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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6782371
(24)【登録日】2020年10月21日
(45)【発行日】2020年11月11日
(54)【発明の名称】車両用アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 1/32 20060101AFI20201102BHJP
H01Q 1/22 20060101ALI20201102BHJP
H01Q 9/28 20060101ALI20201102BHJP
H01Q 5/371 20150101ALI20201102BHJP
【ＦＩ】
H01Q1/32 Z
H01Q1/22 B
H01Q9/28
H01Q5/371
【請求項の数】15
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2019-552103(P2019-552103)
(86)(22)【出願日】2018年4月19日
(65)【公表番号】特表2020-510370(P2020-510370A)
(43)【公表日】2020年4月2日
(86)【国際出願番号】KR2018004579
(87)【国際公開番号】WO2018194405
(87)【国際公開日】20181025
【審査請求日】2019年9月20日
(31)【優先権主張番号】10-2017-0051287
(32)【優先日】2017年4月20日
(33)【優先権主張国】KR
(31)【優先権主張番号】10-2018-0036134
(32)【優先日】2018年3月28日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】509023012
【氏名又は名称】エル エス エムトロン リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＬＳ Ｍｔｒｏｎ Ｌｔｄ．
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100120385
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 健之
(72)【発明者】
【氏名】キム、テ−ヒョン
(72)【発明者】
【氏名】チョン、ヒ−チョル
(72)【発明者】
【氏名】チェ、スン−ホ
【審査官】
佐藤 当秀
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００７−２２８４５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−３５５０１９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｑ １／２２
Ｈ０１Ｑ １／３２
Ｈ０１Ｑ ５／３７１
Ｈ０１Ｑ ９／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用アンテナ装置であって、
信号処理基板と連結される第１アンテナと、
前記第１アンテナを介して前記信号処理基板に連結され、前記第１アンテナと異なる周波数帯域で動作する第２アンテナと、を含み、
前記第１アンテナは、
前記第２アンテナの一端を着脱可能に固定する第１放射体と、
前記第１放射体と共にダイポールアンテナとして動作する第２放射体と、
前記第１放射体及び第２放射体から放射されるビームパターンを制御する第３放射体と、を含む、車両用アンテナ装置。
信号処理基板と連結される第１アンテナと、
前記第１アンテナを介して前記信号処理基板に連結され、前記第１アンテナと異なる周波数帯域で動作する第２アンテナと、を含み、
前記第１アンテナは、
前記第２アンテナの一端を着脱可能に固定する第１放射体と、
前記第１放射体と共にダイポールアンテナとして動作する第２放射体と、
前記第１放射体及び第２放射体から放射されるビームパターンを制御する第３放射体と、を含む、車両用アンテナ装置。
【請求項2】
前記第３放射体は、信号処理基板の鉛直方向へ延びる支持台を含み、
前記第３放射体は、前記支持台に垂直に結合し、前記第１放射体及び第２放射体が配列される方向の両側面または一側面に位置することを特徴とする請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
前記第３放射体は、前記支持台に垂直に結合し、前記第１放射体及び第２放射体が配列される方向の両側面または一側面に位置することを特徴とする請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項3】
前記第３放射体は、前記第１放射体及び第２放射体から放射される信号波長の１／４倍に０．９２を掛けた値に対応する電気的長さを含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項4】
前記信号波長は、０．１７ｍ〜０．２８ｍの範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項5】
前記第３放射体は、信号処理基板の鉛直方向へ延びて形成され、第１放射体及び第２放射体が相互近接する領域の両側面または一側面に位置することを特徴とする請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項6】
前記第３放射体は、前記第１放射体及び第２放射体から放射される信号波長の１／４倍となる距離だけ離隔して位置することを特徴とする請求項２に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項7】
前記第２アンテナを加圧して前記第１放射体に着脱するとき、前記第１放射体が弾性変形して前記第２アンテナの一端と弾性結合することを特徴とする請求項１に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項8】
前記第１放射体は、前記第２アンテナと弾性結合するために前記第２アンテナの一端のボール形状に対応するソケット形状で構成され、
前記ソケット形状の進入直径は、前記ボール形状の直径よりも小さく構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用アンテナ装置。
前記ソケット形状の進入直径は、前記ボール形状の直径よりも小さく構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項9】
前記第１放射体は、導電材質の金属板であって、一端が給電部と電気的に接続して他端が電気的に開放され、中央部分が反って断面がソケット形状で構成されることを特徴とする請求項８に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項10】
前記第１放射体は、導電性材質の六面体であって、上側面に開口部が形成され、内部に挿入溝が凹まれて形成され、
前記開口部の進入直径は、前記第２アンテナの一端のボール形状の直径よりも小さく形成され、前記挿入溝は、前記第２アンテナの一端のボール形状に対応するソケット形状で構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用アンテナ装置。
前記開口部の進入直径は、前記第２アンテナの一端のボール形状の直径よりも小さく形成され、前記挿入溝は、前記第２アンテナの一端のボール形状に対応するソケット形状で構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項11】
前記第１放射体は、
ベース部と、
前記ベース部から延びて相互対向する部分が膨らんでいる一対の延長部と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の車両用アンテナ装置。
ベース部と、
前記ベース部から延びて相互対向する部分が膨らんでいる一対の延長部と、を含むことを特徴とする請求項７に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項12】
前記一対の延長部は、予め設定された間隔で離隔され、弾性変形可能に構成されることを特徴とする請求項１１に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項13】
前記第２放射体は、一端が給電部と電気的に接続し、他端が電気的に開放され、折り曲げられた形状で構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項14】
前記第１放射体及び前記第２放射体は、
前記第１放射体及び第２放射体から放射される信号波長の１／１０倍となる距離だけ相互離隔して位置することを特徴とする請求項１３に記載の車両用アンテナ装置。
前記第１放射体及び第２放射体から放射される信号波長の１／１０倍となる距離だけ相互離隔して位置することを特徴とする請求項１３に記載の車両用アンテナ装置。
【請求項15】
前記信号波長は、
０．０７５ｍ〜０．１５５ｍの範囲内であることを特徴とする請求項１４に記載の車両用アンテナ装置。
０．０７５ｍ〜０．１５５ｍの範囲内であることを特徴とする請求項１４に記載の車両用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用アンテナ装置に関し、より詳しくは、水平方向に対して最適の放射パターンが形成され、車両通信（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ、以下、Ｖ２Ｘとする）に最適化した車両用アンテナ装置に関する。
【0002】
本出願は、２０１７年４月２０日出願の韓国特許出願第１０−２０１７−００５１２８７号及び２０１８年３月２８日出願の韓国特許出願第１０−２０１８−００３６１３４号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【0003】
最近、車両の自律走行が社会的イシューで浮かび上がっている。これは、高度道路交通システム（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、ＩＴＳ）に基づいており、ＩＴＳは、ＷＡＶＥ周波数を用いて車車間通信（Ｖ２Ｖ）、路車間通信（Ｖ２Ｉ）を行うことで突発状況に対処して交通事故を最小化することができる先端技術である。また、これは、Ｖ２Ｘ通信技術またはＶ２Ｘ通信システムに基づく。前記Ｖ２Ｘ通信システムは、応用サービスによって、前方危険物感知、交通トラフィック制御、緊急車両交差点無停車通過、交差点死角地帯における事故予防、二輪車接近事前感知などの交通事故の予防に画期的な助けになるという長所がある。
【0004】
しかし、車両のＶ２Ｘ通信が円滑になるためには、車両の前後方向、即ち、水平面において最適の放射が行われることが必須であるが、通常、車両のルーフ（Ｒｏｏｆ）に搭載されるアンテナの場合、水平面放射が円滑でない。
【0005】
図１は、従来の車両用アンテナ装置の構成を示した図である。図１を参照すれば、車両用アンテナ装置１０は、ベース１１、信号処理基板１３、アンテナ部１５及びケース１７を含む。
【0006】
ベース１１は、車両用アンテナ装置１０の底に位置し、全体としてプレート形状を有する部材であって、下部面が車両の外部パネルに結合し、上部に信号処理基板１３及びアンテナ部１５が設けられる。一例において、ベース１１とケース１７とは結合してサメひれの構造を形成し、車両移動時に発生する空気抵抗と風切り音を減少させることができる。ベース１１とケース１７との結合は多様な方式で行われ得、一例としてボルト及びナットを用いて結合し得る。
【0007】
信号処理基板１３は、ベース１１の一面に結合し、アンテナ部１５から受信される信号を処理する。例えば、所望の周波数帯域の信号を帯域通過フィルターでフィルタリングし、ノイズなどを除去して必要な水準に増幅する。このような信号処理基板１３の一面には、各種アンテナ部品とアンテナ部品を固定できる固定装置、ケース１７と結合するねじ溝部、アンテナ部品が連結されて回路配線が形成され得る。
【0008】
アンテナ部１５は、アンテナの放射特性と効率を最大に導き出すよう、車両用アンテナ装置１０の内部に位置して各種信号を送受信できる。アンテナ部１５は、ＧＮＳＳアンテナ１５１、ＳＸＭアンテナ１５３、通信用アンテナ１５５を含む。ＧＮＳＳアンテナ１５１及びＳＸＭアンテナ１５３はパッチアンテナであり、通信用アンテナ１５５は、ＦＭ／ＡＭ信号、ＬＴＥなどの通信信号を受信するコイル形態のモノポールアンテナである。
【0009】
ケース１７は、ベース１１と結合して内部収容空間に前記信号処理基板１３及びアンテナ部１５を収容する。また、ケース１７は、下部が開放されて内部が空いているドーム形態を有し、内部にアンテナ部１５のような構成要素を収容するための一定の長さ以上の高さを有する。
【0010】
図１に示したように、従来の車両用アンテナ装置は、サメひれ（Ｓｈａｒｋ Ｆｉｎ）形態で具現されている。サメひれ形態の車両用アンテナ装置は、車両のルーフ（Ｒｏｏｆ）をＧＮＤとして活用するが、このようなサメひれ形態の車両用アンテナ装置は、車両のルーフの影響から車両通信に適した水平面方向における放射が円滑でないという問題がある。また、従来の車両用アンテナ装置は、複数のアンテナを含んでおり、ここで、車両のＶ２Ｘ通信を支援するためのＶ２Ｘアンテナを追加する場合、車両用アンテナ装置のサイズが大きくなるという問題点がある。これは、最近の小型化趨勢に逆らう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両通信（Ｖ２Ｘ）において、車両の前後方放射効率が高いことから有効通信距離の確保が容易である車両用アンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の課題を達成するため、本発明の一面による車両用アンテナ装置は、信号処理基板と連結される第１アンテナと、前記第１アンテナを介して前記信号処理基板に連結され、前記第１アンテナと異なる周波数帯域で動作する第２アンテナと、を含み、前記第１アンテナは、前記第２アンテナの一端を着脱可能に固定する第１放射体と、前記第１放射体と共にダイポールアンテナとして動作する第２放射体と、 前記第１放射体及び第２放射体から放射されるビームパターンを制御する第３放射体と、を含む。
【0013】
前記第３放射体は、信号処理基板の鉛直方向へ延びる支持台を含み、前記第３放射体は、前記支持台に垂直に結合し、前記第１放射体及び第２放射体が配列される方向の両側面または一側面に位置し得る。
【0014】
前記第３放射体は、前記第１放射体及び第２放射体から放射される信号波長の１／４倍に０．９２を掛けた値に対応する電気的長さを含み得る。
【0015】
前記信号波長は、０．１７ｍ〜０．２８ｍの範囲内で構成され得る。
【0016】
前記第３放射体は、信号処理基板の鉛直方向へ延びて形成され、第１放射体及び第２放射体が相互近接する領域の両側面または一側面に位置し得る。
【0017】
前記第３放射体は、前記第１放射体及び第２放射体から放射される信号波長の１／４倍となる距離だけ離隔して位置し得る。
【0018】
前記第２アンテナを加圧して前記第１放射体に着脱するとき、前記第１放射体が弾性変形して前記第２アンテナの一端と弾性結合し得る。
【0019】
前記第１放射体は、前記第２アンテナと弾性結合するために前記第２アンテナの一端のボール形状に対応するソケット形状で構成され、前記ソケット形状の進入直径は、前記ボール形状の直径よりも小さく構成され得る。
【0020】
前記第１放射体は、導電材質の金属板であって、一端が給電部と電気的に接続して他端が電気的に開放され、中央部分が反って断面がソケット形状で構成され得る。
【0021】
前記第１放射体は、導電性材質の六面体であって、上側面に開口部が形成され、内部に挿入溝が凹まれて形成され、前記開口部の進入直径は、前記第２アンテナの一端のボール形状の直径よりも小さく形成され、前記挿入溝は、前記第２アンテナの一端のボール形状に対応するソケット形状で構成され得る。
【0022】
前記第１放射体は、ベース部と、前記ベース部から延びて相互対向する部分が膨らんでいる一対の延長部と、を含み得る。
【0023】
前記一対の延長部は、予め設定された間隔で離隔され、弾性変形可能に構成され得る。
【0024】
前記第２放射体は、一端が給電部と電気的に接続し、他端が電気的に開放され、折り曲げられた形状で構成され得る。
【0025】
前記第１放射体及び前記第２放射体は、前記第１放射体及び第２放射体から放射される信号波長の１／１０倍となる距離だけ相互離隔して位置し得る。
【0026】
前記信号波長は、０．０７５ｍ〜０．１５５ｍの範囲内に構成され得る。
【発明の効果】
【0027】
一実施例によれば、車両の前後水平方向への指向性を高めて車両通信（Ｖ２Ｘ）を円滑にすることができる。
【0028】
また、一実施例によれば、車両用アンテナの空間的限界を乗り越えて独立したポート及びアンテナを追加しなくても車両にＶ２Ｘ通信機能を提供することができる。
【0029】
また、一実施例によれば、Ｖ２Ｘ通信信号を送受信する車両と歩行者にＶ２Ｘサービス（レジャーサービス、運行パターン、リアルタイム交通情報、安全関連情報を含む車両サービス）を提供することができ、運転者及び歩行者に安全関連情報を提供することで事故を予防することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】従来の車両用アンテナ装置の構成を示した図である。
【図2】一実施例による車両用アンテナ装置の一部分解斜視図である。
【図12】一実施例によってＶ２Ｘアンテナから放射するビームパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【0032】
以下、図面を参照して本発明の車両用アンテナ装置について詳細に説明する。
【0033】
図２を参照すれば、車両用アンテナ装置２０は、ベース２１、信号処理基板２３、アンテナ部２５及びケース２７を含む。
【0034】
ベース２１は、車両用アンテナ装置２０の底部に位置し、全体としてプレート形状を有する部材であって、下部面が車両の外部パネルに結合し、上部に信号処理基板２３及びアンテナ部２５が設けられる。一実施例によって、ベース２１とケース２７とは結合してサメひれ構造を形成し、車両移動時に発生する空気抵抗と風切り音を減少させることができる。ベース２１とケース２７との結合は、多様な方式によって行われ得、一例で、ボルトとナットを用いて結合し得る。
【0035】
信号処理基板２３は、ベース２１の一面に結合し、アンテナ部２５から受信される信号を処理する。例えば、所望の周波数帯域の信号を帯域通過フィルターでフィルタリングしてノイズなどを除去し、必要な水準に増幅する。このような信号処理基板２３の一面には、各種アンテナ部品とアンテナ部品を固定できる固定装置、ケース２７と結合するねじ溝部及びアンテナ部品が連結されて回路配線が形成され得る。例えば、信号処理基板２３は、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）の形態で構成され得る。
【0036】
アンテナ部２５は、アンテナの放射特性と効率を最大に導出できるように車両用アンテナ装置２０の内部に位置し、各種信号を送受信する。前記アンテナ部２５は、ＧＮＳＳアンテナ２５１、ＳＸＭアンテナ２５３、通信用アンテナ２５５及びＶ２Ｘアンテナ２５７を含む。
【0037】
ＧＮＳＳアンテナ２５１は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）信号を受信できる。ＧＮＳＳアンテナ２５１は、ＧＰＳ（アメリカ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、Ｇａｌｉｌｅｏ（ヨーロッパ）の衛星周波数を受信できるアンテナが含まれており、全世界どこでも高い精度の位置サービスを受けることができる。
【0038】
ＳＸＭアンテナ２５３は、北米向けの衛星マルチメディアサービスのためのＳＸＭ信号を受信できる。ＧＮＳＳアンテナ２５１及びＳＸＭアンテナ２５３は、信号処理基板２３の接地面に設けられ、誘電体及びアンテナパッチが順番に積層されている。即ち、ＧＮＳＳアンテナ２５１及びＳＸＭアンテナ２５３は、通常のパッチアンテナタイプであり得る。
【0039】
通信用アンテナ２５５は、ＡＭ／ＦＭラジオ信号及びＬＴＥなどの通信用信号を受信できる。通信用アンテナ２５５は、モノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ） タイプのアンテナであって二本の螺旋状（ｈｅｌｉｃａｌ）のコイルを含むが、その二本のコイルはピッチ（ｐｉｔｃｈ）が相異なる。ここで、ピッチとは、コイルの二本の巻線間の間隔を意味し、ピッチが異なる各領域は相異なる周波数帯域特性を有する。しかし、これに制限されず、一本の螺旋状のコイルを長手方向へピッチを異にしてもよい。
【0040】
通信用アンテナ２５５の一端は、結合部２５５ａを含み得る。結合部２５５ａは、信号処理基板２３に直接連結されず、Ｖ２Ｘアンテナ２５７を介して信号処理基板２３に間接連結される。
【0041】
Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、車両通信のためのＶ２Ｘ信号を受信する。Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、Ｖ２Ｘ信号を送受信すると共に前記通信用アンテナ２５５を信号処理基板２３に連結する。このために、Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、通信用アンテナ２５５の一端に形成された結合部２５５ａを着脱可能に挿入固定する固定構造を含み得る。
【0042】
一実施例によって、Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、ＷＡＶＥ周波数を用いてＶ２Ｘ通信を行い得る。ここで、ＷＡＶＥ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ ｉｎ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）周波数とは、５．８ＧＨｚ〜５．９ＧＨｚを使用することで、短い波長であって直進性に優れており、車両進行の水平面方向へ最適化したときに有効通信距離の確保が容易である。また、Ｖ２Ｘ通信は、路車間通信（Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，以下、Ｖ２Ｉ）、車車間通信（Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｖｅｈｉｃｌｅ，以下、Ｖ２Ｖ）、車モバイル間通信（Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｍｏｍａｄｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ、以下、Ｖ２Ｎ）に分けられ得る。したがって、Ｖ２Ｘアンテナ２５７を含む車両は、内／外部から無線データを受信して運転者中心のサービスを提供する高度道路交通システム （Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＩＴＳ）を実現できる。
【0043】
他の実施例によって、Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、ラジオ信号（ＡＭ／ＦＭ）、放送信号（ＤＭＢ、ＤＡＢ、ＳＸＭなど）、通信信号（３Ｇ、４Ｇ、ＬＴＥ）などを送受信できる。
【0044】
ケース２７は、ベース２１と結合して内部の収容空間に前記信号処理基板２３及びアンテナ部２５を収容する。一実施例によって、ケース２７は、下部が開放されて内部が空いているドーム形態を有し、内部にアンテナ部２５のような構成要素を収容するための一定の長さ以上の高さを有する。
【0046】
図３を参照すれば、Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、第１放射体３１、第２放射体３３、給電部３５及び第３放射体３７を含み得る。
【0047】
一実施例によって、Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、ダイポールアンテナに対応する電気的特性を有する。即ち、第１放射体３１及び第２放射体３３は、ＲＦ信号を送受信する放射体として動作し、第１放射体３１及び第２放射体３３の電気的長さの和は、放射するＲＦ信号波長λの半分に当たる。
【0048】
Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、他の周波数帯域で動作するアンテナを信号処理基板２３に連結するコネクターの機能を果たすことができる。本実施例において、図２及び図３を参照すれば、Ｖ２Ｘアンテナ２５７を介して信号処理基板２３に連結されるアンテナは、通信用アンテナ２５５である。
【0049】
第１放射体３１は、通信用アンテナ２５５の一端に形成された結合部２５５ａを着脱可能に固定できる。即ち、通信用アンテナ２５５を加圧して第１放射体３１に着脱するとき、第１放射体３１が弾性変形して通信用アンテナ２５５の一端に形成された結合部２５５ａと弾性結合できる。
【0050】
第２放射体３３は、第１放射体３１と共に給電されるＲＦ信号を放射し、外部から伝送されるＲＦ信号を受信する放射体として動作できる。一実施例によって、第２放射体３３は、第１放射体３１と共にダイポールアンテナとして動作し得る。
【0051】
給電部３５は、第１放射体３１及び第２放射体３３に給電信号及び接地電圧を提供する。
【0052】
第３放射体３７は、第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるビームパターンを制御して車両の前後方向へのアンテナ利得を高めることができ、寄生素子として指称することもある。第３放射体３７の制御によって車両の前後方向への指向性が高くなれば、車両間通信が円滑に行われる。
【0053】
図３を参照すれば、一実施例によって、第３放射体３７は、第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向における両側面または一側面に一定の間隔に離隔して位置し得る。ここで、第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の両側面とは、例えば、第１放射体３１及び第２放射体３３が任意の方向（例えば、Ｙ軸方向）へ一列に配列されるとき、放射体３１及び第２放射体３３の配列方向（例えば、Ｙ軸方向）の右側領域及び左側領域として、図３に示したように、第３放射体３７が位置した領域に実現され得る。また、第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向における一側面とは、前記両側面のうちの一部領域、即ち、右側領域または左側領域に具現され得る。
【0054】
一実施例による第３放射体３７は、支持台３７ａによって支持され、第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の両側面で、第１放射体３１及び第２放射体３３と平行に長手方向へ延びるように位置し得る。図３の上側から見れば（図３のＡ方向）、第３放射体３７の一端は、第１放射体３１の終端に到達できず、第３放射体３７の他端は、第２放射体３３の終端に対応し、第３放射体３７の全長が第１放射体３１の終端から第２放射体３３の終端までの長さよりも短く具現され得、これは、以下に説明する図６に詳しく示されている。また、第３放射体３７は、支持台３７ａによって支持され、第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の一側面で第１放射体３１及び第２放射体３３と平行に長手方向へ延びるように位置し得る。
【0055】
一実施例による支持台３７ａは、図３に示したように、信号処理基板２３から鉛直方向へ延びるように形成され、第３放射体３７の中心部分を垂直に支持し、第３放射体３７と共に全体的にアルファベット「Ｔ」字形状に具現され得る。この際、図３の側面から見れば（図３におけるＢ方向）、第３放射体３７によって第２放射体３３の上面、即ち、「┐」形状のうち「−」形状に具現される上面３３１が遮られ得、この際、上面３３１が遮られるように支持台３７ａの高さを算定し得る。ここで、第２放射体３３の上面３３１は、以下の図５で詳しく説明する。
【0056】
また、支持台３７ａは、図３に示したように第３放射体３７の中心部分を支持し得るが、これに限定されず、第３放射体３７の任意の部分を支持し得る。したがって、第３放射体３７の一端または他端の終端に垂直に結合して第３放射体３７と共に全体として「┐」字形状にも具現され得る。
【0057】
図４を参照すれば、他の実施例によって、第３放射体３７は、第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の両側面または一側面に一定の間隔に離隔して位置し得る。ここで、第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の両側面とは、例えば、第１放射体３１及び第２放射体３３が任意の方向（例えば、Ｙ軸方向）に一列に配列されるとき、放射体３１及び第２放射体３３の配列方向（例えば、Ｙ軸方向）の右側領域及び左側領域であって、図４に示したように、第３放射体３７が位置した領域に実現され得る。また、第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の一側面とは、前記両側面における一部領域、即ち、右側領域または左側領域に具現され得る。
【0058】
他の実施例による第３放射体３７は、信号処理基板２３から垂直方向へ延びるように形成され、前記第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の両側面、望ましくは、図４を参照すれば、第１放射体３１及び第２放射体３３が相互近接する領域の両側面に位置し得る。この場合、図４の側面から見れば（図４におけるＢ方向）、第３放射体３７によって第１放射体３１の側面、または第２放射体３３の垂直面が部分的に遮られ得る。ここで、第１放射体３１の側面は支持部３１５であって、以下の図７で詳しく説明し、第２放射体３３の垂直面は「┐」形状のうち「│」形状に具現される垂直面３３３であって、以下の図５で詳しく説明する。また、第３放射体３７は、信号処理基板２３から垂直方向へ延びるように形成され、前記第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の一側面にのみ、望ましくは、図４を参照すれば、第１放射体３１及び第２放射体３３が相互近接する領域の両側面における一側面のみに位置し得る。
【0059】
また、他の実施例による第３放射体３７は、信号処理基板２３から垂直方向へ延び、上側終端が第１放射体３１の上側終端よりも下に位置するように延び、第３放射体３７の高さが第１放射体３１の高さよりも低く具現されるように第３放射体３７の長さを算定し得る。
【0060】
図５は、図３のＶ２Ｘアンテナの電気的な構成を説明する図である。図５の（ａ）は、第１放射体３１及び第２放射体３３の物理的形状を簡単に説明し、図５の（ｂ）は、第１放射体３１及び第２放射体３３の電気的な形状による長さを説明する。
【0061】
図５の（ａ）を参照すれば、第１放射体３１及び第２放射体３３は、導電性材質からなり、放射体として動作して給電されるＲＦ信号を放射し、外部から伝送されるＲＦ信号を受信する。
【0062】
第１放射体３１は、一端が給電部３５と電気的に接続し、他端が電気的に開放（ｏｐｅｎ）され、中央部分が反って断面がソケット形状で構成され得る。前記ソケット形状は、進入部３１１、底部３１３及び支持部３１５に分けられ得る。進入部３１１は、通信用アンテナ２５５の結合部２５５ａが加圧されて進入するときに外側へ弾性変形され、結合部２５５ａが底部３１３に装着されれば、進入部３１１の両側面は、元の位置に戻されて通信用アンテナ２５５の結合部２５５ａと弾性結合し得る。底部３１３は、前記結合部２５５ａの形状と対応する形状に具現され、結合部２５５ａが装着される領域である。一対の支持部３１５は、前記ソケット形状を支持でき、図３〜図５を参照すれば、一対の支持部３１５のうち一側の支持部３１５は、第２放射体３３の垂直面３３３と近接して位置し得る。
【0063】
また、第１放射体３１は、図５の（ａ）のように典型的なソケット形状ではなく、曲面一部の曲率が変わるか、一部の曲面が直線化する実施例を含み得る。これは、通信用アンテナ２５５との結合が容易となるように第１放射体３１の形状を通信用アンテナ２５５の結合部２５５ａの形状に対応させるためである。
【0064】
第２放射体３３は、一端が給電部３５と電気的に接続し、他端が電気的に開放（ｏｐｅｎ）された折り曲げられた形状で構成され得る。一実施例によって、折り曲げられた形状は、直線の一部が折り曲げられた形状であって、図３〜図５を参照すれば、「┐」字形状に具現され得る。前記「┐」字形状は、「−」形状に具現される上面３３１と、「│」形状に具現される垂直面３３３に分けられ得る。上面３３１の終端は電気的に開放され、垂直面３３３の終端は給電部３５と電気的に接続し、垂直面３３３は第１放射体３１の一対の支持部３１５のうち一側の支持部３１５と近接して位置し得る。但し、第２放射体３３の形状が「┐」字形状に限定されることではなく、第１放射体３１と電気的に対称する形状に具現される多様な実施例を含み得る。
【0065】
給電部３５は、図５の（ａ）を参照すれば、第１放射体３１に給電信号を提供して第２放射体３３に接地電圧を提供している。他の実施例によって、給電部３５は、第１放射体３１に接地電圧を提供し、第２放射体３３に給電信号を提供し得る。
【0066】
図５の（ｂ）を参照すれば、一実施例によって、第１放射体３１の電気的な形状は、ほぼ六面体になり得る。即ち、Ｖ２Ｘアンテナ２５７が半波長ダイポールアンテナに対応する電気的特性を有する場合、第１放射体３１の電気的六面体の高さ及び第２放射体３３の一端から他端までの電気的長さは、各々放射されるＲＦ信号波長の１／４に対応する電気的長さを有する。したがって、第１放射体３１及び第２放射体３３の電気的長さによって放射されるＲＦ信号の周波数（波長）が決められる。
【0068】
図６を参照すれば、第１放射体３１及び第２放射体３３は、所定間隔Ａだけ相互離隔して位置し得る。望ましくは、第２放射体３３は第１放射体３１から、放射されるＲＦ信号波長λの１／１０となる距離だけ離隔するように位置し得る。
【0069】
また、第３放射体３７は、第１放射体３１及び第２放射体３３から所定間隔Ｔに離隔して位置し得る。望ましくは、第３放射体３７は、第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるＲＦ信号波長λの１／４となる距離だけ離隔して位置する。
【0070】
また、第３放射体３７の電気的長さＬは、放射されるＲＦ信号波長の１／４に対応し得、望ましくは、放射されるＲＦ信号波長の１／４に０．９２を掛けた値として具現され得る。
【0071】
前記のような電気的長さＬを有する第３放射体３７は、図６に示したように、一端が第１放射体３１の終端に到達できず、他端は第２放射体３３の終端に対応し、第３放射体３７の全長が第１放射体３１の終端から第２放射体３３の終端までの距離よりも短く具現され得る。また、図示していないが、前記のような電気的長さＬを有する第３放射体３７は、第１放射体３１の終端から第２放射体３３の終端までにおける任意の箇所に位置し得る。
【0073】
図７において、横軸は、第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるＲＦ信号波長λの変化による第３放射体３７の電気的長さ（Ｌ＝λ／４×０．９２）の変化であり、縦軸は、第３放射体３７の電気的長さＬの変化による放射体の放射効率（％）を示す。具体的な数値は、下記の表１のようである。
【0074】
【表1】
【0075】
図７及び表１を参照すれば、第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるＲＦ信号波長λの下限は、０．１７ｍ以上、または０．１８ｍ以上、または０．２１ｍ以上を含み得、上限は、０．２５ｍ以下、または０．２７ｍ以下、または０．２８ｍ以下を含み得る。
【0076】
例えば、第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるＲＦ信号波長λは、０．１７ｍ以上かつ０．２８ｍ以下の範囲を含み得、前記ＲＦ信号波長λによる第３放射体３７の電気的長さ（０．０３９１ｍ≦Ｌ≦０．０６４４ｍ）で放射効率（例えば、４０％以上）が良好に維持される。
【0078】
図８において、横軸は第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるＲＦ信号波長λの変化による第１放射体３１と第２放射体３３との離隔距離（Ａ＝λ／１０）の変化であり、縦軸は、第１放射体３１と第２放射体３３との離隔距離Ａの変化による放射体の放射効率（％）を示す。具体的な数値は、下記の表２のようである。
【0079】
【表2】
【0080】
図８及び表２を参照すれば、第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるＲＦ信号波長λの下限は、０．０７５ｍ以上、または０．０８０ｍ以上、または０．０９０ｍ以上を含み、上限は０．１０５ｍ以下、または０．０１３５ｍ以下、または０．１５５ｍ以下を含み得る。
【0081】
例えば、第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるＲＦ信号波長λは、０．０７５ｍ以上０．１５５ｍ以下の範囲を含み得、前記ＲＦ信号波長λによる第１放射体３１と第２放射体３３との離隔距離（０．００７５ｍ≦Ａ≦０．０１５５ｍ）で放射効率（例えば、４０％以上）が良好に維持される。
【0082】
図９は、図３の第１放射体の形状に対する一実施例を示す図であり、図１０は、図３の第１放射体の形状に対する他の実施例を示す図であり、図１１は、図３の第１放射体の形状に対するさらに他の実施例を示す図である。
【0083】
図９〜図１１において、第１放射体３１は、弾性材質から構成され、結合部２５５ａとボール・ソケットユニットを形成する多様な実施例を含む。なお、図９〜図１１において第２放射体３３は図示していないが、第２放射体３３は、図３に示した形状として図９〜図１１に示した第１放射体３１と一対をなして放射体として動作し得る。
【0085】
図９の（ａ）を参照すれば、一実施例によって、結合部２５５ａは、典型的なボール形状ではなく、結合に際し離脱を防止するために一部領域が内側へ凹まれて全体的に臼形状に形成され得る。この場合、第１放射体３１は、前記結合部２５５ａ形状に対応するように、曲面一部の曲率が変わるか、一部曲面が直線化して結合部２５５ａのボール形状に対応するソケット形状で構成され得る。これは、通信用アンテナ２５５との結合が容易となるように第１放射体３１の形状を結合部２５５ａの形状に対応させるためである。
【0086】
より詳しく説明すれば、図９の（ｂ）において、結合部２５５ａは、内側へ凹んだ部分Ｃから突出部分Ｐにつながる面が水平面と鋭角（α゜＜９０゜）をなし、突出部分Ｐで下側へさらに曲がり、この際、突出部分Ｐで下側へ曲がる面は、第１放射体３１との結合を容易にするガイド部２５５１である。
【0087】
第１放射体３１は上方へ開口し、左右方向断面の中心はソケット形状に形成され、断面全体がアルファベット「Ｍ」模様に類似であり、断面中心部はソケット形状に形成され得る。
【0088】
前記ソケットの形状は、進入部３１１、底部３１３及び支持部３１５に分けられ得る。図９の（ｂ）のように、一対の進入部３１１は、両側面間の間隔である進入直径Ｌ１が結合部２５５ａの突出部分Ｐの直径Ｌ２よりも所定寸法に小さく形成されることで、一対の進入部３１１の両側面は、通信用アンテナ２５５の結合部２５５ａが加圧されて進入するときに外側へ弾性変形され、結合部２５５ａが底部３１３に装着されると、進入部３１１の両側面は元の位置へ戻され、通信用アンテナ２５５の結合部２５５ａと弾性結合し得る。底部３１３は、前記結合部２５５ａの形状に対応する形状に具現され、結合部２５５ａが装着される領域であって、底部３１３の内部直径Ｌ３は、結合部２５５ａの直径Ｌ２に対応して形成されるか（Ｌ２＝Ｌ３）、少し大きく形成され得る（Ｌ２＜Ｌ３）。支持部３１５は、前記ソケット形状を支持し得る。
【0089】
したがって、第１放射体３１が図９のような形状に具現されることで、結合部２５５ａを加圧して第１放射体３１に着脱するとき、第１放射体３１の進入部３１１の両側面が弾性変形して結合部２５５ａと弾性結合できる。
【0090】
図１０を参照すれば、他の実施例によって、結合部２５５ａは、典型的なボール形状に形成され得る。この場合、第１放射体３１は、前記結合部２５５ａのボール形状に対応するソケット形状で構成され得る。これは、通信用アンテナ２５５との結合が容易となるように第１放射体３１の形状が結合部２５５ａの形状に対応するようにするためである。
【0091】
より詳しく説明すれば、図１０において、結合部２５５ａは、典型的なボール形状に形成され、球心を通す直径における下部の曲面部分は、第１放射体３１との結合を容易にするガイド部２５５１である。
【0092】
第１放射体３１は全体的に六面体に形成され、六面体の上面に開口部３１ａが形成され、内部に結合部２５５ａが挿入固定される挿入溝３１ｂが凹まれて形成され、全体的に結合部２５５ａのボール形状に対応するソケット形状で構成され得る。
【0093】
前記ソケットの形状は、進入部３１１及び底部３１３に分けられ得る。図１０のように、進入部３１１は、両側面間の間隔である進入直径Ｌ１が結合部２５５ａの突出部分Ｐの直径Ｌ２よりも所定寸法に小さく形成されることで、進入部３１１の両側面は、通信用アンテナ２５５の結合部２５５ａが加圧されて進入するときに外側へ弾性変形され、結合部２５５ａが底部３１３に装着されると、進入部３１１の両側面は元の位置へ戻されて通信用アンテナ２５５の結合部２５５ａと弾性結合し得る。底部３１３は、前記結合部２５５ａの形状に対応する球形状に具現されて結合部２５５ａが装着される領域であって、底部３１３の球心を通す内部直径Ｌ３は、結合部２５５ａの球心を通す直径Ｌ２に対応して形成されるか（Ｌ２＝Ｌ３）、少し大きく形成され得る（Ｌ２＜Ｌ３）。
【0094】
第１放射体３１が図１０のような形状に具現されることで、結合部２５５ａを加圧して第１放射体３１に着脱するとき、第１放射体３１の進入部３１１の両側面が弾性変形されて結合部２５５ａのボール形状に対応する底部３１３が結合部２５５ａと結合し得る。
【0095】
図１１を参照すれば、さらに他の実施例によって、結合部２５５ａは、典型的なボール形状に形成され得る。この場合、第１放射体３１は、前記結合部２５５ａのボール形状に対応するように断面がソケット形状で構成され得る。これは、通信用アンテナ２５５との結合が容易となるように第１放射体３１の形状を結合部２５５ａの形状に対応させるためである。
【0096】
より詳しく説明すれば、図１１において、結合部２５５ａは、典型的なボール形状に形成され、球心を通す直径における下部曲面部分は、第１放射体３１との結合を容易にするガイド部２５５１である。
【0097】
第１放射体３１は、一側から他側まで延びる一つの平面で形成し得、進入部３１１、延長部３１７及び底部３１５を含み得る。一対の進入部３１１は、結合部２５５ａと着脱可能に設けられ得、延長部３１７は、底部３１５から延びて形状が対称の、対向する一対に具現され、予め設定された間隔に離隔して結合部２５５ａが装着される挿入空間を形成し得る。底部３１５は、第１放射体３１を支持し、結合部２５５ａの下面が装着され得る。
【0098】
図１１を参照すれば、一対の進入部３１１は、延長部３１７からラウンドして延び、中心から縁端へ進むほど離隔される間隔が増加するように構成され、相互対向する部分が膨らんで構成され得る。即ち、延長部３１７から離れるほど一対の延長部３１７間の離隔間隔が減少してから、再び増加するようにラウンドが形成され得る。
【0099】
また、一対の進入部３１１の中心における離隔する間隔Ｌ１は、結合部２５５ａの球心を通す直径Ｌ２よりも所定寸法に小さく形成され、結合部２５５ａを加圧して第１放射体３１に着脱するとき、一対の進入部３１１が弾性変形して結合部２５５ａと弾性結合できる。
【0100】
図１２は、一実施例によってＶ２Ｘアンテナから放射されるビームパターンを示す図である。図１２の（ａ）は、従来の５．８ＧＨＺのアンテナビームパターンを示す例示図であり、図１２の（ｂ）は、本発明の一実施例による５．８ＧＨＺアンテナビームパターンを示す例示図である。
【0101】
図１２の（ａ）を参照すれば、従来の車両用アンテナ装置がサメひれタイプのアンテナに具現される場合、サメひれタイプのアンテナにおいては、車両のルーフ（ｒｏｏｆ）をＧＮＤとして活用する場合が多い。車両のルーフにアンテナ装置が配置される場合、５．８ＧＨＺの高周波のビームパターンはグラウンドに反射し、図１２の（ａ）に示した矢印方向のようにビームピークが上方に現れ、車両通信に適した水平面方向の放射が円滑でないという問題がある。
【0102】
そこで、本発明の車両ルーフに装着された車両用アンテナ装置２０間の円滑な通信のために、水平面に対して最適の放射が行われるように第１放射体３１及び第２放射体３３が配列される方向の両側面または一側面に第３放射体３７を含んでいる。即ち、第３放射体３７は、第１放射体３１及び第２放射体３３から放射されるビームパターンを制御して車両の前後方向への志向性を高めて車両通信を円滑にすることができる。
【0103】
図１２の（ｂ）を参照すれば、一実施例によって、Ｖ２Ｘアンテナ２５７は、車両通信（Ｖ２Ｘ）に最適化のために約５．８ＧＨＺ帯域（例えば、ＷＡＶＥ 周波数）において第３放射体３７によるビームティルティングで、水平角に最適化したアンテナを提供することができる。図１２の（ｂ）は、第３放射体３７の制御によってアンテナのビームを前後方へ誘導して水平方向に対して最適の放射パターンが形成され、Ｖ２Ｘ通信に適したビームパターンを具現することができることを示している。
【0104】
本明細書は、多くの特徴を含むが、そのような特徴が本発明の範囲または特許請求の範囲を制限すると解釈されてはならない。また、本明細書における個別の実施例で説明された特徴は、単一の実施例として組み合わされて具現され得る。逆に、本明細書で単一の実施例として説明された多様な特徴は、別々に多様な実施例で具現されるか、または、適切に組み合わされて具現され得る。
【0105】
図面では、動作が特定の手順で説明されたが、そのような動作が、図示されたような特定の手順で行われるか、一連の連続した手順で行われるか、または所望の結果を得るために全ての動作が行われると理解されてはならない。特定の環境では、マルチタスキング及び並列プロセッシングが有利であり得る。また、上述した実施例における多様なシステム構成要素の区分は、すべての実施例において求められるものではないと理解されねばならない。上述したプログラム構成要素及びシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品または複数のソフトウェア製品のパッケージとして具現され得る。
【0106】
上述した本発明の方法は、プログラムとして具現され、コンピュータ可読記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスク、光磁気ディスクなど）に保存され得る。このような過程は、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者が容易に実施できるため、詳しい説明は省略する。
【0107】
以上、上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想から脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるため、上述した実施例及び添付された図面によって限定されない。