, the pedestrian protection device driving unit 643 may control the hood to lift up and the pedestrian airbag to deploy when a collision with a pedestrian is detected.
  • the lamp driver 650 may perform electronic control of various lamp apparatuses in the vehicle 100.
  • the air conditioning driver 660 may perform electronic control of the air conditioner in the vehicle 100. For example, when the temperature inside the vehicle is high, the air conditioning driver 660 can control the air conditioning device to operate so that cold air is supplied into the vehicle interior.
  • the vehicle driving device 600 may include a processor. Each unit of the vehicle driving device 600 may individually include a processor.
  • the vehicle driving device 600 may be operated under the control of the control unit 170.
  • the operation system 700 is a system that controls various operations of the vehicle 100.
  • the navigation system 700 may be operated in autonomous driving mode.
  • the driving system 700 may include a driving system 710, a parking system 740, and a parking system 750.
  • the navigation system 700 may further include other components in addition to the components described, or may not include some of the components described.
  • the navigation system 700 may include a processor. Each unit of the navigation system 700 may individually include a processor.
  • the driving system 700 can control driving in an autonomous driving mode based on learning.
  • a learning mode and an operation mode assuming that learning is completed may be performed. How the processor of the navigation system 700 performs the learning mode and operating mode will be described below.
  • Learning mode can be performed in the manual mode described above.
  • the processor of the navigation system 700 may learn the driving path of the vehicle 100 and learn the surrounding environment.
  • Driving path learning may include generating map data about the driving path of the vehicle 100.
  • the processor of the navigation system 700 may generate map data based on information detected through the object detection device 300 while the vehicle 100 drives from the origin to the destination.
  • Learning the surrounding environment may include storing and analyzing information about the surrounding environment of the vehicle 100 during the driving process and parking process of the vehicle 100.
  • the processor of the navigation system 700 detects information detected through the object detection device 300 during the parking process of the vehicle 100, such as location information, size information, and fixed (or non-fixed) parking space information.
  • Information about the surrounding environment of the vehicle 100 can be stored and analyzed based on information such as obstacle information.
  • the operation mode may be performed in the previously described autonomous driving mode.
  • the operation mode will be explained on the premise that learning the driving route or learning the surrounding environment has been completed through the learning mode.
  • the operation mode may be performed in response to a user input through the input unit 210, or may be performed automatically when the vehicle 100 reaches a driving path and parking space for which learning has been completed.
  • the operating mode is a semi-autonomous operating mode that requires some user operation of the driving operation device 500 and a fully autonomous operating mode that does not require any user operation of the driving operation device 500. It may include a fully autonomous operating mode.
  • the processor of the driving system 700 may control the driving system 710 in the operation mode to drive the vehicle 100 along the learned driving path.
  • the processor of the driving system 700 may control the parking system 740 in the operation mode to remove the parked vehicle 100 from a parking space for which learning has been completed.
  • the processor of the navigation system 700 may control the parking system 750 in an operation mode to park the vehicle 100 from the current location to a parking space for which learning has been completed. Meanwhile, depending on the embodiment, when the navigation system 700 is implemented in software, it may be a sub-concept of the control unit 170.
  • the navigation system 700 includes a user interface device 270, an object detection device 300 and a communication device 400, a driving operation device 500, a vehicle driving device 600, and a navigation system. It may be a concept that includes at least one of (770), the sensing unit 120, and the control unit 170.
  • the driving system 710 can drive the vehicle 100.
  • the driving system 710 may receive navigation information from the navigation system 770 and provide a control signal to the vehicle driving device 600 to drive the vehicle 100.
  • the driving system 710 may receive object information from the object detection device 300 and provide a control signal to the vehicle driving device 600 to drive the vehicle 100.
  • the driving system 710 may receive a signal from an external device through the communication device 400 and provide a control signal to the vehicle driving device 600 to drive the vehicle 100.
  • the driving system 710 includes a user interface device 270, an object detection device 300 and a communication device 400, a driving operation device 500, a vehicle driving device 600, a navigation system 770, and a sensing unit ( It may be a system concept that includes at least one of the 120 and the control unit 170 to drive the vehicle 100.
  • This driving system 710 may be called a vehicle driving control device.
  • the parking system 740 can remove the vehicle 100.
  • the parking system 740 may receive navigation information from the navigation system 770 and provide a control signal to the vehicle driving device 600 to remove the vehicle 100.
  • the parking system 740 may receive object information from the object detection device 300 and provide a control signal to the vehicle driving device 600 to remove the vehicle 100.
  • the parking system 740 may receive a signal from an external device through the communication device 400 and provide a control signal to the vehicle driving device 600 to remove the vehicle 100.
  • the parking system 740 includes a user interface device 270, an object detection device 300 and a communication device 400, a driving operation device 500, a vehicle drive device 600, a navigation system 770, and a sensing unit ( It may be a system concept that includes at least one of the 120 and the control unit 170 to perform unloading of the vehicle 100.
  • This parking system 740 may be called a vehicle parking control device.
  • the parking system 750 can park the vehicle 100.
  • the parking system 750 may receive navigation information from the navigation system 770 and provide a control signal to the vehicle driving device 600 to park the vehicle 100.
  • the parking system 750 may receive object information from the object detection device 300 and provide a control signal to the vehicle driving device 600 to park the vehicle 100.
  • the parking system 750 may park the vehicle 100 by receiving a signal from an external device through the communication device 400 and providing a control signal to the vehicle driving device 600.
  • the parking system 750 includes a user interface device 270, an object detection device 300 and a communication device 400, a driving operation device 500, a vehicle drive device 600, a navigation system 770, and a sensing unit ( It may be a system concept that includes at least one of the 120 and the control unit 170 to perform parking of the vehicle 100.
  • This parking system 9750 may be called a vehicle parking control device.
  • the navigation system 770 may provide navigation information.
  • Navigation information may include at least one of map information, set destination information, route information according to the set destination, information on various objects on the route, lane information, and current location information of the vehicle.
  • the navigation system 770 may include memory and a processor.
  • the memory can store navigation information.
  • the processor may control the operation of the navigation system 770.
  • the navigation system 770 may receive information from an external device through the communication device 400 and update pre-stored information.
  • the navigation system 770 may be classified as a sub-component of the user interface device 200.
  • FIGS. 8A to 8C illustrate a structure in which an antenna can be mounted within a vehicle in a vehicle including an antenna according to embodiments.
  • FIGS. 8A to 8C show a configuration capable of performing wireless communication through the antenna 1000 formed on the vehicle front glass 110.
  • wireless communication can also be performed through an antenna formed on the vehicle side glass.
  • the antenna 1000 may be combined with another antenna.
  • the antenna 1000 may further include a second antenna 1000b.
  • the second antenna 1000b is mounted on or within the roof of the vehicle.
  • the second antenna 1000b is mounted within the roof of the vehicle and the roof frame of the rear mirror.
  • the antenna 1000 can replace the existing shark fin antenna with a non-protruding flat antenna in order to improve the appearance of the vehicle 100 and preserve telematics performance in the event of a collision. there is.
  • the antenna 1000 according to the embodiments proposes an antenna that integrates an LTE antenna and a 5G antenna in consideration of 5th generation (5G) communication in addition to providing existing mobile communication services (LTE).
  • 5G 5th generation
  • the antenna 1000 may be implemented on the front glass 110 of the vehicle and inside the vehicle. Also, for example, the second antenna 1000b is disposed on the roof of the vehicle. As shown in FIG. 8A, the antenna 1000 according to the embodiments further includes a radome 2000a to protect the second antenna 1000b from external shocks in the external environment and when driving the vehicle. do.
  • the rain dome (2000a) is formed to surround the second antenna (1000b).
  • the radome (2000a) may be made of a dielectric material that can transmit radio signals transmitted/received between the second antenna (1000b) and the base station.
  • the antenna 1000 may be implemented on the front glass 110 of the vehicle and/or inside the vehicle.
  • the second antenna 1000b is placed, for example, within the roof structure 2000b of the vehicle.
  • at least a portion of the roof structure 2000b of the vehicle may be non-metal.
  • the roof structure 2000b of the vehicle may be made of a dielectric material so that radio signals transmitted/received between the second antenna 1000b and the base station can be transmitted.
  • the antenna 1000 is implemented on the rear glass 130 of the vehicle and inside the vehicle.
  • the second antenna 1000b is disposed inside the roof frame 2000c of the vehicle.
  • at least a portion of the roof frame 2000c of the vehicle may be non-metal.
  • the roof frame 2000c of the vehicle may be made of a dielectric material so that radio signals transmitted/received between the second antenna 1000b and the base station can be transmitted.
  • a beam pattern by the antenna 1000 may be formed in a direction perpendicular to the front glass 110 or the rear glass 130. Beam coverage may be further formed by a predetermined angle in the horizontal region based on the vehicle body by the second antenna 1000b.
  • the vehicle 100 may be equipped with only an antenna unit (i.e., internal antenna) 1000 corresponding to an internal antenna without an external antenna (e.g., a second antenna 1000b). .
  • an antenna unit i.e., internal antenna
  • an external antenna e.g., a second antenna 1000b
  • the antenna 1000 is applied as an internal antenna to the vehicle 100.
  • FIG. 9A is a diagram schematically showing the glass of a vehicle to which an antenna according to embodiments is deployed
  • FIG. 9B is a view showing a quarter corresponding to a portion of the door area in different vehicles to which antennas according to embodiments are applied. This is a drawing schematically showing the location and shape of the glass.
  • the vehicle 100 includes a front glass 110, a door glass 120, a rear glass 130, and a quarter glass 140. Meanwhile, the vehicle 100 may further include an upper glass 150, which is a window formed on the roof frame 2000c shown in FIG. 8C.
  • the glass constituting the window of the vehicle 100 includes, for example, the front glass 110 disposed in the front area of the vehicle 100, the door glass 120 disposed in the door area of the vehicle 100, and the rear area of the vehicle. It includes a rear glass 130 disposed on. Additionally, the glass may further include quarter glass 140 disposed in a portion of the door area of the vehicle. In addition, the glass may further include an upper glass 150 disposed in the upper area of the vehicle 100 and spaced apart from the rear glass 130.
  • the front glass 110 prevents wind from the front direction from entering the vehicle 100, and is referred to as a front windshield, for example.
  • the front glass 110 is, for example, formed of a two-layer bonded structure with a thickness of about 5.0 to 5.5 mm.
  • the front glass 110 is formed, for example, in a bonded structure of glass/anti-shattering film/glass.
  • the door glass 120 is formed, for example, of a two-layer bonded structure or a single-layer compressed glass.
  • the rear glass 130 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 heat ray and AM/FM antenna and the transparent antenna in the rear glass 130.
  • the quarter glass 140 is, for example, formed of single-layer compressed glass with a thickness of about 3.5 to 4.0 mm, but is not limited thereto.
  • the quarter glass 140a of a vehicle such as an SUV may be formed in a first shape of a first size.
  • the quarter glass 140b of a compact car that has a similar shape to an SUV and is smaller in size may be formed in a first shape of a second size.
  • the second size of the quarter glass 140b of a light vehicle may be smaller than the first size of the quarter glass 140a of a vehicle such as an SUV.
  • the quarter glass 140c of a vehicle such as a sedan may be formed into a second shape of a third size different from the first shape. Meanwhile, the third size of the quarter glass 140c of a vehicle such as a sedan may be smaller than the first size of the quarter glass 140a of a vehicle such as an SUV.
  • the size of the quarter glass 140 varies depending on the type of vehicle, and may be significantly smaller than the sizes of the front glass 110 and the rear glass 130.
  • a small antenna pattern that can fit within the quarter glass 140 must be designed.
  • reducing the antenna size may result in a decrease in radiation efficiency in the low band (LB) and narrow bandwidth.
  • the placement of the transparent antenna can be determined depending on the vehicle glass specifications and TCU location, and there is a difference in the overall performance of the antenna depending on the antenna placement.
  • 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.
  • Figure 10 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • the antenna 1000 transmits and receives data to and from the outside, as described in FIGS. 1 to 9 .
  • the antenna 1000 provides an efficient method for radiating or receiving radio waves for transmitting and receiving data.
  • the antenna 1000 provides an efficient method for radiating or receiving across a full frequency bandwidth including a low-frequency band, a mid-frequency band, and/or a high-frequency band.
  • the full frequency bandwidth includes a wide range of frequencies, for example from 0.5 GHz to 6.5 GHz.
  • the antenna 1000 is, for example, provided on or inside the quarter glass 140 illustrated in FIG. 9 . Therefore, hereinafter, the antenna 1000 that can be applied to a relatively narrow space, such as the quarter glass 140, will be described.
  • the object to which the antenna 1000 is applied is not limited to the quarter glass 140, and the antenna 1000 is applied to all objects that require an antenna for data transmission and reception.
  • the antenna 1000 is provided where a transparent antenna is required, such as the quarter glass 140.
  • the antenna 1000 is provided on a window (windshield) provided in the vehicle 100.
  • the antenna 1000 includes a substrate 1100, a radiating part (e.g., 1210, 1220), a feed line (e.g., 1310, 1320), and a ground part (e.g., 1410). , 1420, 1430).
  • the substrate 1100 is, for example, a dielectric substrate.
  • the substrate 1100 provides a space in which, for example, conductive, non-conductive and/or semiconductive patterns are printed.
  • the conductive, non-conductive and/or semiconductive pattern is, for example, a radiating part (e.g., 1210, 1220), a feeding line (e.g., 1310, 1320), and/or a grounding part (e.g., 1410 , 1420, 1430).
  • Conductive, non-conductive and/or semiconductive patterns printed on the substrate 1100 are provided on a single plane of the substrate 1100.
  • Radiating units eg, 1210 and 1220 are disposed on the substrate 1100 and radiate wireless signals. Accordingly, the radiation part may be referred to as a radiator part, for example.
  • the radiating part (eg, 1210, 1220) is electrically connected to the feed line (eg, 1310, 1320).
  • the radiation section includes, for example, a first radiation section 1210 and a second radiation section 1220.
  • this specification describes the case where the antenna 1000 includes two radiating units as an example.
  • the antenna 1000 may include one or more radiating units, for example, may include four radiating units.
  • the first radiating part 1210 is electrically connected to the first feed line 1310, which will be described later.
  • the first radiating unit 1210 receives a wireless signal from the first feed line 1310.
  • the second radiating unit 1220 is electrically connected to the second feed line 1320, which will be described later.
  • the second radiating unit 1220 receives a wireless signal from the second feed line 1320.
  • Feed lines are disposed on the substrate 1100.
  • the feed line (eg, 1310, 1320) supplies current to the radiating unit (eg, 1310, 1320).
  • the feed lines include, for example, a first feed line 1310 and a second feed line 1320.
  • the feed lines include, for example, a first feed line 1310 and a second feed line 1320.
  • the antenna 1000 may include as many feed lines as the number of radiating units.
  • a represents an extension of the first feed line 1310.
  • b represents an extension of the second feed line 1320.
  • the extension line (a) of the first feed line 1310 and the extension line (b) of the second feed line 1320 are parallel to each other.
  • Ground portions are disposed on the substrate 1100.
  • the ground portion eg, 1410, 1420, 1430
  • the radiating portion eg, 1210, 1220.
  • the ground portion includes a shared ground portion 1430.
  • the shared ground portion 1430 is located between the first radiating portion 1210 and the second radiating portion 1220.
  • the shared ground unit 1430 performs impedance matching of the first radiating unit 1210 and the second radiating unit 1220.
  • the antenna 1000 according to embodiments includes a structure in which the first radiating unit 1210 and the second radiating unit 1220 share at least a portion of the ground portion, thereby enabling efficient use of space.
  • the ground unit may further include a first ground unit 1410 and a second ground unit 1420.
  • the first ground portion 1410 is located adjacent to the first radiating portion 1210.
  • the first ground unit 1410 performs impedance matching of the first radiating unit 1210.
  • the first ground unit 1410 may partially perform impedance matching of the second radiating unit 1220.
  • the second ground portion 1420 is located adjacent to the second radiating portion 1220.
  • the second ground unit 1420 performs impedance matching of the second radiating unit 1220.
  • the second ground unit 1420 may partially perform impedance matching of the first radiating unit 1210.
  • the antenna 1000 according to the embodiments can provide an antenna that operates in a wide band, for example, an antenna made of a transparent material. Additionally, the antenna 1000 according to embodiments can use space relatively efficiently.
  • the extension line (a) of the first feed line 1310 and the extension line (b) of the second feed line 1320 are arranged in parallel, it is difficult to apply to narrower spaces, such as quarter glass, for example. there is a problem. Additionally, there is a problem in that the radiation in the high frequency band caused by the first feed line 1310 occupies the vehicle side. Additionally, as the feed line (eg, 1310, 1320) becomes longer, feed loss occurs due to an increase in the length of the lossy feeder. In this case, radiation efficiency decreases, and for example, there is a problem of low radiation efficiency in low frequency bands.
  • Figure 11 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • the antenna 1000 transmits and receives data to and from the outside, as described in FIGS. 1 to 10 .
  • the antenna 1000 provides an efficient method for radiating or receiving radio waves for transmitting and receiving data.
  • description of the same or similar configuration and/or description as described above will be omitted.
  • the antenna 1000 includes a substrate 1100, a radiating part (e.g., 1210, 1220), a feed line (e.g., 1310, 1320), and a ground part (e.g., 1410, 1420, 1430).
  • the radiating part includes, for example, a first radiating part 1210 and a second radiating part 1220.
  • the feed line includes, for example, a first feed line 1310 and a second feed line 1320.
  • the ground portion includes, for example, a first ground portion 1410, a second ground portion 1420, and a shared ground portion 1430.
  • the substrate 1100 may have a polygonal shape, for example, or a square shape, as shown in FIG. 11 .
  • the substrate 1100 has a square shape.
  • the substrate 1100 has a size of, for example, 90 mm x 90 mm.
  • the substrate 1100 includes two adjacent surfaces.
  • the two sides adjacent to each other include, for example, a first side (A) and a second side (B).
  • the first surface (A) and the second surface (B) are vertically adjacent to each other.
  • the substrate 1100 is a polygon, it includes two or more edges.
  • the substrate 1100 includes four corners M1, M2, M3, and M4. At this time, the first edge (M1), the second edge (M2), the third edge (M3), and the fourth edge (M4) are arranged clockwise.
  • the first feed line 1310 and the second feed line 1320 are arranged adjacent to each other.
  • first feed line 1310 and the second feed line 1320 are arranged on two adjacent surfaces.
  • first feed line 1310 and the second feed line 1320 are arranged in the first side (A) side and the second side (B) side.
  • first feed line 1310 and the second feed line 1320 are disposed on two surfaces having a common adjacent surface.
  • the first feed line 1310 is located at the first edge M1 among the first edge M1 and the fourth edge M4 on the first surface A. ) is placed closer to the Additionally, the second feed line 1320 is disposed closer to the first edge (M2) of the first edge (M1) and the second edge (M2) on the second surface (B). That is, the first feed line 1310 and the second feed line 1320 are arranged close to the first edge M1, and thus are arranged adjacent to each other.
  • a represents an extension of the first feed line 1310.
  • b represents an extension of the second feed line 1320.
  • the extension line (a) of the first feed line 1310 and the extension line (b) of the second feed line 1320 intersect each other. Accordingly, for example, the extension line (a) of the first feed line 1310 and the extension line (b) of the second feed line 1320 intersect each other at a random angle ( ⁇ ).
  • any angle ⁇ is greater than 0° and less than 180°.
  • the arbitrary angle ⁇ is greater than 0° and less than or equal to 90°.
  • the arbitrary angle ⁇ is for example 90°.
  • the first feed line 1310 and the second feed line 1320 are arranged perpendicular to each other.
  • the first feed line 1310 is disposed on the first surface (A) perpendicular to the first surface (A).
  • the second feed line 1320 is disposed on the second surface B, perpendicular to the second surface B.
  • the first feed line 1310 and the second feed line 1320 may be disposed on the same curved surface.
  • the extension line (a) of the first feed line 1310 and the extension line (b) of the second feed line 1320 intersect each other due to the curvature of the curved surface to form an arbitrary angle ( ⁇ ).
  • first feed line 1310 is connected to an external electric wire through the first side (A), for example, to a cable (see FIG. 21) built into the vehicle.
  • second feed line 1320 is connected to an external electric wire through the second side (B), for example, to a cable built into a vehicle (see FIG. 21).
  • first feed line 1310 and the second feed line 1310 are formed on two adjacent surfaces and connected to external electric wires.
  • the substrate 1100 may be formed not in a square shape but in a circular shape, a polygonal shape, or a polygonal shape with a portion of a curved surface.
  • the first surface on which the first feed line 1310 is disposed and the second surface on which the second feed line 1320 are disposed do not need to be adjacent to each other. That is, the antenna 1000 is formed by crossing the extension line (a) of the first feed line 1310 and the extension line (b) of the second feed line 1320, according to the shape of the substrate 1100 or the feed line (e.g. For example, the arrangement of 1310, 1320) may be in any form.
  • the antenna 1000 according to the embodiments can be efficiently spaced.
  • the first feed line 1310 is formed along the first surface A in at least a portion of the section connecting one side to the other side.
  • the first feed line 1310 is connected to an external electric wire through the first side (A).
  • the first feed line 1310 passes through the first surface A, it is formed parallel to the first surface A at a certain distance D1 from the first surface A. That is, the first feed line 1310 is formed along the first surface A and is spaced apart from the first surface A except for the section where it is connected to the external electric wire or the first radiating part 1210.
  • the first feed line 1310 may be formed along the first surface A in a partially bent or protruding state.
  • the first feed line 1310 is formed along the first side (A) and then connected to the first radiating portion 1210.
  • the first feed line 1310 may not be formed along the first surface (A).
  • the connection point between the first feed line 1310 and the first radiating part 1210 may have an angle with respect to the first surface (A).
  • one side of the second feed line 1320 is connected to an external electric wire, and the other side is connected to the second radiating unit 1220.
  • the second feed line 1320 is formed along the second surface B in at least a portion of the section connecting one side to the other side.
  • the second feed line 1320 is formed parallel to the second surface (A) while being spaced apart from the second surface (B) by a certain distance (D2). That is, the second feed line 1320 is formed along the second surface (B) and spaced apart from the second surface (A) except for the section where it is connected to the external electric wire or the second radiating part (1220).
  • the second feed line 1320 may be formed along the second surface B in a partially bent or protruding state.
  • the second feed line 1320 is formed along the second surface B and then connected to the second radiating portion 1220.
  • the second feed line 1320 may not be formed along the second surface B.
  • the connection point between the second feed line 1310 and the second radiating part 1220 may have an angle with respect to the second surface B.
  • the antenna 1000 can enable the first radiating unit 1210 and the second radiating unit 1220 to be arranged at the greatest possible distance from each other. Accordingly, the antenna 1000 can minimize interference occurring between the first radiating unit 1210 and the second radiating unit 1220.
  • the antenna 1000 increases space utilization. Accordingly, the antenna 1000 can be applied even in narrow spaces. Additionally, the antenna 1000 can adjust the high-frequency band radiation direction. Accordingly, the antenna 1000 can adjust the antenna direction in a direction advantageous for communication due to adjustment of the high-frequency band radiation direction.
  • Figure 12 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 10 and 11.
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 10 is referred to as the first embodiment
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 11 is referred to as the second exemplary embodiment.
  • the dotted line represents the first embodiment.
  • the solid line represents the second embodiment.
  • Figure 12 (a) is a graph showing efficiency according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band ranging from 0 to 7 GHz.
  • the vertical axis represents the radiation efficiency of the antenna.
  • Antenna radiation efficiency is the degree to which the power supplied to the antenna is used for impedance matching compared to the power supplied to the antenna.
  • the efficiency according to the frequency band is 50% or more, the data transmission and reception described in FIGS. 1 to 12 are performed smoothly.
  • the maximum efficiency standard efficiency of the second embodiment is reduced by about 18% compared to the first embodiment in the low frequency band. Additionally, in the first embodiment, the starting point of the bandwidth is about 1.46 GHz, but in the second embodiment, the starting point of the bandwidth is about 2.60 GHz. Additionally, it can be seen that the intermediate frequency bandwidth of the second embodiment is reduced by 15% compared to the first embodiment.
  • Figure 12 (b) is a graph showing redundancy according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents redundancy. Redundancy indicates the extent to which power supplied to the antenna 1000 is input for impedance matching, but is returned without being used for impedance matching.
  • the second embodiment provides a structure with increased space utilization compared to the first embodiment. Additionally, the second embodiment can control the direction of high-frequency band radiation compared to the first embodiment. Additionally, the second embodiment provides a structure more suitable for miniaturization compared to the first embodiment. However, as explained in FIG. 12, it can be seen that the radiation efficiency of the second embodiment is lowered due to power supply loss compared to the first embodiment.
  • an antenna structure is required to increase space utilization, adjust the high-frequency band radiation direction, and simultaneously increase radiation efficiency. Below, the antenna structure that provides such technical effects will be described in more detail.
  • Figure 13 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • the antenna 1000 transmits and receives data to and from the outside, as described in FIGS. 1 to 12.
  • the antenna 1000 provides an efficient method for radiating or receiving radio waves for transmitting and receiving data.
  • description of the same or similar configuration and/or description as described above will be omitted.
  • the antenna 1000 includes a substrate 1100, a radiating part (e.g., 1210, 1220), a feed line (e.g., 1310, 1320), and a ground part (e.g., 1410, 1420, 1430).
  • the radiating part includes, for example, a first radiating part 1210 and a second radiating part 1220.
  • the feed line includes, for example, a first feed line 1310 and a second feed line 1320.
  • the ground portion includes, for example, a first ground portion 1410, a second ground portion 1420, and a shared ground portion 1430.
  • the antenna 1000 has at least a portion of the boundary area of the radiating section (e.g., 1210, 1220) and/or the ground section (e.g., 1410, 1420, 1430) having a step shape or a protrusion.
  • the ground section e.g., 1410, 1420, 1430
  • a structure including a concave portion is provided.
  • c represents the center line of the first radiation portion 1210. At this time, the center line is determined based on an extension of the point where the first feed line 1310 and the first radiating part 1210 are connected.
  • p21 represents the first point on the center line (c) of the first radiation portion 1210.
  • the first point p21 is a point where the first radiating part 1210 and the first feed line 1310 are connected.
  • p23 represents the third point of the first radiating part 1210 that is furthest from the first point p21 on the center line (c) of the first radiating part 1210.
  • p22 is an arbitrary point on the center line (c) of the first radiating part 1210 located between the first point (p21) and the third point (p23), and represents the second point.
  • p41 represents the first point, which is a point of the boundary area of the shared ground portion 1430.
  • the first point (p41) corresponds to the first point (p21) and is the shortest distance between the boundary area between the first point (p21) and the shared ground portion 1430.
  • p42 represents a second point, which is one point of the boundary area of the shared ground portion 1430.
  • the second point p42 is a point corresponding to the second point p22 and is the shortest distance between the boundary area between the second point p22 and the shared ground portion 1430.
  • p43 represents a third point, which is a point of the boundary area of the shared ground portion 1430.
  • the third point p43 is a point corresponding to the third point p23 and is the shortest distance between the border area between the wp 3 point p23 and the shared ground portion 1430.
  • At least a portion of the boundary area of the radiating portion (eg, 1210, 1220) is formed, for example, in a step shape.
  • the first radiating unit 1210 will be described as an example, but the description of the second radiating unit 1220 is also the same or similar to the description of the first radiating unit 1210.
  • the boundary area of the first radiating part 1210 may have the shape of an upward step from the first point p21 to the second point p22.
  • the boundary area of the radiating portion eg., 1210, 1220
  • the boundary area of the radiating portion may have the form of a rising or falling step from the first point (p21) to the third point (p23).
  • the height of each staircase or the width of each staircase may be formed differently for each floor, or may be formed the same.
  • the corners of each step may be round or angular.
  • Radiators include one or more protrusions in the border area.
  • the first radiating portion 1201 includes a first protruding portion 1201 in the boundary area.
  • the first protrusion 1201 is formed at the second point p22.
  • the second radiator 1202 includes a second protrusion 1202 in the border area.
  • At least a portion of the boundary area of the ground portion includes a step shape.
  • the shared ground portion 1430 will be described as an example, but the description of the first and second ground portions 1410 and 1420 is also the same or similar to the description of the shared ground portion 1430.
  • the boundary area of the shared ground portion 1430 may have the form of a descending step from the first point p41 to the second point p42.
  • the shared ground portion 1430 is connected to the radiating portion (e.g., 1210, 1220) in at least a portion of the boundary area in the direction facing the radiating portion (e.g., 1210, 1220). It may have a corresponding shape.
  • the boundary area between the first radiating part 1210 and the corresponding shared ground part 1430 may be formed to be concave.
  • the boundary area of the shared ground portion 1430 may have a concave shape between the second point p42 and the third point p43. That is, the boundary areas of the radiating units (eg, 1210 and 1220) and the boundary areas of the shared ground unit 1430 do not need to correspond to each other.
  • the boundary area of the radiating part (eg, 1210, 1220) and/or the common grounding part 1430 may have any shape as long as multiple resonance points can be formed.
  • the antenna 1000 according to the embodiments resonates for a length of half the wavelength depending on the frequency and allows a current to be formed on the surface of the radiating unit (eg, 1210, 1220).
  • the length of the half wavelength is, for example, 0.4 ⁇ to 0.6 ⁇ .
  • the antenna 1000 has a radiating portion (e.g., 1210, 1220) and/or a ground portion (e.g., 1410, 1420, 1430) that is staircase. It is formed to have a shape or one or more protrusions.
  • the antenna 1000 allows multiple resonance points to be formed in the radiating part (eg, 1210, 1220) and/or the grounding part (eg, 1410, 1420, 1430).
  • Antenna 1000 causes the main surface current to increase. At this time, the main surface current is, for example, half a wavelength long.
  • the antenna 1000 increases the point where out of phase occurs. Accordingly, the antenna 1000 can create a band in which radiation efficiency increases and provide broadband radiation efficiency.
  • Figure 14 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 11 and 13.
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 11 is referred to as the second embodiment
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 13 is referred to as the third exemplary embodiment.
  • the dotted line represents the second embodiment.
  • the solid line represents the third embodiment.
  • Figure 14 (a) is a graph showing efficiency according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents the radiation efficiency of the antenna.
  • the second embodiment has a bandwidth of about 30% in the high frequency band. Additionally, the third embodiment has a bandwidth of about 59% in the high frequency band. Through this, it can be seen that the bandwidth of the third embodiment increased by about 29% in the high frequency band compared to the second embodiment.
  • the starting point of the bandwidth is about 2.05 GHz. Additionally, in the second embodiment, the starting point of the bandwidth is about 3.21 GHz. Through this, it can be seen that the resonance bandwidth of the third embodiment is increased compared to the second embodiment.
  • Figure 14(b) is a graph showing redundancy according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents redundancy.
  • the third embodiment provides a structure with increased impedance matching characteristics compared to the second embodiment. Additionally, it can be seen that the frequency bandwidth of the third embodiment is increased compared to the second embodiment.
  • the antenna 1000 provides an antenna structure with increased impedance matching characteristics and increased frequency bandwidth.
  • the structure of the antenna 1000 which has the above-described characteristics, reduces power feeding loss, and is capable of low-frequency band radiation, will be described.
  • Figure 15 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • the antenna 1000 transmits and receives data to and from the outside, as described in FIGS. 1 to 14 .
  • the antenna 1000 provides an efficient method for radiating or receiving radio waves for transmitting and receiving data.
  • description of the same or similar configuration and/or description as described above will be omitted.
  • the antenna 1000 includes a substrate 1100, a radiating part (e.g., 1210, 1220), a feed line (e.g., 1310, 1320), and a ground part (e.g., 1410, 1420, 1430).
  • the radiating part includes, for example, a first radiating part 1210 and a second radiating part 1220.
  • the feed line includes, for example, a first feed line 1310 and a second feed line 1320.
  • the ground portion includes, for example, a first ground portion 1410, a second ground portion 1420, and a shared ground portion 1430.
  • the antenna 1000 provides a structure in which the length of the feed lines (eg, 1310 and 1320) is relatively short to minimize feed loss. Additionally, the antenna 1000 provides a structure in which the radiating units (eg, 1210 and 1220) are relatively large in order to increase the efficiency bandwidth.
  • the substrate 1100 includes various shapes, as described in FIGS. 10 and 11 .
  • the substrate 1100 when the substrate 1100 has a polygonal shape, the substrate 1100 includes one or more corner portions. At this time, the corner portion includes one or more corners.
  • the substrate 1100 may have a pentagonal shape including five corners. At this time, the two corners of the substrate 1100 may be relatively close together. In this case, the substrate 1100 can be said to include one corner portion including two corners and three corner portions including one corner, for a total of four corner portions.
  • the substrate 1100 when the substrate 1100 is circular or partially has a curved surface, the substrate 1100 includes one or more curved surfaces. The curved surface in the case of a circular shape may correspond to the corner portion in the case of a polygonal shape.
  • the substrate 1100 is square, as shown in FIG. 15, as an example.
  • the substrate 1100 has a size of 90 mm x 90 mm.
  • the substrate 1100 includes four edges (M1, M2, M3, M4).
  • the dotted line d in FIG. 15 represents a diagonal line connecting the first edge M1 and the third edge M3 located in a direction opposite to the first edge M1.
  • the first radiating portion 1210 is disposed along the first side A and close to the first side A.
  • the first radiating portion 1210 is disposed long in the longitudinal direction of the first surface (A).
  • the first radiating portion 1210 is formed long in a direction perpendicular to the second surface (B). Through this, the size of the first radiating portion 1210 increases. Additionally, the first radiating unit 1210 may be connected to the first feed line 1310 at a shorter distance than the embodiments described in FIGS. 10 to 14.
  • the second radiating portion 1220 is disposed along the second surface B and close to the second surface B.
  • the second radiating portion 1220 is disposed long in the longitudinal direction of the second surface (B).
  • the second radiating portion 1220 is formed to be long in a direction perpendicular to the first surface (A). Through this, the size of the second radiating portion 1220 increases. Additionally, the second radiating unit 1220 may be connected to the second feed line 1320 at a shorter distance than the embodiments described in FIGS. 10 to 14 .
  • the antenna 1100 can increase the distance between the first radiating unit 1210 and the second radiating unit 1220.
  • the antenna 1100 minimizes interference between the first radiating unit 1210 and the second radiating unit 1220.
  • the antenna 1000 moves the starting point of the bandwidth further toward the low frequency direction. That is, the antenna 1000 according to embodiments provides a wider bandwidth.
  • first feed line 1310 and the second feed line 1320 have a shorter shape than the examples described in FIGS. 10 to 14. That is, the antenna 1000 according to embodiments shortens the feed line, thereby minimizing the loss of feed.
  • the size of the ground portion is required to be small. Accordingly, the first ground portion 1410 is arranged in a reduced form on the first surface A so as not to overlap the first radiation portion 1210. The second ground portion 1420 is disposed in a reduced form on the second surface B so as not to overlap the second radiating portion 1220.
  • the antenna 1100 provides a structure that increases efficiency in the high frequency band.
  • the shared ground portion 1430 is disposed along the diagonal line d of the substrate 1100.
  • the first radiating portion 1210 is disposed along the first side (A)
  • the second radiating portion 1220 is disposed along the second side (B)
  • the shared ground portion 1430 is disposed along the substrate 1100.
  • the shared ground portion 1430 is spaced apart from each of the first radiating portion 1210 and the second radiating portion 12200.
  • the antenna 1000 is formed in a symmetrical structure with respect to the diagonal line d of the substrate 1100.
  • the symmetrical structure includes not only symmetry in the case of being completely physically identical, but also cases in which the schematic arrangement of each component included in the antenna 1000 is the same and/or similar.
  • the first radiating portion 1210 is formed long along the first side (A) and the second radiating portion 1220 is formed along the second side (B). It may be a symmetrical structure formed long along.
  • the positions of the protrusions of the first radiating part 1210 and the protrusions of the second radiating part 1220 may not be completely physically identical and symmetrical positions with respect to the diagonal line d of the substrate 1100.
  • the “structure symmetrical with respect to the diagonal (d) of the substrate 1100” described in this specification includes such cases.
  • the antenna 1000 provides a method of efficiently arranging a plurality of radiating units that perform the same or similar functions.
  • Figure 16 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 13 and 15.
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 13 is referred to as the third embodiment, and the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 15 is referred to as the fourth exemplary embodiment.
  • the dotted line represents the fourth embodiment.
  • the solid line represents the fourth embodiment.
  • Figure 16 (a) is a graph showing efficiency according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents the radiation efficiency of the antenna.
  • the efficiency bandwidth is determined to be 600 MGHz to 6 GHz. As shown in (a) of FIG. 16, the efficiency bandwidth of the third embodiment is about 81% in the entire frequency band. Additionally, the fourth embodiment has an efficiency bandwidth of about 112% across all frequency bands. Through this, it can be seen that the fourth embodiment has an efficiency bandwidth of about 31% increased in all frequency bands compared to the third embodiment.
  • the bandwidth starting point is about 2.05 GHz. Additionally, in the fourth embodiment, the starting point of the bandwidth is about 1.70 GHz. Through this, it can be seen that the range of resonance bandwidth of the fourth embodiment is wider than that of the third embodiment.
  • Figure 16 (b) is a graph showing redundancy according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents redundancy.
  • the antenna 1000 provides a method of reducing the length of power feeding and increasing the length of radiation current for low frequencies. Accordingly, the efficiency of the antenna 1000 increases as power loss is reduced, and the starting point of the bandwidth can be moved further to the low frequency side due to an increase in the size of the radiating part.
  • the following will describe the structure of the antenna 1000, which further increases antenna efficiency and widens the efficiency bandwidth and bandwidth.
  • Figure 17 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • the antenna 1000 transmits and receives data to and from the outside, as described in FIGS. 1 to 16 .
  • the antenna 1000 provides an efficient method for radiating or receiving radio waves for transmitting and receiving data.
  • description of the same or similar configuration and/or description as described above will be omitted.
  • the antenna 1000 includes a substrate 1100, a radiating part (e.g., 1210, 1220), a feed line (e.g., 1310, 1320), and a ground part (e.g., 1410, 1420, 1430).
  • the radiating part includes, for example, a first radiating part 1210 and a second radiating part 1220.
  • the feed line includes, for example, a first feed line 1310 and a second feed line 1320.
  • the ground portion includes, for example, a first ground portion 1410, a second ground portion 1420, and a shared ground portion 1430.
  • Antenna 1000 provides a way to increase the efficiency of the antenna and/or move the starting point of the frequency bandwidth further to the low frequency side.
  • the antenna 1000 proposes a structure and/or arrangement that increases the size of the radiating part (eg, 1210, 1220) and/or the ground part (eg, 1410, 1420, 1430).
  • the substrate 1100 is, for example, 120 mm x 120 mm. That is, the substrate 1100 may have a larger size than the substrate 1100 described in FIGS. 11 to 16, for example.
  • the shared ground portion 1430 is disposed along a diagonal line d of the substrate 1100 connecting the first edge M1 to the third edge M3 opposite the first edge M1. At this time, as the size of the substrate 1100 increases, the area of the shared ground portion 1430 also increases. Meanwhile, the shared ground portion 1430 is disposed from the first edge M1 to the third edge M3. That is, the area occupied by the shared ground portion 1430 with respect to the substrate 1100 increases.
  • the antenna 1000 can increase efficiency even in the low frequency band by increasing the size of the shared ground portion 1430.
  • the first radiating portion 1210 is formed to be longer along the first surface (A).
  • the first radiating portion 1210 may be formed to be elongated in a direction perpendicular to the second surface (B), so as to touch or approach the fourth surface (D).
  • the first feed line 1310 is connected through the first surface (A) and is formed along the first surface (A).
  • the portion where the first feed line 1310 and the first radiating portion 1210 are connected may also be formed along the first surface (A).
  • the second radiating portion 1220 is formed to be longer along the second surface (B).
  • the second radiating portion 1220 may be formed to be elongated in a direction perpendicular to the first surface (A), so as to touch or approach the third surface (C).
  • the second feed line 1320 is connected through the second surface (B) and is formed along the second surface (B).
  • the portion where the second feed line 1320 and the second radiating portion 1220 are connected may also be formed along the second surface B.
  • the third surface (C) faces the first surface (A) and is adjacent to the second surface (B).
  • the fourth side (D) is adjacent to the first side (A) and the third side (C) and faces the second side (B).
  • the antenna 1000 proposes a structure in which the first ground portion 1410 and the second ground portion 1420 are also increased in size.
  • the first ground portion 1410 is disposed so as not to overlap the first radiating portion 1210 and the first feed line 1310. At this time, in order to be most efficiently disposed on the substrate 1100, the first ground portion 1410 is formed so that one side touches the first surface A or is close to the first surface A. Additionally, the first ground portion 1410 is formed so that the other side corresponds to the first radiating portion 1210 and/or the first feed line 1310. For example, the concave-convex portion of the first grounding portion 1410 corresponds to the concave-convex portion of the first radiating portion 1210 and/or the first feed line 1310. For example, the first ground portion 1410 includes a step shape on one side. At this time, the other side of the first ground portion 1410 is the side facing the first radiating portion 1210 and/or the first feed line 1310 in the boundary area of the first ground portion 1410.
  • the second ground portion 1420 is disposed so as not to overlap the second radiating portion 1220 and the second feed line 1320.
  • the second ground portion 1420 is formed so that one side touches or is close to the second surface B.
  • the second ground portion 1420 is formed so that the other side corresponds to the second radiating portion 1220 and/or the second feed line 1320.
  • the request portion of the second ground portion 1420 corresponds to the convex portion of the second radiating portion 1220 and/or the second feed line 1320.
  • the second ground portion 1320 includes a step shape on one side. At this time, the other side of the second ground portion 1420 is the side facing the second radiating portion 1220 and/or the second feed line 1420 in the boundary area of the second ground portion 1420.
  • the antenna 1000 provides a structure in which the shared ground portion 1430 gradually moves away from each of the first radiating portion 1210 and the second radiating portion 1220.
  • the first radiating portion 1210 moves toward the fourth surface D, 1
  • the shortest distance between the boundary area of the radiating unit 1210 and the shared ground unit 1430 tends to gradually become longer.
  • the second radiating portion 1220 moves toward the third surface C.
  • the shortest distance between the boundary area of the second radiating unit 1220 and the shared ground unit 1430 tends to gradually become longer.
  • the second distance d2 is greater than the first distance d1.
  • the antenna 1000 is arranged with this tendency and is not necessarily formed like this. However, because the antenna 1000 has this tendency, the radiation efficiency of the antenna can be further increased.
  • the antenna 1000 according to embodiments provides an antenna structure that increases antenna efficiency and widens bandwidth.
  • Figure 18 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 15 and 17.
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 15 is referred to as the fourth embodiment
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 17 is referred to as the fifth exemplary embodiment.
  • the dotted line represents the fourth embodiment.
  • the solid line represents the fifth embodiment.
  • Figure 18 (a) is a graph showing efficiency according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents the radiation efficiency of the antenna.
  • the efficiency bandwidth is determined to be 600 MGHz to 6 GHz.
  • the antenna efficiency of the fifth embodiment exceeds 50% in the entire target frequency bandwidth. That is, it can be seen that the fifth embodiment has an efficiency bandwidth for almost the entire frequency bandwidth.
  • the starting point of the bandwidth is about 1.70 GHz. Additionally, in the fifth embodiment, the starting point of the bandwidth is about 0.617 GHz. Through this, it can be seen that the range of bandwidth available for resonance in the fifth embodiment is wider than that in the fourth embodiment.
  • Figure 18 (b) is a graph showing redundancy according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents redundancy.
  • the antenna 1000 provides a method of arranging the radiating part and the grounding part to increase the size. Accordingly, the antenna 1000 provides the effect of further increasing antenna efficiency and increasing efficiency bandwidth and bandwidth.
  • the structure of the antenna 1000 in which the impedance matching characteristics are further improved while maintaining the above characteristics, will be described.
  • Figure 19 schematically shows the structure of an antenna according to embodiments.
  • the antenna 1000 transmits and receives data to and from the outside, as described in FIGS. 1 to 18.
  • the antenna 1000 provides an efficient method for radiating or receiving radio waves for transmitting and receiving data.
  • description of the same or similar configuration and/or description as described above will be omitted.
  • the antenna 1000 includes a substrate 1100, a radiating part (e.g., 1210, 1220), a feed line (e.g., 1310, 1320), and a ground part (e.g., 1410, 1420, 1430).
  • the radiating part includes, for example, a first radiating part 1210 and a second radiating part 1220.
  • the feed line includes, for example, a first feed line 1310 and a second feed line 1320.
  • the ground portion includes, for example, a first ground portion 1410, a second ground portion 1420, and a shared ground portion 1430.
  • Antenna 1000 provides a method for increasing impedance bandwidth.
  • the antenna 1000 proposes a structure and/or arrangement in which the radiating units (eg, 1210 and 1220) have an asymmetric structure.
  • the part where the radiating part and the feed line are connected is defined as a connection line.
  • the first feed line 1310 includes a first connection line 1311.
  • the first connection line 1311 is a portion of the first feed line 1310 connected to the first radiating portion 1210.
  • the second feed line 1320 includes a second connection line 1312.
  • the second connection line 1312 is a portion of the second feed line 1320 that is connected to the second radiating portion 1220.
  • the first feed line 1310 is formed through the first surface (A).
  • the first feed line 1310 passes through the first surface (A) and is then formed along the first surface (A) in parallel with the first surface (A).
  • the first feed line 1310 may not be completely parallel to the first surface A, but may have a predetermined inclination, some concave or curved portions, or some curved portions.
  • the first feed line 1310 is formed parallel to the first surface A and is connected to the first radiating part 1210 through the first connection line 1311.
  • the first radiating portion 1210 is formed as an asymmetry structure with respect to the extension line (e) of the first connection line 1311.
  • the first radiating portion 1210 is formed along the first surface (A) from the second surface (B) side to the fourth surface (D) side.
  • the first radiating portion 1210 is formed up to the fourth surface D in order to expand the area.
  • the first radiating part 1210 is formed in an asymmetric structure in a direction away from the common grounding part 1430 in order to further widen the gap between the first radiating part 1210 and the common grounding part 1430.
  • the first radiating portion 1210 is formed close to or in contact with the first surface A, based on the extension line e of the first connection line 1311. do.
  • the first radiating portion 1210 includes a shape inclined toward the first surface A based on the extension line e of the first connection line 1311.
  • the second feed line 1320 is also formed through the second surface (B).
  • the second feed line 1320 passes through the second surface B and is then formed along the second surface B in parallel with the second surface B.
  • the second feed line 1320 may not be completely parallel to the second surface B, but may have a predetermined inclination, some concave or curved portions, or some curved portions.
  • the second feed line 1320 is formed parallel to the second surface B and is connected to the second radiating part 1220 through the second connection line 1312.
  • the second radiating portion 1220 is formed in an asymmetric structure with respect to the extension line f of the second connection line 1312.
  • the second radiating portion 1220 is formed along the second surface (B) from the first surface (A) side toward the third surface (C).
  • the second radiating portion 1220 is formed up to the third surface C in order to expand the area.
  • the second radiating part 1220 is also formed in an asymmetric structure in a direction away from the shared grounding part 1430 in order to further widen the gap between it and the common grounding part 1430.
  • the second radiating portion 1220 is formed close to or in contact with the second surface B, based on the extension line f of the second connection line 1312. do.
  • the second radiating portion 1220 includes a shape inclined toward the second surface B based on the extension line f of the second connection line 1312.
  • the extension line of the connection line is formed based on the point where the connection line and the radiating part are connected.
  • the radiating portions eg., 1210 and 1220
  • the radiating portions have a non-symmetrical structure.
  • the radiating portions are on the substrate 1100, and an antenna pattern (e.g., m, described below) is formed on the side farther from the shared ground portion 1430. and includes a structure in which a smaller antenna pattern (m) is formed on a side closer to the shared ground portion 1430.
  • the shared ground portion 1430 and the first and second radiating portions 1210 and 1220 can secure a greater distance from each other.
  • the boundary area of the shared ground portion 1430 includes a first point (p1), a second point (p2), and a third point (p3).
  • the first point (p1), the second point (p2), and the third point (p3) are located on the side facing the first radiating portion 1210 in the boundary area of the shared ground portion 1430. It is formed along the side.
  • the first point (p1), the second point (p2), and the third point (p3) are arbitrary points located on one side located on the side facing the first radiating portion 1210.
  • the first point (p1) is closer to the first edge (M1) than the second point (p2).
  • the second point (p2) is closer to the first edge (M1) than the third point (p3).
  • the vertical distance from the first point p1 to the first radiating part 1210 is referred to as the first distance d3. Additionally, the vertical distance from the second point p2 to the first radiating part 1210 is referred to as the second distance d4. Additionally, the vertical distance from the third point p3 to the first radiating portion 1210 is referred to as the third distance d5. At this time, the first distance d3 is shorter than the second distance d4. Additionally, the second distance d4 is shorter than the third distance d5.
  • the antenna 1000 provides a method of further increasing the distance between the radiating part and the grounding part.
  • the antenna 1000 causes the E-field generated out of phase of the surface current to be radiated.
  • the antenna 1000 allows an electric field to be formed due to a main current that is out of phase between the radiating part and the grounding part by increasing the distance between the radiating part and the grounding part.
  • the antenna 1000 reduces the static E-field points that remain without being radiated. That is, the antenna 1000 according to embodiments increases the impedance imaginary part and improves impedance matching characteristics.
  • m is an example of an antenna pattern formed on the substrate 1100.
  • the antenna pattern (m) is a pattern formed on the substrate 1100.
  • the antenna pattern (m) includes, for example, a radiating unit (e.g., 1210, 1220), a feed line (e.g., 1310, 1320), and a radiating unit (e.g., 1410, 1420, 1430).
  • the antenna pattern (m) is formed of, for example, a metal wire.
  • the antenna pattern m is formed, for example, in a mesh shape. Accordingly, the antenna 1000 can be provided by forming a metal mesh m on the substrate 1100. At this time, the area where the metal mesh (m) is not formed on the substrate 1100 is indicated by s in FIG. 19.
  • op is an open point.
  • the antenna 1000 according to embodiments includes an area where an antenna pattern is formed and an area where an antenna pattern is not formed. At this time, the area where the antenna pattern is not formed is a dummy metal mesh and includes, for example, open points (op).
  • the antenna 1000 proposes a structure that can further increase the separation distance between the radiating part and the grounding part. Through this, embodiments can improve impedance matching characteristics and secure impedance bandwidth.
  • Figure 20 is a graph comparing the technical effects of the embodiments described in Figures 17 and 19.
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 17 is referred to as the fifth embodiment
  • the structural form of the antenna 1000 illustrated in FIG. 19 is referred to as the sixth embodiment.
  • the dotted line represents the fifth embodiment.
  • the solid line represents the sixth embodiment.
  • Figure 20 (a) is a graph showing efficiency according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents the radiation efficiency of the antenna.
  • both the fifth and sixth embodiments have an antenna efficiency of 50% or more in a wide bandwidth.
  • Figure 20(b) is a graph showing redundancy according to frequency band.
  • the horizontal axis represents the frequency band.
  • the vertical axis represents redundancy.
  • the antenna 1000 according to embodiments provides a direction so that the distance between the ground unit and the radiation unit is further spaced apart. Accordingly, the antenna 1000 has excellent antenna efficiency and provides the effect of improving impedance matching characteristics by increasing the imaginary part of the impedance.
  • the antenna 1000 increases space utilization and can be applied to the rear quarter glass of a vehicle (eg, 2010 described in FIG. 21). Additionally, the antenna 1000 uses a radiating unit with multiple resonance points to improve antenna efficiency bandwidth. Additionally, the antenna 1000 improves feeding loss and radiation efficiency by reducing the length of the feeding line (eg, 1310, 1320) through the structures described above in FIGS. 10 to 20. Additionally, the antenna 1000 improves impedance matching characteristics by increasing the imaginary part of the impedance through the separation between the radiating part and the grounding part.
  • Figure 21 schematically shows a vehicle including an antenna according to embodiments.
  • 2000 represents a vehicle.
  • Vehicle 2000 includes, for example, vehicle 100 described in FIGS. 1 to 20 .
  • 2010 represents a quarter glass.
  • the quarter glass 2010 includes 140a to 140c described in FIG. 9B.
  • 2012t indicates a transparent area in the glass 2012 of the quarter glass 2010, and 2012o indicates an opaque area in the glass 2012 of the quarter glass 2010.
  • the vehicle 2000 includes glass 2012 constituting a window and an antenna 1000 formed on the glass 2102. At this time, the antenna 1000 is built into the glass 2012 or disposed on the upper or lower surface of the glass 2012.
  • the antenna 1000 is provided, for example, in the transparent area 2012t of the quarter glass. As described in FIGS. 10 to 20, for example, the antenna 1000 includes a transparent substrate 1100. Accordingly, the antenna 1000 according to the embodiments can provide excellent appearance and effect even when used while attached to the transparent quarter glass 2010.
  • the feed line included in the antenna 1000 is connected to a cable built in the vehicle 2000.
  • the first power supply line 1310 is electrically connected to the first cable (cable 1).
  • the second feed line 1320 is electrically connected to the second cable (cable 2).
  • the antenna 1000 is electrically connected to the vehicle 2000.
  • the first cable (cable 1) and/or the second cable (cable 2) are, for example, coaxial cables.
  • the first cable (cable 1) and/or the second cable (cable 2) are provided, for example, in the opaque area 2012o of the quarter glass.
  • the opaque area 2012o of the quarter glass allows some light to pass through, but includes an area close to being opaque.
  • the opaque area 2012o of the quarter glass is an area formed close to the window frame 2011 of the vehicle 2000 (see FIG. 22).
  • the opaque area (2012o) of the quarter glass is an area that is made opaque for reasons of tanning or aesthetics, for example.
  • the substrate may be an opaque substrate, for example, an FPCB.
  • the embodiments provide transparent components for parts where transparency is required, and provide opaque components for parts where opacity is required. Through this, embodiments provide components efficiently.
  • Figure 22 schematically shows a structure in which an antenna is provided in a vehicle according to embodiments.
  • the frame 2011 and the antenna 1000 have a square shape will be described as an example. However, their shapes are not limited to this.
  • vehicle 2000 includes quarter glass 2010.
  • the quarter glass 2010 includes a glass 2012 and a frame 2011 that holds and/or supports the glass 2012.
  • the antenna 1000 according to embodiments is provided on the glass 2012. Through this, the vehicle 2000 can perform wireless communication through the antenna 1000.
  • Frame 2011 allows glass 2012 to be secured relative to vehicle 2000. Additionally, the frame 2011 forms the shape of the vehicle 2000 and supports it. Additionally, the frame 2011 must be sufficiently strong and absorb the impact to protect the occupants of the vehicle 2000 when the vehicle 2000 receives an impact from the outside. To this end, the frame 2011 includes, for example, a metal material.
  • the efficiency of the antenna 1000 may be reduced.
  • the antenna 1000 according to embodiments is arranged so that at least one side of the antenna 1000 is spaced apart from the frame 2011 by a preset distance.
  • the antenna 1000 is arranged to be spaced apart by a first gap g1 from one side of the antenna 1000 to the nearest frame 2011a. Additionally, for example, the antenna 1000 is arranged to be spaced apart from the other side of the antenna 1000 by the second gap g2 to the nearest frame 2011b. At this time, the first gap (g1) and the second gap (g2) are the same or different.
  • the vehicle 2000 can place the frame 2011 including metal and the antenna 1000 together without reducing the efficiency of the antenna 1000. That is, the embodiments provide a method of securing sufficient efficiency bandwidth even when the frame 2011 includes metal.
  • the vehicle 2000 may utilize the entire glass 2012 as a ground portion of the antenna 1000. Accordingly, embodiments provide a vehicle including an antenna with further increased antenna efficiency.
  • FIG. 23 is a graph showing the technical effect for the preset distance described in FIG. 22.
  • FIG. 23 is a graph showing antenna efficiency for each frequency by spacing the antenna 1000 according to embodiments from the frame 2011 described in FIG. 22.
  • the preset distance described through g in FIG. 23 is the preset distance described in FIG. 22 and includes, for example, g1 and g2 in FIG. 22 .
  • the antenna 1000 which is the antenna described in FIG. 19, was used as the sixth embodiment described in FIG. 20. Additionally, in Figure 23, the case where the frame 2011 is 400mm x 400mm was used as an example.
  • the vehicle 2000 arranges the antenna 1000 so that at least one side of the antenna 1000 is spaced apart from the frame 2011 by a preset distance or more.
  • antenna efficiency varies depending on the distance.
  • the efficiency bandwidth was secured at about 163%, making it most efficient.
  • the efficiency bandwidth is most efficient when the first gap g1 and the second gap g2 are each 33 mm.
  • FIG. 23 is a graph showing the technical effect for the preset distance described in FIG. 22.
  • FIG. 23 is a graph showing antenna efficiency for each frequency by spacing the antenna 1000 according to embodiments from the frame 2011 described in FIG. 22.
  • the preset distance described through g in FIG. 23 is the preset distance described in FIG. 22 and includes, for example, g1 and g2 in FIG. 22 .
  • the antenna 1000 which is the antenna described in FIG. 19, was used as the sixth embodiment described in FIG. 20. Additionally, in Figure 23, the case where the frame 2011 is 400mm x 400mm was used as an example.
  • the vehicle 2000 arranges the antenna 1000 so that at least one side of the antenna 1000 is spaced apart from the frame 2011 by a preset distance or more.
  • antenna efficiency varies depending on the distance.
  • the efficiency bandwidth was secured at about 163%, making it most efficient.
  • the efficiency bandwidth is most efficient when the first gap g1 and the second gap g2 are each 33 mm.
  • each of the first feed line 1310 and/or the second feed line 1320 is less than or equal to a preset length. Through this, loss of power as it moves along the feed line is prevented.
  • an antenna structure for efficiently arranging space while preventing such power loss is explained through FIGS. 10 to 23.
  • Antennas and/or vehicles according to embodiments have industrial applicability.

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

실시예들에 따르면, 제 1 내지 제 4 모서리를 포함하는 정사각형의 형상을 포함하는 기판; 기판 상에 배치되어 무선 신호를 방사하는 제 1 방사부 및 제 2 방사부를 포함하는 방사부; 제 1 방사부에 무선 신호를 인가하는 제 1 급전 라인; 제 2 방사부에 무선 신호를 인가하고, 제 1 급전 라인의 연장선과 연장선이 서로 수직으로 교차하는 제 2 급전 라인; 및 방사부와 이격되어 기판 상에 배치되고, 경계 영역의 적어도 일부가 계단 형상을 포함하는, 접지부; 를 포함하고, 접지부는, 제 1 모서리로부터 제 3 모서리까지 대각선을 따라 배치되고, 제 1 방사부와 제 2 방사부 사이에 위치하고, 제 1 방사부 및 제 2 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 공유 접지부; 를 포함하는, 안테나를 제공한다.

Description

안테나 및 차량
실시예들은 안테나 및/또는 차량에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예들은 차량용 광대역 안테나 및/또는 이를 포함하는 차량에 적용된다.
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.
이때, 차량 바디 및 차량 루프는 메탈 재질로 형성되어 전파가 차단되는 문제가 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 비금속 재질로 형성될 수 있다.
그러나 디자인적 측면에서 차량 바디 또는 루프가 일체로 형성될 필요가 있다. 이 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 문제가 있다.
이와 관련하여, 차량의 외관 디자인의 변경 없이 통신 용량 증대를 위해 투명 안테나가 차량의 윈도우에 해당하는 글래스(glass) 상에 배치될 수 있다. 그러나, 투명 소재 안테나의 전기적 손실로 인하여 안테나 방사 효율 및 임피던스 대역폭(impedance bandwidth) 특성이 열화되는 문제가 있다.
이때 안테나 패턴이 배치되는 안테나 레이어와 그라운드 패턴이 배치되는 그라운드 레이어는 서로 다른 평면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어 광대역 안테나(wideband antenna)로 동작하는 경우 안테나 레이어와 그라운드 레이어 간의 두께가 증가할 필요가 있다.
그러나 디자인적 측면 및 기능적 측면을 모두 고려하여, 차량용 투명 안테나 레이어와 그라운드 레이어가 동일한 레이어 상에 배치될 것이 요구된다. 이 경우, 안테나가 요구되는 두께를 만족하지 못하여 광대역 안테나로 동작하기 어려운 문제가 있다.
한편, 이러한 광대역 안테나가 차량용 투명 안테나로 구현되는 경우에도 복수의 안테나 소자를 통해 다중 입출력(MIMO, multiple-input and multiple-output)을 제공할 것이 요구된다. 또한, 차량에 배치되는 안테나 모듈이 예를 들어 4G/5G 통신 전 대역 중 1GHz 이하의 저대역(LowBand, LB)에서도 높은 안테나 성능을 유지할 것이 요구된다. 그러나, 저대역에서는 중심 주파수를 기준으로 동작 대역폭을 고려할 때 다른 대역보다 더 광대역 동작할 것이 요구되는 문제가 있다.
실시예들은 상술한 문제점을 해결하기 위한 안테나 및 안테나를 포함하는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예들은 복수의 안테나 소자를 차량 글래스의 한정된 공간 내에 최적으로 배치하는 구조를 제시하는 안테나 및/또는 안테나를 포함하는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예들은 안테나 모듈의 크기가 최소화 된 안테나 및/또는 안테나를 포함하는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예들은 차량에 배치되는 안테나 모듈이 전 대역에서 구현되는 안테나 및/또는 안테나를 포함하는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예들은 안테나가 차량 윈도우에 배치됨에 따라 투명 소재 또는 유리 소재에 의한 손실에도 일정 성능 이상을 출력하는 안테나 및/또는 안테나를 포함하는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 다양한 실시예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
실시예들에 따르면, 제 1 내지 제 4 모서리를 포함하는 정사각형의 형상을 포함하는 기판; 기판 상에 배치되어 무선 신호를 방사하는 제 1 방사부 및 제 2 방사부를 포함하는 방사부; 제 1 방사부에 무선 신호를 인가하는 제 1 급전 라인; 제 2 방사부에 무선 신호를 인가하고, 제 1 급전 라인의 연장선과 연장선이 서로 수직으로 교차하는 제 2 급전 라인; 및 방사부와 이격되어 기판 상에 배치되고, 경계 영역의 적어도 일부가 계단 형상을 포함하는, 접지부; 를 포함하고, 접지부는, 제 1 모서리로부터 제 3 모서리까지 대각선을 따라 배치되고, 제 1 방사부와 제 2 방사부 사이에 위치하고, 제 1 방사부 및 제 2 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 공유 접지부; 를 포함하는, 안테나를 제공한다.
실시예들에 따르면, 기판은 제 1 내지 제 4 모서리를 포함하는 정사각형의 형상을 포함하고, 안테나는, 제 1 모서리로부터 제 1 모서리와 대향하는 제 3 모서리를 향하는 대각선을 기준으로 대칭 구조(symmetrical structure)로 형성되는, 안테나를 제공한다.
실시예들에 따르면, 공유 접지부의 경계 영역은, 제 1 방사부를 향하는 측에 위치하는 일 면을 따라 형성된 제 1 포인트, 제 2 포인트 및 제 3 포인트를 포함하고 - 제 1 포인트는 제 2 포인트보다 제 1 모서리에 가깝고, 제 2 포인트는 제 3 포인트보다 제 1 모서리에 가까움-, 제 1 포인트로부터 제 1 방사부까지의 수직 거리인 제 1 거리는, 제 2 포인트로부터 제 1 방사부까지의 수직 거리인 제 2 거리보다 짧고, 제 2 거리는, 제 3 포인트로부터 제 1 방사부까지의 수직 거리인 제 3 거리보다 짧은, 안테나를 제공한다.
실시예들에 따르면, 접지부는, 제 1 방사부에 인접하게 위치하고, 제 1 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 제 1 접지부; 및 제 2 방사부에 인접하게 위치하고, 제 2 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 제 2 접지부; 안테나를 제공한다.
실시예들에 따르면, 방사부는, 경계 영역에 하나 이상의 돌출부; 를 포함하는, 안테나를 제공한다.
실시예들에 따르면, 제 1 급전 라인은, 상기 제 1 방사부와 연결되는 제 1 연결 라인을 포함하고, 제 2 급전 라인은, 제 2 방사부와 연결되는 제 2 연결 라인을 포함하고, 제 1 방사부는, 제 1 연결 라인의 연장선을 기준으로 비대칭 구조(asymmetry structure)로 형성되고, 제 2 방사부는, 제 2 연결 라인의 연장선을 기준으로 비대칭 구조로 형성되는, 안테나를 제공한다.
실시예들에 따르면, 제 1 급전 라인 및 제 2 급전 라인 각각은 기 설정된 길이 이하인, 안테나를 제공한다.
실시예들에 따르면, 윈도우(window)를 구성하는 글래스(glass); 및 글래스에 형성되는 안테나; 를 포함하고, 안테나는, 제 1 내지 제 4 모서리를 포함하는 사각형상을 포함하는 기판; 기판 상에 배치되어 무선 신호를 방사하는 제 1 방사부 및 제 2 방사부를 포함하는 방사부; 제 1 방사부에 무선 신호를 인가하는 제 1 급전 라인; 제 2 방사부에 무선 신호를 인가하고, 제 1 급전 라인의 연장선과 연장선이 서로 수직으로 교차하는 제 2 급전 라인; 및 방사부와 이격되어 기판 상에 배치되고, 경계 영역의 적어도 일부가 계단 형상을 포함하는, 접지부; 를 포함하고, 접지부는, 제 1 모서리로부터 제 3 모서리까지 대각선을 따라 배치되고, 제 1 방사부와 제 2 방사부 사이에 위치하고, 제 1 방사부 및 제 2 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 공유 접지부; 를 포함하는, 차량을 제공한다.
실시예들에 따르면, 차량은, 글래스를 지지하는 프레임(frame); 을 더 포함하고, 안테나의 적어도 일 측은, 프레임으로부터 기 설정된 거리만큼 이격되어 배치되는, 차량을 제공한다.
실시예들은 높은 성능을 갖는 안테나 및/또는 안테나를 포함하는 차량을 제시할 수 있다.
실시예들은 안테나 모듈의 크기를 최소화하여 안테나 모듈이 차량 윈도우의 제한된 영역 내에 배치할 수 있다.
실시예들은 광대역뿐만 아니라 저대역(low band)에서도 높은 안테나 성능을 유지할 수 있다.
실시예들은 방사 효율이 개선된 안테나를 제공할 수 있다.
실시예들은 방사 효율 대역폭이 개선된 안테나를 제공할 수 있다.
실시예들은 임피던스 대역폭이 개선된 안테나를 제공할 수 있다.
실시예들로부터 얻을 수 있는 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 이하의 상세한 설명을 기반으로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다.
실시예들에 대한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함된, 첨부 도면은 다양한 실시예들을 제공하고, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 실시예들에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 실시예들에 따른 차량을 외부의 다양한 각도에서 본 도면이다.
도 3 내지 도 4는 실시예들에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 6은 실시예들에 따른 오브젝트를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 실시예들에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블록도이다.
도 8a 내지 도 8c는 실시예들에 따른 안테나를 포함하는 차량에 있어서, 안테나가 차량 내에 탑재될 수 있는 구조를 도시한다.
도 9a는 실시예들에 따른 안테나가 배치되는 차량의 글래스를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9b는 실시예들에 따른 안테나가 적용되는 서로 다른 차량에 있어서, 도어 영역 중 일부 영역에 해당하는 쿼터 글래스의 위치와 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 11은 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 도 10과 도 11에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
도 13은 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 14는 도 11과 도 13에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
도 15는 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 16은 도 13과 도 15에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
도 17은 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 18은 도 15와 도 17에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
도 19는 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 20은 도 17과 도 19에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
도 21은 실시예들에 따른 안테나를 포함하는 차량을 개략적으로 도시한 것이다.
도 22는 실시예들에 따른 차량에 안테나가 마련되는 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 23은 도 22에서 설명한 기 설정된 거리에 대한 기술적 효과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “유닛”, "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 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 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.
제 1, 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 설명하는 차량(vehicle)은 사람 또는 화물을 운송할 목적으로 구동되는 것으로, 동력을 사용하여 운행하는 장치이다. 차량은, 예를 들어, 자동차, 오토바이를 포함한다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다. 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량 등을 모두 포함한다.
차량은 하나 또는 그 이상의 윈도우(window)를 포함한다. 윈도우는 예를 들어 글래스(glass)와 같은 투명한 유리를 포함한다.
또한, 본 명세서에서 설명하는 안테나는 차량에 마련되는 윈도우에 적용될 수 있다. 그러나 실시예들에 따른 안테나의 용도는 이에 한정되지 않는다. 실시예들에 따른 안테나는 차량에 마련되는 유리와 같이, 한정된 공간을 효율적으로 활용하여 외부와 통신하는 모든 오브젝트에 적용될 수 있다. 또한, 실시예들에 따른 안테나는 차량에 마련되는 유리와 같이, 투명한 재질 상에 구현될 것이 요구되는 모든 오브젝트에 적용될 수 있다. 이때, 안테나는 외부와 데이터를 송수신하기 위한 무선 통신 기기이다. 안테나는 예를 들어 효율적인 통신을 위해 전파(전자파)를 공간으로 보내거나 또는 받는 장치이다.
한편, 본 명세서에서 설명하는 통신 시스템의 예시에 대한 설명은 아래와 같다.
<V2X (Vehicle-to-Everything)>
V2X 통신은 차량 사이의 통신(Communication between vehicles)을 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.
V2X 통신은 V2X 사이드링크 또는 NR V2X와 동일한 의미를 나타내거나 또는 V2X 사이드링크 또는 NR V2X를 포함하는 보다 넓은 의미를 나타낼 수 있다.
V2X 통신은 예를 들어, 전방 충돌 경고, 자동 주차 시스템, 협력 조정형 크루즈 컨트롤(Cooperative adaptive cruise control: CACC), 제어 상실 경고, 교통행렬 경고, 교통 취약자 안전 경고, 긴급 차량 경보, 굽은 도로 주행 시 속도 경고, 트래픽 흐름 제어 등 다양한 서비스에 적용 가능하다.
V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다. 이 경우, V2X 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에는, 상기 차량과 모든 개체들 간의 통신을 지원하기 위한 특정 네트워크 개체(network entity)들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 네트워크 개체는, 기지국(eNB), RSU(road side unit), 단말 또는 어플리케이션 서버(application server)(예: 교통 안전 서버(traffic safety server)) 등일 수 있다.
또한, V2X 통신을 수행하는 단말은, 일반적인 휴대용 단말(handheld UE)뿐만 아니라, 차량 단말(V-UE(Vehicle UE)), 보행자 단말(pedestrian UE), 기지국 유형(eNB type)의 RSU, 또는 단말 유형(UE type)의 RSU, 통신 모듈을 구비한 로봇 등을 의미할 수 있다.
V2X 통신은 단말들 간에 직접 수행되거나, 상기 네트워크 개체(들)를 통해 수행될 수 있다. 이러한 V2X 통신의 수행 방식에 따라 V2X 동작 모드가 구분될 수 있다.
V2X 통신에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의된다.
A Road Side Unit (RSU): RSU (Road Side Unit)는 V2I 서비스를 사용하여 이동 차량과 송수신 할 수 있는 V2X 서비스 가능 장치이다. 또한, RSU는 V2X 응용 프로그램을 지원하는 고정 인프라 엔터티로서, V2X 응용 프로그램을 지원하는 다른 entity와 메시지를 교환할 수 있다. RSU는 기존 ITS 스펙에서 자주 사용되는 용어이며, 3GPP 스펙에 이 용어를 도입한 이유는 ITS 산업에서 문서를 더 쉽게 읽을 수 있도록 하기 위해서이다. RSU는 V2X application logic을 eNB (eNB- type RSU라고 함) 또는 UE (UE - type RSU라고 함)의 기능과 결합하는 논리적 entity이다.
V2I Service는 V2X 서비스의 타입으로, 한 쪽은 vehicle이고 다른 쪽은 infrastructure에 속하는 entity이다. V2P Service도 V2X 서비스 타입으로, 한 쪽은 vehicle이고, 다른 쪽은 개인이 휴대하는 디바이스(예: 보행자, 자전거 타는 사람, 운전자 또는 동승자가 휴대하는 휴대용 단말기)이다. V2X Service는 차량에 송신 또는 수신 장치가 관계된 3GPP 통신 서비스 타입이다. 통신에 참여한 상대방에 따라 V2V 서비스, V2I 서비스 및 V2P 서비스로 더 나눌 수 있다.
V2X 가능(enabled) UE는 V2X 서비스를 지원하는 UE이다. V2V Service는 V2X 서비스의 유형으로, 통신의 양쪽 모두 차량이다. V2V 통신 범위는 V2V 서비스에 참여하는 두 차량 간의 직접 통신 범위이다.
V2X (Vehicle-to-Everything)라고 불리는 V2X 어플리케이션은 전술한 바와 같이, (1) 차량 대 차량 (V2V), (2) 차량 대 인프라 (V2I), (3) 차량 대 네트워크 (V2N), (4) 차량 대 보행자 (V2P)의 4가지 타입이 있다. 예를 들어, 4가지 타입의 V2X 어플리케이션은 최종 사용자를 위해 보다 지능적인 서비스를 제공하는 "협력적 인식(co-operative awareness)"을 사용할 수 있다. 이는 차량, 길가 기반 시설, 애플리케이션 서버 및 보행자와 같은 entities이 협동 충돌 경고 또는 자율 주행과 같은 보다 지능적인 정보를 제공하기 위해 해당 지식을 처리하고 공유하도록 해당 지역 환경에 대한 지식(예: 근접한 다른 차량 또는 센서 장비로부터 받은 정보)을 수집할 수 있음을 의미한다.
<NR V2X>
3GPP release 14 및 15 동안 자동차 산업으로 3GPP 플랫폼을 확장하기 위해, LTE에서 V2V 및 V2X 서비스에 대한 지원이 소개되었다. 개선된(enhanced) V2X use case에 대한 지원을 위한 요구 사항들은 크게 4개의 use case group들로 정리된다.
(1) 차량 플래투닝 (vehicle Platooning)는 차량들이 함께 움직이는 플래툰(platoon)을 동적으로 형성할 수 있게 한다. 플래툰의 모든 차량은 이 플래툰을 관리하기 위해 선두 차량으로부터 정보를 얻는다. 이러한 정보는 차량이 정상 방향보다 조화롭게 운전되고, 같은 방향으로 가고 함께 운행할 수 있게 한다.
(2) 확장된 센서(extended sensor)들은 차량, 도로 사이트 유닛(road site unit), 보행자 장치(pedestrian device) 및 V2X application server에서 local sensor 또는 live video image를 통해 수집된 원시(raw) 또는 처리된 데이터를 교환할 수 있게 한다. 차량은 자신의 센서가 감지할 수 있는 것 이상으로 환경에 대한 인식을 높일 수 있으며, 지역 상황을 보다 광범위하고 총체적으로 파악할 수 있다. 높은 데이터 전송률이 주요 특징 중 하나이다.
(3) 진화된 운전(advanced driving)은 반-자동 또는 완전-자동 운전을 가능하게 한다. 각 차량 및/또는 RSU는 로컬 센서에서 얻은 자체 인식 데이터를 근접 차량과 공유하고, 차량이 궤도(trajectory) 또는 기동(manoeuvre)을 동기화 및 조정할 수 있게 한다. 각 차량은 근접 운전 차량과 운전 의도를 공유한다.
(4) 원격 운전(remote driving)은 원격 운전자 또는 V2X 응용 프로그램이 스스로 또는 위험한 환경에 있는 원격 차량으로 주행할 수 없는 승객을 위해 원격 차량을 운전할 수 있게 한다. 변동이 제한적이고, 대중 교통과 같이 경로를 예측할 수 있는 경우, 클라우드 컴퓨팅을 기반으로 한 운전을 사용할 수 있다. 높은 신뢰성과 낮은 대기 시간이 주요 요구 사항이다.
이하의 설명은 NR SL(sidelink) 또는 LTE SL에 모두 적용 가능하며, RAT(radio access technology)가 표시되지 않으면 NR SL을 의미할 수 있다. NR V2X에서 고려되고 있는 운영 시나리오는 아래와 같이 6가지가 존재할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2b는 V2X SL 통신을 지원하는 독립형(standalone) 시나리오와 V2X SL 통신을 지원하는 MR-DC 시나리오를 나타낸다.
특히, 1) 시나리오 1에서, gNB는 LTE SL 및 NR SL 모두에서 단말의 V2X 통신에 대한 control/configuration을 제공한다. 2) 시나리오 2에서, ng-eNB는 LTE SL 및 NR SL 모두에서 단말의 V2X 통신에 대한 control/configuration을 제공한다. 3) 시나리오 3에서, eNB는 LTE SL 및 NR SL 모두에서 단말의 V2X 통신에 대한 control/configuration을 제공한다. 한편, 4) 시나리오 4에서, LTE SL 및 NR SL에서의 단말의 V2X 통신은 단말이 EN-DC로 설정되는 동안 Uu에 의해 control/configuration된다. 5) 시나리오 5에서, LTE SL 및 NR SL에서의 단말의 V2X 통신은 단말이 NE-DC에서 설정되는 동안 Uu에 의해 control/configuration된다. 또한 6) 시나리오 6에서, LTE SL 및 NR SL에서의 단말의 V2X 통신은 단말이 NGEN-DC로 설정되는 동안 Uu에 의해 control/configuration 된다.
한편, 본 명세서에서 설명하는 통신 시스템의 예시에 대한 설명은 아래와 같다.
<V2X (Vehicle-to-Everything)>
V2X 통신은 차량 사이의 통신(Communication between vehicles)을 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.
V2X 통신은 V2X 사이드링크 또는 NR V2X와 동일한 의미를 나타내거나 또는 V2X 사이드링크 또는 NR V2X를 포함하는 보다 넓은 의미를 나타낼 수 있다.
V2X 통신은 예를 들어, 전방 충돌 경고, 자동 주차 시스템, 협력 조정형 크루즈 컨트롤(Cooperative adaptive cruise control: CACC), 제어 상실 경고, 교통행렬 경고, 교통 취약자 안전 경고, 긴급 차량 경보, 굽은 도로 주행 시 속도 경고, 트래픽 흐름 제어 등 다양한 서비스에 적용 가능하다.
V2X 통신은 PC5 인터페이스 및/또는 Uu 인터페이스를 통해 제공될 수 있다. 이 경우, V2X 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에는, 상기 차량과 모든 개체들 간의 통신을 지원하기 위한 특정 네트워크 개체(network entity)들이 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 네트워크 개체는, 기지국(eNB), RSU(road side unit), 단말 또는 어플리케이션 서버(application server)(예: 교통 안전 서버(traffic safety server)) 등일 수 있다.
또한, V2X 통신을 수행하는 단말은, 일반적인 휴대용 단말(handheld UE)뿐만 아니라, 차량 단말(V-UE(Vehicle UE)), 보행자 단말(pedestrian UE), 기지국 유형(eNB type)의 RSU, 또는 단말 유형(UE type)의 RSU, 통신 모듈을 구비한 로봇 등을 의미할 수 있다.
V2X 통신은 단말들 간에 직접 수행되거나, 상기 네트워크 개체(들)를 통해 수행될 수 있다. 이러한 V2X 통신의 수행 방식에 따라 V2X 동작 모드가 구분될 수 있다.
V2X 통신에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의된다.
A Road Side Unit (RSU): RSU (Road Side Unit)는 V2I 서비스를 사용하여 이동 차량과 송수신 할 수 있는 V2X 서비스 가능 장치이다. 또한, RSU는 V2X 응용 프로그램을 지원하는 고정 인프라 엔터티로서, V2X 응용 프로그램을 지원하는 다른 entity와 메시지를 교환할 수 있다. RSU는 기존 ITS 스펙에서 자주 사용되는 용어이며, 3GPP 스펙에 이 용어를 도입한 이유는 ITS 산업에서 문서를 더 쉽게 읽을 수 있도록 하기 위해서이다. RSU는 V2X application logic을 eNB (eNB- type RSU라고 함) 또는 UE (UE - type RSU라고 함)의 기능과 결합하는 논리적 entity이다.
V2I Service는 V2X 서비스의 타입으로, 한 쪽은 vehicle이고 다른 쪽은 infrastructure에 속하는 entity이다. V2P Service도 V2X 서비스 타입으로, 한 쪽은 vehicle이고, 다른 쪽은 개인이 휴대하는 디바이스(예: 보행자, 자전거 타는 사람, 운전자 또는 동승자가 휴대하는 휴대용 단말기)이다. V2X Service는 차량에 송신 또는 수신 장치가 관계된 3GPP 통신 서비스 타입이다. 통신에 참여한 상대방에 따라 V2V 서비스, V2I 서비스 및 V2P 서비스로 더 나눌 수 있다.
V2X 가능(enabled) UE는 V2X 서비스를 지원하는 UE이다. V2V Service는 V2X 서비스의 유형으로, 통신의 양쪽 모두 차량이다. V2V 통신 범위는 V2V 서비스에 참여하는 두 차량 간의 직접 통신 범위이다.
V2X (Vehicle-to-Everything)라고 불리는 V2X 어플리케이션은 전술한 바와 같이, (1) 차량 대 차량 (V2V), (2) 차량 대 인프라 (V2I), (3) 차량 대 네트워크 (V2N), (4) 차량 대 보행자 (V2P)의 4가지 타입이 있다. 예를 들어, 4가지 타입의 V2X 어플리케이션은 최종 사용자를 위해 보다 지능적인 서비스를 제공하는 "협력적 인식(co-operative awareness)"을 사용할 수 있다. 이는 차량, 길가 기반 시설, 애플리케이션 서버 및 보행자와 같은 entities이 협동 충돌 경고 또는 자율 주행과 같은 보다 지능적인 정보를 제공하기 위해 해당 지식을 처리하고 공유하도록 해당 지역 환경에 대한 지식(예: 근접한 다른 차량 또는 센서 장비로부터 받은 정보)을 수집할 수 있음을 의미한다.
<NR V2X>
3GPP release 14 및 15 동안 자동차 산업으로 3GPP 플랫폼을 확장하기 위해, LTE에서 V2V 및 V2X 서비스에 대한 지원이 소개되었다. 개선된(enhanced) V2X use case에 대한 지원을 위한 요구 사항들은 크게 4개의 use case group들로 정리된다.
(1) 차량 플래투닝 (vehicle Platooning)는 차량들이 함께 움직이는 플래툰(platoon)을 동적으로 형성할 수 있게 한다. 플래툰의 모든 차량은 이 플래툰을 관리하기 위해 선두 차량으로부터 정보를 얻는다. 이러한 정보는 차량이 정상 방향보다 조화롭게 운전되고, 같은 방향으로 가고 함께 운행할 수 있게 한다.
(2) 확장된 센서(extended sensor)들은 차량, 도로 사이트 유닛(road site unit), 보행자 장치(pedestrian device) 및 V2X application server에서 local sensor 또는 live video image를 통해 수집된 원시(raw) 또는 처리된 데이터를 교환할 수 있게 한다. 차량은 자신의 센서가 감지할 수 있는 것 이상으로 환경에 대한 인식을 높일 수 있으며, 지역 상황을 보다 광범위하고 총체적으로 파악할 수 있다. 높은 데이터 전송률이 주요 특징 중 하나이다.
(3) 진화된 운전(advanced driving)은 반-자동 또는 완전-자동 운전을 가능하게 한다. 각 차량 및/또는 RSU는 로컬 센서에서 얻은 자체 인식 데이터를 근접 차량과 공유하고, 차량이 궤도(trajectory) 또는 기동(manoeuvre)을 동기화 및 조정할 수 있게 한다. 각 차량은 근접 운전 차량과 운전 의도를 공유한다.
(4) 원격 운전(remote driving)은 원격 운전자 또는 V2X 응용 프로그램이 스스로 또는 위험한 환경에 있는 원격 차량으로 주행할 수 없는 승객을 위해 원격 차량을 운전할 수 있게 한다. 변동이 제한적이고, 대중 교통과 같이 경로를 예측할 수 있는 경우, 클라우드 컴퓨팅을 기반으로 한 운전을 사용할 수 있다. 높은 신뢰성과 낮은 대기 시간이 주요 요구 사항이다.
이하의 설명은 NR SL(sidelink) 또는 LTE SL에 모두 적용 가능하며, RAT(radio access technology)가 표시되지 않으면 NR SL을 의미할 수 있다. NR V2X에서 고려되고 있는 운영 시나리오는 아래와 같이 6가지가 존재할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2b는 V2X SL 통신을 지원하는 독립형(standalone) 시나리오와 V2X SL 통신을 지원하는 MR-DC 시나리오를 나타낸다.
특히, 1) 시나리오 1에서, gNB는 LTE SL 및 NR SL 모두에서 단말의 V2X 통신에 대한 control/configuration을 제공한다. 2) 시나리오 2에서, ng-eNB는 LTE SL 및 NR SL 모두에서 단말의 V2X 통신에 대한 control/configuration을 제공한다. 3) 시나리오 3에서, eNB는 LTE SL 및 NR SL 모두에서 단말의 V2X 통신에 대한 control/configuration을 제공한다. 한편, 4) 시나리오 4에서, LTE SL 및 NR SL에서의 단말의 V2X 통신은 단말이 EN-DC로 설정되는 동안 Uu에 의해 control/configuration된다. 5) 시나리오 5에서, LTE SL 및 NR SL에서의 단말의 V2X 통신은 단말이 NE-DC에서 설정되는 동안 Uu에 의해 control/configuration된다. 또한 6) 시나리오 6에서, LTE SL 및 NR SL에서의 단말의 V2X 통신은 단말이 NGEN-DC로 설정되는 동안 Uu에 의해 control/configuration 된다.
도 1은 실시예들에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 실시예들에 따른 차량을 외부의 다양한 각도에서 본 도면이다.
도 3 내지 도 4는 실시예들에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 6은 실시예들에 따른 오브젝트를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 실시예들에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블록도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 차량(100)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴, 차량(100)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 장치(510)를 포함할 수 있다.
차량(100)은 자율 주행 차량일 수 있다.
차량(100)은, 사용자 입력에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
예를 들면, 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
차량(100)은, 주행 상황 정보에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
주행 상황 정보는, 차량 외부의 오브젝트 정보, 내비게이션 정보 및 차량 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 차량(100)은, 오브젝트 검출 장치(300)에서 생성되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
예를 들면, 차량(100)은, 통신 장치(400)를 통해 수신되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
차량(100)은, 외부 디바이스에서 제공되는 정보, 데이터, 신호에 기초하여 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.
차량(100)이 자율 주행 모드로 운행되는 경우, 자율 주행 차량(100)은, 운행 시스템(700)에 기초하여 운행될 수 있다.
예를 들면, 자율 주행 차량(100)은, 주행 시스템(710), 출차 시스템(740), 주차 시스템(750)에서 생성되는 정보, 데이터 또는 신호에 기초하여 운행될 수 있다.
차량(100)이 메뉴얼 모드로 운행되는 경우, 자율 주행 차량(100)은, 운전 조작 장치(500)를 통해 운전을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 운전 조작 장치(500)를 통해 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 차량(100)은 운행될 수 있다.
전장(overall length)은 차량(100)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(100)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(100)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(100)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(100)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.
도 7에 예시된 바와 같이, 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200), 오브젝트 검출 장치(300), 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 운행 시스템(700), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120), 인터페이스부(130), 메모리(140), 제어부(170) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 차량(100)은, 본 명세서에서 설명되는 구성 요소 외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다. 센싱부(120)는, 차량의 상태를 센싱할 수 있다. 센싱부(120)는, 자세 센서(예를 들면, 요 센서(yaw sensor), 롤 센서(roll sensor), 피치 센서(pitch sensor)), 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 가속 페달 포지션 센서, 브레이크 페달 포지션 센서, 등을 포함할 수 있다.
센싱부(120)는, 차량 자세 정보, 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도, 차량 외부 조도, 가속 페달에 가해지는 압력, 브레이크 페달에 가해지는 압력 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.
센싱부(120)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 포함할 수 있다.
센싱부(120)는, 센싱 데이터를 기초로, 차량 상태 정보를 생성할 수 있다. 차량 상태 정보는, 차량 내부에 구비된 각종 센서에서 감지된 데이터를 기초로 생성된 정보일 수 있다.
예를 들면, 차량 상태 정보는, 차량의 자세 정보, 차량의 속도 정보, 차량의 기울기 정보, 차량의 중량 정보, 차량의 방향 정보, 차량의 배터리 정보, 차량의 연료 정보, 차량의 타이어 공기압 정보, 차량의 스티어링 정보, 차량 실내 온도 정보, 차량 실내 습도 정보, 페달 포지션 정보 및 차량 엔진 온도 정보 등을 포함할 수 있다.
인터페이스부(130)는, 차량(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(130)는 이동 단말기와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기와 연결할 수 있다. 이 경우, 인터페이스부(130)는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다.
한편, 인터페이스부(130)는 연결된 이동 단말기에 전기 에너지를 공급하는 통로 역할을 수행할 수 있다. 이동 단말기가 인터페이스부(130)에 전기적으로 연결되는 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 인터페이스부(130)는 전원 공급부(190)에서 공급되는 전기 에너지를 이동 단말기에 제공할 수 있다.
메모리(140)는, 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(140)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(140)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.
실시예에 따라, 메모리(140)는, 제어부(170)와 일체형으로 형성되거나, 제어부(170)의 하위 구성 요소로 구현될 수 있다.
제어부(170)는, 차량(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Control Unit)로 명명될 수 있다.
전원 공급부(190)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(190)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
차량(100)에 포함되는, 하나 이상의 프로세서 및 제어부(170)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
또한, 센싱부(120), 인터페이스부(130), 메모리(140) 전원 공급부(190), 사용자 인터페이스 장치(200), 오브젝트 검출 장치(300), 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 운행 시스템(700) 및 내비게이션 시스템(770)은 개별적인 프로세서를 갖거나 제어부(170)에 통합될 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량(100)과 사용자와의 소통을 위한 장치이다. 사용자 인터페이스 장치(200)는, 사용자 입력을 수신하고, 사용자에게 차량(100)에서 생성된 정보를 제공할 수 있다. 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, UI(User Interfaces) 또는 UX(User Experience)를 구현할 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(200)는, 입력부(210), 내부 카메라(220), 생체 감지부(230), 출력부(250) 및 프로세서(270)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스 장치(200)의 각 구성요소는 전술한 인터페이스부(130)와 구조적, 기능적으로 분리되거나 통합될 수 있다.
실시예에 따라, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 설명되는 구성 요소 외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수도 있다.
입력부(210)는, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로, 입력부(210)에서 수집한 데이터는, 프로세서(270)에 의해 분석되어, 사용자의 제어 명령으로 처리될 수 있다.
입력부(210)는, 차량 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 입력부(210)는, 스티어링 휠(steering wheel)의 일 영역, 인스투루먼트 패널(instrument panel)의 일 영역, 시트(seat)의 일 영역, 각 필러(pillar)의 일 영역, 도어(door)의 일 영역, 센타 콘솔(center console)의 일 영역, 헤드 라이닝(head lining)의 일 영역, 썬바이저(sun visor)의 일 영역, 윈드 쉴드(windshield)의 일 영역 또는 윈도우(window)의 일 영역 등에 배치될 수 있다.
입력부(210)는, 음성 입력부(211), 제스쳐 입력부(212), 터치 입력부(213) 및 기계식 입력부(214)를 포함할 수 있다.
음성 입력부(211)는, 사용자의 음성 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
음성 입력부(211)는, 하나 이상의 마이크로 폰을 포함할 수 있다.
제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 제스쳐 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 제스쳐 입력을 감지하기 위한 적외선 센서 및 이미지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 3차원 제스쳐 입력을 감지할 수 있다. 이를 위해, 제스쳐 입력부(212)는, 복수의 적외선 광을 출력하는 광출력부 또는 복수의 이미지 센서를 포함할 수 있다.
제스쳐 입력부(212)는, TOF(Time of Flight) 방식, 구조광(Structured light) 방식 또는 디스패러티(Disparity) 방식을 통해 사용자의 3차원 제스쳐 입력을 감지할 수 있다.
터치 입력부(213)는, 사용자의 터치 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
터치 입력부(213)는, 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 터치 센서를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 터치 입력부(213)는 디스플레이부(251)와 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한, 터치 스크린은, 차량(100)과 사용자 사이의 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 함께 제공할 수 있다.
기계식 입력부(214)는, 버튼, 돔 스위치(dome switch), 조그 휠 및 조그 스위치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 기계식 입력부(214)에 의해 생성된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
기계식 입력부(214)는, 스티어링 휠(steering wheel), 센터페시아(center fascia), 센터 콘솔(center console), 콕핏 모듈(cockpit module), 도어 등에 배치될 수 있다.
프로세서(270)는 앞서 설명한 음성 입력부(211), 제스쳐 입력부(212), 터치 입력부(213) 및 기계식 입력부(214) 중 적어도 하나에 대한 사용자 입력에 반응하여, 차량(100)의 학습 모드를 개시할 수 있다. 학습 모드에서 차량(100)은 차량(100)의 주행 경로 학습 및 주변 환경 학습을 수행할 수 있다. 학습 모드에 관해서는 이하 오브젝트 검출 장치(300) 및 운행 시스템(700)과 관련된 부분에서 상세히 설명하도록 한다.
내부 카메라(220)는, 차량 내부 영상을 획득할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상을 기초로, 사용자의 상태를 감지할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상에서 사용자의 시선 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상에서 사용자의 제스쳐를 감지할 수 있다.
생체 감지부(230)는, 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있다. 생체 감지부(230)는, 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있는 센서를 포함하고, 센서를 이용하여, 사용자의 지문 정보, 심박동 정보 등을 획득할 수 있다. 생체 정보는 사용자 인증을 위해 이용될 수 있다.
출력부(250)는, 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것이다.
출력부(250)는, 디스플레이부(251), 음향 출력부(252) 및 햅틱 출력부(253) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(251)는, 다양한 정보에 대응되는 그래픽 객체를 표시할 수 있다.
디스플레이부(251)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(251)는 터치 입력부(213)와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다.
디스플레이부(251)는 HUD(Head Up Display)로 구현될 수 있다. 디스플레이부(251)가 HUD로 구현되는 경우, 디스플레이부(251)는 투사 모듈을 구비하여 윈드 쉴드 또는 윈도우에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.
디스플레이부(251)는, 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 투명 디스플레이는 윈드 쉴드 또는 윈도우에 부착될 수 있다.
투명 디스플레이는 소정의 투명도를 가지면서, 소정의 화면을 표시할 수 있다. 투명 디스플레이는, 투명도를 가지기 위해, 투명 디스플레이는 투명 TFEL(Thin Film Electroluminescent), 투명 OLED(Organic Light-Emitting Diode), 투명 LCD(Liquid Crystal Display), 투과형 투명디스플레이, 투명 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투명 디스플레이의 투명도는 조절될 수 있다.
한편, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 복수의 디스플레이부(251a 내지 251g)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(251)는, 스티어링 휠의 일 영역, 인스투루먼트 패널의 일 영역(251a, 251b, 251e), 시트의 일 영역(251d), 각 필러의 일 영역(251f), 도어의 일 영역(251g), 센타 콘솔의 일 영역, 헤드 라이닝의 일 영역, 썬바이저의 일 영역에 배치되거나, 윈드 쉴드의 일영역(251c), 윈도우의 일영역(251h)에 구현될 수 있다.
음향 출력부(252)는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)로부터 제공되는 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(252)는, 하나 이상의 스피커를 포함할 수 있다.
햅틱 출력부(253)는, 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(253)는, 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트(110FL, 110FR, 110RL, 110RR)를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.
프로세서(270)는, 사용자 인터페이스 장치(200)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 복수의 프로세서(270)를 포함하거나, 프로세서(270)를 포함하지 않을 수도 있다.
사용자 인터페이스 장치(200)에 프로세서(270)가 포함되지 않는 경우, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량(100)내 다른 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.
한편, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량용 디스플레이 장치로 명명될 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(200)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
오브젝트 검출 장치(300)는, 차량(100) 외부에 위치하는 오브젝트를 검출하기 위한 장치이다. 오브젝트 검출 장치(300)는, 센싱 데이터에 기초하여, 오브젝트 정보를 생성할 수 있다.
오브젝트 정보는, 오브젝트의 존재 유무에 대한 정보, 오브젝트의 위치 정보, 차량(100)과 오브젝트와의 거리 정보 및 차량(100)과 오브젝트와의 상대 속도 정보를 포함할 수 있다.
오브젝트는, 차량(100)의 운행과 관련된 다양한 물체들일 수 있다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 오브젝트(O)는, 차선(OB10), 타 차량(OB11), 보행자(OB12), 이륜차(OB13), 교통 신호(OB14, OB15), 빛, 도로, 구조물, 과속 방지턱, 지형물, 동물 등을 포함할 수 있다.
차선(Lane)(OB10)은, 주행 차선, 주행 차선의 옆 차선, 대향되는 차량이 주행하는 차선일 수 있다. 차선(Lane)(OB10)은, 차선(Lane)을 형성하는 좌우측 선(Line)을 포함하는 개념일 수 있다.
타 차량(OB11)은, 차량(100)의 주변에서 주행 중인 차량일 수 있다. 타 차량은, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 차량일 수 있다. 예를 들면, 타 차량(OB11)은, 차량(100)보다 선행 또는 후행하는 차량일 수 있다.
보행자(OB12)는, 차량(100)의 주변에 위치한 사람일 수 있다. 보행자(OB12)는, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 사람일 수 있다. 예를 들면, 보행자(OB12)는, 인도 또는 차도상에 위치하는 사람일 수 있다.
이륜차(OB13)는, 차량(100)의 주변에 위치하고, 2개의 바퀴를 이용해 움직이는 탈것을 의미할 수 있다. 이륜차(OB13)는, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 2개의 바퀴를 가지는 탈 것일 수 있다. 예를 들면, 이륜차(OB13)는, 인도 또는 차도상에 위치하는 오토바이 또는 자전거일 수 있다.
교통 신호는, 교통 신호등(OB15), 교통 표지판(OB14), 도로 면에 그려진 문양 또는 텍스트를 포함할 수 있다.
빛은, 타 차량에 구비된 램프에서 생성된 빛일 수 있다. 빛은, 가로등에서 생성된 빛을 수 있다. 빛은 태양광일 수 있다.
도로는, 도로면, 커브, 오르막, 내리막 등의 경사 등을 포함할 수 있다.
구조물은, 도로 주변에 위치하고, 지면에 고정된 물체일 수 있다. 예를 들면, 구조물은, 가로등, 가로수, 건물, 전봇대, 신호등, 다리를 포함할 수 있다.
지형물은, 산, 언덕, 등을 포함할 수 있다.
한편, 오브젝트는, 이동 오브젝트와 고정 오브젝트로 분류될 수 있다. 예를 들면, 이동 오브젝트는, 타 차량, 보행자를 포함하는 개념일 수 있다. 예를 들면, 고정 오브젝트는, 교통 신호, 도로, 구조물을 포함하는 개념일 수 있다.
오브젝트 검출 장치(300)는, 카메라(310), 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340), 적외선 센서(350) 및 프로세서(370)를 포함할 수 있다. 오브젝트 검출 장치(300)의 각 구성요소는 전술한 센싱부(120)와 구조적, 기능적으로 분리되거나 통합될 수 있다.
실시예에 따라, 오브젝트 검출 장치(300)는, 설명되는 구성 요소 외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
카메라(310)는, 차량 외부 영상을 획득하기 위해, 차량의 외부의 적절한 곳에 위치할 수 있다. 카메라(310)는, 모노 카메라, 스테레오 카메라(310a), AVM(Around View Monitoring) 카메라(310b) 또는 360도 카메라일 수 있다.
카메라(310)는, 다양한 영상 처리 알고리즘을 이용하여, 오브젝트의 위치 정보, 오브젝트와의 거리 정보 또는 오브젝트와의 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 획득된 영상에서, 시간에 따른 오브젝트 크기의 변화를 기초로, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 핀홀(pin hole) 모델, 노면 프로파일링 등을 통해, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 스테레오 카메라(310a)에서 획득된 스테레오 영상에서 디스패러티(disparity) 정보를 기초로 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 차량 전방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 프런트 윈드 쉴드에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 프런트 범퍼 또는 라디에이터 그릴 주변에 배치될 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 차량 후방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 리어 글라스에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 리어 범퍼, 트렁크 또는 테일 게이트 주변에 배치될 수 있다.
예를 들면, 카메라(310)는, 차량 측방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서 사이드 윈도우 중 적어도 어느 하나에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 사이드 미러, 휀더 또는 도어 주변에 배치될 수 있다.
카메라(310)는, 획득된 영상을 프로세서(370)에 제공할 수 있다.
레이다(320)는, 전자파 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 레이다(320)는 전파 발사 원리상 펄스 레이다(Pulse Radar) 방식 또는 연속파 레이다(Continuous Wave Radar) 방식으로 구현될 수 있다. 레이다(320)는 연속파 레이다 방식 중에서 신호 파형에 따라 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)방식 또는 FSK(Frequency Shift Keying) 방식으로 구현될 수 있다.
레이다(320)는 전자파를 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
레이다(320)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
라이다(330)는, 레이저 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 라이다(330)는, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식으로 구현될 수 있다.
라이다(330)는, 구동식 또는 비구동식으로 구현될 수 있다.
구동식으로 구현되는 경우, 라이다(330)는, 모터에 의해 회전되며, 차량(100) 주변의 오브젝트를 검출할 수 있다.
비구동식으로 구현되는 경우, 라이다(330)는, 광 스티어링에 의해, 차량(100)을 기준으로 소정 범위 내에 위치하는 오브젝트를 검출할 수 있다. 차량(100)은 복수의 비구동식 라이다(330)를 포함할 수 있다.
라이다(330)는, 레이저 광 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
라이다(330)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
초음파 센서(340)는, 초음파 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 초음파 센서(340)은, 초음파를 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
초음파 센서(340)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
적외선 센서(350)는, 적외선 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 적외선 센서(340)는, 적외선 광을 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
적외선 센서(350)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
프로세서(370)는, 오브젝트 검출 장치(300)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(370)는, 카메라(310, 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340) 및 적외선 센서(350)에 의해 센싱된 데이터와 기 저장된 데이터를 비교하여, 오브젝트를 검출하거나 분류할 수 있다.
프로세서(370)는, 획득된 영상에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 영상 처리 알고리즘을 통해, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(370)는, 획득된 영상에서, 시간에 따른 오브젝트 크기의 변화를 기초로, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(370)는, 핀홀(pin hole) 모델, 노면 프로파일링 등을 통해, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(370)는, 스테레오 카메라(310a)에서 획득된 스테레오 영상에서 디스패러티(disparity) 정보를 기초로 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(370)는, 송신된 전자파가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 전자파에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 전자파에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
프로세서(370)는, 송신된 레이저가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 레이저 광에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 레이저 광에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
프로세서(370)는, 송신된 초음파가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 초음파에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 초음파에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
프로세서(370)는, 송신된 적외선 광이 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 적외선 광에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 적외선 광에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 입력부(210)에 대한 사용자 입력에 반응하여 차량(100)의 학습 모드가 개시되면, 프로세서(370)는 카메라(310), 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340) 및 적외선 센서(350)에 의해 센싱된 데이터를 메모리(140)에 저장할 수 있다.
저장된 데이터의 분석을 기초로 한 학습 모드의 각 단계와 학습 모드에 후행하는 동작 모드에 대해서는 이하 운행 시스템(700)과 관련된 부분에서 상세히 설명하도록 한다. 실시예에 따라, 오브젝트 검출 장치(300)는, 복수의 프로세서(370)를 포함하거나, 프로세서(370)를 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 카메라(310), 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340) 및 적외선 센서(350) 각각은 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.
오브젝트 검출 장치(300)에 프로세서(370)가 포함되지 않는 경우, 오브젝트 검출 장치(300)는, 차량(100)내 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.
오브젝트 검출 장치(300)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 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), 방송 송수신부(450), ITS(Intelligent Transport Systems) 통신부(460) 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 통신 장치(400)는, 설명되는 구성 요소 외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
근거리 통신부(410)는, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 유닛이다. 근거리 통신부(410)는, 블루투스(Bluetooth?), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra-Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
근거리 통신부(410)는, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(100)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다.
위치 정보부(420)는, 차량(100)의 위치 정보를 획득하기 위한 유닛이다. 예를 들면, 위치 정보부(420)는, GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 DGPS(Differential Global Positioning System) 모듈을 포함할 수 있다.
V2X 통신부(430)는, 서버(V2I : Vehicle to Infra), 타 차량(V2V : Vehicle to Vehicle) 또는 보행자(V2P : Vehicle to Pedestrian)와의 무선 통신 수행을 위한 유닛이다. V2X 통신부(430)는, 인프라와의 통신(V2I), 차량간 통신(V2V), 보행자와의 통신(V2P) 프로토콜이 구현 가능한 RF 회로를 포함할 수 있다.
광통신부(440)는, 광을 매개로 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 유닛이다. 광통신부(440)는, 전기 신호를 광 신호로 전환하여 외부에 발신하는 광발신부 및 수신된 광 신호를 전기 신호로 전환하는 광수신부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 광발신부는, 차량(100)에 포함된 램프와 일체화되게 형성될 수 있다.
방송 송수신부(450)는, 방송 채널을 통해, 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호를 수신하거나, 방송 관리 서버에 방송 신호를 송출하기 위한 유닛이다. 방송 채널은, 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 수 있다.
ITS 통신부(460)는, 교통 시스템과 정보, 데이터 또는 신호를 교환할 수 있다. ITS 통신부(460)는, 교통 시스템에 획득한 정보, 데이터를 제공할 수 있다. ITS 통신부(460)는, 교통 시스템으로부터, 정보, 데이터 또는 신호를 제공받을 수 있다. 예를 들면, ITS 통신부(460)는, 교통 시스템으로부터 도로 교통 정보를 수신하여, 제어부(170)에 제공할 수 있다. 예를 들면, ITS 통신부(460)는, 교통 시스템으로부터 제어 신호를 수신하여, 제어부(170) 또는 차량(100) 내부에 구비된 프로세서에 제공할 수 있다.
프로세서(470)는, 통신 장치(400)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 통신 장치(400)는, 복수의 프로세서(470)를 포함하거나, 프로세서(470)를 포함하지 않을 수도 있다.
통신 장치(400)에 프로세서(470)가 포함되지 않는 경우, 통신 장치(400)는, 차량(100)내 다른 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.
한편, 통신 장치(400)는, 사용자 인터페이스 장치(200)와 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.
통신 장치(400)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
운전 조작 장치(500)는, 운전을 위한 사용자 입력을 수신하는 장치이다.
메뉴얼 모드인 경우, 차량(100)은, 운전 조작 장치(500)에 의해 제공되는 신호에 기초하여 운행될 수 있다.
운전 조작 장치(500)는, 조향 입력 장치(510), 가속 입력 장치(530) 및 브레이크 입력 장치(570)를 포함할 수 있다.
조향 입력 장치(510)는, 사용자로부터 차량(100)의 진행 방향 입력을 수신할 수 있다. 조향 입력 장치(510)는, 회전에 의해 조향 입력이 가능하도록 휠 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 조향 입력 장치는, 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼 형태로 형성될 수도 있다.
가속 입력 장치(530)는, 사용자로부터 차량(100)의 가속을 위한 입력을 수신할 수 있다. 브레이크 입력 장치(570)는, 사용자로부터 차량(100)의 감속을 위한 입력을 수신할 수 있다. 가속 입력 장치(530) 및 브레이크 입력 장치(570)는, 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 장치 또는 브레이크 입력 장치는, 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼 형태로 형성될 수도 있다.
운전 조작 장치(500)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
차량 구동 장치(600)는, 차량(100)내 각종 장치의 구동을 전기적으로 제어하는 장치이다.
차량 구동 장치(600)는, 파워 트레인 구동부(610), 샤시 구동부(620), 도어/윈도우 구동부(630), 안전 장치 구동부(640), 램프 구동부(650) 및 공조 구동부(660)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 차량 구동 장치(600)는, 설명되는 구성 요소 외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
한편, 차량 구동 장치(600)는 프로세서를 포함할 수 있다. 차량 구동 장치(600)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.
파워 트레인 구동부(610)는, 파워 트레인 장치의 동작을 제어할 수 있다.
파워 트레인 구동부(610)는, 동력원 구동부(611) 및 변속기 구동부(612)를 포함할 수 있다.
동력원 구동부(611)는, 차량(100)의 동력원에 대한 제어를 수행할 수 있다.
예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진이 동력원인 경우, 동력원 구동부(610)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(611)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 조정할 수 있다.
예를 들면, 전기 에너지 기반의 모터가 동력원인 경우, 동력원 구동부(610)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 동력원 구동부(610)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 모터의 회전 속도, 토크 등을 조정할 수 있다.
변속기 구동부(612)는, 변속기에 대한 제어를 수행할 수 있다.
변속기 구동부(612)는, 변속기의 상태를 조정할 수 있다. 변속기 구동부(612)는, 변속기의 상태를, 전진(D), 후진(R), 중립(N) 또는 주차(P)로 조정할 수 있다.
한편, 엔진이 동력원인 경우, 변속기 구동부(612)는, 전진(D) 상태에서, 기어의 물림 상태를 조정할 수 있다.
샤시 구동부(620)는, 샤시 장치의 동작을 제어할 수 있다.
샤시 구동부(620)는, 조향 구동부(621), 브레이크 구동부(622) 및 서스펜션 구동부(623)를 포함할 수 있다.
조향 구동부(621)는, 차량(100) 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 조향 구동부(621)는, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.
브레이크 구동부(622)는, 차량(100) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(100)의 속도를 줄일 수 있다.
한편, 브레이크 구동부(622)는, 복수의 브레이크 각각을 개별적으로 제어할 수 있다. 브레이크 구동부(622)는, 복수의 휠에 걸리는 제동력을 서로 다르게 제어할 수 있다.
서스펜션 구동부(623)는, 차량(100) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 서스펜션 구동부(623)는 도로 면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(100)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.
한편, 서스펜션 구동부(623)는, 복수의 서스펜션 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.
도어/윈도우 구동부(630)는, 차량(100) 내의 도어 장치(door apparatus) 또는 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
도어/윈도우 구동부(630)는, 도어 구동부(631) 및 윈도우 구동부(632)를 포함할 수 있다.
도어 구동부(631)는, 도어 장치에 대한 제어를 수행할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 차량(100)에 포함되는 복수의 도어의 개방, 폐쇄를 제어할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 트렁크(trunk) 또는 테일 게이트(tail gate)의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 썬루프(sunroof)의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
윈도우 구동부(632)는, 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 차량(100)에 포함되는 복수의 윈도우의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.
안전 장치 구동부(640)는, 차량(100) 내의 각종 안전 장치(safety apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
안전 장치 구동부(640)는, 에어백 구동부(641), 시트벨트 구동부(642) 및 보행자 보호 장치 구동부(643)를 포함할 수 있다.
에어백 구동부(641)는, 차량(100) 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 에어백 구동부(641)는, 위험 감지시, 에어백이 전개되도록 제어할 수 있다.
시트벨트 구동부(642)는, 차량(100) 내의 시트벨트 장치(seatbelt apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 시트벨트 구동부(642)는, 위험 감지 시, 시트 벨트를 이용해 탑승객이 시트(110FL, 110FR, 110RL, 110RR)에 고정되도록 제어할 수 있다.
보행자 보호 장치 구동부(643)는, 후드 리프트 및 보행자 에어백에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 보행자 보호 장치 구동부(643)는, 보행자와의 충돌 감지 시, 후드 리프트 업 및 보행자 에어백 전개되도록 제어할 수 있다.
램프 구동부(650)는, 차량(100) 내의 각종 램프 장치(lamp apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.
공조 구동부(660)는, 차량(100) 내의 공조 장치(air conditioner)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 공조 구동부(660)는, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.
차량 구동 장치(600)는, 프로세서를 포함할 수 있다. 차량 구동 장치(600)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.
차량 구동 장치(600)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.
운행 시스템(700)은, 차량(100)의 각종 운행을 제어하는 시스템이다. 운행 시스템(700)은, 자율 주행 모드에서 동작될 수 있다.
운행 시스템(700)은, 주행 시스템(710), 출차 시스템(740) 및 주차 시스템(750)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 운행 시스템(700)은, 설명되는 구성 요소 외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.
한편, 운행 시스템(700)은, 프로세서를 포함할 수 있다. 운행 시스템(700)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.
한편, 운행 시스템(700)은 학습에 기초한 자율 주행 모드의 운행을 제어할 수 있다. 이러한 경우에는 학습 모드 및 학습이 완료됨을 전제로 한 동작 모드가 수행될 수 있다. 운행 시스템(700)의 프로세서가 학습 모드(learning mode) 및 동작 모드(operating mode)를 수행하는 방법에 대하여 이하 설명하도록 한다.
학습 모드는 앞서 설명한 메뉴얼 모드에서 수행될 수 있다. 학습 모드에서 운행 시스템(700)의 프로세서는 차량(100)의 주행 경로 학습 및 주변 환경 학습을 수행할 수 있다.
주행 경로 학습은 차량(100)이 주행하는 경로에 대한 맵 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 운행 시스템(700)의 프로세서는 차량(100)이 출발지로부터 목적지까지 주행하는 동안 오브젝트 검출 장치(300)를 통해 검출된 정보에 기초하여 맵 데이터를 생성할 수 있다.
주변 환경 학습은 차량(100)의 주행 과정 및 주차 과정에서 차량(100)의 주변 환경에 대한 정보를 저장하고 분석하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 운행 시스템(700)의 프로세서는 차량(100)의 주차 과정에서 오브젝트 검출 장치(300)를 통해 검출된 정보, 예를 들면 주차 공간의 위치 정보, 크기 정보, 고정된(또는 고정되지 않은) 장애물 정보 등과 같은 정보에 기초하여 차량(100)의 주변 환경에 대한 정보를 저장하고 분석할 수 있다.
동작 모드는 앞서 설명한 자율 주행 모드에서 수행될 수 있다. 학습 모드를 통하여 주행 경로 학습 또는 주변 환경 학습이 완료된 것을 전제로 동작 모드에 대하여 설명한다.
동작 모드는 입력부(210)를 통한 사용자 입력에 반응하여 수행되거나, 학습이 완료된 주행 경로 및 주차 공간에 차량(100)이 도달하면 자동으로 수행될 수 있다.
동작 모드는 운전 조작 장치(500)에 대한 사용자의 조작을 일부 요구하는 반-자율 동작 모드(semi-autonomous operating mode) 및 운전 조작 장치(500)에 대한 사용자의 조작을 전혀 요구하지 않는 완전-자율 동작 모드(fully autonomous operating mode)를 포함할 수 있다.
한편, 실시예에 따라 운행 시스템(700)의 프로세서는 동작 모드에서 주행 시스템(710)을 제어하여 학습이 완료된 주행 경로를 따라 차량(100)을 주행시킬 수 있다.
한편, 실시예에 따라 운행 시스템(700)의 프로세서는 동작 모드에서 출차 시스템(740)을 제어하여 학습이 완료된 주차 공간으로부터 주차된 차량(100)을 출차 시킬 수 있다.
한편, 실시예에 따라 운행 시스템(700)의 프로세서는 동작 모드에서 주차 시스템(750)을 제어하여 현재 위치로부터 학습이 완료된 주차 공간으로 차량(100)을 주차 시킬 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 운행 시스템(700)이 소프트웨어적으로 구현되는 경우, 제어부(170)의 하위 개념일 수도 있다.
한편, 실시예에 따라, 운행 시스템(700)은, 사용자 인터페이스 장치(270), 오브젝트 검출 장치(300) 및 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 개념일 수 있다.
주행 시스템(710)은, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.
주행 시스템(710)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.
주행 시스템(710)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.
주행 시스템(710)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.
주행 시스템(710)은, 사용자 인터페이스 장치(270), 오브젝트 검출 장치(300) 및 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 차량(100)의 주행을 수행하는 시스템 개념일 수 있다.
이러한, 주행 시스템(710)은, 차량 주행 제어 장치로 명명될 수 있다.
출차 시스템(740)은, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.
출차 시스템(740)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.
출차 시스템(740)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.
출차 시스템(740)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.
출차 시스템(740)은, 사용자 인터페이스 장치(270), 오브젝트 검출 장치(300) 및 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 차량(100)의 출차를 수행하는 시스템 개념일 수 있다.
이러한, 출차 시스템(740)은, 차량 출차 제어 장치로 명명될 수 있다.
주차 시스템(750)은, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.
주차 시스템(750)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.
주차 시스템(750)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.
주차 시스템(750)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.
주차 시스템(750)은, 사용자 인터페이스 장치(270), 오브젝트 검출 장치(300) 및 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하여, 차량(100)의 주차를 수행하는 시스템 개념일 수 있다.
이러한, 주차 시스템9750)은, 차량 주차 제어 장치로 명명될 수 있다.
내비게이션 시스템(770)은, 내비게이션 정보를 제공할 수 있다. 내비게이션 정보는, 맵(map) 정보, 설정된 목적지 정보, 상기 목적지 설정 따른 경로 정보, 경로 상의 다양한 오브젝트에 대한 정보, 차선 정보 및 차량의 현재 위치 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
내비게이션 시스템(770)은, 메모리, 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 내비게이션 정보를 저장할 수 있다. 프로세서는 내비게이션 시스템(770)의 동작을 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 내비게이션 시스템(770)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 정보를 수신하여, 기 저장된 정보를 업데이트 할 수 있다.
실시예에 따라, 내비게이션 시스템(770)은, 사용자 인터페이스 장치(200)의 하위 구성 요소로 분류될 수도 있다.
이하에서는 이러한 차량에 실시예들에 따른 안테나가 배치되는 예시를 설명한다.
도 8a 내지 도 8c는 실시예들에 따른 안테나를 포함하는 차량에 있어서, 안테나가 차량 내에 탑재될 수 있는 구조를 도시한다.
도 8a 내지 도 8c는 차량 프론트 글래스(110)에 형성된 안테나(1000)를 통해 무선 통신을 수행할 수 있는 구성을 나타낸다. 차량 프론트 글래스(110) 이외에 차량 측면 글래스에 형성된 안테나를 통해서도 무선 통신을 수행할 수도 있다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는 다른 안테나와 결합될 수도 있다. 예를 들어, 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, 안테나(1000)는 제 2 안테나(1000b)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8a 내지 도 8b에 도시한 바와 같이, 제 2 안테나(1000b)는 차량의 지붕(roof) 위 또는 지붕 내에 탑재된다. 또는, 예를 들어, 도 8c에 도시한 바와 같이, 제 2 안테나(1000b)는 차량의 지붕과 후면 미러의 지붕 프레임 (roof frame) 내에 탑재된다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는 차량(100)의 외관 개선 및 충돌 시 텔레매틱스 성능을 보전하기 위해 기존의 샤크 핀(Shark Fin) 안테나를 돌출되지 않은 형태의 평면형(Flat) 안테나로 대체할 수 있다. 또한, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 기존 이동통신 서비스(LTE) 제공과 함께, 5세대(5G) 통신을 고려한 LTE 안테나와 5G 안테나가 통합된 형태의 안테나를 제안한다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 안테나(1000)는 차량의 프론트 글래스(110)와 차량 내부에 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 제2 안테나(1000b)는 차량의 지붕(roof) 위에 배치된다. 도 8a에 도시한 바와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는, 외부 환경 및 차량 운전 시에 외부 충격으로부터 제 2 안테나(1000b)를 보호하기 위한 레이돔(radome, 2000a)을 더 포함하여도 된다. 레인돔(2000a)는 제2 안테나(1000b)를 둘러싸도록 형성된다. 레이돔(2000a)은 제2 안테나(1000b)와 기지국 간 송신/수신되는 전파 신호가 투과될 수 있는 유전체(dielectric) 소재로 이루어질 수 있다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 안테나(1000)는 차량의 프론트 글래스(110) 및/또는 차량 내부에 구현될 수 있다. 제2 안테나(1000b)는 예를 들어 차량의 지붕 구조물(2000b) 내에 배치된다. 이때, 차량의 지붕 구조물(2000b)의 적어도 일부는 비금속이어도 된다. 차량의 지붕 구조물(2000b)은, 제 2 안테나(1000b)와 기지국 간 송신/수신되는 전파 신호가 투과될 수 있도록, 유전체(dielectric) 소재로 이루어질 수 있다.
도 8c에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 안테나(1000)는 차량의 리어 글래스(130)와 차량 내부에 구현된다. 또한, 예를 들어, 제2 안테나(1000b)는 차량의 지붕 프레임(2000c) 내부에 배치된다. 이때, 차량의 지붕 프레임(2000c)의 적어도 일부는 비금속이어도 된다. 차량의 지붕 프레임(2000c)은, 제2 안테나(1000b)와 기지국 간 송신/수신되는 전파 신호가 투과될 수 있도록, 유전체(dielectric) 소재로 이루어질 수 있다.
도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, 안테나(1000)에 의한 빔 패턴(beam pattern)은 프론트 글래스(110) 또는 리어 글래스(130)에 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 빔 커버리지는 제 2 안테나(1000b)에 의해 차량 바디 기준으로 수평 영역(horizontal region)에서 소정 각도만큼 더 형성될 수 있다.
한편, 차량(100)은 외부 안테나(예를 들어, 제 2 안테나(1000b))를 구비하지 않고 내부 안테나(internal antenna)에 해당하는 안테나 유닛(즉, 내부 안테나)(1000)만 구비하여도 된다.
이하에서는 차량(100)에 내부 안테나로서 예를 들어 안테나(1000)가 적용된 예시를 설명한다.
도 9a는 실시예들에 따른 안테나가 배치되는 차량의 글래스를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9b는 실시예들에 따른 안테나가 적용되는 서로 다른 차량에 있어서, 도어 영역 중 일부 영역에 해당하는 쿼터 글래스의 위치와 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 차량(100)은 프론트 글래스(110), 도어 글래스(120), 리어 글래스(130) 및 쿼터 글래스(140)를 포함한다. 한편, 차량(100)은 도 8c에 도시된 지붕 프레임(2000c)에 형성된 윈도우인 상부 글래스(150)를 더 포함하여도 된다.
차량(100)의 윈도우를 구성하는 글래스는 예를 들어 차량(100)의 전면 영역에 배치되는 프론트 글래스(110), 차량(100)의 도어 영역에 배치되는 도어 글래스(120) 및 차량의 배면 영역에 배치되는 리어 글래스(130)를 포함한다. 또한, 글래스는 차량의 도어 영역 중 일부 영역에 배치되는 쿼터 글래스(140)를 더 포함할 수 있다. 또한, 글래스는 리어 글래스(130)와 이격되어, 차량(100)의 상부 영역에 배치되는 상부 글래스(150)를 더 포함할 수 있다.
프론트 글래스(110)는 전면 방향에서의 바람이 차량(100) 내부로 들어오는 것을 방지하고, 예를 들어, front windshield로 지칭된다. 프론트 글래스(110)는 예를 들어 약 5.0 내지 5.5mm 두께의 2층 접합 구조로 형성된다. 프론트 글래스(110)는 예를 들어 유리/비산방지필름/유리의 접합 구조로 형성된다. 도어 글래스(120)는 예를 들어 2층 접합 구조 또는 1층 압축 유리로 형성된다.
리어 글래스(130)는 약 3.5 내지 5.5 mm 두께의 2층 접합 구조 또는 1층 압축 유리로 형성될 수 있다. 리어 글래스(130)에서 열선 및 AM/FM 안테나와 투명 안테나 간에 이격 거리가 필요하다.
쿼터 글래스(140)는 예를 들어 약 3.5 내지 4.0mm 두께의 1층 압축 유리로 형성되나 이에 한정되지 않는다.
도 9b의 (a)를 참조하면, SUV와 같은 차량의 쿼터 글래스(140a)는 제 1 크기의 제 1 형상으로 형성될 수 있다.
도 9b의 (b)를 참조하면, SUV와 유사한 형상을 가지면서 차량 크기가 작은 경차의 쿼터 글래스(140b)는 제 2 크기의 제 1 형상으로 형성될 수 있다. 경차의 쿼터 글래스(140b)의 제 2 크기는 SUV와 같은 차량의 쿼터 글래스(140a)의 제 1 크기보다 작게 형성될 수 있다.
도 9b(c)를 참조하면, 세단과 같은 차량의 쿼터 글래스(140c)는 제 1 형상과 다른 제 3 크기의 제 2 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 세단과 같은 차량의 쿼터 글래스(140c)의 제 3 크기는 SUV와 같은 차량의 쿼터 글래스(140a)의 제 1 크기보다 작게 형성될 수 있다.
쿼터 글래스(140)의 크기는 차량의 종류에 따라 크기가 다양하며, 프론트 글래스(110) 및 리어 글래스(130)의 크기보다 현저하게 작게 구성될 수 있다. 쿼터 글래스(140)에 안테나를 배치하기 위해서는 쿼터 글래스(140) 내에 들어갈 수 있는 작은 안테나 패턴이 설계되어야 한다. 그러나 안테나 사이즈를 축소하면 저대역(LB)에서의 방사 효율 저하가 발생하며, 대역폭도 협소해지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 작은 사이즈의 안테나에서의 방사 효율과 넓은 대역을 유지하는 안테나 설계가 요구된다. 이와 관련하여, 차량 유리 사양 및 TCU 위치에 따라 투명 안테나의 배치를 결정할 수 있고, 안테나 배치에 따라 안테나 전체 성능에 차이가 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.
이하에서는, 이와 같은 차량의 윈도우에 배치되는 안테나로서, 상술한 문제들을 해결하는 안테나에 대해 더 상세하게 설명한다.
도 10은 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는, 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 같이, 외부와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 데이터 송수신을 위한 전파를 방사하거나 수신하기 위하여, 방사 또는 수신에 효율적인 방안을 제공한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 저주파 대역, 중간 주파수 대역 및/또는 고주파 대역을 포함하는 전주파수 대역폭에 대해 방사 또는 수신에 효율적인 방안을 제공한다. 전 주파수 대역폭은 예를 들어 0.5GHz 내지 6.5GHz의 광대역폭 주파수를 포함한다.
안테나(1000)는 예를 들어 도 9에서 설명한 쿼터 글래스(140) 상에 또는 내부에 마련된다. 따라서, 이하에서는 쿼터 글래스(140)와 같이 상대적으로 협소한 공간에도 적용 가능한 안테나(1000)에 대해 설명한다. 그러나, 안테나(1000)가 적용되는 오브젝트(object)는 쿼터 글래스(140)에 한정되지 않으며, 안테나(1000)는 데이터 송수신을 위해 안테나를 필요로 하는 모든 오브젝트에 적용된다.
안테나(1000)는 예를 들어 쿼터 글래스(140)와 같이 투명한 안테나의 구현이 요구되는 곳에 마련된다. 예를 들어, 안테나(1000)는 차량(100)에 마련되는 윈도우(유리창)에 마련된다.
이를 위해, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 기판(1100), 방사부(예를 들어, 1210, 1220), 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320) 및 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)를 포함한다.
기판(1100)은 예를 들어 유전체 기판(dielectric substrate)이다. 기판(1100)은 예를 들어 도전성, 비도전성 및/또는 반도전성 패턴이 인쇄되는 공간을 제공한다. 이때, 도전성, 비도전성 및/또는 반도전성 패턴은 예를 들어 방사부(예를 들어, 1210, 1220), 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320) 및/또는 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)이다. 기판(1100) 상에 인쇄되는 도전성, 비도전성 및/또는 반도전성 패턴은 기판(1100) 단일 평면 상에 마련된다.
방사부(예를 들어, 1210, 1220)는 기판(1100) 상에 배치되어 무선 신호를 방사한다. 이에 따라, 방사부는 예를 들어 radiator part로 칭해질 수 있다.
방사부(예를 들어, 1210, 1220)는 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320)과 전기적으로 연결된다. 방사부는 예를 들어 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(1220)를 포함한다. 설명의 편의를 위하여, 본 명세서에서는 안테나(1000)가 2 개의 방사부를 포함하는 경우를 예시로서 설명한다. 그러나, 안테나(1000)는 하나 또는 그 이상의 방사부를 포함할 수 있고, 예를 들어, 4 개의 방사부를 포함할 수 있다.
제 1 방사부(1210)는 후술하는 제 1 급전 라인(1310)과 전기적으로 연결된다. 제 1 방사부(1210)는 제 1 급전 라인(1310)으로부터 무선 신호를 인가 받는다. 제 2 방사부(1220)는 후술하는 제 2 급전 라인(1320)과 전기적으로 연결된다. 제 2 방사부(1220)는 제 2 급전 라인(1320)으로부터 무선 신호를 인가 받는다.
급전 라인(예를 들어, 1310, 1320)은 기판(1100) 상에 배치된다. 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320)은 방사부(예를 들어, 1310, 1320)로 전류를 공급한다.
급전 라인(예를 들어, 1310, 1320)은 예를 들어 제 1 급전 라인(1310) 및 제 2 급전 라인(1320)을 포함한다. 방사부와 마찬가지로, 설명의 편의를 위해 본 명세서에서는 안테나(1000)가 2 개의 급전 라인을 포함하는 경우를 예시로서 설명한다. 그러나, 안테나(1000)는 방사부의 개수에 대응되는 만큼의 급전 라인을 포함할 수 있다.
한편, 도 10에서 a는 제 1 급전 라인(1310)의 연장선을 나타낸다. 또한, 도 10에서 b는 제 2 급전 라인(1320)의 연장선을 나타낸다. 도 10에 도시한 바와 같이, 제 1 급전 라인(1310)의 연장선(a)과 제 2 급전 라인(1320)의 연장선(b)은 서로 평행하다. 이를 통해, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 제 1 방사부(1210)와 제 2 방사부(1220)가 그라운드 공유를 더 원활하게 하도록 한다.
접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)는 기판(1100) 상에 배치된다. 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)는 방사부(예를 들어, 1210, 1220)와 이격되어 배치된다.
접지부는 공유 접지부(1430)를 포함한다. 공유 접지부(1430)는 제 1 방사부(1210)와 제 2 방사부(1220) 사이에 위치한다. 공유 접지부(1430)는 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(1220)의 임피던스 매칭(impedence matching, 임피던스 정합)을 수행한다. 이와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 제 1 방사부(1210)와 제 2 방사부(1220)가 접지부의 적어도 일부를 공유하는 구조를 포함함으로써, 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
접지부는 제 1 접지부(1410) 및 제 2 접지부(1420)를 더 포함하여도 된다. 제 1 접지부(1410)는 제 1 방사부(1210)에 인접하게 위치한다. 제 1 접지부(1410)는 제 1 방사부(1210)의 임피던스 매칭을 수행한다. 그러나, 제 1 접지부(1410)는 제 2 방사부(1220)의 임피던스 매칭을 일부 수행할 수도 있다. 제 2 접지부(1420)는 제 2 방사부(1220)에 인접하게 위치한다. 제 2 접지부(1420)는 제 2 방사부(1220)의 임피던스 매칭을 수행한다. 그러나, 제 2 접지부(1420)는 제 1 방사부(1210)의 임피던스 매칭을 일부 수행할 수도 있다.
이와 같은 구조를 통해 실시예들에 따른 안테나(1000)는 광대역에서 동작하는 안테나로서, 예를 들어 투명 소재의 안테나를 제공할 수 있다. 또한, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 비교적 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.
그러나 이와 같이 제 1 급전 라인(1310)의 연장선(a)과 제 2 급전 라인(1320)의 연장선(b)이 평행하게 배치되는 경우, 예를 들어 쿼터 글래스와 같이 더 협소한 공간에는 적용하기 어려운 문제가 있다. 또한, 제 1 급전 라인(1310)에 의한 고주파 대역의 방사가 차량쪽으로 차지하게 되는 문제가 있다. 또한, 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320)이 길어짐에 따라 손실 급전(lossy feeder)의 길이 증가로 인한 급전 손실이 발생한다. 이 경우 방사 효율이 감소하게 되고, 예를 들어 저주파 대역에서 낮은 방사 효율을 갖는 문제가 있다.
따라서, 이하에서는 공간을 더 효율적으로 배치 가능한 안테나 구조를 제안한다. 또한, 효율 대역폭이 증가하고, 임피던스 대역폭이 증가하는 안테나 구조에 대해 상세하게 설명한다.
도 11은 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는, 도 1 내지 도 10에서 설명한 바와 같이, 외부와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 데이터 송수신을 위한 전파를 방사하거나 수신하기 위하여, 방사 또는 수신에 효율적인 방안을 제공한다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
안테나(1000)는 기판(1100), 방사부(예를 들어, 1210, 1220), 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320) 및 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)를 포함한다. 이때, 방사부는 예를 들어 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(1220)를 포함한다. 또한, 급전 라인은 예를 들어 제 1 급전 라인(1310) 및 제 2 급전 라인(1320)을 포함한다. 접지부는 예를 들어 제 1 접지부(1410), 제 2 접지부(1420) 및 공유 접지부(1430)를 포함한다.
기판(1100)은, 예를 들어, 다각형상일 수 있고, 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 사각형상일 수 있다. 예를 들어 기판(1100)은 정사각형 형상을 갖는다. 기판(1100)은 예를 들어 90mm x 90mm의 크기를 갖는다. 이 경우 기판(1100)은 서로 인접하는 2 개의 면을 포함한다. 서로 인접하는 2 개의 면은 예를 들어 제 1 면(A)과 제 2 면(B)을 포함한다. 기판(1100)이 정사각형상인 경우, 제 1 면(A)과 제 2 면(B)은 서로 수직하게 인접한다. 또한, 예를 들어, 기판(1100)이 다각형인 경우 2 이상의 모서리를 포함한다. 예를 들어, 기판(1100)이 사각형상인 경우, 기판(1100)은 4 개의 모서리(M1, M2, M3 및 M4)를 포함한다. 이때, 제 1 모서리(M1), 제 2 모서리(M2), 제 3 모서리(M3) 및 제 4 모서리(M4)는 시계 방향으로 배치된다.
제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1320)은 인접하게 배치된다.
예를 들어, 제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1320)은 서로 인접하는 두 면에 배치된다. 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1320)은 제 1 면(A) 측과 제 2 면(B) 측 방향에 배치된다. 또는, 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 달리, 제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1320)은 서로 공통되는 인접면을 갖는 두 면에 배치된다.
또한, 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)에 있어서, 제 1 모서리(M1)와 제 4 모서리(M4) 중 제 1 모서리(M1)에 더 가까이 배치된다. 또한, 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B)에 있어서, 제 1 모서리(M1)와 제 2 모서리(M2) 중 제 1 모서리(M2)에 더 가까이 배치된다. 즉, 제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1320)은 제 1 모서리(M1)에 가깝게 배치됨으로써, 서로 인접하게 배치된다.
한편, 도 11에서, a는 제 1 급전 라인(1310)의 연장선을 나타낸다. 또한, 도 11에서 b는 제 2 급전 라인(1320)의 연장선을 나타낸다. 도 11에 도시한 바와 같이, 제 1 급전 라인(1310)의 연장선(a)과 제 2 급전 라인(1320)의 연장선(b)은 서로 교차한다. 이에 따라, 예를 들어, 제 1 급전 라인(1310)의 연장선(a)과 제 2 급전 라인(1320)의 연장선(b)은 서로 임의의 각도(θ)를 가지고 교차한다.
임의의 각도(θ)는 0° 초과 180° 미만이다. 바람직하게는, 임의의 각도(θ)는 0° 초과 90° 이하이다. 임의의 각도(θ)는 예를 들어 90°이다. 임의의 각도(θ)가 90°인 경우, 제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1320)은 서로 수직하게 배치된다. 이 경우, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A) 상에, 제 1 면(A)에 대해 수직하게 배치된다. 또한, 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B) 상에, 제 2 면(B)에 대해 수직하게 배치된다.
한편, 기판(1100)이 곡면을 포함하는 경우, 제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1320)은 동일한 하나의 곡면 상에 배치되어도 된다. 이 경우에도, 제 1 급전 라인(1310)의 연장선(a)과 제 2 급전 라인(1320)의 연장선(b)은 곡면의 곡률에 의해 서로 교차하여 임의의 각도(θ)를 형성한다.
제 1 급전 라인(1310)은 일 측이 제 1 면(A)을 통해 외부 전선과 연결되고, 예를 들어 차량에 내장되는 케이블(cable, 도 21 참고)과 연결된다. 제 2 급전 라인(1320)은 일 측이 제 2 면(B)을 통해 외부 전선과 연결되고, 예를 들어 차량에 내장되는 케이블(도 21 참고)과 연결된다. 기판(1100)이 정사각형인 경우, 제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1310)은 각각 인접하는 두 면에 형성되어 외부 전선과 연결된다.
그러나, 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 달리, 기판(1100)은 사각형상이 아닌 원형, 다각형상 또는 일부가 곡면을 갖는 다각형상으로 형성되어도 된다. 이 경우, 제 1 급전 라인(1310)이 배치되는 제 1 면과 제 2 급전 라인(1320)이 배치되는 제 2 면은 서로 인접하지 않아도 된다. 즉, 안테나(1000)는 제 1 급전 라인(1310)의 연장선(a)과 제 2 급전 라인(1320)의 연장선(b)이 서로 교차하여 형성되면 기판(1100)의 형상이나 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320)의 배치는 어떤 형태이어도 된다.
이와 같이 제 1 급전 라인(1310)과 제 2 급전 라인(1320)을 가깝게 배치함으로써 실시예들에 따른 안테나(1000)는 공간 배치를 효율적으로 할 수 있다.
제 1 급전 라인(1310)은 일 측이 외부 전선과 연결되고, 다른 일 측이 제 1 방사부(1210)와 연결된다. 제 1 급전 라인(1310)은 일 측과 다른 일 측을 연결하는 구간의 적어도 일부에 있어서, 제 1 면(A)을 따라 형성된다. 예를 들어, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)을 통해 외부 전선과 연결된다. 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)을 통과하면, 제 1 면(A)과 일정 거리(D1) 이격된 상태에서, 제 1 면(A)과 평행하게 형성된다. 즉, 제 1 급전 라인(1310)은 외부 전선 또는 제 1 방사부(1210)와 연결되는 구간 외에는 제 1 면(A)과 이격되어, 제 1 면(A)을 따라 형성된다. 이때, 일정 거리(D1)는 반드시 유지되지 않아도 되며, 제 1 급전 라인(1310)은 일부 구부러지거나 또는 돌출된 상태로 제 1 면(A)을 따라 형성되어도 된다. 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)을 따라 형성된 뒤, 제 1 방사부(1210)와 연결된다. 이때, 제 1 급전 라인(1310)과 제 1 방사부(1210)가 연결되기 위하여, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)을 따라 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제 1 급전 라인(1310)과 제 1 방사부(1210)의 연결 지점은 제 1 면(A)에 대해 각도를 가질 수 있다.
또한, 제 2 급전 라인(1320)은 일 측이 외부 전선과 연결되고, 다른 일 측이 제 2 방사부(1220)와 연결된다. 제 2 급전 라인(1320)은 일 측과 다른 일 측을 연결하는 구간의 적어도 일부에 있어서, 제 2 면(B)을 따라 형성된다. 예를 들어, 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B)과 일정 거리(D2) 이격된 상태에서, 제 2 면(A)과 평행하게 형성된다. 즉, 제 2 급전 라인(1320)은 외부 전선 또는 제 2 방사부(1220)와 연결되는 구간 외에는 제 2 면(A)과 이격되어, 제 2 면(B)을 따라 형성된다. 이때, 일정 거리(D2)는 반드시 유지되지 않아도 되며, 제 2 급전 라인(1320)은 일부 구부러지거나 또는 돌출된 상태로 제 2 면(B)을 따라 형성되어도 된다. 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B)을 따라 형성된 뒤, 제 2 방사부(1220)와 연결된다. 이때, 제 2 급전 라인(1320)과 제 2 방사부(1220)가 연결되기 위하여, 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B)을 따라 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제 2 급전 라인(1310)과 제 2 방사부(1220)의 연결 지점은 제 2 면(B)에 대해 각도를 가질 수 있다.
이와 같은 구조를 통해 실시예들에 따른 안테나(1000)는 제 1 방사부(1210)와 제 2 방사부(1220)가 서로 최대한 먼 거리에 배치되도록 할 수 있다. 이에 따라, 안테나(1000)는 제 1 방사부(1210)와 제 2 방사부(1220) 사이에 발생하는 간섭을 최소화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 공간 활용도를 증가시킨다. 이에 따라, 안테나(1000)는 협소한 공간에도 적용 가능하다. 또한, 안테나(1000)는 고주파 대역 방사 방향이 조정되도록 할 수 있다. 이에 따라, 안테나(1000)는 고주파 대역 방사 방향 조정으로 인해 통신에 유리한 방향으로 안테나 방향을 조정할 수 있다.
도 12는 도 10과 도 11에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
설명의 편의를 위하여, 도 10에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 1 실시예로, 도 11에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 2 실시예로 칭한다. 도 12에서, 점선은 제 1 실시예를 나타낸다. 도 12에서, 실선은 제 2 실시예를 나타낸다.
도 12의 (a)는 주파수 대역에 따른 효율을 나타내는 그래프이다. 도 12의 (a)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 예를 들어, 가로축은 0 내지 7GHz 범위의 주파수 대역을 나타낸다. 도 12의 (a)에서 세로축은 안테나의 방사 효율을 나타낸다. 안테나 방사 효율은 안테나에 공급된 전원(power) 대비 임피던스 매칭을 위해 공급된 전원이 이용되는 정도이다. 또한, 주파수 대역에 따른 효율은 50% 이상일 경우 도 1 내지 도 12에서 설명한 데이터 송수신을 원활하게 수행하는 것으로 한다.
도 12의 (a)를 통해, 저주파 대역에 있어서 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비해 최대 효율 기준 효율이 약 18% 감소한 것을 알 수 있다. 또한, 제 1 실시예는 대역폭의 시작점이 약 1.46GHz이나, 제 2 실시예는 대역폭의 시작점이 약 2.60GHz임을 알 수 있다. 또한, 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비해 중간 주파수 대역폭이 15% 감소한 것을 알 수 있다.
도 12의 (b)는 주파수 대역에 따른 리던던시(redundancy)를 나타내는 그래프이다. 도 12의 (b)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 12의 (b)에서 세로축은 리던던시를 나타낸다. 리던던시는 안테나(1000)에 공급된 전원이 임피던스 매칭을 위해 투입되었으나, 임피던스 매칭에 이용되지 않고 되돌아간 정도를 나타낸다. 도 12의 (b)를 통해 제 2 실시예가 저대역폭에서도 상대적으로 안테나 공진이 형성되는 것을 알 수 있다. 그러나 동시에 제 2 실시예가 상대적으로 임피던스 매칭 특성이 좋지 않은 것을 알 수 있다.
도 11에서 설명한 바와 같이, 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비하여 공간 활용도가 증가된 구조를 제공한다. 또한, 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비해 고주파 대역 방사의 방향을 조절할 수 있다. 또한, 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비해 소형화에 더 적합한 구조를 제공한다. 그러나, 도 12에서 설명한 바와 같이, 제 2 실시예는 제 1 실시예에 비하여 급전 손실에 의한 방사 효율이 저하되는 것을 알 수 있다.
따라서, 공간 활용도가 증가되고, 고주파 대역 방사 방향이 조정되고, 동시에 방사 효율이 상승하기 위한 안테나 구조가 요구된다. 이하에서는 이와 같은 기술적 효과를 제공하는 안테나 구조에 대해 더 상세하게 설명한다.
도 13은 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는, 도 1 내지 도 12에서 설명한 바와 같이, 외부와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 데이터 송수신을 위한 전파를 방사하거나 수신하기 위하여, 방사 또는 수신에 효율적인 방안을 제공한다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
안테나(1000)는 기판(1100), 방사부(예를 들어, 1210, 1220), 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320) 및 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)를 포함한다. 이때, 방사부는 예를 들어 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(1220)를 포함한다. 또한, 급전 라인은 예를 들어 제 1 급전 라인(1310) 및 제 2 급전 라인(1320)을 포함한다. 접지부는 예를 들어 제 1 접지부(1410), 제 2 접지부(1420) 및 공유 접지부(1430)를 포함한다.
안테나(1000)는 방사 효율 상승을 위해, 방사부(예를 들어, 1210, 1220) 및/또는 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)의 경계 영역의 적어도 일부가 계단 형상이거나 또는 돌출부 또는 오목부를 포함하는 구조를 제공한다.
도 13에서, c는 제 1 방사부(1210)의 중심선을 나타낸다. 이때, 중심선은 제 1 급전 라인(1310)과 제 1 방사부(1210)가 연결되는 지점의 연장선을 기준으로 결정된다.
또한, 도 13에서 p21은 제 1 방사부(1210)의 중심선(c) 상의 제 1 지점을 나타낸다. 이때, 제 1 지점(p21)은 제 1 방사부(1210)와 제 1 급전 라인(1310)이 연결되는 측의 지점이다. p23는 제 1 방사부(1210)의 중심선(c) 상에 있어서 제 1 지점(p21)으로부터 가장 먼 제 1 방사부(1210)의 제 3 지점을 나타낸다. p22는 제 1 지점(p21)과 제 3 지점(p23) 사이에 위치하는 제 1 방사부(1210)의 중심선(c) 상의 임의의 지점으로서, 제 2 지점을 나타낸다.
또한, 도 13에서 p41은 공유 접지부(1430)의 경계 영역의 일 지점인 제 1 지점을 나타낸다. 제 1 지점(p41)은 제 1 지점(p21)에 대응되는 지점으로, 제 1 지점(p21)과 공유 접지부(1430)의 경계 영역의 최단 거리인 지점이다. 도 13에서 p42는 공유 접지부(1430)의 경계 영역의 일 지점인 제 2 지점을 나타낸다. 제 2 지점(p42)은 제 2 지점(p22)에 대응되는 지점으로, 제 2 지점(p22)과 공유 접지부(1430)의 경계 영역의 최단 거리인 지점이다. 도 13에서 p43은 공유 접지부(1430)의 경계 영역의 일 지점인 제 3 지점을 나타낸다. 제 3 지점(p43)은 제 3 지점(p23)에 대응되는 지점으로, wp 3 지점(p23)과 공유 접지부(1430)의 경계 영역의 최단 거리인 지점이다.
방사부(예를 들어, 1210, 1220)의 경계 영역의 적어도 일부는 예를 들어 계단 형상으로 형성된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제 1 방사부(1210)를 예시로서 설명하나, 제 2 방사부(1220)에 대한 설명 역시 제 1 방사부(1210)에 대한 설명과 동일 또는 유사하다.
예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이 제 1 방사부(1210)의 경계 영역은 제 1 지점(p21)으로부터 제 2 지점(p22)까지는 상승 계단의 형태를 가질 수 있다. 또는, 예를 들어, 방사부(예를 들어, 1210, 1220)의 경계 영역은 제 2 지점(p22)으로부터 제 3 지점(p23)까지는 하강 계단의 형태를 가질 수 있다. 또는, 예를 들어 도 13에 도시한 바와 달리 방사부(예를 들어, 1210, 1220)의 경계 영역은 제 1 지점(p21)부터 제 3 지점(p23)까지 상승 또는 하강 계단의 형태를 가질 수 있다. 이때, 각 계단의 높이 또는 각 계단의 너비는 각 층마다 상이하게 형성되어도 되고, 동일하게 형성되어도 된다. 또한, 각 계단의 모서리는 둥근 형상이거나 또는 각진 형상이어도 된다.
방사부(예를 들어, 1210, 1220)는 경계 영역에 하나 이상의 돌출부를 포함한다. 예를 들어, 제 1 방사부(1201)는 경계 영역에 제 1 돌출부(1201)를 포함한다. 이 경우, 예를 들어, 제 2 지점(p22)에 제 1 돌출부(1201)이 형성된다. 마찬가지로, 예를 들어, 제 2 방사부(1202)는 경계 영역에 제 2 돌출부(1202)를 포함한다.
접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)의 경계 영역의 적어도 일부는 계단 형상을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 공유 접지부(1430)를 예시로서 설명하나, 제 1 및 제 2 접지부(1410, 1420)에 대한 설명 역시 공유 접지부(1430)에 대한 설명과 동일 또는 유사하다.
예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이 공유 접지부(1430)의 경계 영역은 제 1 지점(p41)으로부터 제 2 지점(p42)까지는 하강 계단의 형태를 가질 수 있다. 이와 같이, 예를 들어 공유 접지부(1430)는, 방사부(예를 들어, 1210, 1220)와 대면하는 방향의 경계 영역의 적어도 일부에 있어서, 방사부(예를 들어, 1210, 1220)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사부(1210)의 일 영역이 돌출된 경우, 제 1 방사부(1210)와 대응되는 공유 접지부(1430)의 경계 영역은 오목하게 형성될 수 있다.
또는, 예를 들어, 공유 접지부(1430)의 경계 영역은 제 2 지점(p42)으로부터 제 3 지점(p43) 사이에 오목한 형태를 가질 수 있다. 즉, 방사부(예를 들어, 1210, 1220)의 경계 영역과 공유 접지부(1430)의 경계 영역은 서로 대응되지 않아도 된다.
이와 같이, 방사부(예를 들어, 1210, 1220) 및/또는 공유 접지부(1430)의 경계 영역은 다중 공진점이 형성될 수 있는 형상이면 어떤 것이어도 된다. 이와 같은 구조를 통해, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 주파수에 따라 반파장이 되는 길이만큼 공진하면서 방사부(예를 들어, 1210, 1220)의 표면에 전류가 형성되도록 한다. 이때 반파장이 되는 길이는 예를 들어 0.4λ 내지 0.6λ이다. 이렇게 형성된 표면전류가 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)와 out of phase 상태일 때, 방사부(예를 들어, 1210, 1220)는 방사를 수행한다.
이때, 상술한 바와 같이 안테나(1000)는 실시예들에 따른 안테나(1000)는 방사부(예를 들어, 1210, 1220) 및/또는 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)가 계단 모양 또는 하나 또는 그 이상의 돌출부를 갖도록 형성한다. 안테나(1000)는 방사부(예를 들어, 1210, 1220) 및/또는 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)에 다중 공진점이 형성되도록 한다. 안테나(1000)는 메인 표면 전류가 증가하도록 한다. 이때, 메인 표면 전류는 예를 들어 반파장 길이이다. 안테나(1000)는 out of phase가 발생하는 지점이 증가하도록 한다. 이에 따라, 안테나(1000)는 방사 효율이 증가하는 대역을 만들고, 광대역 방사 효율을 제공할 수 있다.
도 14는 도 11과 도 13에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
설명의 편의를 위하여, 도 11에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 2 실시예로, 도 13에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 3 실시예로 칭한다. 도 14에서, 점선은 제 2 실시예를 나타낸다. 도 14에서, 실선은 제 3 실시예를 나타낸다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
도 14의 (a)는 주파수 대역에 따른 효율을 나타내는 그래프이다. 도 14의 (a)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 14의 (a)에서 세로축은 안테나의 방사 효율을 나타낸다.
도 14의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제 2 실시예는 고주파 대역에서 대역폭이 약 30%이다. 또한, 제 3 실시예는 고주파 대역에서 대역폭이 약 59%이다. 이를 통해, 제 3 실시예는 제 2 실시예에 비하여, 고주파 대역에서 대역폭이 약 29% 증가한 것을 알 수 있다.
또한, 제 3 실시예는 대역폭의 시작점이 약 2.05GHz이다. 또한, 제 2 실시예는 대역폭의 시작점이 약 3.21GHz이다. 이를 통해 제 3 실시예는 제 2 실시예에 비해 공진 가능한 대역폭이 증가한 것을 알 수 있다.
도 14의 (b)는 주파수 대역에 따른 리던던시를 나타내는 그래프이다. 도 14의 (b)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 14의 (b)에서 세로축은 리던던시를 나타낸다. 도 14의 (b)를 통해 제 3 실시예는 제 2 실시예보다 다중 공진점을 갖는 것을 알 수 있다. 이를 통해 제 3 실시예는 안테나(1000)의 임피던스 매칭 특성 증가에 기여한다.
도 13에서 설명한 바와 같이, 제 3 실시예는 제 2 실시예에 비하여 임피던스 매칭 특성이 증가된 구조를 제공한다. 또한, 제 3 실시예는 제 2 실시예에 비해 주파수 대역폭이 증가되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 임피던스 매칭 특성 및 주파수 대역폭이 증가되는 안테나 구조를 제공한다. 이하에서는, 상술한 특징을 가지면서, 급전 손실을 감소하고, 저주파 대역 방사가 가능한 안테나(1000) 구조에 대해 설명한다.
도 15는 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는, 도 1 내지 도 14에서 설명한 바와 같이, 외부와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 데이터 송수신을 위한 전파를 방사하거나 수신하기 위하여, 방사 또는 수신에 효율적인 방안을 제공한다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
안테나(1000)는 기판(1100), 방사부(예를 들어, 1210, 1220), 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320) 및 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)를 포함한다. 이때, 방사부는 예를 들어 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(1220)를 포함한다. 또한, 급전 라인은 예를 들어 제 1 급전 라인(1310) 및 제 2 급전 라인(1320)을 포함한다. 접지부는 예를 들어 제 1 접지부(1410), 제 2 접지부(1420) 및 공유 접지부(1430)를 포함한다.
안테나(1000)는 급전 손실의 최소화를 위해 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320)의 길이가 비교적 짧은 구조를 제공한다. 또한, 안테나(1000)는 효율 대역폭 상승을 위해, 방사부(예를 들어, 1210, 1220)의 크기가 상대적으로 큰 구조를 제공한다.
기판(1100)은 도 10 내지 도 11에서 설명한 바와 같이, 다양한 형상을 포함한다. 예를 들어, 기판(1100)이 다각 형상인 경우, 기판(1100)은 하나 이상의 코너부를 포함한다. 이때, 코너부는 하나 또는 그 이상의 모서리를 포함한다. 예를 들어, 기판(1100)은 5 개의 모서리를 포함하는 오각 형상일 수 있다. 이때, 기판(1100)은 2 개의 모서리가 상대적으로 몰려 있을 수 있다. 이 경우, 기판(1100)은 2 개의 모서리를 포함하는 1 개의 코너부와 1 개의 모서리를 포함하는 3 개의 코너부를 포함하고, 총 4 개의 코너부를 포함한다고 할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기판(1100)이 원형 또는 일부가 곡면을 포함하는 경우, 기판(1100)은 하나 또는 그 이상의 곡면을 포함한다. 원형인 경우에 있어서의 곡면은 다각 형상인 경우에 있어서의 코너부에 대응할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 이하에서는 도 15에 도시한 바와 같이, 기판(1100)이 정사각형인 경우를 예시로서 설명한다. 예를 들어, 기판(1100)은 90mm x 90mm의 크기를 갖는다. 기판(1100)은 4 개의 모서리(M1, M2, M3, M4)를 포함한다. 이때, 도 15에서 점선 d는 제 1 모서리(M1) 및 제 1 모서리(M1)와 대향하는 방향에 위치하는 제 3 모서리(M3)를 잇는 대각선을 나타낸다.
제 1 방사부(1210)는 제 1 면(A)을 따라 제 1 면(A)에 가깝게 배치된다. 제 1 방사부(1210)는 제 1 면(A)의 길이 방향으로 길게 배치된다. 제 1 방사부(1210)는, 제 2 면(B)에 대해 수직한 방향으로 길게 형성된다. 이를 통해 제 1 방사부(1210)의 크기가 증가된다. 또한, 제 1 방사부(1210)는 도 10 내지 도 14에서 설명한 실시예들보다, 제 1 급전 라인(1310)과 더 짧은 거리에서 연결될 수 있다.
제 2 방사부(1220)는 제 2 면(B)을 따라 제 2 면(B)에 가깝게 배치된다. 제 2 방사부(1220)는 제 2 면(B)의 길이 방향으로 길게 배치된다. 제 2 방사부(1220)는, 제 1 면(A)에 대해 수직한 방향으로 길게 형성된다. 이를 통해 제 2 방사부(1220)의 크기가 증가된다. 또한, 제 2 방사부(1220)는 도 10 내지 도 14에서 설명한 실시예들보다, 제 2 급전 라인(1320)과 더 짧은 거리에서 연결될 수 있다.
이와 같은 구조를 통해, 실시예들에 따른 안테나(1100)는 제 1 방사부(1210)와 제 2 방사부(1220) 간 거리를 더 멀게 할 수 있다. 안테나(1100)는 제 1 방사부(1210)와 제 2 방사부(1220) 간 간섭을 최소화한다.
또한, 제 1 및 제 2 방사부(1210, 1220)의 크기가 커짐에 따라 실시예들에 따른 안테나(1000)는 대역폭의 시작점이 저주파 방향으로 더 이동하도록 한다. 즉, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 더 넓은 대역폭을 제공한다.
또한, 제 1 급전 라인(1310) 및 제 2 급전 라인(1320)은 도 10 내지 도 14에서 설명한 예시보다 더 짧은 형태를 갖는다. 즉, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 급전 라인을 짧게 함으로써, 급전의 손실이 최소화 될 수 있도록 한다.
한편, 고주파 대역의 경우, 주파수가 높아짐에 따라 파장의 길이가 짧아진다. 이에 따라, 고주파 대역의 주파수의 공진에 더 적합한 구조를 제공하기 위하여는 접지부의 크기가 작아질 것이 요구된다. 이에 따라, 제 1 접지부(1410)는 제 1 방사부(1210)와 중첩되지 않도록, 제 1 면(A) 측에 축소된 형태로 배치된다. 제 2 접지부(1420)는 제 2 방사부(1220)와 중첩되지 않도록, 제 2 면(B) 측에 축소된 형태로 배치된다. 이와 같은 구조를 통해 안테나(1100)는 고주파 대역에서의 효율이 증가되는 구조를 제공한다.
공유 접지부(1430)는 기판(1100)의 대각선(d)을 따라 배치된다. 제 1 방사부(1210)는 제 1 면(A)을 따라 배치되고, 제 2 방사부(1220)는 제 2 면(B)을 따라 배치되고, 공유 접지부(1430)는 기판(1100)의 대각선(d)을 따라 배치됨으로써, 공유 접지부(1430)는 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(12200 각각과 거리를 두게 된다.
안테나(1000)는 기판(1100)의 대각선(d)을 기준으로, 대칭 구조(symmetrical structure)로 형성된다. 이때, 대칭 구조는 물리적으로 완전히 동일한 경우의 대칭뿐만 아니라, 안테나(1000)에 포함되는 각 구성의 개략적인 배치가 동일 및/또는 유사한 경우를 포함한다. 예를 들어, 기판(1100)의 대각선(d)을 기준으로, 제 1 방사부(1210)는 제 1 면(A)을 따라 길게 형성되고 제 2 방사부(1220)는 제 2 면(B)을 따라 길게 형성되는 대칭 구조일 수 있다. 이 경우, 제 1 방사부(1210)가 갖는 돌출부와 제 2 방사부(1220)가 갖는 돌출부의 위치는 기판(1100)의 대각선(d)을 기준으로 완전히 물리적으로 동일한 대칭의 위치가 아닐 수 있다. 그러나 본 명세서에서 설명하는 “기판(1100)의 대각선(d)을 기준으로 대칭되는 구조”는 이러한 경우까지 포함한다.
이를 통해, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 동일 또는 유사 기능을 수행하는 복수 개의 방사부를 효율적으로 배치하는 방안을 제공한다.
도 16은 도 13과 도 15에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
설명의 편의를 위하여, 도 13에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 3 실시예로, 도 15에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 4 실시예로 칭한다. 도 16에서, 점선은 제 4 실시예를 나타낸다. 도 16에서, 실선은 제 4 실시예를 나타낸다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
도 16의 (a)는 주파수 대역에 따른 효율을 나타내는 그래프이다. 도 16의 (a)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 16의 (a)에서 세로축은 안테나의 방사 효율을 나타낸다.
도 16의 (a)에서, 효율 대역폭은 600MGHz 내지 6GHz에 대해 판단한다. 도 16의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제 3 실시예는 전 주파수 대역에서 효율 대역폭이 약 81%이다. 또한, 제 4 실시예는 전 주파수 대역에서 효율 대역폭이 약 112% 이다. 이를 통해, 제 4 실시예는 제 3 실시예에 비하여, 전 주파수 대역에서 효율 대역폭이 약 31% 증가한 것을 알 수 있다.
제 3 실시예는 대역폭의 시작점이 약 2.05GHz이다. 또한, 제 4 실시예는 대역폭의 시작점이 약 1.70GHz이다. 이를 통해, 제 4 실시예는 제 3 실시예에 비하여 공진 가능한 대역폭의 범위가 넓어진 것을 알 수 있다.
도 16의 (b)는 주파수 대역에 따른 리던던시를 나타내는 그래프이다. 도 16의 (b)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 16의 (b)에서 세로축은 리던던시를 나타낸다. 도 16의 (b)를 통해 제 4 실시예는 제 3 실시예보다 다중 공진점이 형성되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 급전의 길이를 줄이고, 저주파용 방사 전류 길이를 늘리는 방안을 제공한다. 이에 따라, 안테나(1000)는 급전 손실 감소에 따라 효율이 증가하고, 방사부의 크기 증가로 인해 대역폭의 시작점이 저주파 측으로 더 이동하도록 할 수 있다.
한편, 이하에서는 안테나의 효율이 더 증가하고, 효율 대역폭 및 대역폭이 더 넓어지는 안테나(1000)의 구조에 대해 설명한다.
도 17은 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는, 도 1 내지 도 16에서 설명한 바와 같이, 외부와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 데이터 송수신을 위한 전파를 방사하거나 수신하기 위하여, 방사 또는 수신에 효율적인 방안을 제공한다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
안테나(1000)는 기판(1100), 방사부(예를 들어, 1210, 1220), 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320) 및 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)를 포함한다. 이때, 방사부는 예를 들어 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(1220)를 포함한다. 또한, 급전 라인은 예를 들어 제 1 급전 라인(1310) 및 제 2 급전 라인(1320)을 포함한다. 접지부는 예를 들어 제 1 접지부(1410), 제 2 접지부(1420) 및 공유 접지부(1430)를 포함한다.
안테나(1000)는 안테나의 효율을 증가시키고 및/또는 주파수 대역폭의 시작점을 저주파수 측으로 더 이동시키기 위한 방안을 제공한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 방사부(예를 들어, 1210, 1220) 및/또는 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)의 크기를 증가시키는 구조 및/또는 배치를 제안한다.
기판(1100)은 예를 들어 120mm x 120mm 이다. 즉, 기판(1100)은 예를 들어 도 11 내지 도 16에서 설명한 기판(1100)보다 더 큰 크기의 기판을 가질 수 있다.
공유 접지부(1430)는 제 1 모서리(M1)로부터 제 1 모서리(M1)와 대향하는 제 3 모서리(M3)를 잇는 기판(1100)의 대각선(d)을 따라 배치된다. 이때 기판(1100)의 크기가 증가함에 따라, 공유 접지부(1430)의 면적도 커지게 된다. 한편, 공유 접지부(1430)는 제 1 모서리(M1)로부터 제 3 모서리(M3)까지 배치된다. 즉, 공유 접지부(1430)는 기판(1100)에 대해 차지하는 면적이 증가하게 된다.
한편, 저주파 대역의 경우, 주파수가 낮아짐에 따라 파장의 길이가 길어진다. 이에 따라, 저주파 대역의 주파수의 공진에 더 적합한 구조를 제공하기 위하여는 접지부의 크기가 커질 것이 요구된다. 따라서, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 공유 접지부(1430)의 크기를 증가시킴으로써 저주파 대역에 대하여도 효율이 증가하도록 할 수 있다.
또한, 이와 같은 효과를 더 증대시키기 위하여, 제 1 방사부(1210)는 제 1 면(A)을 따라 더 길어지게 형성된다. 예를 들어, 제 1 방사부(1210)는 제 2 면(B)에 수직한 방향에 있어서, 제 4 면(D)에 닿거나 또는 제 4 면(D)에 접근하도록 길어지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 11에서 설명한 바와 같이, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)을 통해 연결되어, 제 1 면(A)을 따라 형성된다. 그러나, 도 11에서 설명한 바와 달리, 제 1 급전 라인(1310)과 제 1 방사부(1210)가 연결되는 부분도 제 1 면(A)을 따라 형성될 수 있다.
또한, 제 2 방사부(1220)는 제 2 면(B)을 따라 더 길어지게 형성된다. 예를 들어, 제 2 방사부(1220)는 제 1 면(A)에 수직한 방향에 있어서, 제 3 면(C)에 닿거나 또는 제 3 면(C)에 접근하도록 길어지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 11에서 설명한 바와 같이, 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B)을 통해 연결되어, 제 2 면(B)을 따라 형성된다. 그러나, 도 11에서 설명한 바와 달리, 제 2 급전 라인(1320)과 제 2 방사부(1220)가 연결되는 부분도 제 2 면(B)을 따라 형성될 수 있다.
이때, 제 3 면(C)은 제 1 면(A)과 마주보는 면으로, 제 2 면(B)과 인접하는 면이다. 제 4 면(D)은 제 1 면(A) 및 제 3 면(C)과 인접하는 면으로, 제 2 면(B)과 마주보는 면이다.
나아가, 위와 같은 효과의 증대를 위하여, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 제 1 접지부(1410) 및 제 2 접지부(1420) 역시 크기가 증가되는 구조를 제안한다.
예를 들어, 제 1 접지부(1410)는 제 1 방사부(1210) 및 제 1 급전 라인(1310)과 중첩되지 않도록 배치된다. 이때, 제 1 접지부(1410)는 기판(1100) 상에서 가장 효율적으로 배치되기 위하여, 일 측이 제 1 면(A)에 닿거나 또는 제 1 면(A)에 가깝게 형성된다. 또한, 제 1 접지부(1410)는 다른 일 측이 제 1 방사부(1210) 및/또는 제 1 급전 라인(1310)과 대응되도록 형성된다. 예를 들어, 제 1 접지부(1410)의 요철부는 제 1 방사부(1210) 및/또는 제 1 급전 라인(1310)의 철요부와 대응된다. 예를 들어, 제 1 접지부(1410)는 다른 일 측이 계단 형상을 포함한다. 이때, 제 1 접지부(1410)의 다른 일 측은 제 1 접지부(1410)의 경계 영역에 있어서 제 1 방사부(1210) 및/또는 제 1 급전 라인(1310)을 향하는 측의 면이다.
또한, 예를 들어, 제 2 접지부(1420)는 제 2 방사부(1220) 및 제 2 급전 라인(1320)과 중첩되지 않도록 배치된다. 이때, 제 2 접지부(1420)는 기판(1100) 상에서 가장 효율적으로 배치되기 위하여, 일 측이 제 2 면(B)에 닿거나 제 2 면(B)에 가깝게 형성된다. 또한, 제 2 접지부(1420)는 다른 일 측이 제 2 방사부(1220) 및/또는 제 2 급전 라인(1320)과 대응되도록 형성된다. 예를 들어, 제 2 접지부(1420)의 요청부는 제 2 방사부(1220) 및/또는 제 2 급전 라인(1320)의 철요부와 대응된다. 예를 들어, 제 2 접지부(1320)는 다른 일 측이 계단 형상을 포함한다. 이때, 제 2 접지부(1420)의 다른 일 측은 제 2 접지부(1420)의 경계 영역에 있어서 제 2 방사부(1220) 및/도는 제 2 급전 라인(1420)을 향하는 측의 면이다.
또한, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(1220) 각각으로부터 공유 접지부(1430)가 점점 멀어지는 구조를 제공한다. 예를 들어, 제 1 모서리(M1)로부터 제 3 모서리(M3)를 향해 형성된 공유 접지부(1430)에 있어서, 제 1 방사부(1210)는 제 4 면(D)을 향해 감에 따라, 제 1 방사부(1210)의 경계 영역과 공유 접지부(1430) 사이의 경계 영역 사이의 최단 거리는 점점 길어지는 경향성을 갖는다. 또한, 예를 들어, 제 1 모서리(M1)로부터 제 3 모서리(M3)를 향해 형성된 공유 접지부(1430)에 있어서, 제 2 방사부(1220)는 제 3 면(C)을 향해 감에 따라, 제 2 방사부(1220)의 경계 영역과 공유 접지부(1430) 사이의 경계 영역 사이의 최단 거리는 점점 길어지는 경향성을 갖는다. 예를 들어, 제 1 거리(d1)보다 제 2 거리(d2)가 크다.
일부 영역에 있어서 제 1 거리보다 제 2 거리가 짧은 영역이 있을 수 있다. 즉, 안테나(1000)는 이와 같은 경향성을 가지고 배치되는 것으로 반드시 이와 같이 형성되는 것은 아니다. 그러나 안테나(1000)는 이와 같은 경향성을 가짐으로써 안테나의 방사 효율을 더 증대시킬 수 있다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는 안테나 효율이 증가되고 대역폭이 넓어지는 안테나 구조를 제공한다.
도 18은 도 15와 도 17에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
설명의 편의를 위하여, 도 15에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 4 실시예로, 도 17에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 5 실시예로 칭한다. 도 18에서, 점선은 제 4 실시예를 나타낸다. 도 18에서, 실선은 제 5 실시예를 나타낸다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
도 18의 (a)는 주파수 대역에 따른 효율을 나타내는 그래프이다. 도 18의 (a)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 18의 (a)에서 세로축은 안테나의 방사 효율을 나타낸다.
도 18의 (a)에서, 효율 대역폭은 600MGHz 내지 6GHz에 대해 판단한다. 도 18의 (a)에서, 제 5 실시예는 목표로 하는 전 주파수 대역폭에서, 안테나 효율이 50%가 넘는 것을 알 수 있다. 즉, 제 5 실시예는 거의 전 주파수 대역폭에 대해 효율 대역폭을 갖는 것을 알 수 있다.
한편, 제 4 실시예는 대역폭의 시작점이 약 1.70GHz이다. 또한, 제 5 실시예는 대역폭의 시작점이 약 0.617GHz이다. 이를 통해, 제 5 실시예는 제 4 실시예에 비하여, 공진 가능한 대역폭의 범위가 넓어진 것을 알 수 있다.
도 18의 (b)는 주파수 대역에 따른 리던던시를 나타내는 그래프이다. 도 18의 (b)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 18의 (b)에서 세로축은 리던던시를 나타낸다. 도 18의 (b)를 통해 제 5 실시에는 제 4 실시예보다 다중 공진점이 더 형성되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 방사부와 접지부의 크기가 증대되도록 배치하는 방안을 제공한다. 이에 따라, 안테나(1000)는 안테나의 효율이 더 증가하고, 효율 대역폭 및 대역폭이 더 커지는 효과를 제공한다.
이하에서는 위 특성을 유지하면서, 임피던스 매칭 특성이 더 향상되는 안테나(1000)의 구조에 대해 설명한다.
도 19는 실시예들에 따른 안테나의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
실시예들에 따른 안테나(1000)는, 도 1 내지 도 18에서 설명한 바와 같이, 외부와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 데이터 송수신을 위한 전파를 방사하거나 수신하기 위하여, 방사 또는 수신에 효율적인 방안을 제공한다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
안테나(1000)는 기판(1100), 방사부(예를 들어, 1210, 1220), 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320) 및 접지부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)를 포함한다. 이때, 방사부는 예를 들어 제 1 방사부(1210) 및 제 2 방사부(1220)를 포함한다. 또한, 급전 라인은 예를 들어 제 1 급전 라인(1310) 및 제 2 급전 라인(1320)을 포함한다. 접지부는 예를 들어 제 1 접지부(1410), 제 2 접지부(1420) 및 공유 접지부(1430)를 포함한다.
안테나(1000)는 임피던스 대역폭을 증가시키기 위한 방안을 제공한다. 예를 들어, 안테나(1000)는 방사부(예를 들어, 1210, 1220)가 비대칭의 구조를 갖는 구조 및/또는 배치를 제안한다.
도 19에서는 설명의 편의를 위하여 방사부와 급전 라인이 연결되는 부분을 연결 라인으로 정의한다. 예를 들어, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 연결 라인(1311)을 포함한다. 제 1 연결 라인(1311)은 제 1 급전 라인(1310)에 있어서 제 1 방사부(1210)와 연결되는 부분이다. 또한, 예를 들어, 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 연결 라인(1312)을 포함한다. 제 2 연결 라인(1312)은 제 2 급전 라인(1320)에 있어서 제 2 방사부(1220)와 연결되는 부분이다.
도 15 내지 도 18에서 설명한 바와 같이, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)을 통하여 형성된다. 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)을 통과한 후, 제 1 면(A)을 따라 제 1 면(A)과 나란하게 형성된다. 이때, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)과 완전히 평행하지 않고, 소정의 기울기가 있거나 또는 일부 오목 또는 굴곡부가 있거나 또는 일부 구부러진 부분이 있어도 된다.
제 1 급전 라인(1310)은 제 1 면(A)과 나란하게 형성되어, 제 1 연결 라인(1311)을 통해 제 1 방사부(1210)와 연결된다. 제 1 방사부(1210)는 제 1 연결 라인(1311)의 연장선(e)을 기준으로 비대칭 구조(asymmetry structure)로 형성된다.
예를 들어, 제 1 방사부(1210)는 제 1 면(A)을 따라, 제 2 면(B) 측으로부터 제 4 면(D) 측을 향해 형성된다. 바람직하게는, 제 1 방사부(1210)는 면적을 넓히기 위하여, 제 4 면(D)까지 형성된다.
이때, 제 1 방사부(1210)는 공유 접지부(1430)와의 간격을 더 넓히기 위하여, 공유 접지부(1430)로부터 멀어지는 방향의 비대칭 구조로 형성된다. 예를 들어, 제 1 방사부(1210)는, 제 1 연결 라인(1311)의 연장선(e)을 기준으로, 제 1 면(A) 측에 가깝거나 또는 제 1 면(A)에 접하도록 형성된다. 예를 들어, 제 1 방사부(1210)는 제 1 연결 라인(1311)의 연장선(e)을 기준으로 제 1 면(A) 측으로 쏠린 형상을 포함한다.
또한, 도 15 내지 도 18에서 설명한 바와 같이, 제 2 급전 라인(1320) 역시 제 2 면(B)을 통하여 형성된다. 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B)을 통과한 후, 제 2 면(B)을 따라 제 2 면(B)과 나란하게 형성된다. 이때, 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B)과 완전히 평행하지 않고, 소정의 기울기가 있거나 또는 일부 오목 또는 굴곡부가 있거나 또는 일부 구부러진 부분이 있어도 된다.
제 2 급전 라인(1320)은 제 2 면(B)과 나란하게 형성되어, 제 2 연결 라인(1312)을 통해 제 2 방사부(1220)와 연결된다. 제 2 방사부(1220)는 제 2 연결 라인(1312)의 연장선(f)을 기준으로 비대칭 구조로 형성된다.
예를 들어, 제 2 방사부(1220)는 제 2 면(B)을 따라, 제 1 면(A) 측으로부터 제 3 면(C) 측을 향해 형성된다. 바람직하게는, 제 2 방사부(1220)는 면적을 넓히기 위하여, 제 3 면(C)까지 형성된다.
이때, 제 2 방사부(1220) 역시 제 1 방사부(1210)와 마찬가지로 공유 접지부(1430)와의 간격을 더 넓히기 위하여, 공유 접지부(1430)로부터 멀어지는 방향의 비대칭 구조로 형성된다. 예를 들어, 제 2 방사부(1220)는, 제 2 연결 라인(1312)의 연장선(f)을 기준으로, 제 2 면(B) 측에 가깝거나 또는 제 2 면(B)에 접하도록 형성된다. 예를 들어, 제 2 방사부(1220)는 제 2 연결 라인(1312)의 연장선(f)을 기준으로 제 2 면(B) 측으로 쏠린 형상을 포함한다.
이때, 연결 라인의 연장선은, 연결 라인과 방사부가 연결되는 지점을 기준으로 형성된다. 예를 들어, 방사부(예를 들어, 1210, 1220)는 대칭 구조가 아닌 구조이다. 예를 들어, 방사부(예를 들어, 1210, 1220)는 기판(1100) 상에 있어서, 공유 접지부(1430)로부터 먼 측에 더 안테나 패턴(예를 들어, 이하에서 설명하는 m)이 형성되고 공유 접지부(1430)로부터 가까운 측에 덜 안테나 패턴(m)이 형성되는 구조를 포함한다.
위와 같은 구조에 따라 이하에서 설명하는 바와 같이, 공유 접지부(1430)와 제 1 및 제 2 방사부(1210, 1220)는 서로 더 먼 거리를 확보할 수 있다.
예를 들어, 공유 접지부(1430)의 경계 영역은 제 1 포인트(p1), 제 2 포인트(p2) 및 제 3 포인트(p3)를 포함한다. 또한, 제 1 포인트(p1), 제 2 포인트(p2) 및 제 3 포인트(p3)는, 공유 접지부(1430)의 경계 영역에 있어서, 제 1 방사부(1210)를 향하는 측에 위치하는 일 면을 따라 형성된다. 제 1 포인트(p1), 제 2 포인트(p2) 및 제 3 포인트(p3)는, 제 1 방사부(1210)를 향하는 측에 위치하는 일 면 상에 위치하는 임의의 지점이다. 제 1 포인트(p1)는 제 2 포인트(p2) 보다 제 1 모서리(M1)에 가깝다. 또한, 제 2 포인트(p2)는 제 3 포인트(p3) 보다 제 1 모서리(M1)에 가깝다.
제 1 포인트(p1)로부터 제 1 방사부(1210)까지의 수직 거리를 제 1 거리(d3)라고 한다. 또한, 제 2 포인트(p2)로부터 제 1 방사부(1210)까지의 수직 거리를 제 2 거리(d4)라고 한다. 또한, 제 3 포인트(p3)로부터 제 1 방사부(1210)까지의 수직 거리를 제 3 거리(d5)라고 한다. 이때, 제 1 거리(d3)는 제 2 거리(d4)보다 짧다. 또한, 제 2 거리(d4)는 제 3 거리(d5)보다 짧다.
이와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 방사부와 접지부 사이의 거리를 더 이격시키는 방안을 제공한다. 이를 통해, 안테나(1000)는 표면 전류의 out of phase로 발생되는 E-field가 방사되도록 한다. 안테나(1000)는, 방사부와 접지부 사이의 거리를 이격시킴으로써, 방사부와 접지부 사이의 out of phase인 메인 전류(main current)로 인한 전기장이 형성되도록 한다. 안테나(1000)는 방사되지 않고 남아있는 static E-field 지점이 감소하도록 한다. 즉, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 임피던스 허수부가 증가하도록 하고, 임피던스 매칭 특성을 향상시킨다.
한편, 도 19에서 m은 기판(1100) 상에 안테나 패턴이 형성된 예시이다. 안테나 패턴(m)은 기판(1100)상에 형성된 패턴이다. 안테나 패턴(m)은 예를 들어 도 1 내지 도 19에서 설명하는 방사부(예를 들어, 1210, 1220), 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320) 및 방사부(예를 들어, 1410, 1420, 1430)를 포함한다.
실시예들에 따른 안테나 패턴(m)은, 예를 들어 메탈 와이어(metal wire)로 형성된다. 안테나 패턴(m)은 예를 들어 메쉬(mesh) 형태로 형성된다. 이에 따라, 안테나(1000)는 기판(1100) 상에 메탈 메쉬(m)가 형성됨으로써 제공될 수 있다. 이때, 기판(1100) 상에 메탈 메쉬(m)가 형성되지 않은 영역을, 도 19에서는 s를 통해 나타내고 있다.
한편, 도 19에서 op는 오픈 포인트(open point)이다. 실시예들에 따른 안테나(1000)는 안테나 패턴이 형성된 영역과 형성되지 않은 영역을 포함한다. 이때, 안테나 패턴이 형성되지 않은 영역은, 더미 메탈 메쉬(dummy metal mesh)로서, 예를 들어, 오픈 포인트(op)를 포함한다.
이와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 방사부와 접지부 사이의 이격 거리를 더 증가시킬 수 있는 구조를 제안한다. 이를 통해, 실시예들은 임피던스 매칭 특성을 향상시켜, 임피던스 대역폭을 확보할 수 있다.
도 20은 도 17과 도 19에서 설명한 실시예들의 기술적 효과를 비교하는 그래프이다.
설명의 편의를 위하여, 도 17에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 5 실시예로, 도 19에서 설명한 안테나(1000) 구조 형태를 제 6 실시예로 칭한다. 도 20에서, 점선은 제 5 실시예를 나타낸다. 도 20에서, 실선은 제 6 실시예를 나타낸다. 이하에서는 상술한 바와 동일 또는 유사한 구성 및/또는 설명에 대하여는 설명을 생략한다.
도 20의 (a)는 주파수 대역에 따른 효율을 나타내는 그래프이다. 도 20의 (a)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 20의 (a)에서 세로축은 안테나의 방사 효율을 나타낸다. 도 20의 (a)에 도시한 바와 같이, 제 5 실시예 및 제 6 실시예 모두 광대역폭에서 50% 이상의 안테나 효율을 갖는 것을 알 수 있다.
도 20의 (b)는 주파수 대역에 따른 리던던시를 나타내는 그래프이다. 도 20의 (b)에서 가로축은 주파수 대역을 나타낸다. 도 20의 (b)에서 세로축은 리던던시를 나타낸다. 도 20의 (b)를 통해, 제 6 실시예의 경우 안테나 임피던스의 대역폭이 약 163% 이상 확보되는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 접지부와 방사부 사이의 거리가 더 이격되도록 하는 방향을 제공한다. 이에 따라, 안테나(1000)는 안테나 효율이 우수하면서, 임피던스의 허수부가 증가하여 임피던스 매칭 특성이 향상되는 효과를 제공한다.
이와 같이, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 공간 활용도를 증가시켜 차량의 후방 쿼터 글래스(예를 들어, 도 21에서 설명하는 2010)에 적용 가능하도록 한다. 또한, 안테나(1000)는 다중 공진점을 갖는 방사부를 이용하여 안테나 효율 대역폭을 향상시킨다. 또한, 안테나(1000)는 도 10 내지 도 20에서 상술한 구조들을 통해 급전 라인(예를 들어, 1310, 1320)의 길이를 축소시킴으로써 급전 손실을 개선하고 방사 효율을 개선한다. 또한, 안테나(1000)는 방사부와 접지부 간 이격을 통한 임피던스 허수부 증가로 임피던스 매칭 특성을 개선시킨다.
이하에서는, 도 10 내지 도 20을 통해 설명한 실시예들에 따른 안테나(1000)가 차량(2000, 도 1 내지 도 20에서 설명한 차량(100))에 마련된 예시들을 설명한다.
도 21은 실시예들에 따른 안테나를 포함하는 차량을 개략적으로 도시한 것이다.
도 21에서 2000은 차량을 나타낸다. 차량(2000)은 예를 들어 도 1 내지 도 20에서 설명한 차량(100)을 포함한다. 또한, 도 21에서 2010은 쿼터 글래스를 나타낸다. 쿼터 글래스(2010)는 도 9b에서 설명한 140a 내지 140c를 포함한다. 또한, 도 21에서 2012t는 쿼터 글래스(2010)의 글래스(2012)에 있어서, 투명한 영역을 나타내고, 2012o는 쿼터 글래스(2010)의 글래스(2012)에 있어서 불투명한 영역을 나타낸다.
도 21에 도시한 바와 같이, 차량(2000)은 윈도우(window)를 구성하는 글래스(glass)(2012) 및 글래스(2102)에 형성되는 안테나(1000)를 포함한다. 이때, 안테나(1000)는 글래스(2012)의 내부에 내장되거나 또는 글래스(2012)의 상면 또는 하면에 배치된다.
안테나(1000)는 예를 들어 쿼터 글래스의 투명한 영역(2012t)에 마련된다. 도 10 내지 도 20에서 설명한 바와 같이, 예를 들어 안테나(1000)는 투명한 기판(1100)을 포함한다. 이에 따라, 실시예들에 따른 안테나(1000)는 투명한 쿼터 글래스(2010) 상에 부착되어 사용되어도 우수한 외관 및 효과를 제공할 수 있다.
이때, 안테나(1000)에 포함되는 급전 라인은 차량(2000)에 내장된 케이블과 연결된다. 예를 들어, 제 1 급전 라인(1310)은 제 1 케이블(cable 1)과 전기적으로 연결된다. 또한, 예를 들어, 제 2 급전 라인(1320)은 제 2 케이블(cable 2)과 전기적으로 연결된다. 이를 통해, 안테나(1000)는 차량(2000)과 전기적으로 연결된다. 제 1 케이블(cable 1) 및/또는 제 2 케이블(cable 2)은 예를 들어 coaxial cable이다.
제 1 케이블(cable 1) 및/또는 제 2 케이블(cable 2)은 예를 들어 쿼터 글래스의 불투명한 영역(2012o)에 마련된다. 이때, 쿼터 글래스의 불투명한 영역(2012o)은 일부 빛의 투과를 허용하나, 불투명에 가까운 영역을 포함한다. 쿼터 글래스의 불투명한 영역(2012o)은 예를 들어, 차량(2000)의 윈도우 프레임(2011, 도 22 참조)에 가까이 형성되는 영역이다. 쿼터 글래스의 불투명한 영역(2012o)은 예를 들어 선탠 또는 미관을 이유로 불투명하게 형성되는 영역이다. 예를 들어, 제 1 케이블(cable 1) 및/또는 제 2 케이블(cable 2)이 기판 상에 배치되는 경우, 해당 기판은 불투명한 기판으로 예를 들어 FPCB일 수 있다.
이와 같이, 실시예들은 투명성이 요구되는 부분에 대하여는 투명한 구성 요소들을 제공하고, 불투명성이 요구되는 부분에 대하여는 불투명한 구성 요소들을 제공한다. 이를 통해 실시예들은 효율적으로 구성 요소들을 제공한다.
이하에서는 이와 같이 차량의 글래스에 배치되는 안테나에 있어서, 안테나가 마련되는 위치에 대해 더 구체적으로 설명한다.
도 22는 실시예들에 따른 차량에 안테나가 마련되는 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
설명의 편의를 위하여, 프레임(2011) 및 안테나(1000)가 사각 형상인 경우를 예시로서 설명한다. 그러나 이들의 형상은 이에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 차량(2000)은 쿼터 글래스(2010)를 포함한다. 쿼터 글래스(2010)는 글래스(2012)와 글래스(2012)를 거치 및/또는 지지하는 프레임(2011)을 포함한다. 실시예들에 따른 안테나(1000)는 글래스(2012) 상에 마련된다. 이를 통해, 차량(2000)은 안테나(1000)를 통해 무선 통신을 수행할 수 있다.
프레임(2011)은 글래스(2012)가 차량(2000)에 대해 고정되도록 한다. 또한, 프레임(2011)은 차량(2000)의 형상을 형성하고, 지지한다. 또한, 프레임(2011)은 차량(2000)이 외부로부터 충격을 받는 경우, 차량(2000)의 탑승자를 보호하기 위하여 충분히 강하고, 충격을 흡수하여야 한다. 이를 위해, 프레임(2011)은 예를 들어 메탈(metal) 소재를 포함한다.
그러나, 도 23에서 후술하는 바와 같이, 프레임(2011)에 메탈이 포함되면 안테나(1000)의 효율이 저하될 수 있다. 예를 들어, 메탈이 포함된 프레임(2011)과 안테나(1000)가 접촉하거나 또는 필요 이상으로 가깝게 배치되는 경우, 안테나 효율이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 실시예들에 따른 안테나(1000)는, 안테나(1000)의 적어도 일 측이 프레임(2011)으로부터 기 설정된 거리만큼 이격되어 배치된다.
예를 들어, 안테나(1000)는, 안테나(1000)의 일 측으로부터 가장 가까운 프레임(2011a)까지 제 1 갭(g1)만큼 이격되도록 배치된다. 또한, 예를 들어, 안테나(1000)는 안테나(1000)의 다른 일 측으로부터 가장 가까운 프레임(2011b)가지 제 2 갭(g2)만큼 이격되도록 배치된다. 이때, 제 1 갭(g1)과 제 2 갭(g2)은 같거나 다르다.
이와 같은 구조를 통해, 실시예들에 따른 차량(2000)은 안테나(1000)의 효율을 저하시키지 않으면서 메탈이 포함되는 프레임(2011)과 안테나(1000)를 함께 배치할 수 있다. 즉, 실시예들은 프레임(2011)이 메탈을 포함하는 경우에도, 충분한 효율 대역폭을 확보하는 방안을 제공한다.
한편, 실시예들에 따른 차량(2000)은, 글래스(2012) 전체를 안테나(1000)의 접지부로 활용할 수 있다. 이에 따라, 실시예들은 안테나 효율이 더 증대된 안테나를 포함하는 차량을 제공한다.
도 23은 도 22에서 설명한 기 설정된 거리에 대한 기술적 효과를 나타내는 그래프이다.
도 23은, 도 22에서 설명한 프레임(2011)으로부터 실시예들에 따른 안테나(1000)를 이격하여 주파수 별 안테나 효율을 나타낸 그래프이다. 도 23에서는, 프레임(2011)이 없는 경우(w/o frame), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 이격되지 않은 경우(g=0mm), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 10mm 이격된 경우(g=10mm), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 20mm 이격된 경우(g=20mm), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 30mm 이격된 경우(g=30mm), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 33mm 이격된 경우(g=33mm)에 따른 안테나 효율을 나타낸다.
도 23의 g를 통해 설명하는 기 설정된 거리는 도 22에서 설명한 기 설정된 거리로서, 예를 들어, 도 22의 g1, g2를 포함한다.
도 23에서 기 설정된 거리의 적정값을 판단하기 위해 안테나(1000)는 도 19에서 설명한 안테나로서, 도 20에서 설명한 제 6 실시예를 이용하였다. 또한, 도 23에서 프레임(2011)이 400mm x 400mm 인 경우를 예시로서 이용하였다.
차량(2000)은 형태 유지를 위하여 프레임(2011)을 포함한다. 또한, 이러한 프레임(2011)은 강도를 유지하면서 외부로부터 충격을 흡수하기 위하여, 메탈(metal) 소재를 포함한다. 도 23에 도시한 바와 같이, 프레임(2011)이 없는 경우(w/o frame)와 비교하여, 프레임(2011)이 있는 경우 일반적으로 효율이 떨어지는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 도 23에 도시한 바와 같이, 프레임(2011)이 있으나 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 이격되지 않은 경우(g=0mm)인 경우 전 주파수 대역폭이 약 99% 감소하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예들에 따른 차량(2000)은 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)의 적어도 일 측이 프레임(2011)으로부터 기 설정된 거리 이상 이격되도록 안테나(1000)를 배치한다.
이때, 안테나(1000)가 프레임(2011)으로부터 기 설정된 거리 이격되어 설치되는 경우, 이격되는 거리에 따라 안테나 효율이 달라지게 된다. 이때, 도 23에 도시한 바와 같이, 실험을 통해 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 33mm 이격된 경우(g=33mm) 효율 대역폭이 약 163% 확보 되어 가장 효율적인 것을 알 수 있다.
예를 들어, 도 22의 가로 길이(w)와 세로 길이(h)가 각각 400mm인 경우, 제 1 갭(g1) 및 제 2 갭(g2)는 각각 33mm일 때 효율 대역폭이 가장 효율적이다.
도 23은 도 22에서 설명한 기 설정된 거리에 대한 기술적 효과를 나타내는 그래프이다.
도 23은, 도 22에서 설명한 프레임(2011)으로부터 실시예들에 따른 안테나(1000)를 이격하여 주파수 별 안테나 효율을 나타낸 그래프이다. 도 23에서는, 프레임(2011)이 없는 경우(w/o frame), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 이격되지 않은 경우(g=0mm), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 10mm 이격된 경우(g=10mm), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 20mm 이격된 경우(g=20mm), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 30mm 이격된 경우(g=30mm), 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 33mm 이격된 경우(g=33mm)에 따른 안테나 효율을 나타낸다.
도 23의 g를 통해 설명하는 기 설정된 거리는 도 22에서 설명한 기 설정된 거리로서, 예를 들어, 도 22의 g1, g2를 포함한다.
도 23에서 기 설정된 거리의 적정값을 판단하기 위해 안테나(1000)는 도 19에서 설명한 안테나로서, 도 20에서 설명한 제 6 실시예를 이용하였다. 또한, 도 23에서 프레임(2011)이 400mm x 400mm 인 경우를 예시로서 이용하였다.
차량(2000)은 형태 유지를 위하여 프레임(2011)을 포함한다. 또한, 이러한 프레임(2011)은 강도를 유지하면서 외부로부터 충격을 흡수하기 위하여, 메탈(metal) 소재를 포함한다. 도 23에 도시한 바와 같이, 프레임(2011)이 없는 경우(w/o frame)와 비교하여, 프레임(2011)이 있는 경우 일반적으로 효율이 떨어지는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 도 23에 도시한 바와 같이, 프레임(2011)이 있으나 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 이격되지 않은 경우(g=0mm)인 경우 전 주파수 대역폭이 약 99% 감소하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예들에 따른 차량(2000)은 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)의 적어도 일 측이 프레임(2011)으로부터 기 설정된 거리 이상 이격되도록 안테나(1000)를 배치한다.
이때, 안테나(1000)가 프레임(2011)으로부터 기 설정된 거리 이격되어 설치되는 경우, 이격되는 거리에 따라 안테나 효율이 달라지게 된다. 이때, 도 23에 도시한 바와 같이, 실험을 통해 프레임(2011)으로부터 안테나(1000)가 33mm 이격된 경우(g=33mm) 효율 대역폭이 약 163% 확보 되어 가장 효율적인 것을 알 수 있다.
예를 들어, 도 22의 가로 길이(w)와 세로 길이(h)가 각각 400mm인 경우, 제 1 갭(g1) 및 제 2 갭(g2)는 각각 33mm일 때 효율 대역폭이 가장 효율적이다.
한편, 제 1 급전 라인(1310) 및/또는 제 2 급전 라인(1320) 각각은 기 설정된 길이 이하이다. 이를 통해, 급전 라인을 따라 급전이 이동하면서 손실되는 것을 방지한다. 본 명세서에서는 이러한 급전 손실을 방지하면서, 공간을 효율적으로 배치하기 위한 안테나 구조를 도 10 내지 도 23을 통해 설명하였다.
이상 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 및/또는 안테나를 포함하는 차량에 대해 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다.
당업자는 개시된 실시 형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 실시 형태를 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
실시예들에 따른 안테나 및/또는 차량은 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (9)

  1. 제 1 내지 제 4 모서리를 포함하는 정사각형의 형상을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치되어 무선 신호를 방사하는 제 1 방사부 및 제 2 방사부를 포함하는 방사부;
    상기 제 1 방사부에 무선 신호를 인가하는 제 1 급전 라인;
    상기 제 2 방사부에 무선 신호를 인가하고, 상기 제 1 급전 라인의 연장선과 연장선이 서로 수직으로 교차하는 제 2 급전 라인; 및
    상기 방사부와 이격되어 상기 기판 상에 배치되고, 경계 영역의 적어도 일부가 계단 형상을 포함하는, 접지부;
    를 포함하고,
    상기 접지부는,
    상기 제 1 모서리로부터 상기 제 3 모서리까지 상기 대각선을 따라 배치되고, 상기 제 1 방사부와 상기 제 2 방사부 사이에 위치하고, 상기 제 1 방사부 및 상기 제 2 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 공유 접지부;
    를 포함하는,
    안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 제 1 내지 제 4 모서리를 포함하는 정사각형의 형상을 포함하고,
    상기 안테나는,
    상기 제 1 모서리로부터 상기 제 1 모서리와 대향하는 제 3 모서리를 향하는 대각선을 기준으로 대칭 구조(symmetrical structure)로 형성되는,
    안테나.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공유 접지부의 경계 영역은,
    상기 제 1 방사부를 향하는 측에 위치하는 일 면을 따라 형성된 제 1 포인트, 제 2 포인트 및 제 3 포인트를 포함하고 - 상기 제 1 포인트는 상기 제 2 포인트보다 상기 제 1 모서리에 가깝고, 상기 제 2 포인트는 상기 제 3 포인트보다 상기 제 1 모서리에 가까움-,
    상기 제 1 포인트로부터 상기 제 1 방사부까지의 수직 거리인 제 1 거리는, 상기 제 2 포인트로부터 상기 제 1 방사부까지의 수직 거리인 제 2 거리보다 짧고,
    상기 제 2 거리는, 상기 제 3 포인트로부터 상기 제 1 방사부까지의 수직 거리인 제 3 거리보다 짧은,
    안테나.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접지부는,
    상기 제 1 방사부에 인접하게 위치하고, 상기 제 1 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 제 1 접지부; 및
    상기 제 2 방사부에 인접하게 위치하고, 상기 제 2 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 제 2 접지부;
    를 더 포함하는,
    안테나.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사부는,
    경계 영역에 하나 이상의 돌출부; 를 포함하는,
    안테나.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 급전 라인은, 상기 제 1 방사부와 연결되는 제 1 연결 라인을 포함하고,
    상기 제 2 급전 라인은, 상기 제 2 방사부와 연결되는 제 2 연결 라인을 포함하고,
    상기 제 1 방사부는,
    상기 제 1 연결 라인의 연장선을 기준으로 비대칭 구조(asymmetry structure)로 형성되고,
    상기 제 2 방사부는,
    상기 제 2 연결 라인의 연장선을 기준으로 비대칭 구조로 형성되는,
    안테나.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 급전 라인 및 상기 제 2 급전 라인 각각은 기 설정된 길이 이하인,
    안테나.
  8. 윈도우(window)를 구성하는 글래스(glass); 및
    상기 글래스에 형성되는 안테나;
    를 포함하고,
    상기 안테나는,
    제 1 내지 제 4 모서리를 포함하는 사각 형상을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치되어 무선 신호를 방사하는 제 1 방사부 및 제 2 방사부를 포함하는 방사부;
    상기 제 1 방사부에 무선 신호를 인가하는 제 1 급전 라인;
    상기 제 2 방사부에 무선 신호를 인가하고, 상기 제 1 급전 라인의 연장선과 연장선이 서로 수직으로 교차하는 제 2 급전 라인; 및
    상기 방사부와 이격되어 상기 기판 상에 배치되고, 경계 영역의 적어도 일부가 계단 형상을 포함하는, 접지부;
    를 포함하고,
    상기 접지부는,
    상기 제 1 모서리로부터 상기 제 3 모서리까지 상기 대각선을 따라 배치되고, 상기 제 1 방사부와 상기 제 2 방사부 사이에 위치하고, 상기 제 1 방사부 및 상기 제 2 방사부의 임피던스 매칭을 수행하는 공유 접지부;
    를 포함하는,
    차량.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 차량은, 상기 글래스를 지지하는 프레임(frame); 을 더 포함하고,
    상기 안테나의 적어도 일 측은, 상기 프레임으로부터 기 설정된 거리만큼 이격되어 배치되는,
    차량.
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