Abstract
A transparent antenna designed on the front glass of an automobile operating in the FM broadcast band(88~108 MHz) is proposed. A transparent antenna designed on the front glass of the automobile to avoid space limitation is typically positioned as a roof-mounted shark-fin antenna. An antenna designed on the front glass can reasonably solve the problems of low reception sensitivity and radiated interference from antennas for other service bands. The front glass has a unique closed-line structure, and this structure causes the surface current to flow to the front glass's surroundings; thus, the first resonance is caused before the broadcast band. Through the use of this closed-line structure, the surface current distribution is controlled, and an antenna for which the first resonance is operating in the frequency-modulated(FM) band can be designed. Moreover, the use of a micro-metal-mesh film that is a transparent electrode, suitable for designing a radio frequency device, enables the antenna to minimize visual perception through its transparency. The measured reflection coefficient($S_{11}$) of the antenna is less than -6 dB, and the average peak gain is -0.9 dB in the FM band. Experiments show that the transparent antenna on the front glass offers both the space and design freedom required to develop future automotive antennas.
본 논문에서는 FM 방송대역(88~108 MHz)에서 동작하는 자동차 전면 글래스 상에 설계되는 투명 안테나를 제안한다. 투명 안테나는 전형적으로 차량 지붕에 설치된 샤크핀 안테나의 공간적 제한을 피하기 위해 차량 전면 글래스에 구현하였다. 전면 글래스에 설계되는 안테나는 낮은 수심감도와 다른 서비스대역의 안테나로부터의 방사간섭 문제를 합리적으로 해결할 수 있다. 전면 글래스는 고유한 closed-line 구조를 가지고 있으며, 이 구조로 인해 전면 글래스 외곽의 차체 표면으로 전류가 흐르게 되어 FM 방송대역 이전 부분에서 첫 공진점이 발생한다. Closed-line 구조를 이용한 표면 전류 길이 제어를 통해 첫 공진점이 FM 대역에서 동작하는 안테나를 설계하였다. 또한, RF 수동소자로 설계하기 적합한 투명전극 소자 마이크로 메탈메쉬 필름의 투명성을 통해 시각적 인식의 최소화 하였다. 측정된 안테나는 FM 대역에서 반사계수는 -6 dB 이하이며, average peak gain은 -0.9 dB이다. 본 연구를 통해 제안된 전면 글래스 투명안테나는 미래의 자동차 안테나 개발에 필요한 공간과 설계 자유에 대한 가능성을 보여주었다.
