CN113767205A - 位置判定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的位置判定系统通过与由车辆的用户携带的便携终端使用1GHz以上的电波相互无线通信来判定便携终端相对于车辆的位置。位置判定系统具备：车室外通信机(12β、12L、12M、12N)，具有用于接收从便携终端发送的无线信号的天线(121)；和位置判定部(F4)，基于车室外通信机中的来自便携终端的无线信号的接收状况，判定便携终端的位置。位置判定部基于车室外通信机以第一模式进行工作时的来自便携终端的无线信号的接收状况判定在车室外距车辆规定的工作工作距离以内的区域即室外工作区域是否存在便携终端，使用车室外通信机以第二模式进行工作时的来自便携终端的无线信号的接收状况判定便携终端是否存在于车室内。

Description

位置判定系统
相关申请的交叉引用
本公开基于在2019年4月26日申请的日本专利申请号2019-085382号，此处引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及位置判定系统，是搭载于车辆而使用的系统，基于从由用户携带的便携终端使用1GHz以上的电波而发送的无线信号的接收状况，推定便携终端相对于车辆的相对位置。
背景技术
人们提出了各种通过与由车辆的用户携带的便携终端实施无线通信来推定便携终端相对于车辆的位置的位置判定系统。例如在专利文献1中公开了如下结构：从车辆朝向便携终端使用LF(Low Frequency：低频)带的电波发送响应请求信号，基于能够接收到针对该响应请求信号的响应信号这一情形，判定便携终端是否存在于车室外的车辆附近(以下为室外工作区域)。
室外工作区域相当于允许便携终端执行基于与便携终端的无线通信的自动的车门的开锁的区域。一般而言，室外工作区域大多设定为距车辆1m以内或0.7m以内。从车辆向便携机的信号发送中使用LF带的电波的理由是容易将无线信号的到达范围限定于车辆附近。在车辆中用于发送LF带的电波的天线的发送功率等被调整，以使无线信号仅到达该室外工作区域。
这样的位置判定系统用于根据便携终端的位置来实施规定的车辆控制的车辆用电子钥匙系统。车辆用电子钥匙系统中包括根据便携终端的位置自动控制车辆的车门的上锁状态、驱动源的运转状态的无钥匙进入及启动系统(以下，PEPS系统)。
存在想要使智能手机、可穿戴终端等便携式的信息处理终端作为车辆的密钥发挥功能的情况。伴随此，可能要求能够代替LF带的电波而使用Bluetooth等的近距离通信中使用的高频电波的接收强度来判定便携终端相对于车辆的位置的结构。这是因为，一般智能手机不具备收发LF带的电波的功能，另一方面，大多具备Bluetooth(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)等的近距离通信功能作为标准配备。
在专利文献2中公开了一种车载装置，通过与由车辆的用户携带的便携终端实施以Bluetooth标准为依据的无线通信，从而推定便携终端相对于车辆的位置。专利文献1所公开的车载装置从例如设置于驾驶座的脚下附近等的车室内的地板面的通信装置(以下为车载通信机)对便携终端定期发送要求返回响应信号的请求信号。便携终端在接收到来自车载通信机的请求信号的情况下，返回包含该请求信号的RSSI(Received SignalStrength Indication：接收信号强度指示)的响应信号。车载装置将从便携终端返回的响应信号所包含的RSSI保存于存储器。而且，在保存于存储器的最近5次的RSSI的平均值超过规定的阈值的情况下，车载装置判定为便携终端存在于车室内。另一方面，在最近5次的RSSI的平均值为阈值以下的情况下，判定为存在于车室外。
在以下，将以Bluetooth等依据通信范围例如为数十米左右的规定的无线通信标准的通信称为近距离通信。近距离通信中使用例如2.4GHz等、1GHz以上的电波(以下，高频电波)。这样的高频电波与LF带的电波相比，具有直行性强、容易被车辆的车身等的金属体反射的性质。
专利文献1：日本专利第5438048号公报；
专利文献2：日本专利第6313114号公报。
在专利文献2中，针对判别便携终端存在于车室外的室外工作区域还是存在于禁止区域的方法，没有直接提及。作为与上述的判别相关的结构，公开了通过调整设置于车室内的近距离通信用的天线的输出，将车载装置的通信区域限制于距车辆1m以内的方式。然而，Bluetooth等的近距离通信中所使用的高频电波与LF带的电波相比，具有直行性强且容易被车辆车身等的金属板反射的性质。因此，有时将车室内整个区域的信号强度维持在足够高的电平且将车室外的通信区域设定为1m实际上较难。也就是说，在专利文献1所公开的结构中，无法判别便携终端存在于室外工作区域还是存在于禁止区域。
作为一个解决方案，对于便携终端存在于车室外的室外工作区域还是存在于禁止区域，也与便携终端是否存在于车室内的判定同样，可以考虑使用来自车辆的信号在便携终端中的接收强度来判别的结构。然而，在车室外的室外工作区域与禁止区域之间不存在车辆的车身那样的构造体。来自设置于车室内的天线的电波从室外工作区域朝向禁止区域连续地衰减。另外，对车室内的天线来说，车门模块的背侧(即室外工作区域的下方)是视野外，因此便携终端的接收强度成为低电平。因此，有时在室外工作区域的下方和禁止区域，在从车室内的天线发送的信号的强度上不会产生有意的差。
因此，基于从设置于车室内的通信机发送的信号在便携终端中的接收强度来判别便携终端存在于车室外的室外工作区域还是存在于禁止区域实际上较难。有可能尽管存在于室外工作区域，但误判定为存在于禁止区域。当然，在误判定为便携终端存在于禁止区域的情况下，车门不会开锁，因此有时损害用户的便利性。
为了用户无压力地利用车辆，需要高精度地检测至少存在于室外工作区域。为了确保车辆的安全性，需要减少尽管存在于禁止区域但误判定为存在于室外工作区域内的可能性。为了提高存在于室外工作区域的判定精度，有时优选在车辆的外表面部设置天线，以便将室外工作区域无遗漏地设为强电场区域，并且在远离车辆以上的区域成为弱电场电平。
基于以上的构思，发明人进行了各种试验的结果可知，如果将偶极天线以与车辆侧面部垂直的姿势安装，则能够将室外工作区域无遗漏地设为强电场区域，并且将禁止区域中的电场强度抑制为足够低电平。认为这是因为，根据以上述姿势安装偶极天线的方式，向与车辆侧面部平行的方向辐射电场启动方向与侧面部垂直的电场。电场振动方向与金属面垂直的电波沿着金属面传播。因此，能够将室外工作区域无遗漏地设为强电场区域。
电场振动方向与金属面垂直的电波沿着金属面传播，因此不仅是室外工作区域，车室内也可能成为强电场区域。在将偶极天线以与车辆侧面部垂直的姿势安装的结构中，不易产生车室内与室外工作区域的电场强度之差，因此存在难以判别便携终端存在于车室内还是存在于室外工作区域的情况。
发明内容
本公开的目的在于提供一种位置判定系统，该位置判定系统能够提高便携终端存在于室外工作区域的检测率，并且减少尽管存在于车室内而误判定为便携终端存在于车室外(主要是外部室外工作区域)的可能性。
本公开的一个方式所涉及的位置判定系统是通过与由车辆的用户携带的便携终端使用1GHz以上的电波相互无线通信来判定便携终端相对于车辆的位置的车辆用的位置判定系统。位置判定系统具备：车室外通信机，设置于车辆的作为侧面部或背面部的外表面部，具有用于接收从便携终端发送的无线信号的天线；和位置判定部，基于车室外通信机中的来自便携终端的无线信号的接收状况来判定便携终端的位置。车室外通信机具备第一模式和第二模式作为工作模式，上述第一模式朝向与安装有该车室外通信机的外表面部平行的方向辐射电场振动方向与外表面部垂直的直线偏振波，上述第二模式辐射电场振动方向与外表面部平行的直线偏振波。位置判定部构成为，基于车室外通信机以第一模式进行工作时的来自便携终端的无线信号的接收状况而判定在车室外距车辆规定的工作工作距离以内的区域即室外工作区域是否存在便携终端，另一方面，使用车室外通信机以第二模式进行工作时的来自便携终端的无线信号的接收状况判定便携终端是否存在于车室内。
电场的振动方向与金属表面垂直的直线偏振波存在以沿着该金属的方式传播的趋势。因此，在车室外通信机以上述第一模式工作的情况下，能够将车室外的车辆附近无遗漏地设为强电场区域。因此，在室外工作区域是否存在便携终端的判定中，通过使用以第一模式进行工作时的来自便携终端的无线信号的接收状况，能够提高便携终端存在于室外工作区域的检测率。
作为车室外通信机在第一模式时收发的对象的直线偏振波也容易沿着提供车辆侧面部的金属进入车室内。因此，在第一模式时，车室内也可能成为强电场区域。无线信号的传播路径具有可逆性，因此上述的趋势表示在车室外通信机以第一模式工作的情况下，容易接收来自存在于车室内的便携终端的信号。
作为第二模式时的车室外通信机收发的对象的直线偏振波不易绕入车室内。这是因为电场的振动方向与提供车辆的外表面部的金属平行的直线偏振波容易被该金属弹回。其结果，第二模式下的车室内的电场电平成为低电平。如上所述，无线信号的传播路径具有可逆性，因此上述的趋势表示在车室外通信机以第二模式工作的情况下，不易接收来自存在于车室内的便携终端的信号。
因此，在车室内是否存在便携终端的判定中，通过使用车室外通信机以第二模式进行工作时的来自便携终端的无线信号的接收状况，能够减少尽管便携终端存在于车室内但误判定为存在于室外工作区域的可能性。也就是说，根据以上的结构，能够提高便携终端存在于室外工作区域的检测率，并且减少尽管存在于车室内但误判定为便携终端存在于室外工作区域的可能性。
附图说明
图1是用于说明车辆用电子钥匙系统的概略结构的图。
图2是用于说明车辆的结构的图。
图3是表示车载系统的概略结构的框图。
图4是表示车载通信机的搭载位置的一个例子的示意图。
图5是表示车载通信机的概略结构的框图。
图6是表示车室外通信机的结构的一个例子的图。
图7是表示电路基板的结构的外观立体图。
图8是沿图7的VIII-VIII线的剖视图。
图9是用于说明对置导体板与底板的位置关系的图。
图10是表示零阶谐振模式下的电流、电压以及电场分布的图。
图11是表示零阶谐振模式下的辐射特性的图。
图12是表示零阶谐振模式下的辐射特性的图。
图13是用于说明底板激励模式的工作原理的图。
图14是用于说明底板激励模式的工作原理的图。
图15是表示各工作模式下的增益的频率特性的一个例子的图。
图16是表示各工作模式下的增益的频率特性的一个例子的图。
图17是表示室外左侧通信机的安装位置以及安装姿势的一个例子的图。
图18是表示作为侧方通信机的车室外通信机的每个工作模式的指向性以及偏振波的图。
图19是表示作为侧方通信机的车室外通信机的辐射特性的图。
图20是表示室外左侧通信机以零阶谐振模式进行工作时的电场强度分布的图。
图21是表示室外左侧通信机以底板激励模式进行工作时的电场强度分布的图。
图22是用于说明智能ECU的功能的图。
图23是用于说明连接相关处理的流程图。
图24是用于说明位置判定处理的流程图。
图25是用于说明车辆用电子钥匙系统的要件的图。
图26是表示车室外通信机的构造的变形例的图。
图27是表示车室外通信机的构造的变形例的图。
图28是表示车室外天线的构造的变形例的图。
图29是表示在对置导体板的中心形成有短路部的情况下的对置导体板上的电流分布的图。
图30是表示在偏离对置导体板的中心的位置形成有短路部的情况下的对置导体板上的电流分布及其作用的图。
图31是表示图28所示的车室外天线以零阶谐振模式进行工作时的电场强度分布的图。
图32是表示车室外天线的构造的变形例的图。
图33是表示构成为能够切换工作模式的车室外天线的图。
图34是表示智能ECU以及车室外通信机的变形例的图。
图35是表示车室外天线的变形例的图。
图36是表示用于切换车室外通信机的工作模式的结构的变形例的图。
具体实施方式
以下，使用附图对本公开所涉及的位置判定系统的实施方式的一个例子进行说明。图1是表示应用了本公开所涉及的位置判定系统的车辆用电子钥匙系统的概略结构的一个例子的图。如图1所示，车辆用电子钥匙系统具备搭载于车辆Hv的车载系统1、和由该车辆Hv的用户携带的通信终端即便携终端2。
(整体的概要)
车载系统1是例如无钥匙进入及启动系统(以下，PEPS系统)等、构成车辆用电子钥匙系统的车辆侧的装置/系统。车载系统1通过与便携终端2实施使用了规定的频带的电波的无线通信，从而实施与便携终端2的位置相应的规定的车辆控制。例如，车载系统1以能够确认便携终端2存在于相对于车辆Hv预先设定的室外工作区域Rx内为条件，对车门进行上锁或者开锁。
室外工作区域Rx相当于在车室外允许车载系统1对车辆控制的执行的区域。在这里，作为一个例子，室外工作区域Rx被设定为允许由车载系统1执行对车门的上锁以及开锁的区域。室外工作区域Rx限定于车辆Hv的附近区域。在本实施方式中，作为一个例子，车室外的与分别设置于驾驶座用车门、副驾驶座用车门以及行李箱车门的外侧门把手相距规定的工作工作距离(例如0.7米)以内的区域被设定为室外工作区域Rx。规定室外工作区域Rx的大小的工作工作距离可以为1m，也可以为1.5m。工作工作距离只要设定为比另行后述的规定禁止区域的大小的禁止距离(2m)小即可。此外，外侧门把手是指设置于车门的外侧面的用于开闭车门的把持部件。外侧门把手也可以是储存于车门板内的型式的门把手，例如闪光把手、弹出把手等。
本实施方式的车载系统1以及便携终端2分别构成为，能够实施依据能够将通信距离设定为10米左右的规定的近距离无线通信标准的通信(以下，作为近距离通信)。作为这里的近距离无线通信标准，例如能够采用Bluetooth Low Energy(Bluetooth是注册商标)、Wi-Fi(注册商标)、ZigBee(注册商标)等。近距离无线通信标准例如能够提供数米～数十米左右的通信距离即可。作为一个例子，本实施方式的车载系统1和便携终端2构成为依据Bluetooth Low Energy标准来实施无线通信。
便携终端2是与车载系统1建立对应的作为车辆Hv的电子钥匙发挥功能的装置。便携终端2只要是具备上述的近距离通信功能的用户可携带的装置即可。例如能够使用智能手机作为便携终端2。当然，便携终端2也可以是平板终端、可穿戴设备、便携用音乐播放器、便携用游戏机等。便携终端2作为近距离通信发送的信号中包含发送源信息。发送源信息例如是分配给便携终端2的固有的识别信息(以下，作为终端ID)。终端ID作为用于识别其他的通信终端和便携终端2的信息发挥功能。
便携终端2通过以规定的发送间隔无线发送包含发送源信息的通信分组，从而对具备近距离通信功能的周围的通信终端通知自身的存在(即广告)。在以下，将以广告为目的定期发送的通信分组称为广告分组。
车载系统1通过上述的近距离通信功能来接收从便携终端2发送来的信号(例如广告分组)，从而检测便携终端2存在于能够与车载系统1进行近距离通信的范围内。在以下，将车载系统1通过近距离通信功能能够与便携终端2相互数据通信的范围也记载为通信区域。
在本实施方式中，作为一个例子，构成为通过接收从便携终端2依次发送的广告分组，从而车载系统1检测出在通信区域内存在便携终端2，但并不限于此。作为其他的方式，也可以构成为，车载系统1依次发送广告分组，基于与便携终端2的通信连接(所谓的连接)建立，而检测出在通信区域内存在便携终端2。
(车辆Hv的结构)
使用图2对车辆Hv的结构进行说明。车辆Hv例如是乘坐定员人数为5人的轿车。在这里，作为一个例子，车辆Hv具备前部座椅和后部座椅，并且在左侧设置有驾驶座(换言之方向盘)。此外，车辆Hv也可以是在右侧设置有驾驶座的车辆。也可以是不具备后部座椅的车辆。车辆Hv也可以是卡车等货车等。车辆Hv也可以是出租车、露营车。另外，车辆Hv也可以是用于车辆出租服务的车辆(所谓的租赁车)，也可以是用于车辆共享服务的车辆(所谓的共享汽车)。在共享汽车中还包括在该车辆的管理者未使用个人所有的车辆的时间段向他人借出的服务中所使用的车辆。在车辆Hv是用于上述服务的车辆(以下，服务车辆)的情况下，进行这些服务的利用合约的人可以成为用户。具有使用车辆Hv的权利的人可以成为用户。
车辆Hv的车身主要使用金属部件来实现。这里的车身除了例如如B支柱等那样提供车身主体部的框架之外，还包含车身板。车身板包括侧车身板、车顶板、后端板、机罩板、车门板等。在这里，作为一个例子，车门板中的与B支柱42B重叠的部分、或者作为窗框部发挥功能的部分由树脂形成。
金属板具有反射电波的性质，因此车辆Hv的车身反射电波。即，车辆Hv的车身构成为阻断电波的直行性传播。这里的电波是指车载系统1与便携终端2的无线通信所使用的频带的电波(以下，系统使用电波)。这里的系统使用电波是指2.4GHz频带的电波。这里的阻断理想上是反射，但不限于此。能够使电波衰减规定的电平(以下，目标衰减电平)以上的结构相当于阻断电波的传播的结构。目标衰减电平只要是在车室内外，电波的信号强度产生有意的差的值即可，例如设为10dB。目标衰减电平能够设定为5dB以上的任意的值(例如10dB、20dB)。
车辆Hv具有由车顶板提供的顶部41，具备用于支承该车顶板的多个支柱42。车辆Hv具备A支柱42A、B支柱42B以及C支柱42C作为支柱42。A支柱42A相当于设置于前部座椅的前方的支柱42。B支柱42B相当于设置于前部座椅与后部座椅之间的支柱42。C支柱42C相当于设置于后部座椅斜后方的支柱42。各支柱42的一部分或者全部使用高张力钢板等金属部件来实现。作为其他的方式，支柱42也可以是碳纤维制，也可以是树脂制。并且，也可以通过组合各种材料而实现。
车辆Hv整体构成为在关闭所有的车门的情况下，系统使用电波仅经由窗部43从车室外进入车室内，或者从车室内向车室外泄漏。也就是说，窗部43构成为作为系统使用电波的通道发挥作用。这里的窗部43是前窗、设置于车辆Hv的侧面部分的窗(所谓的侧窗)、后窗等。
作为其他的方式，设置于车辆Hv的车门等的窗玻璃也可以构成为阻断系统使用电波的直行性传播。这里的窗玻璃是配置在设置于车辆Hv的窗部43的透明的部件，其原材料严格来说也可以不是玻璃。例如也可以使用丙烯酸树脂等来实现。即，这里的窗玻璃是作为风挡发挥功能的透明的部件。
(车载系统1的结构)
接下来，对车载系统1的结构以及工作进行叙述。如图3所示，车载系统1具备智能ECU11、多个车载通信机12、车门按钮13、启动按钮14、发动机ECU15、以及车身ECU16。此外，部件名称中的ECU是Electronic Control Unit的缩写，表示电子控制装置。
智能ECU11是通过与便携终端2实施无线通信来执行车门的上锁开锁、发动机的启动等的车辆控制的电子控制装置(ECU：Electronic Control Unit)。该智能ECU11使用计算机来实现。即，智能ECU11具备CPU111、闪存112、RAM113、I/O114、以及将这些结构连接的总线等。CPU111是执行各种运算处理的运算处理装置。闪存112是可改写的非易失性的存储介质。RAM113是易失性的存储介质。I/O114是作为用于使智能ECU11与例如车载通信机12等搭载于车辆Hv的其他的装置进行通信的接口发挥功能的电路模块。I/O114使用模拟电路元件、IC等来实现即可。
在闪存112中登记有分配给用户所具有的便携终端2的终端ID。在闪存112中储存有用于使计算机作为智能ECU11发挥功能的程序(以下，位置判定程序)等。此外，上述的位置判定程序可以储存于非迁移实体记录介质(non-transitory tangible storagemedium)。CPU111执行位置判定程序相当于执行与位置判定程序对应的方法。
另外，在闪存112中保存有车室内相当值Pin、工作阈值Prx以及强度差阈值Pg，作为用于智能ECU11基于来自便携终端2的信号的接收强度而判定便携终端2的位置的阈值(以下，判定用阈值)。车室内相当值Pin是用于判定便携终端2存在于车室内的阈值。工作阈值Prx是用于判定便携终端2存在于车室外的室外工作区域Rx的阈值。车室内相当值Pin相当于车室内判定值。对于车室内相当值Pin、工作阈值Prx的技术意义、设定方法、智能ECU11的详细在后面叙述。
车载通信机12是搭载于车辆Hv的用于实施近距离通信的通信模块。各车载通信机12构成为能够收发2400MHz～2500MHz的电波(即2.4GHz-ISM频段的电波)。各车载通信机12经由专用的通信线或者车辆内网络与智能ECU11可相互通信地连接。在各车载通信机12中设定有固有的通信机编号。通信机编号是相当于便携终端2的终端ID的信息。通信机编号作为用于识别多个车载通信机12的信息发挥功能。
如图4所示，本实施方式的车载系统1具备至少一个车室内通信机12α和多个车室外通信机12β作为车载通信机12。车室内通信机12α是设置于车室内的车载通信机12，车室外通信机12β是配置于车辆Hv的外表面部的车载通信机12。这里的外表面部是在车辆Hv中与车室外空间接触的车身部分，包括车辆Hv的侧面部、背面部、以及前面部。本实施方式的车载系统1具备室外左侧通信机12L、室外右侧通信机12M、以及室外后方通信机12N作为车室外通信机12β。
各车载通信机12承担向智能ECU11提供从便携终端2发送的信号的接收强度的作用。此外，车室内通信机12α兼具作为数据通信机的作用，该数据通信机承担智能ECU11与便携终端2收发数据的作用。图4是车辆Hv的示意性的俯视图，为了说明各种车载通信机12的设置位置而透过顶部41进行表示。
图5简要地示出车载通信机12的电结构。如图5所示，车载通信机12具备天线121、收发电路122以及通信微机123。
天线121是用于收发与便携终端2的无线通信所使用的频带(以下，系统使用频带)的电波的天线。这里的系统使用频带是从2400MHz到2500MHz的2.4GHz频带。系统使用频带与天线121的工作频带对应。此外，本实施方式中的系统使用频带只要包含按照Bluetooth标准使用的2400MHz～2480MHz即可。系统使用频带的上限频率、下限频率能够根据与便携终端2的通信标准适当地变更。
天线121与收发电路122电连接。关于天线121的具体结构另行在后面叙述。收发电路122对由天线121接收到的信号进行解调，并提供给通信微机123。收发电路122对经由通信微机123从智能ECU11输入的信号进行调制，并向天线121输出，作为电波辐射。收发电路122与通信微机123可相互通信地连接。
收发电路122具备依次检测由天线121接收到的信号的强度的接收强度检测部124。接收强度检测部124能够由多种电路结构实现。接收强度检测部124检测到的接收强度与接收数据所包含的终端ID以及该数据的接收所使用的信道编号建立对应地依次提供到通信微机123。信道编号表示与便携终端2的通信所使用的频率。此外，接收强度例如通过功率的单位[dBm]来表现即可。将使接收强度、终端ID以及信道编号建立对应的数据称为接收强度数据。接收强度检测部124相当于强度检测部。
通信微机123是控制收发电路122的工作的微型计算机。根据其他的观点，通信微机123相当于控制与智能ECU11的数据交接的微型计算机。通信微机123将从收发电路122输入的接收数据与接收强度建立对应并提供到智能ECU11。通信微机123具备如下功能：认证便携终端2的终端ID，并且基于来自智能ECU11的要求，与便携终端2实施密码通信。作为加密的方式，能够引用由Bluetooth规定的方式等多种方式。对于ID的认证方式，也能够引用由Bluetooth规定的方式等多种方式。
车门按钮13是用于用户对车辆Hv的车门进行开锁以及上锁的按钮。车门按钮13设置于车辆Hv的外侧门把手或者其附近。车门按钮13若被用户按下，则将表示其意旨的电信号输出到智能ECU11。车门按钮13相当于用于智能ECU11接受用户的开锁指示以及上锁指示的结构。此外，作为用于接受用户的开锁指示以及上锁指示的至少任一方的结构，也能够采用触摸传感器。
启动按钮14是用于用户使驱动源(例如发动机)启动的按压开关。若由用户进行按压操作，则启动按钮14将表示其意旨的电信号输出到智能ECU11。此外，在这里，作为一个例子，车辆Hv是具备发动机作为动力源的车辆，但不限于此。车辆Hv也可以是电动汽车、混合动力车。在车辆Hv是具备马达作为驱动源的车辆的情况下，启动按钮14是用于使驱动用的马达启动的开关。
发动机ECU15是控制搭载于车辆Hv的发动机的工作的ECU。例如发动机ECU15若从智能ECU11获取指示发动机的启动的启动指示信号，则使发动机启动。
车身ECU16是基于来自智能ECU11的要求控制车载致动器17的ECU。车身ECU16与各种车载致动器17、各种车载传感器18可通信地连接。这里的车载致动器17例如是构成各车门的锁定机构的车门锁马达、用于调整座椅位置的致动器(以下，座椅致动器)等。这里的车载传感器18是配置于每个车门的门控开关等。门控开关是检测车门的开闭的传感器。车身ECU16例如基于来自智能ECU11的要求，通过向设置于车辆Hv的各车门的车门锁马达输出规定的控制信号，从而对各车门进行上锁或者开锁。
(车室内通信机12α的作用以及结构)
车室内通信机12α配置于车室内的规定位置，以使车室内成为强电场区域。这里的强电场区域是从车载通信机12发送的信号保持规定的阈值(以下，强电场阈值)以上的强度而传播的区域。强电场阈值被设定为作为近距离通信的信号足够强的电平。例如强电场阈值为-35dBm(-0.316μW)。无线信号的传播路径具有可逆性，因此根据其他的观点，强电场区域也是车载通信机12中的从便携终端2发送的信号的接收强度成为规定的阈值以上的区域。
车室内通信机12α能够设置在车室内的任意的位置。但是，有时优选兼具作为数据通信机的作用的车室内通信机12α配置在能够看见车室内以及车室外的车门附近的位置。能够看见车室内以及车室外的车门附近的位置例如是车室内的顶部。在这里，作为一个例子，车室内通信机12α配置于风挡玻璃的上端中央部(即后视镜附近)。作为车室内通信机12α的设置位置，也能够采用仪表盘49的车宽方向中央部、顶置控制台、顶部的中央部等。此外，即使在便携终端2存在于车室内通信机12α的视野外的情况下，由于构造物的反射等，便携终端2和车室内通信机12α也能够实施无线通信。因此，车室内通信机12α也可以设置在中心控制台48、驾驶座的脚下、地板部等车室外成为视野外的位置。
某车载通信机12的视野内是指从该车载通信机12发送的信号能够直接到达的区域。无线信号的传播路径具有可逆性，因此所谓对于某车载通信机12来说的视野内，换言之，相当于该车载通信机12能够直接接收从便携终端2发送的信号的区域。某车载通信机12的视野外是指从该车载通信机12发送的信号不直接到达的区域。无线信号的传播路径具有可逆性，因此所谓对于某车载通信机12来说的视野外，换言之，相当于该车载通信机12不能直接接收从便携终端2发送的信号的区域。此外，从便携终端2发送的信号被各种构造物反射从而也能够到达视野外。
在作为数据通信机的车室内通信机12α所具备的非易失性存储器中保存有终端信息。终端信息例如是认证密钥、终端ID等。终端信息通过用户实施密钥交换协议的执行操作(所谓的配对)而被登记即可。此外，在车辆Hv是服务车辆的情况下，终端信息也可以从管理用户对服务车辆的使用(例如预约状况、运行状况)的外部服务器分发。在车辆Hv由多个用户使用的情况下，各用户所持有的便携终端2的终端信息被保存。
作为数据通信机的车室内通信机12α若接收来自便携终端2的广告分组，则使用已保存的终端信息自动地建立与便携终端2的通信连接。而且，智能ECU11与便携终端2实施数据的收发。此外，车室内通信机12α若建立与便携终端2的通信连接，则将通信连接的便携终端2的终端ID向智能ECU11提供。
根据Bluetooth标准，加密后的数据通信通过跳频方式被实施。跳频方式是在时间上依次切换通信中使用的信道的通信方式。具体而言，在Bluetooth标准中，通过跳频及频谱扩展方式(FHSS：Frequency Hopping Spread Spectrum)进行数据通信。在BluetoothLow Energy(以下，Bluetooth LE)中，准备从0号到39号的40个信道，其中的0号到36号的37个信道可用于数据通信。此外，37号到39号的3个信道是用于广告分组的收发的信道(以下，广告信道)。
车室内通信机12α在建立了与便携终端2的通信连接的情况下，依次变更37个信道并且与便携终端2实施数据的收发。此时，车室内通信机12α对智能ECU11依次提供表示与便携终端2的通信所使用的信道的信息(以下，信道信息)。信道信息也可以是具体的信道编号，也可以是表示使用信道的过渡规则的参数(所谓的hopIncrement)。HopIncrement是在通信连接时随机被决定的从5到16的数字。信道信息有时优选包括当前的信道编号和HopIncrement。
车室内通信机12α也可以存在多个。车室内通信机12α的数量也可以是两个、三个、四个以上。例如作为车室内通信机12α，也可以具备配置于驾驶座的脚下附近的车载通信机12和配置于行李箱区域的地板部的车载通信机12这两个车室内通信机12α。车室内通信机12α也可以在左右的B支柱42B的室内侧面分别各配置一个。另外，车室内通信机12α也可以配置在后部座椅用的车门的室内侧面、后部座椅的地板面。不兼具作为数据通信机的作用的车室内通信机12α有时优选设置于车室外成为视野外的位置。车室内通信机12α可以在规定的位置配置一个或者多个，以使车室内的大部分(更优选整个区域)成为强电场区域。
作为构成车室内通信机12α的天线121，能够采用贴片天线、偶极天线、单极天线、线状/板状倒F天线、倒L天线、零阶谐振天线等多种天线构造。车室内通信机12α的天线121也可以是后述的底板延伸型零阶谐振天线、半波长型零阶谐振天线等。车室内通信机12α的设置位置、安装姿势(安装位置)、以及设置个数可以鉴于内置的天线121的指向性以及车室内形状而适当地设计。
(车室外通信机12β的构造)
接下来，对车室外通信机12β的构造进行说明。作为车室外通信机12β的室外左侧通信机12L、室外右侧通信机12M、以及室外后方通信机12N均具有同样的天线构造。在以下，用“λ”表示系统使用频带的中心频率(在这里2.45GHz)的波长(以下，也记载为对象波长)。例如“λ/2”以及“0.5λ”是指对象波长的一半的长度，“λ/4”以及“0.25λ”是指对象波长的四分之一的长度。此外，真空中以及空气中的2.45GHz的电波的波长(即λ)为122mm。
如图6所示，车室外通信机12β具备电路基板5和外壳6。电路基板5具备底板51、支承板52、对置导体板53、短路部54、以及电路部55。将底板51、对置导体板53、以及短路部54组合而成的结构相当于车室外通信机12β的天线121(以下，也记载为车室外天线121β)。此外，图7是电路基板5的外观立体图。图8是沿图7所示的VIII-VIII线的剖视图。在图7以及图8中省略了外壳6的图示。在以下，将相对于底板51设置有对置导体板53的一侧作为车室外通信机12β的上侧进行各部的说明。也就是说，从底板51朝向对置导体板53的方向相当于车室外通信机12β的上方向。从对置导体板53朝向底板51的方向相当于车室外通信机12β的下方向。
底板51是将铜等导体作为原材料的板状的导体部件。底板51沿着支承板52的下侧面而设置。这里的板状也包括金属箔那样的薄膜状。也就是说，底板51也可以通过电镀等图案形成于印刷布线板等树脂制的板的表面。该底板51与同轴电缆的外部导体或者支承板52所具备的接地层电连接，提供车室外通信机12β中的地电位(换言之，接地电位)。
底板51形成为长方形。底板51的短边的长度例如被设定为电气上相当于0.4λ的值。另外，底板51的长边的长度被设定为电气1.2λ。这里的所谓的电长度是考虑了边缘电场、由电介质引起的波长缩短效应等的有效长度。此外，在使用相对介电常数4.3的电介质形成支承板52的情况下，由于作为支承板52的电介质的波长缩短效应，底板51表面上的波长成为60mm左右。因此，电气上相当于1.2λ的长度为72mm。
图6等所示的X轴表示底板51的长边方向，Y轴表示底板51的短边方向，Z轴表示上下方向。由这些X轴、Y轴以及Z轴构成的三维坐标系(以下，天线坐标系)是用于说明车室外通信机12β的结构的概念。此外，在作为其他方式底板51为正方形的情况下，能够将沿着任意一边的方向设为X轴。在底板51为圆形的情况下，能够将平行于底板51的任意方向设为X轴。Y轴为平行于底板51且与X轴正交的方向即可。此外，在底板51为长方形、长椭圆等存在长边方向和短边方向的形状的情况下，能够将其长边方向设为X轴方向。此外，Z轴设定为天线121的上方向成为正方向。
底板51有时优选是以相互正交的两条直线中的每条直线为对称轴而线对称的形状(以下，双向线对称形状)。双向线对称形状是指以某条直线为对称轴线对称，并且对于与该直线正交的其他直线也线对称的图形。在双向线对称形状中，例如相当于椭圆形、长方形、圆形、正方形、正六边形、正八边形、菱形等。有时优选底板51形成为比直径为1波长的圆大。所谓的某个部件的平面形状是指从上方观察该部件的形状。
支承板52是矩形的平板部件。支承板52承担将底板51和对置导体板53隔开规定间隔而相互对置配置的作用。在俯视时支承板52形成为与底板51大致相同的大小。支承板52使用具有规定的相对介电常数的电介质来实现。支承板52例如能够引用以玻璃环氧基树脂等为基体材料的印刷电路基板。在这里，作为一个例子，支承板52使用相对介电常数4.3的玻璃环氧基树脂(换言之，FR4：Flame Retardant Type(阻燃型)4)来实现。
在本实施方式中，作为一个例子，支承板52的厚度例如形成为1.5mm。支承板52的厚度相当于底板51与对置导体板53的间隔。通过调整支承板52的厚度，能够调整对置导体板53与底板51的间隔。支承板52的厚度的具体值可以通过模拟、试验适当地决定。支承板52的厚度也可以为2.0mm、3.0mm等。此外，由于电介质的波长缩短效应，支承板52上的波长成为60mm左右。因此，厚度1.5mm的值相当于电气上对象波长的四十分之一(即λ/40)。此外，在本实施方式中，采用底板51与对置导体板53之间填充了作为支承板52的树脂的结构，但不限于此。底板51与对置导体板53之间也可以为中空、真空。并且，也可以将以上所例示的构造进行组合。
对置导体板53是以铜等导体作为原材料的板状的导体部件。这里的板状如上述那样也包括铜箔等薄膜状。对置导体板53配置为经由支承板52与底板51对置。对置导体板53也可以与底板51同样地图案形成于印刷布线板等树脂制的板的表面。这里所说的平行不限于完全平行。也可以倾斜几度至十度左右。也就是说，可以包括大体平行的状态(所谓的大致平行的状态)。
通过对置导体板53和底板51通过相互对置配置，从而形成与对置导体板53的面积、对置导体板53与底板51的间隔相应的静电电容。对置导体板53形成为如下的大小，形成与短路部54所具备的电感在规定的第一频率并联谐振的静电电容。第一频率是属于系统使用频带的任意的频率。例如第一频率为2420MHz。作为其他方式，第一频率也可以设定为2402MHz、2426MHz、2480MHz等的广告信道。在以下，在需要区别第一频率的电波的波长和对象波长的情况下，也将第一频率的电波的波长在以下记载为“λ1”。但是，空气中的λ1与λ之差为1.5mm左右，在本实施方式中，可以忽略该差异。
对置导体板53的面积只要适当地设计成提供所希望的静电电容(进而以第一频率工作)即可。例如对置导体板53形成为一边为电气上12mm的正方形。由于支承板52的波长缩短效应，对置导体板53的表面上的波长成为60mm左右，因此12mm这样的值相当于电气上0.2λ。当然，对置导体板53的一边的长度能够适当地变更，也可以是14mm、15mm、20mm、25mm等。
在这里，作为一个例子，对置导体板53的形状为正方形，但作为其他的结构，对置导体板53的平面形状也可以是圆形、正八边形、正六边形等。对置导体板53也可以是长方形、长椭圆形等。有时优选对置导体板53是双向线对称形状。有时更优选对置导体板53是圆形、正方形、长方形、平行四边形等点对称的图形。
也可以在对置导体板53设置缝隙、或者将角部倒角。对置导体板53的边缘部也可以部分或整体形成为曲折形状。双向线对称的形状也包含在该边缘部设置有微小的(数mm左右的)凹凸的形状。设置于对置导体板53的边缘部的对工作不产生影响的程度的凹凸能够忽略处理。针对该对置导体板53的平面形状的技术思想对于上述的底板51也同样。
对置导体板53使用微带线路551与电路部55连接。对置导体板53与微带线路551的连接部位相当于天线121的供电点531。微带线路551相当于供电线。此外，作为向对置导体板53供电的供电方式，除了直接耦合供电方式之外，还能够采用电磁耦合方式等多种方式。电磁耦合方式是指利用供电用的微带线路等与对置导体板53的电磁耦合的供电方式。供电点531设置在从电路部55观察天线121的输入输出阻抗匹配的位置即可。换言之，供电点531设置在回波损耗成为规定的允许电平的位置即可。供电点531例如能够配置于对置导体板53的边缘部、中央区域等任意的位置。
如图9所示，对置导体板53以某一组的对边平行于X轴且另一组的对边平行于Y轴的姿势与底板51对置配置。但是，其中心配置为在X轴方向上从底板51的中心偏移规定量。具体而言，对置导体板53配置为其中心位于在X轴方向上从底板51的中心电偏移对象波长的二十五分之一(即0.04λ)的位置。根据其他观点，该结构相当于将底板51相对于对置导体板53非对称地配置的结构。
底板51的中心(以下，底板中心)和对置导体板53的中心在X轴方向上的距离(以下，底板偏移量ΔSa)并不限定于0.04λ。底板偏移量ΔSa也可以是0.05λ、0.08λ、0.25λ等。底板偏移量ΔSa也可以设定为0.125λ(＝λ/8)。底板偏移量ΔSa能够在俯视时对置导体板53不会突出到底板51的外侧的范围内适当地变更。对置导体板53配置为至少整个区域(换言之整个面)与底板51对置。底板偏移量ΔSa相当于底板51的中心与对置导体板53的中心的偏差量。底板偏移量ΔSa设计为在另行后述的第二频率下，底板51作为辐射元件发挥功能。
在图9中，为了明示底板51与对置导体板53的位置关系，使支承板52透明(也就是省略图示)。图9所示的点划线Lx1表示穿过底板51的中心且平行于X轴的直线，点划线Ly1表示通过底板51的中心且平行于Y轴的直线。双点划线Ly2表示通过对置导体板53的中心且平行于Y轴的直线。根据其他观点，直线Lx1相当于底板51、对置导体板53的对称轴。直线Ly1相当于底板51的对称轴。直线Ly2相当于对置导体板53的对称轴。
由于对置导体板53从与底板51同心的位置向X轴方向偏移规定量来配置，因此点划线Lx1也通过对置导体板53的中心。也就是说，点划线Lx1相当于平行于X轴的直线且通过底板51和对置导体板53的中心的直线。直线Lx1和直线Ly1的交点相当于底板中心，直线Lx1和直线Ly2的交点相当于对置导体板53的中心(以下，导体板中心)。导体板中心相当于对置导体板53的重心。在本实施方式中，对置导体板53是正方形，因此导体板中心相当于对置导体板53的两个对角线的交点。此外，底板51和对置导体板53同心的配置方式相当于在俯视时对置导体板53的中心和底板51的中心重叠的配置方式。
短路部54是电连接底板51和对置导体板53的导电性的部件。短路部54可以是一端与底板51电连接，另一端与对置导体板53电连接的线状的部件。短路部54例如使用设置于作为支承板52的印刷电路基板的通孔来实现。短路部54也可以使用导电性的销来实现。通过调整短路部54的长度、直径，能够调整短路部54所具备的电感。
短路部54例如设置为位于导体板中心。此外，短路部54的形成位置无需严格地与导体板中心一致。短路部54也可以从导体板中心偏移数mm左右。短路部54只要形成于对置导体板53的中央区域即可。对置导体板53的中央区域是指比连接将从导体板中心到边缘部以1∶5内分的点的线靠内侧的区域。根据其他观点，中央区域相当于将对置导体板53相似缩小到六分之一左右的同心图形重叠的区域。
电路部55是包含收发电路122、通信微机123、电源电路等的电路模块。电路部55是IC、模拟电路元件、连接器等多种部件的电集合体。电路部55在支承板52上形成于配置有对置导体板53的一侧的面(以下，基板上表面52a)。例如电路部55在基板上表面52a使用位于非对称部511的上方的区域而形成。微带线路551是用于向对置导体板53供电的线状导体。微带线路551的一端与对置导体板53连接，另一端与电路部55连接。此外，微带线路551也可以形成于支承板52的内部。
外壳6是收容电路基板5的结构。外壳6例如通过组合构成为能够在上下方向上分离的上外壳和下外壳而构成。外壳6例如使用聚碳酸酯(PC：polycarbonate)树脂而构成。此外，作为外壳6的材料，能够采用在PC树脂中混合了丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(所谓的ABS)的合成树脂、聚丙烯(PP：polypropylene)等多种树脂。
外壳6具备外壳底部61、外壳侧壁部62以及外壳顶部63。外壳底部61是提供外壳6的底的结构。外壳底部61形成为平板状。在外壳6内，电路基板5配置为底板51经由形成于外壳底部61的肋(以下，下侧肋)611与外壳底部61对置。下侧肋611是从外壳底部61的规定位置朝向上侧一体地形成的凸状的结构。下侧肋611承担限制外壳6内的电路基板5的位置的作用。下侧肋611设置为与底板51的边缘部抵接。下侧肋611形成为底板51与外壳底部61的间隔成为λ/25以下(即5mm以下)。此外，下侧肋611也可以形成为从侧壁部62的内表面朝向壳体内侧突出。下侧肋611构成为从下侧支承电路基板5即可，也可以与侧壁部62一体地形成。
外壳侧壁部62是提供外壳6的侧面的结构，从外壳底部61的边缘部朝向上方直立设置。外壳侧壁部62的高度设计成外壳顶部63的内表面与对置导体板53的间隔成为λ/25以下。外壳顶部63是提供外壳6的上表面部的结构。本实施方式的外壳顶部63形成为平板状。此外，作为外壳顶部63的形状，另外能够采用圆顶型等多种形状。外壳顶部63构成为内表面与基板上表面52a(进而对置导体板53)对置。在外壳顶部63的内侧面形成有上侧肋631。
上侧肋631是从外壳顶部63的内表面的规定位置朝向下方形成的凸状的结构。上侧肋631设置为与对置导体板53的边缘部抵接。上侧肋631与外壳6一体地形成。上侧肋631限制外壳6内的支承板52的位置。也可以在上侧肋631在与对置导体板53的边缘部连接的垂直面(即，外侧面)施加铜箔等金属图案。此外，上侧肋631是任意的要素，也可以不设置。
在外壳6的内部例如填充密封材料7。密封材料7相当于密封材料。作为密封材料7，能够采用聚氨酯树脂(更具体而言聚氨酯预聚物)、环氧基树脂、硅树脂等多种材料。根据在外壳6内填充了密封材料7的结构，也能够提高防水性、防尘性、耐振动性。另外，根据在外壳6内填充了密封材料7的结构，位于对置导体板53的上方的密封材料7抑制底板垂直偏振波从对置导体板53的端部绕到对置导体板53的上侧，起到提高向底板平行方向的辐射增益的效果。这里的底板平行方向是指从对置导体板53的中心朝向其边缘部的方向。根据其他观点，底板平行方向是指与通过对置导体板53的中心的向底板51的垂线正交的方向。底板平行方向相当于车室外通信机12β的横向(换言之侧方)。此外，密封材料7是任意要素，不是必需的要素。在图6中，为了确保附图的可视性，省略了密封材料7的阴影线。
上侧肋631、密封材料7相当于承担抑制通过后述的零阶谐振模式辐射的垂直电场从对置导体板53的边缘部绕到上侧的作用的结构(以下，电波阻断体)。本实施方式所公开的结构相当于在对置导体板53的上侧配置了使用导体或者电介质而构成的电波阻断体的结构。此外，有时优选包含上侧肋631的外壳6、密封材料7的相对介电常数较高，且介电损耗角正切较小。例如有时优选相对介电常数为2.0以上，并且，介电损耗角正切为0.03以下。若介电损耗角正切较高，则辐射能量作为热损失而损失的量增大。因此，有时优选外壳6、密封材料7使用介电损耗角正切更小的材料来实现。外壳6、密封材料7以介电常数越高越抑制电场的进入的方式发挥作用。换言之，外壳6、密封材料7的介电常数越高，提高底板平行方向的增益的效果越加强。因此，作为外壳6、密封材料7的材料，有时优选使用介电常数较高的电介质来实现。
(车室外通信机12β的工作)
对这样构成的车室外通信机12β的工作进行说明。对于车室外通信机12β而言，对置导体板53通过设置于其中央区域的短路部54与底板51短路，并且，对置导体板53的面积成为形成与短路部54所具备的电感在第一频率并联谐振的静电电容的面积。
在第一频率及其附近，通过电感与静电电容之间的能量交换发生并联谐振(所谓的LC并联谐振)，在底板51与对置导体板53之间产生相对于底板51及对置导体板53垂直的电场。该垂直电场从短路部54朝向对置导体板53的边缘部传播，在对置导体板53的边缘部，成为底板垂直偏振波而在空间传播。此外，这里的底板垂直偏振波是指电场的振动方向相对于底板51、对置导体板53垂直的电波。在以平行于水平面的姿势使用车室外通信机12β的情况下，底板垂直偏振波是指垂直于地面的偏振波(即，通常的垂直偏振波)。
如图10所示，垂直电场的传播方向以短路部54为中心对称。因此，如图11所示，对于底板平行方向的辐射特性无指向性(换言之，全部放向性)。因此，在底板51配置成水平的情况下，车室外通信机12β作为在水平方向上具备主波束的天线发挥功能。此外，这里的底板平行面是指平行于底板51及对置导体板53的平面。
由于短路部54配置于导体板中心，因此在对置导体板53中流动的电流以短路部54为中心成为对称。因此，在对置导体板53中，从导体板中心向某个方向流动的电流所发出的天线高度方向的电波被反向流动的电流所发出的电波抵消。也就是说，由对置导体板53激振的电流无助于电波的辐射。因此，如图12所示，在垂直于底板51的方向(以下，底板垂直方向)不辐射电波。底板垂直方向在附图中相当于Z轴正方向。在以下，将通过形成于底板51与对置导体板53之间的静电电容和短路部54所具备的电感的LC并联谐振而工作的模式称为零阶谐振模式。作为零阶谐振模式的车室外天线121β相当于电压系统天线。此外，具备上述结构的天线相当于构成为使用对置导体板53与底板51所形成的静电电容和短路部54所具备的电感，在规定的第一频率并联谐振的天线。此外，零阶谐振模式的谐振频率也可以使用匹配元件来调整。
从对置导体板53观察，底板51形成为非对称，因此车室外天线121β也从底板51放射辐射电波。具体而言如下所述。在本实施方式的车室外通信机12β中，对置导体板53配置为位于从与底板51同心的位置向X轴方向电偏移0.04λ的位置。根据将底板偏移量ΔSa设定为0.04λ的方式，距X轴方向的端部0.08λ以内的区域成为对置导体板53的非对称部511。这里的非对称部511是指在底板51中从对置导体板53观察成为非对称的区域。非对称部511的X轴方向的长度(以下，非对称部宽度W)能够适当地变更。非对称部宽度W也可以设定为0.1λ、0.125λ、0.25λ、0.5λ等。此外，非对称部宽度W相当于底板偏移量ΔSa的2倍值。因此，非对称部宽度W成为0.25λ的结构相当于将底板偏移量ΔSa设定为0.125λ的结构。
在图13和图14中，为了明示该区域，对非对称部511实施点图案的阴影线。将底板51中从对置导体板53观察具有对称性的最大区域也记载为对称性维持部512。对称性维持部512设定为包括底板51的边缘部的一部分。从对称性维持部512的中央区域到端部的X轴方向的长度成为L/2－ΔSa。在俯视时，对称性维持部512的中心和对置导体板53的中心一致。
图13是示意性地示出在底板51中流动的电流的图。模拟的结果是，确认了通过LC并联谐振在底板51中流动的电流主要沿底板51的边缘部流动。在图13中，箭头的大小表示电流的振幅。在图13中，使支承板52透明(即，省略图示)。
从对置导体板53通过短路部54流入到底板51的电流从短路部54朝向底板51的X轴方向的两端流动。成为底板51的电流的出入口的短路部54位于对称性维持部512的中心。因此，在对称性维持部512中，从短路部54朝向X轴方向两端流动的电流的朝向相反且大小相等。因此，因从对称性维持部512的中央向某个方向(例如X轴正方向)流动的电流而产生的电磁波如图14所示那样被由向相反方向(例如X轴负方向)流动的电流形成的电磁波抵消(即，消除)。因此，实质上没有从对称性维持部512辐射电波。
对于在非对称部511中流动的电流所发出的电波，没有被消除而剩余。换言之，非对称部511的边缘部作为辐射元件(实际上是线状天线)发挥作用。从底板51辐射的电波成为电场在平行于底板51的方向上振动的直线偏振波(以下，底板平行偏振波)。具体而言，从底板51辐射的电波成为电场的振动方向平行于X轴的直线偏振波(以下，X轴平行偏振波)。该底板平行偏振波在与X轴正交的方向上辐射。也就是说，底板平行偏振波也向车室外通信机12β的向上方向(以下，底板垂直方向)辐射。
在以下，将利用在底板51的非对称部511的边缘部中流动的线状电流的工作模式称为底板激励模式。底板激励模式相当于在垂直于该边缘部的方向上辐射电场在非对称部511和对称性维持部512相连的方向(在这里为X轴方向)上振动的直线偏振波的工作模式。作为底板激励模式的车室外通信机12β相当于通过感应电流辐射电波的电流系统天线。在以平行于水平面的姿势使用车室外通信机12β的情况下，底板平行偏振波相当于电场振动方向平行于地面的直线偏振波(即，水平偏振波)。
本实施方式的车室外通信机12β通过具有上述的构造，能够在在底板平行方向形成波束的零阶谐振模式、和在底板垂直方向形成波束的底板激励模式这两种模式下同时进行工作。底板激励模式下的增益能够通过非对称部宽度W来调整。伴随此，底板垂直方向的增益与底板平行方向的增益之比也根据非对称部宽度W变动。非对称部宽度W可以适当地进行调整，以得到所希望的增益比。
底板垂直方向的增益与底板平行方向的增益之比不仅受到非对称部宽度W的影响，也受到存在于车室外通信机12β的背面的金属(例如B支柱42B)与底板51的间隔的影响。在本实施方式中，非对称部宽度W调整为在规定的第二频率下，底板激励模式下的增益比零阶谐振模式下的增益成为优势的值。第二频率是在系统使用频带中与第一频率不同的频率。例如第二频率为2480MHz。作为其他方式，第二频率也可以设定为2402MHz、2426MHz、2450MHz等。
第一频率和第二频率有时优选背离20MHz以上(10信道以上)。在以下，在需要区别第二频率的电波的波长和对象波长的情况下，将第二频率的电波的波长在以下也记载为“λ2”。但是，空气中的λ2与λ之差为1.5mm左右，在本实施方式中可以忽略该差异。此外，系统使用频带的相对带宽小于25％(具体而言约3.3％)。第一频率和第二频率相当于频率区域中的距离小于中心频率的四分之一(实际上为3.3％以下)的频率。本公开的位置判定系统相当于能够应用于相对带宽被设定为中心频率的5％、10％等小于25％的无线通信系统的位置判定系统。
图15表示对将底板偏移量ΔSa设定为任意值(例如0.08λ)的情况下的每个频率在各工作模式下的辐射增益进行模拟后的结果。上述的第一频率相当于零阶谐振模式下的增益比底板激励模式下的增益成为优势的频率。第二频率相当于底板激励模式下的增益比零阶谐振模式下的增益成为优势的频率。也就是说，第一频率相当于天线121主要以零阶谐振模式进行工作的频率，第二频率相当于天线121主要以底板激励模式进行工作的频率。
在图15所示的例子中，示出了与第一频率下的零阶谐振模式下的增益相比，第二频率下的底板激励模式下的增益更高的例子，但不限于此。零阶谐振模式和底板激励模式的各自工作原理不同，因此各自的谐振频率能够独立决定。例如，通过调整底板51与位于背面的金属的间隔、非对称部宽度W，能够变更底板激励模式的频率特性。零阶谐振模式的频率特性也能够通过调整对置导体板53的面积、短路部54的直径等适当地变更。例如如图16所示，也能够使第一频率下的零阶谐振模式下的增益和第二频率下的底板激励模式下的增益一致。也能够使系统使用频带中的底板激励模式下的增益的峰值和零阶谐振模式下的峰值一致。并且，车室外天线121β也可以构成为在比规定的转换频率靠低频侧以零阶谐振模式进行工作，在比转换频率靠高频侧以底板激励模式进行工作。当然，也可以具有其相反的辐射特性。
另外，第一频率和第二频率也可以根据天线121的每个工作模式的频率特性进行倒算来决定。第二频率也可以设定为底板激励模式下的增益比零阶谐振模式下的增益成为优势的频率下、得到与第一频率下的零阶谐振模式下的增益相同的增益的频率。在本实施方式中，例如，第一频率设定为作为零阶谐振模式的增益比底板激励模式下的增益高3dB以上(例如，5dB左右)的频率。第二频率设定为底板激励模式下的增益比零阶谐振模式下的增益成为优势的频率下、得到与第一频率下的零阶谐振模式下的增益相同的增益的频率。零阶谐振模式相当于第一模式，底板激励模式相当于第二模式。此外，在第一模式中也包括虽然零阶谐振模式和底板激励模式共存，但根据其增益差的关系，视为天线121主要(换言之实质上)以零阶谐振模式进行工作的状态。例如，作为零阶谐振模式的增益比底板激励模式下的增益高3dB以上的状态也相当于第一模式。对于第二模式也能够应用同样的观点。
车室外通信机12β发送(辐射)电波时的工作和接收电波时的工作具有相互可逆性。也就是说，根据上述车室外通信机12β，能够接收从底板平行方向到来的底板垂直偏振波，并且能够接收从底板垂直方向到来的底板平行偏振波。
如以上说明那样，车室外通信机12β以零阶谐振模式工作，从而能够在底板平行方向的整个方向上收发底板垂直偏振波。与此同时，车室外通信机12β以底板激励模式工作，从而能够在底板垂直方向上收发底板平行偏振波。车室外通信机12β能够在相互正交的方向上分别收发具有不同的偏振面的电波。在以下，将具有上述的构造的天线也称为底板延伸型零阶谐振天线。
(车室外通信机12β的安装位置、安装姿势以及作用)
室外左侧通信机12L是用于使设置于车辆Hv的左侧的前部座椅用的车门(以下，前部左侧车门)的周边成为强电场区域的车载通信机12。在这里，驾驶座配置于车辆Hv的左侧，因此前部左侧车门相当于驾驶座用的车门。
如图17所示，室外左侧通信机12L在设置于车辆左侧的B支柱42B的车室外侧的面，以底板51与B支柱42B的表面对置且X轴方向沿着B支柱42B的长边方向的姿势安装。此外，室外左侧通信机12L也可以以上述的姿势在车门模块45内安装于与B支柱42B重叠的部分。以底板51与外表面部(例如B支柱42B的室外侧表面)对置的姿势安装的方式中可以包括底板51与车辆侧面部大体平行的状态(所谓的大致平行的状态)。上述安装姿势中也包括以底板51沿着车辆外表面部的方式安装的结构。
根据以上的安装姿势，车室外通信机12β的底板平行方向成为沿着车辆侧面部(换言之，平行)的方向。车室外通信机12β的底板垂直方向朝向垂直于车辆的侧面部的方向。也就是说，如图18所示，室外左侧通信机12L以零阶谐振模式所提供的指向性的中心与侧面部(具体而言，车门板)平行且底板激励模式所提供的指向性的中心与侧面部垂直的姿势安装。如图18所示，室外左侧通信机12L通过零阶谐振模式辐射的直线偏振波的电场振动方向与车辆侧面部垂直，通过底板激励模式向室外方向辐射的直线偏振波的电场振动方向与车辆侧面部平行。
这里的垂直不限于严格的垂直，可以倾斜30°左右。即，这里的垂直也包括大致垂直。对于平行、对置这样的表现，同样也包括倾斜30°左右的状态。在以下，将垂直于车辆侧面部的方向且远离车辆侧面部的方向也记载为室外方向。根据其他观点，室外方向相当于与车宽方向平行且远离车辆侧面部的方向。
根据以上的安装位置以及安装姿势，如图19所示，能够在平行于车辆侧面部的方向和室外方向这两个方向上形成指向性。在这里，车宽方向的增益基于非对称部宽度W。因此，通过调整非对称部宽度W，也能够将车室外通信机12β的实质的通信范围限定在距车辆侧面部2m以内。其结果，在车辆Hv的侧方(B支柱附近)，能够形成以车宽方向为短边方向的扁平的大致椭圆状的通信区域。根据上述安装方式，金属制的B支柱42B作为以底板激励模式工作的天线121的接地板/反射板发挥作用，因此能够更进一步减少以底板激励模式辐射的电波进入车室内的量。
根据上述的安装位置以及安装姿势，如图18所示，室外左侧通信机12L通过零阶谐振模式辐射的直线偏振波以沿着提供车辆侧面部的金属板的方式传播。这是因为电场振动方向与金属板垂直的电波具有沿该金属板传播的性质。因此，以零阶谐振模式辐射的电波在室外工作区域从上端到下端整体上维持相对较强的电平而传播。以零阶谐振模式辐射的电波经由侧窗的边缘部某种程度上也绕入车室内。
其结果，根据零阶谐振模式，如图20所示，能够将室外工作区域Rx的大体整个区域设定为强电场区域。但是，垂直于B支柱42B的电场也容易绕入车室内，因此车室内的电场强度也相对成为高电平。此外，发送信号的电场强度和接收强度严格来说是不同的物理量，但由于收发的可逆性，它们存在比例关系，可以作为代替特性而采用。图20所示的电场强度表示2402MHz、2442MHz、2480MHz这三个信道的电场强度的最大值。图20表示对严格来说将偶极天线以垂直于B支柱42B的姿势(也就是说，大体沿着车宽方向的姿势)安装的情况下的电场分布进行模拟后的结果。但是，通过模拟确认了以上述位置和姿势安装的车室外通信机12β通过零阶谐振模式辐射的电波的传播方式与以垂直于B支柱42B的姿势安装偶极天线的情况大体同样。因此，图20大体能够视为表示左右的车室外通信机12β以零阶谐振模式工作时的辐射特性的图。
室外左侧通信机12L通过底板激励模式向室外方向辐射的直线偏振波通过车身金属部(例如车门板)上的反射，容易在室外方向上增强。这是因为电场振动方向与金属板平行的电波具有容易被该金属板弹回的性质。因此，以底板激励模式辐射的电波不易进入车室内。其结果，如图21所示，能够将车室内的电场强度抑制为相对低电平。此外，图21表示对以沿着B支柱42B的长边方向的姿势(即，大体沿着车辆高度方向的姿势)安装偶极天线的情况下的电场分布进行模拟后的结果。但是，通过模拟确认了以上述位置和姿势安装的车室外通信机12β通过底板激励模式辐射的电波的传播方式与以沿着B支柱42B的姿势安装偶极天线的情况大体同样。这是因为底板激励模式的工作原理与偶极天线、单极天线等极型天线同样。因此，图21大体能够视为表示左右的车室外通信机12β以底板激励模式工作时的辐射特性的图。此外，偶极天线具有相对于辐射元件的轴旋转对称的环状的辐射指向性(根据其他观点，8字特性)。因此，在以沿着车辆高度方向的姿势安装偶极天线的情况下，室外工作区域Rx的下半部分中的电场强度成为低电平。室外工作区域Rx的下半部分对应于用户的躯体～脚部所处的区域。
室外右侧通信机12M是用于使设置于车辆Hv的右侧的前部座椅用的车门(以下，前部右侧车门)的周边成为强电场区域的车载通信机12。在这里，驾驶座配置于车辆Hv的右侧，因此前部右侧车门相当于副驾驶座用的车门。
室外右侧通信机12M在车辆Hv的右侧的侧面部，配置于与室外左侧通信机12L相反侧的位置。室外右侧通信机12M相当于与室外左侧通信机12L成对的车载通信机12。室外右侧通信机12M在设置于车辆右侧的B支柱42B的外侧面，以底板51与B支柱42B的表面对置且X轴方向沿着B支柱42B的长边方向的姿势安装。
室外后方通信机12N是用于在行李箱车门附近形成强电场区域的车载通信机12。室外后方通信机12N配置于车辆后端部的车宽方向中央部。作为室外后方通信机12N的设置位置，例如能够采用行李箱用的门把手、车牌附近、后保险杠的内部/下端部、后窗的上端部等。例如，在行李箱用的外侧门把手内以X轴沿着车宽方向且Z轴朝向车辆后方的姿势收容室外后方通信机12N。
根据该安装姿势，能够在沿着车辆背面部的方向和垂直于车辆背面部的方向这两个方向上形成指向性。其结果，形成以室外后方通信机12N为中心且以车宽方向为长边方向的大致长椭圆状的通信区域。此外，沿着车辆背面部的方向包括车宽方向、高度方向。垂直于车辆背面部的方向相当于车辆后方。向车辆后方的增益基于非对称部宽度W，因此通过调整非对称部宽度W，也能够将室外后方通信机12N向车辆后方的实质的通信范围限定在距车辆后端部2m以内。
在以下，将车室外通信机12β中的室外左侧通信机12L以及室外右侧通信机12M这样的配置于左侧面部或右侧面部的车载通信机12也记载为侧方通信机。此外，车载系统1所具备的车室外通信机12β的数量能够适当地变更。车室外通信机12β可以是两个、四个等，也可以是五个以上。
车室内通信机12α以及车室外通信机12β均是主要用于向智能ECU11报告来自便携终端2的信号的接收强度的结构。因此，在以下，将各种车室内通信机12α以及车室外通信机12β也记载为强度观测机。各强度观测机将从便携终端2发送的信号的接收强度与接收信号的信道编号、以及表示接收信号的发送源的终端ID一起向智能ECU11提供。
(智能ECU11的功能)
智能ECU11通过执行上述的位置判定程序，提供与图22所示的各种功能模块对应的功能。即，智能ECU11具备车辆信息获取部F1、通信处理部F2、认证处理部F3、位置判定部F4以及车辆控制部F5作为功能模块。
车辆信息获取部F1从搭载于车辆Hv的传感器、ECU(例如车身ECU16)、开关等获取表示车辆Hv的状态的各种信息(以下，车辆信息)。作为车辆信息，例如涉及车门的开闭状态、各车门的上锁/开锁状态、车门按钮13的按下的有无、启动按钮14的按下的有无等。车辆信息获取部F1基于上述的各种信息，确定车辆Hv的当前的状态。例如车辆信息获取部F1在发动机断开且全部的车门被上锁的情况下，判定为车辆Hv停车。当然，判定车辆Hv停车的条件被适当地设计即可，能够应用多种判定条件等。
获取表示各车门的上锁/开锁状态的信息相当于判定各车门的上锁/开锁状态、以及检测用户进行的车门的上锁操作/开锁操作。获取来自车门按钮13、启动按钮14的电信号相当于检测针对这些按钮的用户操作。车辆信息获取部F1所获取的车辆信息也包括针对车辆Hv的用户操作。另外，车辆信息所包含的信息的种类不限于上述的内容。未图示的换挡位置传感器检测出的换挡位置、检测是否制动踏板被踏入的制动传感器的检测结果、停车制动器的工作状态等也包含于车辆信息。
通信处理部F2是与作为数据通信机的车载通信机12(在这里，车室内通信机12α)协作实施与便携终端2的数据的收发的结构。例如通信处理部F2生成向便携终端2的数据，并向车室内通信机12α输出。由此，发送与所希望的数据对应的信号作为电波。通信处理部F2接收车室内通信机12α接收到的来自便携终端2的数据。在本实施方式中，例如，智能ECU11与便携终端2的无线通信构成为进行加密而实施。此外，在本实施方式中，为了提高安全性，智能ECU11以及便携终端2构成为对用于认证等的数据通信进行加密而实施，但并不限于此。作为其他方式，智能ECU11以及便携终端2也可以构成为不进行加密而实施数据通信。
通信处理部F2基于便携终端2与车室内通信机12α的通信建立连接，识别用户存在于车辆Hv周边。通信处理部F2从车室内通信机12α获取通信连接的便携终端2的终端ID。即使车辆Hv是由多个用户共享的车辆，智能ECU11也能够基于与车室内通信机12α通信连接的便携终端2的终端ID确定存在于车辆Hv周边的用户。
作为通信处理部F2的智能ECU11从车室内通信机12α获取信道信息。由此，智能ECU11确定车室内通信机12α与便携终端2的通信所使用的信道。而且，通信处理部F2将从车室内通信机12α获取的信道信息以及终端ID分发到各强度观测机作为参照信息。根据由参照信息表示的信道信息，各强度观测机能够识别如果接收Bluetooth标准所具备的多个信道中的哪一个信道，则能够接收来自便携终端2的信号。强度观测机根据参照信息所表示的终端ID，即使在接收了来自多个设备的信号的情况下，也能够确定应该将来自哪个设备的信号的接收强度报告给智能ECU11。
认证处理部F3与车室内通信机12α协作实施确认(换言之，认证)通信对象是用户的便携终端2的处理。用于认证的通信经由车室内通信机12α进行加密并实施。也就是说，认证处理由密码通信来实施。认证处理本身可以使用挑战-应答方式等多种方式来实施。在这里，省略其详细的说明。认证处理所需的数据(例如密码密钥)等分别保存于便携终端2和智能ECU11。认证处理部F3实施认证处理的时机例如可以设为车室内通信机12α与便携终端2的通信建立连接的时机。认证处理部F3也可以构成为在车室内通信机12α与便携终端2通信连接期间，以规定的周期实施认证处理。也可以构成为，在由用户按下启动按钮14的情况下等，将对于车辆Hv的规定的用户操作作为触发实施用于认证处理的密码通信。
在Bluetooth标准中，车室内通信机12α与便携终端2的通信建立连接表示车室内通信机12α的通信对象是预先注册的便携终端2。因此，智能ECU11也可以构成为基于车室内通信机12α与便携终端2的通信建立连接，判定为便携终端2的认证成功。
位置判定部F4是执行基于各车载通信机12与便携终端2的通信状况来推定便携终端2的位置的处理的结构。作为一个例子，本实施方式的位置判定部F4基于从多个车载通信机12的每一个提供的、来自便携终端2的信号的接收状况以及接收强度，判定便携终端2存在于车室内、室外工作区域Rx内以及区域外的哪一个区域。这里的区域外是指车室外中的成为室外工作区域Rx的外侧的区域。将区域外的、特别是距外侧门把手规定的禁止距离以上的区域称为禁止区域。从后述的防盗观点出发，禁止距离设定为2m。此外，便携终端2基本上由用户携带，因此判定便携终端2的位置相当于判定用户的位置。禁止距离也可以是1.6m、3m等。规定禁止区域的大小的禁止距离可以根据使用车辆的地域等适当地变更。
这样的位置判定部F4从作为强度观测机的多个车载通信机12依次获取来自便携终端2的信号的接收强度，并且将获取到的接收强度按每个获取源进行区别并保存于RAM113，作为用于判定便携终端2的位置的准备处理。而且，位置判定部F4基于保存于RAM113的每个强度观测机的接收强度和在闪存112中登记的各种判定用阈值，判定便携终端2是否存在于车室内。对于位置判定部F4基于每个强度观测机的接收强度来判定便携终端2的位置的方法的详细另行在后面叙述。此外，位置判定部F4的判定结果被车辆控制部F5参照。
车辆控制部F5是在由认证处理部F3进行的便携终端2的认证成功的情况下，与车身ECU16等协作执行与便携终端2(换言之，用户)的位置以及车辆Hv的状态对应的车辆控制的结构。车辆Hv的状态由车辆信息获取部F1判定。便携终端2的位置由位置判定部F4判定。
例如车辆控制部F5在车辆Hv停车的状况下，在便携终端2存在于车室外，由用户按下车门按钮13的情况下，与车身ECU16协作而对车门的锁定机构进行开锁。例如由位置判定部F4判定为便携终端2存在于车室内，并且，在检测出由用户按下启动按钮14的情况下，与发动机ECU15协作使发动机启动。这样，车辆控制部F5基本上构成为将对车辆Hv的用户操作作为触发，执行与用户的位置以及车辆Hv的状态对应的车辆控制。但是，在车辆控制部F5能够实施的车辆控制中，也可以不需要对车辆Hv进行用户操作，而根据用户的位置自动地执行。
(连接相关处理)
接下来，使用图23所示的流程图对车载系统1所实施的连接相关处理进行说明。连接相关处理是车载系统1与便携终端2的通信连接的建立所涉及的处理。图23所示的连接相关处理例如在作为数据通信机的车室内通信机12α接收到来自便携终端2的广告分组的情况下开始即可。
在步骤S101中，建立车室内通信机12α与便携终端2的通信连接(换言之，连接)并移至步骤S102。此外，若车室内通信机12α与便携终端2的通信建立连接，则将与车室内通信机12α通信连接的便携终端2的终端ID向智能ECU11提供。智能ECU11在车室内通信机12α与便携终端2的通信建立连接的时刻，在强度观测机成为休止模式的情况下，对强度观测机输出规定的控制信号，移至待机状态。休止模式例如是停止信号的接收功能的状态。休止模式也包括电源成为断开的状态。
在步骤S102中，车室内通信机12α基于来自智能ECU11的指示定期实施密码通信。此时，被交换的数据的内容只要是对便携终端2要求返回响应信号的内容即可。也可以是挑战码等、用于认证便携终端2的数据。通过定期与便携终端2实施无线通信，从而智能ECU11能够确认在车室内或者车辆周边存在便携终端2的情况。
在步骤S103中，车室内通信机12α以及智能ECU11协作，开始参照信息的共享。具体而言，车室内通信机12α将通信连接的便携终端2的终端ID、以及信道信息向智能ECU11依次提供。智能ECU11将从车室内通信机12α提供的信道信息以及终端ID向各强度观测机依次分发作为参照信息。
在步骤S104中，各强度观测机使用从智能ECU11提供的参照信息，开始观测来自便携终端2的信号的接收强度。即，强度观测机将Bluetooth标准所具备的多个信道中信道信息所表示的编号的信道设定为接收对象。强度观测机将设为接收对象的信道根据从智能ECU11提供的信道信息依次变更。
即使在便携终端2和车室内通信机12α实施跳频方式的无线通信的情况下，也获取来自便携终端2的信号的接收强度，依次报告给智能ECU11。也就是说，在确保车载系统1与便携终端2的通信的隐匿性(换言之，安全性)的状态下，车载系统1所具备的各种车载通信机12能够检测来自便携终端2的信号的接收强度。
在步骤S105中，强度观测机判定是否接收到包含参照信息所表示的终端ID的信号。在接收到包含参照信息所表示的终端ID的信号的情况下，移至步骤S106。在步骤S106中，将该接收信号的接收强度向智能ECU11报告。也就是说，在步骤S105～S106中，各强度观测机将包含参照信息所表示的终端ID的信号的接收强度与表示接收到该信号的频率的信道编号建立对应并报告给智能ECU11。此外，在步骤S105中，在一定时间没有接收到来自便携终端2的信号的情况下，执行步骤S108即可。
在步骤S107中，智能ECU11将从各强度观测机提供的接收强度按作为提供源的每个强度观测机进行区别并保存于RAM113。此外，从强度观测机提供的接收强度按接收所使用的每个信道编号(换言之，每个频率)进行区别并保存。特别是本实施方式的智能ECU11将从各强度观测机提供的每个频率的接收强度大致区分为第一频带的接收强度和第二频带的接收强度来保存。
第一频带是指车室外通信机12β主要以零阶谐振模式工作的区域且第一频率的前后一定范围内的频率。第二频带是指车室外通信机12β主要以底板谐振模式工作的区域且第二频率的前后一定范围内的频率。在系统使用频带中，第一频带和第二频带设定为相互不重叠。例如在车室外天线121β具有图16所示的辐射特性的情况下，能够采用从2400MHz到2440MHz作为第一频带。在这里，作为一个例子，从2402MHz到2438MHz被设定为第一频带。在车室外天线121β具有图16所示的辐射特性的情况下，能够采用从2460MHz到2500MHz作为第二频带。在这里，作为一个例子，从2460MHz到2480MHz被设定为第二频带。另外，也可以将在模拟中与第一频率的增益差为±3dB以内的范围定义为第一频带。同样地，也可以将在模拟中与第二频率的增益差为±3dB以内的范围定义为第二频带。第一频带以及第二频带的范围可以根据天线121的工作特性适当地变更。
在步骤S108中，智能ECU11以及车室内通信机12α协作，判定与便携终端2的通信连接是否结束。与便携终端2的通信连接结束的情况例如是车室内通信机12α不能接收来自便携终端2的信号的情况。在与便携终端2的通信连接结束的情况下，肯定判定步骤S108并执行步骤S109。另一方面，在与便携终端2的通信连接还维持的情况下，返回到步骤S105。
在步骤S109中，智能ECU11对强度观测机输出规定的控制信号，使观测来自便携终端2的信号的接收强度的处理结束。例如，智能ECU11例如使强度观测机移至休止模式。若步骤S109中的处理完成，则结束本流程。
(位置判定处理)
接下来，使用图24所示的流程图对智能ECU11所实施的位置判定处理进行说明。位置判定处理是用于判定便携终端2的位置的处理。该位置判定处理在车室内通信机12α与便携终端2的通信连接被建立的状态下，例如以规定的位置判定周期被实施。位置判定周期例如是200毫秒。当然，位置判定周期也可以是100毫秒、300毫秒。
在步骤S201中，认证处理部F3与车室内通信机12α协作，执行认证便携终端2的处理并移至步骤S202。此外，能够省略步骤S201。在实施便携终端2的认证的时机能够适当地变更。在步骤S202中，位置判定部F4基于保存于RAM113的每个强度观测机的接收强度，针对每个强度观测机，计算第一频带的信号的接收强度的代表值和第二频带的信号的接收强度的代表值。也就是说，按频带区分，计算各强度观测机中的接收强度的代表值。
某个强度观测机中的第一频带的信号的接收强度的代表值是代表性地表示该强度观测机中的最近规定时间以内的第一频带的信号的接收强度的值。在以下，将各强度观测机中的第一频带的信号的接收强度的代表值称为个别第一强度。此外，对于车室外通信机12β而言，第一频带相当于主要以零阶谐振模式工作的(换言之，零阶谐振模式成为支配性的)频带。因此，对于车室外通信机12β而言，个别第一强度相当于零阶谐振模式下的接收强度。
在这里，作为一个例子，个别第一强度是最近N个第一频带的信号的接收强度的平均值。这样的个别第一强度相当于第一频带的信号的接收强度的移动平均值。N为2以上的自然数即可，在本实施方式中设为N＝5。该情况下，位置判定部F4使用在最近五个时刻获取(换言之，采样)到的从便携终端2发送的第一频带的信号的接收强度来计算移动平均值。当然，N也可以是10、20等。此外，作为其他的方式，N也可以是1。设为N＝1的结构相当于直接采用最新的接收强度作为代表值的结构。
某个强度观测机中的第二频带的信号的接收强度的代表值是代表性地表示该强度观测机中的最近规定时间以内的第二频带的信号的接收强度的值。在以下，将第二频带的信号的接收强度的代表值称为个别第二强度。此外，对于车室外通信机12β而言，第二频带相当于主要以底板激励模式工作(换言之，底板激励模式成为支配性的)的频带。因此，对于车室外通信机12β而言，个别第二强度相当于底板激励模式下的接收强度。个别第二强度也可以通过与个别第一强度同样的方法计算。也就是说，关于某个强度观测机的个别第二强度相当于该强度观测机中的最近N个第二频带的信号的接收强度的平均值。
在以下，将从便携终端2发送的第一频带的信号的接收强度也记载为第一频率接收强度。同样地，将从便携终端2发送的第二频带的信号的接收强度也记载为第二频率接收强度。
在步骤S202中，位置判定部F4计算将从车室内通信机12α提供的最近五个第一频率接收强度作为整体的平均值，作为车室内通信机12α中的个别第一强度。计算将从车室内通信机12α提供的最近五个第二频率接收强度作为整体的平均值，作为车室内通信机12α中的个别第二强度。此外，假设在具备多个车室内通信机12α的情况下，对于多个车室内通信机12α的每一个，使用从该车室内通信机12α提供的最近五个第一频率接收强度来计算个别第一强度。个别第二强度也同样。在步骤S202中，位置判定部F4对于各车室外通信机12β也与车室内通信机12α同样，使用从该车室外通信机12β提供的最近五个第一、第二频率接收强度计算个别第一、第二强度。
对于保存于RAM113中的第一接收强度的数量小于N个的强度观测机的个别第一强度，作为数据欠缺部分的接收强度，可以替用与车载通信机12能够检测的接收强度的下限值相当的值来计算。车载通信机12能够检测的接收强度的下限值可以由车载通信机12的结构决定，例如是-60dBm等。对于个别第二强度也同样。
根据上述方式，例如，即使在由于便携终端2的位置而只有车载系统1所具备的多个强度观测机的一部分能够接收来自便携终端2的信号的情况下，也能够实施后续的处理。例如，即使在由于便携终端2存在于车辆Hv的车室外右侧，而室外右侧通信机12M无法接收来自便携终端2的信号的情况下，也能够计算关于每个强度观测机的个别第一、第二强度。
在本实施方式中，使用最近N个第一频率接收强度的平均值作为个别第一强度，但不限于此。个别第一强度也可以是最近N个第一频率接收强度的中值、最大值。个别第一强度也可以是从最近N个接收强度中除去最大值和最小值后的接收强度的平均值。个别第一强度有时优选为除去了瞬间的接收强度的变动成分的值。对于个别第二强度也同样。若步骤S202中的处理完成，则移至步骤S203。
在步骤S203中，位置判定部F4基于关于一个或者多个车室内通信机12α的个别第一强度，决定室内机代表第一强度Pa1。在这里，作为一个例子，车室内通信机12α仅为一个，因此直接采用关于该一个车室内通信机12α的个别第一强度作为室内机代表第一强度Pa1。在步骤S203中，与室内机代表第一强度Pa1同样，位置判定部F4基于关于一个或者多个车室内通信机12α的个别第二强度，决定室内机代表第二强度Pa2。此外，作为其他的方式，在具备多个车室内通信机12α的情况下，可以采用各车室内通信机12α中的个别第一强度的最大值作为室内机代表第一强度Pa1。具备多个车室内通信机12α的情况下的室内机代表第一强度Pa1也可以是各车室内通信机12α中的个别第一强度的平均值、或者中值。对于室内机代表第二强度Pa2也同样。在不区别室内机代表第一强度Pa1以及室内机代表第二强度Pa2的情况下，记载为室内机代表强度。
在步骤S204中，位置判定部F4基于关于各车室外通信机12β的个别第一强度，决定室外机代表第一强度Pb1。本实施方式的位置判定部F4采用关于各车室外通信机12β的个别第一强度的最大值作为室外机代表第一强度Pb1。采用关于各车室外通信机12β的个别第二强度的最大值作为室外机代表第二强度Pb2。若步骤S204中的处理完成，则移至步骤S205。此外，室外机代表第一强度Pb1也可以是各车室外通信机12β中的个别第一强度的平均值、或者中值。室外机代表第二强度Pb2也同样。在不区别室外机代表第一强度Pb1以及室外机代表第二强度Pb2的情况下，记载为室外机代表强度。
在步骤S205中，位置判定部F4判定室外机代表第一强度Pb1是否为工作阈值Prx以上。如上所述，工作阈值Prx是用于判定便携终端2存在于室外工作区域Rx的阈值。工作阈值Prx可以以在便携终端2存在于室外工作区域Rx内的情况下能够观测的室外机代表第一强度Pb1的最小值为基准进行设计。在便携终端2存在于室外工作区域Rx内的情况下能够观测的室外机代表第一强度Pb1的最小值例如可以基于对在室外工作区域Rx内的各地点配置便携终端2时的室外机代表第一强度Pb1进行测定的试验的结果来决定。
工作阈值Prx有时优选设定为对便携终端2存在于禁止区域的情况下能够观测的室外机代表第一强度Pb1的最大值赋予了规定的裕量的值。根据通过那样的技术思想设定工作阈值Prx的结构，室外机代表第一强度Pb1为工作阈值Prx以上表示便携终端2存在于室外工作区域Rx或者车室内。换言之，表示至少便携终端2不存在于禁止区域。
在步骤S205的判定处理中，在室外机代表第一强度Pb1为工作阈值Prx以上的情况下，肯定判定步骤S205并移至步骤S206。另一方面，在室外机代表第一强度Pb1小于工作阈值Prx的情况下，否定判定步骤S205并执行步骤S208。
在步骤S206中，判定从室内机代表第二强度Pa2减去室外机代表第二强度Pb2得到的值即第二强度差ΔP2是否为规定的阈值(以下，强度差阈值Pg)以上。假设在便携终端2存在于车室内的情况下，室内机代表第二强度Pa2成为高电平，室外机代表第二强度Pb2成为低电平。因此，第二强度差ΔP2成为相对较大的值。假设在便携终端2存在于室外工作区域Rx的下方的情况下，室内机代表第二强度Pa2以及室外机代表第二强度Pb2均成为低电平，第二强度差ΔP2成为相对较小的值。并且，假设在便携终端2存在于室外工作区域Rx的上方的情况下，与室内机代表第二强度Pa2相比，室外机代表第二强度Pb2成为高电平，期待第二强度差ΔP2成为负值。因此，根据第二强度差ΔP2是否为规定的强度差阈值Pg以上，能够区分便携终端2存在于室外工作区域Rx还是存在于车室内。第二强度差ΔP2是用于区分便携终端2存在于车室内还是存在于室外工作区域Rx的阈值，可以适当地基于模拟/试验的结果来设定。强度差阈值Pg也可以是0。此外，在第二强度差ΔP2为规定的强度差阈值Pg以上的情况下判定为便携终端2存在于车室内的方式相当于基于室内机代表第二强度为室外机代表第二强度以上而便携终端2存在于车室内的方式的一个例子。
在第二强度差ΔP2为强度差阈值Pg以上的情况下，肯定判定步骤S206并执行S209。另一方面，在第二强度差ΔP2小于强度差阈值Pg的情况下，否定判定步骤S206并执行S207。在步骤S207中，位置判定部F4判定为便携终端2存在于室外工作区域Rx内而结束本流程。
在步骤S208中，位置判定部F4判定室内机代表第一强度Pa1以及室内机代表第二强度Pa2的至少任一方是否为车室内相当值Pin以上。如上所述，车室内相当值Pin是用于判定便携终端2存在于车室内的阈值。车室内相当值Pin适当地通过试验等进行设计。车室内相当值Pin例如以在空车状态的车室内仅存在便携终端2的情况下能够观测的室内机代表强度的最小值为基准来设计。车室内相当值Pin例如可以基于对设定为空车状态的车室内的各观测地点的室内机代表强度进行测定的试验的结果来决定。此外，这里的空车状态是指不存在由用户带入的行李、乘员的状态。也就是说，是指不存在预先配备于车室内的结构以外的物体的状态。车室内相当值Pin也可以以在驾驶座具有平均的体格的人就座的状态下能够观测的室内机代表强度的最小值为基准来设计。根据通过这样的技术思想来设定车室内相当值Pin的结构，室内机代表强度为车室内相当值Pin以上表示便携终端2存在于车室内。
在步骤S208的判定处理中，在室内机代表第一强度Pa1以及室内机代表第二强度Pa2的至少任一方为车室内相当值Pin以上的情况下，肯定判定步骤S208并移至步骤S209。另一方面，在室内机代表第一强度Pa1以及室内机代表第二强度Pa2的双方小于车室内相当值Pin的情况下，否定判定步骤S208并执行步骤S210。在步骤S209中，位置判定部F4判定便携终端2存在于车室内而结束本流程。在步骤S210中，位置判定部F4判定便携终端2存在于区域外而结束本流程。
步骤S207、S209、S210中的判定结果作为便携终端2的位置信息保存于RAM113中，被车辆控制部F5等参照。
(车辆用电子钥匙系统的要件)
在这里，作为用于说明实施方式的效果的前言，对作为车辆用电子钥匙系统所要求的要件进行说明。在车辆用电子钥匙系统中，从防盗的观点出发，要求如图25所示那样在从车辆的外表面部(例如外侧门把手)远离2m以上的情况下，禁止基于无线通信的自动的车门的开锁。该要件基于作为英国保险协会(Association of British Insurers)设立的团体的The Motor Insurance Repair Research Centre的规定。因此，车载系统1有时优选构成为能够高精度地判别便携终端2是否存在于距车辆Hv2m以内。上述的禁止区域根据该要件而设定。
距上述的车辆的外表面部2m以内的范围是一个指标。从提高安全性的观点出发，车辆制造商所设定的室外工作区域Rx大多限定于更狭窄的范围。例如室外工作区域Rx大多设为距车辆Hv0.7m以内。也就是说，作为车辆用电子钥匙系统，至少以能够高精度地判别便携终端2是否存在于距车辆Hv2m以内为前提，进而要求高精度地判别便携终端2是否存在于室外工作区域Rx内。另外，便携终端2是否存在于车室内的判定精度也是作为车辆用电子钥匙系统重要的要件。
在车辆用电子钥匙系统中，车室外通信机12β有时优选构成为在便携终端2存在于室外工作区域Rx内的情况和存在于禁止区域的情况下，在来自便携终端2的信号的接收强度上产生有意的差。另外，在车辆用电子钥匙系统中，车室外通信机12β有时优选构成为来自便携终端2的信号的接收强度根据便携终端2是否存在于车室内而显著不同。此外，室外工作区域、禁止区域的简要的基准面是车辆侧面部。在评价位置判定精度的基础上的室外工作区域、禁止区域的基准面(换言之，视为侧面部的平面)例如设为通过外侧门把手且与车宽方向正交的平面即可。室外工作区域Rx与禁止区域之间的区域相当于缓冲区域(换言之，灰色地带)。
根据本实施方式所公开的车室外通信机12β的构造以及安装姿势，在以零阶谐振模式工作时，主波束不朝向室外方向。在零阶谐振模式时，将电场振动方向与车辆侧面部垂直的直线偏振波在车辆侧面部双向辐射。根据这样的辐射特性，如图20所示，能够使距B支柱42B成为0.7m以内的三维空间大体整体成为强电场区域，并且能够抑制禁止区域成为强电场区域。其结果，在便携终端2存在于室外工作区域Rx内的情况和存在于禁止区域的情况下，在车室外通信机12β中的来自便携终端2的信号的接收强度上产生有意的差。也能够从前部座椅用的车门附近到后部座椅用的车门附近，以沿着车辆前后方向的方式形成强电场区域(省略图示)。因此，智能ECU11能够使用车室外通信机12β中的来自便携终端2的信号的接收强度高精度地判定便携终端2的位置。此外，在距路面0.1m以内的路面附近区域、距路面的高度为2m以上的区域中存在便携终端2的可能性较低，因此能够从室外工作区域Rx中排除。
本实施方式的车室外通信机12β在以底板激励模式工作时，将电场振动方向与车辆侧面部平行的直线偏振波在垂直于侧面部的方向(即室外方向)上辐射。根据这样的结构，根据底板激励模式时指向性以及偏振波的关系，车室内成为弱电场区域。因此，能够基于以底板激励模式工作的车室外通信机12β中的接收强度和车室内代表强度，高精度地判定便携终端2是否存在于车室内。
根据本实施方式的结构，与偶极天线、单极天线等极型天线相比，能够抑制天线121的高度(换言之厚度)。具体而言，在单极天线中，需要λ/4左右的高度，与此相对，本实施方式的天线121能够以λ/100～λ/40左右的高度(换言之厚度)实现。伴随此，能够使车室外通信机12β薄型化，因此具有容易搭载于车辆的侧面部这样的优点。本实施方式的车室外通信机12β所具备的天线121构成为厚度为几毫米左右的板状。因此，能够减少天线121从侧面部突出的可能性。
以上，对本公开的车辆用通信装置的实施方式的一个例子进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式，以下所述的各种变形例也包含于本公开的技术范围。并且，除了下述方式以外，也能够在不脱离主旨的范围内进行各种变更来实施。例如，下述的各种变形例能够在不产生技术上的矛盾的范围内适当地进行组合来实施。对于具有与上述的实施方式中所述的部件相同的功能的部件，标注相同的附图标记，省略其说明。在仅提及结构的一部分的情况下，对于其他的部分，能够应用之前说明的实施方式的结构。
(变形例1)
根据上述的车室外通信机12β，在便携终端2存在于室外工作区域的下方/车室内的情况下，在以零阶谐振模式工作时和以底板激励模式工作时，在来自便携终端2的信号的接收强度上产生有意的差。在便携终端2存在于室外工作区域的下方/车室内的情况下，底板激励模式时的接收强度比零阶谐振模式时的接收强度大幅度(例如5dB以上)劣化。因而，通过比较零阶谐振模式下的接收强度和底板激励模式下的接收强度，能够检测出存在于室外工作区域Rx的上半部分。进而，能够识别不存在于车室内。例如，在零阶谐振模式下的接收强度和底板激励模式下的接收强度均为阈值以上的情况下，判定为便携终端2存在于室外工作区域的上方(＝不存在于车室内)。此外，在零阶谐振模式下的接收强度为规定的阈值以上且底板激励模式下的接收强度为规定的阈值以下的情况下，也可以判定为便携终端2存在于室外工作区域的下方/车室内。作为零阶谐振模式下的接收强度，能够采用上述的个别第一强度、室外机代表第一强度。作为底板激励模式下的接收强度，能够使用上述的个别第二强度、室外机代表第二强度。
(变形例2)
变形例2是位置的判定算法的变形例。在上述的实施方式中，公开了位置判定部F4在室内机代表强度为车室内相当值Pin以上的情况下，判定为便携终端2存在于车室内的方式，但便携终端2是否存在于车室内的判定算法并不限于此。作为判定便携终端2是否存在于车室内的算法，能够采用多种算法。
例如，位置判定部F4也可以构成为基于室内机代表强度为车室内相当值Pin以上且室外机代表第二强度Pb2小于规定的车室外相当值Pout，判定便携终端2存在于车室内。这里导入的车室外相当值Pout是用于判定便携终端2存在于车室外的阈值，是与工作阈值Prx不同的参数。车室外相当值Pout可以设定为对在便携终端2存在于车室内的情况下能够观测的室外机代表第二强度Pb2的最大值赋予了规定的裕量(例如-3dBm)的值。在便携终端2存在于车室内的情况下能够观测的室外机代表第二强度Pb2的最大值可以基于模拟/试验来确定。车室外相当值Pout设定为在便携终端2存在于车室内的情况下能够观测的室外机代表第二强度Pb2的最大值以上，因此室外机代表第二强度Pb2为车室外相当值Pout以上暗示便携终端2存在于车室外。
位置判定部F4也可以构成为在室内机代表强度为车室内相当值Pin以上且室外机代表第一强度Pb1为车室外相当值Pout以上的情况下，判定为便携终端2存在于车室外。此外，车室外相当值Pout也可以设定为在便携终端2存在于车室内通信机12α在车室外形成的泄漏区域内的情况下观测到的室外机代表第二强度Pb2的最小值。泄漏区域是在车室外室内机代表第二强度Pa2成为车室内相当值Pin以上的区域。可能成为泄漏区域的区域主要是窗部43附近。这里的窗部43附近是指距窗框数cm～数十cm以内的范围。
位置判定部F4也可以构成为使用室内机代表强度、高电平阈值、低电平阈值，判定便携终端2是否存在于车室内。高电平阈值是用于判定便携终端2存在于车室内的阈值。高电平阈值设定为比低电平阈值相对较高的值。例如，高电平阈值可以以通过试验等确定的、便携终端2存在于车室内(特别是驾驶座周边)的情况下的室内机代表强度为基准来设计。高电平阈值可以基于上述的试验结果，设定为比便携终端2存在于禁止区域的情况下观测到的室内机代表强度充分大的值。例如，高电平阈值可以设定为便携终端2存在于车室内的情况下观测到的室内机代表强度的最低值。低电平阈值是用于判定便携终端2存在于车室外的阈值。低电平阈值有时优选设定为比高电平阈值低10dBm以上的值。在上述结构中，位置判定部F4在室内机代表强度暂时成为高电平阈值以上的情况下，判定为便携终端2存在于车室内，直到室内机代表强度小于低电平阈值为止。也可以构成为在室内机代表强度暂时小于低电平阈值的情况下，判定为便携终端2存在于车室外，直到室内机代表强度成为高电平阈值以上为止。对于便携终端2是否存在于室外工作区域Rx，也与便携终端2是否存在于车室内的判定同样，能够应用多种判定算法。
此外，便携终端2的位置判定也可以分为几个阶段来执行。例如，判定便携终端2是否存在于车室内。而且，也可以构成为仅在判定为便携终端2存在于车室外的情况下，判定便携终端2是否存在于室外工作区域Rx。也就是说，通过规定的判定算法确定便携终端2不存在于车室内之后，通过其他的判定算法判定便携终端是否存在于室外工作区域。根据该结构，车室外通信机12β的电波容易进入车室内，因此能够减少尽管便携终端2存在于室外工作区域Rx而误判定为存在于车室内的可能性。
(变形例3)
变形例3是关于车室外通信机的结构的变形例。如图26所示，车室外通信机12β也可以在树脂制的外壳6的内侧底面部配置有比底板51大的金属板即母底板58。此外，如图26的(B)所示，母底板58也可以配置于车室外通信机12β的外壳6的外侧底面部。外壳6和母底板58也可以一体地形成。外壳6的底部也可以由金属实现。在该情况下，金属制的外壳底部61相当于母底板58。另外，作为母底板58，也能够引用车身金属部4。如果密封材料7在假定使用温度内维持固体，则能够省略外壳顶部63以及外壳底部61的任一方。也就是说，外壳6也可以形成为上表面或底面作为开口部而形成的扁平的箱型。此外，外壳6的开口面与B支柱42B、内门板等安装对象的部件抵接即可。
在以上，车载通信机12一体地具备天线121和收发电路122等电子部件(所谓的电路一体型天线)，但不限于此。收发电路122、通信微机123也可以收容于与天线121不同的壳体。车室内通信机12α和车室外通信机12β也可以是相同结构，或者也可以采用不同的结构。在车室外通信机12β中，关于室外后方通信机12N，也可以采用与室外左侧通信机12L等侧方通信机不同的结构。
另外，外壳顶部63也可以如图27所示那样省略。外壳6也可以省略外壳底部61。在外壳6中省略外壳顶部63以及外壳底部61中的任一方的情况下，有时优选密封材料7使用在假定为使用车室外通信机12β的环境温度的范围(以下，使用温度范围)内维持固态的树脂来实现。使用温度范围例如能够设为-30℃～100℃。
(变形例4)
变形例4是关于车室外通信机的安装位置的变形例。作为侧方通信机的车室外通信机12β的安装位置以及安装姿势并不限定于上述的例子。车室外通信机12β能够安装于A支柱42A、C支柱、车门板的上端部、外侧门把手44的内部/附近等车辆外表面部的任意位置。例如，车室外通信机12β也可以以X轴方向沿着把手的长边方向且Y轴沿着车辆高度方向的姿势收容于外侧门把手44的内部。另外，作为侧方通信机的车室外通信机12β也可以在车门模块45中，以底板51沿着车辆侧面的姿势安装于作为侧窗的窗框发挥作用的部分(以下，窗框部)。但是，车室外通信机12β有时优选以车辆所具备的平坦的金属制车身部分(以下，车身金属部4)和底板51对置的姿势安装。根据在车身金属部4的外侧面安装了车室外通信机12β的方式，车身金属部4作为底板51的母底板58发挥作用，车室外通信机12β的工作稳定。例如在将室外左侧通信机12L搭载于内门板和外门板组合而成的车门模块45内的情况下，有时优选外门板是树脂制，内门板是金属制。这是因为金属制的内门板能够作为车室外通信机12β的母底板58发挥功能。此外，在内门板是树脂制的情况下，室外左侧通信机12L在车门模块45内，搭载于与B支柱42B等金属框架重叠的部分即可。对于室外右侧通信机12M也同样。对于室外后方通信机12N，也能够适当地变更安装位置。室外后方通信机12N也有时优选与平坦的车身金属部4接近/抵接。
(变形例5)
变形例5是天线构造的变形例。车室外通信机12β的天线121(也就是说，车室外天线121β)的结构并不限定于上述的结构。如图28所示，车室外天线121β所具备的短路部54也可以配置在从对置导体板53的中心在Y轴方向偏移规定量(以下，短路部偏移量ΔSb)的位置。根据该结构，对置导体板53上的电流分布的对称性被破坏，从对置导体板53辐射平行于Y轴方向的直线偏振波。具体而言如下所述。
假设在短路部54配置于对置导体板53的中心的结构中，在对置导体板53中流动的电流如图29所示那样以短路部54为中心对称。因此，在对置导体板53中，从短路部54与对置导体板53的连接点(以下，短路部位)观察在某个方向流动的电流所发出的电波被反向流动的电流所发出的电波抵消。
与此相对，在将短路部54配置在从对置导体板53的中心在Y轴方向偏移规定量的位置的结构中，如图30的(A)所示，在对置导体板53中流动的电流分布的对称性被破坏。因此，如图30的(B)所示，由Y轴方向的电流成分辐射的电波没有被消除而剩余。也就是说，在将短路部54配置在从对置导体板53的中心沿Y轴方向偏移规定量的位置的结构中，电场的振动方向平行于Y轴的直线偏振波(以下，Y轴平行偏振波)从对置导体板53朝向上方辐射。此外，由于X轴方向的电流成分维持对称性，因此电场在X轴方向上振动的直线偏振波相互消除。也就是说，不从对置导体板53辐射电场在X轴方向上振动的直线偏振波。
通过形成于对置导体板53与底板51之间的静电电容和短路部54所提供的电感的并联谐振，向底板平行方向辐射底板垂直偏振波。也就是说，根据上述的结构，能够分别同时辐射向底板平行方向的底板垂直偏振波、向底板垂直方向的X轴平行偏振波、以及向底板垂直方向的Y轴平行偏振波。此外，向底板垂直方向的X轴平行偏振波的辐射由底板51的非对称部511提供。向底板垂直方向的Y轴平行偏振波的辐射通过短路部54的向Y轴方向的偏移配置来提供。
在车室外天线121β以零阶谐振模式工作时，由短路部54的偏移配置提供的Y轴平行偏振波在底板垂直方向(对车辆Hv而言，室外方向)上辐射。也就是说，仅由从对置导体板53的边缘部辐射的底板垂直偏振波无法覆盖的区域被Y轴平行偏振波覆盖。其结果，如图31所示，能够将室外工作区域Rx整体更进一步无遗漏地设定为强电场区域。此外，在图31中用虚线表示的等高线表示与室外工作区域Rx内的电场强度的最小值相等的地点。上述的工作阈值Prx被设定为该等高线的电场强度。根据那样的设定，能够减少尽管便携终端2存在于禁止区域而误判定为便携终端2存在于室外工作区域Rx内的可能性。
相对于对置导体板53的中心偏移短路部54的方向(以下，短路部偏移)只要成为与导体板偏移方向正交的方向即可。作为向底板垂直方向辐射的直线偏振波，能够辐射电场振动方向相互正交的两种直线偏振波。
短路部54只要形成于对置导体板53的中央区域内即可。为了维持向底板平行方向的全指向性(换言之，无指向性)，短路部偏移量ΔSb有时优选设定为0.04λ以下。短路部偏移量ΔSb有时优选设定为例如0.004λ(＝0.5mm)、0.008λ(＝1.0mm)、0.012λ(＝1.5mm)等0.02λ(＝2.5mm)以下的值。通过变更短路部偏移量ΔSb，能够调整Y轴平行偏振波向底板垂直方向的辐射增益。即使变更短路部偏移量ΔSb，工作频率也不变化。此外，在将供电点531的位置设为一定的情况下，根据短路部偏移量ΔSb，电压驻波比(VSWR：Voltage StandingWave Ratio)可能变动。但是，由于供电点531能够设为任意位置，因此通过在与短路部偏移量ΔSb相应的位置设置供电点531，能够将第一频带中的VSWR抑制在应用电平(例如，3以下)。也就是说，根据短路部54的位置调整供电点531的位置，从而能够将回波损耗抑制在所希望的允许电平。
(变形例6)
变形例6是天线构造的变形例。车室外天线121β也可以是日本特开2016-15688号公报所公开的结构。也就是说，天线121也可以构成为，如图32所示，将对置导体板53的X轴方向的长度设定为0.5λ2、并且将供电点531设置在平行于X轴的对称轴上，从而在第二频率下作为贴片天线进行工作。将那样的零阶谐振天线在本说明书记载为半波长型零阶谐振天线。在半波长型零阶谐振天线中，供电点531也能够作为零阶谐振模式的供电点发挥功能。
也可以在本变形例的对置导体板53中，在一组对角形成有剪切部作为退缩分离元件。根据该结构，能够辐射圆偏振波，能够缓和便携终端2的姿势的影响。在上述的例子中，X轴相当于第一对称轴。此外，在对置导体板53中，将电长度设定为0.5λ2的方向也可以是Y轴方向。也就是说，第一对称轴也可以是Y轴。
天线121具备作为零阶谐振天线进行工作的模式(也就是说，零阶谐振模式)和作为贴片天线进行工作的模式(以下，贴片天线模式)。贴片天线在底板垂直方向(也就是说，Z轴方向)上形成主波束。该电场振动方向与底板51(在这里X轴)平行。因此，贴片天线模式相当于第二模式。从供电点531输入的零阶谐振模式的接收信号(换言之，第一频带的信号)和贴片天线模式的接收信号(换言之，第二频带的信号)可以使用滤波器等进行分离处理。
(变形例7)
在底板延伸型零阶谐振天线中，对称性维持部512和非对称部511也可以构成为如图33所示那样被物理地分割，能够使用开关513切换两者的电连接状态。对称性维持部512和非对称部511的间隔基于模拟设定为两者在第一频率下不会电磁耦合的程度的值即可。开关513配置于底板51的边缘部。对称性维持部512相当于矩形且与对置导体板53同心配置的板状导体部件。非对称部511相当于配置于对称性维持部512的侧方的板状导体部件。在开关513设定为断开的情况下，非对称部511被电分离，因此车室外天线121β仅以零阶谐振模式进行工作。在开关513设定为接通的情况下，车室外天线121β能够以零阶谐振模式和底板激励模式这两种模式进行工作。
通过调整非对称部宽度W、以及背面金属(在这里B支柱42B)与底板51的间隔，能够变更开关513设定为接通时的零阶谐振模式与底板激励模式的增益比。换言之，也能够构成为通过调整上述参数，在开关513设定为接通的情况下，实质上仅以底板激励模式进行工作。在这里，作为一个例子，天线121构成为在开关513设定为接通的情况下，作为零阶谐振模式的增益与作为底板激励模式的增益相比充分小，实质上仅以底板激励模式进行工作。例如，有时优选非对称部宽度W被设定为λ/4、λ/2等λ/4的整数倍。根据那样的设定，能够提高作为底板激励模式的增益。根据上述结构，通过开关513的接通断开，能够控制在车室外通信机12β的工作模式、即零阶谐振模式和底板激励模式的哪一种模式下进行工作。
本变形例的智能ECU11如图34所示那样具备工作模式指示部F6，作为用于有意地切换车室外通信机12β的工作模式的结构。各车室外通信机12β具有工作模式切换部125。此外，在图34中，省略了上述的实施方式已经说明的结构的图示。
工作模式指示部F6是统一控制各车室外通信机12β的工作模式(实质上车室外天线121β的工作模式)的结构。例如，在判定便携终端2是否存在于车室内的情况下，工作模式指示部F6指示各车室外通信机12β以底板激励模式进行工作。在判定便携终端2是否存在于室外工作区域Rx的情况下，工作模式指示部F6指示各车室外通信机12β以零阶谐振模式进行工作。
工作模式切换部125是基于来自智能ECU11的指示来切换车室外天线121β的工作模式的结构。例如，工作模式切换部125在从智能ECU11被指示为以底板激励模式进行工作的情况下，将开关513设定为接通。工作模式切换部125在从智能ECU11被指示为以零阶谐振模式进行工作的情况下，将开关513设定为断开。
能够使车室外通信机12β在与位置判定部F4的判定对象对应的工作模式下进行工作。此外，切换车室外通信机12β的工作模式实质上相当于切换车室外天线121β的工作模式。切换车室外天线121β的工作模式相当于切换车室外天线121β的指向性以及偏振面。换言之，切换车室外天线121β的工作模式相当于切换车室外通信机12β作为接收对象的偏振波、接收方向。
本变形例所公开的上述技术思想也能够应用于车室外天线121β作为变形例6所公开的半波长型零阶谐振天线而构成的情况。例如，也可以在半波长型零阶谐振天线的对置导体板53中如图35所示那样分别设置零阶谐振用的供电点531a和用于作为贴片天线进行工作的供电点531b。通过分开使用两个供电点531a、531b，能够分开使用天线121的工作模式。使用哪一个供电点531，通过工作模式切换部125，由工作模式指示部F6统一控制。供电点531a相当于第一供电点，供电点531b相当于第二供电点。
在半波长型零阶谐振天线中，如图36所示，天线121和收发电路122也可以经由构成为能够调整内部电感或者静电电容的匹配电路59而连接。在该结构中，能够通过调整该匹配电路59的内部电感或者静电电容来切换工作模式。在图36所示的例子中，示出通过调整可变电容器591的静电电容来改变天线121的谐振频率的结构。作为可变电容器591，例如能够采用通过变更对规定的输入端子施加的电压电平而静电电容变化的元件(所谓的变容器)。当然，能够变更内部电感或者静电电容的匹配电路59的具体结构能够适当地变更，并不限定于图36所示的结构。例如，在匹配电路59具备可变线圈的结构中，也可以通过调整该可变线圈的电感来改变天线121的谐振频率。匹配电路59的电感/静电电容可以由上述的工作模式指示部F6统一控制。可变电容器591、可变线圈相当于阻抗可变元件。
(变形例8)
变形例8是关于便携终端2与车载通信机12的距离的指标的变形例。在上述的实施方式中，公开了作为从各车载通信机12到便携终端2的距离的指标，使用来自便携终端2的信号的接收强度，判定便携终端2的位置的方式，但不限于此。作为从各车载通信机12到便携终端2的距离的指标，也能够使用从车载通信机12到便携终端2的无线信号的单程/往复的传播时间。也就是说，位置判定部F4也可以构成为使用从车载通信机12到便携终端2的无线信号的单程/往复的传播时间来判定便携终端2的位置。无线信号的传播时间能够通过接收来自便携终端2的信号来计测。也就是说，使用从车载通信机12到便携终端2的无线信号的单程/往复的传播时间来判定便携终端2的位置的结构也相当于基于来自便携终端2的信号的接收状况来判定便携终端2的位置的结构。
(变形例9)
变形例9是关于与便携终端2的通信方式的变形例。在上述的实施方式中，公开了便携终端2和车载通信机12以Bluetooth标准双向实施无线通信的方式，但便携终端2与车载通信机12的通信方式并不限定于此。便携终端2和车载系统1也可以构成为使用在超宽带(UWB：Ultra-Wide Band)通信中使用的脉冲信号来实施无线通信。换言之，车载通信机12也可以是进行UWB通信的通信模块。在UWB通信中使用的脉冲信号是脉冲宽度为极短时间(例如2ns)且具有500MHz以上的带宽(也就是说，超带宽)的信号。作为能够用于UWB通信的频带(以下，UWB频带)，有3.1GHz～16GHz、3.4GHz～4.8GHz、7.25GHz～16GHz、22GHz～29GHz等。用于便携终端2和车载系统1实施无线通信的标准、无线通信所使用的电波(以下，系统使用电波)的频率可以适当地选定。
(变形例10)
变形例10是关于车辆车身的材料的变形例。在上述的实施方式中，公开了在具备金属制的车身的车辆Hv中应用本公开所涉及的位置判定系统的方式，但作为位置判定系统的应用处而优选的车辆并不限于具备金属制的车身的车辆。例如，构成车辆Hv的车身的各种车身板也可以使用填充有足以使电波的传播衰减5dB以上的量的碳的碳系树脂来形成。具备这样的车身的车辆也优选为位置判定系统的应用对象。当然，车辆Hv的车身也可以使用不含有碳的通用树脂而形成。车室外通信机12β有时优选安装在存在在背面侧阻断电波的结构且在其侧方及上方不阻断电波的位置。
本公开所记载的控制部(例如，车辆控制装置)及其方法也可以通过专用计算机来实现，该专用计算机构成被编程为执行利用计算机程序具体化的一个或多个功能的处理器。本公开所记载的装置及其方法也可以通过专用硬件逻辑电路来实现。并且，本公开所记载的装置及其方法也可以通过一个以上的专用计算机来实现，该一个以上的专用计算机由执行计算机程序的处理器和一个以上的硬件逻辑电路的组合而构成。计算机程序也可以作为由计算机执行的指令而存储于计算机可读取的非过渡有形记录介质。
这里的控制部例如是智能ECU11。智能ECU11所提供的机构以及/或者功能能够通过记录于实体存储器装置的软件以及执行该软件的计算机、仅软件、仅硬件、或者它们的组合来提供。智能ECU11所具备的功能的一部分或者全部也可以作为硬件来实现。在将某个功能作为硬件来实现的方式中，包含使用一个或多个IC等来实现的方式。在上述的实施方式中，智能ECU11使用CPU来实现，但智能ECU11的结构并不限定于此。智能ECU11也可以代替CPU111而使用MPU(Micro Processor Unit：微处理器)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理器)、数据流处理器(DFP：Data Flow Processor)来实现。智能ECU11也可以组合CPU111、MPU、GPU、DFP等多种处理器而实现。并且，智能ECU11应提供的功能的一部分也可以使用FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程逻辑门阵列)、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)等而实现。

Claims (12)

1.一种位置判定系统，是通过与由车辆的用户携带的便携终端使用1GHz以上的电波相互无线通信来判定所述便携终端相对于所述车辆的位置的车辆用的位置判定系统，
所述位置判定系统具备：
车室外通信机(12β、12L、12M、12N)，设置于所述车辆的作为侧面部或背面部的外表面部，且具有用于接收从所述便携终端发送的无线信号的天线(121)；和
位置判定部(F4)，基于所述车室外通信机对来自所述便携终端的无线信号的接收状况，判定所述便携终端的位置，
所述车室外通信机具备第一模式和第二模式作为工作模式，
在所述第一模式中，朝向与安装有该车室外通信机的所述外表面部平行的方向辐射直线偏振波，该直线偏振波的电场振动方向与所述外表面部垂直，
在所述第二模式中，辐射电场振动方向与所述外表面部平行的直线偏振波，
所述位置判定部构成为，
基于所述车室外通信机以所述第一模式进行工作时的来自所述便携终端的无线信号的接收状况来判定在车室外与所述车辆相距规定的工作工作距离以内的区域亦即室外工作区域是否存在所述便携终端，
使用所述车室外通信机以所述第二模式进行工作时的来自所述便携终端的无线信号的接收状况来判定所述便携终端是否存在于车室内。
2.根据权利要求1所述的位置判定系统，其中，
所述车室外通信机的所述天线构成为，在所述第二模式中，朝向与安装有该车室外通信机的所述外表面部垂直的方向辐射直线偏振波，该直线偏振波的电场振动方向与所述外表面部平行。
3.根据权利要求1或2所述的位置判定系统，其中，
所述车室外通信机构成为，
在属于与所述便携终端的无线通信所使用的频带的规定的第一频率下以所述第一模式进行工作，
在属于与所述便携终端的无线通信所使用的频带的频率、且与所述第一频率不同的规定的第二频率下以所述第二模式进行工作。
4.根据权利要求3所述的位置判定系统，其中，
所述天线具备：
底板(51)，是平板状的导体部件；
对置导体板(53)，是与所述底板隔开规定的间隔而设置的平板状的导体部件，所述对置导体板设置有与供电线电连接的供电点(531)；以及
短路部(54)，设置于所述对置导体板的中央区域，将所述对置导体板和所述底板电连接，
所述底板相对于所述对置导体板非对称地配置，
所述天线构成为，使用由所述对置导体板和所述底板形成的静电电容、所述短路部所具备的电感来以所述第一频率进行并联谐振，
所述车室外通信机以所述底板与所述外表面部对置的姿势搭载于所述外表面部。
5.根据权利要求4所述的位置判定系统，其中，
所述天线的所述底板具备矩形且与所述对置导体板同心配置的对称性维持部(512)、和配置于所述对称性维持部的侧方的非对称部(511)，
所述对称性维持部和所述非对称部经由开关(513)而连接，
所述车室外通信机构成为，在所述开关被设定为断开的情况下，以所述第一模式进行工作，在所述开关被设定为断开的情况下，以所述第二模式进行工作。
6.根据权利要求4或5所述的位置判定系统，其特征在于，
在所述天线中，所述短路部形成在从所述对置导体板的中心偏移规定量的位置。
7.根据权利要求3所述的位置判定系统，其中，
所述天线具备：
底板(51)，是平板状的导体部件；
对置导体板(53)，是与所述底板隔开规定的间隔而设置的平板状的导体部件，所述对置导体板设置有与供电线电连接的供电点(531)；以及
短路部(54)，设置于所述对置导体板的中央区域，将所述对置导体板和所述底板电连接，
所述对置导体板形成为相对于相互正交的两条直线中的每条直线呈线对称的形状，
沿着作为所述对置导体板所具备的两个对称轴中的任意一对称轴第一对称轴的方向上的所述对置导体板的电长度成为所述第二频率的电波的波长的一半，
所述供电点配置在穿过所述对置导体板的中心且与所述第一对称轴平行的直线上，
所述天线构成为，使用由所述对置导体板和所述底板形成的静电电容以及所述短路部所具备的电感，而以所述第一频率进行并联谐振，
所述车室外通信机以所述底板与所述外表面部对置的姿势搭载于所述外表面部。
8.根据权利要求7所述的位置判定系统，其中，
在所述车室外通信机中，所述天线经由构成为使静电电容或者电感可变的阻抗可变元件(591)与收发电路(122)连接，
具备工作模式切换部(125)，所述工作模式切换部通过变更所述阻抗可变元件的静电电容或者电感，切换所述车室外通信机的工作模式，
所述位置判定部构成为，
在判定所述便携终端是否存在于所述室外工作区域的情况下，与所述工作模式切换部协作，使所述车室外通信机以所述第一模式进行工作，并且，
在判定所述便携终端是否存在于车室内的情况下，与所述工作模式切换部协作，使所述车室外通信机以所述第二模式进行工作。
9.根据权利要求7所述的位置判定系统，其中，
在所述对置导体板中具备用于收发所述第一频率的信号的第一供电点、和用于收发所述第二频率的信号的作为所述供电点的第二供电点，
所述第二供电点配置在穿过所述对置导体板的中心且与所述第一对称轴平行的直线上，
所述位置判定部构成为，
使用经由所述第一供电点获取到的来自所述便携终端的信号的接收强度判定所述便携终端是否存在于所述室外工作区域，并且，
使用经由所述第二供电点获取到的来自所述便携终端的信号的接收强度判定所述便携终端是否存在于车室内。
10.根据权利要求3～9中任一项所述的位置判定系统，其中，
所述车室外通信机具备检测由所述天线接收到的无线信号的接收强度的强度检测部(124)，
所述位置判定系统具备车室内通信机(12α)，所述车室内通信机设置于所述车辆的车室内，接收从所述便携终端发送的无线信号，并且检测接收到的无线信号的接收强度，
所述位置判定部构成为，
基于由所述车室外通信机检测出的所述第一频率的信号的所述接收强度为规定的工作阈值以上，判定为所述便携终端存在于所述室外工作区域，并且，
基于由所述车室内通信机检测出的所述第二频率的信号的所述接收强度比由所述车室外通信机检测出的所述第二频率的信号的所述接收强度大规定的阈值以上，判定为所述便携终端存在于车室内。
11.根据权利要求3～10中任一项所述的位置判定系统，其中，
所述车室外通信机具备检测由所述天线接收到的无线信号的接收强度的强度检测部(124)，
所述位置判定系统具备车室内通信机(12α)，所述车室内通信机设置于所述车辆的车室内，接收从所述便携终端发送的无线信号，并且检测接收到的无线信号的接收强度，
所述位置判定部构成为，
基于由所述车室外通信机检测出的所述第一频率的信号的所述接收强度为规定的工作阈值以上，判定为所述便携终端存在于所述室外工作区域，并且，
基于由所述车室内通信机检测出的所述第二频率的信号的所述接收强度为规定的车室内相当值以上，判定为所述便携终端存在于车室内。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的位置判定系统，其特征在于，
所述车室外通信机配置于所述车辆的侧窗的窗框部。
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