KR102670667B1 - Array antenna for vehicle - Google Patents

Abstract

실시예에 의한 차량용 어레이 안테나가 개시된다. 상기 차량용 어레이 안테나는 제1 기판; 상기 제1 기판의 일면에 수직으로 배치되고, 소정의 간격으로 이격되어 배치된 복수의 제2 기판; 및 상기 복수의 제2 기판의 각 일면에 형성된 루프 안테나를 포함하고, 상기 복수의 제2 기판의 각 일면은 동일한 방향으로 배치된다.A vehicle array antenna according to an embodiment is disclosed. The vehicle array antenna includes a first substrate; a plurality of second substrates arranged perpendicularly to one surface of the first substrate and spaced apart at predetermined intervals; and a loop antenna formed on each surface of the plurality of second substrates, wherein each surface of the plurality of second substrates is arranged in the same direction.

Description

차량용 어레이 안테나{ARRAY ANTENNA FOR VEHICLE}Array antenna for vehicle {ARRAY ANTENNA FOR VEHICLE}

실시예는 위치 측위 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 간단하면서 이상적인 신호 수신 성능을 구현할 수 있는 차량용 어레이 안테나에 관한 것이다.The embodiment relates to positioning technology, and more specifically, to a vehicle array antenna that has a simple structure and can achieve ideal signal reception performance.

보안의 취약한 스마트키의 단점을 보완하기 위하여 한국, 일본, 미국 등 차량 업체에서 대체 기술이 활발히 개발 중이다. 주요 대체기술로는 NFC(Near Field Communication), BLE(Bluetooth Low Energy) 기술이 있다. NFC는 폰을 차와 접촉 시켜야만 하는 거리적 불편함이 있으며 이를 한 단계 개성 시킨 것이 BLE 차량 측위 기술이다. 측위를 위해서는 각 안테나를 일정 간격 이상 이격시킨 후 송수신되는 신호의 위상(phase) 차이를 감지하여 핸드폰의 위치를 계산하게 된다.To compensate for the shortcomings of smart keys, which are weak in security, alternative technologies are being actively developed by vehicle manufacturers in Korea, Japan, and the United States. Major alternative technologies include NFC (Near Field Communication) and BLE (Bluetooth Low Energy) technologies. NFC has the inconvenience of having to touch the phone to the car, and BLE vehicle positioning technology has taken this to the next level. For positioning, each antenna is spaced at a certain distance or more, and then the phase difference between transmitted and received signals is detected to calculate the location of the cell phone.

차량에 BLE AOA(Angle Of Arrival) 기능을 넣기 위해서는 차량 전방위에서 사용자의 폰을 인식할 수 있어야 하고 이때 가장 핵심이 되는 기술은 안테나 어레이(antenna array) 기술이다. 이때 폰과 송수신을 위해서는 각 안테나 방사 범위가 골고루 넓어야 한다.In order to add the BLE AOA (Angle of Arrival) function to a vehicle, the user's phone must be recognized from all directions of the vehicle, and the most key technology in this case is antenna array technology. At this time, in order to transmit and receive data from the phone, the radiation range of each antenna must be evenly wide.

도 1a 내지 도 1b는 종래 기술에 따른 차량용 어레이 안테나를 나타내는 도면이다.1A to 1B are diagrams showing an array antenna for a vehicle according to the prior art.

도 1a를 참조하면, 종래 기술에 따른 차량용 어레이 안테나는 기판(1), 다수의 모노폴 안테나 또는 다이폴 안테나(2), RF(Radio Frequency) 케이블(3), RF 커넥터(4)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 사용하는 모노폴 안테나 또는 다이폴 안테나는 고가이고, 안테나가 3개 사용되는 경우 3개의 RF 케이블과 6개의 RF 커넥터가 필요하여 가격이 비싸진다.Referring to Figure 1a, a vehicle array antenna according to the prior art is comprised of a substrate (1), a plurality of monopole antennas or dipole antennas (2), an RF (Radio Frequency) cable (3), and an RF connector (4). You can. At this time, the monopole antenna or dipole antenna used is expensive, and when three antennas are used, three RF cables and six RF connectors are required, making the antenna expensive.

또한 선형 배열(linear array)의 구조 상 후면에 반사판(5)이 추가로 구비되어야 하는데, 반사판은 크기가 커서 차량의 범퍼 안쪽에 장착하기가 어렵다.In addition, due to the structure of the linear array, an additional reflector (5) must be provided at the rear, but the reflector is large and difficult to install inside the vehicle's bumper.

도 1b를 참조하면, 종래 기술에 따른 차량용 어레이 안테나의 방사 패턴을 보여주고 있는데, 반사판의 후방을 제외한 넓은 범위의 신호 수신이 가능함을 알 수 있다.Referring to Figure 1b, it shows the radiation pattern of a vehicle array antenna according to the prior art, and it can be seen that signal reception is possible in a wide range excluding the rear of the reflector.

하지만 각 안테나 방사 범위를 넓게 하기 위하여 어레이 안테나를 설계하는 경우 어레이 안테나의 크기가 크고 비싸질 뿐 아니라 실제 차량에 넣을 만큼의 공간이 존재하지 않는다. 현재까지는 사실상 양산성이 없는 이상적인 안테나만 설계되어 있다.However, when an array antenna is designed to widen the radiation range of each antenna, not only does the size of the array antenna become large and expensive, but there is not enough space to place it in an actual vehicle. To date, only ideal antennas with virtually no mass production potential have been designed.

공개특허공보 제10-2017-0026255호Public Patent Publication No. 10-2017-0026255

실시예는, 구조가 간단하면서 이상적인 신호 수신 성능을 구현할 수 있는 차량용 어레이 안테나를 제공할 수 있다.Embodiments may provide an array antenna for a vehicle that has a simple structure and can implement ideal signal reception performance.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 어레이 안테나는 제1 기판; 상기 제1 기판의 일면에 수직으로 배치되고, 소정의 간격으로 이격되어 배치된 복수의 제2 기판; 및 상기 복수의 제2 기판의 각 일면에 형성된 루프 안테나를 포함하고, 상기 복수의 제2 기판의 각 일면은 동일한 방향으로 배치될 수 있다.A vehicle array antenna according to an embodiment of the present invention includes a first substrate; a plurality of second substrates arranged perpendicularly to one surface of the first substrate and spaced apart at predetermined intervals; and a loop antenna formed on each surface of the plurality of second substrates, wherein each surface of the plurality of second substrates may be arranged in the same direction.

상기 루프 안테나는 방사체; 상기 방사체의 일단으로부터 연장 형성되고, 상기 제1 기판의 신호라인에 연결되는 급전 라인; 및 상기 방사체의 타단으로부터 연장 형성되고, 상기 제1 기판의 그라운드에 연결되는 접지 라인을 포함할 수 있다.The loop antenna includes a radiator; a power supply line extending from one end of the radiator and connected to a signal line of the first substrate; and a ground line extending from the other end of the radiator and connected to the ground of the first substrate.

상기 방사체는 원 형상, 타원 형상, 다각 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.The radiator may be formed in any one of a circular shape, an elliptical shape, and a polygonal shape.

상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 일체형으로 형성될 수 있다.The first substrate and the second substrate may be formed as one piece.

상기 제2 기판은 상기 제1 기판에 착탈식으로 결합될 수 있다. 상기 제1 기판의 일면에는 홈부가 형성되고, 상기 제2 기판의 일측에는 상기 홈부에 삽입 결합되는 돌출부가 형성될 수 있다.The second substrate may be detachably coupled to the first substrate. A groove may be formed on one side of the first substrate, and a protrusion inserted into and coupled to the groove may be formed on one side of the second substrate.

상기 루프 안테나는 모노폴(monopole) 안테나일 수 있다.The loop antenna may be a monopole antenna.

상기 방사체의 전체 길이는 1 λ이고, 상기 방사체의 가로 길이와 세로 길이의 비율이 5:4로 형성될 수 있다.The total length of the radiator is 1 λ, and the ratio of the horizontal length and the vertical length of the radiator may be 5:4.

실시예에 따르면, 제1기판의 일면에 복수 개의 제2 기판을 소정 간격으로 수직 배치하고, 복수 개의 제2 기판의 각 일면에 루프 안테나를 형성하도록 함으로써, 간단한 구조로 후방을 제외한 넓은 범위의 신호 수신이 가능할 수 있다.According to an embodiment, a plurality of second substrates are vertically arranged at predetermined intervals on one side of the first substrate, and a loop antenna is formed on each side of the plurality of second substrates, so that a wide range of signals excluding the rear can be transmitted with a simple structure. Reception may be possible.

실시예에 따르면, 간단한 구조로 구현되더라도 이상적인 다이폴 안테나와 동등한 성능을 구현할 수 있다.According to the embodiment, even if implemented with a simple structure, performance equivalent to that of an ideal dipole antenna can be achieved.

실시예에 따르면, 저가의 기판을 이용하고 고가의 다이폴 안테나, 케이블, 커넥터를 사용하지 않기 때문에 재료비를 획기적으로 절감하면서 크기 소형화가 가능할 수 있다.According to the embodiment, by using a low-cost substrate and not using an expensive dipole antenna, cable, or connector, material costs can be dramatically reduced while miniaturization may be possible.

실시예에 따르면, 제1기판의 일면에 복수 개의 제2 기판을 소정 간격으로 수직 배치하기 때문에, 제2 기판의 개수를 조절하여 안테나의 크기를 용이하게 확장할 수 있다.According to an embodiment, since a plurality of second substrates are vertically arranged on one side of the first substrate at predetermined intervals, the size of the antenna can be easily expanded by adjusting the number of second substrates.

도 1a 내지 도 1b는 종래 기술에 따른 차량용 어레이 안테나를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 어레이 안테나를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 차량용 어레이 안테나의 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 도 2에 도시된 제1 기판과 제2 기판의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 루프 안테나의 구체적인 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 차량용 어레이 안테나의 방사 패턴을 보여주는 도면이다.
도 7은 차량에 장착된 차량용 어레이 안테나의 방사 패턴을 보여주는 도면이다.1A to 1B are diagrams showing an array antenna for a vehicle according to the prior art.
Figure 2 is a diagram showing an array antenna for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining the form of the vehicle array antenna shown in FIG. 2.
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the coupling relationship between the first substrate and the second substrate shown in FIG. 2.
FIG. 5 is a diagram for explaining the specific shape of the loop antenna shown in FIG. 2.
FIG. 6 is a diagram showing the radiation pattern of the vehicle array antenna shown in FIG. 2.
Figure 7 is a diagram showing the radiation pattern of a vehicle array antenna mounted on a vehicle.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in various different forms, and as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components may be optionally used between the embodiments. It can be used by combining and replacing.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, are generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be interpreted as meaning, and the meaning of commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted by considering the contextual meaning of the related technology.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Additionally, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A and B and C”, it is combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.Additionally, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, sequence, or order of the component.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to that other component, but also is connected to that component. It can also include cases where other components are 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between them.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Additionally, when described as being formed or disposed “above” or “below” each component, “above” or “below” refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components. In addition, when expressed as “top (above) or bottom (bottom)”, it can include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.

실시예에서는, 제1기판의 일면에 복수 개의 제2 기판을 소정 간격으로 수직 배치하고, 복수 개의 제2 기판의 각 일면에 루프 안테나를 형성하도록 한, 새로운 구조의 차량용 어레이 안테나를 제안한다. 특히, 실시예에 따른 차량용 어레이 안테나는 근거리 무선통신 기술 기반 AOA(Angle Of Arrival) 측위용일 수 있다. 여기서, 근거리 통신 기술은 예컨대, BLE(Bluetooth Low Energy) 등을 포함할 수 있다.In an embodiment, a new array antenna for a vehicle is proposed in which a plurality of second substrates are vertically arranged at predetermined intervals on one side of a first substrate, and a loop antenna is formed on each side of the plurality of second substrates. In particular, the vehicle array antenna according to the embodiment may be used for AOA (Angle Of Arrival) positioning based on short-range wireless communication technology. Here, short-range communication technology may include, for example, BLE (Bluetooth Low Energy).

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 어레이 안테나를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 차량용 어레이 안테나의 형태를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing an array antenna for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining the form of the array antenna for a vehicle shown in FIG. 2.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측위를 위한 차량용 어레이 안테나는 제1 기판(100), 제2 기판(200), 루프 안테나(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , a vehicle array antenna for positioning according to an embodiment of the present invention may include a first substrate 100, a second substrate 200, and a loop antenna 300.

제1 기판(100)은 일면에 복수 개의 제2 기판(200)을 수직으로 배치하고, 복수 개의 제2 기판(200)을 소정의 간격으로 이격시켜 배치할 수 있다. 이러한 제1 기판(100)은 복수 개의 제2 기판(200)을 선형 배열하기 위한 지지 수단으로 사용될 수 있을 뿐 아니라 복수 개의 제2 기판(200)에 각각 형성된 루프 안테나를 통해 방사되는 신호를 일면의 전방으로 반사시키기 위한 반사 수단으로 사용될 수 있다.The first substrate 100 may have a plurality of second substrates 200 arranged vertically on one side, and the plurality of second substrates 200 may be arranged to be spaced apart at predetermined intervals. This first substrate 100 can not only be used as a support means for linearly arranging the plurality of second substrates 200, but also can transmit signals radiated through loop antennas formed on each of the plurality of second substrates 200 to one surface. It can be used as a reflective means to reflect forward.

제1 기판(100)은 동박(copper coil)을 입힌 적층판인 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있다. 따라서 제1 기판(100)은 일면에 별도의 반사 수단을 형성할 필요 없이 기본적인 적층 구조를 형성하는 동박을 통해 반사 수단이 될 수 있다.The first substrate 100 may be a printed circuit board (PCB) board, which is a laminated board coated with copper foil. Accordingly, the first substrate 100 can serve as a reflective means through copper foil forming a basic laminated structure without the need to form a separate reflective means on one side.

제2 기판(200)은 제1 기판(100)의 일면에 수직으로 배치되고, 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 제2 기판(200)은 일면에 루프 안테나가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 제2 기판(200)에 배치된 경우를 일 예로 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 필요에 따라 2개 이상이 배치될 수 있다.The second substrate 200 may be arranged perpendicularly to one surface of the first substrate 100 and spaced apart at a predetermined interval. A loop antenna may be formed on one side of the second substrate 200. In this embodiment, the case where three second substrates 200 are disposed is described as an example, but it is not necessarily limited to this and two or more may be disposed as needed.

제2 기판(200)은 동박(copper coil)을 입힌 적층판인 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있다. 이때, PCB 기판은 적층 구조와 상관없이 모두 적용 가능할 수 있다.The second substrate 200 may be a printed circuit board (PCB) board, which is a laminated board coated with copper foil. At this time, all PCB boards can be applied regardless of the laminated structure.

이때, 제1 기판(100)의 크기는 제2 기판(200)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 제1 기판(100)의 크기는 설치 공간을 고려하여 예컨대, 100mm × 60mm로 형성될 수 있다.At this time, the size of the first substrate 100 may be larger than the size of the second substrate 200. The size of the first substrate 100 may be, for example, 100 mm × 60 mm in consideration of installation space.

루프 안테나(300)는 복수 개의 제2 기판(200)의 각 일면에 형성될 수 있다. 이러한 루프 안테나(300)는 복수 개의 제2 기판(200)의 각 일면에 동일하게 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 필요에 따라 다르게 형성될 수도 있다.The loop antenna 300 may be formed on each side of the plurality of second substrates 200 . These loop antennas 300 may be formed identically on each surface of the plurality of second substrates 200, but are not necessarily limited thereto and may be formed differently as needed.

이러한 루프 안테나(300)는 예컨대, 모노폴(monopole) 안테나로 구현될 수 있다.This loop antenna 300 may be implemented as, for example, a monopole antenna.

이때, 복수 개의 제2 기판(200)의 각 일면에 형성된 루프 안테나(300)는 소정의 간격만큼 이격되는데, 이격되는 간격(D)은 다음의 [수학식 1]을 만족할 수 있다.At this time, the loop antennas 300 formed on each side of the plurality of second substrates 200 are spaced apart by a predetermined distance, and the spaced distance D may satisfy the following [Equation 1].

[수학식 1][Equation 1]

D = λ / 4, λ = c / fD = λ/4, λ = c/f

여기서, λ는 파장을 나타내고, c는 광속(3×10⁸)을 나타내고, f는 주파수를 나타낸다.Here, λ represents the wavelength, c represents the speed of light (3×10 ⁸ ), and f represents the frequency.

도 4a 내지 도 4b는 도 2에 도시된 제1 기판과 제2 기판의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the coupling relationship between the first substrate and the second substrate shown in FIG. 2.

도 4a를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 착탈식으로 결합될 수 있다. 여기서는 설명의 편의상 하나의 제2 기판(200)을 이용하여 설명한다. 예컨대, 제2 기판(200)은 일측이 제1 기판(100)의 일면에 삽입 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 기판(100)과 제2 기판(200)을 착탈식으로 결합된 경우를 일 예로 설명한다.Referring to FIG. 4A, the first substrate 100 and the second substrate 200 according to this embodiment may be detachably coupled. Here, for convenience of explanation, the description is made using one second substrate 200. For example, one side of the second substrate 200 may be inserted and coupled to one side of the first substrate 100 . In this embodiment, the case where the first substrate 100 and the second substrate 200 are detachably coupled is described as an example.

이렇게 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 DIP 타입으로 삽입 결합될 수 있다.In this way, the first substrate 100 and the second substrate 200 can be inserted and coupled in a DIP type.

이를 위해, 제1 기판(100)은 일면에 제2 기판(200)이 삽입 결합되는 적어도 하나의 홈부(110)가 형성될 수 있다. 제1 기판(100)의 일면에는 3개의 홈부가 형성된 경우를 보여주고 있지만, 홈부의 개수는 이에 반드시 한정되지 않고 필요에 따라 변경될 수 있다.To this end, at least one groove 110 into which the second substrate 200 is inserted and coupled may be formed on one surface of the first substrate 100. Although three grooves are formed on one side of the first substrate 100, the number of grooves is not necessarily limited to this and may be changed as needed.

제2 기판(200)은 일측이 제1 기판(100)의 일면에 형성된 적어도 하나의 홈부(110)에 삽입 결합되는 돌출부(210)가 형성될 수 있다. 제2 기판(200)의 일면에는 3개의 돌출부가 형성된 경우를 보여주고 있지만, 돌출부의 개수는 이에 한정되지 않고 필요에 따라 변경될 수 있다.One side of the second substrate 200 may be formed with a protrusion 210 inserted into and coupled to at least one groove 110 formed on one side of the first substrate 100 . Although three protrusions are formed on one side of the second substrate 200, the number of protrusions is not limited to this and can be changed as needed.

이때, 복수 개의 제2 기판(200)은 제1 기판(100)의 일면에 복수 개의 제2 기판(200)이 수직으로 삽입 결합되고, 동일한 간격으로 이격되어 배치되는 것이 바람직하고, 필요에 따라 적어도 하나의 제2 기판이 다른 간격으로 이격되어 배치될 수도 있다.At this time, it is preferable that the plurality of second substrates 200 are vertically inserted and coupled to one surface of the first substrate 100 and are spaced apart at equal intervals, and if necessary, at least One second substrate may be disposed spaced apart at different intervals.

또한 복수 개의 제2 기판(200)의 일면에는 루프 안테나(300)가 형성될 수 있는데, 루프 안테나는 하나의 루프로 형성되고, 동일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하고, 필요에 따라 적어도 하나의 제2 기판이 다른 형상으로 형성될 수도 있다.In addition, a loop antenna 300 may be formed on one surface of the plurality of second substrates 200. The loop antenna is preferably formed as one loop and has the same shape, and if necessary, at least one second The substrate may be formed in other shapes.

또한 복수 개의 제2 기판(200)의 일면은 모두 동일한 방향으로 배치되는 것이 바람직하고, 필요에 따라 적어도 하나의 제2 기판이 다른 방향으로 배치될 수도 있다.In addition, it is preferable that all surfaces of the plurality of second substrates 200 are arranged in the same direction, but at least one second substrate may be arranged in a different direction if necessary.

도 4b를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 일체형으로 형성될 수 있다. 여기서는 설명의 편의상 하나의 제2 기판(200)을 이용하여 설명한다. 예컨대, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 LCP(Liquid Crystal Polymer) 사출성형에 의해 하나의 LCP 사출물로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the first substrate 100 and the second substrate 200 according to this embodiment may be formed as one piece. Here, for convenience of explanation, the description is made using one second substrate 200. For example, the first substrate 100 and the second substrate 200 may be formed as one LCP (Liquid Crystal Polymer) injection molding product.

그리고 나서 일체형으로 형성된 제1 기판(100)과 제2 기판(200)에는 LDS(Laser Direct Structuring) 공법을 이용하여 루프 안테나 및 회로가 형성될 수 있다.Then, a loop antenna and a circuit can be formed on the first substrate 100 and the second substrate 200, which are formed as one piece, using the LDS (Laser Direct Structuring) method.

도 5는 도 2에 도시된 루프 안테나의 구체적인 형상을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram for explaining the specific shape of the loop antenna shown in FIG. 2.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제2 기판(200)의 일면에는 루프 안테나(300)가 형성되는데, 루프 안테나(300)는 방사체(310), 급전 라인(320), 접지 라인(330)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, a loop antenna 300 is formed on one side of the second substrate 200 according to an embodiment of the present invention, and the loop antenna 300 includes a radiator 310, a feed line 320, and a ground line. It may include (330).

방사체(310)는 신호를 방사하기 위한 소정의 형상으로 형성될 수 있는데, 예컨대, 원 형상, 타원 형상, 다각 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 방사체(310)는 도전성 물질로 형성될 수 있는데, 예컨대, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The radiator 310 may be formed in a predetermined shape for radiating a signal, for example, in any one of a circular shape, an oval shape, and a polygonal shape. Here, the radiator 310 may be formed of a conductive material, for example, at least one of silver (Ag), palladium (Pd), platinum (Pt), copper (Gu), gold (Au), and nickel (Ni). can be formed.

방사체(310)는 하나의 루프로 형성되고, 루프의 일단으로부터 급전 라인(320)이 연장 형성되고, 루프의 타단으로부터 접지 라인(330)이 연장 형성될 수 있다. 급전 라인(320)과 접지 라인330)은 소정 간격 이격되어 평행하게 형성될 수 있다.The radiator 310 may be formed as a loop, and a power supply line 320 may extend from one end of the loop, and a ground line 330 may extend from the other end of the loop. The feed line 320 and the ground line 330 may be formed in parallel and spaced apart by a predetermined distance.

이때, 제2 기판이 제1 기판에 삽입 결합되는 경우 급전 라인(320)은 제1 기판의 신호 라인에 연결되고, 접지 라인(330)은 제1 기판의 그라운드에 연결될 수 있다.At this time, when the second substrate is inserted and coupled to the first substrate, the power supply line 320 may be connected to the signal line of the first substrate, and the ground line 330 may be connected to the ground of the first substrate.

또한, 방사체(310)는 하나의 루프로 이루어지는데, 루프의 전체 길이(L)는 1 λ를 만족할 수 있고, 루프의 가로 길이(Lx)와 세로 길이(Ly)의 비율이 5:4를 만족할 수 있다.In addition, the radiator 310 is made of one loop, and the total length (L) of the loop can satisfy 1 λ, and the ratio of the horizontal length (Lx) and vertical length (Ly) of the loop can satisfy 5:4. You can.

또한, 급전 라인의 길이(L_power)와 접지 라인(L_ground)의 길이의 비율이 1:1을 만족할 수 있다.Additionally, the ratio of the length of the power supply line (L_power) and the length of the ground line (L_ground) may satisfy 1:1.

도 6은 도 2에 도시된 차량용 어레이 안테나의 방사 패턴을 보여주는 도면이고, 도 7은 차량에 장착된 차량용 어레이 안테나의 방사 패턴을 보여주는 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing the radiation pattern of the vehicle array antenna shown in FIG. 2, and FIG. 7 is a diagram showing the radiation pattern of the vehicle array antenna mounted on the vehicle.

도 6을 참조하면, 본 실시예에서는 일반적인 저가의 기판인 복수 개의 제2 기판을 소정 크기의 제1 기판의 일면에 수직으로 배치함으로써 기존의 이상적인 다이폴 안테나와 동등한 성능을 가짐을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, in this embodiment, it is confirmed through computer simulation that a plurality of second substrates, which are general low-cost substrates, are vertically arranged on one side of a first substrate of a predetermined size, thereby having performance equivalent to that of a conventional ideal dipole antenna. You can.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 어레이 안테나는 차량에서 BLE AOA 위치 측위를 위해 앞 범퍼와 뒤 범퍼의 양 끝단부(P1, P2, P3, P4)에 설치될 수 있다. 차량의 도어(door) 등은 금속(metal)로 되어 있기 때문에 장착이 힘들고 샤크 안테나는 이미 포화 상태로 2.4GHz 대역의 리니어 안테나를 여러 개 넣기에는 불가능하다.Referring to FIG. 7, a vehicle array antenna according to an embodiment of the present invention may be installed at both ends (P1, P2, P3, P4) of the front bumper and rear bumper for BLE AOA positioning in the vehicle. Vehicle doors, etc. are made of metal, so it is difficult to install them, and the shark antenna is already saturated, making it impossible to install multiple linear antennas in the 2.4GHz band.

차량의 앞 범퍼와 뒤 범퍼에 차량용 어레이 안테나가 위치할 때 안테나의 파형이 차량의 외부를 향하게 방사하도록 하는 것이 중요하다. 따라서 본 실시예와 같이 복수 개의 제2 기판을 소정 크기의 제1 기판의 일면에 수직으로 배치함으로써 제1 기판이 반사판 역할을 하는 것이 가능하기 때문에 신호를 고루 방사할 수 있다.When a vehicle array antenna is located on the front and rear bumpers of a vehicle, it is important to ensure that the antenna's waveform radiates toward the outside of the vehicle. Therefore, as in this embodiment, by arranging a plurality of second substrates perpendicularly on one side of a first substrate of a predetermined size, the first substrate can function as a reflector, thereby radiating signals evenly.

따라서, 본 실시예에 따른 안테나는 기존 고가의 안테나와 RF 케이블을 다수 사용하는 방식과 달리 저가의 기판(FR-4)만을 사용하여 안테나 성능을 만족시킬 수 있다.Therefore, the antenna according to this embodiment can satisfy antenna performance by using only a low-cost substrate (FR-4), unlike the existing method of using multiple expensive antennas and RF cables.

여기서는 차량 내 4곳의 위치에 안테나를 설치한 경우를 일 예로 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 필요에 따라 설치 위치 및 설치 개수를 달라질 수 있다.Here, the case where antennas are installed at four locations in the vehicle is described as an example, but the installation location and number of installations may vary as needed.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.

100: 제1 기판
200: 제2 기판
300: 루프 안테나
310: 방사체
320: 급전 라인
330: 접지 라인100: first substrate
200: second substrate
300: loop antenna
310: emitter
320: feed line
330: ground line

Claims (8)

제1 기판;
상기 제1 기판의 일면에 수직으로 배치되고, 소정의 간격으로 이격되어 배치되되, 각 일면이 동일한 방향으로 배치된 복수의 제2 기판; 및
상기 복수의 제2 기판의 각 일면에 형성된 루프 안테나를 포함하고,
상기 제1 기판의 일면에는 홈부가 형성되고,
상기 제2 기판의 일측에는 상기 홈부에 삽입 결합되는 돌출부가 형성되고,
상기 루프 안테나는 적어도 하나의 제2 기판에 다른 형상으로 형성되고,
상기 소정의 간격은 λ/4이고, 상기 λ는 파장을 나타내고,
상기 루프 안테나는
방사체;
상기 방사체의 일단으로부터 연장 형성되고, 상기 제1 기판의 신호라인에 연결되는 급전 라인; 및
상기 방사체의 타단으로부터 연장 형성되고, 상기 제1 기판의 그라운드에 연결되는 접지 라인을 포함하되,
상기 방사체의 전체 길이는 1λ이고,
상기 방사체의 가로 길이와 세로 길이의 비율이 5:4로 형성되고,
상기 급전 라인의 길이와 상기 접지 라인의 길이의 비율이 1:1로 형성되고, 상기 급전 라인과 상기 접지 라인은 소정의 간격으로 이격되어 평행하게 형성되는, 차량용 어레이 안테나.first substrate;
a plurality of second substrates arranged perpendicular to one surface of the first substrate and spaced apart from each other at predetermined intervals, with each surface oriented in the same direction; and
A loop antenna formed on each side of the plurality of second substrates,
A groove is formed on one side of the first substrate,
A protrusion is formed on one side of the second substrate to be inserted into the groove,
The loop antenna is formed in a different shape on at least one second substrate,
The predetermined interval is λ/4, where λ represents the wavelength,
The loop antenna is
emitter;
a power supply line extending from one end of the radiator and connected to a signal line of the first substrate; and
A ground line extending from the other end of the radiator and connected to the ground of the first substrate,
The total length of the radiator is 1λ,
The ratio of the horizontal length to the vertical length of the radiator is 5:4,
A ratio of the length of the feed line to the length of the ground line is formed at 1:1, and the feed line and the ground line are formed in parallel and spaced apart at a predetermined interval. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 방사체는,
원 형상, 타원 형상, 다각 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성되는, 차량용 어레이 안테나.According to paragraph 1,
The emitter is,
An array antenna for a vehicle formed in any one of a circular shape, an oval shape, and a polygonal shape. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete

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