CN112219312A - 车载无线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载无线系统。车载无线系统具备多个天线以及用于收容天线的多个天线壳体(110、130)，该天线壳体的数量少于天线的数量。作为天线壳体，车载无线系统具备配置在车辆的车顶上的车顶上天线壳体(110)和配置在车辆的车室内的车室内天线壳体(130)，在车顶上天线壳体中收容有两种以上的天线，上述两种以上的天线符合天线(111)以及天线(112)中的任意一种天线，该天线(111)用于水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信，该天线(112)需要接收来自车辆上方的电波，在车室内天线壳体中收容有天线(133)，该天线(133)用于连接到移动通信线路来进行通信，该移动通信线路是便携无线设备能够连接的公共通信线路。

Description

车载无线系统

相关申请的交叉引用

本申请基于2018年6月12日申请的日本专利申请2018－112069号，并在此通过参照引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及车载无线系统，尤其涉及具备多个天线的车载无线系统。

背景技术

已知具备多个种类的天线来通过多个种类的通信方式进行通信的车载无线系统。在专利文献1中提出了一种将全部天线收容在一个壳体内的天线模块。

专利文献1:EP1903632B1。

如果将用于进行多个种类的通信的多个天线全部收容在一个壳体内，则壳体大型化。如果壳体大型化，则车辆中能够搭载壳体的场所受到限制。另外，也可能设计性降低。

为了抑制一个壳体的大型化而准备多个壳体，并将多个天线分开收容于多个壳体即可。然而，壳体的数量越增加，则向车辆的搭载工作量越增加，另外，根据壳体的配置场所，无线通信的性能有可能降低。

另外，各种的通信方式的标准被变更，为了在标准变更后也利用该通信方式，也有时需要更换部件。部件更换作业最好容易进行。

发明内容

本公开的第一目的在于提供抑制壳体的大型化并能够抑制通信性能的降低的车载无线系统，第二目的在于提供能够容易地更换需要更换的部件的车载无线系统。

根据本公开的一个方式，车载无线系统具备多个天线和用于收容天线的多个天线壳体，其中，天线壳体的数量少于天线的数量。作为天线壳体，车载无线系统具备配置在车辆的车顶上的车顶上天线壳体、和配置在车辆的车室内的车室内天线壳体，在车顶上天线壳体中收容有两种以上的天线，上述两种以上的天线符合用于水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信的天线以及需要接收来自车辆上方的电波的天线中的任意一种天线，在车室内天线壳体中收容用于连接到移动通信线路来进行通信的天线，其中，移动通信线路是便携无线设备能够连接的公共通信线路。

由于具备多个用于收容天线的壳体，所以与将全部的天线收容在一个壳体中的情况相比较，能够抑制每个壳体的大型化。另外，由于天线壳体数少于天线数，所以也能够抑制向车辆的搭载工作量增加。另外，由于将天线壳体的一个设为车顶上天线壳体，并在车顶上天线壳体中收容有两种以上的天线，上述两种以上的天线符合用于水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信的天线以及需要接收来自车辆上方的电波的天线中的任意一种天线，所以与将这些天线配置在与车顶上不同的位置相比，能够抑制无线通信性能降低。

根据本公开的另一方式，车载无线系统具备多个天线和用于收容天线的多个天线壳体，天线壳体的数量少于天线的数量。天线壳体中的一个壳体是配置在车辆的车室内的车室内天线壳体，在车室内天线壳体中收容有用于连接到移动通信线路来进行通信的天线以及无线电路，该移动通信线路是便携无线设备能够连接的公共通信线路。

由于具备多个用于收容天线的壳体，所以与将全部的天线收容在一个壳体中的情况相比较，能够抑制每个壳体的大型化。另外，由于壳体数少于天线数，所以也能够抑制向车辆的搭载工作量增加。

另外，将一个壳体设为车室内天线壳体，在车室内天线壳体中收容有用于连接到移动通信线路来进行通信的天线以及无线电路。如果在车室内天线壳体中收容天线，则与该天线处于车外相比，通信性能降低。然而，对于移动通信线路而言，想定便携无线设备为各种姿势、以及在便携无线设备的周围有各种电波遮挡物这一情形来配备基站。因此，即使将用于连接到移动通信线路来进行通信的天线收容在车室内天线壳体中，通信性能的降低也较少。

而且，通过将车室内天线壳体，即，壳体配置在车室内，从而壳体内的部件更换变得容易。移动通信线路所使用的部件与车专用的通信相比，标准的变更更早。因而，用于连接到移动通信线路来进行通信的部件与车专用的通信中所使用的部件相比，需要更换的可能性较高。因此，通过事先将用于连接到移动通信线路来进行通信的天线以及无线电路收容在车室内天线壳体中，容易地更换需要更换的部件的可能性较高。

附图说明

关于本申请的上述目的以及其他目的、特征及优点，参照附图并通过下述的详细记述会变得更加明确。在附图中：

图1是表示车载无线系统的配置的图。

图2是表示车载无线系统具备的各壳体内的构成的图。

图3是表示各种的天线的收容模式的图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。图1是表示作为实施方式的车载无线系统100的车辆2中的配置的图。车载无线系统100搭载在车辆2上，具备作为天线壳体的车顶上天线壳体110以及车室内天线壳体130和无线电路壳体120。

图1所示的车辆2是轿车型，具备行李箱21。包括行李箱21以及车顶22，车辆2的车身是金属制。

车辆2的车顶22的后端部缓缓地倾斜，车顶22的后端部的上表面位于比车辆2的后方更靠近下方。但是，搭载车载无线系统100的车辆2并不限于图1所示的车顶形状的车辆2。车载无线系统100也能够搭载在车顶的外表面形状大致为平面的车辆上。车载无线系统100能够搭载在各种外形形状的车辆上。例如，车载无线系统100也能够搭载在单厢型的车辆上。另外，图1所示的车辆2是普通乘用车，但车载无线系统100能够搭载在各种分类的车辆上。例如，车载无线系统100也能够搭载在卡车上。

车顶上天线壳体110配置在车辆2的车顶22的上表面后端部。车顶上天线壳体110以及车室内天线壳体130是树脂制以便不遮挡电波。无线电路壳体120配置在车室23内隔着车顶22与车顶上天线壳体110对置的位置。车室内天线壳体130配置在车室23内车顶22的前端部。无线电路壳体120和车室内天线壳体130通过通信线140相互连接。前端部也可以是顶置控制台的设置位置。另外，所谓前端也可以位于车辆行进方向上的车顶22的前方侧。

(壳体的构成)

(车顶上天线壳体的构成)

接下来，使用图2，对各壳体内的构成进行说明。首先，对收容在车顶上天线壳体110的内部的构成进行说明。在车顶上天线壳体110中收容有V2X天线111和GNSS天线112。V2X是Vehicle－to－everything的简称。

V2X天线111是车辆近距离通信用的天线。该通信中的通信对象是搭载在其它车辆上的无线机、安装在路侧机上的无线机等。另外，通信对象也可以是行人。在通信对象为搭载在其它车辆上的无线机的情况下，成为车车间通信，在通信对象为安装在路侧机上的无线机的情况下，成为路车间通信。以下，将使用了V2X天线111的通信称为V2X通信。

V2X通信中所使用的频率根据国家或地域而不同。例如，使用5.9GHz频带或700MHz频带。V2X用通信的通信距离一般为数百米。

不知道V2X通信中的通信对象存在于搭载该车载无线系统100的车辆2的周围360度中的哪个方向。因此，V2X天线111需要能够与存在于水平面的任何方向的通信对象进行通信，只要在通信距离内即可。因此，V2X通信是水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信。

GNSS天线112是接收GNSS具备的导航卫星发送的导航信号的天线，即，是导航信号用的天线。由于导航卫星存在于上空，所以GNSS天线112是需要接收来自车辆上方的电波的天线。GNSS是Global Navigation Satellite System的简称。

在车顶上天线壳体110内，除了V2X天线111、GNSS天线112之外，还设置用于固定这些天线的基板。另外，也可以设置地线、对信号进行放大的放大器等。

(无线电路壳体的构成)

接下来，对无线电路壳体120的内部构成进行说明。在无线电路壳体120中收容有接口部(以下，I/F部)121、两个无线电路122、123、陀螺仪传感器124、CPU125。

I/F部121与用于以规定的通信标准进行通信的通信线140以及CPU125连接。该通信线140除了传递信号之外，还作为电力供给线发挥功能，由通信线140传递的电力经由I/F部121被供给至CPU125等无线电路壳体120内的电气部件。

无线电路122通过信号线与V2X天线111连接，其中，该信号线是同轴电缆等。无线电路122被CPU125控制，进行信号的放大、调制、解调等。

无线电路123通过信号线与GNSS天线112连接，由CPU125控制，进行信号的放大、解调等。

陀螺仪传感器124检测绕车辆2的上下方向轴的旋转角速度，并将检测到的旋转角速度输出至CPU125。

CPU125经由I/F部121、通信线140以及I/F部131与收容在车室内天线壳体130中的CPU138之间进行通信。另外，该CPU125控制无线电路122、123。另外，CPU125基于GNSS天线112接收到的导航信号来运算当前位置。此外，也可以不同于CPU125，将根据导航信号运算当前位置的电路另外配置在车顶上天线壳体110内。CPU125发送到收容在车室内天线壳体130中的CPU138的信号有陀螺仪传感器124检测到的旋转角速度、当前位置、V2X天线111接收到的车车间通信的信号等。

(车室内天线壳体的构成)

在车室内天线壳体130中收容有I/F部131、恒压电路132、电话天线133、无线电路134、扬声器135、麦克风136、显示部137、CPU138。

I/F部131是与通信线140连接的接口。在I/F部131，除了通信线140之外还连接有CPU138等。恒压电路132将车辆电源+B转换为无线电路122、123、134、CPU125、138等收容在无线电路壳体120以及车室内天线壳体130中的电子部件能够进行动作的电压。例如，恒压电路132将12V转换为5V。经恒压电路132转换后的电压不仅被供给至收容在车室内天线壳体130中的电子部件，还通过通信线140传递而被供给至收容在无线电路壳体120中的电子部件。无线电路122、123也可以表示为第一无线电路。另外，无线电路134也可以表示为第二无线电路。

电话天线133是连接到作为便携无线设备的移动电话机连接的公共通信线路(以下，移动通信线路)来进行通信时所使用的天线。无线电路134与电话天线133连接，由CPU138控制，在连接到移动通信线路来进行通信时，进行信号的放大、调制、解调等。

扬声器135以及麦克风136在车辆2的驾驶员进行经由移动通信线路的通话时使用。车辆2具备紧急通报功能，在紧急通报时，经由移动通信线路的通话也使用扬声器135以及麦克风136进行。显示部137在该紧急通报时进行表示正执行紧急通报的显示。

CPU138经由I/F部131、通信线140以及I/F部121与收容在无线电路壳体120中的CPU125之间进行通信。通过与CPU125的通信来获取车辆2的当前位置以及车车间通信的信号等。

另外，该CPU138控制无线电路134。作为CPU138控制无线电路134进行的处理存在紧急通报处理。在紧急通报处理中，控制无线电路134来进行使用了电话天线133的电波收发，自动地连接到外部的中心装置。然后，与该中心装置之间进行通信。在该通信中，CPU138通过无线电路134对从麦克风136输入的声音进行调制并向中心装置发送，另外，通过无线电路134对从中心装置发送的操作人员的声音进行解调并从扬声器135输出。另外，在紧急通报处理时，CPU138在显示部137进行表示正在执行紧急通报处理这一意思的显示。

CPU138还与中央ECU150以及车内LAN160连接。中央ECU150是与车身系控制ECU、座舱系统ECU、自动驾驶系统ECU等各种ECU连接的ECU。CPU138控制无线电路122、123、134将获取的各种信息输出至中央ECU150。

中央ECU150将获取的信息向根据信息的种类决定的ECU输出。另外，从中央ECU150向CPU138供给向外部无线发送的数据。CPU138将该数据向根据数据的种类而定的无线电路输出并向外部无线发送。

CPU138还能够将各种信号经由车内LAN160向车辆内的各种设备输出。另外，也可以经由车内LAN160将CPU138和中央ECU150连接。

该第一实施方式的车载无线系统100具备车顶上天线壳体110和车室内天线壳体130这两个天线壳体。在这两个天线壳体中分配配置3个种类的天线111、112、133。因此，与在一个天线壳体内收容全部天线相比，能够使一个天线壳体小型化。

另外，由于天线壳体数少于天线数，所以也能够抑制向车辆2的搭载工作量增加。而且，在车顶上天线壳体110中收容有V2X天线111以及GNSS天线112，该V2X天线111用于水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信亦即V2X通信，该GNSS天线112需要接收来自车辆上方的电波。由此，与将V2X天线111、GNSS天线112配置在与车顶上不同的位置相比，能够抑制无线通信性能降低。

另外，对于车载无线系统100而言，在车室内天线壳体130中收容有用于连接到移动通信线路并与之进行通信的电话天线133以及无线电路134。若在车室内天线壳体130中收容电话天线133，则与电话天线133处于车外相比，通信性能降低。然而，对于移动通信线路而言，想定移动电话机为各种姿势、以及在移动电话机的周围有各种电波遮挡物来配备基站。因此，即使将电话天线133收容在车室内天线壳体130中，通信性能的降低也较少。

而且，由于车室内天线壳体130配置在车室23内，所以与配置在车顶上的情况相比较，壳体内的部件更换变得容易。移动通信线路所使用的部件与V2X通信等车专用的通信相比，标准的变更更早。因而，用于连接到移动通信线路来进行通信的部件与车专用的通信中所使用的部件相比，需要更换的可能性更高。因此，通过事先将用于连接到移动通信线路来进行通信的电话天线133以及无线电路134收容在车室内天线壳体130中，能够容易地更换需要更换的部件的可能性较高。

另外，由于车室内天线壳体130配置在车室23内车顶22的前端部，所以与配置在车室23内车顶22的中央部的情况相比较，车顶22对电波的遮挡较少。因而，能够抑制通信性能降低。

另外，对于车载无线系统100而言，在车室内天线壳体130收容恒压电路132，并通过通信线140向收容在无线电路壳体120中的无线电路122、123等电子部件供给经恒压电路132转换后的电压。由此，无需将通常体积较大的恒压电路132配置在与车室内天线壳体130相比难以增大壳体尺寸的无线电路壳体120中。

(其它实施方式)

接下来，作为其它实施方式，对天线的收容模式的其它例子进行说明。在以下的说明中，对于具有与至此所使用的附图标记相同的编号的附图标记的要素，除了特别提及的情况之外，与在此以前的实施方式中的同一附图标记的要素相同。另外，在仅说明构成的一部分的情况下，对于构成的其它部分，能够应用先前说明的实施方式。

图3示出各种天线的收容模式。模式1表示上述的第一实施方式中的天线的收容模式。此外，在图3中，TEL表示电话天线133。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，将图3的模式2所示的天线分别收容在车顶上天线壳体110以及车室内天线壳体130中。

在模式2中，在车顶上天线壳体110中，除了V2X天线111、GNSS天线112之外，还收容有RKE天线和SXM天线。

RKE天线是远程无钥匙进入系统中所使用的天线。在远程无钥匙进入系统中，在收容于用户携带的电子钥匙中的天线与RKE天线之间进行通信。不知道携带电子钥匙的用户存在于车辆2的周围360度的哪个方向。因此，RKE天线对水平面内的指向性要求各向同性的指向性，远程无钥匙进入系统是水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信。

SXM天线是用于接收天狼星XM广播的天线。天狼星XM广播是以卫星广播为基础，但在一部分的地域中从处于地上的中继站发送电波。而且，中继站相对于车辆2存在的方向根据车辆2的位置而变化。因此，用于接收天狼星XM广播的无线机规定水平方向的增益。换言之，接收天狼星XM广播的无线机对水平面内的指向性要求各向同性的指向性。

在模式2中，在车室内天线壳体130中，除了电话天线133之外，还收容有WLAN天线。WLAN天线是用于连接到在道路的周边构成的公共无线LAN来进行通信的天线。智能手机等便携无线设备能够连接到公共无线LAN，公共无线LAN也是移动通信线路。

在该模式2中，天线的种类数与模式1相比增加。然而，与模式1同样地，被收容在车顶上天线壳体110中的天线是用于水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信的天线、以及需要接收来自车辆上方的电波的天线。另外，收容于车室内天线壳体130中的天线也与模式1同样地是用于连接到移动通信线路并进行通信的天线。

(第三实施方式)

在第三实施方式中，将图3的模式3所示的天线分别收容在车顶上天线壳体110以及车室内天线壳体130中。

在模式3中，在车顶上天线壳体110中，除了V2X天线111、GNSS天线112、RKE天线、SXM天线之外，还收容有TEL子天线。TEL子天线是与电话天线133一起被使用以便通过MIMO方式进行通信的天线。MIMO是Multiple－Input and Multiple－Output的简称。

在模式3中，在车室内天线壳体130中，除了电话天线133、WLAN天线之外，还收容有V2X子天线。V2X子天线为与V2X天线相同的功能。

如该第三实施方式所示，被收容于车顶上天线壳体110中的天线不限于用于水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信的天线、以及需要接收来自车辆上方的电波的天线。另外，被收容于车室内天线壳体130中的天线也不限于连接到移动通信线路来进行通信的天线。

而且，在第三实施方式中，在车顶上天线壳体110以及车室内天线壳体130中分别收容电话天线以便进行MIMO方式下的通信。与将MIMO方式中所使用的多个天线全部收容在一个壳体内的情况相比较，能够增大MIMO方式中所使用的多个天线间的距离，所以MIMO方式下的通信性能提高。

另外，在第三实施方式中，在车顶上天线壳体110以及车室内天线壳体130中分别收容V2X天线来进行通信。在图1所示的车辆2的车顶22中，设置有车顶上天线壳体110的部分缓缓地倾斜。因此，被收容在车顶上天线壳体110中的V2X天线111也产生车辆前方的低仰角的放射特性不充分的可能性。然而，在该第三实施方式中，将V2X子天线收容在车室内天线壳体130中。因此，即使车辆2的车顶22中设置有车顶上天线壳体110的部分倾斜，也能够抑制在V2X通信中向车辆前方的通信性能降低这一情形。

(变形例1)

车顶上天线壳体110不一定设置于车顶22的后端部，也可以是车顶22上的其它部分，例如车顶22的中央。另外，车室内天线壳体130也可以设置于车室23内的其它位置。

(变形例2)

在第一实施方式中，与车顶上天线壳体110分开具备无线电路壳体120。然而，也可以设为将收容在无线电路壳体120中的部件全部收容于车顶上天线壳体110而不具备无线电路壳体120的构成。

(变形例3)

收容于车顶上天线壳体110以及车室内天线壳体130的天线并不限于图3所示的天线，也可以将各种天线收容于车顶上天线壳体110以及车室内天线壳体130的任意一个壳体中。

作为其它天线的例子，有BLE天线、AM天线、FM天线、DAB天线等。Bluetooth是注册商标。此外，也能够在远程无钥匙进入系统中的电子钥匙与车载器之间的通信使用BLE。DAB天线的DAB是数字广播的标准之一。BLE是Bluetooth Low Energy的简称。另外，DAB是Digital Audio Broadcast的简称。

如果空间有富余，则优选这些BLE天线、AM天线、FM天线、DAB天线收容在车顶上天线壳体110中。

(变形例4)

在图3的模式2、3中，用于水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信的天线、以及需要接收来自车辆上方的电波的天线全部被收容在车顶上天线壳体110中。然而，如果将这些中的两种天线收容在车顶上天线壳体110中，则剩余的天线可以收容在车室内天线壳体130中。

(变形例5)

在图3的模式2、3中，在车室内天线壳体130中收容有连接到移动通信线路来进行通信的两种天线。如果仅它们中的一者收容在车室内天线壳体130中，则另一者可以收容在车顶上天线壳体110中。

以上，例示出本公开的一个方式所涉及的车载无线系统的实施方式、构成、形态，但本公开所涉及的实施方式、构成、形态并不限于上述的各实施方式、各构成、各形态。例如，对于适当地组合不同的实施方式、构成、形态分别所公开的技术部而获得的实施方式、构成、形态，也包含在本公开所涉及的实施方式、构成、形态的范围内。

Claims (9)

1.一种车载无线系统，具备多个天线和用于收容上述天线的多个天线壳体(110、130)，上述天线壳体的数量少于上述天线的数量，

作为上述天线壳体，上述车载无线系统具备配置在车辆的车顶上的车顶上天线壳体(110)、和配置在上述车辆的车室内的车室内天线壳体(130)，

在上述车顶上天线壳体中收容有两种以上的天线，上述两种以上的天线符合天线(111)以及天线(112)中的任意一种天线，上述天线(111)用于水平面内的指向性要求各向同性的指向性的通信，上述天线(112)需要接收来自车辆上方的电波，

在上述车室内天线壳体中收容有天线(133)，上述天线(133)用于连接到移动通信线路来进行通信，上述移动通信线路是便携无线设备能够连接的公共通信线路。

2.根据权利要求1所述的车载无线系统，其中，

在上述车室内天线壳体内收容有用于连接到上述移动通信线路来进行通信的天线(133)以及无线电路(134)。

3.根据权利要求1或者权利要求2所述的车载无线系统，其中，

上述车室内天线壳体被配置在车室内车辆车顶的前端部。

4.根据权利要求2所述的车载无线系统，其中，

在上述车顶上天线壳体或者与上述车顶上天线壳体对置的车室部分具备无线电路(122、123)，该无线电路(122、123)与配置在上述车顶上天线壳体内的天线连接，

在上述车室内天线壳体内具备恒压电路(132)，该恒压电路(132)将车辆电源转换为上述无线电路能够进行动作的电压。

5.根据权利要求1、2、4中的任意一项所述的车载无线系统，其中，

车辆近距离通信用的天线(111)被收容在上述车顶上天线壳体内，上述车辆近距离通信用的天线(111)是水平面内的指向性要求各向同性的指向性的天线。

6.根据权利要求1、2、4、5中的任意一项所述的车载无线系统，其中，

导航信号用的天线(112)被收容在上述车顶上天线壳体内，上述导航信号用的天线(112)是需要接收来自上述车辆上方的电波的天线。

7.根据权利要求5所述的车载无线系统，其中，

将车辆近距离通信用的子天线配置在上述车室内天线壳体内。

8.一种车载无线系统，具备多个天线和用于收容上述天线的多个天线壳体(110、130)，上述天线壳体的数量少于上述天线的数量，

上述天线壳体中的一个是配置在车辆的车室内的车室内天线壳体(130)，

在上述车室内天线壳体中收容有用于连接到移动通信线路来进行通信的天线(133)以及无线电路(134)，上述移动通信线路是便携无线设备能够连接的公共通信线路。

9.根据权利要求8所述的车载无线系统，其中，

上述车室内天线壳体被配置在车室内车辆车顶的前端部。

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