KR100808811B1 - 차량용 다중대역 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나를 보호하는 레이돔의 내부에 형성되는 인쇄회로기판과 상기 인쇄회로기판에 미앤더라인의 힐버트형에 의하여 최적화되게 형성되어 다중대역의 공진 주파수를 발생하는 복사부 및 상기 복사부에 신호를 인가하는 급전부로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 다중대역 안테나에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 인쇄회로기판의 양쪽면에 복사부가 미앤더라인의 힐버트형 구조에 의하여 최적으로 형성되어 초소형, 광대역 및 고이득의 안테나 특성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 또한, 복사부의 기본 공진 주파수 대역을 포함한 고차 고조파대역을 이용함으로써 AM/FM, 지상파 DMB, PCS 및 Wibro 대역의 공진 주파수 범위에 이르기까지 동작되는 하나의 단일한 안테나에 의하여 다중 주파수 대역의 서비스를 제공 받을 수 있는 효과가 있다.

힐버트, 미앤더라인, 인쇄회로기판, 다중대역, 고차 고조파, 정합

Description

차량용 다중대역 안테나 {Multi band antenna for car}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 다중대역 안테나의 패턴도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이돔에 장착된 차량용 다중대역 안테나의 투시도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복사부의 다양한 패턴도

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 FM 및 지상파 DMB 대역을 나타낸 안테나 특성도

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PCS 및 WiBro 대역을 나타낸 안테나 특성도

* 주요 도면부호에 대한 설명 *

100 : 인쇄회로기판 110 : 복사부

120 : 급전부 200 : 레이돔

본 발명은 차량용 다중대역 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판에 복사부가 미앤더라인 패턴의 힐버트형으로 최적화된 초소형 안테나를 제공하고, 인쇄회로기판의 양쪽면에 복사부가 대칭되게 형성되어 고이득의 안테나를 제공할 뿐만 아니라, 하나의 단일한 패턴으로 기본 공진 주파수 대역을 포함하고 고차 고조파에 의한 AM/FM, 지상파 DMB, PCS 및 Wibro 대역의 안테나 특성을 획득함으로써 다중대역의 각 서비스를 단일의 안테나로 제공받는 차량용 다중대역 안테나에 관한 것이다.

종래의 통합형 안테나에 관한 기술로서, 출원번호 제20-2005-0031949호는 차량탑재용으로 사용되며, 종래의 고안에 따른 통합형 안테나는 레이돔의 하부에 설치되는 기판과 라디오방송 수신용 안테나와 지상 DMB 수신용 안테나를 일체로 포함하며 상기 기판의 중앙부분에서 연결되고 후방을 향하여 경사지게 설치되는 제 1 안테나부와, 상기 기판에 각각 배치되는 위성 DMB 수신용 안테나와 위성 DMB 수신용 안테나의 사이에 배치되는 GPS 수신용 안테나와 PCS 수신용 안테나를 포함하는 제 2 안테나부와, 상기 기판과 상기 제 1 안테나부 및 제 2 안테나부를 수용하는 레이돔으로 이루어지는 기술이었다.

그러나, 상기 종래의 기술은 AM/FM 수신용 안테나, 지상파 DMB 수신용 안테나, 위성 DMB 수신용 안테나, GPS 수신용 안테나 및 PCS 수신용 안테나를 해당 공진 주파수 대역별로 각각 레이돔에 접목시킴으로써, 안테나 제작에 있어서 외형적인 디자인과 안테나 레이돔의 크기 및 각각의 안테나 상호간에 간섭을 초래하여 안 테나 특성을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복사부가 미앤더라인의 힐버터형으로 최적화된 하나의 단일한 패턴에 의하여 AM/FM 대역, 지상파 DMB 대역, PCS 대역 및 Wibro 대역의 다중 공진 주파수 대역에서 동작하는 안테나를 제공할 뿐만 아니라, 최적화된 안테나의 패턴 구조에 따른 레이돔의 외형적인 디자인과 크기가 대폭 축소된 초소형의 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 안테나를 보호하는 레이돔의 내부에 형성되는 인쇄회로기판과 상기 인쇄회로기판에 미앤더라인의 힐버트형에 의하여 최적화되게 형성되어 다중대역의 공진 주파수를 발생하는 복사부 및 상기 복사부에 신호를 인가하는 급전부으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 있어서 상기 복사부의 미앤더라인은 하나의 단일한 패턴으로 이루어지며, 상기 인쇄회로기판의 양쪽면에 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 있어서 상기 인쇄회로기판은 유선형의 샤크형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 있어서 상기 복사부의 기본 공진 주파수는 복사부의 길이에 의하여 조절되며, 상기 복사부의 고차 고조파는 상기 미앤더라인의 선폭과 선로 상호간의 간격에 의하여 조절되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 있어서 상기 미앤더라인은 422 ±3Cm의 선로길이와 0.06 ±0.025Cm의 선폭을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 다중대역 안테나의 구성도로서, 안테나를 보호하는 레이돔(200)의 내부에 형성되는 인쇄회로기판(100)과 상기 인쇄회로기판(100)에 미앤더라인의 힐버트(hilbert)형으로 최적화되게 형성되어 다중대역의 공진 주파수를 발생하는 복사부(110) 및 상기 복사부(110)에 신호를 인가하는 급전부(120)로 이루어진다.

보다 상세하게는, 상기 레이돔(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 외부요인에 의해 안테나가 손상되는 것을 보호하고, 외형적으로는 차량과 어울리게 형성되어 미적인 요소를 보다 부각시킬 뿐만 아니라, 상기 미앤더라인의 힐버트형으로 최적화된 하나의 단일한 패턴 구조에 따른 유선형의 샤크형상과 동일한 형상으로 감싸여져 형성되어 차량의 공기저항 및 소음을 저감시킬 수 있다.

상기 인쇄회로기판(100)은 상기 복사부(110)와 상기 급전부(120)을 형성하고, 상기 인쇄회로기판(100)은 유선형의 샤크형상으로 형성되며, 상기 인쇄회로기판(100)의 재질 또한 에폭시, 플라스틱, FR4 및 테프론으로 용이하게 변경하여 사 용할 수 있다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(100)은 상기 레이돔(200)의 내부에 수직으로 형성되고, 상기 인쇄회로기판(100)의 양쪽면에는 상기 복사부(110)가 대칭적으로 형성되어 광대역의 안테나 특성을 얻을 수 있다.

상기 복사부(110)는 미앤더라인의 힐버트형으로 최적의 형상을 이루고 있으며, AM/FM(150 ~ 1750MHz/88 ~ 108MHz), 지상파 DMB(174 ~ 216MHz), PCS(1750 ~ 1870MHZ) 및 Wibro 대역(2300 ~ 2400MHz)의 공진 주파수에서 동작되도록 한다.

그리고, 상기 복사부(110)의 미앤더라인 전체길이를 조절하여 FM 대역의 기본 공진 주파수에서 동작되도록 하며, 상기 FM 대역의 기본 공진 주파수의 고차 고조파로부터 지상파 DMB, PCS 및 Wibro 대역의 공진 주파수를 이용할 수 있다.

게다가, 상기 복사부(110)는 입력된 임피던스를 높은 임피던스로 매칭시켜 버프와 앰프를 통해 AM 대역의 공진 주파수를 발생시킨다.

상기 복사부(110)의 미앤더라인의 전체 선로길이는 다음의 수학식으로 주어진다.

[수학식]

L=[L0*(5/3)^N ]*K

N : 반복척도 회수

K : scale factor

이 경우 바람직한 최적의 실시예는, 상기 복사부(110)의 미앤더라인의 전체 선로길이가 422Cm에서 최적의 안테나 특성을 나타내고 ±3Cm의 오차범위에서도 동작이 가능한 것으로써, 상기 복사부(110)의 미앤더라인의 선로길이는 422 ±3Cm 이며 선폭은 0.06 ±0.025Cm 이다.

더욱이, 상기 복사부(110)는 최적화된 힐버트형의 미앤더라인 패턴이 상기 인쇄회로기판(100)의 양쪽면에 대칭적으로 형성되어 있기 때문에 안테나의 특성이 안정적이고, 고이득의 안테나 특성을 얻을 수 있다.

특히, 상기 복사부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 힐버트형(a) 뿐만 아니라, 지그재그형(b), 삼각형(c), S형(d), 8자형(e) 및 원형(f)의 패턴도 가능하고, 상기 복사부(110)의 길이를 조절하여 기본 공진 주파수인 FM 대역의 기본 공진 주파수를 결정하며, 지상파 DMB, PCS 및 Wibro 대역의 공진 주파수는 FM 대역의 기본 공진 주파수에 의해 형성된 고차 고조파를 상기 복사부(110)의 선폭과 선로 상호간의 간격을 조절하여 발생되는 용량성 성분과 유도성 성분에 의해서 상기 지상파 DMB, PCS 및 Wibro 대역의 공진 주파수를 결정한다.

따라서, 상기 복사부(110)는 하나의 단일한 선로의 미앤더라인 패턴으로 형성되어 단일의 안테나로 AM/FM, 지상파 DMB, PCS 및 Wibro 대역의 공진 주파수를 형성하고, 상기 복사부(110)의 미앤더라인 패턴은 힐버트형 구조를 사용하여 최적화된 초소형 안테나를 형성한다.

상기 급전부(120)는 외부로부터 인가되는 신호를 상기 복사부(110)로 전달하며, 상기 급전부(120)의 위치를 변경하여 FM 대역의 기본 공진 주파수를 조절할 수 있다.

이는, 상기 급전부(120)의 위치변경은 안테나의 특성을 사용 목적에 따라 변 경할 수 있음을 알 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 FM 및 DMB 대역을 나타낸 안테나 특성도로서, FM(88 ~ 108MHz) 및 지상파 DMB 대역(174 ~ 216MHz)의 공진 주파수에서 정확히 임피던스가 정합되어 양호한 특성 및 -12dB의 반사손실이 나타남을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PCS 및 Wibro 대역을 나타낸 안테나 특성도로서, PCS(1750 ~ 1870MHz) 및 Wibro 대역(2300 ~ 2400MHz)의 공진 주파수에서 정확히 임피던스가 정합되어 양호한 특성 및 -12dB의 반사손실이 나타남을 알 수 있다.

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.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 인쇄회로기판의 양쪽면에 복사부가 미앤더라인의 힐버트형 구조에 의하여 최적으로 형성되어 초소형, 광대역 및 고이득의 안테나 특성을 얻을 수 있는 효과가 있고, 복사부의 기본 공진 주파수 대역을 포함한 고차 고조파 대역을 이용함으로써 AM/FM, 지상파 DMB, PCS 및 Wibro 대역의 공진 주파수 범위에 이르기까지 동작되는 하나의 단일한 안테나에 의하여 다중 주 파수 대역의 서비스를 제공 받을 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 안테나를 보호하는 레이돔의 내부에 형성되는 유선형의 샤크형상의 인쇄회로기판과;

   상기 인쇄회로기판의 양쪽면에 미앤더라인의 힐버트형인 하나의 단일한 패턴이 대칭적으로 형성되어 기본 공진 주파수는 상기 미앤더라인의 힐버트형인 단일한 패턴의 길이에 의하여 조절되며, 고차 고조파는 상기 미앤더라인의 힐버트형인 단일한 패턴의 선폭과 선로 상호간의 간격에 의하여 조절되어 다중대역의 공진 주파수를 발생하는 복사부; 및

   상기 복사부에 신호를 인가하는 급전부으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 다중대역 안테나.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 미앤더라인은 422 ±3Cm의 선로길이와 0.06 ±0.025Cm의 선폭을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 다중대역 안테나.

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