KR101973311B1 - 안테나 유리판 - Google Patents

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베른트 슈텔링
기욤 프랑수아
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Abstract

본 발명은 윈도우스크린 안테나(100)에 관한 것으로서, 적어도: - 내부 표면(IV)을 가지는 내부 유리판(1), - 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 내로 소성된 전기 전도성 페이스트로 이루어진, 안테나 구조물(4), 및 - 외부 표면(V)에 의해서 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV)에 연결되고 내부 표면(VI) 상에서 전기 전도성 기저부 판(5)을 가지는, 유전체 지지 요소(9)를 포함하고, 기저부 판(5)은 내부 유리판(1)에 대한 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열된다.

Description

안테나 유리판
본 발명의 안테나 유리판, 안테나 유리판의 생산 방법, 및 그 용도에 관한 것이다.
범지구 위성 항법 시스템(GNSS)을 이용하는 항행을 위한 시스템이 종종 현대의 차량 내로 통합된다. 동작 중인 시스템은, 예를 들어, 범지구 위치확인 시스템(GPS) 또는 러시아의 범지구 위성 항법 시스템(GLONASS)가 있다. 이러한 것을 위해서 필요한 안테나는, 예를 들어 US　20140176374　A1로부터 공지된 바와 같이, 차량 본체 상에 그에 따라 차량 내부의 외측에 배열될 수 있다. 그러한 안테나는 매력이 없는데, 이는 그러한 안테나가 차량의 미적 외관에 부정적으로 영향을 미치고, 풍절음을 유발할 수 있고, 손상이나 파괴에 민감하기 때문이다.
대안적으로, GNSS 안테나는 차량 내부에, 예를 들어 계기판 아래 또는 방풍창 아래에 배열될 수 있다. 이러한 경우에, GNSS 위성의 양호한 안테나 수신을 위한 적합한 위치를 찾기 어렵고, 동시에, 계기판 내의 전기 장치로 인한 그리고 차량 엔진으로 인한 EMC 문제를 피하기 어렵다. 또한, 적외선 반사 층 또는 로이(low-E) 층과 같은 전기 전도성 층은 유리판을 통한 전자기 복사선의 투과를 방지할 수 있고 GNSS 신호를 차단할 수 있다.
전형적인 GNSS 안테나가 평면형 안테나로서 그리고 전형적으로 패치 안테나로서 실현될 수 있고, 예를 들어, DE　202006011919　U1로부터 공지되어 있다. 여기에서, 편평한 금속 안테나 구조물은 세라믹 운반체의 일 측면 상에 배열된다. 편평한 금속 기저부 판은 접지 표면으로서 대향 측면 상에 배열된다. 안테나 구조물 및 기저부 판은 전기선을 통해서 전기 수신 유닛에 연결된다. 세라믹 운반체의 재료 두께로 인해서, 안테나는 매우 두껍고 일반적으로 계기판 상의 하우징 내에 장착된다.
본 발명의 목적은 안테나 및, 특히, GNSS 안테나가 용이하게 그리고 경제적으로 통합될 수 있는 개선된 안테나 유리판을 제공하는 것으로 이루어진다.
본 발명의 목적은 독립항인 제1항에 따른 안테나 유리판에 의해서 본 발명에 따라 달성된다. 바람직한 실시예가 종속항에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 안테나 유리판은 적어도 이하의 특징을 포함한다:
- 내부 표면(IV)을 가지는 내부 유리판,
- 내부 유리판의 내부 표면(IV) 상에서 인쇄되고 소성된 전기 전도성 페이스트로 생산된, 안테나 구조물,
- 바람직하게 접착에 의해서, 외부 표면(V)을 통해서 내부 유리판의 내부 표면(IV)에 연결되고, 운반체 요소의 내부 표면(VI) 상에서 전기 전도성 기저부 판을 가지는 유전체 운반체 요소를 포함하고,
- 기저부 판은 내부 유리판에 대한 안테나 구조물의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열된다.
본 발명에 따른 안테나 유리판은 내부 유리판의 내부 표면 상에서 소성된 전기 전도성 페이스트로 제조된 안테나 구조물을 포함한다. 안테나 유리판은 구조적으로 전기 전도성 페이스트를 인쇄하고 소성하는 것에 의해서 생산된 안테나 구조물을 특징으로 한다. 이러한 방식으로 생산된 안테나 구조물은 다른 방식으로 생산된 안테나 구조물과 명백하게 다르고, 본 발명에 따른 안테나 유리판 상에서 용이하게 식별될 수 있다.
본 발명의 특별한 장점은, 유리판의 표면 상에 고정적으로 소성된, 전기 전도성 페이스트로 제조된 안테나 구조물을 가지는 내부 유리판 또는 복합 유리판이 제1 중간 제품으로서 생산될 수 있다는 사실에 있다. 안테나 구조물은 유리판에 부착되고, 그에 따라 안테나 구조물은 취급 및 저장 중에 안정적이다. 안테나는 생산 프로세스의 종료시에 또는 추후의 사용 시점에서만 완성되며, 전기 전도성 기저부 판을 가지는 운반체 요소는 부착을 위해서 제공된 위치에서 안테나 구조물을 통해서 부착된다. 이는, 운반체 요소를 유리판에 접착하는 것에 의해서 특히 단순하게 이루어진다. 운반체 요소의 적합한 유전체 특성 및 운반체 요소에 의해서 형성된 안테나 구조물과 기저부 판 사이의 거리에 의해서, 매우 양호한 수신 및 송신 특성을 재생 가능하게 가지는 안테나 배열체가 얻어진다. 동시에, 운반체 요소는 매우 얇게 제공될 수 있고, 그에 따라 유리판 상에 위치된 그러한 배열체는 미적으로 상당히 눈에 띄지 않고 쉽게 은폐될 수 있다. 운반체 요소는, 예를 들어, 유지 메커니즘 내로 또는 카메라나 센서 시스템용 커버 내로 매우 단순하게 통합될 수 있고, 이어서, 시각적으로 매우 눈에 띄지 않고 내부 측면으로부터 볼 수 없다.
안테나 기능을 위해서, 실질적으로 균질한 전기장이 안테나 구조물과 기저부 판 사이의 유전체에 걸쳐 형성될 수 있는 것이 중요하다. 결과적으로, 기저부 판은 바람직하게 판의 형상으로, 예를 들어, 호일이나 층으로 제공되고, 그리고 바람직하게 일정한 두께를 갖는다. 대안적인 실시예에서, 적어도, 안테나 구조물에 대면되는 기저부 판의 측면이 평면형인 반면, 안테나 구조물로부터 멀어지는 쪽으로 대면되는 측면은 임의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 접촉 블레이드 또는 다른 접촉 및 고정 요소가 안테나 구조물로부터 멀어지는 쪽으로 대면되는 측면 상에 배열될 수 있다. 본 발명에 따른 안테나 유리판의 유리한 실시예에서, 안테나 구조물 및 기저부 판은 서로 실질적으로 평행하게 배열된다. 본 발명의 맥락에서, "평면형" 안테나 구조물 또는 기저부 판은, 실질적으로 하나의 평면 내에 배열되나 그럼에도 불구하고 유리판 표면의 약간의 곡률을 따르는 구조물을 의미하며, 높이의 변화는 측방향 확장에 비해서 작다.
본 발명에 따른 기저부 판은 바람직하게 접지 표면으로서의 역할을 하고, 즉 기저부 판은 전기 접지 기준, 예를 들어, 송신 또는 수신 전자 시스템의 접지 기준에, 그리고 특히 차량의 접지 기준에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는, 본 발명에 따른 적어도 하나의 안테나 유리판을 포함하는 안테나 복합 유리판을 포함하고, 내부 유리판의 외부 표면(III)은 적어도 하나의 중간 층을 통해서 외부 유리판의 내부 표면(II)에 연결된다.
본 발명에 따른 안테나 유리판은 내부, 예를 들어, 차량 내부를 외부 환경으로부터 분리하는데 적합하다. 안테나 유리판의 안테나의 신호 공급원 또는 안테나 유리판의 안테나의 신호를 수신할 수 있는 수신 유닛은 외부 환경(짧게, "외부")에 일반적으로 배치된다. 만약 안테나 유리판이 위성 항법을 위해서 이용된다면, 위성은 외부에 위치된다. 안테나 유리판의 각각의 표면은 그에 의해서 형성된다: 내부 표면(II,IV,VI)은 내부에 대면되는 표면을 의미하고, 및 외부 표면(I,III,V)은 내부로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 표면을 의미한다. 그에 따라, 위성 항법을 위해서 이용되는 경우에, 외부 표면(I,III,V)은 위성 신호 공급원에 대면되는 측면이다.
안테나 구조물 및 기저부 판의 본 발명에 따른 배열체에 의해서, 안테나 구조물은 신호 공급원, 예를 들어, GNSS 위성을 향해서 직접적으로 지향된다. 기저부 판은 신호 공급원에 대해서 멀어지는 쪽으로 향하는 안테나 구조물의 측면 상에 배열된다.
본 발명에 따른 안테나 유리판의 생산 및 이용 조건 하에서 열적 및 화학적으로 안정적일 뿐만 아니라 치수적으로도 안정적인 모든 전기 절연 기재는 기본적으로 내부 유리판 및, 선택적으로, 외부 유리판으로서 적합할 수 있다.
내부 유리판 및/또는 외부 유리판은 바람직하게는 유리, 특히 바람직하게는 평판 유리, 플로트 유리, 석영 유리, 붕규산 유리, 소다 석회 유리, 또는 투명 플라스틱, 바람직하게는 강성 투명 플라스틱, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 그 혼합물을 포함한다. 내부 유리판 및/또는 외부 유리판은, 특히 방풍창 또는 뒷창으로서의 차량 내의 안테나 유리판의 용도 또는 높은 광 투과율이 요구되는 다른 용도를 위해서, 바람직하게 투명하다. 본 발명의 맥락에서, 가시광선 스펙트럼 범위에서 70% 초과의 투과율을 가지는 유리판이 "투명한 것"으로 간주된다. 운전자의 운전-관련 시계 내에 배치되지 않는 차량 안테나 유리판, 예를 들어, 천장 패널의 경우에, 투과율은 또한 상당히 더 낮을 수 있고, 예를 들어 5% 이상일 수 있다.
내부 유리판 및/또는 외부 유리판의 두께는 크게 다를 수 있고 그에 따라 이상적으로 개별적인 경우의 요구 사항에 맞춰 구성될 수 있다. 바람직하게, 1.0 mm 내지 25 mm, 바람직하게 1.4 mm 내지 2.5 mm의 표준 두께가 차량 유리를 위해서 이용된다. 내부 유리판 및/또는 외부 유리판의 크기는 크게 다를 수 있고 본 발명에 따른 용도의 크기에 의해서 결정된다. 내부 유리판 및/또는 외부 유리판은, 예를 들어, 자동차 분야에서, 200 cm²내지 3 m²의 일반적인 면적을 갖는다.
안테나 유리판 또는 안테나 복합 유리판은 임의의 3-차원적 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 3-차원적 형상은 음영 구역을 가지지 않고, 그에 따라, 예를 들어, 음극 스퍼터링에 의해서 코팅될 수 있다. 바람직하게, 내부 유리판 및 외부 유리판은 편평하거나 하나의 또는 복수의 공간적 방향으로 약간 굽혀진다. 특히, 평판 유리판이 이용된다. 유리판은 무색이거나 채색될 수 있다.
내부 유리판 및/또는 외부 유리판은 바람직하게 2 내지 8 그리고 특히 바람직하게 6 내지 8의 상대 유전율(εr,1/2)을 갖는다. 그러한 상대 유전율에서, 특히 양호한 안테나 수신 및 투과 성질을 획득할 수 있었다.
안테나 복합 유리판에서, 내부 유리판 및 외부 유리판은 적어도 하나의 중간 층에 의해서 서로 연결된다. 중간 층은 바람직하게 투명하다. 중간 층은 바람직하게는 적어도 하나의 플라스틱, 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 함유한다. 그러나, 중간 층은 또한 예를 들어 폴리우레탄(PU), 폴리프로필렌(PP), 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아세테이트 수지, 주조 수지, 아크릴레이트, 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌, 폴리비닐 플루오라이드 및/또는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌, 또는 그 공중합체 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 중간 층은 하나의 막 또는 심지어 서로의 상하로 또는 옆으로 나란히 배열된 복수의 막에 의해서 형성될 수 있고, 막의 두께는 바람직하게는 0.025 mm 내지 1 mm, 전형적으로는 0.38 mm 또는 0.76 mm이다. 중간 층은 바람직하게 열가소성체일 수 있고 그리고, 적층 후에, 내부 유리판 및 외부 유리판 그리고 가능하게는 다른 중간 층을 서로 접합시킬 수 있다.
중간 층은 바람직하게 2 내지 4 그리고 특히 바람직하게 2.1 내지 2.9의 상대 유전율(εr,3)을 갖는다. 그러한 상대 유전율에서, 특히 양호한 안테나 특성을 획득할 수 있었다.
유전체 운반체 요소는 외부 표면(V) 및 내부 표면(IV)을 가지며, "외부" 및 "내부"라는 용어는 내부를 분리하기 위한 안테나 유리판의 후속 설치와 관련하여 정의된다.
본 발명에 따른 운반체 요소는 그 내부 표면(VI) 상에서 전기 전도성 기저부 판을 갖는다. 본 발명에 따른 운반체 요소는 그 외부 표면(V)을 통해서 내부 유리판의 내부 표면(IV)에 연결된다. 운반체 요소는 바람직하게 내부 유리판에 접착된다. 접착은 운반체 요소와 내부 유리판 사이의 전체 접촉 표면에 걸쳐 연장될 수 있다. 본 발명의 유리한 실시예에서, 접착의 접착제는, 안테나 구조물과 운반체 요소 사이에 바로 위치되지 않는 영역 내에, 그러나, 그보다는, 안테나 구조물을 둘러싸는 영역 내에 배열된다. 이는, 안테나 구조물과 기저부 판 사이에 접착제가 배열되지 않고 그에 따라 안테나 특성이 보다 정밀하게 그리고 재생 가능하게 조정될 수 있다는 특별한 장점을 갖는다.
유전체 운반체 요소가 안테나 구조물 및 기저부 판을 서로 고정된 거리에서 유지하도록, 유전체 운반체 요소가 유리하게 제공되고, 그러한 거리는 바람직하게 안테나 구조물과 기저부 판 사이의 전체 영역에 걸쳐 일정하고, 안테나 구조물은 기저부 판에 평행하게 배열된다. 이를 위해서, 운반체 요소는 중실형 재료(solid material), 바람직하게 중실형 재료로 제조된 판일 수 있거나, 중공형 공간, 절취부, 또는 재료가 없는 영역을 가질 수 있다. 적절한 두께의 자가-지지 기저부 판을 가지는, 운반체 요소는 또한 프레임의 형태로만 제공될 수 있다.
유전체 운반체 요소는, 적어도, 안테나 구조물과 기저부 판 사이의 영역 내에서, 유리하게 제공된 판-형상이고, 일정한 재료 두께(두께)를 갖는다.
운반체 요소의 두께는 유리하게 0.5 mm 내지 10 mm, 특히 바람직하게 1 mm 내지 4mm이다. 그러한 두께는 특히 유리한데, 이는 한편으로, 그에 따라 양호한 안테나 특성이 얻어질 수 있기 때문이고, 동시에, 내부 유리판에 설치된 기저부 판과 운반체의 배열체가 잘 보이지 않기 때문이다. 또한, 이러한 배열체는 카메라 또는 센서 커버와 같은 커버 내로 통합될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 유리판의 유리한 실시예에서, 운반체 요소는 플라스틱, 바람직하게 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하거나 그러한 것으로 제조된다.
이어서, 운반체 요소는 바람직하게 2 내지 4 그리고 특히 바람직하게 2.7 내지 3.3의 상대 유전율을 갖는다. 그러한 유전율은 특히 유리한데, 이는, 그러한 유전율로, 특히 전술한 운반체 요소의 두께에서, 특히 양호한 안테나 특성을 달성할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 안테나 유리판의 특히 유리한 실시예에서, 운반체 요소는 커버의 영역, 특히 카메라 또는 센서 커버의 영역에 위치된다. 운반체 요소는 또한, 내부 유리판에 접착되는 유지 메커니즘(브래킷)의 영역에 위치될 수 있다. 커버, 특히 카메라 또는 센서 커버는 유지 메커니즘 상에 부착될 수 있다. 그러한 부착은, 예를 들어, 접착, 융합, 나사체결, 리벳작업에 의해서, 또는 스냅-인 연결을 이용하는 결속에 의해서 이루어질 수 있다.
모든 경우에, 기저부 판은 내부 유리판에 대한 안테나 구조물의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열된다. 이는, 안테나 신호의 신호 공급원으로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 측면으로부터 안테나 유리판을 통해서 볼 때, 즉, 안테나 유리판의 내부 표면(IV)을 바라볼 때, 기저부 판 만이 보여질 수 있고 기저부 판은 안테나 구조물의 관찰을 완전히 가린다는 것을 의미한다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 기저부 판의 면적은 안테나 구조물의 면적 보다 크고, 바람직하게 적어도 10% 만큼, 그리고 특히 바람직하게 적어도 25% 만큼 더 크다. 본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 기저부 판은, 안테나 구조물의 직각 투사 내에서, 각각의 경우에 적어도 2　mm 만큼, 바람직하게 적어도 5　mm 만큼, 그리고 특히 적어도 10　mm 만큼 안테나 구조물의 윤곽선을 지나서 돌출된다.
안테나 구조물은 1:1 내지 10:1, 바람직하게 1:1 내지 2:1, 그리고 특히 바람직하게 1:1 대 1.1:1의 길이(lA) 대 폭(bA)의 비율을 가지는 기저부를 갖는다. 안테나 구조물의 기저부는 바람직하게 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 4개 초과의 모서리를 가지는 다각형, 타원형, 또는 원형이다. 직사각형의 경우에, 길이(lA)는 직사각형의 긴 변의 길이에 상응하고, 폭(bA)은 직사각형의 짧은 변의 길이에 상응한다. 동일한 변 길이를 가지는 정사각형인 또는 실질적으로 정사각형인 기저부의 경우에, 길이(lA) 및 폭(bA)은 결과적으로 1:1의 비율을 갖는다. 직사각형이 아닌, 특히, 타원형인 구조물의 경우에, 길이(lA)는 구조물의 최대 길이에 의해서 결정되고, 폭(bA)은 길이(lA)에 직각으로 연장되는 방향의 길이에 의해서 결정된다. 원형 기저부의 경우에, 길이(lA) 및 폭(bA)은 1:1의 비율을 갖는다.
특히, 직사각형 또는 정사각형 기저부의 경우에, 본 발명의 맥락에서, 하나의, 바람직하게 서로 대각선 방향으로 대향되어 배치된 2개의 모서리, 그리고 특히 바람직하게, 모든 모서리가 사면화될 수 있다. 그에 따라, 안테나 구조물은 수신하고자 하는 전자기 복사선에 맞춰 유리하게 조정될 수 있다. 사면은 유리하게 길이(lA) 및/또는 폭(bA)의 20% 미만, 바람직하게 10% 미만에 상당한다.
안테나 구조물의 치수는, 일반적으로, 희망 주파수 대역 및 각각의 용도에 따라 달라진다. 주파수 범위가 0.8　GHz 내지 2.7 GHz인 모바일 통신의 경우에, 안테나 구조물은 전형적으로 20　mm 내지 60　mm의 길이(lA) 및 폭(bA)을 갖는다. 주파수 범위가 1.2 GHz 내지 1.7 GHz인 위성-지원 항법(GNSS)을 위한 적용예의 경우에, 안테나 구조물은 전형적으로 30 mm 내지 40 mm의 길이(lA) 및/또는 폭(bA)을 갖는다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 안테나 구조물은 1575.42 MHz의 주파수 및 우측 원형 편광화 전자기 발진 평면(right circularly polarized electromagnetic plane of oscillation)을 가지는 GPS 신호에 최적화된다. 이를 위해서, 안테나 구조물은 36　mm의 길이(lA) 및 34　mm의 폭(bA) 그리고, 결과적으로, 약 1.06:1의 비율을 가지는 직사각형 기저부를 갖는다.
안테나 구조물은 유리하게 다른 절취부를 가질 수 있다. 슬롯-형상의 절취부가 특히 유리하다. 안테나 구조물의 직사각형 또는 정사각형 기저부의 경우에, 슬롯-형상의 절취부의 긴 변은 바람직하게 기저부의 대각선에 평행하게 그리고 특히 기저부의 대각선을 따라 정렬된다. 슬롯-형상의 절취부는, 예를 들어, 유리하게 길이(lS)가 5　mm 내지 20　mm, 바람직하게 7.5　mm 내지 12.5　mm이고, 폭(bS)이 0.5　mm 내지 5.0　mm, 바람직하게 0.9　mm 내지 3.1　mm인 직사각형 형상을 갖는다.
또한, 안테나 구조물은, 안테나 구조물과 안테나 구조물의 기저부 내의 신호선 사이의 전기선 연결부의 양 측면 상에 배열되는 직사각형 절취부를 가질 수 있다. 이러한 직사각형 절취부는, 안테나 구조물 내외로의 안테나 신호의 특히 양호한 결합 또는 결합분리를 가능하게 하는 특별한 장점을 갖는다. 이어서, 안테나 신호는 신호선을 통해서 송신 또는 수신 전자기기에 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 구조물은 인쇄되고 소성된 전기 전도성 페이스트, 바람직하게 은-함유 스크린 인쇄 페이스트로 제조된다. 본 발명의 유리한 실시예에서, 기저부 판은 유사하게 인쇄되고 소성된(fired) 전기 전도성 페이스트, 바람직하게 은-함유 스크린 인쇄 페이스트로 제조된다. 본 발명에 따른 유리한 인쇄된 안테나 구조물 및/또는 기저부 판은 3　㎛ 내지 20　㎛의 두께 및 0.001　ohm/square 내지 0.03　ohm/square, 바람직하게 0.002　ohm/square 내지 0.018　ohm/square의 시트 저항을 갖는다. 그러한 안테나 구조물 및 기저부 판은 산업적 생산 프로세스에 통합하기 용이하고 경제적으로 생산하기 용이하다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 기저부 판은 전기 전도성 호일, 바람직하게 금속 호일 그리고, 특히, 구리, 은, 금, 또는 알루미늄 호일로 제조된다. 전기 전도성 호일은 유리하게 50　㎛ 내지 1000　㎛ 및 바람직하게 100　㎛ 내지 600　㎛의 두께를 갖는다. 전기 전도성 호일은 유리하게 1*106　S/m 내지 10*107　S/m 그리고 바람직하게 3.5*107　S/m 내지 6.5*107　S/m의 전도도를 갖는다.
예를 들어, 얇은 접착제 막 또는 양면 접착 테이프를 이용하여, 그러한 호일이 바람직하게 운반체 요소에 접착식으로 접합된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 기저부 판은 특히 유리하게 설계되는데, 이는 운반체 요소를 가지는 기저부 판이 하나의 유닛으로 제조될 수 있기 때문이고 조립 중에 편리하게 그리고 정확한 배치로 내부 유리판 상으로 접착될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 안테나 유리판의 유리한 실시예에서, 안테나 구조물 및 기저부 판은 유리판의 외부 연부 상에 배열된다. 이러한 경우에, 외부 연부까지의 최대 거리는 바람직하게 20 cm 미만, 특히 바람직하게 10 cm 미만이다. 이는 안테나 구조물, 기저부 판 및 공급선을 시각적으로 볼 수 없는 검은색 임프린트 아래에서 또는 커버, 예를 들어 센서나 카메라 하우징으로 은폐하는 것을 허용한다.
본 발명에 따른 차량 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 안테나 구조물의 안테나 받침점은 편평한 전도체를 통해서 운반체 요소의 연부로 그리고 그 주위에서 운반체 요소의 내부 표면(IV) 상으로 안내된다. 대안적으로, 편평한 전도체가 그 내부 표면(IV) 상에서 운반체 요소 내의 개구부를 통해서 안내될 수 있다. 여기에서, 편평한 전도체는 바람직하게 스트립 전도체로서 그리고 바람직하게 공통 평면적 스트립 전도체로서 제공될 수 있고, 그 신호선은 안테나 구조물과 전기 전도적으로 결합되고 그 차폐부는 기저부 판과 전기 전도적으로 결합된다. 여기에서, "전기 전도적으로 결합된"은 바람직하게 "전기화학적으로 결합된(galvanically coupled)" 것을 의미한다. 신호선은 바람직하게 클램핑에 의해서 안테나 구조물에 연결되고, 클램핑은 내부 유리판 상에 접착된 운반체 요소에 의해서 생성되고, 스트립 전도체의 신호선의 일 단부는 압력 접촉부를 통해서 안테나 구조물에 연결된다. 대안적으로, 신호선이 안테나 구조물에 용량적으로 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 기저부 판 및 스트립 전도체의 차폐부는 하나의 단편으로 제공된다. 이는 안테나의 여러 섹션들 사이의 전이부에서의 전도 손실을 방지한다. 또한, 그러한 하나의-단편의 구조는, 각각의 요소가 공통 운반체 막 상에 배열될 때, 특히 단순하게 생산된다. 단일-단편 구조물은 바람직하게 운반체 요소의 일 측면 연부 주위에서 안내되고 운반체 요소에 접착된다.
스트립 전도체는 바람직하게 호일 전도체 또는 가요성 호일 전도체(편평한 전도체, 편평한 리본 전도체)로서 제공된다. "호일 전도체"라는 용어는 폭이 두께 보다 상당히 더 큰 전기적 전도체를 의미한다. 그러한 호일 전도체는, 예를 들어, 구리, 주석 도금 구리, 알루미늄, 은, 금, 또는 그 합금으로 제조되거나 포함하는 스트립 또는 밴드이다. 호일 전도체는, 예를 들어, 2 mm 내지 16 mm의 폭 및 0.03 mm 내지 0.1 mm의 두께를 갖는다. 호일 전도체는 절연부, 바람직하게, 예를 들어 폴리이미드-계의 중합체 외피를 가질 수 있다. 본 발명에 따른 적합한 호일 전도체는 예를 들어 단지 0.3 mm의 총 두께를 갖는다. 그러한 얇은 호일 전도체는 어려움 없이 내부 유리판과 운반체 요소 배열될 수 있다. 서로 전기적으로 격리된 복수의 전도성 층이 하나의 호일 전도체 스트립 내에 위치될 수 있다.
대안적으로, 얇은 금속 와이어가 또한 전기 공급선으로서 이용될 수 있다. 금속 와이어는 특히 구리, 텅스텐, 금, 은, 또는 알루미늄 또는 이러한 금속 중 적어도 2개의 합금을 포함한다. 합금은 또한 몰리브덴, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 팔라듐, 또는 백금을 포함할 수 있다.
안테나 구조물과 신호선 및/또는 기저부 판과 접지 리드 또는 차폐부 사이의 전기선 연결부는 바람직하게 전기 전도성 접착제를 통해서 또는 납땜 접합부를 통해서 이루어지고, 양자 모두는 연결 영역과 공급선 사이의 신뢰 가능하고 내구적인 전기선 연결부를 가능하게 한다. 대안적으로, 전기선 연결부는 또한 클램핑에 의해서 이루어질 수 있는데, 이는 운반체 요소를 내부 유리판에 접착식으로 접합하는 것에 의해서 클램프 연결이 고정되기 때문이다. 대안적으로, 전기선 연결부는 또한, 특히 기저부 판과 차폐부 사이의, 납땜에 의해서 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 기저부 판은 안테나 신호의 용량 결합분리를 위한 용량 결합 영역 및 접지 영역을 갖는다. 용량 결합 영역은 고주파 기술을 이용하여 큰 임피던스를 가지는 기저부 판에 연결될 수 있거나 바람직하게 그로부터 전기 절연될 수 있다. 안테나 신호는 유전체 운반체 요소를 통해서 기저부 판의 평면 내의 용량 결합 영역에 용량적으로 결합된다. 이어서, 용량 결합 영역은 호일 전도체의 신호선의 영역에 연결되거나 그와 함께 하나의 단편으로 제공된다. 이는, 안테나 신호 및 접지 리드 또는 차폐를 위한 신호선이 하나의 스트립 전도체로 하나의 평면 상에서 단순한 방식으로 생성될 수 있기 때문에, 특히 유리하다. 내부 유리판과 운반체 요소 사이의 안테나 구조물은 별개로 접촉될 필요가 없고, 분리 전도체가 운반체 요소와 내부 유리판 사이에서 안내될 필요가 없으며, 그에 따라 운반체 요소는 내부 유리판 상에서 특히 편평하게 놓이게 된다.
본 발명에 따른 안테나 유리판의 다른 유리한 실시예에서, 편평한 전도체, 및/또는 기저부 판이 운반체 막 상에 배열된다. 운반체 막은 바람직하게 중합체를 포함하고, 특히 바람직하게 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하거나 그로 제조된다. 운반체 막은 2 내지 4 그리고 특히 바람직하게 2.7 내지 3.3의 상대 유전율을 갖는다.
본 발명의 다른 양태는 안테나 유리판 배열체에 관한 것으로서, 적어도:
- 본 발명에 따른 안테나 유리판 또는 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판,
- 안테나 구조물 및 기저부 판과 전기적으로 결합된, 수신 또는 송신 전자기기를 포함하고,
안테나 유리판 또는 안테나 복합 유리판은 차량 본체 내에서 판유로서 배열된다.
기저부 판은 바람직하게 접지 표면으로서의 역할을 하고, 기저부 판은 이러한 경우에 차량의 전기 접지 기준에 연결된다.
전술한 본 발명에 따른 안테나 유리판의 여러 설계 및 실시예가 단독적으로 또는 임의 조합으로 실현될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 안테나 유리판, 특히 전술한 바와 같이 제공된 본 발명에 따른 안테나 유리판을 생산하기 위한 방법을 포함하고, 그러한 방법에서, 적어도:
(a) 전기 전도성 페이스트, 바람직하게 은-함유 스크린 인쇄 페이스트로 제조된 안테나 구조물이 내부 유리판의 내부 표면(IV) 상에 인쇄되고 소성되고,
(b) 유전체 운반체 요소가 외부 표면(V)을 통해서 내부 유리판의 내부 표면(IV)에 연결되고, 내부 표면(VI) 상에 배열된 전기 전도성 기저부 판은 내부 유리판에 대한 안테나 구조물의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열된다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 실시예에서, 운반체 요소는 접착제를 이용한 접착에 의해서 내부 유리판에 연결된다. 접착제는 바람직하게 단일-성분 또는 2개-(또는 그 초과)성분 접착제 시스템으로 이루어진다. 아크릴레이트 접착제, 메틸메타크릴레이트 접착제, 시아노아크릴레이트 접착제, 페놀 포름알데히드 수지 접착제, 에폭시 수지 접착제, 폴리우레탄 접착제(PUR), 실리콘 접착제 및/또는 실란 가교-결합 중합체 접착제, 그 혼합물 및/또는 공중합체가 특히 바람직하다.
본 발명의 다른 양태는 안테나 복합 유리판을 생산하기 위한 방법을 포함하며, 여기에서 적어도:
(a) 전기 전도성 페이스트, 바람직하게 은-함유 스크린 인쇄 페이스트로 제조된 안테나 구조물이 내부 유리판의 내부 표면(IV) 상에 인쇄되고 소성되고,
(b) 내부 유리판, 적어도 하나의 중간 층, 및 외부 유리판의 층 시퀀스가 생산되고, 그러한 층 시퀀스가 적층되어 복합 유리판을 형성하며,
(c) 유전체 운반체 요소가 외부 표면(V)을 통해서 내부 유리판의 내부 표면(IV)에 연결되고, 내부 표면(VI) 상에 배열된 전기 전도성 기저부 판은 내부 유리판에 대한 안테나 구조물의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열된다.
프로세스 단계(b)에서 적층 즉, 중간 층을 통해서 내부 유리판과 외부 유리판을 접합하는 것은 바람직하게 열, 진공, 및/또는 압력의 작용하에서 이루어진다. 복합 유리판을 생산하기 위한 자체적으로 공지된 방법이 이용될 수 있다.
예를 들어, 소위 "고압솥 방법(autoclave method)"이 약 10 바아 내지 15 바아의 높은 압력 및 130 ℃ 내지 145 ℃의 온도에서 약 2 시간 동안 실시될 수 있다. 자체적으로 공지된 진공 백 또는 진공 링 방법이, 예를 들어, 약 200　mbar 및 80　℃ 내지 110　℃에서 동작된다. 내부 유리판, 열가소성 중간 층, 및 외부 유리판이 또한 롤러의 적어도 하나의 쌍 사이의 캘린더(calender) 내에서 가압되어 유리판을 형성할 수 있다. 유리판을 생산하기 위한 이러한 유형의 시스템은 공지되어 있고, 일반적으로 가압 유닛 상류에 적어도 하나의 가열 터널을 갖는다. 가압 작업 중의 온도는 예를 들어 40　℃ 내지 150　℃이다. 캘린더 및 고압솥 방법의 조합이 특히 실행 가치가 높은 것으로 입증되었다. 대안적으로, 진공 적층기가 이용될 수 있다. 이는 하나의 또는 복수의 가열 가능 및 배기 가능 챔버로 이루어지고, 그러한 챔버 내에서 내부 판 및 외부 판은, 예를 들어, 0.01　mbar 내지 800　mbar의 감소된 압력 및 80　℃ 내지 170　℃의 온도에서 약 60분 이내에 적층된다.
본 발명의 다른 양태는, 육상, 공중, 또는 수상에서의 이동을 위한 운송 수단, 특히 기차, 선박, 및 모터 차량에서의 본 발명에 따른 안테나 유리판 또는 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판의 용도, 예를 들어, 가구나 건물 내에서의 방풍창, 뒷창, 측면 창, 및/또는 지붕 패널로서의 용도를 포함한다.
본 발명은 또한, 위성-지원 항법을 위한 GNSS 신호의 수신을 위한, 특히 1,575.2 MHz의 L1 주파수를 가지는 우측 원형 편광화 GPS 신호 및/또는 1602　MHz + 4　Mhz의 주파수를 가지는 GLONASS 신호의 수신을 위한, 본 발명에 따른 안테나 유리판 또는 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판의 용도를 포함한다.
이하에서, 본 발명은 첨부 도면 및 예시적인 실시예를 참조하여 더 구체적으로 설명된다. 도면은 개략적으로 도시된 것이고 반드시 실제 축척은 아니다. 도면은 본 발명을 결코 제한하지 않는다.
도 1a는 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판의 실시예의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 상세부분(Z)의 확대도이다.
도 1c는 도 1b의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 1d는 도 1b의 단면선 B-B'을 따라서 취한 횡단면도이다.
도 1e는 도 1b의 단면선 C-C'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 2는 차량 내의 위성-지원 항법을 위한 본 발명에 따른 안테나 유리판의 개략도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판의 대안적인 실시예의 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 상세부분(Z)의 확대도이다.
도 3c는 도 3b의 단면선 A-A'를 따라서 취한 횡단면도이다.
도 3d는 도 3b의 단면선 B-B'을 따라서 취한 횡단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 안테나 유리판의 다른 대안적인 실시예의 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 상세부분(Z)의 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 안테나 구조물의 대안적인 실시예를 가지는 도 4a의 상세부분(Z)의 확대도이다.
도 6a는 안테나 유리판을 생산하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실시예의 구체적인 흐름도이다.
도 6b는 안테나 복합 유리판을 생산하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실시예의 구체적인 흐름도이다.
도 1a는 안테나 복합 유리판(101)의 예를 이용하는 본 발명에 따른 안테나 유리판(100)의 예시적인 실시예의 평면도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판(101)의 상세부분(Z)의 확대도를 도시한다. 여기에서, 안테나 복합 유리판(101)은, 예를 들어, 중간 층(3)을 통해서 외부 유리판(2)에 연결된, 내부 유리판(1)을 포함하는, 안테나 유리판(100)을 포함한다. 안테나 복합 유리판(101)은 예를 들어 승용차의 방풍창이다. 안테나 복합 유리판(101)의 치수는 예를 들어 0.9 m x 1.5 m이다.
내부 유리판(1)은 예를 들어 설치 위치에서 내측으로 대면된다. 다시 말해서, 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV)은 내부로부터 접근할 수 있는 반면, 외부 유리판(2)의 외부 표면(I)은 차량 내부에 대해서 외향으로 대면된다. 내부 유리판(1) 및 외부 유리판(2)은 예를 들어 소다 석회 유리로 제조된다. 내부 유리판(1)의 두께는 예를 들어 1.6 mm이고 외부 유리판(2)의 두께는 2.1 mm이다. 내부 유리판(1) 및 외부 유리판(2)이 또한 예를 들어 동일한 두께로 제공될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 중간 층(3)은 열가소성 중간 층이고, 예를 들어, 폴리비닐 부티랄(PVB)로 제조된다. 중간 층은 0.76 mm의 두께를 갖는다.
도시된 도면은 차량의 외측으로부터 본 외부 유리판(2)의 외부 표면(I)의 평면도이다.
도 1c는 도 1b의 단면선 A-A'를 따른 횡단면도를 도시한다. 도 1d는 도 1b의 단면선 B-B'을 따른 상응하는 횡단면도를 도시한다.
안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)은 안테나 유리판(100)의 하부 판 연부(30) 상에 배열된다. 안테나 구조물(4)은, 주로 은 입자 및 유리 프릿(frit)으로 이루어진, 인쇄되고 소성된 전기 전도성 페이스트의 이러한 예로 구성된다. 안테나 구조물(4)은 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에 배열된다. 이러한 예에서, 안테나 구조물(4)은 36 mm의 길이(lA) 및 34 mm의 폭(bA)을 또한 가지는 직사각형 기저부로 이루어진다. 안테나 구조물(4)의 기저부는, 각각의 경우에, 2개의 대향되는 모서리 상에서 삼각형 절취부(7)를 가지고, 여기에서, 각각의 경우에, 정사각형의 모서리 중 하나가 제거된다. 삼각형 절취부(7)는 예를 들어 aD　=　2.5 mm의 밑변 길이를 가지는 이등변 직각 삼각형이다. 안테나 구조물(4)은 부가적으로, 직사각형 형상 및 9.5 mm의 길이(lS) 및 3 mm의 폭(bS)을 가지는 슬롯-형상의 절취부(6)를 갖는다. 슬롯-형상의 절취부(6)는, 그 길이가, 삼각형 절취부(7)가 위치되는 직사각형 기저부의 대각선을 따르는 상태로, 배열된다.
유전체 운반체 요소(9)는, 그 외부 표면(V)이 내부 유리판(1)에 대한 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 영역 내에 있는 상태로, 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에 배열된다. 여기에서, 운반체 요소(9)는, 예를 들어, 판-형상이고 중실형 재료로 형성된다. 운반체 요소(9)의 두께는, 예를 들어, 균일하게 d9　=　2　mm이다. 운반체 요소(9)는 플라스틱 재료, 여기에서, 예를 들어, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS)를 포함한다. 예를 들어 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 폴리카보네이트(PC)로 제조된 운반체 요소(9)가 또한 이용될 수 있다. 운반체 요소(9)는 안테나 구조물(4) 보다 그 기저부가 더 크게 제공되고, 돌출부(overhang)의 하위 영역 내에서, 접착제(21), 예를 들어, 폴리우레탄(PUR) 접착제로 내부 유리판(1)에 접착된다.
기저부 판(5)은 접지 표면으로서의 역할을 하고 운반체 요소(9)의 내부 표면(VI) 상에 즉, 안테나 구조물(4)로부터 멀어지는 쪽으로 대면되는 운반체 요소(9)의 측면 상에 배열된다. 기저부 판(5)은, 예를 들어, 운반체 요소(9)에 접착되는, 100 ㎛의 두께를 가지는 구리 호일이다. 기저부 판(5)은 폭(bG)이 6　cm이고 길이(lG)가 13　cm인 직사각형 기저부를 갖는다. 기저부 판(5)은 내부 유리판(1)에 대한 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 영역을 넘어서서 돌출된다.
안테나 구조물(4)은 전기선 연결부(13)를 통해서 호일 전도체(10)의 신호선(11)에 연결된다. 여기에서, 호일 전도체(10)는, 예를 들어, 그 전체 길이에 걸쳐 공통 평면적 스트립 전도체로서 제공된다. 다시 말해서, 평면형 신호선(11)은 신호선(11)을 가지는 평면 내에 배열된 2개의 편평한 차폐부(12)(또한 차폐 전도체로서 지칭된다)에 의해서 둘러싸인다. 그에 따라, 호일 전도체(10)는, 예를 들어 전기 절연부(16)로서의 역할을 하는 운반체 막에 의해서 일 측면 상에서 바람직하게 양 측면 상에서 둘러싸일 수 있는, 3개의 내부 전도체(15), 즉, 신호선(11) 및 2개의 차폐부(12)로 이루어진다. 내부 전도체(15) 즉, 신호선(11) 및 차폐부(12)는, 예를 들어, 폭이 4　mm 이고 두께가 100　㎛인 구리 호일로서 설계된다. 호일 전도체(10)의 3개의 내부 전도체(15)는, 이러한 예시적인 실시예에서, 운반체 요소(9) 상에 직접적으로 배열되고, 예를 들어, 운반체 막 및 전기 절연부(16)가 필요치 않도록 접착에 의해서 운반체 요소(9) 상에 부착된다. 호일 전도체(10)의 신호선(11) 및 차폐부(12)는 그 측면 연부(34)에 걸쳐 운반체 요소(9)의 외부 표면(V)으로부터 운반체 요소(9)의 내부 표면(IV) 상으로 안내된다. 신호선(11)으로부터의 안테나 구조물(4)로의 전기선 연결부(13)는, 예를 들어, 운반체 요소(9)를 내부 유리판(1) 상에 접착할 때 클램핑에 의해서 이루어진다.
2개의 차폐부(12)는 전기선 연결부(13)를 통해서 운반체 요소(9)의 내부 표면(VI) 상에서 기저부 판(5)에 전기 전도적으로 연결된다. 전기선 연결부(13)는, 예를 들어, 전기 전도성 접착제 또는 납땜 접합부이다. 대안적으로, 전기선 연결부(13)는 차폐부(12)를 기저부 판(5) 상으로 클램핑하는 것에 의해서 이루어질 수 있다.
또한, 호일 전도체(10)는 연결 요소(14), 예를 들어 수신 또는 송신 전자기기 및, 여기에서, 특히 GNSS 수신 전자기기에 대한 연결을 위한 동축적 SMA(초소형 A) 플러그이다.
도 1e는 도 1b의 단면선 C-C'를 따라서 취한 횡단면도를 도시한다. 안테나 구조물(4)의 직각 투사는 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에서 표면(A)에 걸쳐 연장된다. 기저부 판(5)은 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 표면(A)을 완전히 넘어서 돌출된다.
안테나 구조물(4)의 실질적으로 직사각형인 기저부는 하나의 측면 연부가 유리판 연부(30)에 평행하도록 배열된다. 측면 연부는 유리판 연부(30)에 대한 특정 각도, 예를 들어 45°를 또한 가질 수 있다. 신호선(11)은 측면 연부(30)에 바로 인접한 안테나 구조물(4)의 측면 연부 상에서 안테나 구조물(4)에 연결된다. 슬롯-형상의 절취부(6) 및 삼각형 절취부(7)를 가지는 대각선은, 신호선(11)의 연결 지점으로부터 볼 때, 하단부 좌측으로부터 상단부 우측으로 연장된다.
도시된 안테나 구조물(4)은 1575.42 MHz의 L1 주파수를 가지는 우측 원형 편광화 GPS 신호를 수신하기에 적합하다. 도시된 안테나 구조물(4)은 또한 양호한 GLONASS 수신을 획득하는데 있어서 적합하다.
안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)은, 검은색 인쇄부 형태의 차단 인쇄부(32)가 외부 유리판(2)의 내부 표면(II) 상에 배열되는 안테나 복합 유리판(101)의 영역 내에 배열된다. 차단 인쇄부(32)는 가시광선이 투과할 수 없고 모터 차량 본체 또는 안테나 구조물(4) 또는 기저부 판(5) 내의 안테나 복합 유리판(101)의 접착부가 보이지 않게 한다. 차단 인쇄부(32)는, 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)에 의해서 형성되는 안테나의 주파수 범위 내의 전자기 복사선에 대해서 투과적이다. 안테나의 작용은 차단 인쇄부(32)에 의해서 실질적으로 영향을 받지 않거나 전혀 영향을 받지 않는다.
도 2는 위성-지원 항법을 위한 위성(40)의 방출 구역(41)과 관련한 본 발명에 따른 안테나 유리판(100)을 도시한다. 안테나 유리판(100)은 내부 유리판(1), 안테나 구조물(4), 운반체 요소(9), 및 기저부 판(5)을 포함한다. 안테나 유리판(100)은 내부 영역(50), 예를 들어, 차량(여기에서 미도시)의 승객실을 외부(51)로부터 분리한다. 안테나 구조물(4)은 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에 배열된다. 내부 표면(IV)은 위성(40)으로부터 그리고, 그에 따라, 위성 신호의 공급원으로부터 멀어지는 쪽으로 대면되는 내부 유리판(1)의 표면이다. 운반체 요소(9)는, 결과적으로, 외부(51)의 방향으로 그리고, 그에 따라, 위성(40)의 신호의 방향으로 대면되는 외부 표면(V) 및 외부(51)로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 내부 표면(VI)을 갖는다. 기저부 판(5)은 운반체 요소(9)의 내부 표면(VI) 상에 그리고, 그에 따라, 안테나 구조물(4)의 내부 표면 상에 배열된다.
도 3a 내지 도 3d는, 도 1a 내지 도 1d의 본 발명에 따른 차량 안테나 복합 유리판(101)의 대안적인 예시적인 실시예를 도시하며, 여기에서 안테나 구조물(4)의 전기 접촉만이 달리 설계된다. 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 신호선(11)은 기저부 판(5) 및 차폐부(12)의 평면 내에 배열되고 신호선(11)은 하나의 단편 내에서 용량 결합 영역(20)으로 전이된다. 신호선(11)은 개재된 유전체 운반체 요소(9)를 통해서 안테나 구조물(4)에 용량적으로 결합된다. 안테나 신호는 유전체 운반체 요소(9)를 통해서 신호선(11)의 용량 결합 영역(20)과 결합되고 연결 요소(14)로 지향된다. 이러한 실시예는, 신호선(11) 및 차폐부(12)가 내부 유리판(1)과 운반체 요소(9) 사이로 안내되어야 할 필요가 없다는 특별한 장점을 갖는다. 완전한 전기적 접촉은, 기저부 판(5)이 내부에 배열되는 평면을 통해서 이루어진다.
이러한 실시예는, 운반체 요소(9)가 유지 메커니즘(브래킷), 예를 들어, 센서 또는 카메라 커버의 영역 내에 있을 때, 특히 유리하다. 그러한 유지 메커니즘은 일반적으로 기저부 판(5) 및 안테나 구조물(4) 보다 상당히 더 크게 제공된다. 신호선(11)은 유지 메커니즘의 연부 주위로 안내되어야 할 것이고 이어서 매우 길어야 할 것이다. 대안적으로, 유지 메커니즘은, 신호선(11) 및 가능한 차폐부(12)가 통과하여 안내되는 관통-통로를 가져야 할 수 있다. 도 3a 내지 도 3d에 도시된 용량 결합에서는 이러한 것이 필요치 않은데, 이는 기저부 판(5), 신호선(11), 및 차폐부(12)가 유지 메커니즘의 내부 표면(VI) 상에 배열되기 때문이다. 그에 따라, 유지 메커니즘의 설계는 더 단순해지고 더 콤팩트해질 수 있다.
도 4a는 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판(101)의 다른 대안적인 실시예의 평면도를 도시한다. 도 4b는 도 4a의 상세부분(Z)의 확대도를 도시한다.
도 4a의 안테나 복합 유리판(101)의 재료 및 배열은 도 1a의 안테나 복합 유리판(101)의 재료 및 배열에 실질적으로 상응하고, 그에 따라, 이하에서, 안테나 복합 유리판들(101) 사이의 차이만을 구체적으로 설명한다. 도 1a와 대조적으로, 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)은 안테나 복합 유리판(101)의 상부 측면 연부(31)에 배열된다. 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)은 여기에서 통신 창(33)의 영역 내에 배열된다. 예를 들어, 강우 센서와 같은 다른 센서 및/또는 카메라(여기에서 미도시)가 통신 창(33)의 영역 내에 배열된다. 통신 창(33)의 영역은, 바람직하게 카메라 및/또는 센서가 내부에 배열되는, 플라스틱 하우징(여기에서 미도시), 통신 창(33)에 의해서 차량 내부 측면 상에서 커버된다. 또한, 안테나 복합 유리판(101)은, 통신 창(33)의 영역 외측에서, 적외선을 반사시키는데 적합한 전기 전도성 코팅을 갖는다. 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)의 재료 및 치수는 도 1a 및 도 1b의 예시적인 실시예의 안테나 구조물(4) 및 기저부 판(5)의 재료 및 치수에 상응한다. 이러한 예에서, 운반체 요소(9)는, 결속 메커니즘을 통해서 플라스틱 하우징이 상부에 부착될 수 있는 유지 메커니즘(브래킷)이다. 운반체 요소(9)는 안테나 복합 유리판(101)의 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상으로 접착된다.
또한, 본 발명에 따른 안테나 구조물(4)의 이러한 예시적인 실시예에서, 2개의 직사각형 절취부(8)는 안테나 구조물(4)과 그러한 안테나 구조물(4)의 기저부 내의 신호선(11) 사이에서 전기선 연결부(13)의 양 측면 상에 배열된다. 이러한 직사각형 절취부(8)는 안테나 구조물(4)로부터의 안테나 신호의 결합분리를 개선한다.
운반체 요소(9)는, 이러한 예에서, 관통-통로(22)를 가지며, 그러한 관통-통로를 통해서 신호선(11) 및 차폐부(12)가 안테나 구조물(4)의 평면으로부터 운반체 요소(9)를 통해서 기저부 판(5)의 평면으로 안내된다. 기저부 판(5)의 평면 상에서, 차폐부(12)는 기저부 판(5)에 전기 전도적으로 연결되고, 신호선(11) 및 차폐부(12)로 이루어진 스트립 전도체(10)는 연결 요소(14)에 연결된다. 이어서, 예를 들어, 플라스틱 하우징 내의 다른 센서를 접촉시키는, 유선 하니스(wiring harness)로, 추가적인 신호 라우팅이 이루어진다.
도 5는 도 4a 및 도 4b의 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판(101)의 대안적인 예시적인 실시예를 도시하며, 여기에서 안테나 구조물(4)의 기저부만이 도 4a 및 도 4b와 상이한 형태를 갖는다. 여기에서, 기저부는 타원형이고, 신호선(11)은 장축 또는 단축에 대해서 예를 들어 45°의 각도로 배열된다. 안테나 구조물(4)의 기저부의 길이(lA)는, 이러한 예에서, 타원의 최대 직경 즉, 장축의 방향을 따른 직경에 상응한다. 폭(bA)은 이러한 예에서 타원의 최소 직경에 상응한다.
도 6a는 본 발명에 따른 안테나 유리판(100)을 생산하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 6b는 본 발명에 따른 안테나 복합 유리판(101)을 생산하기 위한 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예의 흐름도를 도시한다.
요약하면, 본 발명은 안테나 및, 특히, GNSS 안테나가 용이하게 그리고 경제적으로 통합될 수 있는 개선된 안테나 유리판을 제공하는 것으로 이루어진다. 이러한 결과는 관련 기술 분야의 통상의 기술자가 예상치 못한 것이었고 놀랍게 하는 것이었다.
1 내부 유리판
2 외부 유리판
3 중간 층
4 안테나 구조물
5 기저부 판
6 슬롯-형상의 절취부
7 삼각형 절취부
8 직사각형 절취부
9 운반체 요소
10 공통 평면적 스트립 전도체, 스트립 전도체, 호일 전도체
11 신호선
12 차폐부
13 전기선 연결부
14 연결 요소
15 내부 전도체
16 전기 절연부
20 용량 결합 영역
21 접착 스폿
22 관통-통로
30, 31 유리판 연부
32 차단 인쇄부
33 통신 창
34 운반체 요소(9)의 측면 연부
40 위성
41 위성(40)의 방출 구역
50 내부
51 외부
100 안테나 유리판
101 안테나 복합 유리판
A 안테나 구조물(4)의 직각 투사 지역
aD 삼각형 절취부(7)의 밑변 길이
bA 안테나 구조물(4)의 폭
bG 기저부 판(5)의 폭
bS 슬롯-형상의 절취부(6)의 폭
d9 운반체 요소(9)의 두께
εr,1/2 내부 유리판(1) 또는 외부 유리판(2)의 상대 유전율
εr,3 중간 층(3)의 상대 유전율
lA 안테나 구조물(4)의 길이
lG 기저부 판(5)의 길이
lS 슬롯-형상의 절취부(6)의 길이
A-A' 단면선
B-B' 단면선
C-C' 단면선
Z 상세부분
I 외부 유리판(2)의 외부 표면
II 외부 유리판(2)의 내부 표면
III 내부 유리판(1)의 외부 표면
IV 내부 유리판(1)의 내부 표면
V 운반체 요소(9)의 외부 표면
VI 운반체 요소(9)의 내부 표면

Claims (17)

  1. - 안테나 유리판(100)이며, 적어도:
    - 내부 표면(IV)을 가지는 내부 유리판(1),
    - 상기 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에서 소성된 전기 전도성 페이스트로 제조된, 안테나 구조물(4),
    - 외부 표면(V)을 통해서 상기 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV)에 연결되고 내부 표면(VI) 상에서 전기 전도성 기저부 판(5)을 가지는, 유전체 운반체 요소(9)를 포함하고,
    - 상기 기저부 판(5)은 상기 내부 유리판(1)에 대한 상기 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열되고,
    - 상기 안테나 구조물(4)은 전기 전도적으로 또는 전기화학적으로, 공통 평면적 스트립 전도체(10)의 신호선(11)에 연결되고, 상기 스트립 전도체는 그 내부 표면(VI) 상에서 운반체 요소(9)의 측면 연부(34) 주위로 안내되고, 상기 스트립 전도체(10)의 차폐부(12)는 전기적으로 또는 전기화학적으로, 기저부 판(5)에 연결되고, 상기 신호선(11), 차폐부(12) 또는 둘 모두는 운반체 막 상에 배열되는, 안테나 유리판(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기저부 판(5)은:
    - 인쇄된, 전기 전도성 페이스트, 또는 은-함유 스크린 인쇄 페이스트, 또는
    - 전기 전도성 호일, 금속 호일, 구리, 은, 금 또는 알루미늄 호일로 이루어지거나 그러한 것으로 제조되는, 안테나 유리판(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전기 전도성 페이스트는 3　㎛ 내지 20　㎛의 두께 및 0.001　ohm/square 내지 0.03　ohm/square, 또는 0.002　ohm/square 내지 0.018　ohm/square의 시트 저항을 가지는, 안테나 유리판(100).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전기 전도성 호일은 50　㎛ 내지 1000　㎛, 또는 100　㎛ 내지 600　㎛의 두께 및 1*106　S/m 내지 10*107　S/m, 또는 3.5*107　S/m 내지 6.5*107　S/m의 전도도를 가지는, 안테나 유리판(100).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 운반체 막은 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하거나 그로 제조되고, 상기 운반체 막은 2 내지 4, 또는 2.7 내지 3.3인 상대 유전율을 가지는, 안테나 유리판(100).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호선(11), 상기 기저부 판(5), 및 상기 차폐부(12)는 단일 단편으로 제공되는, 안테나 유리판(100).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기저부 판(5)은 운반체 막 상에 배열되고, 상기 운반체 막은 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하거나 그러한 것으로 제조되며, 상기 운반체 막은 2 내지 4, 또는 2.7 내지 3.3의 상대 유전율을 가지는, 안테나 유리판(100).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 운반체 요소(9)는 플라스틱 또는 커버의 장착 판이고, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체(ABS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조되는, 안테나 유리판(100).
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기저부 판(5)의 평면은 접지 영역 및 안테나 신호의 용량 결합 또는 결합분리를 위한 용량 결합 영역(20)을 가지는, 안테나 유리판(100).
  10. 제1항에 따른 안테나 유리판(100)을 포함하는 안테나 복합 유리판(101)이며,
    상기 내부 유리판(1)의 외부 표면(III)은 중간 층(3)을 통해서 외부 유리판(2)의 내부 표면(II)에 접합되는, 안테나 복합 유리판(101).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 내부 유리판(1), 상기 외부 유리판(2) 또는 둘 모두는
    유리, 또는 평판 유리, 플로트 유리, 석영 유리, 붕규산 유리, 소다 석회 유리, 또는 중합체, 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 그 혼합물을 포함하거나, 또는
    2 내지 8, 또는 6 내지 8의 상대 유전율(εr,1/4)을 가지는, 안테나 복합 유리판(101).
  12. 안테나 유리판 배열체이며:
    - 제1항 또는 제2항에 따른 안테나 유리판(100) 또는 제10항 또는 제11항에 따른 안테나 복합 유리판(101),
    - 상기 안테나 구조물(4) 및 상기 기저부 판(5)에 전기적으로 결합되는 수신 또는 송신 전자기기를 포함하며,
    상기 안테나 유리판(100) 또는 상기 안테나 복합 유리판(101)은 차량 본체 내에서 판유리로서 배열되는, 안테나 유리판 배열체.
  13. 제1항 또는 제2항에 따른 안테나 유리판(100)을 생산하기 위한 방법이며, 적어도:
    (a) 전기 전도성 페이스트, 또는 은-함유 스크린 인쇄 페이스트로 제조된 안테나 구조물(4)이 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV) 상에 인쇄되고 소성되고,
    (b) 유전체 운반체 요소(9)가 외부 표면(V)을 통해서 상기 내부 유리판(1)의 내부 표면(IV)에 연결되고, 상기 운반체 요소(9)의 내부 표면(VI) 상에 배열된 전기 전도성 기저부 판(5)은 상기 내부 유리판(1)에 대한 안테나 구조물(4)의 직각 투사의 영역 내에 적어도 배열되는, 안테나 유리판(100)을 생산하기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 운반체 요소(9)는 접착제(21)를 이용한 접착에 의해서 상기 내부 유리판(1)에 접합되는, 안테나 유리판(100)을 생산하기 위한 방법.
  15. 육상, 공중, 또는 수상에서의 이동을 위한 운송 수단, 또는 모터 차량에서 가구 또는 건물 내에서, 방풍창, 뒷창, 측면 창, 또는 지붕 패널로서 이용하는 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항에 따른 안테나 유리판(100).
  16. 위성-지원 항법을 위한 신호의 수신을 위한, 또는 1575.42 MHz의 L1 주파수를 가지는 우측 원형 편광화 GPS 신호 또는 1602　MHz + 4　Mhz의 주파수를 가지는 GLONASS 신호의 수신을 위한 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항에 따른 안테나 유리판(100).
  17. 제1항에 있어서, 상기 신호선(11)은 클램핑에 의해서 상기 안테나 구조물(4)에 연결되고, 상기 클램핑은 상기 내부 유리판(1) 상에 접착된 상기 운반체 요소(9)에 의해 생성되고, 상기 스트립 전도체(10)의 상기 신호선(11)의 일 단부는 압력 접촉부를 통해서 상기 안테나 구조물(4)에 연결되는, 안테나 유리판(100).
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