KR20200072992A - 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

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KR20200072992A
KR20200072992A KR1020180161203A KR20180161203A KR20200072992A KR 20200072992 A KR20200072992 A KR 20200072992A KR 1020180161203 A KR1020180161203 A KR 1020180161203A KR 20180161203 A KR20180161203 A KR 20180161203A KR 20200072992 A KR20200072992 A KR 20200072992A
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백지수
김학성
이선근
서유석
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현대자동차주식회사
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Abstract

개시된 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치는 베이스에 배치되는 회로 기판; 회로 기판에 배치되는 제1 안테나부; 제1 안테나부를 커버하는 내부 커버; 및 내부 커버의 표면에 배치되는 제2안테나부;를 포함한다.

Description

안테나 장치 및 이를 포함하는 차량{ANTENNA APPARATUS AND VEHICLE INCLUDING THE SAME}
안테나 장치 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
현재, 차량에 장착되는 차량용 통합 안테나는 외관상 샤크핀 형상과 마이크로폴 형상으로 구분된다.
또한, 차량용 통합 안테나는 지역, 사양, 통신사, 법규 등에 따라 세부 사양이 다양하게 구분된다. 위치정보수신 파트는 GPS, Glonass, Galileo, Baidu 등으로 구분되며, 지상파 방송의 경우 DMB, DAB 등으로, 북미의 경우 위성 라디오 SXM 사양이 추가되며, 러시아, 유럽의 경우 eCall(Emergency Call) 안테나를 더 포함한다. 또한, 3G, LTE 등의 이동통신의 경우, 국가 및 통신사에 따라 주파수 밴드가 서로 상이하다. 또한, 샤크핀 형상과 마이크로폴 형상의 안테나는 차량에 장착되는 특성으로 인해 지상파 라디오(AM/FM) 신호를 수신하기 위한 사양이 추가된다.
한편, 차량의 기능이 다양해지고 고도화짐에 따라, 이러한 차량용 통합 안테나에 포함되는 안테나 개수는 증가될 수 있다. 안테나 개수가 증가됨에 따라 격리도 저하의 문제가 있었다.
일 측면은 복수개의 안테나를 수용할 수 있는 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량을 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 측면에 따른 안테나는, 베이스에 배치되는 회로 기판; 상기 회로 기판에 배치되는 제1 안테나부; 상기 제1 안테나부를 커버하는 내부 커버; 및 상기 내부 커버의 표면에 배치되는 제2안테나부;를 포함한다.
또한, 상기 제2 안테나부는, AM/FM 대역의 신호를 수신하는 AM/FM 안테나; 및 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 대역의 신호를 수신하는 DMB 안테나;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 안테나부는, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 구현될 수 있다.
또한, 상기 제2 안테나부는, 상기 내부 커버의 외부 표면 또는 내부 표면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
또한, 상기 AM/FM 안테나는 제1 도전성 패턴을 형성하고, 상기 DMB 안테나는 제2 도전성 패턴을 형성하고, 상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴은 서로 다른 패턴일 수 있다.
또한, 상기 제2안테나부는, 상기 회로 기판과 연결되는 급전부를 통하여 신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 급전부는 상기 회로 기판의 상부에 연장되어 배치된 클립과 스크류 체결에 의하여 상기 회로 기판과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 안테나부는, 3G/4G 대역의 신호를 수신하는 3G/4G 안테나; V2X(Vehicle to Everything) 통신을 수행하는 V2X 안테나; 및 위성 주파수 대역의 신호를 수신하는 위성 안테나; 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 안테나부는, PCB(Printed Circuit Board)로 구현될 수 있다.
또한, 상기 V2X 안테나는, 상기 3G/4G 대역에 포함되는 제1대역의 제1신호 및 상기 3G/4G 대역 외의 제2대역의 제2신호를 수신하고, 공용 급전부를 통하여 상기 제1신호 및 제2신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 공용 급전부는 상기 회로 기판으로부터 미리 정해진 거리에 기초하여 수직으로 이격될 수 있다.
또한, 상기 3G/4G 안테나 및 상기 V2X 안테나는 서로 미리 정해진 각도를 갖도록 배치될 수 있다.
다른 측면에 따른 차량은 베이스에 배치되는 회로 기판; 상기 회로 기판에 배치되는 제1 안테나부; 상기 제1 안테나부를 커버하는 내부 커버; 및 상기 내부 커버의 표면에 배치되는 제2안테나부;를 포함한다.
또한, 상기 제2 안테나부는, AM/FM 대역의 신호를 수신하는 AM/FM 안테나; 및 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 대역의 신호를 수신하는 DMB 안테나;를 포함하고, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 구현될 수 있다.
또한, 상기 제2 안테나부는, 상기 내부 커버의 외부 표면 또는 내부 표면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
또한, 상기 AM/FM 안테나는 제1 도전성 패턴을 형성하고, 상기 DMB 안테나는 제2 도전성 패턴을 형성하고, 상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴은 서로 다른 패턴일 수 있다.
또한, 상기 제2안테나부는, 상기 회로 기판과 연결되는 급전부를 통하여 신호를 수신하고, 상기 급전부는 상기 회로 기판의 상부에 연장되어 배치된 클립과 스크류 체결에 의하여 상기 회로 기판과 연결될 수 있다.
또한, 상기 급전부는 상기 회로 기판의 상부에 연장되어 배치된 클립과 스크류 체결에 의하여 상기 회로 기판과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 안테나부는, 3G/4G 대역의 신호를 수신하는 3G/4G 안테나; V2X(Vehicle to Everything) 통신을 수행하는 V2X 안테나; 및 위성 주파수 대역의 신호를 수신하는 위성 안테나; 중 적어도 하나를 포함하고, PCB(Printed Circuit Board)로 구현될 수 있다.
또한, 상기 V2X 안테나는, 상기 3G/4G 대역에 포함되는 제1대역의 제1신호 및 상기 3G/4G 대역 외의 제2대역의 제2신호를 수신하고, 공용 급전부를 통하여 상기 제1신호 및 제2신호를 수신할 수 있다.
일 측면에 따른 안테나 및 이를 포함하는 차량에 따르면, 한정된 공간 내에서 복수개의 서로 다른 안테나를 통하여 신호를 송신할 수 있으므로, 보다 빠른 데이터 통신 환경을 구축할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 안테나 장치의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 안테나 장치의 내부 커버를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 안테나 장치의 제1 안테나부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 안테나 장치에 형성된 도전성 패턴의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하고 운전자 및/또는 수화물을 수용하는 차체(body)와, 차체 이외의 차량(1)의 구성 부품을 포함하는 차대(chassis)와, 운전자를 보호하거나 운전자에게 편의를 제공하는 전장 부품들을 포함할 수 있다. 차체는 운전자가 머무를 수 있는 실내 공간, 엔진을 수용하는 엔진 룸 및 화물을 수용하기 위한 트렁크 룸을 형성할 수 있다. 차대는 운전자의 제어에 따라 차량(1)이 주행할 수 있도록 동력을 생성하고, 동력을 이용하여 차량(1)을 주행/제동/조향하는 장치들을 포함할 수 있다. 전장 부품들은 차량(1)의 제어, 운전자 및 동승자의 안전과 편의를 제공할 수 있다.
차량(1)의 루프 패널에는 라디오 신호, 방송 신호, 위성 신호 등의 무선 신호를 수신하고, 다른 차량, 서버, 기지국과 신호를 송수신하기 위한 안테나 장치(100)가 마련된다.
도 2는 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)는 차량(1)의 루프 패널에 장착되는 바닥 부재(101a)와, 바닥 부재(101a)에 결합되고 내부의 구성부들을 커버링하는 커버 부재(101b)를 포함하는 하우징(101)을 포함한다.
바닥 부재(101a)는 합성수지를 포함하여 이루어지며 차체에 부착되어, 커버 부재(101b)와의 사이로 이물질이 투입되는 것을 방지하고, 차체로부터 전달되는 충격을 완화한다.
바닥 부재(101a)는 주변 부품과의 간섭 우려가 적어 무선 신호의 수신율이 양호하도록, 차량의 상부 후방에 설치된다.
또한, 바닥 부재(101a)는 후방으로 갈수록 단면이 넓어지도록 형성되어, 차체의 이동 시 발생되는 바람의 저항 및 소음의 발생을 줄일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 차체에 부착될 수 있는 형태를 가질 수 있다.
이러한 하우징(101)은 샤크 핀 타입으로 마련될 수 있다.
안테나 장치(100)는 바닥 부재(101a)에 배치되는 베이스(102)와, 베이스(102)에 배치되는 수신 모듈(110)을 포함한다.
베이스(102)는 바닥 부재(101a)에 본딩 또는 볼팅 등의 방식으로 결합될 수 있고 수신 모듈(110)과 볼팅 방식으로 결합될 수 있다.
베이스(102)는 수신 모듈(110) 및 안테나(120)들을 실장하기 위한 공간을 제공한다.
수신 모듈(110)은 기판 상에 구리 등을 에칭하여 형성된 배선을 갖는 회로 기판일 수 있다. 예를 들어, 수신 모듈(110)은 인쇄회로기판(PCB)으로 마련될 수 있다. 이하, 수신 모듈(110)은 회로 기판인 것을 전제로 설명한다.
이러한 수신 모듈(110)은 전선이 관통되는 홀을 포함할 수 있다.
수신 모듈(110)은 안테나(120)에서 수신된 신호를 증폭하거나 필터링하는 방식으로 신호 처리하기 위한 신호 처리 회로를 포함할 수 있다.
수신 모듈(110)은 차체 내부에 장착된 전자 제어 유닛(ECU) 또는 단말기 등으로 신호를 전송한다.
수신 모듈(110)은 미리 설정된 주파수 대역의 신호, 예를 들어, FM 신호, AM 신호, 또는 DAB(Digital Audio Broadcasting), 또는 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 신호 등의 방송 신호를 추출하여 최적화시킨다.
이러한 수신 모듈(110)은 대역 통과 필터(Band Pass Filter, BPF), 스위치, 튜너, 버퍼(Buffer) 및 DSP(Digital Signal Processor) 등의 구성들을 회로 기판에 실장하여 하나의 통합 수신 모듈로 구현될 수 있다.
수신 모듈(110)은 적어도 하나의 안테나(121, 122, 131, 132, 133, 134, 135)를 포함하는 안테나부(120, 130)와 연결될 수 있다.
안테나부(120, 130)는 어느 한 주파수 대역의 신호를 기본 주파수 대역의 신호로서 수신하는 안테나를 포함할 수 있다. 어느 한 주파수 대역은 일례로 FM 대역, AM 대역, DAB 대역, 또는 DMB 대역 등 다양한 방송 신호의 주파수 대역일 수 있다.
안테나부(120, 130)는 수신 모듈(110)에 안착되어 수신된 신호를 수신 모듈(110)에 전달한다.
안테나(121, 122, 131, 132, 133, 134, 135)로는, 칩 안테나가 사용될 수 있으나, 이외에도, 코일 안테나, 마이크로스트립 패치 안테나 등 다양한 다른 안테나가 사용될 수도 있다.
한편, 이러한 안테나(121, 122)가 배치되는 회로 기판을 커버하는 내부 커버(103)가 더 포함될 수 있다. 이 경우, 커버 부재(101b)는 회로 기판에 배치되는 구성 뿐만 아니라 내부 커버(103)를 커버할 수 있다. 이를 위해, 내부 커버(103)는 커버 부재(101b) 보다 작은 크기로 구현될 수 있다.
내부 커버(103)는 복수개의 안테나(131, 132, 133, 134, 135)가 설치되는 실장 공간을 제공할 수 있다. 이를 위해, 내부 커버(103)는 베이스(102) 또는 수신 모듈(110)의 일면과 체결되도록 마련될 수 있다.
내부 커버(103)에는 제2 안테나부(120)가 배치될 수 있으며, 내부 커버(103)의 표면에 제2 안테나부(120)가 배치될 수 있다.
이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부 커버(103)의 외부 표면에 제2 안테나부(120)가 배치될 수 있다.
다만, 이러한 예에 한정되는 것은 아니며, 제2 안테나부(120)는 내부 커버(103)의 내부 표면에도 배치될 수 있으며, 제2 안테나부(120)를 이루는 안테나(121, 122) 중 하나가 내부 커버(103)의 내부 표면에 배치되고, 나머지 하나는 내부 커버(103)의 외부 표면에 배치될 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 의한 안테나 장치의 제어 블록도이다.
안테나 장치(100)는 회로 기판을 포함하는 수신 모듈(110)과 제1 안테나부(130) 및 제2 안테나부(120)를 포함한다.
수신 모듈(110)은 증폭부(111), 튜너(112), 및 제어부(113)를 포함할 수 있고, 도시 되진 않았으나, 제1 안테나부(130) 및 제2 안테나부(120)로부터 수신된 신호 중 일정한 주파수 대역의 신호만을 추출하는 필터를 더 포함할 수 있다.
증폭부(111)는 안테나(120)로부터 수신된 신호를 증폭시키는 구성으로서, 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 증폭시키는 증폭기를 포함할 수 있다.
튜너(112)는 사용자가 선택한 주파수에 동조(同調)하여 선택된 주파수의 신호를 추출한다.
제어부(113)는 안테나 장치(100)의 내부 구성요소들을 전반적으로 제어할 수 있다. 제어부(113)는 제1 안테나부(130) 또는 제2 안테나부(120)가 수신 가능한 주파수 대역을 제어하거나, 증폭부(111)의 임피던스 변동 범위를 제어할 수 있다.
제어부(113)는 안테나 장치(100) 내 구성요소들을 제어하기 위한 다양한 제어 신호들을 생성할 수 있다.
제어부(113)는 수신 모듈(110)과 별도의 모듈로서 구현되거나 차량(1)의 전자 제어 유닛(ECU)와 통합된 모듈로서 구현될 수 있다.
제어부(113)는 안테나 장치(100) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
제어부(113)는 전자 제어 유닛(ECU) 또는 단말기 등으로 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, CAN(Controller Area Network) 통신 방식이 이용되어 신호가 전송될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 안테나 장치(100)의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
도 4는 일 실시예에 의한 안테나 장치의 내부 커버를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 의한 안테나 장치(100)는 내부 구성들을 커버할 수 있는 내부 커버(103)를 포함할 수 있고, 내부 커버(103) 상에 배치되는 제2 안테나부(120)를 포함할 수 있다.
제2 안테나부(120)는 내부 커버(103) 표면에 배치될 수 있으며, 전술한 바와 같이 내부 커버(103)의 외부 표면 또는 내부 표면 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
제2 안테나부(120)는 AM/FM 대역(제1대역)의 신호를 수신하는 AM/FM 안테나(121), DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 대역(제2대역)의 신호를 수신하는 DMB 안테나(122)를 포함할 수 있으며, AM/FM 안테나(121) 및 DMB 안테나(122)는 미리 정해진 거리만큼 이격되어 내부 커버(103)의 표면에 배치될 수 있다.
AM/FM 안테나(121)는 안테나 장치(100)를 구성하는 안테나들 중 가장 주파수 대역이 낮은 안테나로, 라디오 시스템과 연동하여 음성 기반의 지상파 서비스를 제공하기 위하여 AM/FM 대역의 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, AM/FM 안테나(121)는 약 88 내지 108 MHz 대역의 신호를 수신할 수 있다.
DMB 안테나(122)는 DMB 대역의 신호를 수신할 수 있다. DMB 안테나(122)는 DMB 대역의 신호 외에도 DAB(Digital Audio Broadcasting) 등의 사용자의 사용 지역에 따라 TDMB(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)와 HSDPA신호 또는 DABIII(Digital Audio Broadcasting Band III)와 DAB-L 신호 또는 GSM신호(GSM850/1900)를 수신할 수 있다. 예를 들어, DMB 안테나(122)는 약 174 내지 216 MHz 대역의 신호를 수신할 수 있다.
내부 커버(103)의 표면은 굴곡을 가질 수 있으며, 이에 따라 제2 안테나부(120)는 가요성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, FPCB 외에도 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB) 또는 일정 형상의 금속 플레이트로 구현될 수 있다.
제2 안테나부(120)는 도전성 패턴(121a, 122a)를 형성할 수 있다. 제2 안테나부(120)가 가요성 인쇄 회로 기판(FPCB)으로 구현되는 경우, 도전성 패턴(121a, 122a)은 FPCB에 의하여 형성될 수 있다. 이 외에도 도전성 패턴(121a, 122a)은 내부 커버(103) 상에 LDS(laser direct structuring) 방식 또는 DPA(direct printing antenna) 방식으로 형성될 수 있다.
이 때, AM/FM 안테나(121)는 제1 도전성 패턴(121a)을 형성할 수 있고, DMB 안테나(122)는 제1 도전성 패턴(121a)과 다른 패턴의 제2 도전성 패턴(122a)을 형성할 수 있다.
제1 도전성 패턴(121a)과 제2 도전성 패턴(122a)은 서로 다른 패턴을 형성하므로, 서로 간의 전기적으로 연결된 커플링면을 형성할 수 있다. 이에 따라 광대역 특성을 가질 수 있으며, 주변 환경 변화에 의한 공진 변화가 줄어들게 되므로, 안테나 성능에 대한 신뢰성이 높아질 수 있다.
또한, 제1 도전성 패턴(121a) 및 제2 도전성 패턴(122a)은 내부 커버(103)의 표면을 따라 전방위적으로 패턴이 형성될 수 있으므로, 안테나 성능 패턴의 모양은 내부 커버(103)의 표면에 대하여 형성할 수 있는 모양일 수 있고, 한정되지 않는다.
따라서, 다양한 도전성 패턴의 설계가 가능하며, 이러한 도전성 패턴은 내부 커버(103)의 표면 상에 형성될 수 있으므로, 차량(1)의 종류 또는 지역의 특성에 따라 안테나 사양이 추가된다 하여도 공간적인 제약에서 자유로울 수 있다. 따라서, 설계상 사용자의 편의성이 증대될 수 있다.
한편, 제2 안테나부(120)는 내부 커버(103)의 표면에 부착될 수 있으며, 내부 커버(103)에 직접 본딩, 솔더링, 테이핑, 클리핑, 융착 등의 방식으로 부착될 수도 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 신호를 수신하는 급전부(125)를 통하여 내부 커버(103)의 표면과 보다 안정적으로 결합할 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 안테나부(120)는 수신 모듈(110)에 연결되는 급전부(123)를 포함할 수 있으며, 이러한 급전부(123)에 고정되는 금속성 접촉부, 다수의 금속성 돌기들, C-클립, 금속 스크류 체결 중 적어도 하나에 의하여 수신 모듈(110)의 회로 기판과 연결될 수 있다.
이 때, 회로 기판과의 연결은 물리적인 연결 뿐만 아니라 전기적인 연결을 포함할 수 있다.
구체적으로, 급전부(123)는 수신 모듈(110)의 상부에 연장되어 배치된 클립(124)과 금속 스크류 체결에 의하여 연결되는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 급전부(123)는 클립(124)과 스크류 나사 체결에 의하여 연결될 수 있으며, 급전부(123)를 통하여 수신 모듈(110)의 회로 기판에 제2 안테나부(120)의 신호가 전달될 수 있다.
이러한 급전부(123)를 통한 수신 모듈(110)의 회로 기판과의 체결 구조를 통하여 급전부(123) 및 수신 모듈(110) 사이의 물리적 연결 뿐만 아니라 전기적 연결의 안정성을 확보할 수 있다. 동시에 차량(1)의 진동 등에 의한 급전부(123)의 성능 저하 등을 방지할 수 있고, 안테나 장치(100)의 성능에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 의한 안테나 장치의 제1 안테나부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 의한 안테나 장치(100)는 제1 안테나부(130)를 포함할 수 있고, 제1 안테나부(130)는 베이스(102)에 배치된 수신 모듈(110)의 일면에 설치될 수 있다.
예를 들어, 제1 안테나부(130)는 수신 모듈(110)의 상면과 수직을 이루도록 설치될 수 있고, 적어도 하나의 안테나(131, 132, 133, 134, 135)를 포함할 수 있다.
이 때, 적어도 하나의 안테나(131, 132, 133, 134, 135)는 내부 커버(103)에 의하여 마련되는 공간에 실장될 수 있다.
제1 안테나부(130)는 인쇄 회로 기판(PCB)로 구현될 수 있다.
제1 안테나부(130)는 3G/4G 대역의 신호를 수신하는 3G/4G 안테나(131, 132), V2X(Vehicle to Everything) 통신을 수행하는 V2X 안테나(133, 134), 위성 주파수 대역의 신호를 수신하는 위성 안테나(135) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
3G/4G 안테나(131, 132)는 3G/4G 대역의 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 3G/4G 안테나(131, 132)는 1750MHz 내지 1870MHz의 대역의 신호를 수신할 수 있다.
3G/4G 안테나(131, 132)는 제1 3G/4G 안테나(131) 및 제2 3G/4G 안테나(132)를 포함할 수 있으며, 각각의 3G/4G 안테나(131, 132)는 수신 모듈(110)의 일면의 양 끝단에 이격되도록 위치할 수 있다. 이 때, 제1 3G/4G 안테나(131) 제2 3G/4G 안테나(132)는 수신 모듈(110)의 일면 상의 동일한 축 상에 위치할 수 있다. 다만, 이러한 위치에 한정되는 것은 아니며, 수신 모듈(110)의 회로 기판의 일면에 이격되어 마련되는 경우를 포함할 수 있다.
이 때, 각각의 3G/4G 안테나(131, 132)는 전도성 패턴(131a, 132a)을 형성할 수 있다. 제1 3G/4G 안테나(131) 및 제2 3G/4G 안테나(132)는 서로 다른 전도성 패턴(131a, 132a)를 형성할 수 있다. 이러한 서로 다른 전도성 패턴(131a, 132a)에 의하여, 상호간에 영향을 미치지 않을 수 있으므로 격리도를 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 3G/4G 안테나(131, 132)는 V2X 안테나(133, 134) 또한 위성 안테나(135)와 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 수신 모듈(110)의 회로 기판 상에서 배치될 수 있다.
또한, 제1 3G/4G 안테나(131) 및 제2 3G/4G 안테나(132) 각각은 급전부(131b, 132b)를 통하여 급전 받을 수 있다. 급전부(131b, 132b)는 제1 3G/4G 안테나(131) 및 제2 3G/4G 안테나(132) 각각의 일면에 위치할 수 있고, 보다 상세하게 3G/4G 안테나(131) 및 제2 3G/4G 안테나(132) 각각의 말단에 마련될 수 있다.
즉, 급전부(131b, 132b)는 서로 이격되어 마련될 수 있으며, 방사체 상호 간의 간섭을 최소화할 수 있다.
한편, 3G/4G 안테나(131, 132)는 제2 안테나부(120) 사이의 간섭을 최소화할 수 있도록 모노폴 형태로 설계될 수 있다.
V2X 안테나(133, 134)는 V2X(Vehicle to Everything) 통신을 수행하기 위한 신호를 수신할 수 있다.
V2X 안테나(133, 134)는 PCB로 구현될 수 있고, 예를 들어, 테프론 기판, FR4(Flame Retardant 4, Fr-4) 기판으로 구현될 수 있다.
V2X 안테나(133, 134)는 V2X 주파수 대역뿐만 아니라 Wi-Fi 주파수 대역의 신호까지 수신할 수 있으며, V2X 주파수 대역 및 Wi-Fi 주파수 대역과 결합되어 차량(1) 내에서 Wi-Fi까지 사용 가능하도록 하는 광 대역 안테나일 수 있다.
광 대역 안테나인 V2X 안테나(133, 134)는 3G/4G 대역에 포함되는 제1대역의 제1신호 및 3G/4G 대역에 포함되는 제2대역의 제2신호를 수신할 수 있다. 이 때, 제1대역 및 제2 대역은 서로 다른 신호 대역일 수 있다.
예를 들어, 제1 대역은 1710 내지 2690 MHz 대역의 상대적으로 저 주파수 대역일 수 있고, 제2 대역은 약 5.9GHz 대역의 상대적으로 고 주파수 대역일 수 있다.
V2X 안테나(133, 134)는 제1 V2X 안테나(133) 및 제2 V2X 안테나(134)를 포함할 수 있다. 제1 V2X 안테나(133) 및 제2 V2X 안테나(134)는 각각 서로 다른 전도성 패턴(133a, 134a)를 형성할 수 있다. 이러한 서로 다른 전도성 패턴(133a, 134a)에 의하여, 상호간에 영향을 미치지 않을 수 있으므로 격리도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 V2X 안테나(133)가 형성하는 제1 전도성 패턴(133a)은 제1 대역의 신호를 수신하기 위한 제1 서브 패턴과 제2 대역의 신호를 수신하기 위한 제2 서브 패턴으로 분기될 수 있다.
즉, 제1 V2X 안테나(133)는 하나의 인쇄 회로 기판에 각 대역의 신호에 대한 전도성 패턴을 분기함으로써, 신호 대역이 상이한 제1 대역의 신호 수신과 제2 대역의 신호 수신이 서로 독립적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
또한, 제1 V2X 안테나(133)는 공용 급전부(133b)를 통하여 제1 대역의 신호 수신과 제2 대역의 신호를 수신할 수 있다. 즉, 제1 V2X 안테나(133)는 제1 대역 및 제2 대역의 신호에 대하여 공용 급전부(133b)를 공유할 수 있다.
이 경우, 공용 급전부(133b)를 공유함으로써 제1 대역의 신호와 제2 대역의 신호에 대한 격리도 보완을 위하여, 안테나 장치(100)는 다이플렉서(Diplexer)를 더 포함할 수 있고, 다이플렉서(Diplexer)는 베이스(102) 또는 수신 모듈(110)에 포함될 수 있다.
이러한 공용 급전부(133b)는 제1 V2X 안테나(133)의 PCB 상에 위치할 수 있으며, 수신 모듈(110) 또는 베이스(102)로부터 미리 정해진 거리에 기초하여 수직으로 이격될 수 있다.
즉, 공용 급전부(133b)는 수신 모듈(110)의 회로 기판 또는 베이스(102)의 높이보다 더 높은 위치에 마련될 수 있다. 이 경우, 공용 급전부(133b)는 수신 모듈(110)로부터 연결되는 케이블을 더 포함할 수 있다.
한편, 수신 모듈(110) 또는 베이스(102)에 접지면이 포함되는 경우, 공용 급전부(133b)는 접지면 보다 높은 위치에 배치될 수 있다.
이러한 접지면과 공용 급전부(133b)의 구조상 분리를 통하여, 차량 루프 패널에 장착되었을 때 V2X 안테나(133, 134)의 지면과의 수평방향 이득을 증대 시킬 수 있다.
또한, 다이폴 채배 안테나가 구현되면, θ가 90˚ 보다 큰 각도로 방사 패턴의 변경이 가능하게 되므로, 성능 증대에 효과적일 수 있다.
즉, V2X 통신의 정확성 및 신뢰성이 증대될 수 있다.
제2 V2X 안테나(133) 또한 제1 서브 패턴 및 제2 서브 패턴으로 분기되는 전도성 패턴(134a)을 형성할 수 있으며, 공용 접지부(134b)를 통하여 서로 다른 대역의 신호를 수신할 수 있다. 이에 대한 설명은 제1 V2X 안테나(132)와 동일하다.
이 경우, V2X 안테나(133, 134)는 LTE 4X4 MIMO(다중 입출력:Multi-Input Multi-Output) 안테나 시스템으로 구현될 수 있다.
한편, V2X 안테나(133, 134)는 3G/4G 안테나(131, 132) 또는 위성 안테나(135)와 미리 정해진 거리 만큼 이격되도록 수신 모듈(110)의 회로 기판 상에서 배치될 수 있다.
또한, V2X 안테나(133, 134)는 제1 3G/4G 안테나(131) 및 제2 3G/4G 안테나(132) 사이에 배치될 수 있으며, 위성 안테나(135)를 기준으로 양 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 이격 구조를 통하여, 격리도가 향상될 수 있다.
이러한 격리도 향상을 위하여, V2X 안테나(133, 134)는 3G/4G 안테나(131, 132)와 미리 정해진 각도를 갖도록 배치될 수 있다. 이 때, 미리 정해진 각도는 안테나(131, 132, 133, 134, 135) 사이의 격리도를 향상시키기 위한 최적의 각도로 결정될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, V2X 안테나(133, 134) 및 3G/4G 안테나(131, 132)는 수신 모듈(110)의 회로 기판에 대하여 기립하면서 서로 직각을 이루도록 배치될 수 있다.
위성 안테나(135)는 위성 주파수를 제공받을 수 있는 안테나를 의미하며, 이러한 위성 주파수에 기초하여 차량(1)은 차량(1)의 위치 및 속도 주행 정보 등을 제공할 수 있다.
위성 안테나(135)는 GPS(미국), Glonass(러시아), Galileo(유럽)의 위성 주파수를 제공받을 수 있는 안테나들을 포함할 수 있다. 이러한 위성 주파수 대역은 AM/FM 대역에 비하여 고주파 대역일 수 있다.
위성 안테나(135)는 세라믹 형태로 구현될 수 있으며, 유전체를 포함할 수 있다.
위성 안테나(135)는 V2X 안테나(133, 134) 또는 3G/4G 안테나(131, 132)와 미리 정해진 거리 만큼 이격되도록 수신 모듈(110)의 회로 기판 상에서 배치될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 안테나 장치에 형성된 도전성 패턴 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나 장치(100)의 제2 안테나부(120)는 내부 커버(103)의 표면(103a, 103b)에 전도성 패턴(121a, 122a)를 형성할 수 있다.
전도성 패턴(121a, 122a) 각각은 내부 커버(103)의 상부 외곽선을 기준으로 전면인 제1면(103a) 및 제1면(103b)과 연결되는 후면인 제2면(103b)에 걸쳐 형성될 수 있다.
이 때, 제1면(103a)에 형성되는 전도성 패턴(121a, 122a)은 제2면(103b)에 형성되는 전도성 패턴(121a, 122a)과 각각 대칭을 이룰 수 있다.
다만, 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 내부 커버(103)의 표면을 따라 전방위적으로 패턴이 형성될 수 있고, 안테나 성능 패턴의 모양은 내부 커버(103)의 표면에 대하여 형성할 수 있는 모양일 수 있다.
또한, 이러한 제1 안테나부(130)의 안테나(131, 132, 133, 134, 135) 및 제2 안테나부(120)의 안테나(121, 122)를 통하여 1Gbps 등의 고속의 통신 속도 구현이 가능하다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 차량
100: 안테나 장치
110: 수신 모듈
120: 제2 안테나부
130: 제1 안테나부

Claims (20)

  1. 베이스에 배치되는 회로 기판;
    상기 회로 기판에 배치되는 제1 안테나부;
    상기 제1 안테나부를 커버하는 내부 커버; 및
    상기 내부 커버의 표면에 배치되는 제2안테나부;를 포함하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나부는,
    AM/FM 대역의 신호를 수신하는 AM/FM 안테나; 및
    DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 대역의 신호를 수신하는 DMB 안테나;를 포함하는 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나부는,
    FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 구현되는 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나부는,
    상기 내부 커버의 외부 표면 또는 내부 표면 중 적어도 하나에 배치되는 안테나 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 AM/FM 안테나는 제1 도전성 패턴을 형성하고, 상기 DMB 안테나는 제2 도전성 패턴을 형성하고, 상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴은 서로 다른 패턴인 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2안테나부는,
    상기 회로 기판과 연결되는 급전부를 통하여 신호를 수신하는 안테나 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 급전부는 상기 회로 기판의 상부에 연장되어 배치된 클립과 스크류 체결에 의하여 상기 회로 기판과 연결되는 안테나 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나부는,
    3G/4G 대역의 신호를 수신하는 3G/4G 안테나;
    V2X(Vehicle to Everything) 통신을 수행하는 V2X 안테나; 및
    위성 주파수 대역의 신호를 수신하는 위성 안테나; 중 적어도 하나를 포함하는 안테나 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 안테나부는,
    PCB(Printed Circuit Board)로 구현되는 안테나 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 V2X 안테나는,
    상기 3G/4G 대역에 포함되는 제1대역의 제1신호 및 상기 3G/4G 대역 외의 제2대역의 제2신호를 수신하고, 공용 급전부를 통하여 상기 제1신호 및 제2신호를 수신하는 안테나 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 공용 급전부는 상기 회로 기판으로부터 미리 정해진 거리에 기초하여 수직으로 이격되는 안테나 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 3G/4G 안테나 및 상기 V2X 안테나는 서로 미리 정해진 각도를 갖도록 배치되는 안테나 장치.
  13. 베이스에 배치되는 회로 기판;
    상기 회로 기판에 배치되는 제1 안테나부;
    상기 제1 안테나부를 커버하는 내부 커버; 및
    상기 내부 커버의 표면에 배치되는 제2안테나부;를 포함하는 차량.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 안테나부는,
    AM/FM 대역의 신호를 수신하는 AM/FM 안테나; 및 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 대역의 신호를 수신하는 DMB 안테나;를 포함하고, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 구현되는 차량.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 안테나부는,
    상기 내부 커버의 외부 표면 또는 내부 표면 중 적어도 하나에 배치되는 차량.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 AM/FM 안테나는 제1 도전성 패턴을 형성하고, 상기 DMB 안테나는 제2 도전성 패턴을 형성하고, 상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴은 서로 다른 패턴인 차량.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제2안테나부는,
    상기 회로 기판과 연결되는 급전부를 통하여 신호를 수신하고, 상기 급전부는 상기 회로 기판의 상부에 연장되어 배치된 클립과 스크류 체결에 의하여 상기 회로 기판과 연결되는 차량.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 급전부는 상기 회로 기판의 상부에 연장되어 배치된 클립과 스크류 체결에 의하여 상기 회로 기판과 연결되는 안테나 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 제1 안테나부는,
    3G/4G 대역의 신호를 수신하는 3G/4G 안테나;
    V2X(Vehicle to Everything) 통신을 수행하는 V2X 안테나; 및
    위성 주파수 대역의 신호를 수신하는 위성 안테나; 중 적어도 하나를 포함하고, PCB(Printed Circuit Board)로 구현되는 차량.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 V2X 안테나는,
    상기 3G/4G 대역에 포함되는 제1대역의 제1신호 및 상기 3G/4G 대역 외의 제2대역의 제2신호를 수신하고, 공용 급전부를 통하여 상기 제1신호 및 제2신호를 수신하는 차량.


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