KR20140136682A - 차량용 안테나 시스템 및 이를 위한 튜너 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차체의 외부에 설치되는 외장 안테나; 상기 차체의 천장에 설치되고, 일면에 광투과부가 구비되고, 내부에는 조명 마운트부와 튜너 마운트부가 마련된 광투과성 하우징; 상기 조명 마운트부에 장착되는 조명 유닛; 및 상기 튜너 마운트부에 장착되고 차체의 루프 외부에 설치된 외장 안테나에 연결되어 주파수 튜닝 기능을 제공하는 튜너 모듈;을 포함하는 차량용 안테나 시스템의 튜너 어셈블리를 개시한다.

Description

차량용 안테나 시스템 및 이를 위한 튜너 어셈블리{ANTENNA SYSTEM FOR VEHICLE AND TUNER ASSEMBLY FOR THE SAME}

본 발명은 차량용 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 외장 안테나에 연결되는 튜너의 설치구조가 개선된 차량용 안테나 시스템 및 이를 위한 튜너 어셈블리에 관한 것이다.

근래에 차량용 통신기술이 발달함에 따라 AM/FM 등의 라디오 주파수 신호는 물론이며, DMB, GPS, 이동통신과 같은 다양한 무선통신 서비스를 차량에서 지원하기 위한 차량용 안테나에 대한 관심이 높아지고 있다.

차량용 안테나는 DMB나 GPS 대역의 신호를 수신할 수 있도록 외장 안테나 형태로 제공되고, 특히 최근에는 공기저항 등을 고려하여 실질적으로 샤크 핀(Shark fin) 형태의 하우징 몸체를 가진 외장 안테나가 널리 사용되고 있다.

샤크 핀 형태의 차량용 안테나와 관련된 기술문헌으로는 미국특허 제8,319,693호와 한국등록특허 제1129096호가 있다.

미국특허 제8,319,693호는 차량 바디워크(19)의 외부에 배치되어 제1 커버(15)에 의해 커버링되는 제1 안테나 디바이스와 바디워크(19)의 내부에 배치되어 제2 커버(35)에 의해 커버링되는 제2 안테나 디바이스를 구비하고, 제1 안테나 디바이스와 제2 안테나 디바이스는 각각 제1 캐리어 플레이트(3)와 제2 캐리어 플레이트(23)에 실장되고 서로 전기적으로 결합됨으로써 외부에서 수신한 신호를 차량 내부로 송신할 수 있는 차량용 안테나 모듈을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 구성을 가진 안테나 모듈은 각 대역을 담당하는 안테나들이 모두 쌍으로 구성되어야 하므로 제조 비용이 많이 소요되고, 각 대역의 신호를 수신하기 위한 수신부가 차량 내부에 구현되어야 하는 취약점이 있다.

한국등록특허 제1129096호는 DMB 대역 이외에 AM/FM 대역의 신호를 함께 수신하기 위한 것으로서, 베이스 상부에 결합되며 급전 선로가 형성되는 제1 인쇄회로 기판; 상기 제1 인쇄회로 기판 상부에 결합되어 케이스의 상부 방향으로 설치되며 임피던스 매칭을 위한 패턴이 형성되는 제2 인쇄회로 기판; 상기 제2 인쇄회로 기판의 임피던스 매칭을 위한 패턴과 결합되며 케이스의 상부에 결합되는 접힌 구조를 가지는 판 형태의 방사체를 포함하고, 상기 제2 인쇄회로 기판의 상부에는 도전성 코일 패턴이 형성되고, 상기 제2 인쇄회로 기판의 하부에는 상기 제1 인쇄회로 기판에 형성된 접지와 전기적으로 결합되는 접지 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 샤크 핀 안테나를 개시하고 있다.

상기와 같은 구성을 가진 샤크 핀 안테나는 통상적으로 차체의 루프(Roof) 외부에 설치되고, 안테나에서 인출된 RF 케이블은 차량의 뒷유리 상단 고무몰딩을 통해 차량 내부로 도입된 후 차량의 앞부분으로 연장되어 대시보드에 위치한 헤드 유닛의 튜너 모듈에 연결된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 샤크 핀 안테나(10)에서 인출된 RF 케이블(20)은 차량 뒷유리 상단의 고무몰딩 사이의 틈새로 삽입되어 트렁크까지 고무몰딩을 따라 배선되고, 트렁크에서부터 차량 실내 뒷좌석까지 배선된 후, 다시 차량 천정의 가장자리 몰딩을 따라 헤드 유닛까지 배선되어 DMB 등의 단말기기(30)에 연결된다.

따라서, 종래의 차량용 샤크 핀 안테나는 배선작업이 쉽지 않을 뿐만 아니라 샤크 핀 안테나를 튜너 모듈과 연결하기 위해 상당한 길이의 RF 케이블이 필요하게 되므로 비용이 많이 들고 신호 손실률도 크게 나타나는 문제점이 있다. 또한, 긴 배선 케이블의 일부에서 피복이 벗겨져서 쇼트가 발생할 우려도 크므로 이에 대한 대책이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 차량의 루프 외부에 설치되는 외장 안테나로부터 튜너 모듈까지의 RF 케이블 길이를 줄일 수 있도록 튜너 모듈의 설치 구조가 개선된 차량용 안테나 시스템 및 이를 위한 튜너 어셈블리를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 차체의 외부에 설치되는 외장 안테나; 상기 차체의 천장에 설치되고, 일면에 광투과부가 구비되고, 내부에는 조명 마운트부와 튜너 마운트부가 마련된 광투과성 하우징; 상기 조명 마운트부에 장착되는 조명 유닛; 및 상기 튜너 마운트부에 장착되고 차체의 루프 외부에 설치된 외장 안테나에 연결되어 주파수 튜닝 기능을 제공하는 튜너 모듈;을 포함하는 차량용 안테나 시스템의 튜너 어셈블리를 제공한다.

상기 외장 안테나는 차량의 루프 외부에 장착되는 샤크 핀 형태의 안테나 하우징을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 외장 안테나는 AM 및 FM 수신 안테나부, DMB 수신 안테나부, GNSS 수신 안테나부, 2G/3G/4G 안테나부 중 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 외장 안테나와 상기 튜너 모듈은 RF 케이블에 의해 연결되고, 상기 튜너 모듈과 차량의 헤드 유닛은 디지털 유선 케이블에 의해 연결될 수 있다.

상기 외장 안테나와 상기 튜너 모듈은 RF 케이블에 의해 연결되고, 상기 튜너 모듈과 차량의 헤드 유닛은 근거리 무선 통신에 의해 연결될 수 있다.

상기 RF 케이블은 차량 루프를 통과하도록 연장되어 상기 외장 안테나와 상기 튜너 모듈을 서로 연결할 수 있다.

상기 조명 마운트부와 상기 튜너 마운트부는 상호 측방향으로 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 차체의 천장에 설치되고, 일면에 광투과부가 구비되고, 내부에는 조명 마운트부와 튜너 마운트부가 마련된 광투과성 하우징; 및 상기 튜너 마운트부에 장착되고 차체의 루프 외부에 설치된 외장 안테나에 연결되어 주파수 튜닝 기능을 제공하는 튜너 모듈;을 포함하는 차량용 안테나 시스템의 튜너 어셈블리가 제공된다.

본 발명에 따르면 차량의 루프 외부에 설치되는 샤크 핀 안테나에서 인출된 RF 케이블을 루프의 천장 부분까지만 배선하면 되므로 배선작업이 편리할 뿐만 아니라 고가의 RF 케이블의 배선 길이를 대폭 줄임으로써 제조비용을 절감할 수 있고 신호 손실률도 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 의해 제공되는 튜너 어셈블리는 기존에 있던 룸 램프의 점유공간을 그대로 활용할 수 있으므로 내장 인테리어의 미관을 저해하지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명을 적용할 경우 헤드 유닛에서 튜너 모듈 점유공간을 제거할 수 있으므로 공간 이용 효율을 높일 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 차량용 안테나 모듈의 예를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 샤크 핀 안테나의 배선 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 외관을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 구성을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3에서 외장 안테나와 튜너 어셈블리의 구성을 상세히 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템은 차체의 루프 외부에 설치되는 외장 안테나(200)와, 차체의 내부 천장에 설치되되 룸 램프와 실질적으로 하우징을 겸용하는 튜너 어셈블리(100)를 포함한다.

외장 안테나(200)는 차량의 루프 외부에 있어 뒷유리와 가까운 부분에 장착되는 샤크 핀 형태의 안테나 하우징(201)을 구비한다. 안테나 하우징(201)은 실질적으로 유선형의 몸체를 가지고, 그 몸체의 앞부분은 차량의 전방을 향하도록 배치된다.

안테나 하우징(201) 내부에 설치되는 안테나부(202)로는 AM 및 FM 수신 안테나부, DMB 수신 안테나부, GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신 안테나부, 2G/3G/4G 안테나부 중 하나가 채용되고, 더욱 바람직하게는 둘 이상이 채용되어 멀티밴드의 수신기능을 지원한다. 여기서, 본 발명에 구비되는 안테나부는 공지의 다양한 타입의 안테나 디바이스에 의해 구현될 수 있음은 물론이다.

튜너 어셈블리(100)는 차체의 내부 천장에 설치되고 RF 케이블(203)에 의해 외장 안테나(200)와 연결된다. 이를 위해, 외장 안테나(200)에서 인출된 RF 케이블(203)은 루프를 두께 방향으로 관통하거나, 루프와 차량 유리 사이의 몰딩을 통해 차량 내부로 도입되어 천장에 있는 튜너 어셈블리(100)로 배선된다. 차체 내부로 도입된 RF 케이블(203)은 내장재(204)에 의해 마감되어 외부 노출이 방지된다.

튜너 어셈블리(100)는 차체의 천장에 설치되는 광투과성 하우징(101)과, 광투과성 하우징(101) 내부에 장착된 조명 유닛(105)과, 광투과성 하우징(101) 내부에서 조명 유닛(105)으로부터 이격되게 장착된 튜너 모듈(110)을 포함한다.

광투과성 하우징(101)은 조명 마운트부(미도시)와 튜너 마운트부(미도시)가 베이스 플레이트에 마련되고, 반투명 수지 또는 글라스 재질로 이루어진 광투과성의 커버가 볼트 등의 체결부재(205)에 의해 상기 베이스 플레이트에 결합되는 구성을 갖는다. 여기서, 상기 조명 마운트부와 튜너 마운트부는 각각 조명 유닛(105)과 튜너 모듈(110)을 수용할 수 있는 마운트 공간을 제공한다.

조명 유닛(105)은 조명 마운트부에 장착되어 차내의 룸 조명 기능을 제공한다. 조명 유닛(105)으로는 통상의 차량용 룸 램프와 그에 연결되는 전원 배선이 채용 가능하다.

튜너 모듈(110)은 튜너 마운트부에 장착되는 한편, 외장 안테나(200)에 연결되어 주파수 튜닝 기능을 제공한다. 비록 도면에는 도시되지 않았으나, 튜너 모듈(110)은 헤드 유닛으로부터 조명 유닛(105)까지 연장된 전원 배선을 이용하여 전원을 공급받는 것이 바람직하다.

튜너 모듈(110)은 외장 안테나(200)에 수신된 전파에 대한 주파수 동조 기능을 담당하고 동조된 신호를 유선 또는 무선통신을 통해 헤드 유닛쪽으로 출력한다. 튜너 모듈(110)과 헤드 유닛이 유선으로 연결되는 경우에는 예컨대, UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블 등과 같은 디지털 유선 케이블이 사용되는 것이 바람직하다. 한편, 튜너 모듈(110)과 헤드 유닛이 무선으로 연결되는 경우에는 DSP(Digital Signal Processing) 처리와 더불어 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WIFI), UWB(Ultra Wideband) 등과 같은 근거리 무선통신이 사용되는 것이 바람직하다.

튜너 모듈(110)은 통신용 반도체 소자 등을 포함하여 구성되므로 조명 유닛(105)에서 발생하는 열로부터 보호되어야 한다. 이를 위해, 조명 유닛(105)이 배치되는 조명 마운트부와 튜너 모듈(110)이 배치되는 튜너 마운트부는 상호 측방향, 즉 루프면에 수평한 방향으로 이격되게 배치된다. 이러한 구성에 의하면 조명 유닛(105)에서 발생한 열이 대류에 의해 상방으로 이동하더라도 튜너 모듈(110)에 특별한 영향을 주지 않으므로 튜너 모듈(110)이 열화되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 안테나 시스템은 차체의 루프 외부에 설치된 샤크 핀 형태의 외장 안테나(200)와 튜너 모듈(110)을 연결하는 RF 케이블(203)의 배선 영역을 차량의 루프 영역 내로 단축함으로써 배선 작업의 편의를 도모하고 RF 케이블/커넥터 등의 부품비용 절감, 신호전송 품질 향상 등의 현저한 효과를 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 튜너 어셈블리 101: 광투과성 하우징
105: 조명 유닛 110: 튜너 모듈
200: 외장 안테나 201: 안테나 하우징
202: 안테나부 203: RF 케이블
204: 내장재 205: 체결부재

Claims (9)

1. 차체의 외부에 설치되는 외장 안테나;
   상기 차체의 천장에 설치되고, 일면에 광투과부가 구비되고 내부에는 조명 마운트부와 튜너 마운트부가 마련된 광투과성 하우징;
   상기 조명 마운트부에 장착되는 조명 유닛; 및
   상기 튜너 마운트부에 장착되고 차체의 루프 외부에 설치된 외장 안테나에 연결되어 주파수 튜닝 기능을 제공하는 튜너 모듈;을 포함하는 차량용 안테나 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 외장 안테나는 차량의 루프 외부에 장착되는 샤크 핀 형태의 안테나 하우징을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 외장 안테나는 AM 및 FM 수신 안테나부, DMB 수신 안테나부, GNSS 수신 안테나부, 2G/3G/4G 안테나부 중 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 외장 안테나와 상기 튜너 모듈은 RF 케이블에 의해 연결되고,
   상기 튜너 모듈과 차량의 헤드 유닛은 디지털 유선 케이블에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 외장 안테나와 상기 튜너 모듈은 RF 케이블에 의해 연결되고,
   상기 튜너 모듈과 차량의 헤드 유닛은 근거리 무선통신에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 RF 케이블은 차량 루프를 통과하도록 연장되어 상기 외장 안테나와 상기 튜너 모듈을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 조명 마운트부와 상기 튜너 마운트부는 상호 측방향으로 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템.
8. 차체의 천장에 설치되고, 일면에 광투과부가 구비되고 내부에는 조명 마운트부와 튜너 마운트부가 마련된 광투과성 하우징; 및
   상기 튜너 마운트부에 장착되고 차체의 루프 외부에 설치된 외장 안테나에 연결되어 주파수 튜닝 기능을 제공하는 튜너 모듈;을 포함하는 차량용 안테나 시스템의 튜너 어셈블리.
9. 제8항에 있어서,
   상기 조명 마운트부와 상기 튜너 마운트부는 상호 측방향으로 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 시스템의 튜너 어셈블리.

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