KR102370885B1 - 차량용 안테나 - Google Patents

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KR102370885B1
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Abstract

본 발명은 차량용 안테나에 관한 것으로서, 저자세의 샤크핀 형상 케이스 내부에 위치하는 메인보드의 상부면상 직립하여 형성되는 AM/FM 안테나와, 상기 AM/FM 안테나의 좌/우에 각각 인접 배치되어 메인보드의 상부면상 직립하여 형성되는 LTE(5G) 안테나로 이루어져서, 상기 AM/FM 안테나와 인접 배치되는 LTE(5G) 안테나 간의 상호 주파수 간섭을 최소화할 수 있는 차량용 안테나에 관한 것이다.

Description

차량용 안테나{Antenna for Vehicle}
본 발명은 차량용 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 저자세의 유선형의 돔(샤크핀) 형상으로 형성되는 케이스 내부에 위치하는 메인보드의 상부면상 직립하여 형성되는 AM/FM 안테나와, 상기 AM/FM 안테나의 좌/우에 각각 인접 배치되어 메인보드의 상부면상 직립하여 형성되는 LTE(5G) 안테나로 이루어져서 상기 AM/FM 안테나와 인접 배치되는 LTE(5G) 안테나 간의 상호 간섭을 최소화할 수 있는 차량용 안테나에 관한 것이다.
무선통신기술의 비약적 발전으로 인해 차량 내부에 다양한 주파수 대역의 통신서비스를 제공하고 있으며, 외관상 디자인이 수려하면서 동시에 제조비용을 절감할 수 있음과 동시에 복수의 안테나를 동시에 장착하여 다양한 주파수 대역에서 동작할 수 있는 저자세(Low-Profile)의 차량용 샤크핀 안테나가 주목받고 있다.
일반적으로 차량용 샤크핀 안테나의 내부에는 AM/FM 안테나와 위성 DAB(DMB) 안테나 및 지상파 DAB(DMB) 안테나 및 GPS 안테나 등 복수의 안테나를 장착하여 소비자의 다양한 요구를 반영하고 있다.
최근의 5G 주파수 시대가 도래하면서, 차량용 안테나에 LTE(5G) 사양이 추가되기 때문에 따라서 기존의 저주파 위주의 LTE(4G)와는 달리 전송 속도의 요소보다는 저지연성(low latency) 요소가 핵심인 LTE(5G) 주퍼수는 저주파와 초고주파를 모두 포함하는 주파수 대역으로 동작되는 LTE(5G) 안테나가 대두되고 있다.
이와 같은 LTE(5G) 주파수 대역으로 동작하는 LTE(5G) 안테나는 메인안테나와 다이버시티 안테나가 동시에 필요한 두 개의 안테나로 구현되는 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나의 응용을 위해서는 두 개의 안테나 상호 간에는 신호 간섭이 최소화되어야 한다.
아울러, 일반적인 차량용 샤크핀 안테나 내부에 상기 LTE(5G) 안테나를 장착하는 경우에 제한된 공간으로 인하여 상기 차량용 샤크핀 안테나의 방사효율이 급격하게 감소되는 문제점이 있으며, 또한 상기 LTE(5G) 안테나와 인접하는 서로 다른 주파수대역에서 동작하는 복수개의 안테나가 제한된 공간에서 함께 존재하기 때문에 신호간섭으로 인하여 추가로 장착되는 차량용 안테나의 특성과 기존에 설치되어 있는 안테나의 특성이 동시에 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 다양한 주파수 대역에서 동작하는 안테나가 동시에 장착되는 차량용 안테나 케이스 내부의 제한된 공간 내에서 신호간섭을 방지하고 다양한 주파수 및 소비자들이 만족하는 다양한 서비스를 위하여 동작하는 광대역의 차량용 안테나를 확보하기 위한 현실적이고도 활용도가 높은 기술이 절실히 요구되는 실정이다.
등록특허공보 KR 10-1622170호, 2016. 05. 18 등록특허공보 KR 10-2053844호, 2019. 12. 03
본 발명은 차량용 안테나 케이스 내부의 제한된 공간 내에 장착된 AM/FM 안테나와 인접 배치되는 LTE(5G) 안테나 간의 상호 신호간섭을 최소화함으로써 소비자들이 만족하는 다양한 서비스를 위해 동작하는 차량용 안테나를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 안테나는 AM/FM 안테나를 형성하는 헬리컬안테나에서 헬리컬부의 권선되는 코일의 권수(턴수) 및 서로 다른 권선 간격(pitch)으로 형성함으로써 인접되는 LTE(5G) 안테나와의 상호 커플링을 방지하여 상호간의 주파수 간섭을 억제하는 차량용 안테나를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 안테나는 LTE(5G) 안테나와 인접하는 서로 다른 주파수대역에서 동작하는 AM/FM 안테나가 제한된 공간인 샤크핀 케이스의 내부에 함께 존재하더라도 AM/FM 안테나와 LTE(5G) 안테나 사이의 신호간섭을 방지할 수 있기 때문에 차량용 안테나의 특성이 저하되지 않고 양호한 AM/FM 방송주파수 청취 뿐만아니라, 저지연성이 우수한 LTE(5G) 안테나가 안정적으로 동작할 수 있는 차량용 안테나를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 차량용 안테나는 AM/FM 안테나의 헬리컬안테나와 이와 연결되는 탑로딩부인 AM/FM반사기를 복수 개로 분할하여 길게 형성하여 대역폭을 개선함으로써 방사효율이 향상된 방송안테나를 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나는, 유선형의 돔 형상(샤크핀)으로 형성되는 케이스의 내부에 위치하고 메인보드의 상부면상에 장착되며 다수의 주파수 대역으로 동작하기 위하여 다수의 안테나로 이루어진 차량용 안테나에 있어서, 상기 다수의 안테나는, 코일의 권수 및 코일의 권선간격(피치)이 각각 다르게 권선되는 2개의 헬리컬부로 형성되는 헬리컬안테나로 이루어지는 AM/FM 안테나와, 상기 헬리컬안테나와 인접 배치되어 형성되는 LTE(5G) 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 AM/FM 안테나는, 상기 헬리컬안테나의 상부에 위치하여 연결되는 복수 개의 반사기로 이루어지는 AM/FM반사기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 헬리컬안테나의 2개의 헬리컬부 중에서, 어느 한 헬리컬부는 노멀모드로 동작하고, 다른 하나의 헬리컬부는 축모드로 동작되어 인접되는 LTE(5G) 안테나와의 상호 커플링을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 AM/FM반사기의 복수 개의 반사기는, λ/4 길이보다 작은 크기로 각각 분할된 제1 반사기, 제2 반사기 및 제3 반사기로 형성하며, 제1 반사기와 제2 반사기는 인덕터 타입의 제1 대역저지필터에 의하여 연결되고, 제2 반사기와 제3 반사기는 인덕터 타입의 제2 대역저지필터에 의하여 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 2개의 헬리컬부 중에서, 어느 하나의 헬리컬부의 상부 끝단은 AM/FM반사기를 형성하는 제2 반사기의 끝단부와 연결되고, 다른 하나의 헬리컬부의 상부 끝단은 AM/FM반사기를 형성하는 제2 반사기의 급전부로 동작하도록 제2 반사기의 시작점과 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 및 제2 대역저지필터는, 스파이럴형의 루프 패턴 필터로서, 프레스형의 금속판으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 LTE(5G) 안테나는, 상기 AM/FM 안테나의 일측에 인접하여 형성되는 제1 LTE(5G) 안테나 및 상기 AM/FM 안테나의 타측에 인접하여 형성되는 제2 LTE(5G) 안테나로 이루어지는 것을 특징으로 한다,
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에 있어서, 상기 제1 LTE(5G) 안테나 및 제2 LTE(5G) 안테나는 각각 PCB기판 전면, 후면인 양면상에 인쇄 형성되어 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며, 상기 제1 LTE(5G) 안테나와 제2 LTE(5G) 안테나는, 5G 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz와 같이 멀티밴드의 주파수 대역으로 동작하기 위하여 상기 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부의 상부로 형성되는 복수 개의 스트립패턴과, 상기 복수 개의 스트립패턴 중 어느 두 개의 스트립패턴 사이를 연결하여 상기 690MHz ~ 960MHz 대역만을 통과시키는 로우패스필터와, 690MHz ~ 960MHz 대역과 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 밴드패스필터, 및 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 밴드패스필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나는, 상기 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 매칭하는 매칭회로가 상기 제1 LTE(5G) 안테나 또는 제2 LTE(5G) 안테나 각각이 형성되는 PCB 기판의 양면상에 형성되어 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며, 상기 제1 LTE(5G) 안테나 및 제2 LTE(5G) 안테나 각각은, 메인보드상에 형성되는 상기 690MHz ~ 960MHz 대역을 매칭하기 위한 로우패스 형태의 매칭회로와 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 매칭하기 위한 하이패스 형태의 매칭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 LTE(5G) 안테나는, PCB기판 전면 및 후면 양면상에 인쇄되어 형성되는 멀티밴드 모노폴 안테나로서 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며, 메인보드의 신호 급전단자로부터 급전신호를 인가받기 위하여 상기 PCB기판 전면의 하단부에 형성되어 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부와, 상기 급전부로부터 상방으로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역에서 동작하기 위한 모노폴안테나 패턴으로 형성되어 상기 급전부와 연결되는 제1 스트립패턴과, 상기 제1 스트립패턴과 연결되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역과 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 제1 밴드패스필터와, 상기 제1 밴드패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제1 밴드패스필터와 연결되는 제2 스트립패턴과;, 상기 제2 스트립패턴로부터 상방으로 연결되어 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 스파이럴 루프형의 제1 로우패스필터, 및 상기 제1 로우패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제1 로우패스필터와 연결되는 제3 스트립패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 제1 LTE(5G) 안테나는, 상기 제2 스트립패턴으로부터 분기 연결되어 상기 메인보드의 접지단자와 연결되는 단락부를 포함하여 상기 PCB기판 후면의 하단부에 형성되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제1 매칭회로와, 상기 제1 매칭회로에 포함되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키는 제2 밴드패스필터를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 상기 제2 LTE(5G) 안테나는, PCB기판 전면 및 후면 양면상에 인쇄되어 형성되는 멀티밴드 모노폴 안테나로서 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며, 메인보드의 신호 급전단자로부터 급전신호를 인가받기 위하여 PCB기판 전면의 하단부에 형성되어 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부와, 상기 급전부로부터 상방으로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역에서 동작하기 위한 모노폴안테나 패턴으로 형성되어 상기 급전부와 연결되는 제4 스트립패턴과, 상기 제4 스트립패턴과 연결되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역과 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 제3 밴드패스필터와, 상기 제3 밴드패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제3 밴드패스필터와 연결되는 제5 스트립패턴과, 상기 제5 스트립패턴으로부터 상방으로 연결되어 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키기 위한 스파이럴 루프형의 제2 로우패스필터;, 및 상기 제2 로우패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제2 로우패스필터와 연결되는 제6 스트립패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 제2 LTE(5G) 안테나는, 상기 제5 스트립패턴으로부터 분기되며 상기 메인보드의 접지단자와 연결되는 단락부를 포함하여 상기 PCB기판 후면 하단부에 형성되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제2 매칭회로와, 상기 제2 매칭회로에 포함되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키는 제4 밴드패스필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제1 LTE(5G) 안테나 및 상기 제2 LTE(5G) 안테나 각각은, 상기 메인보드 상에 로우패스 형태로 690MHz ~ 960MHz 대역을 매칭하기 위한 매칭회로와, 상기 메인보드 상에 하이패스 형태로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 매칭하기 위한 매칭회로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 유선형의 돔 형태로 형성되는 케이스의 내부에 위치하고 메인보드의 상부면상에 장착되며 다수의 주파수 대역으로 동작하기 위하여 다수의 안테나로 이루어진 차량용 안테나에 있어서, 상기 다수의 안테나는; AM/FM 방송주파수대역에서 동작하기 위하여 헬리컬안테나와 상기 헬리컬안테나의 상부로 연결되는 AM/FM반사기로 이루어지는 AM/FM 안테나와, 상기 AM/FM 안테나의 일측에 형성되는 제1 LTE(5G) 안테나 및 AM/FM 안테나의 타측에 형성되는 제2 LTE(5G) 안테나로 이루어지는 LTE(5G) 안테나를 포함하며, 상기 헬리컬안테나는; 코일의 권수 및 코일의 권선간격이 각각 다르게 플라스틱 막대에 코일이 권선되는 제1 및 제2 헬리컬부로 형성되며, 상기 AM/FM반사기는; λ/4 길이보다 작은 크기로 분할하여 제1 반사기, 제2 반사기 및 제3 반사기로 형성하며, 제1 반사기와 제2 반사기를 연결하는 인덕터 타입의 제1 대역저지필터와, 제2 반사기와 제3 반사기를 연결하는 인덕터 타입의 제2 대역저지필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량용 안테나 케이스 내부의 제한된 공간 내에 장착된 AM/FM 안테나와 인접 배치되는 LTE(5G) 안테나 간의 상호 신호 간섭을 최소화함으로써 소비자들이 만족하는 다양한 서비스를 위하여 동작하는 차량용 안테나를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 안테나는 AM/FM 안테나를 형성하는 헬리컬안테나에서 헬리컬부의 권선되는 코일의 권수(턴수) 및 서로 다른 권선 간격(pitch)으로 형성함으로써 인접되는 LTE(5G) 안테나와의 상호 커플링을 방지하여 상호간의 주파수 간섭을 억제하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 차량용 안테나는 LTE(5G) 안테나와 인접하는 서로 다른 주파수대역에서 동작하는 AM/FM 안테나가 제한된 공간인 샤크핀 케이스의 내부에 함께 존재하더라도 AM/FM 안테나와 LTE(5G) 안테나 사이의 신호간섭을 방지할 수 있기 때문에 본 발명에 따른 차량용 안테나의 특성이 저하되지 않고 양호한 AM/FM 방송주파수 청취 뿐만아니라, 저지연성이 우수한 LTE(5G)안테나가 안정적으로 동작할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 따른 차량용 안테나는 AM/FM 안테나의 헬리컬안테나와 이와 연결되는 탑로딩부인 AM/FM반사기를 복수개로 분할하여 길게 형성하여 대역폭을 개선함으로써 방사효율이 향상된 방송안테나를 제공하는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 구성을 나타내는 전방사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 구성을 나타내는 후방사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 정면도이다.
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 정면 분리도이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나 전방측의 헬리컬안테나와 하부의 AM/FM LNA 기판과의 연결 관계를 나타낸 상세도이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나 후방측의 헬리컬안테나와 하부의 AM/FM LNA 기판과의 연결 관계를 나타낸 상세도이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 헬리컬안테나에 대한 상세도이다.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 헬리컬안테나의 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에 대한 전방사시도이다.
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 AM/FM반사기 전방측의 연결 관계를 나타낸 상세도이다.
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에 대한 후방사시도이다.
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 AM/FM반사기의 후방측의 연결 관계를 나타낸 상세도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 헬리컬안테나와 상부의 AM/FM반사기와의 연결 관계를 나타낸 상세도이다.
도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제1 LTE(5G) 안테나에 대한 기판 전면 및 후면 분리도이다.
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제1 LTE(5G) 안테나에 대한 전면상세도이다.
도 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제1 LTE(5G) 안테나에 대한 후면상세도이다.
도 8d는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제1 LTE(5G) 안테나에 대한 전면 및 후면 결합도이다.
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제2 LTE(5G) 안테나에 대한 기판 전면 및 후면 분리도이다.
도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제2 LTE(5G) 안테나에 대한 전면상세도이다.
도 9c는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제2 LTE(5G) 안테나에 대한 후면상세도이다.
도 9d는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제2 LTE(5G) 안테나에 대한 전면 및 후면 결합도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며 아울러 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 구성을 나타내는 전방사시도이고, 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 구성을 나타내는 후방사시도이며, 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 정면도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 정면 분리도이다.
도면에 도시된 바와 같이 도 1a 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명이 실시되는 차량용 안테나(10)는, 유선형의 돔 형상(샤크핀)으로 형성되는 케이스(미도시)의 내부에 위치하고 급전단자와 접지단자가 형성된 메인보드(15)의 상부면상에 장착되어 다수의 주파수 대역으로 동작하기 위한 다수의 안테나를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나(10)에서 케이스 내부에 장착되는 다수의 안테나는, AM/FM 방송주파수대역에서 동작하기 위하여 헬리컬안테나(100)로 동작하거나 또는 헬리컬안테나(100)와 AM/FM반사기(200)가 연결되어 수평인 메인보드(15)의 상부면상에 직립하여 형성되는 AM/FM 안테나(11)와; 두 채널(two channel)의 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 안테나로서, 상기 AM/FM 안테나(11)의 일측으로 수평인 메인보드(15)의 상부면상에 직립하여 형성되는 제1 LTE(5G) 안테나(Mono Pole)(300) 및 상기 AM/FM 안테나(11)의 타측으로 수평인 메인보드(15)의 상부면상에 직립하여 형성되는 제2 LTE(5G) 안테나(Mono Pole)(400)로 이루어지는 LTE(5G) 안테나(12);를 포함한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 차량용 안테나(10)는, AM방송 주파수대역(500KHz~1.7MHz)과 FM방송 주파수대역(88MHz~108MHz)에서 동작하는 AM/FM 안테나(11)와; 5G주파수 대역(690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz)에서 동작하는 LTE(5G) 안테나(12)와; Band-Ⅲ(지상파 DMB)인 174MHz~216MHz 대역, European DAB(Digital Audio Broadcasting), L-band 대역(위성 DMB)인 1452~1492MHz 대역 중 어느 하나의 주파수 대역에서 동작하는 DAB((DMB) 안테나(13); 및 GPS(예: 1575.42MHz, 1227.60MHz), 갈릴레오(Galileo)(예: 1575.42MHz) 글로나스(GLONASS)(예: 1602MHz), 베이더우(Beidou)(예: 1561.096MHz) 등의 주파수 대역에서 동작하는 GNSS(GPS) 안테나(14); 를 포함할 수 있다.
상기 AM/FM 안테나(11)는, 두 개의 헬리컬부(110, 120)를 포함하는 헬리컬안테나(100)에 의하여 AM/FM 방송주파수대역에서 동작할 수도 있고, 또는 두 개의 헬리컬부(110, 120)를 포함하는 헬리컬안테나(100)와 복수의 반사기인 제1, 제2, 제3 반사기(210, 220, 230)를 포함하는 AM/FM반사기(200)가 연결되어 AM/FM 방송주파수대역에서 동작할 수 있다.
상기 LTE(5G) 안테나(12)는, 상기 헬리컬안테나(100)의 두 개의 헬리컬부(110, 120)와 각각 인접되는 제1 LTE(5G) 안테나(300) 및 제2 LTE(5G) 안테나(400)로 형성되어 5G주파수 대역인 3 개의 주파수 대역에서 동작할 수 있다.
즉, 상기 헬리컬안테나(100)의 어느 하나의 헬리컬부(110)의 좌측으로 인접되어 제1 LTE(5G) 안테나(300)가 메인보드(15)의 상부면상에 직립하여 형성되고, 상기 헬리컬안테나(100)의 다른 헬리컬부(120)의 우측으로 인접되어 제2 LTE(5G) 안테나(400)가 메인보드(15)의 상부면상에 직립하여 형성되어 5G주파수 대역에서 동작할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나 전방측의 헬리컬안테나와 하부의 AM/FM LNA 기판과의 연결 관계를 나타낸 상세도이고, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나 후방측의 헬리컬안테나와 하부의 AM/FM LNA 기판과의 연결 관계를 나타낸 상세도이다.
한편, 도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 헬리컬안테나에 대한 상세도이고, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 헬리컬안테나의 코일을 설명하기 위한 도면이며, 도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에 대한 전방사시도이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 AM/FM반사기 전방측의 연결 관계를 나타낸 상세도이며, 도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에 대한 후방사시도이고, 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 AM/FM반사기의 후방측의 연결 관계를 나타낸 상세도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나의 AM/FM 안테나에서 헬리컬안테나와 상부의 AM/FM반사기와의 연결 관계를 나타낸 상세도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 헬리컬안테나(100)의 제1 헬리컬부(110)의 하부는 메인보드(15)에 포함되는 AM/FM LNA PCB(130)의 접지부(131)에 연결되고, 제2 헬리컬부(120)의 하부는 상기 AM/FM LNA PCB(130)의 급전부(132)에 각각 연결되도록 형성된다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, AM/FM 안테나(11)를 형성하는 상기 헬리컬안테나(100)의 두 개의 헬리컬부인 제1 및 제2 헬리컬부(110, 120) 각각은, 상부로 직립되어 평행하게 배치 장착되는 두 개의 플라스틱 지지대(105)의 외주면에 각각 코일이 권선되어 형성되며, 이때 권선되는 코일의 권수(턴수) 및 서로 다른 권선간격(pitch)으로 형성함으로써 즉 이를 달리 표현하면 권수와 권선간격을 일정(동일 또는 균일)하지 않게 즉, 랜덤하게 권선하여 형성할 수 있다.
따라서, 상기 AM/FM 안테나(11)의 상기 헬리컬안테나(100)는 플라스틱 지지대(105)의 외주면에 코일이 균일하지 않게 권선되어 형성되는 제1 및 제2 헬리컬부와(110, 120)로 이루어지며, 상기 AM/FM 안테나(11)의 제1 헬리컬부(110) 좌측으로 인접하여 형성되는 LTE(5G) 안테나(12)인 제1 LTE(5G) 안테나(300) 사이와, 상기 AM/FM 안테나(11)의 제1 헬리컬부(120) 우측으로 인접하여 형성되는 제2 LTE(5G) 안테나(400) 사이에 상호 커플링(coupling)이 방지되어 상호 간에 주파수 상호간섭((Mutual Interference))을 억제시키는 차량용 안테나를 제공하는 효과가 있다.
즉, 상기 LTE(5G) 안테나(12)와 인접하는 서로 다른 주파수대역에서 동작하는 AM/FM 안테나(11)가 제한된 공간인 샤크핀 케이스의 내부에 함께 존재하더라도 상기 AM/FM 안테나(11)와 상기 LTE(5G) 안테나(12) 사이의 신호간섭을 방지할 수 있기 때문에 본 발명에 따른 차량용 안테나는 안테나로서의 제반 특성이 저하되지 않고 양호한 AM/FM 방송주파수 청취 뿐만아니라, 저지연성이 우수한 LTE(5G)안테나가 안정적으로 동작할 수 있는 효과가 있다.
만약, 상기 헬리컬안테나(100)의 제1 헬리컬부(110) 및 제2 헬리컬부(120)에 았어서 플라스틱 지지대(105)의 외주면에 각각 권선되는 코일의 권수와 코일간의 권선간격을 일정(동일)하게 권선하는 경우에는 제1 및 제2 헬리컬부(110, 120)가 노멀모드(Normal Mode)로 동작되어 인접되는 다른 안테나 사이에 간섭이 발생된다. 즉, 상기 헬리컬안테나(100)의 제1 헬리컬부(110) 및 제2 헬리컬부(120)와 인접되어 형성되는 LTE(5G) 안테나(12)의 제1 LTE(5G) 안테나(300) 및 제2 LTE(5G) 안테나(400)와 커플링되어 주파수 간섭현상이 발생된다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 헬리컬부(110) 및 제2 헬리컬부(120)는 상기 플라스틱 지지대(105)에 감겨지는 코일의 권수와 코일간의 권선간격을 서로 다르게 형성 즉, 이를 달리 표현하면, 코일의 권수와 코일간의 권선간격을 일정(균일)하지 않도록 형성함으로써 상기 헬리컬안테나(100)의 제1 헬리컬부(110) 및 제2 헬리컬부(120)와 각각으로 인접되어 배치 장착되는 LTE(5G) 안테나(12)인 제1 LTE(5G) 안테나(300) 및 제2 LTE(5G) 안테나(400)와의 상호 커플링을 방지하여 두 안테나(AM/FM 안테나(11)와 LTE(5G) 안테나(12)) 사이에 상호 간의 주파수 간섭이 발생되지 않도록 한다.
즉, 상기 AM/FM 안테나(11)의 헬리컬안테나(100)와 인접되는 LTE(5G) 안테나(12)가 서로 커플링되어 상호 간섭이 발생되기 때문에 이와 같은 커플링 발생을 억제하기 위하여 상기 두 개의 헬리컬부(110, 120)와 상기 LTE(5G) 안테나(12) 간의 상호 영향을 회피할 수 있도록 도시된 바와 같이, 제1 헬리컬부 및 제2 헬리컬부를 형성하는 권선되는 코일 권수 및 코일 권선간격(피치)을 다르게 형성함으로써, 헬리컬안테나(100)의 제1 헬리컬부(110)는 노멀모드(Normal Mode)로 동작되도록 하고, 제2 헬리컬부(120)는 축모드(Axial Mode)로 동작되도록 하여 이에 각각 인접되는 상기 LTE(5G) 안테나(12)와의 상호 커플링을 방지하여 두 안테나 사이에 상호간의 주파수 간섭이 발생되지 않도록 한다.
본 발명의 최적의 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 우측의 제1 헬리컬부(110)의 경우는 하부에서 상부방향으로 코일 권수를 2턴으로 7회 권선하고, 마지막 1회는 코일 권수를 1턴으로 권선하여 형성하며, 좌측의 제2 헬리컬부(120)의 경우는 하부에서 상부방향으로 코일의 권수를 2턴으로 2회 권선하고, 그의 상부로는 코일 권수를 1턴으로 18회 권선하여 형성하도록 한다.
이를 수식으로 표현하여 설명하면, 제1 및 제2 헬리컬부(110, 120)의 인덕턴스 L은 다음의 [수학식]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식] L = μ Sn2/ℓ
여기서, L : 인덕턴스 값, μ : 투자율, S : 단면적, n : 코일 권수(턴수),
ℓ : 코일의 전체길이 이다.
따라서, 인덕턴스 값 L은 코일의 전체길이 ℓ 및 코일 권수 n의 값에 따라 가변된다, 즉, 인덕턴스 L은 고정된 일정값이 아니라 가변적인 값으로써, 상기 LTE(5G) 안테나(12)의 동작주파수에 비하여 상대적으로 높은 L 값이 되도록 한다.
제1 및 제2 헬리컬부(110, 120) 각각은 플라스틱 막대(105)에 각각 권선되는 코일 권수 및 권선간격을 다르게 권선되도록 형성하면, 인덕턴스 L의 값이 커져서(높아지면) jwL이 커지게 되므로 개방임피던스(Open Impedence)가 되기 때문에 따랏, 상기 헬리컬안테나(100)와 LTE(5G) 안테나(12) 사이에는 커플링이 발생되지 않아서 두 안테나간의 상호 주파수 간섭을 억제시킬 수 있다.
즉, 상기 LTE(5G) 안테나(12)의 5G주파수 대역(690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz)에서 상기 헬리컬안테나(100)의 두 헬리컬부(110, 120)의 임피던스가 개방 임피던스 특성을 갖도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제2 헬리컬부(120)가 헬릭스 안테나로서 축모드(Axial Mode)로 동작하여 상기 LTE(5G) 안테나(12)로 동작하는 5G 주파수 대역과의 커플링이 발생되지 않도록 즉, 두 안테나 상호의 주파수가 간섭되는 영향을 최소화하기 위하여 헬리컬부(110, 120)에 권선되는 코일 권수 및 권선간격을 다르게(일정하지 않게) 권선하여 형성되도록 한다,
도 5a 내지 도 7에 도시된 바와 같이, AM/FM반사기(200)는, 프레스형의 금속판으로 상기 헬리컬안테나(100)의 상부에 형성되며, λ/4 길이보다 작은 크기로 분할하여 3개의 영역으로 이루어진다, 즉, 제1 반사기(210) 제2 반사기(220) 및 제3 반사기(230)와 같이 세 개의 반사기로 분리하여 형성한다.
한편, 상기 제2 헬리컬부(120)의 상부 끝단은 AM/FM반사기(200)를 형성하는 제2 반사기(220)의 급전부로 동작하도록 제2 반사기(220)의 시작점(221)과 연결되고, 제1 헬리컬부(110)의 상부 끝단은 AM/FM반사기(200)를 형성하는 제2 반사기(220)의 끝단부(222)와 연결된다.
따라서, 상기 제1 반사기(210)측으로 형성되는 제2 반사기(220)의 시작점(221)은 제2 헬리컬부(120)로부터 신호를 인가받아 동작하며, 제3 반사기(230) 측으로 형성된 제2 반사기(200)의 끝단부(222)는 제1 헬리컬부(110)와 연결되어 제1 헬리컬부(110)와 연결되는 AM/FM LNA PCB(130)의 접지부(132)로 연결된다.
이와 같이 AM/FM반사기(200)를 3개의 반사기(제1반사기, 제2반사기, 제3반사기)로 분할하는 이유는, AM/FM 라디오 주파수 대역은 탑로딩인 AM/FM반사기(200)의 길이가 길어야 AM/FM 방송주파수 대역의 성능이 좋아지기 때문이다.
도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 제1 반사기(210)와 제2 반사기(220)가 인덕터 타입의 제1 대역저지필터(Band Rejection Filter)(215)에 의하여 연결되어 AM/FM 안테나(11)에 인접되어 형성되는 상기 LTE(5G) 안테나(12)의 5G주파수 대역은 저지(억제)시키고, AM/FM 주파수 대역 만을 통과시킨다.
마찬가지로, 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 제2 반사기(220)와 제3 반사기(230)가 인덕터 타입의 제2 대역저지필터(Band Rejection Filter)(225)에 의하여 연결되어 AM/FM 안테나(11)에 인접되어 형성되는 상기 LTE(5G) 안테나(12)의 5G주파수 대역은 저지(억제)시키고, AM/FM 주파수 대역 만을 통과시킨다.
AM/FM 안테나(11)에 포함되는 AM/FM반사기(200)의 제1 대역저지필터(215) 및 제2 대역저지필터(225)는 AM/FM 안테나(11)와 인접되어 배치 장착되는 타 안테나의 동작주파수 대역 구체적으로는 LTE(5G) 주파수 대역과의 간섭을 최소화하는 효과가 있음은 물론, 제1 및 제2 대역저지필터(215, 225)가 프레스형 금속판의 스파이럴 루프 패턴 필터(Spiral Loop Pattern Filter)로 형성되기 때문에 L 및 C 등의 소자로 구현하는 필터에 비하여 비용을 절감하는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 따른 차량용 안테나(10)는 AM/FM 안테나(11)의 헬리컬안테나(100)와 이에 연결되는 탑로딩부인 AM/FM반사기(200)를 복수 개(제1 반사기(210), 제2 반사기(220) 및 제3 반사기(230))로 분할하여 길게 형성함으로써 대역폭이 개선되어 방사효율이 향상된 방송안테나를 제공하는 효과가 있다.
도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제1 LTE(5G) 안테나에 대한 기판 전면 및 후면 분리도이고, 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제1 LTE(5G) 안테나에 대한 전면상세도이며, 도 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제1 LTE(5G) 안테나에 대한 후면상세도이고, 도 8d는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제1 LTE(5G) 안테나에 대한 전면 및 후면 결합도이다.
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제2 LTE(5G) 안테나에 대한 기판 전면 및 후면 분리도이고, 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제2 LTE(5G) 안테나에 대한 전면상세도이며, 도 9c는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제2 LTE(5G) 안테나에 대한 후면상세도이고, 도 9d는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나에서 LTE(5G) 안테나의 제2 LTE(5G) 안테나에 대한 전면 및 후면 결합도이다.
도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, LTE(5G) 안테나(12)는 광대역(Wide-band)이면서 멀티밴드(또는 다중주파수 밴드) 모노폴 안테나(Multi-band Monopole Antenna)로 형성하며, 두 채널(two channel)의 다중입출력(MIMO)형 안테나로서, 제1 LTE(5G) 안테나(300)와 제2 LTE(5G) 안테나(400)로 이루어진다.
제1 LTE(5G) 안테나(300)와 제2 LTE(5G) 안테나(400) 각각은, PCB 기판의 전면(300-1, 400-1) 및 후면(300-2, 400-2) 양면상에 인쇄되어, 플라스틱 지지대(105)의 외주면에 각각 권선되는 코일의 권수와 코일간의 권선간격이 다르게 권선되어 형성되는 상기 헬리컬안테나(100)의 제1 헬리컬부(110) 및 제2 헬리컬부(120)에 인접하여 메인보드(15)의 상부면상에 각각 직립하여 배치 장착된다.
제1 LTE(5G) 안테나(300)와 제2 LTE(5G) 안테나(400) 각각은, 5G 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz와 같은 멀티밴드 대역으로 동작한다.
제1 LTE(5G) 안테나(300)와 제2 LTE(5G) 안테나(400) 각각은. PCB기판 전면(300-1, 400-1)과 PCB기판 후면(300-2, 400-2)으로 이루어지는 양면상에 형성되며, 메인보드(15)의 신호 급전단자(미도시)로부터 급전신호를 인가받기 위하여 PCB기판 전면(300-1, 400-1)의 하단부에 형성되어 메인보드(15)의 신호 급전단자(미도시)와 연결되는 급전부(301, 401)와, 상기 급전부(301, 401)의 상부로 형성되는 복수 개의 스트립패턴과, 다수의 필터 즉, 상기 690MHz ~ 960MHz 대역만을 통과시키는 로우패스필터와, 690MHz ~ 960MHz 대역과 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 밴드패스필터, 및 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 밴드패스필터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제1 LTE(5G) 안테나(300)와 제2 LTE(5G) 안테나(400)는, 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 매칭하기 위하여 복수 개의 스트립패턴 중 어느 하나의 스트립패턴을 임피던스 매칭하기 위하여 상기 메인보드(15)의 접지단자(미도시)로 연결되는 단락부(302, 402)를 포함하는 매칭회로를 포함할 수 있다.
아울러, 690MHz ~ 960MHz 대역을 매칭하기 위한 로우패스 형태의 매칭회로와 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 매칭하기 위한 하이패스 형태의 매칭회로를 메인보드(15) 상에 형성할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 LTE(5G) 안테나(300)는, 멀티밴드 모노폴 안테나로서 PCB기판 전면(300-1)과 PCB기판 후면(300-2) 양면상에 인쇄되도록 형성된다.
상기 제1 LTE(5G) 안테나(300)는, 5G 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz와 같이 멀티밴드, 즉 3 개의 주파수 대역에서 동작하기 위하여, PCB기판 전면(300-1) 및 PCB기판 후면(300-2)으로 이루어지는 양면상에 복수 개의 패턴 즉, 분리된 3 개의 스트립패턴(제1 스트립패턴(310), 제2 스트립패턴(330) 및 제3 스트립패턴(350))을 포함하여 형성할 수 있다.
상기 제1 LTE(5G) 안테나(300)는, 3 개의 스트립패턴(제1 스트립패턴(310), 제2 스트립패턴(330) 및 제3 스트립패턴(350))과. 상기 3 개의 스트립패턴 중 어느 두 개의 스트립패턴(제1 스트립패턴(310)과 제2 스트립패턴(330) 사이를 연결하여 상기 690MHz ~ 960MHz 대역 및 상기 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 밴드패스필터(제1 밴드패스필터(320))와, 상기 3 개의 스트립패턴 중 어느 두 개의 스트립패턴(제2 스트립패턴(330)과 제3 스트립패턴(350)) 사이를 연결하여 상기 690MHz ~ 960MHz 대역만을 통과시키는 로우패스필터(제1 로우패스필터(340)), 및 상기 3 개의 스트립패턴 중 어느 한 스트립패턴(제2 스트립패턴(330))과 단락부(302) 사이에 연결되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 밴드패스필터(제2 밴드패스필터(370))를 더 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제1 LTE(5G) 안테나(300)는, 상기 PCB기판 후면(300-2)의 하단부에 형성되며 제2 스트립패턴(330))과 메인보드(15)의 접지단자(미도시)와 연결되는 단락부(302) 사이에 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제1 매칭회로(360)가 형성되어 포함되며, 690MHz ~ 960MHz 대역과 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 임피던스 매칭하는 매칭회로들(미도시)이 메인보드(15) 상에 형성되어 포함될 수 있다.
상기 제1 LTE(5G) 안테나(300)는, 5G 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz와 같이 멀티밴드, 즉 3 개의 주파수 대역에서 동작하기 위하여, PCB기판 전면(300-1) 및 후면(300-2) 양면상에 급전부(301)와 단락부(302), 제1 스트립패턴(310), L-C 공진형의 제1 밴드패스필터(320), 제2 스트립패턴(330), 스파이럴 루프형의 제1 로우패스필터(340), 제3 스트립패턴(350), 제1 매칭회로(360), 및 L-C 공진형의 제2 밴드패스필터(370)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세하게는, 제1 LTE(5G) 안테나(300)는, 상기 PCB기판 전면(300-1) 하단부에 메인보드(15)의 신호 급전단자(미도시)로부터 급전신호를 인가받기 위하여 PCB기판 전면(300-1)의 하단부에 형성되어 메인보드(15)의 신호 급전단자(미도시)와 연결되는 급전부(301)와, 상기 급전부(301)로부터 상방(상부방향)으로 제1 주파수대역인 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역에서 동작하기 위한 모노폴안테나 패턴으로 형성되어 상기 급전부(301)와 연결되는 제1 스트립패턴(310)과, 상기 제1 스트립패턴(310)과 연결되어 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역과 제3주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키기 위하여 L-C 칩소자로 이루어지는 L-C 공진필터인 제1 밴드패스필터(320)와, 상기 제1 밴드패스필터(320)로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제1 밴드패스필터(320)와 연결되는 제2 스트립패턴(330)과, 상기 제2 스트립패턴(330)로부터 상방으로 연결되어 제3 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키기 위하여 스파이럴 루프형의 제1 로우패스필터(340)와, 상기 제1 로우패스필터(340)로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제1 로우패스필터(340)와 연결되는 제3 스트립패턴(350)과, 상기 제2 스트립패턴(330)으로부터 분기 연결되어 메인보드(15)의 접지단자(미도시)와 연결되는 단락부(302)를 포함하여 PCB기판 후면(300-2)의 하단부에 형성되어 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제1 매칭회로(360)와, 상기 제1 매칭회로(360)에 포함되어 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키기 위하여 L-C 칩소자로 이루어지는 L-C 공진필터인 제2 밴드패스필터(370)를 포함하여 이루어진다.
제1 주파수 대역인 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역은 제1 스트립패턴(310)에 의하여 동작하고, 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역은 제1 스트립패턴(310)과 제2 스트립패턴(330)으로 형성되어 동작하며, 제3 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz 대역은 제1 스트립패턴(310)과 2 스트립패턴(330) 및 제3 스트립패턴(350)으로 형성되어 동작한다.
L-C 칩소자로 이루어지는 L-C 공진필터인 제1 밴드패스필터(320)는, PCB기판 전면(300-1)에 제1 스트립패턴(310)과 제2 스트립패턴(330) 사이에 형성되는 밴드패스필터(Band -Pass Filter)로서, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)과 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz) 만을 통과시키는 밴드패스필터로 동작한다.
L-C 칩소자로 이루어지는 L-C 공진필터인 제2 밴드패스필터(370)는, PCB기판 후면(300-2)에 형성되며, 제2 스트립패턴(330)과 메인보드(15)의 접지단자(미도시)와 연결되는 단락부(302) 사이에 형성되는 밴드패스필터(Band -Pass Filter)로서, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz) 만을 통과시키는 밴드패스필터로 동작한다.
스파이럴 루프형의 제1 로우패스필터(340)는, 제2 스트립패턴(330)과 제3 스트립패턴(350) 사이에 형성되는 로우패스필터(Low-Pass Filter)로서, 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz) 만을 통과시키는 로우패스필터로 동작한다.
상기 제1 로우패스필터(340)는 보다 상세하게 설명하면, 상기 PCB기판 전면(300-1)에 형성되며 제2 스트립패턴과 연결되는 제1 캐패시티브 패턴(341)과, 상기 제1 캐패시티브 패턴(341)과 연결되는 제1 인덕티브 패턴(342)과, 상기 제1 인덕티브 패턴과 비아홀을 통하여 연결되며 상기 PCB기판 후면(300-2)에 형성되는 제2 인덕티브 패턴(343), 및 상기 제2 인덕티브 패턴(343)과 비아홀을 통하여 연결되며 상기 PCB기판 전면(300-1)에 형성되는 제3 스트립패턴(350)과 연결되는 제2 캐패시티브 패턴(344)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 매칭회로(360)는, 상기 제2 스트립패턴(330)으로부터 분기되어 메인보드(15)의 접지단자(미도시)와 연결되는 단락부(302)를 포함하여 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하기 위하여 PCB기판 후면(300-2) 하단부에 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 제1 매칭회로(360)는 PCB기판 후면(300-2)에 금속패턴으로 형성되는데, 만약 L 및 C 등의 집중소자(lumped)로 형성하면 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz) 및 제 3주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)에 영향을 주어서 다른 임피던스를 갖게 될 수 있으므로 따라서, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)을 광대역으로 임피던스 매칭하기 위한 제1 매칭회로(360)는 PCB기판 후면(300-2)에 금속의 스트립패턴으로 형성한다,
한편, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)과 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)을 매칭하기 위한 매칭회로(미도시)에 대하여 설명하면, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)을 매칭하기 위한 매칭회로는 하이패스(High-Pass) 형태로 형성하고, 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)을 매칭하기 위한 매칭회로는 로우패스(Low-Pass) 형태로 형성하여 메인보드(15) 상에 형성할 수 있다.
상기 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)을 위한 제1 매칭회로(360)를 하이패스 형태로 형성하면 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)에 영향을 주고, 반면에 로우패스 형태로 형성하면 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)에 영향을 주기 때문에 즉, 로우패스 형태 또는 하이패스 형태로 형성할 수 없기 때문에 따라서 별도의 매칭회로로서 PCB 기판상에 금속의 스트립패턴으로 밴드패스(Band-Pass) 형태로 형성한다.
상기 제1 밴드패스필터(320)는, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)과 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)은 통과시키고, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)은 저지시키는 필터로서 동작한다.
상기 로우패스필터(340)는, 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)은 통과시키고, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)과 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz) 은 저지(또는 억제)(rejection)시키는 필터로서 동작한다.
상기 제2 밴드패스필터(370)는, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)은 통과시키고, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)과 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)은 은 저지시키는 필터로서 동작한다.
도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, 제2 LTE(5G) 안테나(400)는, 멀티밴드 모노폴 안테나로서 PCB기판의 전면(400-1) 및 PCB기판의 후면(400-2)인 양면상에 인쇄되도록 형성된다.
상기 제2 LTE(5G) 안테나(400)는, 5G 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz와 같이 멀티밴드, 즉 3 개의 주파수 대역에서 동작하기 위하여 PCB기판의 전면(400-1) 및 후면(400-2), 양면상에 복수 개의 패턴 즉, 분리된 3 개의 스트립패턴(제4 스트립패턴(410), 제5 스트립패턴(430) 및 제6 스트립패턴(450))을 포함하여 형성할 수 있다.
상기 제2 LTE(5G) 안테나(400)는, 3 개의 스트립패턴(제4 스트립패턴(410), 제5 스트립패턴(430) 및 제6 스트립패턴(450))과, 상기 3 개의 스트립패턴 중 어느 두 개의 스트립패턴(제4 스트립패턴(410)과 제5 스트립패턴(430)) 사이를 연결하여 690MHz ~ 960MHz 대역과 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 제3 밴드패스필터(420)와, 상기 3 개의 스트립패턴 중 어느 두 개의 스트립패턴(제5 스트립패턴(430)과 제6 스트립패턴(450)) 사이를 연결하여 690MHz ~ 960MHz 대역만을 통과시키는 제2 로우패스필터(440), 및 상기 3 개의 스트립패턴 중 어느 한 스트립패턴(제5 스트립패턴(430))과 단락부(402) 사이를 연결하여 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 제4 밴드패스필터(470)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제2 LTE(5G) 안테나(400)는, PCB기판의 전면(400-1) 및 후면(400-2) 하단부에 형성되며, 제5 스트립패턴(430))과 메인보드(15)의 접지단자(미도시)와 연결되는 단락부(402) 사이에 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제2 매칭회로(460)가 형성되어 포함되며, 690MHz ~ 960MHz 대역과 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 임피던스 매칭하는 매칭회로들(미도시)이 메인보드(15) 상에 형성되어 포함될 수 있다.
상기 제2 LTE(5G) 안테나(400)는, 5G 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz와 같이 멀티밴드, 즉 3 개의 주파수 대역에서 동작하기 위하여 PCB기판 전면(400-1) 및 후면(400-2)인 양면상에 급전부(401)와 단락부(402), 제4 스트립패턴(410), L-C 공진형의 제3 밴드패스필터(420), 제5 스트립패턴(430), 스파이럴 루프형의 제2 로우패스필터(440), 제6 스트립패턴(450), 제2 매칭회로(460) 및 L-C 공진형의 제4 밴드패스필터(470)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세하게는, 제2 LTE(5G) 안테나(400)는, PCB기판 전면(400-1) 하단부에 메인보드(15)의 신호 급전단자(미도시)로부터 급전신호를 인가받기 위하여 PCB 기판 전면(400-1)의 하단부에 형성되어 메인보드(15)의 신호 급전단자(미도시)와 연결되는 급전부(401)와, 상기 급전부(401)로부터 상방으로 제1 주파수대역인 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역에서 동작하기 위한 모노폴안테나 패턴으로 형성되어 상기 급전부(401)와 연결되는 제4 스트립패턴(410)과, 상기 제4 스트립패턴(410)과 연결되어 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역과 제3주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키기 위하여 L-C 칩소자로 이루어지는 L-C 공진필터인 제3 밴드패스필터(420)와, 상기 제3 밴드패스필터(420)로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제3 밴드패스필터(420)와 연결되는 제5 스트립패턴(430)과, 상기 제5 스트립패턴(430)로부터 상방으로 연결되어 제3 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키기 위하여 스파이럴 루프형의 제2 로우패스필터(440)와, 상기 제2 로우패스필터(440)로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제2 로우패스필터(440)와 연결되는 제6 스트립패턴(450)과, 상기 제5 스트립패턴(430)으로부터 분기되며 메인보드(15)의 접지단자(미도시)와 연결되는 단락부(402)를 포함하여 PCB기판 후면(400-2) 하단부에 형성되어 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제2 매칭회로(460)와, 상기 제2 매칭회로(460)에 포함되어 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키기 위하여 L-C 칩소자로 이루어지는 L-C 공진필터인 제4 밴드패스필터(470)를 포함하여 이루어진다.
제1 주파수 대역인 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역은 제4 스트립패턴(410)에 의하여 동작하고, 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역은 제4 스트립패턴(410)과 제5 스트립패턴(430)으로 형성되어 동작하며, 제3 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz 대역은 제4 스트립패턴(410)과 제5 스트립패턴(430) 및 제6 스트립패턴(450)으로 형성되어 동작한다.
L-C 칩소자로 이루어지는 L-C 공진필터인 제3 밴드패스필터(420)는, PCB기판 전면(400-1)의 제4 스트립패턴(410)과 제5 스트립패턴(430) 사이에 형성되는 밴드패스필터(Band -Pass Filter)로서, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)과 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz) 만을 통과시키는 밴드패스필터로 동작한다.
L-C 칩소자로 이루어지는 L-C 공진필터인 제6 밴드패스필터(470)는, PCB기판 후면(400-1)상에 형성되며, 제5 스트립패턴(430)과 메인보드(15)의 접지단자(미도시)와 연결되는 단락부(402) 사이에 형성되는 밴드패스필터(Band -Pass Filter)로서, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz) 만을 통과시키는 밴드패스필터로 동작한다.
스파이럴 루프형의 제2 로우패스필터(440)는, 제5 스트립패턴(430)과 제6 스트립패턴(450) 사이에 형성되는 로우패스필터(Low-Pass Filter)로서, 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz) 만을 통과시키는 로우패스필터로 동작한다.
상기 제2 로우패스필터(440)는 보다 상세하게 설명하면, 상기 PCB기판 전면(400-1)에 형성되며 제5 스트립패턴과 연결되는 제3 캐패시티브 패턴(441)과, 상기 제3 캐패시티브 패턴(441)과 연결되는 제3 인덕티브 패턴(442)과, 상기 제3 인덕티브 패턴(442)과 비아홀을 통하여 연결되어 상기 PCB기판 후면(400-2)에 형성되는 제4 인덕티브 패턴(443), 및 상기 제4 인덕티브 패턴(443)과 비아홀을 통하여 연결되며 상기 PCB기판 전면(400-1)에 형성되어 제6 스트립패턴(450)과 연결되는 제4 캐패시티브 패턴(444)을 포함하여 이루어진다.
상기 제2 매칭회로(460)는, 상기 제5 스트립패턴(430)으로부터 분기되어 메인보드(15)의 접지단자(미도시)와 연결되는 단락부(402)를 포함하여 제2 주파수 대역인 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하기 위하여 PCB기판 후면(400-2) 하단부에 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 제2 매칭회로(460)는 PCB기판 후면(400-2)에 금속의 스트립패턴으로 형성되는데, 만약 L 및 C 등의 집중소자(lumped)로 형성하면 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz) 및 제 3주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)에 영향을 주어서 다른 임피던스를 갖게 될 수 있으므로 따라서, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)을 광대역으로 임피던스 매칭하기 위한 제2 매칭회로(460)는 PCB기판상에 금속의 스트립패턴으로 형성한다,
한편, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)과 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)을 매칭하기 위한 매칭회로(미도시)에 대하여 설명하면, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)을 매칭하기 위한 매칭회로는 하이패스(High-Pass) 형태로 형성하고, 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)을 매칭하기 위한 매칭회로는 로우패스(Low-Pass) 형태로 형성하여 메인보드(15) 상에 형성할 수 있다.
상기 제2 주파수 대역을 위한 제2 매칭회로(460)를 하이패스 형태로 형성하면 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)에 영향을 주고, 반면에 로우패스 형태로 형성하면 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)에 영향을 주기 때문에 즉, 로우패스 형태 또는 하이패스 형태로 형성할 수 없기 때문에 따라서 별도의 매칭회로로서 PCB 기판상에 금속의 스트립패턴으로 밴드패스(Band-Pass) 형태로 형성한다.
상기 제3 밴드패스필터(420)는, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)과 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)은 통과시키고, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)은 저지시키는 필터로서 동작한다.
상기 제2 로우패스필터(440)는, 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)은 통과시키고, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)과 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz) 은 저지(또는 억제)(rejection)시키는 필터로서 동작한다.
상기 제4 밴드패스필터(470)는, 제2 주파수 대역(1710MHz ~ 2690MHz)은 통과시키고, 제1 주파수 대역(3.2GHz ~ 4.8GHz)과 제3 주파수 대역(690MHz ~ 960MHz)은 은 저지시키는 필터로서 동작한다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 안테나는 LTE(5G) 안테나와 인접하는 서로 다른 주파수대역에서 동작하는 AM/FM 안테나가 제한된 공간인 샤크핀 케이스의 내부에 함께 존재하더라도 AM/FM 안테나와 LTE(5G) 안테나 사이의 신호 간섭을 방지할 수 있기 때문에 본 발명에 따른 차량용 안테나의 안테나로서의 제반 특성이 저하되지 않고 양호한 AM/FM 방송주파수 청취는 물론이거니와 저지연성이 우수한 LTE(5G)안테나가 안정적으로 동작할 수 있는 효과가 있다.
이울러, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나(10)의 DAB((DMB) 안테나(13)는, Band-Ⅲ(지상파 DMB)인 174MHz~216MHz 대역, European DAB(Digital Audio Broadcasting), L-band 대역(위성 DMB)인 1452~1492MHz 대역 중 어느 하나의 주파수 대역에서 동작한다.
상기 DAB((DMB) 안테나(13)는, 복수 개의 헬리컬방사체를 구비하여 커플링 급전구조를 갖는 듀얼 헬리컬안테나 및 상기 복수 개의 헬리컬방사체의 끝단에 각각 전기적으로 연결되고 금속도체판의 탑로딩 산형안테나를 포함하여 제한된 공간 내에서 안테나의 소형화를 만족시키고 안테나의 길이를 증가시키더라도 특정주파수대역에서 동작하는 안테나를 설계할 수 있으며 동시에 방사효율을 향상시키고 신호간섭을 방지하는 효과가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 안테나(10)의 GPS(예: 1575.42MHz, 1227.60MHz), 갈릴레오(Galileo)(예: 1575.42MHz) 글로나스(GLONASS)(예: 1602MHz), 베이더우(Beidou)(예: 1561.096MHz) 등의 주파수 대역에서 동작하는 GNSS(GPS) 안테나(14)는, 세라믹유전체 원편파안테나로서, 세라믹유전체는 유전율이 15이고 높이가 4mm인 세라믹으로 구성되어 있으며, 일반적인 세라믹 유전체의 유전율인 40~110 사이의 값을 갖는 다양한 세라믹으로 형성할 수 있으며, 세라믹 유전체는 일반적인 유전체 물질에 비하여 유전율이 매우 높고 다양하며 온도 변화에 따른 안정도가 매우 높아 경량화, 소형화에 적합한 특징이 있다.
상기 GNSS(GPS) 안테나(14)는, 메인기판(15) 상에 연결되는 접지면 이외의 확장접지부를 구비하여 상기 메인보드에 형성된 접지면과 전기적으로 연결되고 상기 확장접지부와의 상호 작용에 의하여, 상기 GNSS(GPS) 안테나(14)와 접지면 사이에 발생하는 널포인트(null-point)를 감소시켜서 GPS(Global Positioning System) 또는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 주파수대역에서 방사효율이 개선된 안테나로서 동작한다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
10 : 차량용 안테나 11 : AM/FM 안테나
12 : LTE(5G) 안테나 13 : DAB((DMB) 안테나
14 : GNSS(GPS) 안테나 15 : 메인보드
100 : 헬리컬안테나 105 : 플라스틱 지지대
110 : 제1 헬리컬부 120 : 제2 헬리컬부
130 : AM/FM LNA PCB
131 : 접지부 132 : 급전부
200 : AM/FM반사기
210 : 제1 반사기 215 : 제1 대역저지필터
220 : 제2 반사기 225 : 제2 대역저지필터
221 : 시작점 222 : 끝단부
230 : 제3 반사기
300 : 제1 LTE(5G) 안테나
300-1 : PCB기판 전면 300-2 : PCB기판 후면
301 : 급전부 302 : 단락부
310 : 제1 스트립패턴 320 : 제1 밴드패스필터
330 : 제2 스트립패턴 340 : 제1 로우패스필터
341 : 제1 캐패시티브 패턴 342 : 제1 인덕티브 패턴
343 : 제2 인덕티브 패턴 344 : 제2 캐패시티브 패턴
350 : 제3 스트립패턴 360 : 제1 매칭회로
370 : 제1 밴드패스필터
400 : 제2 LTE(5G) 안테나
400-1 : PCB기판 전면 400-2 : PCB기판 후면
401 : 급전부 402 : 단락부
410 : 제4 스트립패턴 420 : 제3 밴드패스필터
430 : 제5 스트립패턴 440 : 제2 로우패스필터
441 : 제3 캐패시티브 패턴 342 : 제3 인덕티브 패턴
343 : 제4 인덕티브 패턴 344 : 제4 캐패시티브 패턴
450 : 제6 스트립패턴 460 : 제2 매칭회로
470 : 제3 밴드패스필터

Claims (25)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 유선형의 돔 형상으로 형성되는 케이스의 내부에 위치하고 메인보드의 상부면상에 장착되며 다수의 주파수 대역으로 동작하기 위하여 다수의 안테나로 이루어진 차량용 안테나에 있어서,
    상기 다수의 안테나는,
    코일의 권수 및 코일의 권선간격(피치)이 각각 다르게 권선되는 2개의 헬리컬부로 형성되는 헬리컬안테나와, 상기 헬리컬안테나의 상부에 위치하여 연결되는 복수 개의 반사기로 이루어지는 AM/FM반사기로 이루어지는 AM/FM 안테나와;
    상기 헬리컬안테나와 인접 배치되어 형성되는 LTE(5G) 안테나를 포함하며,
    상기 헬리컬안테나의 2개의 헬리컬부 중에서, 어느 한 헬리컬부는 노멀모드로 동작하고, 다른 하나의 헬리컬부는 축모드로 동작되어 인접되는 LTE(5G) 안테나와의 상호 커플링을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 AM/FM반사기의 복수 개의 반사기는; λ/4 길이보다 작은 크기로 분할하여 제1 반사기, 제2 반사기 및 제3 반사기로 형성하며, 제1 반사기와 제2 반사기는 인덕터 타입의 제1 대역저지필터에 의하여 연결되고, 제2 반사기와 제3 반사기는 인덕터 타입의 제2 대역저지필터에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 2개의 헬리컬부 중에서, 어느 하나의 헬리컬부 상부 끝단은 AM/FM반사기를 형성하는 제2 반사기의 끝단부와 연결되고, 다른 하나의 헬리컬부 상부 끝단은 AM/FM반사기를 형성하는 제2 반사기의 급전부로 동작하도록 제2 반사기의 시작점과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 상기 제1 및 제2 대역저지필터는,
    스파이럴형의 루프 패턴 필터로서, 프레스형의 금속판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 LTE(5G) 안테나는,
    상기 AM/FM 안테나의 일측에 인접하여 형성되는 제1 LTE(5G) 안테나와, 상기 AM/FM 안테나의 타측에 인접하여 형성되는 제2 LTE(5G) 안테나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 LTE(5G) 안테나 및 제2 LTE(5G) 안테나 각각은, PCB기판 전면, 후면인 양면상에 인쇄 형성되어 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며,
    상기 제1 LTE(5G) 안테나와 제2 LTE(5G) 안테나 각각은, 5G 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz와 같이 멀티밴드의 주파수 대역으로 동작하기 위하여 상기 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부의 상부로 형성되는 복수 개의 스트립패턴과, 상기 복수 개의 스트립패턴 중 어느 두 개의 스트립패턴 사이를 연결하여 상기 690MHz ~ 960MHz 대역만을 통과시키는 로우패스필터와, 690MHz ~ 960MHz 대역과 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 밴드패스필터, 및 1710MHz ~ 2690MHz 대역만을 통과시키는 밴드패스필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 LTE(5G) 안테나 및 제2 LTE(5G) 안테나 각각에는, PCB기판 후면상에 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 매칭하기 위하여 형성되는 매칭회로와,
    메인보드 상에 형성되는 690MHz ~ 960MHz 대역을 매칭하기 위한 로우패스 형태의 매칭회로와 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 매칭하기 위한 하이패스 형태의 매칭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 LTE(5G) 안테나는, PCB기판 전면 및 후면 양면상에 인쇄되어 형성되는 멀티밴드 모노폴 안테나로서 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며,
    메인보드의 신호 급전단자로부터 급전신호를 인가받기 위하여 상기 PCB기판 전면의 하단부에 형성되어 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부와;,
    상기 급전부로부터 상방으로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역에서 동작하기 위한 모노폴안테나 패턴으로 형성되어 상기 급전부와 연결되는 제1 스트립패턴과;,
    상기 제1 스트립패턴과 연결되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역과 690MHz ~ 960MHz을 통과시키는 제1 밴드패스필터와;,
    상기 제1 밴드패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제1 밴드패스필터와 연결되는 제2 스트립패턴과;,
    상기 제2 스트립패턴로부터 상방으로 연결되어 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 스파이럴 루프형의 제1 로우패스필터;, 및
    상기 제1 로우패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제1 로우패스필터와 연결되는 제3 스트립패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 제1 LTE(5G) 안테나는,
    상기 제2 스트립패턴으로부터 분기 연결되어 메인보드의 접지단자와 연결되는 단락부를 포함하여 상기 PCB기판 후면의 하단부에 형성되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제1 매칭회로와,
    상기 제1 매칭회로에 포함되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키는 제2 밴드패스필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 LTE(5G) 안테나는, 상기 PCB기판 전면 및 후면 양면상에 인쇄되어 형성되는 멀티밴드 모노폴 안테나로서 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며,
    메인보드의 신호 급전단자로부터 급전신호를 인가받기 위하여 상기 PCB기판 전면의 하단부에 형성되어 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부와;,
    상기 급전부로부터 상방으로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역에서 동작하기 위한 모노폴안테나 패턴으로 형성되어 상기 급전부와 연결되는 제4 스트립패턴과;,
    상기 제4 스트립패턴과 연결되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역과 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 제3 밴드패스필터와;,
    상기 제3 밴드패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제3 밴드패스필터와 연결되는 제5 스트립패턴;,
    상기 제5 스트립패턴으로부터 상방으로 연결되어 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키기 위한 스파이럴 루프형의 제2 로우패스필터;, 및
    상기 제2 로우패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제2 로우패스필터와 연결되는 제6 스트립패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제2 LTE(5G) 안테나는,
    상기 제5 스트립패턴으로부터 분기되며 메인보드의 접지단자와 연결되는 단락부를 포함하여 상기 PCB기판 후면 하단부에 형성되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제2 매칭회로와,
    상기 제2 매칭회로에 포함되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키는 제4 밴드패스필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 LTE(5G) 안테나 및 제2 LTE(5G) 안테나 각각은,
    상기 메인보드 상에 하이패스 형태로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 매칭하기 위하여 형성되는 매칭회로와
    상기 메인보드 상에 로우패스 형태로 690MHz ~ 960MHz 대역을 매칭하기 위하여 형성되는 매칭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  15. 유선형의 돔 형상으로 형성되는 케이스의 내부에 위치하고 메인보드의 상부면상에 장착되며 다수의 주파수 대역으로 동작하기 위하여 다수의 안테나로 이루어진 차량용 안테나에 있어서,
    상기 다수의 안테나는;
    AM/FM 방송주파수대역에서 동작하기 위하여 헬리컬안테나와 상기 헬리컬안테나의 상부로 연결되는 AM/FM반사기로 이루어지는 AM/FM 안테나와,
    상기 AM/FM 안테나의 일측에 형성되는 제1 LTE(5G) 안테나 및 AM/FM 안테나의 타측에 형성되는 제2 LTE(5G) 안테나로 이루어지는 LTE(5G) 안테나; 를 포함하며,
    상기 헬리컬안테나는; 코일의 권수 및 코일의 권선간격(피치)이 각각 다르게 플라스틱 막대에 코일이 권선되는 제1 및 제2 헬리컬부로 형성되며,
    상기 AM/FM반사기는; λ/4 길이보다 작은 크기로 분할하여 제1 반사기, 제2 반사기 및 제3 반사기로 형성하며, 제1 반사기와 제2 반사기를 연결하는 인덕터 타입의 제1 대역저지필터와, 제2 반사기와 제3 반사기를 연결하는 인덕터 타입의 제2 대역저지필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 헬리컬안테나의 제1 헬리컬부는 노멀모드로 동작하고, 제2 헬리컬부는 축모드로 동작되어 인접되는 LTE(5G) 안테나와의 상호 커플링을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  17. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 헬리컬부 상부 끝단은 AM/FM반사기를 형성하는 제2 반사기의 급전부로 동작하도록 제2 반사기의 시작점과 연결되고, 제1 헬리컬부 상부 끝단은 AM/FM반사기를 형성하는 제2 반사기의 끝단부와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 제1 및 제2 대역저지필터는,
    스파이럴형의 루프 패턴 필터로서, 프레스형의 금속판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  19. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 LTE(5G) 안테나와 제2 LTE(5G) 안테나 각각은, PCB기판 전면 및 후면 양면상에 인쇄 형성되어 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며,
    상기 제1 LTE(5G) 안테나와 제2 LTE(5G) 안테나 각각은, 5G 주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz, 1710MHz ~ 2690MHz 및 3.2GHz ~ 4.8GHz와 같이 멀티밴드의 주파수 대역으로 동작하기 위하여 상기 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부의 상부로 형성되는 복수 개의 스트립패턴과, 상기 복수 개의 스트립패턴에 포함되는 상기 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 로우패스필터와, 690MHz ~ 960MHz 대역과 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키는 밴드패스필터, 및 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키는 밴드패스필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 LTE(5G) 안테나 및 제2 LTE(5G) 안테나 각각은. 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 매칭하기 위하여 PCB기판 후면 상에 형성되는 매칭회로와,
    상기 메인보드 상에 로우패스 형태로 690MHz ~ 960MHz 대역을 매칭하기 위한 매칭회로와, 상기 메인보드 상에 하이패스 형태로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 매칭하기 위한 매칭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  21. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 LTE(5G) 안테나는, PCB기판 전면 및 후면, 양면상에 인쇄되어 형성되는 멀티밴드 모노폴 안테나로서 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며,
    메인보드의 신호 급전단자로부터 급전신호를 인가받기 위하여 상기 PCB기판 전면의 하단부에 형성되어 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부와;,
    상기 급전부로부터 상방으로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역에서 동작하기 위한 모노폴안테나 패턴으로 형성되어 상기 급전부와 연결되는 제1 스트립패턴과;,
    상기 제1 스트립패턴과 연결되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역과 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 제1 밴드패스필터와;,
    상기 제1 밴드패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제1 밴드패스필터와 연결되는 제2 스트립패턴과;,
    상기 제2 스트립패턴로부터 상방으로 연결되어 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 스파이럴 루프형의 제1 로우패스필터;, 및
    상기 제1 로우패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제1 로우패스필터와 연결되는 제3 스트립패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 제1 LTE(5G) 안테나는,
    상기 제2 스트립패턴으로부터 분기 연결되어 상기 메인보드의 접지단자와 연결되는 단락부를 포함하여 상기 PCB기판 후면의 하단부에 형성되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제1 매칭회로와, 상기 제1 매칭회로에 포함되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키는 제2 밴드패스필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 제2 LTE(5G) 안테나는, PCB기판 전면 및 후면, 양면상에 인쇄되어 형성되는 멀티밴드 모노폴 안테나로서 메인보드의 상부면상에 직립하여 배치되며,
    메인보드의 신호 급전단자로부터 급전신호를 인가받기 위하여 상기 PCB기판 전면의 하단부에 형성되어 메인보드의 신호 급전단자와 연결되는 급전부와;,
    상기 급전부로부터 상방으로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역에서 동작하기 위한 모노폴안테나 패턴으로 형성되어 상기 급전부와 연결되는 제4 스트립패턴과;,
    상기 제4 스트립패턴과 연결되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역과 제3주파수 대역인 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키는 제3 밴드패스필터와;,
    상기 제3 밴드패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제3 밴드패스필터와 연결되는 제5 스트립패턴;,
    상기 제5 스트립패턴으로부터 상방으로 연결되어 690MHz ~ 960MHz 대역을 통과시키기 위한 스파이럴 루프형의 제2 로우패스필터와; 및
    상기 제2 로우패스필터로부터 상방으로 스트립패턴으로 형성되어 상기 제2 로우패스필터와 연결되는 제6 스트립패턴;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 제2 LTE(5G) 안테나는,
    상기 제5 스트립패턴으로부터 분기되며 상기 메인보드의 접지단자와 연결되는 단락부를 포함하여 상기 PCB기판 후면 하단부에 형성되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 광대역으로 임피던스 매칭하는 제2 매칭회로와, 상기 제2 매칭회로에 포함되어 1710MHz ~ 2690MHz 대역을 통과시키는 제4 밴드패스필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 제1 LTE(5G) 안테나 및 제2 LTE(5G) 안테나 각각은,
    상기 메인보드 상에 하이패스 형태로 3.2GHz ~ 4.8GHz 대역을 매칭하기 위하여 형성되는 매칭회로와
    상기 메인보드 상에 로우패스 형태로 690MHz ~ 960MHz 대역을 매칭하기 위하여 형성되는 매칭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나.
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