CN110197944B - 集成天线模块以及车载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种集成天线模块以及车载系统，能够使用多样的电磁波来确保恰当的通信。应用于车载系统的集成天线模块(1)的特征在于，具备被搭载于车辆且包含多个天线元件(11)的天线元件组(10)，天线元件组(10)构成能够将多个天线元件(11)组合而发送或接收多个电磁波的多个天线(12)。其结果，集成天线模块(1)以及车载系统通过具备上述构成，从而实现能够使用多样的电磁波来确保恰当的通信这样的效果。

Description

集成天线模块以及车载系统
技术领域
本发明涉及一种集成天线模块以及车载系统。
背景技术
作为搭载于车辆的现有的天线模块，例如，在专利文献1中公开了一种安装于车厢顶棚面的顶置模块(overhead module)。该顶置模块容纳有车载无线装置用的天线，并且该天线的一部分或全部被配置在电磁波收发区域内。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-171019号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而，上述专利文献1中记载的顶置模块例如根据近来的汽车的互联汽车(Connected Car)化的发展，寻求使用更多样的电磁波的通信。即使在该情况下，也希望顶置模块能够确保恰当的通信，在这点上存在进一步改善的余地。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供一种能够使用多样的电磁波来确保恰当的通信的集成天线模块以及车载系统。
用于解决问题的技术手段
为了实现上述目的，本发明所涉及的集成天线模块的特征在于，具备天线元件组，所述天线元件组被搭载于车辆且包含多个天线元件，所述天线元件组构成能够将所述多个天线元件组合而发送或接收多个电磁波的多个天线。
另外，在上述集成天线模块中，所述天线元件组构成能够将所述多个天线元件组合而发送或接收多个不同频率的电磁波的所述多个天线。
另外，在上述集成天线模块中，所述多个天线元件的至少一部分可以平面状地设置在被形成为板状的板状部件。
另外，在上述集成天线模块中，所述多个天线元件的至少一部分以能够内置在所述车辆的内部或内置在露出到所述车辆的外部地设置的树脂部件的薄型结构构成。
另外，在上述集成天线模块中可以具备：通信控制模块，所述通信控制模块控制所述天线元件组的工作；以及壳体，所述壳体组装有所述多个天线元件中的至少一部分以及所述通信控制模块中的至少一部分。
另外，在上述集成天线模块中可以具备光信号传输部，所述光信号传输部存在于所述多个天线元件与所述通信控制模块之间，将电信号转换为光信号，并且对该转换成的光信号进行传输，并将该传输到的光信号转换为电信号。
另外，在上述集成天线模块中可以是，所述天线元件组包含多个主天线元件以及设置在与所述多个主天线元件不同位置的辅助天线元件来作为所述多个天线元件。
另外，在上述集成天线模块中可以是，所述天线元件组中的所述多个天线元件根据情况被区分使用，从而以多个不同的收发模式来进行工作。
为了实现上述目的，本发明所涉及的车载系统的特征在于，具备：集成天线模块，所述集成天线模块搭载于车辆，并能够发送或接收电磁波；以及路由器，所述路由器与所述集成天线模块电连接，并在所述集成天线模块与搭载于所述车辆的车载设备之间中继通信，所述集成天线模块具备包含多个天线元件的天线元件组，所述天线元件组构成能够将所述多个天线元件组合而发送或接收多个电磁波的多个天线。
发明效果
本发明所涉及的集成天线模块以及车载系统通过具备上述构成，从而实现能够使用多样的电磁波来确保恰当的通信这样的效果。
附图说明
图1是示出实施方式所涉及的车载系统的概要构成的框图。
图2是示出实施方式所涉及的集成天线模块的单元构成例的示意性框图。
图3是示出实施方式所涉及的集成天线模块的单元构成例的示意性框图。
图4是示出实施方式所涉及的集成天线模块的单元构成例的示意性框图。
图5是包含实施方式所涉及的集成天线模块的天线元件、通信控制模块在内的示意性立体图。
图6是包含实施方式所涉及的集成天线模块的天线元件在内的示意性立体图。
图7是包含实施方式所涉及的集成天线模块的壳体、电缆在内的示意性立体图。
图8是示出实施方式所涉及的集成天线模块的平面薄膜天线的具体例的示意性立体图。
图9是示出实施方式所涉及的集成天线模块的天线元件组的扩展性的具体例的示意图。
图10是示出实施方式所涉及的集成天线模块的通信控制模块的构成例的示意性框图。
图11是示出实施方式所涉及的集成天线模块的通信控制模块的构成例的示意性框图。
图12是示出实施方式所涉及的集成天线模块的配置例的示意性立体图。
图13是示出实施方式所涉及的集成天线模块的配置例的示意性立体图。
图14是示出实施方式所涉及的集成天线模块的配置例的示意性立体图。
图15是示出搭载实施方式所涉及的集成天线模块的车顶部件的示意图。
图16是示出实施方式所涉及的集成天线模块的光信号传输部的构成例的示意性框图。
图17是示出实施方式所涉及的集成天线模块的光信号传输部的构成例的示意性框图。
图18是说明实施方式所涉及的集成天线模块的天线元件组的多个频带模式的示意图。
图19是实施方式所涉及的集成天线模块的天线元件组的定向性可变模式/定向性固定模式的示意图。
图20是说明实施方式所涉及的集成天线模块的天线元件组的全向天线模式/定向天线模式的示意图。
图21是说明实施方式所涉及的集成天线模块的辅助天线的一例的示意图。
符号说明
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1J 集成天线模块
2 车载路由器(路由器)
3 集线器
4 网关
10、10A、10B、10C、10D 天线元件组
11、11A、11B、11C、11D、11E、11F、11G、11H、11I、11J、11K、11L、11M、11N、11O、11P、11Q、11R、11S、11T 天线元件
12、12A、12B、12C、12D、12E、12F、12G、12H、12I、12J、12K、12L、12M、12N、12O、12P、12Q、12R、12S、12T、12U 天线
16 主天线元件
17 辅助天线元件
20 通信控制模块
30 壳体
40 安装部件(板状部件)
41 树脂膜(板状部件)
70 光信号传输部
71、72 信号转换部
73 光纤
OS 车载系统
SP 尾翼(树脂部件)
V、VA、VB 车辆
具体实施方式
以下，基于附图对本发明所涉及的实施方式进行详细说明。此外，本发明不限于该实施方式。另外，在下述实施方式的构成要素中，包含本领域技术人员能够且容易置换的要素或实质上相同的要素。
[实施方式]
<车载系统的概要>
图1所示的本实施方式的车载系统OS被搭载于车辆V，车载系统OS是车载网络系统，构成承担跨该车辆V内外的通信的车辆通信基础设施。车载系统OS具备：集成天线模块1、车载路由器(路由器)2、集线器3以及多个网关4。集成天线模块1能够在与车外通信基础设施之间发送或接收电磁波。由此，集成天线模块1能够使车载系统OS和该车外通信基础设施进行通信。此处，车外通信基础设施是在车辆V外部设置的通信基础设施，例如包含：通信卫星，通信基站、通信天线、道路设备、被构成为能够通信的车辆等。车载路由器2、集线器3、网关4是与集成天线模块1电连接的通信中继功能部件。车载路由器2、集线器3、网关4存在于集成天线模块1和多个车载设备D的各ECU(电子控制单元：Electronic Control Unit)Da之间，并进行通信中继。此处，车载设备D是搭载于车辆V并实现各种功能的设备。多个车载设备D也可以包含例如行驶系统致动器、电源系统设备、车辆环境系统设备、多媒体(MultiMedia)系统设备等。车载系统OS中，车载路由器2、集线器3、网关4按照该顺序存在于从集成天线模块1侧到多个车载设备D的各ECUDa侧之间。车载路由器2在集成天线模块1和集线器3之间电连接，进行用于在连接到集线器3的网络间分配信号的所谓的路由处理。另外，车载路由器2也进行在车外侧的网络和车内侧的网络之间汇集相互的信号并转换协议的协议转换处理。集线器3是被电连接在车载路由器2和多个网关4之间而将多个网络的连接目的地汇集的集线装置。集线器3基于车载路由器2进行的路由处理而将信号分配到各网络。多个网关4分别被电连接在集线器3和各ECUDa之间，并进行将网络中使用的不同协议彼此相互转换的协议转换处理。此处，图示为对每个网络设置一个网关4，共计4个。按照上述构成，车载系统OS在车外通信基础设施、多个车载设备D的各ECUDa之间可靠地传输信号(信息)。而且，在应用于本实施方式的车载系统OS的集成天线模块1中，将能够收发多种电磁波的天线元件11汇集成天线元件组10，并集成配置，从而确保使用了这些多种电磁波进行的恰当的通信。以下，参照各附图对集成天线模块1的各构成进行详细说明。
需要说明的是，在图1所示的车载系统OS中，用于电力供给、控制信号、各种信息等的收发的各构成元件间的连接方式除非特殊说明，可以是经由电线、光纤等布线材料的有线连接(例如，也包含经由光纤的光通信等)、无线通信、非接触供电等的基于无线而进行的连接中的任一种。另外，应用车载系统OS的车辆V也可以是电动车(EV(ElectricVehicle))、混合动力车(HEV(Hybrid Electric Vehicle))、插电式混合动力车(PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle))、汽油车、柴油车等使用电动机或发动机作为驱动源的任意车辆。另外，该车辆V的驾驶可以是驾驶员进行的手动驾驶、半自动驾驶、完全自动驾驶等中的任意驾驶形式。本实施方式的车载系统OS典型地被适当地应用于构成所谓的互联汽车的车辆V。互联汽车是指具有与互联网保持连接的全时连接功能、作为所谓的ICT(Information and Communication Technology：信息通信技术)终端的功能等的汽车。另外，上述的网关4的功能配置不限于图1所示的分布式功能配置，也可以是中央型功能配置。此处，分布式的功能配置是指以下的配置方式：在车辆V中，使该网关4各自分散在每个任意区域(区域分布型)或各自分散在每个任意域(域分布型)地配置，并使该多个网关4协作。另一方面，中央型的功能配置是指在车辆V中将该网关4集中在1个位置来配置的配置方式。
<集成天线模块的基本构成>
具体而言，集成天线模块1被搭载于车辆V，是用于通过在与车外通信基础设施之间收发电磁波(电波)，从而在与车外通信基础设施之间进行通信的结构性的模块。如图2、图3、图4等所示，本实施方式的集成天线模块1具备：天线元件组10，包含多个天线元件11；通信控制模块20，控制天线元件组10的工作；以及壳体30。构成天线元件组10的多个天线元件11构成多个天线12。集成天线模块1被构成为能够利用该天线元件组10来发送或接收多个电磁波。本实施方式的集成天线模块1被构成为对应多波段的天线模块。也就是说，本实施方式的集成天线模块1被构成为能够利用天线元件组10来发送或接收多个不同频率的电磁波。作为利用天线元件组10来收发的多个不同频率的电磁波，例如可以包含在广播(AM、FM等)、DTV(2K、4K、8K等)、TEL(PCS、CDMA、LTE、WiMAX(注册商标)、4G、5G等)、卫星通信(GNSS：Global Navigation Satellite Systems(GPS、GLONASS、Galileo等))、V2I(Vehicleto Infrastructure)、V2X(Vehicle to everything)、Wi-Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)等中使用的各频带的电磁波。另外，作为利用天线元件组10收发的多个不同频率的电磁波，例如也可以包含在ETC/DSRC、VICS(注册商标)、无线LAN、毫米波通信等中使用的各频带的电磁波。壳体30通过组装集成天线模块1的至少一部分的构成部件，从而将这些单元化为集成天线模块1。
例如，如图2所示，集成天线模块1也可以被构成为将多个通信控制模块20组装于壳体30。例如，图2所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1A”)中，多个通信控制模块20被组装于壳体30并容纳且内置在该壳体30内。而且，集成天线模块1A中，全部的天线元件11外装于该壳体30。根据该构成，集成天线模块1A被单元化而构成为模块。集成天线模块1A被构成为包含例如5G(6GHz以下)用、5G(28GHz(所谓的亚毫米波))用、V2X用、无线LAN用、GPS用等的天线12来作为由多个天线元件11构成的多个天线12。另外，集成天线模块1A被构成为包含例如5G(6GHz以下)用、5G(28GHz)用、V2X用、无线LAN用、GPS用等的通信控制模块20来作为内置于壳体30内的多个通信控制模块20。
另外，例如，如图3、图4所示，集成天线模块1也可以是将多个天线元件11中的至少一部分以及通信控制模块20中的至少一部分组装于壳体30从而构成。例如，图3所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1B”)是将全部的天线元件11以及多个通信控制模块20组装于壳体30并容纳且内置在该壳体30内。根据该构成，集成天线模块1B被单元化而构成为模块。集成天线模块1B例如被构成为包含5G用、GPS用、Wi-Fi用、V2X用等的天线12来作为由多个天线元件11构成的多个天线12。另外，集成天线模块1B例如被构成为包含5G用、GPS用、Wi-Fi用、V2X用等的通信控制模块20来作为内置于壳体30内的多个通信控制模块20。另一方面，图4所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1C”)是将多个天线元件11的一部分以及1个通信控制模块20组装于壳体30并容纳且内置在该壳体30内。而且，集成天线模块1C中，剩余的多个天线元件11外装于该壳体30。根据该构成，集成天线模块1C被单元化而构成为模块。集成天线模块1C例如被构成为包含5G用、GPS用等的天线12来作为由内置于壳体30内的多个天线元件11构成的多个天线12。另外，集成天线模块1C例如被构成为包含Wi-Fi用、V2X用等的天线12来作为由外装于壳体30的多个天线元件11构成的多个天线12。另外，集成天线模块1C如被构成为包含在5G用、GPS用、Wi-Fi用、V2X用等中兼用的通信控制模块20来作为内置于壳体30内的1个通信控制模块20。该情况下，如图5所示，集成天线模块1B、1C可以被构成为将内置于壳体30内的各天线元件11以及各通信控制模块20安装在同一个安装部件(基板、树脂膜等)40，并一起内置在壳体30内。
需要说明的是，集成天线模块1不限于以上那样的变化，例如，也可以具备多个壳体30。该情况下，集成天线模块1例如通过利用多个壳体30将天线元件组10以及通信控制模块20分别单元化，从而构成多个子模块。接着，也可以通过将该多个子模块组合从而构成集成天线模块1。此外，对于该子模块，后文利用图13等进行更详细地说明。另外，集成天线模块1也可以被构成为将多个天线元件11容纳内置在壳体30内，并且将通信控制模块20设置在壳体30的外部。该情况下，例如如图6所示，集成天线模块1将内置于壳体30内的各天线元件11单独安装在安装部件40并内置在壳体30内。
而且，如图7所示，集成天线模块1具备从壳体30导出的电缆50。电缆50是构成用于传输各种信号的传输路径的布线材料。电缆50与内置于壳体30内的天线元件11、通信控制模块20等连接。电缆50的构成例如包括在信号通信中使用的各种电线、平面电路体(例如，FPC(Flexible Printed Circuits：柔性印刷电路)、FFC(Flexible Flat Cable：柔性扁平电缆)等)、光纤等。
<天线元件组的基本构成>
接着，对天线元件组10的构成进行更详细的说明。如图2、图3、图4等所示，在天线元件组10中，将多个天线元件11组合而构成能够发送或接收多个电磁波的多个天线12。在本实施方式的天线元件组10中，将多个天线元件11组合而构成能够发送或接收多个不同频率电磁波的多个天线12。换言之，天线元件组10将多个天线元件11汇集、集成为组(块)，该多个天线元件构成能够发送或接收多个不同频率的电磁波的多个天线12。
天线元件11是构成天线12的元件(element)。天线元件11的构成典型地包括具有导电性的导电部件。天线元件11的构成例如包括直线棒状的导线、设置于安装部件40(参照图5等)等电介质的导电图案等。天线12将高频能量作为电磁波向空间辐射(发送)或将空间的电磁波(电波)向高频能量相互转换(接收)。天线12的构成包括单个的天线元件11或组合而成的多个天线元件11。
天线元件11也可以单个地构成能够收发特定频率的电磁波的天线12。另外，天线元件11也可以是多个天线元件进行组合从而构成能够收发特定频率的电磁波的天线12。进一步说，天线元件11也可以单个地构成能够收发特定频率的电磁波的天线12，并且将多个天线元件11组合而构成能够收发不同频率的电磁波的其他的天线12。另外，天线元件11也可以不单个地构成天线12，而仅是在将多个天线元件11组合时构成能够收发特定频率的电磁波的天线12。例如，天线元件组10不仅使各天线元件11作为分别收发个别电磁波的1个独立的天线12的整体或一部分而发挥功能，也能够改变该天线元件11的组合从而兼用作不同的其他的天线12的整体或一部分。如后述那样，天线元件组10可以被构成为该多个天线元件11根据情况而区分使用地以多个不同收发模式来工作。
由天线元件11构成的天线12可以是各种形式。天线12可以是电荷对称分布的平衡式天线、电荷不对称分布的不平衡式天线等中的任一种形式。另外，天线12可以是线性天线、板状天线、平面天线、孔径天线等中的任何一种形式。另外，天线12也可以是微带天线(贴片天线)、倒F天线、磁流偶极子天线等中的任一种形式。另外，天线12也可以构成多谐振天线。另外，天线12也可以构成定向控制天线、宽频带天线等。为了提高向车辆V的搭载性、设置性，天线元件11以及天线12优选进行小型化、轻量化、薄型化、扁平化、高灵敏度化。另外，天线元件11以及天线12优选是不对车辆V的外观等造成影响的外观设计。
<平面薄膜天线>
如图8所示，作为一个例子，本实施方式的多个天线元件11优选至少一部分被平面状地设置在已形成为板状的板状部件。此处，示例了多个天线元件11的至少一部分被平面状地设置在作为板状的板状部件的片状的树脂膜41上。树脂膜41是构成安装部件40的部件，由具有绝缘性的树脂材料形成为薄膜的片状。树脂膜41例如可以使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂、PC(聚碳酸酯)树脂、PE(聚乙烯)树脂、PP(聚丙烯)树脂、PI(聚酰亚胺)树脂等具有可挠性的各种薄膜树脂膜。从而该情况下，天线元件11例如由导电印刷图案等来构成，该导电印刷图案由在树脂膜41的表面印刷成的银膏等导体形成。由此，设置在树脂膜41的天线元件11构成薄型的平面薄膜天线12A来作为天线12。根据该构成，如上所述，天线元件组10以及平面薄膜天线12A(天线12)能够实现小型化、轻量化、薄型化、扁平化，并且能够提高向车辆V的搭载性、设置性。另外，该情况下，天线元件组10以及平面薄膜天线12A也能够实现设置位置的形状追随性的提高，在这点上，能够提高向车辆V的搭载性、设置性。平面薄膜天线12A与上述电缆50连接，并经由该电缆50所构成的传输路径来传输各种信号。另外，更优选多个天线元件11以至少一部分能够内置在后述那样狭小空间的薄型结构构成。例如，上述平面薄膜天线12A以该薄型结构构成。此处，该薄型构造的厚度为能够内置在车辆V的车身与内部装饰的间隙或能够内置在各种部件的程度，优选地，安装部件40(树脂膜41等)在厚度方向上的厚度为2cm以下(且在能够制造的范围)。根据该结构，天线元件组10以及平面薄膜天线12A(天线12)能够内置在狭小空间。需要说明的是，此处，板状部件以树脂膜41进行说明，但并不限定于此。板状部件也可以是上述图5、图6所示的安装部件40，例如比树脂膜41更刚性的基板等。该情况下，在构成安装部件40的基板上安装的各天线元件11被平面状地设置在板状的板状部件即该基板上，由该各天线元件11构成的天线12构成所谓的平面天线。
<天线元件组的附加事项1：干涉对策>
需要说明的是，天线元件组10由于将多个天线元件11紧密汇集地集成在尽可能狭小的区域中，所以也可以被构成为包含相邻的天线元件11彼此的干涉对策结构。换言之，天线元件组10通过被构成为包含相邻的天线元件11彼此的干涉对策结构，从而能够将多个天线元件11紧密汇集地集成在尽可能狭小的区域中。天线元件组10也可以被构成为包含例如微带滤波器等各种滤波器来作为干涉对策结构。例如，上述平面薄膜天线12A中，作为干涉对策结构，也可以由在树脂膜41的表面印刷有用于构成LC滤波器电路的线圈(L)元件、电容(C)元件的导电印刷图案等。
<天线元件组的附加事项2；超材料使用>
另外，天线元件组10也可以使用所谓的超材料。超材料典型地是指对包含光在内的电磁波施加自然界物质中没有的举动的人造物质。例如，天线元件组10中，也可以是由具有自然界没有的负介电常数、负感磁率的材料来构成树脂膜41等安装部件40来作为超材料。根据该构成，天线元件组10能够提高干涉抑制性能、通信性能，从而能够实现更高的功能、更小的尺寸。
<天线元件组的附加事项3：扩展性>
另外，例如如图9所示，天线元件组10中，也可以对已设置的天线元件11(为了方便，有时称为“天线元件11A”)再加装设置天线元件11(为了方便，有时称为“天线元件11B”)。例如，图9所示的天线元件组10(为了方便，有时称为“天线元件组10A”)中，如上述的平面薄膜天线12A那样，利用设置在第1树脂膜41的已设置的天线元件11A来构成天线12B。该状态下，天线元件组10A中，设置有枝状的加装的天线元件11B的第2树脂膜41被与已设置的天线元件11A相邻地贴附。该情况下，天线元件组10A中，以天线元件11B被连接到天线元件11A的位置关系，将第2树脂膜41贴附在第1树脂膜41。根据该构成，天线元件组10A中，利用天线元件11A以及天线元件11B来构成能够收发与天线12B不同的频率的电磁波的天线12C。也就是说，加装后的天线元件组10A被构成为包含第1树脂膜41以及贴附在第1树脂膜41的第2树脂膜41。而且，加装后的天线元件组10A被构成为包含在第1树脂膜41设置的第1天线元件11A以及在第2树脂膜41设置且与第1天线元件11A连接而构成天线12C的第2天线元件11B。如上所述，天线元件组10A能够利用加装的天线元件11B以及第2树脂膜41来确保扩展性，例如也能够恰当地应对因新通信方式等而追加的新的频率的电磁波。另外根据该构成，天线元件组10A例如不论所应用的车辆V规格等如何，都能够在尽可能地在将天线元件组10A标准化、通用化的基础上，确保与所应用的车辆V规格等对应的多样性(variation)，并提高通用性。需要说明的是，天线元件组10不限于图9所示的例子，例如通过保持将壳体30通用，即使对内置于壳体30内的平面薄膜天线12A等本身进行交换，也能够确保扩展性。
<通信控制模块的基本结构>
接着，对通信控制模块20的构成进行更详细的说明。通信控制模块20是上述那样地控制天线元件组10的工作的结构性的模块。更详细而言，通信控制模块20控制包含构成天线元件组10的多个天线元件11在内的各部的工作。例如，如图10、图11等所示，通信控制模块20被构成为包含：数据控制ECU 21、收发电路22和相位振幅控制ECU 23等。数据控制ECU 21统一地控制集成天线模块1中的通信。数据控制ECU 21的构成例如包括以包含CPU(Central Processing Unit)等中央处理器的公知的微型计算机为主体的电子电路。数据控制ECU 21与收发电路22、相位振幅控制ECU 23等的集成天线模块1的各部电连接，并且控制它们的工作。数据控制ECU 21也进行后述的多个不同收发模式的切换等。收发电路22是用于对经由天线12而收发的信号进行调制和解调的电路，该收发电路22基于数据控制ECU21进行的控制来工作。相位振幅控制ECU 23是用于调整经由天线12而收发的信号的相位、振幅并且控制天线12的定向性的控制部。此处，天线12的定向性表示天线12中的电磁波的辐射方向和辐射强度的关系。相位振幅控制ECU 23被构成为包含电子电路、相位调节器、衰减器等，该电子电路以包含CPU等中央处理器的公知的微型计算机为主体。相位振幅控制ECU 23基于数据控制ECU 21等进行的控制来调整经由天线12而收发的信号的相位、振幅，并且控制天线12的定向性，使得天线12的收发范围、朝向可变。
例如，图10所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1D”)中，由天线元件组10的多个天线元件11中的多个天线元件11C构成1个卫星通信用的天线12D。另外，集成天线模块1D中，由天线元件组10的多个天线元件11中的多个天线元件11D来构成2个5G(28GHz)用的天线12E。另外，集成天线模块1D中，由天线元件组10的多个天线元件11中的多个天线元件11E来构成1个5G(6GHz以下)/4G用的天线12F。另外，集成天线模块1D中，由天线元件组10的多个天线元件11中的多个天线元件11F来构成1个GPS用的天线12G。另外，集成天线模块1D中，由天线元件组10的多个天线元件11中的多个天线元件11G来构成1个V2X用的天线12H。而且，集成天线模块1D被构成为包含数据控制ECU 21、多个收发电路22、多个相位振幅控制ECU 23来作为通信控制模块20。相位振幅控制ECU 23被构成为包含1个卫星通信用的相位振幅控制ECU 23A、2个5G(28GHz)用的相位振幅控制ECU 23B。相位振幅控制ECU 23A与天线12D连接，并且控制天线12D的定向性。2个相位振幅控制ECU 23B分别与天线12E连接，并且控制各天线12E的定向性。收发电路22被构成为包含：卫星通信用无线电设备(TX/RX)22A、5G(28GH)用无线电设备(TX/RX)22B、5G(6GHz以下)/4G用无线电设备(TX/RX)22C、GPS用信号接收器(RX)22D、V2X用无线电设备(TX/RX)22E。卫星通信用无线电设备(TX/RX)22A与相位振幅控制ECU 23A连接，在与相位振幅控制ECU 23A之间收发用于控制相位振幅控制ECU 23A的控制信号、利用天线12D收发的RF信号(Radio Frequency/高频)信号(利用经由天线12进行的无线通信来收发的无线信号)。5G(28GHz)用无线电设备(TX/RX)22B与2个相位振幅控制ECU 23B连接，在与各相位振幅控制ECU 23B之间收发用于控制相位振幅控制ECU 23B的控制信号、利用天线12E来收发的RF信号。5G(60Hz以下)/4G用无线电设备(TX/RX)22C与天线12F连接，在与天线12F之间收发利用该天线12F收发的信号。GPS用信号接收器(RX)22D经由放大器(AMP)13与天线12G连接，在与天线12G之间收发利用该天线12G接收到的信号。V2X用无线电设备(TX/RX)22E与天线12H连接，在与天线12H之间收发利用该天线12H收发的信号。而且，设置1个信号控制ECU 21，兼用作卫星通信用、5G(28GHz)用、5G(6GHz以下)/4G用、GPS用、V2X用。需要说明的是，数据控制ECU 21也可以与卫星通信用、5G(28GHz)用、5G(6GHz以下)/4G用、GPS用、V2X用分别对应地单独设置。
另外例如，图11所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1E”)在设置有2个5G(6GHz以下)/4G用的天线12F这点上与集成天线模块1D不同。另外，集成天线模块1E在以下点上也与集成天线模块1D不同：相位振幅控制ECU 23被构成为还包含2个5G(6GHz以下)/4G用的相位振幅控制ECU 23C。集成天线模块1E的其他构成与集成天线模块1D大致相同。2个相位振幅控制ECU 23C分别与天线12F连接，并且控制各天线12F的定向性。而且、5G(6GHz以下)/4G用无线电设备(TX/RX)22C与2个相位振幅控制ECU 23C连接，在与各相位振幅控制ECU 23C之间收发用于控制各相位振幅控制ECU 23C的控制信号、利用各天线12F来收发的RF信号。
<各构成的配置>
接着，对上述那样构成的集成天线模块1的配置进行说明。集成天线模块1优选典型地配置在最佳部位，该部位能够在车辆V中容易收发电磁波、并且在车辆V的事故时等不容易损伤。如图12所示，集成天线模块1在车辆V中，也可以集中配置在一块。另外，如图13、14所示，集成天线模块1在车辆V中也可以分割成多个子模块60而分散配置。集成天线模块1通过分割成多个子模块60而分散配置，从而能够例如作为车辆V整体而言将天线12的指向特性设置成最佳。
作为在车辆V中最容易收发电磁波、且在车辆V事故时等不容易损伤的最佳部位，例如，图12所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1F”)集中配置在车辆V的车顶部件RF。此处，车顶部件RF是位于车辆V的铅垂方向上侧，并且构成该车辆V的外装的结构体。车顶部件RF经由被形成为中空柱状的多个柱PL而连结到车体主体BO并被支承在该车体主体BO的铅垂方向上侧。车辆V以该车顶部件RF作为铅垂方向上侧的边界，划分成室外侧和室内侧的区域。集成天线模块1F设置在该车顶部件RF的室内侧的面。例如，集成天线模块1F在设置在室内侧的车顶衬里(饰边)等内部装饰部件与该车顶部件RF之间划分成的空间部内。此处，集成天线模块1F设置在车辆V的前方侧的挡风玻璃WSF与车顶部件RF的交叉部分且车辆V的车宽方向的大致中央位置。挡风玻璃WSF是使光透射的光透射性的部件。挡风玻璃WSF设置在车辆V的前部，成为室内与室外的边界，也称为前窗玻璃。集成天线模块1F也可以构成为设置在同样部位的所谓顶置模块(OHM：Over-Head Module，以下有时也简称为“OHM”)的一部分。集成天线模块1F例如经由在中空柱状的柱PL的内部空间部等中布线的布线材料而与各种设备电连接，并且进行电源供给、信号通信。
另一方面，图13所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1G”)被分割成2个子模块60A、60B，并被分散配置在车辆V的车顶部件RF的多个部位。子模块60A、60B构成集成天线模块1G。例如，子模块60A被构成为包含：构成上述V2X用、Wi-Fi用、5G(28GHz)用的天线12的天线元件11；通信控制模块20；以及壳体30等。另一方面，例如，子模块60B被构成为包含：构成5G(6GHz以下)/4G用、GPS用的天线12的天线元件11；通信控制模块20；以及壳体30等。需要说明的是，子模块60B例如也可以被构成为不包含通信控制模块20以及壳体30等，而只包含构成天线12的天线元件11，且在子模块60A侧设置各种通信控制模块20等。子模块60A、60B都与集成天线模块1F同样地，配置在设置于室内侧的内部装饰部件与车顶部件RF之间划分成的空间部内。而且，子模块60A与集成天线模块1F同样地，设置在车辆V的前方侧的挡风玻璃WSF和车顶部件RF的交叉部分且车辆V的车宽方向的大致中央位置。子模块60A也可以与集成天线模块1F同样地，构成为OHM的一部分。另一方面，子模块60B设置在车辆V的后方侧的挡风玻璃WSR与车顶部件RF的交叉部分且车辆V的车宽方向的大致中央位置。挡风玻璃WSR与挡风玻璃WSF同样地，是使光透射的光透射性的部件。挡风玻璃WSR设置在车辆V的后部且成为室内与室外的边界，也称为后玻璃。子模块60B也可以构成为设置在同样部位的所谓顶置模块(RHM：Rear-Head Module，以下有时也简称为“RHM”)的一部分。集成天线模块1G将上述那样配置的子模块60A与子模块60B经由电缆50等而连接。
另外，图14所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1H”)被分割为3个子模块60C、60D、60E，并分散配置在车辆V的车顶部件RF、尾翼SP等多个部位。尾翼SP是用于减少车辆V的升力的所谓的空气动力学部件(Aeroparts)，露出地设置在车辆V的外部。此处，尾翼SP在车辆V的后部在外部露出地设置，也称为后扰流板。尾翼SP相当于在车辆V中容易进行电磁波收发的部位。子模块60C、60D、60E构成集成天线模块1H。例如，子模块60C与子模块60A同样地，被构成为包含：构成上述V2X用、Wi-Fi用、5G(28GHz)用的天线12的天线元件11；通信控制模块20；以及壳体30等。另外，例如，子模块60D与子模块60B同样地，被构成为包含：构成5G(6GHz以下)/4G用、GPS用的天线12的天线元件11；通信控制模块20；以及壳体30等。另外，例如，子模块60E被构成为包含：构成V2X用、5G(28GHz)用的天线12的天线元件11；通信控制模块20；以及壳体30等。需要说明的是，子模块60D、60E也可以与上述子模块60B同样地，例如被构成为不包含通信控制模块20以及壳体30等，而只包含构成天线12的天线元件11，并且在子模块60C侧设置各种通信控制模块20。子模块60C、60D都与子模块60A、60B同样地，配置在设置于室内侧的内部装饰部件与车顶部件RF之间划分成的空间部内。而且，子模块60C与子模块60A同样地，设置在车辆V的前方侧的挡风玻璃WSF与车顶部件RF的交叉部分且车辆V的车宽方向的大致中央位置。子模块60C也可以与子模块60A同样地，构成为OHM的一部分。另一方面，子模块60D与子模块60B不同，在车辆部件RF处被设置在前后方向以及车宽方向的大致中央位置。子模块60D也可以构成为设置在同样部位的所谓地图灯(MP：Map lamp，以下有时也简称为“MP”)的一部分。而且，子模块60E内置地设置在尾翼SP的内部。集成天线模块1H将上述那样配置的子模块60C、子模块60D和子模块60E经由电缆50(一部分未图示)等而连接。
需要说明的是，集成天线模块1中，在车顶部件RF由金属材料构成的情况下，如图15所示，优选为天线元件11被设置在设置于车顶部件RF的设置贯通部RFa内。设置贯通部RFa在车顶部件RF中，设置在集成天线模块1的天线元件组10所配置的位置。在图15所示的例子中，设置贯通部RFa设置在与图14所示的例子(集成天线模块1H)对应的位置。也就是说，此处，设置贯通部RFa分别设置在设置子模块60C的位置(挡风玻璃WSF与车顶部件RF的交叉部分且车辆V的车宽方向的大致中央位置)以及设置子模块60D的位置(车顶部件RF的前后方向以及车宽方向的大致中央位置)。设置贯通部RFa将车顶部件RF内外贯通，并将室内侧与室外侧连接。而且，天线元件组10被配置为将多个天线元件11容纳在该设置贯通孔RFa内。根据该构成，集成天线模块1即使与金属制的车顶部件RF的室内侧相邻设置，也能够利用天线元件组10经由设置贯通部RFa恰当地收发电磁波，而不会被车顶部件RF遮挡。集成天线模块1在车顶部件RF由树脂材料构成的情况下或者在其被内置在尾翼SP内的情况下，也可以不设置在上述那样的设置贯通部RFa内，进而也可以不设置该设置贯通孔RFa本身。
另外，如上所述，多个天线元件11更优选以至少一部分能够内置在狭小空间的薄型结构(优选为厚度方向的厚度为2cm以下)构成。根据该构成，多个天线元件11如上所述地被以至少一部分能够内置于车辆V内部或者在车辆V外部露出地设置的尾翼SP等树脂部件的薄型结构构成。根据该结构，多个天线元件11例如能够被构成为容易设置在内部装饰材料与车顶部件RF的结构部件之间划分成的空间部、在车辆V外部露出地设置的树脂部件的内部等狭小空间。
需要说明的是，将天线元件11内置的树脂部件不限于尾翼SP，也可以是在车辆V外部露出地设置的其他部件，例如所谓的前罩板、前保险杠、侧扰流板等。另外，集成天线模块1不限于上述情况，天线元件组10、通信控制模块20等的全部或一部分也可以配置于在车辆V内部设置的装饰部件即仪表板的内部、柱PL的内部空间部、挡风玻璃WSF、WSR的表面等。另外，集成天线模块1不限于上述情况，天线元件组10、通信控制模块20等的全部或一部分也可以配置在驾驶室内、行李室内、发动机室内等。
<子模块间的ROF(Radio Over Fiber)连接>
另外，在如图13、图14说明的那样分割成多个子模块60并分散配置的情况下，集成天线模块1如图16所示，还可以具备光信号传输部70。光信号传输部70存在于多个天线元件11与通信控制模块20之间，并传输光信号(通过光的振幅来传输信号)。光信号传输部70将电信号转换为光信号，并对该转换成的光信号进行传输，且将该传输到的光信号再次转换为电信号。光信号传输部70典型地收发相对高频带的电磁波，而且，存在于天线元件11与通信控制模块20之间，该天线元件在到用于对所收发的信号进行处理的通信控制模块20为止的距离相对较长的位置配置。根据该构成，集成天线模块1能够利用光信号经由光信号传输部70对传输时的衰减有相对变大倾向的高频带信号进行传输。其结果，集成天线模块1中，即使收发相对高频带电磁波的天线元件11和通信控制模块20位于相对分开的位置，也能够抑制该高频带信号的衰减并恰当地进行传输。
例如，图16所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1I”)被分隔成2个子模块60F、60G，并被分散配置在多个部位。子模块60F、60G构成集成天线模块1I。例如，子模块60被构成为包含构成天线元件组10的多个天线元件11H、5G(28FHz)用无线电设备(TX/RX)22F、相位振幅控制ECU 23D以及容纳它们的壳体30。天线元件11H构成5G(28GHz)用的天线12I。5G(28GHz)用无线电设备(TX/RX)22F构成通信控制模块20的5G(28GHz)用的收发电路22，并输入所谓的基带信号BBS。5G(28GHz)用无线电设备(TX/RX)22F将基带信号BBS转换为利用无线通信经由天线12而发送的无线信号。相位振幅控制ECU 23D构成通信控制模块20的5G(28GHz)用的相位振幅控制ECU 23。5G(28GHz)用无线电设备(TX/RX)22F和相位振幅控制ECU 23D能够相互收发构成无线信号的RF信号、用于控制各部的控制信号等。另一方面，例如，子模块60G被构成为包含构成天线元件组10的多个天线元件11I、相位振幅控制ECU 23E以及容纳它们的壳体30。天线元件11I构成5G(28GHz)用的天线12J。相位振幅控制ECU 23E构成通信控制模块20的5G(28GHz)用的相位振幅控制ECU 23。而且，子模块60F和子模块60G在车辆V中被配置在相对分开的位置(相互间距离相对长的位置)。图16所示的光信号传输部70存在于该子模块60F和该子模块60G之间，并且相互间传输光信号。光信号传输部70被构成为包含多个、此处为一对的信号转换部71、72以及光纤73。各信号转换部71、72具有作为将电信号转换为光信号的所谓E/0转换器的功能以及作为将光信号转换为电信号的0/E转换器的功能。光纤73构成传输光信号的传输路径，并且构成上述电缆50的一部分。一对信号转换部71、72中的一者此处为信号转换部71与子模块60F的5G(28GHz)用无线电设备(TX/RX)22F连接。一对信号转换部72中的另一者此处为信号转换部72与子模块60G的相位振幅控制ECU 23E连接。而且，信号转换部71和信号转换部72利用光纤73连接。光信号传输部70利用信号转换部71将构成子模块60F侧的无线信号的RF信号、控制信号等电信号转换为光信号。而且，光信号传输部70将利用信号转换部71转换成的光信号经由光纤73而传输到信号转换部72。而且，光信号传输部70将传输到该信号转换部72的光信号转换为构成无线信号的RF信号、控制信号等电信号，并传输到子模块60G侧。同样地，光信号传输部70利用信号转换部72将构成子模块60G侧的无线信号的RF信号、控制信号等电信号转换为光信号。而且，光信号传输部70将利用信号转换部72转换成的光信号经由光纤73而传输到信号转换部71。而且，光信号传输部70将传输到该信号转换部71的光信号转换为构成无线信号的RF信号、控制信号等电信号，并且传输到子模块60F侧。各信号转换部71、72也可以根据需要将转换成的电信号解复为数字信号和RF信号，并输出到各部。根据该构成，集成天线模块1能够利用光信号将高频带的信号即5G(28GHz)用的信号在子模块60F与子模块60G之间经由光信号传输部70而传输。其结果，集成天线模块1I中，即使子模块60F和子模块60G位于相对分开的位置，也能够抑制该5G(28GHz)用的信号的衰减并能够恰当地传输。
需要说明的是，集成天线模块1不仅对传输时的衰减具相对变大倾向的高频带信号进行传输，也可以将高频带以外的频带的信号也一起经由光信号传输部70而进行传输。例如，图17所示的集成天线模块1(为了方便，有时称为“集成天线模块1J”)在具备子模块60H来代替子模块60F并且具备子模块60I来代替子模块60G这点上与集成天线模块1I不同。集成天线模块1J的其他构成与集成天线模块1I大致相同。子模块60H被构成为在上述的子模块60F的构成之外，还包含构成天线元件组10的多个天线元件11J、11K、11L、GPS用信号接收器(RX)22G、5G(6GHz以下)/4G用无线电设备(TX/RX)22H以及V2X用无线电设备(TX/RX)22I。天线元件组11J构成GPS用的天线12K。天线元件11K构成5G(6GHz以下)/4G用的天线12L。天线元件组11L构成V2X用的天线12M。GPS用信号接收器(RX)22G构成通信控制模块20的GPS用的收发电路22，输入所谓基带信号BBS。GPS用信号接收器(RX)22G将基带信号BBS转换为利用无线通信经由天线12而发送的无线信号。GPS用信号接收器(RX)22G能够在与天线元件11J之间收发该无线信号。5G(6GHz以下)/4G用无线电设备(TX/RX)22H构成通信控制模块20的5G(6GHz以下)/4G用的收发电路22，并输入所谓基带信号BBS。5G(6GHz以下)/4G用无线电设备(TX/RX)22H将基带信号BBS转换为利用无线通信经由天线12而发送的无线信号。5G(6GHz以下)/4G用无线电设备(TX/RX)22H能够在与天线元件11K之间收发该无线信号。V2X用无线电设备(TX/RX)22I构成通信控制模块20的V2X用的传输电路22，输入所谓基带信号BBS。V2X用无线电设备(TX/RX)22I将基带信号BBS转换为利用无线通信经由天线12而发送的无线信号。V2X用无线电设备(TX/RX)22I能够在与天线元件11L之间收发该无线信号。另一方面，子模块60I被构成为在上述的子模块60G的构成之外，还包含构成天线元件组10的多个天线元件11M、11N、11O。天线元件组11M构成GPS用的天线12N。天线元件11N构成5G(6GHz以下)/4G用的天线12O。天线元件组11O构成V2X用的天线12P。图17所示的光信号传输部70存在于该子模块60H和该子模块60I之间，并且相互间传输光信号。此处，信号转换部71与子模块60H的5G(28GHz)用无线电设备(TX/RX)22F连接，并能够在与5G(28GHz)用无线电设备(TX/RX)22F之间收发构成无线信号的RF信号、控制信号等。而且，信号转换部71也与GPS用信号接收器(RX)22G、5G(6GHz以下)/4G用无线电设备(TR/RX)22H以及V2X用无线电设备(TX/RX)22I连接，并能够在与GPS用信号接收器(RX)22G、5G(6GHz以下)/4G用无线电设备(TX/RX)22H以及V2X用无线电设备(TX/RX)22I之间收发无线信号。另一方面，信号转换部72可以不经由无线电设备而与子模块60I的多个天线元件11M、11N、11O连接，在与多个天线元件11M、11N、11O之间收发无线信号。根据该构成，除了高频带信号即5G(28GHz)用的信号以外，集成天线模块1J也能够利用光信号将也包含GPS用的信号、5G(6GHz以下)/4G用的信号、V2X用的信号在内的信号在子模块60H和子模块60I之间经由光信号传输部70而进行传输。
需要说明的是，集成天线模块1在衰减的影响相对小的已靠近的短距离间传输信号的情况下，作为电缆50，不限于光信号传输部70，也可以使用同轴电缆、低损耗电缆等。
<多个不同的收发模式>
如上所述，天线元件组10中，多个天线元件11根据情况而区分使用，以多个不同的收发模式来工作。天线元件组10例如被通信控制模块20的数据控制ECU 21控制，多个天线元件11以多个不同的收发模式来工作。天线元件组10典型地根据车辆V的状况(例如，车速、当前位置、电磁波状态、其他)等来区分使用多个不同的收发模式。
(1.多个频带收发模式)
例如，图18所示的天线元件组10(为了方便，有时称为“天线元件组10B”)也可以被构成为：作为多个不同的收发模式，按照所收发的电磁波的频带相互不同的多个频带模式来工作。天线元件组10B根据情况来切换多个天线元件11相互的连接状态，以切换该多个天线元件11的组合，从而实现多个频带模式。天线元件组10B被构成为包含能够切换多个天线元件11相互的连接状态的第1切换部14。第1切换部14例如被构成为包含能够将各天线元件11的连接状态在可导通状态与截断状态之间切换的切换开关等。此处，可导通状态是指将目标天线元件11与其他天线元件11能够导通地连接的状态。另一方面，截断状态是指将目标天线元件11与其他天线元件11切开的状态。第1切换部14被通信控制模块20的数据控制ECU 21控制。而且，天线元件组10B基于数据控制ECU 21所进行的控制，利用第1切换部14来切换多个天线元件11相互的连接状态，从而能够切换为多个频带模式。此处，天线元件组10B中，作为多个频带模式，能够在第1频带模式、第2频带模式和第3频带模式中切换。第1频带模式是以下的收发模式：多个天线元件11中的天线元件11P被设为可导通状态，多个天线元件11中的剩余天线元件11Q、11R被设为截断状态。天线元件组10B在该第1频带模式中构成天线12Q，其中，天线元件11P能够单个地收发特定频带(例如，4G用的频带)的电磁波。第2频带模式是以下的收发模式：多个天线元件11中的天线元件11P以及天线元件11Q被设为可导通状态，多个天线元件11中剩余的天线元件11R被设为截断状态。天线元件组10B在该第2频带模式中构成天线12R，天线元件11P以及天线元件11P能够组合地收发与天线12Q不同的特定频带(例如，5G用的频带)的电磁波。第3频带模式是以下的收发模式：多个天线元件11中的天线元件11P、天线元件11Q以及天线元件11R被设为可导通状态，多个天线元件11中的剩余天线元件(未图示)被设为截断状态。天线元件组10B在该第3频带模式中构成天线12S，其中，天线元件11P、天线元件11Q以及天线元件11R组合地收发与天线12Q、12R不同的特定频带(例如，5G用的其他的频带)的电磁波。数据控制ECU 21基于要求收发的电磁波频带来控制第1切换部14，并切换多个频带模式。根据该构成，天线元件组10B能够利用更少的天线元件11来构成能够收发相互不同的频带的电磁波的多个天线12。由此，天线元件组10B能够抑制构成部件个数，从而能够实现例如小型化、轻量化等。
(2.定向性可变模式/定向性固定模式)
另外，例如，图19所示的天线元件组10(为了方便，有时称为“天线元件组10C”)也可以被构成为：作为多个不同的收发模式，以定向性可变模式和定向性固定模式来工作。如上所述，天线元件组10C通过基于数据控制ECU 21以及相位振幅控制ECU 23等进行的控制来调整所收发的信号的相位、振幅，从而控制天线12的定向性。由此，天线元件组10C能够使天线12的收发范围、朝向可变。天线元件组10C根据情况来控制天线12的定向性，从而实现定向性可变模式和定向性固定模式。定向性可变模式是根据情况而使天线12的定向性可变、使天线12的收发范围、朝向可变的收发模式(例如，参照图19中的车辆VA)。另一方面，定向性固定模式是天线12的定向性被固定且天线12的收发范围、朝向被固定的收发模式(例如，参照图19中的车辆VB)。天线元件组10C在定向性可变模式中，例如，配合车辆VA的行驶，一边改变天线12的定向性一边改变电磁波的收发目标(通信基站、通信天线等)，从而能够确保更高灵敏度的收发状态。另一方面，天线元件组10C例如在电磁波状态稳定的环境下设为定向性固定模式，从而能够抑制无谓的电力消耗。
(3.全向天线模式(分集模式)/定向天线模式(MIMO(Multiple-Input andMultiple-Output：多输入多输出)模式))
另外，例如，图20所示的天线元件组10(为了方便，有时称为“天线元件组10D”)也可以被构成为：作为多个不同的收发模式，以全向天线模式和定向天线模式来工作。天线元件组10D，根据情况来切换多个天线元件11相互的连接状态，以切换该多个天线元件11的组合，从而实现全向天线模式和定向天线模式。天线元件组10D被构成为包含能够切换多个天线元件11相互的连接状态的第2切换部15。第2切换部15例如被构成为包含能够将各天线元件11的连接状态在集中状态和独立状态之间进行切换的切换开关等。此处，集中状态是指将多个天线元件11的信号集中的连接状态。另一方面，独立状态是指使多个天线元件11的信号各自独立的连接状态。第2切换部15被通信控制模块20的数据控制ECU 21控制。而且，天线元件组10D基于数据控制ECU 21所进行的控制，利用第2切换部15来切换多个天线元件11相互的连接状态，从而能够在全向天线模式和定向天线模式之间切换。此处，天线元件组10D被构成为包含4个天线元件11S来作为多个天线元件11。4个天线元件11S分别构成天线12T。而且，4个天线元件11S以各自所构成的天线12T的收发范围的朝向成为以车辆V为中心且相互不同的朝向的方式调整其定向性。此处，4个天线元件11S以各自所构成的天线12T的收发范围的朝向成为以车辆V为中心且大致对称地朝向4个方向的方式调整其定向性。而且，全向天线模式是该4个天线元件11S被设定为集中状态的收发模式。天线元件组10D在该全向天线模式中，将利用各天线元件11S所构成的各天线12T接收到的电磁波集中为1个信号而输出到数据控制ECU 21并处理。该全向天线模式典型地也存在称为所谓多样性模式(Diversity mode)的情况。多样性模式典型地是以下的收发模式：对于基于由多个天线12T接收到的来自同一收发目标的同一电磁波的信号，优先使用信号接收状况良好的天线12T的信号、或将各信号合成并除去噪声。多样性模式能够实现通信质量、可靠性的提高。另一方面，定向天线模式是将该4个天线元件11S设定为独立状态的收发模式。天线元件组10D在该定向天线模式中，将利用各天线元件11S所构成的各天线12T来接收到的电磁波逐个独立地作为1个信号共计4个信号，输出到数据控制ECU 21并处理。该定向天线模式典型地也存在称为所谓MIMO模式的情况。MIMO模式典型地是以下的收发模式：将基于利用多个天线12接收到的来自多个收发目标的多个电磁波的各信号作为分别独立的信号进行处理，从而提高通信品质。数据控制ECU 21根据情况来控制第2切换部15，从而对全向天线模式和定向天线模式进行切换。数据控制ECU 21例如根据基于GPS信号等的车辆V的当前位置等，将天线元件组10D的收发模式在全向天线模式和定向天线模式之间进行切换。例如，数据控制ECU21在车辆V在郊外行驶的情况下将天线元件组10D设为全向天线模式。郊外与都市相比，典型地存在通信基站、通信天线等收发目标相对较少的倾向。因此，天线元件组10D在车辆V在郊外行驶的情况下设置为全向天线模式，从而能够在收发目标较少的情况下确保恰当的通信品质。另一方面，数据控制ECU 21在车辆V在都市行驶的情况下将天线元件组10D设为定向天线模式。都市与郊外相比，典型地存在通信基站、通信天线等收发目标相对较多的倾向。因此，天线元件组10D在车辆V在都市行驶的情况下设置为定向天线模式，从而能够在收发目标较多数的情况下确保恰当的通信品质。根据该构成，天线元件组10D根据车辆V的情况而将天线元件组10D的收发模式在全向天线模式和定向天线模式之间切换，从而能够使各天线12T根据情况作为灵敏度较高的高性能天线来发挥功能。需要说明的是，天线元件组10D也可以不具备第2切换部15，而是利用数据控制ECU 21的内部处理来切换全向天线模式和定向天线模式。该情况下，例如，数据控制ECU 21将利用各天线12T接收并集中、合成的状态的信号以该状态作为1个信号进行处理，从而实现全向天线模式。另一方面，例如，数据控制ECU 21将利用各天线12T接收并集中、合成的状态的信号进行分成4个信号的处理，并对分离后的4个信号进行处理，从而实现定向天线模式。即使在该情况下，天线元件组10D也能够构成为：作为多个不同的收发模式，以上述那样的全向天线模式和定向天线模式来工作。
(4.通常收发模式/干涉抑制模式)
另外，例如，天线元件组10也可以被构成为：作为多个不同的收发模式，以通常收发模式和干渉抑制模式来工作。通常收发模式是以下的收发模式：由天线元件组10的多个天线元件11构成的多个天线12在不进行特别的工作限制的状态下进行工作。另一方面，干涉抑制模式是以下的收发模式：容许由天线元件组10的多个天线元件11构成的多个天线12中的要求收发信号的特定天线12的通常工作，另一方面，限制其他天线12的工作(电磁波的收发)。根据该构成，天线元件组10能够抑制其他天线12所收发的电磁波对特定天线12所收发的电磁波进行干涉。其结果，天线元件组10能够确保更高灵敏度的状态，即，能够使要求收发信号的特定天线12的收发状态不受其他天线12的影响。
<辅助天线元件>
上述那样构成的天线元件组10也可以被构成为包含多个主天线元件16以及辅助天线元件17来作为多个天线元件11(例如参照图11)。图11所示的集成天线模块1E中，例如构成1个卫星通信用的天线12D、2个5G(28GHz)用的天线12E、2个5G(6GHz以下)/4G用的天线12F中的一者、1个GPS用的天线12G以及1个V2X用的天线12H的多个天线元件11(天线元件11C、11D、11E、11F、11G)构成多个主天线元件16。另一方面，集成天线模块1E中，例如构成2个5G(6GHz以下)/4G用的天线元件12F中的另一者的多个天线元件11(天线元件11E)构成多个辅助天线元件17。主天线元件16是成为天线元件组10中的主组(块)的天线元件11。另一方面，辅助天线元件17是在与多个主天线元件16不同位置设置的辅助的天线元件11。辅助天线元件17典型地被设定为比多个主天线元件16少的数量。辅助天线元件17典型地优选设置在与主天线元件16分开的部位、与通信控制模块20接近的部位、在车辆V的事故时不容易损伤的被牢固保护的部位等部位。根据该构成，集成天线模块1E能够确保所谓的冗余性。也就是说，集成天线模块1E即使是在多个主天线元件16发生任何损坏的情况下，也能够利用辅助天线元件17进行必要最低限度的电磁波的收发，由此，例如能够维持模块的最低限度的功能。其结果，集成天线模块1E例如能够消除将多个天线元件11作为主天线元件16汇集的矛盾。
需要说明的是，此处，辅助天线元件17在多个主天线元件16正常工作的通常情况下也作为5G(6GHz以下)4G用的天线12F而发挥功能，但是并不限于此。辅助天线元件17也可以被构成为：在通常情况下不作为天线12进行工作，而在多个主天线元件16发生故障的情况下才作为天线12发挥功能。该情况下，集成天线模块1E例如也可以被构成为包含用于切换辅助天线元件17的工作状态的各种切换机构。另外，集成天线模块1E也可以被构成为包含例如与连接各部的主电缆50(参照图7等)不同地构成冗余系统的辅助电缆等，来作为与辅助天线元件17不同的冗余系统。该辅助电缆优选例如与电缆50一起设置，并且沿与该电缆50不同的路径布线。
另外，例如如图21所示，集成天线模块1也可以具备通信用传输路径80在预定部位成为切断状态(open)从而构成的辅助天线元件17。通信用传输路径80典型地作为在多个主天线元件16正常工作的通常情况下在搭载于车辆V的设备间传输信号的传输路径来发挥功能。该通信用传输路径80被构成为包含与天线元件11T的形状相当的形状的部位。而且，通信用传输路径80例如在多个主天线元件16发生损坏的情况下在预定部位成为切断状态，从而构成天线元件11T。天线元件11T构成辅助天线元件17，此处，构成天线12U。在该情况下，集成天线模块1也可以具备手动将该部位设置为切断状态的切断操作部来作为用于在多个主天线元件16发生故障的情况下使通信用传输路径80在预定部位成为切断状态的结构。另外，集成天线模块1也可以具备例如通过数据控制ECU 21的控制而工作来使该部位设置成为切断状态的切断动作部来作为用于在多个主天线元件16发生故障的情况下使通信用传输路径80在预定部位成为切断状态的结构。另外，集成天线模块1也可以以设置为在车辆V事故时等该部位容易断线并成为切断状态的位置设置通信用传输路径80，从而在多个主天线元件16可能发生故障的事故时等形成辅助天线元件17。
以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS能够将构成多个天线元件组10的天线元件11组合地构成能够收发多个电磁波的多个天线12。其结果，集成天线模块1以及车载系统OS能够利用作为该天线元件组10而汇集集成的多个天线元件11，使用多样的电磁波来确保恰当的通信。
更详细而言，以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS能够利用作为天线元件组10汇集集成的多个天线元件11，使用多样频率的电磁波来确保恰当的通信。
而且，以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS也可以被构成为：多个天线元件11的至少一部分被平面状地设置在形成为板状的板状部件，此处，平面状地设置在片状的树脂膜41。根据该构成，集成天线模块1以及车载系统OS能够提高天线元件组10向车辆V的搭载性。另外，根据该构成，集成天线模块1以及车载系统OS例如能够抑制给车辆V的外观等带来的影响。
更详细而言，以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS也可以以多个天线元件11中的至少一部分能够内置在车辆V内部或车辆V外部的尾翼SP等树脂部件中的薄型结构构成。根据该构成，集成天线模块1以及车载系统OS能够提高天线元件组10向狭小空间的搭载性。
而且，以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS也可以被构成为：多个天线元件11中的至少一部分以及通信控制模块20中的至少一部分组装在壳体30而单元化。根据该构成，集成天线模块1以及车载系统OS能够提高向车辆V的设置操作性。
而且，以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS也可以被构成为：在多个天线元件11与通信控制模块20之间存在有光信号传输部70。根据该构成，集成天线模块1以及车载系统OS中，即使天线元件11与通信控制模块20在相对分开的位置，也能够利用光信号传输部70来抑制高频带信号的衰减，从而恰当地传输。
而且，以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS也可以被构成为包含主天线元件16以及辅助天线元件17来作为多个天线元件11。根据该构成，集成天线模块1以及车载系统OS能够确保冗余性。
而且，以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS也可以被构成为：多个天线元件11根据情况来区分使用，从而以多个不同的收发模式来工作。根据该构成，集成天线模块1以及车载系统OS能够将由多个天线元件11构成的天线12构成为与情况对应的高性能天线。
需要说明的是，上述的本发明的实施方式所涉及的集成天线模块以及车载系统并不限定于上述实施方式，能够在权利要求保护的范围内进行各种变更。本实施方式所涉及的集成天线模块以及车载系统也可以通过将以上说明的实施方式、变形例的构成要素恰当组合而构成。
以上说明的集成天线模块1以及车载系统OS也可以与其他电磁波传输技术组合地构成。例如，集成天线模块1以及车辆系统OS也可以构成为：经由安装在车辆V的外部装饰部件的抛物面形状(相当于抛物曲面的反射器的形状)来进行电磁波传输。

Claims (22)

1.一种集成天线模块，其特征在于，
具备天线元件组，所述天线元件组被搭载于车辆且包含多个天线元件，
所述天线元件组构成能够将所述多个天线元件组合而发送或接收多个电磁波的多个天线，
所述天线元件组包括切换部，所述切换部构成为，通过切换所述多个天线元件的相互连接状态，使所述天线元件组以多个不同的收发模式进行工作，
所述天线元件组被构成为：作为多个不同的收发模式，以全向天线模式和定向天线模式来工作，所述全向天线模式使所述多个天线元件成为集中状态，将由各所述天线元件构成的各所述天线接收到的电磁波集中为1个信号，所述定向天线模式使所述多个天线元件为独立状态，将由各所述天线元件构成的各所述天线接收到的电磁波逐个独立地作为1个信号，
在该全向天线模式中，对于基于由多个所述天线接收到的来自同一所述收发目标的同一电磁波的信号，优先使用信号接收状况良好的所述天线的信号，或将各信号合成并除去噪声。
2.如权利要求1所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组构成能够将所述多个天线元件组合而发送或接收多个不同频率的电磁波的所述多个天线。
3.如权利要求1或2所述的集成天线模块，其中，
所述多个天线元件中的至少一部分被平面状地设置在形成为板状的板状部件。
4.如权利要求1或2所述的集成天线模块，其中，
所述多个天线元件中的至少一部分以能够内置在所述车辆的内部或者内置在露出到所述车辆的外部地设置的树脂部件中的薄型结构构成。
5.如权利要求3所述的集成天线模块，其中，
所述多个天线元件中的至少一部分以能够内置在所述车辆的内部或者内置在露出到所述车辆的外部地设置的树脂部件中的薄型结构构成。
6.如权利要求1、2或5所述的集成天线模块，其中，
所述集成天线模块具备：
通信控制模块，所述通信控制模块控制所述天线元件组的工作；以及
壳体，所述壳体组装有所述多个天线元件中的至少一部分以及所述通信控制模块中的至少一部分。
7.如权利要求3所述的集成天线模块，其中，
所述集成天线模块具备：
通信控制模块，所述通信控制模块控制所述天线元件组的工作；以及
壳体，所述壳体组装有所述多个天线元件中的至少一部分以及所述通信控制模块中的至少一部分。
8.如权利要求4所述的集成天线模块，其中，
所述集成天线模块具备：
通信控制模块，所述通信控制模块控制所述天线元件组的工作；以及
壳体，所述壳体组装有所述多个天线元件中的至少一部分以及所述通信控制模块中的至少一部分。
9.如权利要求6所述的集成天线模块，其中，
所述集成天线模块具备光信号传输部，所述光信号传输部存在于所述多个天线元件与所述通信控制模块之间，将电信号转换为光信号，并且对该转换成的光信号进行传输，并将该传输到的光信号转换为电信号。
10.如权利要求7或8所述的集成天线模块，其中，
所述集成天线模块具备光信号传输部，所述光信号传输部存在于所述多个天线元件与所述通信控制模块之间，将电信号转换为光信号，并且对该转换成的光信号进行传输，并将该传输到的光信号转换为电信号。
11.如权利要求1、2、5、7、8或9所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组包含多个主天线元件以及设置在与所述多个主天线元件不同位置的辅助天线元件来作为所述多个天线元件。
12.如权利要求3所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组包含多个主天线元件以及设置在与所述多个主天线元件不同位置的辅助天线元件来作为所述多个天线元件。
13.如权利要求4所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组包含多个主天线元件以及设置在与所述多个主天线元件不同位置的辅助天线元件来作为所述多个天线元件。
14.如权利要求6所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组包含多个主天线元件以及设置在与所述多个主天线元件不同位置的辅助天线元件来作为所述多个天线元件。
15.如权利要求10所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组包含多个主天线元件以及设置在与所述多个主天线元件不同位置的辅助天线元件来作为所述多个天线元件。
16.如权利要求1、2、5、7、8、9、12、13、14或15所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组中的所述多个天线元件根据情况被区分使用，从而以多个不同的收发模式进行工作。
17.如权利要求3所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组中的所述多个天线元件根据情况被区分使用，从而以多个不同的收发模式进行工作。
18.如权利要求4所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组中的所述多个天线元件根据情况被区分使用，从而以多个不同的收发模式进行工作。
19.如权利要求6所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组中的所述多个天线元件根据情况被区分使用，从而以多个不同的收发模式进行工作。
20.如权利要求10所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组中的所述多个天线元件根据情况被区分使用，从而以多个不同的收发模式进行工作。
21.如权利要求11所述的集成天线模块，其中，
所述天线元件组中的所述多个天线元件根据情况被区分使用，从而以多个不同的收发模式进行工作。
22.一种车载系统，其特征在于，
所述车载系统具备：
集成天线模块，所述集成天线模块搭载于车辆，并能够发送或接收电磁波；以及
路由器，所述路由器与所述集成天线模块电连接，并在所述集成天线模块与搭载于所述车辆的车载设备之间中继通信，
所述集成天线模块具备包含多个天线元件的天线元件组，
所述天线元件组构成能够将所述多个天线元件组合而发送或接收多个电磁波的多个天线，
所述天线元件组包括切换部，所述切换部构成为，通过切换所述多个天线元件的相互连接状态，使所述天线元件组以多个不同的收发模式进行工作，
所述天线元件组被构成为：作为多个不同的收发模式，以全向天线模式和定向天线模式来工作，所述全向天线模式使所述多个天线元件成为集中状态，将由各所述天线元件构成的各所述天线接收到的电磁波集中为1个信号，所述定向天线模式使所述多个天线元件为独立状态，将由各所述天线元件构成的各所述天线接收到的电磁波逐个独立地作为1个信号，
在该全向天线模式中，对于基于由多个所述天线接收到的来自同一所述收发目标的同一电磁波的信号，优先使用信号接收状况良好的所述天线的信号，或将各信号合成并除去噪声。
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