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KR101513787B1 - 신호 대 잡음비가 개선된 안테나 조립체 및 설계 - Google Patents

신호 대 잡음비가 개선된 안테나 조립체 및 설계 Download PDF

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KR101513787B1
KR101513787B1 KR1020127029410A KR20127029410A KR101513787B1 KR 101513787 B1 KR101513787 B1 KR 101513787B1 KR 1020127029410 A KR1020127029410 A KR 1020127029410A KR 20127029410 A KR20127029410 A KR 20127029410A KR 101513787 B1 KR101513787 B1 KR 101513787B1
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군더 볼트마이어
크리스토프 데겐
스테판 드로스트
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본원 발명은 안테나 조립체에 관한 것으로서, 안테나 조립체는: 적어도 하나의 전기 절연성 기판; 적어도 섹션-방식으로 기판의 표면을 덮고 적어도 섹션-방식으로 전자기파를 수신하기 위한 평면형 안테나로서 기능하는, 적어도 하나의 도전성 코팅; 평면형 안테나로부터 유효 신호를 추출하도록 도전성 코팅에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제1 커플링 전극; 간섭 신호들이 평면형 안테나에 의해 수신될 수 있도록 배치되는, 적어도 하나의 간섭원; 접지로서 작용하는 도전성 구조물; 그리고 평면형 안테나에 의해 수신된 간섭 신호들을 평면형 안테나로부터 커플링 아웃하도록 도전성 코팅에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제2 커플링 전극을 포함한다. 적어도 하나의 제2 커플링 전극은 제1 커플링 표면을 갖고, 도전성 구조물은 제1 커플링 표면에 용량적으로 커플링된 제2 커플링 표면을 갖고, 2개의 커플링 표면들은, 평면형 안테나로부터 추출되는 간섭 신호들에 상응하는 주파수 범위의 통과를 선택적으로 허용하도록 구성된다.

Description

신호 대 잡음비가 개선된 안테나 조립체 및 설계{ANTENNA ASSEMBLY AND ANTENNA DESIGN HAVING AN IMPROVED SIGNAL-TO-NOISE RATIO}
본원 발명은 전자기파들을 수신하기 위한 평면형 안테나를 갖는 안테나 조립체 및 안테나 구조물, 및 안테나 조립체를 동작시키기 위한 방법에 관한 것이다.
도전성 코팅들을 갖는 기판들이 이미 특허 문헌에서 빈번하게 기술되어 있다. 단지 예로서, 이와 관련하여 DE 19858227 C1, DE　10200705286, DE 102008018147 A1, 및 DE 102008029986 A1를 참조한다. 일반적으로, 도전성 코팅은 열선(heat rays)을 반사하도록 기능하고 그에 따라, 예를 들어, 차량 또는 건물 내에서, 개선된 열적 쾌적성(thermal comfort)을 제공한다. 빈번하게, 도전성 코팅은 또한 투명한 판부재(pane)의 전체 표면을 가열하기 위한 가열 층으로서 사용된다.
예를 들어, DE 10106125 A1, DE　10319606 A1, EP　0720249 A2, US　2003/0112190 A1, 및 DE 19843338 C2의 공보들로부터 공지된 바와 같이, 도전성으로 인해, 투명한 코팅들은 또한 전자기파들을 수신하기 위한 평면형 안테나로서도 사용될 수 있다. 이를 위해, 도전성 코팅이 커플링(coupling) 전극에 전기적으로(galvanically) 커플링되거나 또는 용량 커플링되고, 안테나 신호가 판부재의 엣지 영역에서 이용될 수 있게 된다. 관례상, 안테나 신호가 안테나 증폭기로 공급되고, 그러한 안테나 증폭기는 차량의 도전성 차체에 특히 연결되고, 이때 차체는 이러한 전기 연결에 의해 안테나 신호에 대해서 미리 결정된 고주파 애플리케이션들에 대해서 유효한 기준 전위를 갖는다. 기준 전위와 안테나 신호의 전위 사이의 차는 가용 안테나 파워를 생성한다.
이제, 큰 안테나 표면 때문에, 전자기 신호가 비교적 넓은 영역 내에서 평면 안테나로 수신될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 차량 내에서, 유효 신호들뿐만 아니라, 카메라들, 센서들, 계기판, 엔진 제어 디바이스 등의 전자 디바이스들로부터의 바람직하지 못한 간섭 신호들이 평면형 안테나에 의해 수신될 수 있다. 평면형 안테나의 신호 대 잡음 비(SNR)는 이러한 간섭 신호들로 인해 상당히 악화될 수 있다.
신호 대 잡음 비를 개선하기 위한 일반적인 접근 방식은 간섭원을 억제 및 차폐함으로써 간섭 신호들을 방지하는 것을 포함한다. 또한, 간섭원들과 평면형 안테나 사이에서 상대적으로 큰 기하학적인 거리가 유지된다면, 간섭 신호들의 영향이 감소될 수 있다. 그러나, 실제로, 이러한 요건들을 실현하는 것은 대부분 어렵다. 한편, 간섭원의 억제 및 차폐는 기술적으로 복잡하고 비교적 높은 비용과 연관된다. 다른 한편으로, 간섭원과 평면형 안테나 사이의 적절하게 먼 거리가 종종 유지될 수 없는데, 예를 들면, 전방-장착형 엔진과 앞유리에 부착된 평면형 안테나의 경우이다. 최신 차량의 전기 디바이스들이 실내 후방 관찰 거울의 풋(foot) 부분에 인접하여 종종 제공된다는 사실에 의해 이러한 상황이 보다 복잡해지고, 그러한 전기 디바이스들은 앞유리 상의 평면형 안테나에 대한 간섭원으로서 작용할 수 있다. 실질적인 해결책은 평면형 안테나를 뒷유리에 부착하는 것에 의해만 선택적으로 얻어질 수 있다.
대조적으로, 본원 발명의 목적은, 평면형 안테나로 간섭 신호들을 방출하는 간섭원의 존재에도 불구하고, 유효 신호들이 만족스러운 신호 대 잡음 비로 수신될 수 있도록, 평면형 안테나를 갖는 통상적인 안테나 조립체들을 추가로 개선하는 것을 포함한다. 또한, 그러한 안테나 조립체는 계열 생산(series production)에서 비용 효율이 높아야 하고 단순해야 하며, 그리고 신뢰성 있게 안전하게 기능하여야 한다. 이러한 목적 및 기타 목적들은 독립항들의 특징들을 갖는 안테나 조립체(시스템), 안테나 구조물, 및 안테나 조립체 동작 방법에 의해 달성된다. 본원 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들의 특징들을 통해 설명된다.
본원 발명의 안테나 조립체는, 적어도 하나의 전기 절연성의, 바람직하게 투명한, 기판과 바람직하게 투명한 적어도 하나의 도전성 코팅을 포함하고, 상기 도전성 코팅은 적어도 섹션-방식(section-wise)(적어도 한 섹션)으로 기판의 적어도 하나의 표면을 덮고 적어도 섹션-방식(적어도 한 섹션)으로 전자기파를 수신하기 위한 평면-형상의 안테나(평면형 안테나)로서 작용한다. 도전성 코팅은 평면형 안테나로서 이용하도록 적절하게 구성될 수 있고, 이를 위해, 기판을 대부분 덮을 수 있다. 안테나 조립체는, 예를 들어, 단일 판부재 또는 적층형 판부재를 포함할 수 있다. 일반적으로, 적층형 판은 바람직하게 투명한 2개의 제1 기판들을 포함하고, 상기 제1 기판들은, 적층된 판부재의 2개의 제1 기판들 중 적어도 하나의 제1 기판의 적어도 하나의 표면 상에 도전성 코팅이 위치된 상태에서, 적어도 하나의 열가소성 접착제 층에 의해 서로 고정적으로 본딩되는 내측 판부재 및 외측 판부재에 상응한다. 또한, 적층형 판은 상기 2개의 제1 기판들 사이에 위치되고 상기 제1 기판과 상이한 다른 제2 기판을 구비할 수 있다. 제1 기판에 부가적으로 또는 대안적으로, 제2 기판이 도전성 코팅을 위한 캐리어로서의 역할을 할 수 있으며, 이때 상기 제2 기판의 적어도 하나의 표면이 도전성 코팅을 구비할 수 있다.
본원 발명에 따른 안테나 조립체는 평면형 안테나로부터 유효 신호들을 추출(커플링 아웃; coupling out)하도록 도전성 코팅에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제1 커플링 전극을 더 포함한다. 제1 커플링 전극은, 예를 들어, 도전성 코팅에 대해서 용량 커플링되거나 전기적으로 커플링될 수 있다.
안테나 조립체는 적어도 하나의 간섭원을 더 포함하고, 그러한 간섭원은, 접지로서 작용하는 도전성 구조물, 예를 들어, 차량의 금속 윈도우 프레임 또는 금속 차체뿐만 아니라, 평면형 안테나에 의해 간섭 신호들이 전자기적으로 수신될 수 있도록 배치된다. 본원 발명에 따른 안테나 조립체는, 평면형 안테나에 의해 수신된 적어도 하나의 외부 간섭원의 간섭 신호들을 평면형 안테나로부터 용량성(capacitive) 추출(커플링 아웃)하도록 도전성 코팅에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제2 커플링 전극을 더 포함한다. 제2 커플링 전극은 도전성 코팅에 대해서 용량적으로 또는 전기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 본원 발명에 따른 안테나 조립체는, 특히, 평면형 안테나로부터 간섭 신호들을 추출(커플링 아웃)하는 역할을 하고, 그러한 신호들은 전자기파들로서 평면형 안테나에 의해 수신된 것이며, 다시 말해서, 간섭 신호들은 별도의 전기적 부품(커패시터)을 통해 전기적 커플링 또는 용량 커플링을 경유하여 평면형 안테나 내로 전달되지 않고, 안테나로서 기능하는 평면형 안테나에 의해 수신된다.
본원 발명에 따르면, 적어도 하나의 제2 커플링 전극이 전기 접지로서 작용하는 도전성 구조물에 용량적으로 커플링되고, 이때 제2 커플링 전극은 제1 커플링 표면을 갖고, 상기 도전성 구조물은 상기 제1 커플링 표면에 용량적으로 커플링된 제2 커플링 표면(커플링 카운터(counter) 표면)을 갖는다. 적어도 하나의 제2 커플링 전극의 그리고 전기적 접지로서 작용하는 도전성 구조물의 용량적 커플링 표면은 용량적 커플링을 위해 적절하게 구성되고, 다시 말해서, 그들은 적절한 거리를 사이에 두고 서로 대향하여 배치된다.
용량적으로 커플링된 커플링 표면들은, 미리 규정가능한 주파수 범위의 통과를 허용하도록, 구성되며, 상기 주파수 범위는 바람직하게 평면형 안테나로부터 추출(커플링 아웃)될 간섭 신호들의 주파수 범위에 상응하고, 다시 말해서, 용량적인 커플링 표면들은 그 주파수 범위와는 다른 주파수들의 통과를 허용하지 않는다. 특히, 용량적 커플링 표면들은, 선형 안테나에 의해 잘 수신될 수 있는, 지역적인 방송 대역(terrestrial broadcast bands) III-V의 주파수 범위에 상응하는, 170 MHz의 문턱값(threshold) 주파수 또는 통과(passthrough) 주파수를 초과하는 주파수 범위의 통과를 선택적으로 허용한다. 희망하는 주파수 선택비는 용량적으로 커플링되는 커플링 표면들 사이의 거리 및 크기를 통해 단순한 방식으로 조정될 수 있고, 다시 말해서, 간섭원(들)의 간섭 신호들의 주파수 범위의 통과를 허용하도록 용량적 커플링 표면들 사이의 거리 및 크기가 구현된다.
본원 발명에 따른 안테나 조립체의 특히 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 제2 커플링 전극이 도전성 코팅의 돌출하는(편평한; flat) 엣지 섹션의 형태로 구현되고, 이때 돌출하는 엣지 섹션은 접지로서 작용하는 도전성 구조물의 제2 커플링 표면에 대향하여 용량적으로 커플링되도록 구현된다. 이러한 수단에 의해, 계열 생산시에 본원 발명에 따른 안테나 조립체의 단순하고 비용 효율적인 실현이 특히 가능해지는데, 이는 적어도 하나의 제2 커플링 전극이 도전성 코팅의 섹션으로서 생산될 수 있기 때문이다. 그러나, 예를 들어, 도전성 코팅에 전기적으로 또는 용량적으로 커플링되는 금속 호일 스트립으로부터, 제2 커플링 전극을 생산하는 것을 또한 고려할 수 있을 것이다.
본원 발명에 따른 안테나 조립체에서, 적어도 하나의 제2 커플링 전극이 평면형 안테나로부터 유효 신호들을 추출하도록 제1 커플링 전극 근처에 배치되는 평면형 안테나로부터 간섭 신호들을 추출(커플링 아웃)하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 안테나 신호들은 평면형 안테나로서 역할하는 도전성 코팅의 표면 섹션으로부터의 거리 및 전위차에 따라 다른 커플링 전극들에서 추출되고; 커플링 전극과 도전성 코팅의 표면 섹션 사이의 전위차가 클수록 그리고 이러한 섹션에 대한 거리가 짧을수록, 커플링 전극이 보다 많은 신호를 추출한다(그리고 다른 "경쟁" 커플링 전극에서는 보다 적은 신호가 추출된다). 본원 발명에 따른 안테나 조립체에서, 제1 커플링 전극과 적어도 하나의 제2 커플링 전극의 공간적으로 근접한 배치에 의해, 신호 수신시 발생되는 전위차들이 양 커플링 전극들에서 실질적으로 동일한 것이 바람직하게 달성될 수 있다. 적어도 하나의 제2 커플링 전극의 주파수-선택적 통과 거동을 통해, 간섭 신호들이 제2 커플링 전극을 통해 추출(커플링 아웃)되는 것 그리고 유효 신호들이 제1 커플링 전극을 통해 추출(커플링 아웃)되는 것이 추가적으로 달성될 수 있다. 제1 커플링 전극과 적어도 하나의 제2 커플링 전극의 공간적 근접 배치에 의해, 또한 제2 커플링 전극의 통과 주파수 또는 문턱값 주파수 위에서 평면형 안테나에 작용하는 모든 간섭원들의 간섭 신호들이 평면형 안테나로부터 신뢰가능하고 안전하게 추출되는 것이 또한 달성될 수 있다. 그에 따라, 평면형 안테나의 신호 대 잡음비가 상당히 개선될 수 있다. "근접"이라는 용어는, 커플링 전극들이 전술한 희망 효과를 야기할 때의 제1 커플링 전극 및 적어도 하나의 제2 커플링 전극의 배치를 의미하는 것으로 이해된다. 특히, 적어도 하나의 제2 커플링 전극은, 이를 위해, 평면형 안테나로부터 추출된 간섭 신호들의 최소 파장의 1/4 미만의 제1 커플링 전극으로부터의 거리를 가질 수 있다. 이러한 수단에 의해, 평면형 안테나의 신호 대 잡음비가 특히 양호하게 개선될 수 있다.
본원 발명에 따른 안테나 조립체의 다른 바람직한 실시예에서, 제2 커플링 전극이 도전성 코팅의 영역 구역(이하, "간섭 영역 구역원"이라 함)과 제1 커플링 전극 사이에 배치되며, 상기 도전성 코팅의 영역 구역의 지점들은 일반적으로 물리적으로 구현되는 간섭원으로부터 매우 짧은 거리를 갖는다는 점에서 구별된다. 간섭 영역 구역원의 지점들은, 특히 간섭원으로부터 극히 짧은 수직 거리를 가질 수 있다. 간섭 영역 구역원은, 예를 들어, 도전성 코팅 상으로의 투영으로부터, 특히, 직교 평행 투영(orthogonal parallel projection)으로부터 초래되는 투영 구역일 수 있다. 일반적으로, 물리적 간섭원이 편평한 광범위한(extensive) 본체로서 투영 내에서 인지될 수 있다. 간섭 영역 구역원과 제1 커플링 전극 사이에 배치된 제2 커플링 전극에 의해, 평면형 안테나로부터의 간섭 신호들의 공간적으로 선택적인 추출(커플링 아웃)이, 유효 신호들의 수신을 실질적으로 손상하지 않고, 유리하게 이루어질 수 있다. 간섭원과 간섭 영역 구역원 사이의 거리 조건으로 인해, 간섭원의 간섭 신호들이, 극히 큰 신호 진폭 또는 신호 세기로, 간섭 영역 구역원 내에서 수신된다. 간섭 신호들의 수신시 발생하는 제2 커플링 전극과 도전성 코팅의 표면 섹션과 사이의 전위차들이 제1 커플링 전극과 이러한 표면 섹션 사이의 전위차들보다 크며, 그에 따라 간섭 신호들이 제2 커플링 전극에 의해 주로 추출될 수 있다. 간섭 영역 구역원의 형상은, 일반적으로, 간섭원의 형상에 의존한다. 또한, 간섭 영역 구역원과 제1 커플링 전극 사이의 제2 커플링 전극의 공간적 위치에 의해, 제2 커플링 전극을 통한 간섭 신호들의 바람직한 추출이 달성될 수 있다. 제1 커플링 전극이 평면형 안테나의 편평한 섹션들로부터 유효 신호들을 추가적으로 보유할 수 있고, 이러한 유효 신호들은 제1 커플링 전극에 의해 주로 추출된다. 그에 따라, 평면형 안테나의 신호 대 잡음비가 상당히 개선될 수 있다. 적어도 하나의 제2 커플링 전극의 경우에, 간섭 신호들의 최소 파장의 1/4 미만인 간섭 영역 구역원으로부터의 거리를 갖는 것이 바람직할 수 있고, 그 결과로서, 평면형 안테나의 신호 대 잡음비의 추가적인 개선이 얻어질 수 있다.
본원 발명에 따른 안테나 조립체의 다른 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 제2 커플링 전극이 도전성 코팅의 간섭 영역 구역원 근처에 배치되고, 그러한 구역원의 지점들은 적어도 하나의 간섭원으로부터 가능한 한 짧은 거리를 갖고, 그에 따라 간섭원의 간섭 신호들에 대비하여 극히 큰 신호 진폭을 갖는다. 제2 커플링 전극에 의해, 평면형 안테나로부터의 간섭 신호들의 공간적으로 선택적인 추출이, 유효 신호들의 수신을 실질적으로 손상시키지 않고, 바람직하게 이루어질 수 있다. 간섭 영역 구역원에 대한 제2 커플링 전극의 근접 배치는, 간섭원의 간섭 신호들의 수신시, 간섭 영역 구역원을 포함하는 평면형 안테나의 표면 섹션과 제2 커플링 전극 사이의 전위차들을 유발하고, 그러한 전위차들은 이러한 표면 섹션과 제1 커플링 전극 사이의 전위차보다 크며, 그에 따라 간섭 신호들이 제2 커플링 전극에 의해 주로 추출된다. 제1 커플링 전극이 평면형 안테나의 편평 섹션들로부터 유효 신호들을 추가적으로 유지할 수 있고, 이때 제1 커플링 전극과 간섭 영역 구역원을 포함하는 표면 섹션 사이의 전위차보다 큰 전위차들이 발생한다. 그에 따라, 평면형 안테나의 신호 대 잡음비가 상당히 개선될 수 있다. 적어도 하나의 제2 커플링 전극의 경우에, 간섭 신호들의 최소 파장의 1/4 미만인 간섭 영역 구역원으로부터의 거리를 갖는 것이 바람직하며, 그러한 수단에 의해 평면형 안테나의 신호 대 잡음비가 더욱 개선될 수 있다.
안테나 조립체의 다른 바람직한 실시예에서, 제1 커플링 전극은, 이하에서 "안테나 도전체"로 지칭되는, 차폐되지 않은, 선형 도전체에 전기적으로 커플링된다. 안테나 도전체는 전자기파를 수신하기 위한 선형 안테나로서 기능한다. 이러한 경우에, 선형 도전체는 투영 영역으로서 기능하는 평면형 안테나 상으로의 직교 평행 투영에 의해 투영될 수 있는 영역의 외부에 위치되고, 이에 의해 선형 안테나의 안테나 풋 지점(foot point)이 선형 안테나 및 평면형 안테나의 공통 안테나 풋 지점이 된다. 제1 커플링 전극은, 예를 들어, 선형 안테나 도전체에 대해서 용량적으로 또는 전기적으로 커플링될 수 있다. 이러한 실시예에서, 안테나 조립체가 그에 따라 평면형 안테나 및 선형 안테나로 만들어진 하이브리드 구조물을 갖는다.
안테나 도전체는 선형 안테나로서 기능하고, 이를 위해 적절하게 구성되고, 다시 말해서, 희망하는 주파수 범위로 수신하기에 적합한 형태를 갖는다. 평면형 이미터들(emitters)과 대조적으로 그리고 달리, 선형 안테나들 또는 선형 이미터들은 기하학적인 폭(B) 보다 복수 배만큼 더 큰 기하학적인 길이(L)를 갖는다. 선형 이미터의 기하학적 길이는 안테나 풋 지점과 안테나 선단부 사이의 거리이고; 기하학적인 폭은 그에 수직한 치수이다. 결과적으로, 선형 이미터의 경우에, 이하의 관계식이 적용된다: 즉, L/B ≥ 100이 적용된다. 그들의 기하학적인 높이(H)의 경우에, 일반적으로, 상응하는 관계식 L/H ≥ 100 가 적용되고, 이때 "기하학적인 높이(H)"는 길이(L)에 수직하고 또한 폭(B)에 수직한 치수를 의미한다. 만족스러운 안테나 신호는 지역 방송 대역(terrestrial broadcast bands) II 내지 V의 범위에서 선형 이미터들에 의해 제공될 수 있다. 국제 통신 연합(International Telecommunication Union ;ITU)의 규정에 따라, 이러한 대역은 87.5 MHz 내지 862 MHz (대역 II: 87.5-108 MHz, 대역 III: 174-230 MHz, 대역 IV: 470-606 MHz, 대역 V: 606-862 MHz)의 주파수 범위이다. 그러나, 만족스러운 수신 성능은 대역 I(47-68 MHz)의 선행(preceding) 주파수 범위에서는 획득될 수 없다. 이는 대역 I 미만의 주파수들의 경우에도 마찬가지로 적용된다.
하이브리드 안테나 조립체에서, 안테나 도전체가 투영 동작에 의해 형성된 영역의 외부에 위치되는 것이 필수적이며, 이는 영역의 각 지점이 투영 영역으로서 기능하는 평면형 안테나 또는 도전성 코팅 상으로의 직교 평행 투영에 의해 투영될 수 있다는 것으로 규정된다. 만약 도전성 코팅이 단지 섹션-방식으로만 평면형 안테나로서 활성화된다면, 평면형 안테나로서 활성화되는 도전성 코팅의 일부 만이 투영 영역으로서 기능한다. 그에 따라, 안테나 도전체가 투영 영역에 의해 규정된 영역 내에 위치되지 않는다. 일반적인 바와 같이, 평행한 투영에서, 투영 빔들이 서로에 대해서 평행하고 직각으로 투영 영역과 충돌하고, 상기 투영 영역은, 본 경우에, 평면형 안테나로서 또는 평면형 안테나로서 활성화된 일부로서 기능하는 도전성 코팅이며, 상기 투영 중심은 무한대(infinity)이다. 편평한 기판 및 그에 따른 편평한 도전성 코팅에서, 투영 영역은 코팅을 포함하는 투영 평면이다. 상기 영역은, 도전성 코팅의 둘레 엣지 상에 또는 평면형 안테나로서 활성화되는 도전성 코팅의 일부의 둘레 엣지 상에 위치되고 투영 영역에 수직이 되는, (가상의) 엣지 표면에 의해 경계지어진다.
하이브리드 안테나 조립체에서, 선형 안테나의 안테나 풋 지점이 선형 안테나 및 평면형 안테나의 공통 안테나 풋 지점이 된다. 일반적인 바와 같이, "안테나 풋 지점"이라는 용어는, 수신된 안테나 신호들을 픽업하기 위한 전기적 콘택을 나타내고, 특히, 안테나 신호들의 신호 레벨을 결정하기 위한 기준 전위(예를 들어, 접지)에 대한 참조(reference)가 그러한 콘택 상에서 이루어진다. 그에 따라, 하이브리드 안테나 조립체는, 바람직하게, 주파수 대역 범위 I 및 II 내의 평면형 이미터의 선호되는 수신 특징들을 주파수 대역 범위 II 내지 V 내의 평면형 이미터의 선호되는 수신 특징들과 조합하는 큰 대역폭으로 양호한 수신을 가능하게 한다. 직교 평행 투영에 의해 평면형 안테나 상으로 투영될 수 있는 영역의 외부의 선형 이미터의 배치에 의해, 평면형 이미터에 의한 선형 이미터의 전기적 로드(load)가 특히 바람직하게 회피될 수 있다. 그에 따라, 예를 들어, 안테나 판부재로서 기능하는 앞유리의 경우에, 하이브리드 안테나 조립체는 전체 주파수 대역 범위 I 내지 V 이 만족스러운 수신 성능으로 이용될 수 있게 한다.
하이브리드 안테나 조립체에서, 안테나 도전체는 지역적인 방송 대역들 III-V의 범위의 수신을 위해 특히 구성될 수 있고, 그리고, 이를 위해, 바람직하게, 길이/폭 ≥ 100 또는 L/H ≥ 100의 관계식에 상응하는, 100 밀리미터(mm)보다 긴 길이 및 1 mm 미만의 폭 그리고 1 mm 미만의 높이를 가질 수 있다. 이를 위해, 안테나 도전체가 20 ohms/m 미만의, 특히 바람직하게는 10 ohms/m의 분배 저항을 갖는 것이 더 바람직할 것이다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 제1 커플링 전극이 도전성 코팅에 전기적으로 커플링될 수 있고, 그에 따라 평면형 안테나의 수신 성능(신호 레벨)이 가능한 한 높아진다. 이러한 수단은, 바람직하게, 하이브리드 안테나 조립체의 수신 특성의 개선을 위한 평면형 안테나의 신호 레벨 최적화를 가능하게 한다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 평면형 안테나 및 선형 안테나의 공통 안테나 풋 지점은 커넥터 도전체를 통해 수신된 안테나 신호들의 프로세싱을 위한 전자 신호 프로세싱 디바이스, 예를 들어, 안테나 증폭기로 도전성 연결될 수 있으며, 이때 커넥터 도전체의 길이가 가능한 한 짧아지도록 커넥터 도전체가 배치된다. 이러한 수단은, 바람직하게, 신호 도전체 및 적어도 하나의 부수적인 접지 도전체를 갖는 커넥터 도전체용으로 특별한 고주파 도전체를 반드시 사용해야할 필요가 없게 할 수 있으며, 짧은 신호 전송 경로 때문에, 차폐되지 않은 표준형 와이어 또는 스트립-형상의 편평한 윤곽부와 같이, 또한 비교적 덜 복잡한 연결 기술을 이용하여 연결될 수 있는, 특히 고주파 전송용으로 제공되지 않은 보다 경제적인 신호 도전체의 사용을 가능하게 한다. 이는 하이브리드 안테나 조립체 생산에 있어서 상당한 비용 절감을 가능하게 한다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 도전성 코팅은, 둘레의 전기 절연 엣지 스트립을 제외하고 기판의 표면을 덮을 수 있고, 안테나 도전체는 투영 영역으로서 기능하는 엣지 스트립 상으로 직교 평행 투영에 의해 투영될 수 있는 영역의 내부에 위치된다. 이를 위해, 안테나 도전체는, 예를 들어, 엣지 스트립의 영역 내의 기판 상에 도포될 수 있다. 이러한 수단은, 하이브리드 안테나 조립체의 특히 단순한 제조를 가능하게 한다. 하이브리드 안테나 조립체가 적층형 판 부재 형태로 구현되는 경우에, 도전성 코팅은 적어도 하나의 기판의 하나의 표면 상에 위치될 수 있고 선형 안테나 도전체가 동일한 기판의 다른 표면 상에 또는 그와 다른 기판의 표면 상에 위치될 수 있다. 이러한 수단에 의해, 본원 발명에 따른 하이브리드 안테나 조립체의 특히 단순한 생산이 실현될 수 있다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 제1 커플링 전극 및 안테나 도전체가 서로 도전성 연결될 수 있고, 그에 따라, 특히, 선형 안테나 도전체에 대한 전기적 연결과 관계 없는 제1 커플링 전극의 디자인 가능성을 제공하며, 이에 의해 하이브리드 안테나 조립체의 성능이 개선될 수 있다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 안테나 도전체가 적어도 하나의 기판의 하나의 표면 상에 위치될 수 있고, 그리고 공통 안테나 풋 지점이, 동일한 기판의 다른 표면 상에 또는 그와 다른 기판의 표면 상에 위치될 수 있다. 이를 위해, 안테나 도전체 및 공통의 안테나 풋 지점이 제2 연결 도전체를 통해 서로 도전성 연결된다. 이러한 수단에 의해, 특히, 하류 안테나 전자장치에 대한 공통 안테나 풋 지점의 전기적 연결이 특히 단순하게 실현될 수 있다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 예를 들어, 스크린인쇄 방법을 이용하여, 적어도 하나의 기판 상으로, 금속 인쇄 페이스트로 만들어진 선형 안테나 도전체가 인쇄될 수 있거나, 또는 와이어 형태로 놓여질 수 있고, 그에 의해 안테나 도전체의 특히 단순한 생산이 가능해진다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 제1 커플링 전극, 제1 연결 도전체, 및 제2 연결 도전체 사이에서 선택된 적어도 하나의 도전체들이 적어도 하나의 기판의 엣지까지 이어질 수 있고 그리고 엣지의 지역 내의 테이퍼링 폭을 갖는 편평한 도전체로서 구현될 수 있다. 이러한 방식에 의해, 예를 들어, 도전체가 적층형 판부재의 외부로 도출되는 경우 도전성 차체와의 용량적 커플링을 줄이기 위해, 감소된 커플링 표면이 바람직하게 기판 엣지 상에서 얻어질 수 있다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 선형 안테나 및 제1 커플링 전극뿐만 아니라 2개의 연결 도전체들(존재하는 경우)이 불투명한 마스킹 층에 의해 마스킹될 수 있고, 이에 의해 안테나 조립체의 가시적인 외관이 개선될 수 있다. 또한, 하이브리드 안테나 조립체에서, 도전성 코팅은 적어도 하나의 선형적인, 전기 절연 지역에 의해 서로 전기적으로 절연되는 적어도 2개의 평면형 단편들을 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 평면형 단편이 선형 전기 절연 지역들에 의해 분할된다. 특히, 도전성 코팅의 둘레 엣지 지역이 선형 전기 절연 지역들에 의해 분할되는 복수의 평면형 단편들을 갖는다면, 특히 바람직할 것이다. 그러한 도전성 코팅의 단편화와 관련하여 공개되지 않은 국제특허출원 PCT/EP2009/066237을 참조할 수 있고, 그러한 특허출원의 기재 내용이 본원에서 참조로 원용된다.
특히 바람직한 방식에서, 하이브리드 안테나 조립체에서, 선형 안테나에 의해 잘 수신될 수 있는 주파수 범위에 놓이는 간섭 신호들, 즉 170 MHz를 초과하는 지역적인 방송 대역들 III-V의 주파수 범위의 간섭 신호들이 평면형 안테나로부터 추출될 수 있다. 그에 따라, 평면형 안테나의 유효 신호 부분에서 어떠한 손실도 발생하지 않는다. 따라서, 제2 커플링 전극은, 바람직하게 지역적인 방송 대역들 III-V의 주파수 범위에 대응하는, 특히 지역적인 방송 대역들 IV 및 V의 주파수 범위에 대응하는 하이패스 범위를 갖는다.
본원 발명은, 안테나 구조물로 추가적으로 확장되고, 그러한 안테나 구조물은, 적어도 하나의 전기 절연성, 특히 투명한 기판; 적어도 섹션-방식(적어도 그 섹션)으로 기판의 표면을 덮고 적어도 섹션-방식(적어도 그 섹션)으로 전자기파를 수신하기 위한 평면형 안테나로서 기능하는, 특히 투명한 적어도 하나의 도전성 코팅; 상기 평면형 안테나로부터 유효 신호를 추출(커플링 아웃)하도록 도전성 코팅에 커플링된 적어도 하나의 제1 커플링 전극; 상기 평면형 안테나로부터 적어도 하나의 간섭원의 간섭 신호들을 추출(커플링 아웃)하도록 상기 도전성 코팅에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제2 커플링 전극을 갖고; 적어도 하나의 제2 커플링 전극은 전기 접지로서 작용하는 도전성 구조물의 제2 커플링 표면에 용량적으로 커플링되도록 구성된 제1 커플링 표면을 구비하고, 상기 제1 커플링 표면은, 제2 커플링 표면과 함께, 평면형 안테나로부터 추출되는(커플링 아웃되는) 간섭 신호들에 상응하는 주파수 범위의 통과를 선택적으로 허용하도록 구성된다.
본원 발명에 따른 안테나 구조물의 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 제2 커플링 전극이 도전성 코팅의 돌출 엣지 섹션의 형태로 구성된다.
본원 발명은, 전술한 바와 같이, 육상, 항공, 또는 해상의 운송 수단에서, 특히 차량에서, 예를 들어, 앞유리, 뒷유리, 옆유리, 및/또는 유리 천장으로서 뿐만 아니라, 가구, 디바이스들, 및 건물들에서의 내장형 부분으로서, 그리고 기능적 및/또는 장식용 개별적인 피스로서, 안테나 구조물을 이용하는 것까지 추가적으로 확장된다.
본원 발명은 그러한 안테나 조립체를 동작시키는 방법까지 추가적으로 확장되고, 그러한 방법에서, 유효 신호들이 제1 커플링 전극을 통해 평면형 안테나로부터 추출(커플링 아웃)되고 간섭 신호들이 제2 커플링 전극을 통해 평면형 안테나로부터 선택적으로 추출(커플링 아웃)된다.
그러한 방법은 이하의 단계들을 포함한다:
- 적어도 하나의 전기 절연성의, 특히 투명한 기판에 도포된 특히 투명한 도전성 코팅의 형태로 구현된 평면형 안테나에 의해 유효 신호들을 수신하는 단계;
- 코팅에 전기적으로 커플링된 제1 커플링 전극에 의해 평면형 안테나로부터 유효 신호들을 추출(커플링 아웃)하는 단계;
- 코팅에 전기적으로 커플링된 제2 커플링 전극에 의해 상기 평면형 안테나에 의해 (전자기적으로) 수신되는 적어도 하나의 간섭원의 간섭 신호들을 상기 평면형 안테나로부터 선택적으로 추출(커플링 아웃)하는 단계를 포함하고,
제2 커플링 전극은 접지로서 작용하는 도전성 구조물, 예를 들어, 금속 차체 또는 금속 윈도우 프레임에 용량적으로 커플링되고, 제2 커플링 전극은 제1 커플링 표면을 갖고, 도전성 구조물은 제1 커플링 표면에 용량적으로 커플링된 제2 커플링 표면(커플링 카운터 표면)을 갖는다.
본원 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에서, 평면형 안테나에 의해 수신되는 간섭 신호들은 도전성 코팅의 돌출 엣지 섹션 형태로 구성된 적어도 하나의 제2 커플링 전극을 통해 상기 평면형 안테나로부터 추출(커플링 아웃)된다.
본원 발명에 따른 방법은, 특히, 본원 발명에 따른 전술한 안테나 조립체에서 실현될 수 있다.
본원 발명에 따른 안테나 조립체의 동작을 위한 방법뿐만 아니라 안테나 구조물의 또는 안테나 조립체의 여러 가지 실시예들이, 안테나 조립체의 신호 대 잡음비의 추가적인 개선을 달성하기 위해, 개별적으로 또는 임의 조합으로 실현될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 특히, 전술한 특징들 및 이하에서 설명되는 특징들은, 본원 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도, 기술된 조합들로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다른 조합들로 또는 단독으로 사용될 수 있다.
이하에서, 첨부 도면들을 참조하여, 예시적인 실시예를 기초로 본원 발명을 상세하게 설명한다. 상기 도면들은 실척이 아닌 간략화된 표현을 도시한다.
도 1은 적층형 판부재의 형태로 구현된 본원 발명의 제1 예시적 실시예에 따른 하이브리드(hybrid) 안테나 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 2a 내지 2d는 단면 라인 A-A(도 2a), 단면 라인 B-B(도 2b), 단면 라인 A'-A'(도 2c), 및 단면 라인 B'-B'(도 2d)를 따른 도 1의 하이브리드 안테나 조립체의 단면도들이다.
도 3a와 3b는 단면 라인 A-A(도 3a) 및 단면 라인 B-B(도 3b)을 따른 도 1의 하이브리드 안테나 조립체의 제1 변형예의 단면도들이다.
도 4a와 4b는 단면 라인 A-A(도 4a) 및 단면 라인 B-B(도 4b)을 따른 도 1의 하이브리드 안테나 조립체의 제2 변형예의 단면도들이다.
도 5a와 5b는 단면 라인 A-A(도 5a) 및 단면 라인 B-B(도 5b)을 따른 도 1의 하이브리드 안테나 조립체의 제3 변형예의 단면도들이다.
도 6은 단면 라인 B-B을 따른 도 1의 하이브리드 안테나 조립체의 제4 변형예의 단면도들이다.
도 7은 적층형 판부재 형태로 구현된 본원 발명의 예시적인 제2 실시예에 따른 하이브리드 안테나 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 8a와 8b는 단면 라인 A-A(도 8a) 및 단면 라인 B-B(도 8b)을 따른 도 7의 하이브리드 안테나 조립체의 단면도들이다.
도 9는 단면 라인 A-A을 따른 도 7의 하이브리드 안테나 조립체의 변형예의 단면도이다.
도 1 및 도 2a 내지 2d를 먼저 고려하면, 전체적으로 도면부호 1로서 표시된 하이브리드 안테나 구조물 및 그러한 안테나 구조물(1)을 포함하는 안테나 조립체(100)가 본원 발명의 예시적인 제1 실시예로서 도시되어 있다. 이러한 경우에, 하이브리드 안테나 구조물(1)은, 도 1에 부분적으로만 도시된, 예를 들어, 투명 적층형 판부재(20)로서 구현된다. 적층형 판부재(20)가, 예를 들어, 350 nm 내지 800 nm 파장 범위의 가시광선에 대해서 투명하고, 이때 "투명"이라는 용어는 50% 초과의, 바람직하게 75% 초과의, 그리고 특히 바람직하게 80% 초과의 광 투과도를 의미한다. 적층형 판부재(20)는, 예를 들어, 차량의 앞유리로서 기능하나, 달리 사용될 수도 있다.
적층형 판부재(20)는 투명한 열가소성 접착제 층(21)에 의해 서로 고정적으로 본딩된 2개의 투명한 개별적인 판부재들, 즉 강성 외측 판부재(2) 및 강성 내측 판부재(3)를 포함한다. 개별적인 판부재들은 대략적으로 동일한 크기를 갖고, 그리고, 예를 들어, 유리, 특히 플로트 유리(float glass), 주조 유리(cast glass), 및 세라믹 유리로 제조될 수 있고, 마찬가지로 비-유리 재료, 예를 들어, 플라스틱, 특히 폴리스틸렌(PS), 폴리아미드(PA), 폴리에스터(PE), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMA), 또는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)로도 제조될 수 있다. 일반적으로, 충분한 투명성, 적절한 화학적 내성, 그리고 적절한 형상 및 크기 안정성을 갖는 모든 재료가 이용될 수 있다. 예를 들어, 장식용 피스(piece)와 같은 다른 용도를 위해, 가요성 재료로 외측 판부재(2) 및 내측 판부재(3)를 제조할 수도 있을 것이다. 외측 판부재(2) 및 내측 판부재(3)의 각각의 두께는 용도에 따라 크게 달라질 수 있고, 유리의 경우에, 예를 들어, 1 내지 24 mm의 범위가 될 수 있다.
적층형 판부재(20)는 적어도 대략적으로 사다리꼴의 곡면형 윤곽을 갖고(도 1은 부분적으로만 식별가능하다), 그러한 윤곽은 2개의 개별적인 판부재들(2, 3)로 만들어진 판부재의 공통 엣지(5)로부터 초래되고, 상기 판부재의 엣지(5)는 판부재의 2개의 대향하는 긴 엣지들(5a) 및 판부재의 2개의 대향하는 짧은 엣지들(5b)로 이루어진다. 통상적인 방식에서, 판부재들의 표면들이 로마 숫자 I-IV로 표시되어 있고, "측면(side) I"은 외측 판부재(2)의 제1 판부재 표면(24)에 상응하고; "측면 II"는 외측 판부재(2)의 제2 판부재 표면(25)에 상응하고; "측면 III"은 내측 판부재(3)의 제3 판부재 표면(26)에 상응하고; 그리고 "측면 IV"은 내측 판부재(3)의 제4 판부재 표면(27)에 상응한다. 앞유리와 같은 용도에서, 측면 I은 외측 환경으로 향하고, 측면 IV는 차량의 승객실을 향한다.
외측 판부재(2)와 내측 판부재(3)를 본딩하기 위한 접착제 층(21)이, 바람직하게 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴레우레탄(PU)을 기초로 하는 접착제 플라스틱으로 바람직하게 제조된다. 이러한 경우에, 접착제 층(21)은, 예를 들어, 함께 본딩된 2개의 PVB 필름의 형태(도면들에 구체적으로 도시하지는 않았다)의 이중층(bilayer)으로서 구현된다.
외측 판부재(2)와 내측 판부재(3) 사이에는 광범위한(extensive) 캐리어(4)가 위치되며, 그러한 캐리어는, 바람직하게 폴리아미드(PA), 폴리우레탄(PU), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리에스터(PE), 및 폴리비닐 부티랄(PVB)을 기초로, 특히 바람직하게 폴리에스터(PE) 및 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)를 기초로, 플라스틱으로 바람직하게 제조된다. 이 경우, 캐리어(4)는, 예를 들어, PET 필름의 형태로 구현된다. 캐리어(4)는 접착제 층(21)의 2개의 PVB 필름들 사이에 매립되고 외측 판부재(2) 및 내측 판부재(3) 사이에서 대략적으로 중심에서 그 외측 판부재와 내측 판부재에 평행하게 배치되며, 이때 제1 캐리어 표면(22)은 제2 판부재 표면(25)과 대면하고 제2 캐리어 표면(23)은 제3 판부재 표면(26)과 대면한다. 캐리어(4)는 판부재의 엣지(5)까지 전부 연장하지는 않고, 캐리어 엣지(29)가 판부재의 엣지(5)에 대해서 안쪽으로 물러나 있고(set back), 적층형 판부재(20)의 캐리어-프리(carrier-free; 캐리어가 없는) 둘레 엣지 구역(28)이 모든 변들 상에서 유지된다. 예를 들어, 일반적으로, 시트 금속으로 제조되는, 도전성 차체와 용량적으로 커플링되는 것을 감소시키기 위해, 엣지 구역(28)은 특히 외부를 향하는 도전성 코팅(6)의 전기 절연부로서 기능한다. 또한, 도전성 코팅(6)은 판부재(5)의 엣지로부터 수분이 침투하는 것에 대해서 보호된다.
제2 캐리어 표면(23)에는 투명한, 도전성 코팅(6)이 도포되고, 그러한 도전성 코팅(6)은 둘레 코팅 엣지(8)에 의해 모든 변들(sides)에서 경계지어진다. 도전성 코팅(6)은 제2 판부재 표면(25) 또는 제3 판부재 표면(26)의 50% 초과, 바람직하게는 70% 초과, 특히 바람직하게 80% 초과, 보다 바람직하게 90% 초과의 영역을 덮는다. 도전성 코팅(6)에 의해 덮이는 영역은 바람직하게 1 m2 초과에 상당하고, 일반적으로, 적층형 판부재(20)가 앞유리로서 사용됨에도 불구하고, 예를 들어 100 cm2 내지 25 m2 범위가 될 수 있다. 투명한, 도전성 코팅(6)은 적어도 하나의 도전성 재료를 포함하거나 이러한 재료로 이루어진다. 이러한 것의 예들에는, 은, 구리, 금, 알루미늄, 또는 몰리브덴, 팔라듐으로 합금화된 은 등의 금속 합금과 같은 높은 도전성의 금속들, 그리고 투명한, 도전성 산화물들(TCOs = 투명한 도전성 산화물들)이 있다. 바람직한 TCOs는 인듐 주석 산화물, 플루오라이드-도핑된 주석 이산화물, 알루미늄-도핑된 주석 이산화물, 갈륨-도핑된 주석 이산화물, 보론-도핑된 주석 이산화물, 주석 아연 산화물, 또는 안티몬-도핑된 주석 산화물이다.
도전성 코팅(6)은 그러한 도전성 재료를 갖는 하나의 개별적인 층으로, 또는 적어도 하나의 그러한 개별적인 층을 포함하는 일련의 층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일련의 층은 도전성 재료로 제조된 적어도 하나의 층과 유전체 재료로 제조된 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 도전성 코팅(6)의 두께는 용도에 따라 크게 달라질 수 있고, 임의의 위치에서 그 두께는 30 nm 내지 100 ㎛ 범위이다. TCOs의 경우에, 두께가 바람직하게 100 nm 내지 1.5 ㎛ 범위이고, 보다 바람직하게 150 nm 내지 1 ㎛ 범위, 특히 바람직하게 200 nm 내지 500 nm 범위이다. 도전성 코팅이 도전성 재료로 제조된 적어도 하나의 층과 유전체 재료로 제조된 적어도 하나의 층을 갖는 일련의 층으로 이루어지는 경우에, 두께는 바람직하게 20 nm 내지 100 ㎛ 범위, 보다 바람직하게 25 nm 내지 90 ㎛ 범위, 그리고 특히 바람직하게 30 nm 내지 80 ㎛ 범위이다. 일련의 층은 바람직하게 큰 열적 안정성을 갖고, 그에 따라 판 유리(pane glass)들의 굽힘가공에 필요한 통상적인 600 ℃ 초과의 온도에서, 손상 없이, 견딜 수 있지만, 열적 안정성이 작은 일련의 층들이 또한 제공될 수 있다. 도전성 코팅(6)의 시트 저항은 바람직하게 20 오옴 미만이고, 예를 들어, 0.5 내지 20 오옴 범위이다. 도시된 예시적인 실시예에서, 도전성 코팅(6)의 예시적인 저항은, 예를 들어, 4 오옴이다.
도전성 코팅(6)은, 바람직하게, 가스 상으로부터 증착되고, 그러한 증착을 위해, 화학기상증착(CVD) 또는 물리기상증착(PVD)과 같은 공지된 방법들이 이용될 수 있다. 바람직하게, 코팅(6)은 스퍼터링(마그네트론 음극 스퍼터링)에 의해 도포된다.
적층형 판부재(20)에서, 도전성 코팅(6)은 바람직하게 지역 방송 대역 I 및 II의 주파수 범위 내의 전자기파의 수신을 위한 평면형 안테나로서 기능한다. 이를 위해, 도전성 코팅(6)은 제1 커플링 전극(10)에 전기적으로 커플링되고, 이러한 경우에, 그러한 커플링은, 예를 들어, 스트립-형상의 편평한 도전체로서 구현된다. 예시적인 실시예에서, 제1 커플링 전극(10)은 도전성 코팅(6)에 대해서 전기적으로 커플링되고, 이때 용량 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 스트립-형상의 제1 커플링 전극(10)은, 예를 들어, 금속 재료, 바람직하게 은으로 제조되고, 그리고, 예를 들어, 스크린인쇄에 의해 인쇄된다. 바람직하게, 그러한 전극은 10 mm 초과의 길이와 5 mm 이상의 폭, 보다 바람직하게 25 mm 초과의 길이와 5 mm 이상의 폭을 갖는다. 예시적인 실시예에서, 제1 커플링 전극(10)이 300 mm의 길이 및 5 mm의 폭을 갖는다. 제1 커플링 전극(10)의 두께는 바람직하게 0.015 mm 미만이다. 은으로 제조된 제1 커플링 전극(10)의 구체적인 전도도는 예를 들어, 61.35·106　/ohm·m이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 커플링 전극(10)은 상부 코팅 엣지(8)와 대략적으로 평행하게 도전성 코팅(6) 상에서 연장되고 도전성 코팅과 직접적으로 전기 접촉하며, 그리고 캐리어-프리 엣지 구역(28) 내로 연장된다. 이러한 경우에, 평면형 안테나의 안테나 신호들이 수신 성능(신호 레벨)과 관련하여 최적화되도록, 제1 커플링 전극(10)이 배치된다.
도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 도전성 코팅(6)은, 예를 들어, 레이저 가공에 의해, 캐리어 엣지(29)에 인접한 스트립-형상의 엣지 지역(15) 내에서, 복수의 전기 절연 단편들(16)로 분할되며, 그러한 단편들 사이에서, 각각의 경우에, 전기 절연 (스트립형) 지역들(17)이 위치된다. 엣지 지역(15)은 캐리어 엣지(29)에 실질적으로 평행하게 연장하고, 특히, 모든 변들 상에서 둘레를 따를 수 있다. 이러한 수단에 의해, 도전성 코팅(6)의 주변 도전성 구조물들에 대한, 예를 들어, 도전성 차체에 대한 용량성 커플링이 방지된다. 도전성 코팅(6)의 엣지 지역(15)이 평면형 안테나로서 동작하지 않기 때문에, 평면형 안테나로서 기능하도록 동작하는 도전성 코팅(6)의 부분이 코팅 엣지(8')에 의해 경계지어진다.
적층형 판부재(20)의 캐리어-프리 엣지 구역(28) 내에서, 접착제 층(4)에 매립되어, 선형의 차폐되지 않은 안테나 도전체(12)가 위치되며, 그러한 도전체는, 바람직하게 지역 방송 대역들 II 내지 V의 주파수 범위에서, 특히 바람직하게 지역 방송 대역들 III 내지 V의 주파수 범위에서, 전자기파의 수신을 위한 선형 안테나로서 기능하고, 이를 위해 적합하게 구성된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 안테나 도전체(12)는, 바람직하게 100 mm보다 길고 1mm보다 좁은 와이어(18)의 형태로 구현된다. 안테나 도전체(12)의 분배된 저항은 바람직하게 20 ohm/m 미만, 특히 바람직하게 10 ohm/m 미만이다. 설명된 실시예에서, 안테나 도전체(12)의 길이는 약 650 mm이고 폭은 0.75 mm 이다. 그 분배 저항은 예를 들어, 5 ohm/m 이다
안테나 도전체(12)는, 이러한 경우에, 예를 들어, 적어도 대략적인 직선-라인 경로를 갖고, 적층형 판부재(20)의 캐리어-프리 및 코팅-프리 엣지 구역(28) 내에 완전하게 위치되어, 예를 들어, 마스킹 스트립(9)의 지역 내의 차량 라이닝(도시하지 않음) 아래에서, 주로 판부재의 짧은 엣지(5b)를 따라서 연장한다. 안테나 도전체(12)는 판부재의 엣지(5) 및 코팅 엣지(8) 모두로부터 적절한 거리를 갖고, 그에 의해 도전성 코팅(6) 및 차체에 대한 용량성 커플링이 방지된다. 특히, 도전성 코팅(6)과 고주파용으로 효과적인 선형 안테나 사이의 거리 확대가, 바람직하게 단편화된 엣지 지역(15)에 의해 달성된다.
내부에 포함된 모든 지점이 평면형 안테나로서 기능하고 프로젝션 영역을 나타내는 도전성 코팅(6) 상으로(또는 평면형 안테나로서 동작하는 도전성 코팅(6)의 부분 상으로) 직교 평행 투영에 의해 이미지화될 수 있는 것으로 규정되는, 도 2a에 개략적으로 도시된 영역(30)의 외부에 안테나 도전체(12)가 위치되기 때문에, 선형 안테나는 평면형 안테나에 의해 전기적으로 영향을 받지 않는다. 투영 작업에 의해 규정되는 이러한 영역(30)은 가상의 경계 표면(32)에 의해 경계지어지고, 상기 가상의 경계 표면은 코팅 엣지(8 또는 8') 상에 배치되고 캐리어(21)에 대해서 수직으로 정렬된다. 단편화된 엣지 지역(15)의 경우에, 경계 표면(32)이 코팅 엣지(8') 상에 배치되는데, 이는 도전성 코팅(6)의 안테나 기능이 안테나 도전체의 위치결정에 중요하기 때문이다.
제1 커플링 전극(10)이 제1 도전체 콘택(11)(구체적으로 도시하지 않음) 상에서 선형 안테나 도전체(12)에 전기적으로 커플링된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제1 커플링 전극(10)이 안테나 도전체(12)에 전기적으로 커플링되고, 이때 용량성 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 제1 커플링 전극(10)의 제1 커넥터 콘택(11), 또는 제1 커플링 전극(10)과 안테나 도전체(12) 사이의 연결 지점이 평면형 안테나의 안테나 신호들의 픽업을 위한 안테나 풋 지점으로서 간주될 수 있다. 그러나, 안테나 도전체(12)의 제2 커넥터 콘택(14)은 평면형 안테나 및 선형 안테나 모두의 안테나 신호들의 픽업을 위한 공통 안테나 풋 지점(13)으로서 실제로 기능한다. 그에 따라, 평면형 안테나의 그리고 선형 안테나의 안테나 신호들이 제2 커넥터 콘택(14)에서 이용가능하게 된다.
제2 커넥터 콘택(14)이 안테나로서 기생적으로 작용하는 커넥터 도전체(19)에 전기적으로 커플링된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 커넥터 도전체(19)가 제2 도전체 콘택(14)에 전기적으로 커플링되나, 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 하이브리드 안테나 구조물(1)이, 커넥터 도전체(19) 및 커넥터(31)를 통해, 하류 전자 부품들에, 예를 들어, 안테나 증폭기에 전기적으로 연결되고, 안테나 신호들은 커넥터 도전체(19)를 통해 적층형 판부재(20)의 외부로 도출된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 커넥터 도전체(19)는 접착제 층(21)으로부터 판부재의 엣지(5)를 지나서 제4 판부재 표면(27)(측면 IV)까지 연장하고, 이어서 적층형 판부재(20)로부터 멀리 도출된다. 커넥터 도전체(19)가 가능한 한 짧고 그리고 커넥터 도전체의 안테나로서의 기생 효과가 최소화되어 고주파용으로 특별하게 디자인된 도전체를 이용하지 않을 수 있도록, 제2 커넥터 콘택(14)의 공간적 위치가 선택된다. 바람직하게, 커넥터 도전체(19)가 100 mm보다 짧다. 따라서, 커넥터 도전체(19)가, 이러한 경우에, 예를 들어, 차폐되지 않은 표준형 와이어 또는 코일 도전체로서 구현될 수 있으며, 그러한 표준형 와이어 또는 코일 도전체는 비용이 저렴하고 공간이 절약되며, 또한 비교적 단순한 연결 방법을 이용하여 연결될 수 있다. 이러한 경우에, 예를 들어, 편평한 도전체들로서 구현되는 커넥터 도전체(19)의 폭은, 바람직하게 판부재의 엣지(5)를 향해서 테이퍼링되어, 차체와의 용량성 커플링을 방지한다.
하이브리드 안테나 구조물(1)에서, 투명한, 도전성 코팅(6)이, 재료 조성에 따라, 다른 기능들을 충족시킬 수 있다. 예를 들어, 그러한 도전성 코팅은 태양광선으로부터의 보호, 온도조절, 또는 단열을 위한 열선 반사 코팅으로서, 또는 적층형 판부재(20)의 전기적 가열을 위한 가열 층으로서 기능할 수 있다. 이들 기능들은 본원 발명의 경우에 이차적으로 중요하다.
또한, 외측 판부재(2)는 제2 판부재 표면(25)(측면 II) 상에 도포되는 불투명한 채색 층을 구비하고 프레임형 둘레 마스킹 스트립(9)을 형성하고, 이는 도면들에서 구체적으로 도시되어 있지 않다. 채색 층은, 바람직하게, 외측 판부재(2)로 베이킹될 수 있는 전기적으로 비-도전성인 흑색 착색(black pigmented) 재료로 제조된다. 한편, 마스킹 스트립(9)은 적층형 판부재(20)를 차체 내로 접착할 수 있는 접착제 스트랜드의 가시성을 차단하고; 한편으로, 사용된 접착제 재료에 대한 UV 보호부로서 기능한다.
평면형 안테나로서 기능하는 도전성 코팅(6)은 판부재의 엣지(5a)에 인접하여 돌출하는 2개의 편평한 지역들을 구비하고, 이러한 경우에, 이는 제2 (용량성) 커플링 전극(36, 36')으로서 기능한다. 도 1에서, 2개의 편평한 돌출부들은 적어도 개략적으로 직사각형 형상을 갖고, 이때 용도에 적합한 임의의 다른 형상의 제공도 동일하게 이루어질 수 있다. 도전성 코팅(6)은, 2개의 제2 커플링 전극들(36, 36')에 인접한 편평한 섹션들에서, 단편화된 엣지 지역(15)을 갖지 않는다. 이러한 경우에, 2개의 제2 커플링 전극들(36, 36')이 다른 코팅-프리 엣지 스트립(7) 내로 연장한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 도전성 코팅(6)을 갖는 캐리어(4)가 도전성 구조물(37)에 대향하는 위치로 도입되고 그 구조물에 용량적으로 커플링된다. 보다 정확하게: 제2 커플링 전극(36, 36')에 상응하고 제1 용량성 커플링 표면으로서 기능하는 코팅(6)의 제1 편평 섹션(40, 40')은 제2 용량성 커플링 표면(커플링 카운터 표면)으로서 기능하는 도전성 구조물(37)의 제2 표면 섹션(41)에 대한 평행한 대향 위치에 위치되며, 이때 2개의 제1 커플링 표면들은 제2 커플링 표면에 대해서 용량적으로 커플링된다. 도전성 구조물(37)은, 예를 들어, 차량의 본체일 수 있다. 도전성 구조물(37)은, 이러한 경우에, 예를 들어, 접착제 비드(bead)(38)에 의해 내측 판부재(3)의 제4 판부재 표면(27)에 고정적으로 본딩된다. 그 후에, 도전성 코팅(6)이 2개의 제2 커플링 전극들(36, 36')에 의해 도전성 구조물(37)에 용량적으로 커플링된다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 2개의 제2 커플링 전극들(36, 36') 외부의 도전성 코팅(6)은 도전성 구조물(37)에 대향하는 위치 내에 배치되지 않으며, 그에 따라 도전성 구조물(37)에 용량적으로 커플링되지 않는다.
이제, 예를 들어, 차량 내에서, 시간 기록형(clocked) 전기 디바이스들, 예를 들어, 센서들, 카메라들, 엔진 제어 디바이스 등의 다양한 간섭원들은, 큰 안테나 영역 때문에 평면형 안테나로서 기능하는 도전성 코팅(6)에 의해 수신될 수 있는 자유 공간 전자기파 형태의 전자기적 간섭 신호들을 방출할 수 있다. 도 1에서, 예로서, 2개의 물리적 간섭원들(39, 39')이 상단부 및 하단부의 판부재의 긴 엣지(5a)에서 코팅-프리 엣지 스트립(7)의 지역 내의 투영 사이트(site)에 의해 개략적으로 도시된다.
평면형 안테나에 의해 수신된 2개의 간섭원들(39, 39')의 간선 신호들은, 2개의 간섭 영역 구역원(42, 42') 내에서, 극히 큰 신호 진폭 또는 규정가능한 진폭 값보다 큰 신호 진폭을 갖는다. 상부의 간섭 영역 구역원(42)의 지점들은 상부 간섭원(39)으로부터 극히 짧은 (예를 들어, 수직인) 거리를 갖고, 하부의 간섭 영역 구역원(42')의 지점들은 하부 간섭원(39')으로부터 극히 짧은 (예를 들어, 수직인) 거리를 갖는다. 간섭 영역 구역원(42, 42')의 형상들은 간섭원들(39, 39')의 각각의 형상에 의존하고, 도 1에 도시된 형상들이 단지 예로서 간주될 것임을 이해할 수 있을 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제2 커플링 전극(36)은, 제1 커플링 전극(10)에 인접하여 배치되고 제1 커플링 전극(10)과 상부 간섭원(39)의 상부 간섭 영역 구역원(42) 사이에 위치된다. 이어서, 제2 커플링 전극(36)은, 이러한 경우에, 예를 들어, 지역 방송 대역들 III-V의 주파수 범위의 간섭 신호들의 최소 파장의 1/4에 상응하는 7.5 cm 미만인, 제1 커플링 전극(10)으로부터의 기하학적 거리를 갖는다. 제2 커플링 전극(36')이 하부 간섭원(39')의 하부 간섭 영역 구역원(42')에 인접하여 배치된다. 제2 커플링 전극(36')은, 이러한 경우에, 예를 들어, 7.5 cm 미만인, 하부 간섭 영역 구역원(42')으로부터의 기하학적 거리를 갖는다. 또한, 2개의 제2 커플링 전극들(36, 36')은, 도전성 구조물(37)의 커플링 카운터 표면과 함께, 주파수-선택적인 통과 거동을 갖고 하이패스 필터로서 작용하며, 이때 2개의 제2 커플링 전극들(36, 36') 및 도전성 구조물(37)의 커플링 카운터 표면은, 이러한 경우에, 예를 들어, 170 MHz를 초과하는 주파수들의 통과만을 허용하도록 구성된다. 그에 따라, 2개의 제2 커플링 전극들(36, 36')이 지역 방송 대역들 III-V에 대해서 주파수-선택적으로 작용한다. 이러한 경우에, 2개의 간섭원들(39, 39')의 간섭 신호들이 170 MHz를 초과하는 주파수 범위에 위치되는 것으로 상정된다. 희망하는 주파수 선택비는 도전성 구조물(37)에 용량적으로 커플링된 제2 커플링 전극들(36, 36')의 용량적 성질들을 셋팅함으로써 간단한 방식으로 얻어질 수 있다. 이를 위해, 제2 커플링 전극들(36, 36') 및 대향 위치에 배치된 도전성 구조물(37)의 (용량적으로 활성인) 표면들의 크기 및 이들 용량적으로 활성인 표면들 사이의 거리의 크기를 적절한 방식으로 셋팅하기만 하면 된다.
그에 따라, 상부 간섭원(39)으로부터(그리고, 추가적으로, 하부 간섭원(39')으로부터) 수신된 간섭 신호들이 상부의 제2 커플링 전극(36)의 주파수-선택적인 통과 거동을 기초로 평면형 안테나로서 기능하는 도전성 코팅(6)으로부터 우선적으로 추출된다. 또한, 상부 제2 커플링 전극(36) 및 상부 간섭 영역 구역원(42)을 포함하는 도전성 코팅(6)의 표면 섹션으로부터 제1 커플링 전극(10)과 상부 간섭 영역 구역(42) 사이의 물리적 위치를 기초로, 상부 간섭원(39)의 간섭 신호들이 제2 커플링 전극(36)으로부터 우선적으로 추출된다. 한편, 하부의 간섭 영역 구역원(42')에 대한 제2 커플링 전극(36')의 물리적 근접도를 기초로, 그리고 또한, 하부의 제2 커플링 전극(36')으로부터의 우선적인 제2 커플링 전극(36')의 주파수-선택적인 통과 거동을 기초로, 하부 간섭원(39')으로부터 수신된 간섭 신호들이 도전성 코팅(6)으로부터 우선적으로 추출된다. 하부의 간섭 영역 구역원(42')에 대한 제2 커플링 전극(36')의 물리적 근접도는, 신호 수신시, 하부의 제2 커플링 전극(36')과 하부 간섭 영역 구역원(42')을 포함하는 표면 섹션 사이의 전위차를 유발하고, 그러한 전위차는 이러한 표면 섹션과 제 커플링 전극(10) 사이의 전위차보다 크며, 그에 따라 이들 간섭 신호들이 하부의 제2 커플링 전극(36')을 통해 우선적으로 추출된다.
그러나, 제1 커플링 전극(10)은 간섭 영역 구역원(42, 42')과 상이한 도전성 코팅(6)의 편평한 섹션들로부터 안테나 신호들을 추출할 수 있고, 이때, 신호 수신시, 제1 커플링 전극(10)에 대한 전위차들이 나타나며, 그러한 전위차는 2개의 제2 커플링 전극들(36, 36')에 대한 전위차보다 크다. 도전성 구조물(37)(접지)을 통해 간섭 신호들로서 추출되는 주파수 범위 내의 유효 신호들이 선형 안테나로서 기능하는 안테나 도전체(12)를 통해 바람직하게 수신될 수 있고, 그에 따라 실질적으로 신소 손실이 발생하지 않는다. 안테나 도전체(12)는 간섭원들(39, 39')의 간섭 신호들에 의해 간섭되지 않거나 또는 무시할 수 있을 정도로만 간섭된다. 그에 따라, 하이브리드 안테나 구조물(1)을 갖는 안테나 조립체(100)가 뛰어난 신호 대 잡음비에 의해 차이를 보인다.
하이브리드 안테나 구조물(1)을 갖는 안테나 조립체(100)의 여러 가지 실시예들이 다른 도면들을 참조하여 이하에서 설명되고, 이때, 각각의 경우에, 도전성 구조물(37)에 대한 제2 커플링 전극들(36, 36')의 용량적으로 커플링이 실현된다.
하이브리드 안테나 구조물(1)을 갖는 안테나 조립체(100)의 제1 변형예가 도시된 도 3a 및 3b를 참조한다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 도 1, 2a 및 2b의 예시적인 실시예에 비해서 상이한 점들만 설명하고; 나머지에 대해서는 전술한 내용을 참조한다. 이러한 변형예에 따르면, 도전성 코팅(6)이 내측 판부재(3)의 제3 판부재 표면(26)(측면 III) 상에 도포됨에 따라, 도전성 코팅(6)에 대한 캐리어(4)가 적층형 판부재(20) 내에 제공되지 않는다. 도전성 코팅(6)은 판부재의 엣지(5)까지 완전히 연장하지는 않고, 그에 따라 둘레의 코팅-프리 엣지 스트립(7)이 제3 판부재 표면(26)의 모든 변들 상에서 유지된다. 둘레 엣지 스트립(7)의 폭은 크게 달라질 수 있다. 바람직하게, 엣지 스트립(7)의 폭은 0.2 내지 1.5 cm의 범위, 보다 바람직하게 0.3 내지 1.3 cm의 범위, 특히 바람직하게 0.4 내지 1.0 cm 범위이다. 엣지 스트립(7)은 특히 외부를 향한 도전성 코팅(6)의 전기 절연을 위해 그리고 주변 도전성 구조물들에 대한 용량적 커플링의 감소를 위한 기능을 한다. 엣지 스트립(7)은, 예를 들어, 마모성 제거, 레이저 제거, 또는 에칭에 의한 도전성 코팅(6)을 추후에 제거하는 것에 의해, 또는 제3 판부재 표면(26) 상에 도전성 코팅(6)을 도포하기에 앞서서 내측 판부재(3)를 마스킹하는 것에 의해, 생성될 수 있다.
선형 안테나로서 기능하는 안테나 도전체(12)가 코팅-프리 엣지 스트립(7)의 지역 내에서 제3 판부재 표면(26) 상에 도포된다. 도시된 변형예에서, 안테나 도전체(12)는 편평한 도전체 경로(35) 형태로 구현되고, 그러한 경로는 바람직하게 금속 인쇄 페이스트의 인쇄, 예를 들어, 스크린인쇄에 의해 도포된다. 그에 따라, 선형 안테나 및 평면형 안테나가 내측 판부재(3)의 동일한 표면(측면 III) 상에 위치된다. 스트립-형상의 제1 커플링 전극(10)이 안테나 도전체(12) 위에서 연장하고 그 도전체에 전기적으로 연결되며, 이때 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 안테나 도전체(12)는 도 3a에 개략적으로 도시된 영역(30) 외부에 위치되며, 여기에서 모든 지점들은 평면형 안테나 상으로 직교 평행 투영에 의해 이미지화될 수 있으며, 그에 따라 선형 안테나가 평면형 안테나에 의해 전기적으로 로딩되지 않는다. 도 3a는 영역(30)을 경계 짓는 (가상의) 경계 표면(32)을 개략적으로 도시하며, 그러한 경계 표면은 제3 판부재 표면(26)에 대해서 수직으로 정렬되고 그리고 (엣지 영역(15)에서) 코팅 엣지(8 또는 8') 상에 배치된다. 다시 말해서, 선형 안테나 도전체(12)가 구체적으로 설명되지 않은 영역 내에 위치되고, 이때 모든 지점들은 투영 영역으로서 기능하는 코팅-프리 엣지 스트립(7) 상으로의 직교 평행 투영에 의해 이미지화될 수 있다. 이러한 방식으로, 평면형 안테나에 의한 선형 안테나의 전기적인 로딩이 바람직하게 회피된다.
도 4a 및 4b는 하이브리드 안테나 구조물(1)을 갖는 안테나 조립체(100)의 제2 변형예를 도시하며, 이때 도 3a 및 3b의 제1 변형예와 다른 점들만을 설명하고; 나머지에 대해서는 전술한 내용을 참조한다. 이러한 변형예에 따르면, 적층형 판부재(20)가 제공되지 않고, 예를 들어, 외측 판부재(2)에 상응하는 하나의 개별적인 판부재를 갖는 단일 판 유리만이 제공된다. 도전성 코팅(6)이 제1 판부재 표면(24)(측면 I) 상으로 도포되고, 그러한 도전성 코팅(6)은 판부재의 엣지(5)까지 완전히 도달하지 않고, 그에 따라 둘레의 코팅-프리 엣지 스트립(7)이 제1 판부재 표면(24)의 모든 변들 상에서 유지된다. 코팅-프리 엣지 스트립(7)의 지역 내에서, 도전체 경로(35)의 형태로 구현되고 선형 안테나로서 기능하는 선형 안테나 도전체(12)가 제1 판부재 표면(24) 상에 도포된다. 그에 따라, 안테나 도전체(12)가 도 4a에 개략적으로 도시된 영역(30) 외부에 위치되고, 여기에서 모든 지점들은 평면형 안테나 상으로 직교 평행 투영에 의해 이미지화될 수 있다. 커넥터 도전체(19)가 안테나 도전체(12)의 제2 커넥터 콘택(14)과 접촉되고 이어서 안테나 도전체(12)로부터 멀리 외측 판부재(2)의 동일한 변 상으로 도출된다.
도 5a 및 5b는 하이브리드 안테나 구조물(1)을 갖는 안테나 조립체(100)의 제3 변형예를 도시하며, 이때 도 1, 2a 및 2b의 예시적인 제1 실시예와 다른 점들만을 설명하고; 나머지에 대해서는 전술한 내용을 참조한다. 이러한 변형예에 따르면, 캐리어(4)가 적층형 판부재(20) 내에 제공되고, 그러한 캐리어의 상부에는 도전성 코팅(6)이 도포된다. 스트립-형상의 제1 커플링 전극(10)이 내측 판부재(3)의 제4 표면(측면 IV) 상으로 도포되고 그리고 평면형 안테나로서 기능하는 도전성 코팅(6)에 용량적으로 커플링된다. 선형 안테나로서 기능하는 안테나 도전체(12)는 유사하게, 예를 들어, 스크린인쇄 등의 인쇄에 의해, 내측 판부재(3)의 제4 판부재 표면(27) 상으로 도포되고, 그리고 커플링 전극에 전기적으로 커플링되나, 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 그에 따라, 평면형 안테나 및 선형 안테나가 서로 상이한 기판들의 다른 표면들 상에 위치된다. 안테나 도전체(12)가 영역(30) 외부에 위치되고, 여기에서 모든 지점들은 평면형 안테나(6) 상으로 직교 평행 투영에 의해 이미지화될 수 있고, 그에 따라 선형 안테나는 평면형 안테나에 의해 전기적으로 로딩되지 않는다. 커넥터 도전체(19)가 안테나 도전체(12)와 접촉하고 적층형 판부재(20)로부터 멀리 직접적으로 도출된다.
도 6은 하이브리드 안테나 구조물(1)을 갖는 안테나 조립체(100)의 제4 변형예를 도시하며, 이때 도 5a 및 5b의 제3 변형예와 다른 점들만을 설명하고; 나머지에 대해서는 전술한 내용을 참조한다. 이러한 변형예에 따르면, 편평한 도전체 경로(35)로서 구성된 선형 안테나 도전체(12)가 내측 판부재(3)의 제3 판부재 표면(26) 상에 도포된다. 제2 연결 도전체(34)가 안테나 풋 지점 내에서 안테나 도전체(12) 상으로 도포되고 내측 판부재(3)의 제4 판부재 표면(27)(측면 IV)까지 판부재의 짧은 엣지(5b)를 지나서 연장한다. 설명된 변형예에서, 제2 연결 도전체(34)가 안테나 도전체(12)에 전기적으로 커플링되고, 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 제2 연결 도전체(34)가, 예를 들어, 커플링 전극(10)과 동일한 재료로 제조될 수 있다. 커넥터 도전체(19)는 제4 판부재 표면(27) 상에서 제2 연결 도전체(34)와 접촉하고 적층형 판부재(20)로부터 멀리 도출된다. 스트립-형상의 편평한 도전체로서 구성된 제2 연결 도전체(34)의 폭(연장 방향에 수직인 치수)이 바람직하게 판부재의 짧은 엣지(5b)를 향해서 테이퍼링되며, 그에 따라 도전성 코팅(6)과 도전성 차체 사이의 용량적 커플링이 방지될 수 있다.
도 7, 8a 및 8b은 본원 발명에 따른 하이브리드 안테나 구조물(1)을 갖는 안테나 조립체의 예시적인 제2 실시예를 도시하며, 이때 도 1, 2a 및 2b의 예시적인 제1 실시예와 다른 점들만을 설명하고; 나머지에 대해서는 전술한 내용을 참조한다. 이러한 실시예에 따라, 적층형 판부재(20)가 접착제 층(21) 내에 매립된 캐리어(4) 및 제2 캐리어 표면(23) 상에 도포된 투명한 도전성 코팅(6)을 구비한다. 도전성 코팅(6)은, 단편화된 엣지 영역(15)을 구현하지 않고, 제2 캐리어 표면(23)의 전체 표면 상에 도포되나; 단편화된 엣지 영역의 제공도 마찬가지로 가능하다.
제1 커플링 전극(10)이 도전성 코팅(6)과 접하고 전기적으로 커플링되나, 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 제1 커플링 전극(10)이 상부의 판부재의 긴 엣지(5a)를 지나서 내측 판부재(3)의 제4 판부재 표면(27)(측면 IV)까지 연장한다. 선형 안테나 도전체(12)는, 도 5a 및 5b와 관련하여 설명한 예시적인 제1 실시예의 제3 변형예와 유사하게, 내측 판부재(3)의 제4 판부재 표면(27) 상에 도전체 경로(35)로서 도포된다. 그 다른 단부에서, 제1 커플링 전극(10)이 안테나 도전체(12)와 접하고 전기적으로 커플링되나, 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 안테나 도전체(12)가 영역(30) 외부에 위치되며, 여기에서 모든 지점들은 평면형 안테나 상으로 직교 평행 투영에 의해 이미지화될 수 있고, 그에 따라 선형 안테나는 평면형 안테나에 의해 전기적으로 로딩되지 않는다. 커넥터 도전체(19)가 안테나 도전체(12)와 접촉하고 적층형 판부재(20)로부터 멀리 직접적으로 도출된다.
도 9는, 반복을 피하기 위해, 도 7, 8a 및 8b에 설명된 예시적인 제2 실시예와 다른 점들만을 갖는 변형예를 도시한다. 이러한 실시예에 따르면, 제1 커플링 전극(10)이 도전성 코팅(6)의 지역 내에서만 구현되고, 상기 지역과 직접적인 접촉으로 접하고, 그에 따라 도전성 코팅(6)에 전기적으로 커플링되며, 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 제1 연결 도전체(33)는, 그 단부들 중 하나에서, 직접적인 접촉으로 제1 커플링 전극(10)과 접하고 도전성 코팅(6)에 전기적으로 커플링되나, 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 제1 연결 도전체(33)는 판부재의 상부의 긴 엣지(5a)를 지나서 내측 판부재(3)의 제4 판부재 표면(27)(측면 IV)까지 연장하고, 그 다른 단부에서, 도전체 경로로서 구현된 안테나 도전체(12)와 접촉한다. 제1 연결 도전체(33)가 안테나 도전체(12)와 직접적인 접촉으로 접하고, 예를 들어, 납땜 콘택에 의해 전기적으로 커플링되나, 용량적 커플링의 제공도 동일하게 가능하다. 제1 연결 도전체(33)는, 예를 들어, 제1 커플링 전극(10)과 동일한 재료로 제조될 수 있고, 그에 따라 제1 커플링 전극(10)과 제1 연결 도전체(33)가 함께 2-부분 커플링 전극으로서 간주될 수 있다. 스트립-형상의 편평한 도전체로서 구성된 제1 연결 도전체(33)의 폭(연장 방향에 대해서 수직인 치수)은 바람직하게 판부재의 긴 엣지(5a)를 향해서 테이퍼링되고, 그에 따라 도전성 코팅(6)과 차체 사이의 용량적 커플링이 방지된다.
본원 발명은 전자기파들의 대역폭 최적화 수신을 가능하게 하는 하이브리드 안테나 구조물을 갖는 안테나 조립체를 이용할 수 있게 하며, 여기에서 평면형 및 선형 안테나 조합을 통해, 만족스러운 수신 성능이 대역들 I-V의 전체 주파수 범위에 걸쳐 달성될 수 있다. 자유 공간파로서 평면형 안테나에 의해 수신되는 외부 간섭원들의 간섭 신호들이 평면형 안테나에 용량적으로 커플링된 접지를 통해 추출될 수 있는 가능성에 의해, 안테나 조립체가 우수한 신호 대 잡음비를 갖는다.
1; 안테나 구조물
2; 외측 판부재
3; 내측 판부재
4; 캐리어
5; 판부재의 엣지
5a; 판부재의 긴 엣지
5b; 판부재의 짧은 엣지
6; 코팅
7; 엣지 스트립
8, 8'; 코팅 엣지
9; 마스킹 스트립
10; 제1 커플링 전극
11; 제1 커넥터 콘택
12; 안테나 도전체
13; 안테나 풋 지점
14; 제2 커넥터 콘택
15; 엣지 지역
16; 단편
17; 절연 지역
18; 와이어
19; 커넥터 도전체
20; 적층형 판부재
21; 접착제 층
22; 제1 캐리어 표면
23; 제2 캐리어 표면
24; 제1 판부재 표면
25; 제2 판부재 표면
26; 제3 판부재 표면
27; 제4 판부재 표면
28; 엣지 구역
29; 캐리어 엣지
30; 영역
31; 커넥터
32; 경계 표면
33; 제1 연결 도전체
34; 제2 연결 도전체
35; 도전체 경로
36, 36'; 제2 커플링 전극
37; 도전성 구조물
38; 접착제 비드
39, 39'; 간섭원
40, 40'; 제1 편평 섹션
41; 제2 편평 섹션
42, 42'; 간섭 영역 구역원
100; 안테나 조립체

Claims (13)

  1. 안테나 조립체(100)로서:
    - 적어도 하나의 전기 절연성의 투명한 기판(2-4);
    - 적어도 섹션-방식으로 상기 기판의 표면(22-27)을 덮고 적어도 섹션-방식으로 전자기파를 수신하기 위한 평면형 안테나로서 기능하는, 투명한 적어도 하나의 도전성 코팅(6);
    - 상기 평면형 안테나로부터 유효 신호를 추출하도록 상기 도전성 코팅(6)에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제1 커플링 전극(10);
    - 간섭 신호들이 상기 평면형 안테나에 의해 수신될 수 있도록 배치된 적어도 하나의 간섭원(39, 39');
    - 접지로서 작용하는 도전성 구조물(37), 예를 들어, 금속 차체 또는 금속 윈도우 프레임; 및
    - 상기 평면형 안테나로부터 상기 적어도 하나의 간섭원(39, 39')의 간섭 신호들을 추출하도록 상기 도전성 코팅(6)에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')은 제1 커플링 표면(40, 40')을 갖고, 상기 도전성 구조물(37)은 상기 제1 커플링 표면(43)에 용량적으로 커플링된 제2 커플링 표면(41)을 갖고, 상기 제1 커플링 표면(40, 40')과 상기 제2 커플링 표면(41)은 상기 평면형 안테나로부터 추출되는 간섭 신호들에 상응하는 주파수 범위의 통과를 선택적으로 허용하도록 구성되고,
    상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')은 상기 도전성 코팅(6)의 돌출 엣지 섹션 형태로 구현된, 안테나 조립체(100).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')이 상기 제1 커플링 전극(10)에 근접하여, 상기 제1 커플링 전극(10)으로부터 상기 간섭 신호의 최소 파장의 1/4 미만인 거리를 두고 배치되는, 안테나 조립체(100).
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')은, 상기 적어도 하나의 간섭원(39, 39')으로부터 가능한 한 짧은 거리에 있는 지점들을 갖는 상기 도전성 코팅(6)의 간섭 영역 구역원(42, 42')과 상기 제1 커플링 전극(10) 사이에 배치되는, 안테나 조립체(100).
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')과 상기 적어도 하나의 간섭원(39, 39')으로부터 가능한 한 짧은 거리에 있는 지점들을 갖는 상기 도전성 코팅(6)의 간섭 영역 구역원(42, 42') 사이의 기하학적 거리가 상기 제1 커플링 전극(10)과 상기 간섭 영역 구역원(42, 42') 사이의 기하학적 거리보다 짧은, 안테나 조립체(100).
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')은 상기 간섭 영역 구역원(42, 42')으로부터 상기 간섭 신호의 최소 파장의 1/4 미만인 거리에 있는, 안테나 조립체(100).
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 도전성 구조물(37) 및 상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')의 용량적으로 커플링된 커플링 표면들(40, 40', 41)은 170 MHz를 초과하는 주파수 범위의 통과를 선택적으로 허용하도록 구성된, 안테나 조립체(100).
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 커플링 전극(10)은 전자기파를 수신하기 위한 선형 안테나로서 기능하는 차폐되지 않은 선형 안테나 도전체(12)에 전기적으로 커플링되고, 상기 선형 안테나 도전체는 투영 영역으로서 기능하는 평면형 안테나 상으로의 직교 평행 투영에 의해 투영될 수 있는 영역(30)의 외부에 위치되고, 이에 따라 상기 선형 안테나의 하나의 안테나 풋 지점(foot point)이 상기 선형 안테나와 평면형 안테나의 공통 안테나 풋 지점(13)으로 되는, 안테나 조립체(100).
  9. 안테나 구조물(1)로서:
    - 적어도 하나의 전기 절연성의, 투명한 기판(2-4);
    - 적어도 섹션-방식으로 상기 기판의 표면(22-27)을 덮고 적어도 섹션-방식으로 전자기파를 수신하기 위한 평면형 안테나로서 기능하는, 투명한 적어도 하나의 도전성 코팅(6);
    - 상기 평면형 안테나로부터 유효 신호를 추출하도록 상기 도전성 코팅(6)에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제1 커플링 전극(10);
    - 상기 평면형 안테나로부터 적어도 하나의 간섭원(39, 39')의 간섭 신호들을 추출하도록 상기 도전성 코팅(6)에 전기적으로 커플링된 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')은 전기적 접지로서 작용하는 도전성 구조물(37)의 제2 커플링 표면(41)에 용량적으로 커플링되도록 구성된 제1 커플링 표면(40, 40')을 갖고, 상기 제1 커플링 표면(40, 40')은, 상기 제2 커플링 표면(41)과 함께, 상기 평면형 안테나로부터 커플링 아웃되는 간섭 신호들에 상응하는 주파수 범위의 통과를 선택적으로 허용하도록 구성되고
    상기 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')은 상기 도전성 코팅(6)의 돌출 엣지 섹션의 형태로 구성된, 안테나 구조물(1).
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    육상, 항공, 또는 해상의 운송 수단에서, 특히 차량에서 예를 들어 앞유리, 뒷유리, 옆유리, 및/또는 유리 천장으로서 뿐만 아니라, 가구, 디바이스들, 및 건물들에서의 내장형 부품으로서, 및 기능적 개별 피스로서 사용되는, 안테나 구조물(1).
  12. 안테나 조립체(100)의 동작 방법으로서:
    - 적어도 하나의 전기 절연성의, 투명한 기판(2-4)에 도포된 투명한 도전성 코팅(6)의 형태로 구현된 평면형 안테나에 의해 유효 신호들을 수신하는 단계;
    - 상기 코팅(6)에 전기적으로 커플링된 제1 커플링 전극(10)에 의해 평면형 안테나로부터 유효 신호들을 추출하는 단계; 및
    - 상기 코팅(6)에 전기적으로 커플링된 제2 커플링 전극(36, 36')에 의해 상기 평면형 안테나에 의해 수신되는 적어도 하나의 간섭원(39, 39')의 간섭 신호들을 상기 평면형 안테나로부터 선택적으로 추출하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 커플링 전극(36, 36')은 접지로서 작용하는 도전성 구조물(37), 예를 들어, 금속 차체 또는 금속 윈도우 프레임에 용량적으로 커플링되고, 상기 제2 커플링 전극(36, 36')은 제1 커플링 표면(40, 40')을 갖고, 상기 도전성 구조물(37)은 상기 제1 커플링 표면(40, 40')에 용량적으로 커플링된 제2 커플링 표면(41)을 갖고,
    상기 평면형 안테나에 의해 수신되는 간섭 신호들은 상기 도전성 코팅(6)의 돌출 엣지 섹션 형태로 구성된 적어도 하나의 제2 커플링 전극(36, 36')을 통해 상기 평면형 안테나로부터 추출되는, 안테나 조립체(100)의 동작 방법.
  13. 삭제
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