CN115917878A - 车辆用通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的车辆用通信装置(1)是安装于车体的车顶部等的装置,具备电路基板(11)、壳体(12)、以及盖(13)。在电路基板(11)配置有移动通信用的多个天线。配置于电路基板(11)上的天线中的天线间隔不足规定的耦合距离的天线彼此形成为供电方向正交。另外,收发兼用的天线离无线电路最近且相对于基板垂直地形成。
Description
相关申请的交叉引用
本申请以2020年7月1日在日本申请的日本专利申请第2020-114416号为基础,将基础申请的内容整体上通过参照引用至本申请。
技术领域
本公开涉及具备多个天线的车辆用通信装置。
背景技术
如专利文献1中公开的那样,正在开发安装于车辆的顶部来使用的包含多个天线的车辆通信装置。这样的天线装置例如用于MIMO(Multi Input Multi Output:多输入多输出)方式的通信。
另外,在移动通信系统中,近年来5G的实用化不断发展,在5G方式中,与现行的LTE、4G方式相比,频带增加。具体而言,在5G方式中在4G方式中使用的频带进一步增加3.7GHz频带、4.5GHz频带、28GHz频带。
这样,在近年的移动通信系统中,用于通信的频带有增加的趋势,作为车辆用通信装置,设置与多个频带对应的天线的结构的需求也提高。
专利文献1:日本专利第6009062号公报
当天线的数量增加时,装置的尺寸相应地变大,成本、向车辆的搭载性成为课题。另外,当为了小型化而将天线彼此接近配置时,产生天线间的干扰或者耦合,通信性能劣化。
发明内容
本公开基于该情况而完成的,其目的在于提供一种车辆用通信装置,该车辆用通信装置在使用多个天线进行通信的结构中,抑制通信性能的劣化,并且能够小型化。
作为一个例子,用于实现该目的的车辆用通信装置是搭载于车辆来使用的包含多个天线元件的天线装置,具备无线电路,该无线电路与多个天线元件连接,且用于使用多个天线元件来与其他装置实施通信,间隔不足规定的耦合距离的天线元件彼此以天线元件从供电点延伸的方向亦即供电方向相互正交的姿势形成。
根据上述结构,接近配置的天线元件彼此的供电方向正交。供电方向正交的天线元件彼此的相关值有被抑制的趋势。即,抑制通信性能的劣化,并且能够小型化。
此外,权利要求书中记载的括弧内的附图标记表示与作为一个方式而记载于后述的实施方式的具体机构的对应关系,并不限定本公开的技术范围。
附图说明
图1是概略地表示车辆用通信装置1向车辆2的搭载位置的图。
图2是表示车辆用通信装置1的搭载姿势的图。
图3是电路基板11的主视图。
图4是电路基板11的侧面图。
图5是表示模拟天线间隔与相关值的关系时的模型的图。
图6是表示模拟了天线间隔与相关值的关系的结果的图。
图7是表示模拟供电方向与相关值的关系时的模型的图。
图8是图7所示的模拟模型的侧面图。
图9是表示模拟供电方向与相关值的关系时的模型的图。
图10是图9所示的模拟模型的侧面图。
图11是表示供电方向与相关值的关系的模拟结果的图。
图12是表示第二实施方式的车辆用通信装置1的整体结构的侧面图。
图13是电路基板11A的主视图。
图14是电路基板11A的侧面图。
图15是表示进行天线的弯曲量与相关值的模拟时的模型的图。
图16是表示天线的弯曲量与相关值的模拟结果的图。
图17是表示第三实施方式的车辆用通信装置1的整体结构的侧面图。
图18是电路基板11B的主视图。
图19是电路基板11B的侧面图。
图20是表示第四实施方式的车辆用通信装置1的整体结构的侧面图。
图21是电路基板11C的主视图。
图22是电路基板11C的侧面图。
图23是表示车辆用通信装置1向车辆2的安装方式的变形例的图。
图24是车辆用通信装置1向车辆2的安装方式的变形例的图。
具体实施方式
以下,使用附图对本公开的实施方式进行说明。此外,以下对具有相同的功能的部件标注相同的附图标记,并省略其说明。另外,在仅提及结构的一部分的情况下,对于其它部分能够应用之前说明的实施方式的结构。
[第一实施方式]
图1是表示车辆用通信装置1向车辆2的搭载位置以及搭载姿势的图。车辆用通信装置1安装于车辆2的车顶部21来使用。例如车辆用通信装置1能够配置于车辆2的车顶部21的中央部、或者从中央部向前方或者后方偏离规定量的位置。例如车辆用通信装置1配置于车辆2的车顶部21的上表面后端部。规定量例如能够在0.1m~0.5m左右的范围内变更。另外,车辆用通信装置1的搭载位置不限定于上述,也可以是车顶部21的前端附近。车顶部21的上表面或者车厢内侧的面相当于对车辆用通信装置1而言的安装面。车辆用通信装置1以嵌入至设置于车顶部21的规定位置的孔的方式安装于车辆2。
此外,在图1中作为一个例子示出了车辆2的车顶部21随着从中央部朝向后端部而平缓地向下倾斜的方式,即越靠近车辆2的后方则车顶部21越位于下方的方式。当然,供车辆用通信装置1搭载的车辆2不限于图1所示的车顶形状的车辆2。在车顶的外表面形状为大致平面的车辆中也能够搭载车辆用通信装置1。车辆用通信装置1能够搭载于各种外形形状的车辆。例如,车辆用通信装置1也能够搭载于厢式的车辆。另外,图1所示的车辆2是普通乘用车,但车辆用通信装置1能够搭载于各种分类的车辆。例如,车辆用通信装置1也能够搭载于卡车、公共汽车。
车辆用通信装置1构成为能够使用多个天线收发移动通信系统的电波。例如车辆用通信装置1构成为能够以MIMO方式收发作为被分配给第五代(所谓的5G)移动通信系统的频带之一的2.5GHz频带的电波。MIMO是multiple-input and multiple-output的缩写。此外,作为使用了多个天线的通信的方式,除了MIMO方式以外,还存在天线分集方式、波束形成方式等。本公开的结构也能够应用于进行天线分集方式、波束形成方式等的通信的结构。
另外,适当地设计作为车辆用通信装置1的收发的对象的频带、换言之动作频带即可,不限于2.5GHz频带。动作频带也可以是700MHz频带、800MHz频带、900MHz频带、1.5GHz频带、1.7GHz频带、2GHz频带、2.5GHz频带、3.4GHz频带、3.7GHz频带、4.5GHz频带、以及28GHz频带的一部分或者全部。另外,车辆用通信装置1的作为收发的对象的电波不限定于5G的电波。也可以是4G、LTE(Long Term Evolution:长期演进)的电波。此外,也可以是V2X通信用的电波。在V2X通信中使用5.9GHz频带或者700MHz频带的电波。另外,车辆用通信装置1也可以构成为仅能够实施发送和接收的任意一方。
如图2所示,车辆用通信装置1例如包含电路基板11、容纳电路基板11的壳体12、以及盖13。电路基板11是在印刷电路基板B1上安装有多种多样的电子部件的模块。关于电路基板11另外后述。与电路基板11正交的方向相当于对车辆用通信装置1而言的上下方向。
壳体12形成为能够容纳电路基板11的形状。壳体12例如形成为将相对于电路基板11垂直的方向设为厚度方向的扁平的长方体状。即,壳体12形成为具有规定的深度的箱状。壳体12为树脂制,以便不屏蔽电波。在壳体12的侧面形成有用于与设置于车顶部21的孔部的边缘部嵌合的嵌合槽121。嵌合槽121形成于壳体12的侧面中的上端附近。根据该结构,能够抑制壳体12的上表面相对于车顶部21的上表面的突起。此外,为了提高防水性,优选遍及侧面部的整周地设置嵌合槽121。当然,也可以仅在侧面部的一部分形成嵌合槽121。
盖13是覆盖壳体12的上表面整体的部件,通过粘合剂与车顶部21粘合。盖13为树脂制,以便不屏蔽电波。盖13承担防止水从为了嵌入车辆用通信装置1而设置于车顶部21的孔侵入至车厢内的作用。另外,盖13承担保护壳体12以及电路基板11免受沙子、冰雹等飞散物的影响的作用。
车辆用通信装置1经由通信电缆4与通信用的ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)3连接,车辆用通信装置1接收到的信号依次输出至通信ECU3。另外,车辆用通信装置1将从通信ECU3输入的电信号转换为电波并向空间放射。通信ECU3是获取车辆用通信装置1接收到的信号,并且对该车辆用通信装置1输出发送信号或者发送用的数据的单元。作为通信电缆4,能够采用同轴电缆、以太网(注册商标)用的电缆等。此外,车辆用通信装置1和通信ECU3除了有线连接以外,也可以构成为能够通过无线通信连接。作为车辆用通信装置1与通信ECU3的无线通信方式,能够采用Bluetooth(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)、ZigBee(注册商标)等。
该车辆用通信装置1以电路基板11与车顶部21平行,且天线搭载面朝向车辆上方的方式安装于车辆。此处的天线搭载面是指在电路基板11中配置有各种天线的一方的面。此外,此处的“平行”一词所指的状态不限于完全的平行。也包含产生了几度~几十度左右的倾斜的状态。关于“垂直”一词也相同地,不限于完全垂直的状态。也包含倾斜几度~几十度左右的状态。在车辆用通信装置1中,以与车辆中的搭载姿势对应的方式设定上下、左右。
<关于电路基板11的结构>
此处,对电路基板11的结构进行说明。图3是表示本实施方式所涉及的电路基板11的概略性的结构的一个例子的主视图。图4是电路基板11的侧面图。电路基板11具备印刷电路基板B1,天线A1~A5,无线电路TRX1~TRX2,车辆连接器Cn,接口电路Ci、以及电源电路Cp等作为主要的构成要素。
以下的“λ”表示作为收发的对象的电波的波长,即对象波长。例如“λ/2”以及“0.5λ”指对象波长的一半的长度,“λ/4”以及“0.25λ”指对象波长的四分之一的长度。此外,真空中以及空气中的2.5GHz的电波的波长(即λ)为约120mm。
印刷电路基板B1例如是包含多个导体层和绝缘层的多层基板。印刷电路基板B1所具备的至少一个内部导体层构成为作为对各种天线A1~A5而言的底板发挥作用。底板是提供接地电位的导体板,例如与电源电路Cp的接地端子或者同轴电缆的外部导体、或者与电源电缆的接地侧线电连接。作为底板的导体层能够称为接地层。此外,作为底板的导体层也可以形成于基板B1的下侧面。
印刷电路基板B1形成为具有能够搭载各种电子部件等的面积的长方形。此外,印刷电路基板B1的形状不限于长方形,也可以是梯形状、正方形。印刷电路基板B1的短边的长度例如在电气上设定为相当于0.5λ,长边的长度设定为相当于0.75λ。此处的电气上的长度是指考虑到电介质导致的波长缩短效应等后的长度。电气上的长度也被称为有效长度。此外,上述的印刷电路基板B1的尺寸是一个例子,能够适当地变更。印刷电路基板B1相当于对置基板。
以下,导入具有相互正交的X轴、Y轴、以及Z轴的右手系的三维坐标系的概念,对电路基板11的结构进行说明。图3等各种图所示的X轴表示印刷电路基板B1的长边方向,Y轴表示印刷电路基板B1的短边方向,Z轴表示上下方向。此外,作为其他方式,在印刷电路基板B1为正方形的情况下,能够将沿着任意一边的方向设为X轴。具备这些X轴、Y轴、以及Z轴的三维坐标系是用于对车辆用通信装置1的结构进行说明的概念。例如在车辆用通信装置1搭载于车辆的状态下,X轴与车辆2的左右方向对应,Y轴与车辆2的前后方向对应,Z轴与车辆2的高度方向对应。此外,在车辆用通信装置1搭载于车辆2的状态下,X轴正方向与车辆右方向对应。另外,Y轴正方向与车辆前方对应。Z轴正方向与车辆的上方对应。
另外,此处,将在印刷电路基板B1中平行于X轴的边缘部中的位于Y轴正方向侧的边缘部称为主基板前端部E11,将位于Y轴负方向侧的边缘部称为主基板后端部E12。并且,将在印刷电路基板B1中平行于Y轴的边缘部中的位于X轴正方向侧的边缘部称为主基板右端部E13,将位于X轴负方向侧的边缘部称为主基板左端部E14。
在印刷电路基板B1的一方的面形成有天线A1~A5、接口电路Ci、电源电路Cp。为方便起见,将在印刷电路基板B1以及电路基板11中设置有天线A1~A5的面称为天线形成面,将天线形成面的相反侧的面称为背面。天线形成面相当于在搭载于车辆时朝向上方的面。因此,天线形成面也能够称为上表面。背面相当于在搭载于车辆时朝向车辆下方,换言之朝向车厢内侧的面。因此,背面也能够称为下表面。在印刷电路基板B1的背面配置有无线电路TRX1~TRX2、车辆连接器Cn。背面相当于背面部。
车辆连接器Cn是用于供通信电缆4连接的结构。车辆连接器Cn以其长边方向的一端与主基板后端部E12的X轴正方向侧端部对齐,且沿着主基板后端部E12的姿势,配置于印刷电路基板B1的背面。换言之,车辆连接器Cn以车辆连接器Cn的长边方向沿着印刷电路基板B1的长边方向的姿势固定于印刷电路基板B1的一个角部。为方便起见,将在印刷电路基板B1中配置有车辆连接器Cn的角部称为连接器配置角部。
接口电路Ci是进行用于电路基板11经由车辆连接器Cn以及通信电缆4与通信ECU3进行通信的信号处理的电路群。例如接口电路Ci包含用于转换信号形式的电路、用于暂时保管接收数据的缓冲电路、用于暂时保管发送数据的缓冲电路等。在接口电路Ci中,能够包含在以太网(注册商标)、UART等中将逻辑信号转换为实际的电信号的结构(所谓的I/O设备)等。此外,与各种通信标准对应的I/O设备分别作为芯片组(所谓的PHY芯片)实现的情况较多。在接口电路Ci中可包含规定的通信标准的PHY芯片。接口电路Ci配置于车辆连接器Cn的背侧,即在印刷电路基板B1的天线搭载面配置于连接器配置角部。
电源电路Cp是将从车辆电源供给的电压转换为各电路的动作电压并输出的电路模块。电源电路Cp也配置于接口电路Ci的附近。例如,电源电路Cp沿着天线搭载面的主基板后端部E12形成,以便与接口电路Ci在X轴方向上相邻。该结构相当于在车辆连接器Cn的背侧配置电源电路Cp以及接口电路Ci的结构。接口电路Ci和电源电路Cp也可以一体形成。此外,由于接口电路Ci和电源电路Cp与车辆连接器Cn相比高度较低,因此在图4的侧面图中省略图示。
天线A1~A4是用于与构成移动通信系统的无线基站进行数据通信的天线。天线A1~A4例如是用于接收、发送、或者收发2.5GHz频带的电波的天线。天线A1~A4也能够称为移动通信用的天线。无线基站设置于地面上。因此,天线A1~A4优选构成为能够发送、接收、或者收发从大体水平方向到来的电波。此外,无线基站构成为主要收发垂直偏振波。因此,优选天线A1~A4的任意一个具有适合于垂直偏振波的收发的结构。所谓适合于垂直偏振波的收发的结构,例如是相对于印刷电路基板B1垂直设置的单极天线等。
天线A1~4例如构成为作为单极天线进行动作。即,使用具有在电气上相当于λ/4的长度的形成为线状的导体来构成各天线A1~A4的每一个。各天线A1~A4具有在远离供电点的位置弯曲为直角的弯折形状。图中的箭头表示供电点上的天线A1~A4的延伸方向亦即供电方向。供电方向相当于供电点上的天线元件的切线方向。
天线A1~A4中的天线A1被设定为接收专用天线。天线A1例如在天线形成面沿着与连接器设置角部为对角的角部,图案形成为L型。具体而言,天线A1具有沿着主基板前端部E11的部分、和沿着主基板左端部E14的部分。天线A1的供电点设置于沿着主基板前端部E11的部分的X轴正方向侧的端部。根据该结构,天线A1的供电方向成为X轴负方向。此外,在线状的天线元件沿着印刷电路基板B1的边缘部设置的结构中,也包含在印刷电路基板B1的边缘部与天线元件之间存在不足规定距离的间隙的方式。此处的规定距离例如能够设为0.1λ等。
天线A2是收发兼用天线。天线A1例如在天线形成面的主基板前端部E11的中央部使用支承部S1相对于印刷电路基板B1直立设置。支承部S1是用于支承天线A2的结构。支承部S1例如是长方体状的结构,例如使用树脂等形成。天线A2从长方体状的支承部S1的侧面沿着上表面延伸配置,具备在支承部S1的上表面的边缘部弯曲为直角的结构。即,天线A2具备沿着支承部S1的侧面沿Z轴正方向延伸配置的直立设置部、和在支承部S1的上表面延伸配置为与天线形成面对置的游离区间。天线A2的游离区间具备进一步从直立设置部的上侧端部沿X轴正方向延伸的部分亦即X轴平行部、和从X轴平行部的X轴正方向侧的端部沿Y轴负方向延伸的Y轴平行部。天线A2构成为具有λ/4的长度作为全长。供电点形成于直立设置部分的根部,即印刷电路基板B1上。根据该结构,天线A2的供电方向为Z轴正方向。此外,如另外后述的那样,天线A2相当于在天线A1~A4中配置于离无线电路TRX1最近的位置的天线。另外,天线A2相当于在天线A1~A4中最高的天线。另外,在天线A2中,也可以附加有用于使阻抗匹配的短截线或者短路部。这是由于,阻抗可根据天线A2的高度而变化。
天线A3是接收专用天线。天线A3例如在天线形成面沿着主基板前端部E11和主基板右端部E13所连接的角部,图案形成为L型。具体而言,天线A3具有沿着主基板前端部E11的部分、和沿着主基板右端部E13的部分。天线A3的供电点设置于沿着主基板右端部E13的部分的Y轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A3的供电方向为Y轴正方向。
天线A4是接收专用天线。天线A4例如在天线形成面沿着主基板后端部E12和主基板左端部E14所连接的角部,图案形成为L型。即,天线A4具有沿着主基板后端部E12的部分、和沿着主基板左端部E14的部分。供电点设置于沿着主基板左端部E14的部分的Y轴正方向侧的端部。根据该结构,天线A4的供电方向为Y轴负方向。
天线A5是接收GNSS(Global Navigation Satellite System:全球导航卫星系统)所具备的导航卫星发送的导航信号的天线。天线A5也能够称为卫星通信用的天线。由于导航卫星存在于上空,因此GNSS天线112是需要接收从车辆上方,换言之从天顶方向到来的电波的天线。天线A5例如构成为贴片天线。作为贴片天线的天线A5也可以被切割,使得一组对角部作为简并分离元件发挥作用,以便能够收发圆偏振波。天线A5配置于从印刷电路基板B1的中央沿X轴正方向侧偏离规定距离的位置。换言之,天线A5配置于天线A3的Y轴负方向侧。此外,上述的配置方式相当于在从具有立体构造的天线A2远离规定距离的位置配置天线A5的结构。另外,上述的配置方式相当于将天线A5配置得更靠近平面地形成的天线A3,而不是具有立体构造的天线A2的结构。
无线电路TRX1是用于经由无线基站以及天线A1~A4接收从其他装置发送的信号的电路模块。即,无线电路TRX1是用于执行数据通信的电路。无线电路TRX1包含对通过天线A1~A4接收到的信号进行规定的信号处理并取出接收数据的电路、以及用于向天线A2输出发送信号而使该信号作为电波发送的电路。即,包含调制电路、解调电路,检波电路、信号放大器、频率转换器、相位调整器等。无线电路TRX1与天线A1~A4的每一个电连接。无线电路TRX1在印刷电路基板B1的背面配置于位于天线A1~A4的中心的区域。例如无线电路TRX1配置于印刷电路基板B1的背面的中央部。换言之,这样的结构相当于将无线电路TRX1配置于离天线A1、A3、A4大体等距离的位置的结构。通过无线电路TRX1配置于中央,从而如上所述,收发用的天线A2相当于在天线A1~A4中配置于离无线电路TRX1最近的位置的天线。通过将也用于信号发送的天线A2配置于无线电路TRX1的附近,能够抑制传输过程中的信号损失。
无线电路TRX2是用于经由天线A5对来自卫星的信号进行接收处理的电路。例如无线电路TRX2构成为作为基于来自定位卫星的信号计算当前位置的GNSS接收机发挥功能。无线电路TRX2配置于天线A5的背侧。
<关于天线的间隙与相关值的关系>
此处,使用图5~图6,对天线彼此的间隙与相关值的关系进行说明。此外,此处的相关值也被称为相关系数。已知一般而言,在使用了多个天线的通信方式中相关值越大,则通信性能越劣化。即相关值较小是优选的参数。
图5是表示使用了构成为单极天线的两个天线Aa和天线Ab的模拟的模型的图。天线Aa和天线Ab均沿Z轴正方向直立设置,两方的供电方向均为Z轴正方向。天线Aa以及天线Ab各自的作为放射元件的宽度W设定为0.005λ。各天线Aa、Ab的高度H也均为0.25λ。图5中的D表示天线间的距离,换言之表示间隙。在模拟模型中,底板Gn设定为相对于作为收发的对象的波长充分大的尺寸。此外,本公开中的天线间的距离与各个天线的供电点的距离对应。
在图6中示出在上述模型中,使天线Aa、Ab的距离D变化的情况的相关值的模拟结果。如图6所示,天线间的距离越小,则相关值越高。另一方面,根据将距离D设为0.22λ以上的结构,相关值能够抑制为0.1以下。另外,若相关值为0.1以下,则作为天线分集方式、MIMO方式等使用了多个天线的通信方式,能够期待得到充分的通信品质。
此外,反过来说,图6示出当将供电方向相同的天线彼此以间隙不足0.22λ的位置关系配置时,相关值为0.1以上,通信性能可能劣化。这样,以下将可能使通信性能劣化的天线间隔的阈值也记载为耦合距离。耦合距离例如为0.22λ。此外,耦合距离可以为0.25λ。另外,在将作为相关值至0.2为止设为允许范围的情况下,耦合距离能够设为0.175λ。
<关于供电方向与相关值的关系>
此处,使用图7~图11,对供电方向与相关值的关系进行说明。图7~10是用于对使用了构成为单极天线的两个天线Aa和天线Ab的模拟的模型进行说明的图。
图7、图9均示出包含沿X轴方向形成为直线状的天线Aa、和形成为相对于底板Gn直立设置的L字型的天线Ab的模拟模型。图8概略地示出图7的天线Ab的XZ平面上的结构,图10概略地示出图9的天线Ab的YZ平面上的结构。图中的L表示天线Aa的长度,设定为L≈λ/4。图中的H表示天线Ab的高度,是变量。图中的L2表示平行于天线Ab的底板Gn的部分的长度。天线Ab构成为满足H+L2≈λ/4。将图7以及图8所示的模拟模型称为A模型。将图9以及图10所示的模拟模型称为B模型。A模型相当于天线Ab相对于天线Aa向相反方向弯曲的结构。B模型相当于天线Ab相对于天线Aa向正交的方向弯曲的结构。A模型和B模型均相当于各天线Aa、Ab的供电方向正交的结构。天线彼此的距离D例如设为相当于0.1λ。
图11是表示在A模型以及B模型中变更天线Ab的高度H的情况的相关值的模拟结果的图。如图11所示,在A模型、B模型的任一个中,均与高度H无关地,相关值能够抑制为0.1以下。即使在0.05λ至0.25λ的范围内变更天线Aa、Ab的距离D,这样的趋势也相同。即,若供电方向正交,则即使天线间的距离D为耦合距离以下,也能够将相关值抑制为0.1以下。
因此,通过在设计电路基板11的布局时基于以下的设计思想(1)~(2)进行,能够抑制天线间的相关值。
思想(1):使天线间隔不足耦合距离的天线彼此的供电方向正交。
思想(2):供电方向相同的天线彼此远离耦合距离以上地配置。
若基于上述的思想(1)、(2),则在电路的布局设计时,即使变更天线位置、天线间距离也能够减少通信性能较大地变化的情况,能够提高设计作业的效率性。
<第一实施方式的总结>
对包含以上那样构成的电路基板11的车辆用通信装置1而言,当以电路基板11相对于车辆水平面大体平行的姿势配置于车顶部21时,在数据通信用的天线A1~A4中天线A2处于最高的位置。即,天线A2相当于在天线A1~A4中配置于作为电波环境最好的位置的天线元件。通过将这样的位于最高的位置的天线A2用作收发兼用天线,容易确保通信性能。
另外,卫星用通信用的天线A5存在希望使上空的区域全部可见的要求。对于这样的要求,当如天线A2那样高度较高的天线位于附近时,因天线A2而产生接收特性劣化的方向。基于这样的情况,天线A5配置得更靠近较低的A3,而不是较高的天线A2。根据该结构,能够抑制在卫星通信用的天线A5产生电波性的死角的担忧。此外,所谓电波性的死角,是不能够直接接收信号的方向,也被称为对天线而言的视野外。
并且,天线A1的供电方向为X轴负方向,天线A2的供电方向为Z轴正方向。另外,天线A3的供电方向为Y轴正方向,天线A4的供电方向为Y轴负方向。在天线间隔不足规定的耦合距离的天线的组合中,使供电方向正交。具体而言,天线A1与天线A2、天线A2与天线A3、天线A1与天线A4的供电方向分别正交。
根据这样使供电方向正交的结构,即使天线间的距离不足耦合距离,也能够将两个天线的相关值抑制为规定值(例如0.1以下)。即,能够不使通信性能劣化地接近配置。进而能够缩小基板尺寸。
另外,根据上述的结构,能够将移动通信用的天线A1~A4接近配置。其结果是,能够将移动通信用的多个天线A1~A4、和进行这些天线中的接收信号的处理的无线电路TRX1收纳于一个外壳。另外,能够进行车辆用通信装置1的小型化,特别是进行高度的抑制。并且,随着车辆用通信装置1的小型化,也能够改善向车辆2的搭载性。
另外,通过在如上述那样进行电路的布局设计前,如上述那样决定各天线的供电方向,从而在电路的布局的修正时,即使变更天线位置、天线间距离也能够抑制对通信性能的影响。因此,即使在由于其它的电路部件的追加等而需要对电路布局进行微调的情况下,也能够减少产生大幅变更天线形状和天线配置的麻烦的担忧。换言之,能够抑制用于决定适合于使用了多个天线的通信方式的结构的设计工时。
并且,根据上述结构,能够将多个天线A1~A4容纳于一个壳体,并且确保通信性能。因此,不需要为了得到所希望的通信性能而在车辆2的其它的位置设置移动通信用的天线。伴随于此,能够减少设置于其它的位置的将天线与通信ECU或无线电路TRX1连接的同轴连接器的数量。其结果是,能够减少向车辆2的安装工序中的所需时间等成本。
并且,通过将天线A1~A4例如形成为L字型等屈曲形状,能够进行进一步的小型化。特别是通过将对印刷电路基板B1直立设置的天线A2形成为两阶段弯曲的屈曲形状,能够减少车辆用通信装置1的高度。其结果是,能够减少车辆用通信装置1相对于车顶部21的上表面的突出量。
[第二实施方式]
接下来,使用图12~图16,对本公开的车辆用通信装置1的第二实施方式进行说明。图12是概略地表示第二实施方式中的车辆用通信装置1的整体结构的图。图13是第二实施方式中的电路基板11的主视图,图14是第二实施方式的车辆用通信装置1的侧面图。
如图12所示,第二实施方式与第一实施方式的主要的不同点在于:车辆用通信装置1的外观形状形成为减少由行驶引起的空气阻力的流线形状,即形成为所谓的鲨鱼鳍状。换言之,鲨鱼鳍状相当于形成为厚度相比于前后方向的长度而言较薄,且高度从前端朝向后端平缓地变大的立体形状。鲨鱼鳍状也能够称为海豚状。第二实施方式能够理解为第一实施方式的变形例。
以下,对第二实施方式的车辆用通信装置1的结构进行说明。第二实施方式的车辆用通信装置1具备电路基板11A、壳体12A、以及盖13A。如上所述,盖13A形成为鲨鱼鳍状。壳体12A形成为能够容纳包含如后述那样相对于主基板B1A垂直地直立设置的副基板B2的电路基板11A。即,壳体12A也具有沿车辆高度方向突出的大致鲨鱼鳍状的形状。
电路基板11A具备相当于印刷电路基板B1的主基板B1A、副基板B2、天线A11~15、无线电路TRX1~TRX2、车辆连接器Cn、接口电路Ci、以及电源电路Cp。
主基板B1A是以Y轴方向作为长边方向的矩形状的印刷电路基板。主基板B1A构成为包含多个导体层和绝缘层的多层基板。此外,主基板B1A所具备的至少一个内部导体层构成为作为对各种天线A11~A15而言的底板发挥作用。主基板B1A的X轴方向的长度在电气上设定为相当于0.4λ,Y轴方向的长度设定为相当于0.7λ。当然,主基板B1A的尺寸能够适当地变更。此外,主基板B1A的Y轴方向的长度优选设为0.5λ以上。
副基板B2是相对于主基板B1A垂直地安装的板状部件。例如使用印刷电路基板实现副基板B2。副基板B2也可以是单纯的树脂板。副基板B2在天线搭载面沿着经过主基板B1A的中心且平行于Y轴的线亦即中心线直立设置。副基板B2以平行于YZ平面的姿势安装于印刷电路基板B1的天线搭载面。副基板B2形成为高度从Y轴正方向的端部朝向Y轴负方向增加。副基板B2的形状也可以是直角梯形,也可以是三角形。或者,也可以Z轴正方向侧的边缘部形成为曲线形状。此处如图14所示,形成为直角梯形。副基板B2相当于垂直板。
以下,为了简化说明,将副基板B2所具备的边缘部中的Y轴正方向侧的边缘部记载为副基板前端部E21。这是因为Y轴正方向与搭载于车辆时的车辆前方对应。由于Y轴负方向相当于车辆后方,因此将副基板B2所具备的边缘部中的Y轴负方向侧的边缘部记载为副基板后端部E22。另外,由于Z轴正方向与对车辆而言的上方向对应,因此将副基板B2所具备的边缘部中的Z轴正方向侧的边缘部记载为副基板上端部E23。将副基板B2所具备的边缘部中的Z轴负方向侧的边缘部记载为副基板下端部。副基板下端部相当于与主基板B1A的接合部。也将副基板B2所具备的两个面中的X轴负方向侧的侧面记载为左侧面,将X轴正方向侧的侧面记载为右侧面。
能够在与主基板B1A的Y轴方向的长度相比较小的范围内适当地设定副基板B2的Y轴方向的长度。例如副基板B2的Y轴方向的长度设定为0.4λ。此外,副基板B2的Y轴方向的长度优选在电气上为0.22λ以上。
另外,构成为副基板B2的Z轴方向的长度,即高度朝向Y轴负方向缓缓地变大。副基板前端部E21的长度例如设定为在电气上相当于0.15λ的长度。另外,副基板后端部E22的长度例如设定为在电气上相当于0.2λ的长度。此外,这些长度是一个例子,且能够适当地变更。例如Y轴正方向侧的端部的长度也可以为相当于0.1λ、0.2λ。副基板后端部E22形成得与副基板前端部E21相比较长即可。此外,从抑制车辆用通信装置1的高度的观点出发,优选副基板B2形成得较低。
车辆连接器Cn以长边方向的一端与主基板后端部E12对齐,并且车辆连接器Cn沿着主基板右端部E13的方式配置于主基板B1A的背面。接口电路Ci配置于车辆连接器Cn的背侧,即在印刷电路基板B1的天线搭载面配置于连接器配置角部。此外,车辆连接器Cn相当于在安装于主基板B1A的部件中最大的部件之一。通过将这样的车辆连接器Cn以沿着Y轴方向的姿势配置,能够抑制主基板B1A的X轴方向的宽度。其结果是,能够提高向车辆2的搭载性。接口电路Ci在天线搭载面配置于主基板右端部E13与副基板B2之间。
电源电路Cp配置于接口电路Ci的附近。例如,电源电路Cp配置于天线搭载面的主基板右端部E13至副基板B2之间,以便与接口电路Ci在Y轴方向上相邻。接口电路Ci和电源电路Cp在图14的侧面图中省略图示。
天线A11~A14是用于与构成移动通信系统的无线基站进行数据通信的天线。天线A11~A14是与上述的天线A1~A4对应的结构。天线A11~A14与第一实施方式相同地,构成为作为单极天线进行动作。
天线A11是接收专用天线。天线A11例如在天线形成面沿着与连接器设置角部为对角的角部,图案形成为L型。具体而言,天线A11具有沿着主基板前端部E11的部分、和沿着主基板左端部E14的部分。天线A11的供电点设置于沿着主基板前端部E11的部分的X轴正方向侧的端部。根据该结构,天线A11的供电方向为X轴负方向。
天线A12是收发兼用天线。天线A12例如在副基板B2的左侧面沿着副基板后端部E22,从副基板下端部朝向副基板上端部E23延伸配置。换言之,天线A12相对于主基板B1A垂直地延伸配置。另外,天线A12具备朝向Y轴正方向弯曲以便在副基板上端部E23附近沿着副基板上端部E23的结构。即,天线A12具备从与主基板B1A的接合部沿着副基板后端部E22延伸配置的直立设置部、和沿着副基板上端部E23延伸配置的连接部121。天线A12构成为具有λ/4的长度作为全长。供电点形成于直立设置部的根部,即天线A12的Z轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A12的供电方向为Z轴正方向。另外,天线A12相当于在天线A11~A14中最高的天线。
天线A13是接收专用天线。天线A13例如在天线形成面沿着主基板前端部E11和主基板右端部E13所连接的角部,图案形成为L字型。具体而言,天线A13具有沿着主基板前端部E11的部分、和沿着主基板右端部E13的部分。天线A13的供电点设置于沿着主基板右端部E13的部分的Y轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A13的供电方向为Y轴正方向。此外,天线A13的供电点与天线A11的供电点的间隔因它们的供电方向正交而也可以不足耦合距离。
天线A14是接收专用天线。天线A14例如在副基板B2的左侧面沿着副基板前端部E21,从副基板下端部朝向副基板上端部E23延伸配置。换言之,天线A14相对于主基板B1A垂直地延伸配置。另外,天线A14具备朝向Y轴负方向弯曲以便在副基板上端部E23附近沿着副基板上端部E23的结构。即,天线A14具备从与主基板B1A的接合部沿着副基板前端部E21延伸配置的直立设置部、和沿着副基板上端部E23延伸配置的连接部141。天线A14构成为具有λ/4的长度作为全长。供电点形成于天线A14的Z轴负方向侧的端部。换言之,天线A14的供电点形成于副基板B2和主基板B1A的接合部。根据该结构,天线A14的供电方向为Z轴正方向。
天线A14的供电点与天线A11的供电点的间隔因它们的供电方向正交而也可以不足耦合距离。相同地,天线A14的供电点与天线A13的供电点的间隔因它们的供电方向正交而也可以不足耦合距离。
另外,天线A12以及天线A14均形成于副基板B2上,供电方向相同。然而,天线A12沿着副基板后端部E22形成,另一方面,天线A14沿着副基板前端部E21形成。由于副基板B2的Y轴方向长度设定为λ/4以上,因此天线A12与天线A14的间隔也为0.22λ以上。根据这样的结构,能够将天线A12与天线A14的相关值抑制为0.1以下。
天线A15是与天线A5对应的结构。天线A15配置于作为主基板B1A的X轴方向中央部,且与副基板B2相比靠Y轴正方向侧的位置。换言之天线A15配置于天线A11与天线A13之间。
无线电路TRX1与天线A11~A14的每一个电连接。无线电路TRX1在印刷电路基板B1的背面,配置于与中央部相比沿X轴负方向侧偏离规定量的位置。换言之,配置于副基板B2与主基板左端部E14之间。此外,该配置方式是一个例子,也可以在印刷电路基板B1的背面,配置于与副基板B2重叠的位置。另外,无线电路TRX1优选配置于与天线A11~A14的每一个的距离的合计值最小的位置。根据该结构,能够抑制装置整体的传输损失。并且,无线电路TRX1优选配置于也用于信号发送的天线A12的附近。通过将也用于信号发送的天线A12配置于无线电路TRX1的附近,能够抑制传输过程中的信号损失。此外,无线电路TRX1也可以配置于相当于各天线A11~14的供电点的重心的位置。
无线电路TRX2是用于经由天线A15对来自卫星的信号进行接收处理的电路。无线电路TRX2配置于天线A15的背侧。
<关于使沿Z轴方向延伸的天线为L字型的情况的影响>
此处,使用图15以及图16,对如天线A12以及天线A14的组合那样,对将沿Z轴方向延伸的天线在中途弯曲而形成为L字型的情况的对相关值的影响进行说明。此外,此处的L字型不限定于弯曲为直角的结构。包含弯曲角度为30°~150°的结构。弯曲角度是指弯曲的部分的内角。
图15示出包含形成为相对于底板Gn直立设置的L字型的天线Aa、Ab的模拟模型。图中的L表示天线Aa、Ab的平行于底板Gn的部分的长度,图中的H表示天线Aa、Ab的高度。天线Aa、Ab均构成为满足H+L≈λ/4。天线彼此的距离D例如设定为相当于0.23λ。此外,天线Aa的弯曲方向是天线Ab所存在的方向,天线Ab的弯曲方向是天线Aa所存在的方向。即,天线Aa、Ab具有朝向对象侧弯曲的结构。供电方向均为Z轴正方向而相同。
图16是表示在图15所示的模拟模型中,在使天线间的距离D一定的状态下变更天线Aa、Ab的高度H的情况的相关值的模拟结果的图。如图16所示,与高度H无关地,相关值能够抑制为0.1以下。在使天线Aa、Ab的距离D为0.22λ以上的范围内,这样的趋势相同。即,可知即使将天线Aa、Ab弯曲,使用图5~图6进行了说明的天线间的距离D与相关值的关系性也相同。
因此,根据如天线A12以及天线A14的组合那样将沿Z轴方向延伸的天线在中途弯曲的结构,只要使天线间距离为耦合距离以上,就能够抑制相关值,并且抑制车辆用通信装置1的高度。
<第二实施方式的总结>
天线A11的供电方向是X轴负方向,天线A12的供电方向是Z轴正方向,天线A13的供电方向是Y轴正方向,天线A14的供电方向是X轴正方向。天线A11与天线A14、天线A13与天线A14由于分别供电方向正交,因此即使假设天线间隔不足耦合距离,天线间的相关值也能够维持在0.1以下。即,减少通信性能劣化的担忧,并且能够小型化。
另外,天线A12和天线A14两方的供电方向均为Z轴正方向而相同,但由于天线间隔为耦合距离以上,因此两个天线的相关值能够维持在0.1以下。即,能够减少通信性能劣化的担忧。并且,通过沿Z轴正方向延伸的天线A12、A14包含在中途弯曲的结构,从而能够不使通信性能劣化地减少天线高度,进而减少车辆用通信装置1的高度。
并且,天线A12相当于在移动通信用的多个天线A11~A14中最高的天线。此外,天线A12相对于主基板B1A直立设置。当主基板B1A以相对于大地大致水平的姿势设置于车辆时,如图12所示,天线A12位于最高的位置,位于作为电波环境最好的位置。因此,通过将天线A12用作收发兼用天线,能够提高发送信号的品质。
另外,卫星通信用的天线A15配置于远离最高的天线A12的位置。根据这样的结构,能够减少因天线A12而产生的死角。此外,根据上述结构,起到与第一实施方式相同的效果。
[第三实施方式]
接下来,使用图17~图19,对本公开的车辆用通信装置1的第三实施方式进行说明。图17是表示第三实施方式中的车辆用通信装置1向车顶部的安装状态的图。图18是第三实施方式中的电路基板11B的主视图,图19是第三实施方式的电路基板11B的侧面图。第三实施方式相当于第一实施方式的变形例。
第三实施方式与第一实施方式的主要的不同在于:第三实施方式的车辆用通信装置1构成为能够收发多个频带的电波。换言之,在于具备将多种频带的每一个设为收发的对象的天线这点。频带也被称为波段。
此处作为一个例子,设为车辆用通信装置1构成为能够收发高波段、中波段、以及低波段三种频带的电波。低波段是在三个频带中最低的频带,例如,能够设为1.5GHz频带。另外,中波段是在三个频带中第二低的频带,例如,能够设为2.5GHz频带。高波段是在三个频带中最高的频带,例如,能够设为4.5GHz频带。此外,各波段的频带、设为收发的对象的波段的数量能够适当地变更。例如高波段能够设为3.7GHz频带。
以下,为方便起见,将高波段的电波的波长记载为λH,将中波段的电波的波长记载为λM,将低波段的电波的波长记载为λL。作为某频带的电波的波长,能够采用该频带的中心频率的波长。
如图17所示,第三实施方式的车辆用通信装置1具备电路基板11B、壳体12B、以及盖13B。壳体12B以及盖13B的结构能够采用与第一实施方式的壳体12以及盖13相同的结构。
电路基板11B具备印刷电路基板B1、天线A21~26、无线电路TRX1~TRX2、车辆连接器Cn、接口电路Ci、以及电源电路Cp。在图18中示出了Y轴方向设定为长边方向的结构,但不限于此。印刷电路基板B1也可以X轴方向的长度与Y轴方向相比设定得较长。印刷电路基板B1的X轴方向的长度例如设定为相当于0.5λL,Y轴方向的长度设定为相当于0.6λL。印刷电路基板B1的尺寸能够适当地变更。
车辆连接器Cn以长边方向的一端与主基板右端部E13对齐,并且车辆连接器Cn沿着主基板后端部E12的方式配置于印刷电路基板B1的背面。接口电路Ci配置于车辆连接器Cn的背侧,即在印刷电路基板B1的天线搭载面配置于连接器配置角部。
电源电路Cp与接口电路Ci相邻配置。例如,电源电路Cp从天线搭载面的主基板左端部E14朝向X轴正方向延伸配置,以便与接口电路Ci在Y轴方向上相邻。接口电路Ci和电源电路Cp在图19的侧面图中省略图示。此外,接口电路Ci和电源电路Cp的位置能够互换。另外,接口电路Ci和电源电路Cp也可以构成为一体,或者构成为共享部件。
天线A21~A25是用于与构成移动通信系统的无线基站进行数据通信的天线。天线A21~A25中的天线A21构成为低波段和中波段的接收专用的双波段天线。天线A21例如在天线形成面图案形成于与连接器设置角部为对角的角部区域。天线A21具有用于接收中波段的信号的线状元件亦即中波段部A21M、和用于接收低波段的信号的线状元件亦即低波段部A21L组合而成的结构。低波段部A21L与中波段部A21M在规定的位置电连接。低波段部A21L和中波段部A21M均形成为L字型。低波段部A21L具有沿着主基板前端部E11的部分、和沿着主基板左端部E14的部分。中波段部A21M也具有平行于基板前端部E11的部分、和平行于主基板左端部E14的部分。中波段部A21M与低波段部A21L相比配置于内侧。
供电点设置于中波段部A21M的X轴正方向侧的端部。根据该结构,天线A21的供电方向为X轴负方向。天线A21构成为能够通过低波段部A21L、与中波段部A21M的一部分的协作来接收低波段信号。低波段部A21L相当于与中波段部A21M共享供电点的天线元件。
天线A21相当于配置于离无线电路TRX1最远的位置的天线。因此,天线A21在天线A21~A25中,从无线电路TRX1至供电点的线路L21的长度最长。以下,为方便起见,也将从供电点至无线电路TRX1的长度简略记载为线路长度。
天线A22是低波段、中波段、以及高波段的收发兼用的三波段天线。天线A22例如在天线形成面,使用支承部S1相对于印刷电路基板B1直立设置于主基板前端部E11和主基板右端部E13所连接的角部区域。支承部S1是长方体状的结构,配置为沿着主基板前端部E11以及主基板右端部E13。例如使用树脂等形成支承部S1。支承部S1的Y轴方向的长度例如设定为0.22λH以上。另外,支承部S1的高度设定为相当于λH/4。
天线A22从块状的支承部S1的X轴负方向侧的侧面沿着上表面延伸配置,具备在支承部S1的上表面的边缘部弯曲为直角的结构。例如,天线A22从支承部S1的X轴负方向侧的侧面到上表面地形成图案。
天线A22具有高波段部A22H、中波段部A22M、以及低波段部A22L组合而成的结构。高波段部A22H是用于收发高波段信号的结构。中波段部A22M是用于收发中波段信号的线状元件。低波段部A22L是用于收发低波段信号的线状元件。如图18~图19所示,高波段部A22H与中波段部A22M、以及中波段部A22M与低波段部A22L分别在规定的位置电连接。
高波段部A22H从支承部S1的下端平行于Z轴正方向地直立设置。高波段部A22H形成为直线状,在电气上具有λH/4的长度。在高波段部A22H、中波段部A22M、以及低波段部A22L中,高波段部A22H配置得最靠Y轴负方向。高波段部A22H相当于高频用的天线元件。
中波段部A22M以及低波段部A22L均具备沿着支承部S1的侧面沿Z轴正方向延伸配置的直立设置部、和在支承部S1的上表面延伸配置为与天线形成面对置的游离区间。中波段部A22M以及低波段部A22L的游离区间具备进一步从直立设置部的上侧端部沿X轴正方向延伸的部分亦即X轴平行部、和从X轴平行部的X轴正方向侧的端部沿Y轴负方向延伸的Y轴平行部。中波段部A22M构成为具有λM/4的长度作为全长。天线A22能够通过中波段部A22M、与高波段部A22H的一部分的协作来收发中波段信号。
低波段部A22L构成为具有λL/4的长度作为全长。天线A22能够通过低波段部A22L、中波段部A22M的一部分、以及高波段部A22H的一部分的协作来收发低波段信号。低波段部A22L以及中波段部A22M相当于与高波段部A22H共享供电点的天线元件。另外,低波段部A22L相当于低频用的天线元件。
供电点形成于高波段部A22H的直立设置部分的根部,即形成于印刷电路基板B1上。根据该结构,天线A22的供电方向为Z轴正方向。此外,如另外后述的那样,天线A22相当于在天线A21~A25中配置于离无线电路TRX1最近的位置的天线。因此,天线A22在天线A21~A25中,从无线电路TRX1至供电点的线路L22的长度最短。另外,天线A22相当于在天线A1~A4中最高的天线之一。
此外,根据上述结构,相当于通过共享供电点的方式将高波段用的天线、中波段用的天线、以及低波段用的天线配置于无线电路TRX1的附近的结构。根据该结构,不仅能够确保高波段信号,也能够相对地确保低频信号的品质。另外,上述结构相当于将离无线电路TRX1最近的天线设为发送用或者收发用的天线的结构。由于发送用的天线与接收用的天线相比数量较少,因此根据该结构,容易确保发送信号的品质。
天线A23是高波段的收发兼用的单波段天线。天线A23例如在天线形成面配置于支承部S1的X轴负方向侧。天线A23图案形成为L字型。具体而言,天线A23具备平行于Y轴正方向的部分亦即Y轴平行部、和从该Y轴平行部的Y轴正方向侧端部向X轴负方向侧延伸的X轴平行部。天线A23构成为具有λH/4的长度作为全长。天线A23的供电点设置于Y轴平行部的Y轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A23的供电方向为Y轴正方向。此外,天线A23的供电点与天线A22的供电点的间隔因它们的供电方向正交而也可以不足耦合距离。
另外,如另外后述的那样,天线A23相当于在天线A21~A25中配置得第二靠近无线电路TRX1的天线。因此,天线A23在天线A21~A25中,从无线电路TRX1至供电点的线路L23的长度第二短。这样的结构相当于将接近无线电路TRX1的天线设为发送用或者收发用的天线的结构。如上所述,由于发送用的天线与接收用的天线相比数量较少,因此根据该结构,容易确保发送信号的品质。
天线A24是高波段的接收专用的单波段天线。天线A24配置于天线A23的X轴负方向侧。天线A24图案形成为L字型。具体而言,天线A24具备平行于Y轴正方向的部分亦即Y轴平行部、和从该Y轴平行部的Y轴正方向侧端部向X轴正方向侧延伸的X轴平行部。天线A24构成为具有λH/4的长度作为全长。天线A24与天线A23的Y轴平行部远离耦合距离以上地配置。
天线A24的供电点设置于Y轴平行部的Y轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A24的供电方向为Y轴正方向。此外,天线A23与天线A24的供电方向相同,但由于它们的间隙为耦合距离以上,因此能够将相关值抑制为0.1以下。
天线A24在天线A21~A25中,从无线电路TRX1至供电点的线路L24的长度第二长。换言之,与中波段以及低波段用的天线A21相比线路长度较短。这样的结构相当于配置多个天线A21~A25,使得高频用的天线的线路长度与低频用的天线相比较短的结构。高频信号与低频信号相比线路损失较大。根据该结构,容易确保相当于相对高频的高波段的通信品质。
天线A25是高波段接收专用的单波段天线。在支承部S1的X轴负方向侧的侧面,天线A25在比天线A22靠Y轴负方向侧的位置延伸配置。即,天线A25从支承部S1的下端平行于Z轴正方向地直立设置。天线A25构成为具有λH/4的长度作为全长。天线A24与天线A22的高波段部A22H相互在Y轴方向上远离耦合距离以上地配置。即,天线A22与天线A25的供电点的距离为耦合距离以上。
天线A25的供电点形成于Z轴负方向侧的端部,即形成于印刷电路基板B1上。根据该结构,天线A25的供电方向为Z轴正方向。天线A25与天线A22的供电方向相同,但由于它们的间隙为耦合距离以上,因此能够将相关值抑制为0.1以下。
另外,天线A25在天线A21~A25中,从无线电路TRX1至供电点的线路L25的长度第三短。换言之,天线A25的线路长度与中波段以及低波段用的天线A21的线路长度相比较短。根据该结构,容易确保相当于相对高频的高波段的通信品质。
天线A26是与天线A5对应的结构。天线A26在天线搭载面配置于电源电路Cp或者接口电路Ci的Y轴性方向侧。天线A26优选为了良好地保持上空的视野,而配置于从具有由支承部S1提供的立体构造的天线A22、A25远离一定距离的位置。
无线电路TRX1与天线A21~A25的每一个电连接。无线电路TRX1在印刷电路基板B1的背面,配置于作为天线A22以及天线A25的X轴负方向侧,且成为天线A23、A24的Y轴负方向侧的位置。根据其它的观点,这样的结构相当于将与高波段对应的天线A22~A25配置于无线电路TRX1的周围的结构。更具体而言,相当于将高波段用的天线A22~A25配置于离无线电路TRX1的距离为规定距离(例如λH/4)以内的范围内的结构。并且,根据其它的观点,该配置方式相当于与相当于相对低频的低波段用的天线A21相比,将与高波段对应的天线A22~A25优先地配置于无线电路TRX1的附近的结构。
此外,上述的配置方式是一个例子,无线电路TRX1也可以在印刷电路基板B1的背面,配置于与支承部S1重叠的位置。另外,无线电路TRX1优选配置于与天线A21~A25的线路长度的合计值最小的位置。无线电路TRX1也可以配置于相当于各天线A21~A25的供电点的重心的位置。根据上述结构,能够抑制线路损失。
无线电路TRX2是用于经由天线A26对来自卫星的信号进行接收处理的电路。无线电路TRX2配置于天线A26的背侧。
<第三实施方式的总结>
根据上述结构,具备天线A21、A22作为能够接收、发送、或者收发低波段的信号的天线。即,低波段用的天线存在两个。另外,具备天线A21、A22作为能够接收、发送、或者收发中波段的信号的天线。即,中波段用的天线存在两个。并且,具备天线A22~A25作为能够接收、发送、或者收发高波段的信号的天线。即,具备天线A22~A25四个天线作为高波段用的天线。
这样的结构相当于频率越高则越使天线数量增加的结构。另外,相当于使与最高的频带对应的天线的数量最多的结构。定性地,当频率变高时,线路损失增加,信号衰减,存在通信性能劣化的趋势。上述的结构是着眼于该课题而创造出来的,通过越是频率高的天线就越增加数量,从而容易确保通信性能。
另外,用于信号的发送的天线A22、A23与使作为收发的对象的频带相同的接收专用的天线A24相比,更优先地配置于无线电路TRX1的附近。根据该结构,能够抑制传输过程中的信号损失。
另外,天线A22与天线A23由于各自的供电方向正交,因此能够将相关值抑制为0.1以下,并且将天线间的距离设定为不足耦合距离。天线A22与天线A21也由于各自的供电方向正交,因此能够将相关值抑制为0.1以下,并且将天线间的距离设定为不足耦合距离。即,能够使多个天线密集,并且良好地维持使用了多个天线的通信的性能。
此外,天线A21以及天线A25相当于相对于印刷电路基板B1垂直地直立设置的天线。当印刷电路基板B1以相对于大地大致水平的水平的姿势设置于车辆时,例如天线A25充当作相对于大地大体垂直的单极天线。另外,由于这些天线A21以及A25相对来说天线位置也较高,因此能够提高通信品质。根据上述结构,起到与第一、第二实施方式相同的效果。
此外,上述结构是出了基于上述的设计思想(1)、(2)以外,还基于以下的设计思想(3)~(6)而制造出的,能够抑制天线间的相关值。
思想(3):以与低频用的天线相比,高频用的天线的将供电点与无线电路TRX1连接的线路长度较短的方式配置各天线。换言之,将高频用的天线与低频用的天线相比更优先地配置于无线电路TRX1的附近。由于频率越高则线路损失越大,因此根据上述的结构,能够抑制作为车辆用通信装置1整体的线路损失。另外,容易确保在车辆用通信装置1能够收发的频带中相对高频带的通信品质。此外,例如上述的低波段部A22L对应于此处的低频用的天线。另外,例如上述的高波段部A22H与上述的高频用的天线对应。
思想(4):配置于无线电路TRX1的附近的高频用的天线的供电点与低频用的天线共享。根据该结构,低频用的天线也能够配置于无线电路TRX1的附近。此外,该结构相当于将构成为以包含高频带的多个频带进行动作的天线亦即多波段天线优先地配置于无线电路TRX1的附近。
思想(5):发送专用或者收发兼用的天线优先地配置于无线电路TRX1的附近。作为车辆用通信装置1的结构,发送用的天线的数量与接收用的天线的数量相比较少,与信号发送相关的通信性能的余量较少。因此传输损失对通信品质造成的影响较大。因此,通过发送专用或者收发兼用的天线优先地配置于无线电路TRX1的附近,能够提高发送信号的品质。
思想(6):在无线电路TRX1的附近将以单极天线的原理进行动作的天线相对于印刷电路基板B1直立设置,并且将该天线设定为发送专用或者收发兼用天线。无线基站构成为主要发送垂直偏振波。当印刷电路基板B1以相对于大地大致水平的水平的姿势设置于车辆时,直立设置于印刷电路基板B1的上述天线充当作相对于大地大体垂直的单极天线,容易确保与无线基站的通信品质。
基于上述的思想(1)~(6),在电路的布局设计时,即使变更天线位置、天线间距离也能够减少通信性能较大地变化的情况,能够提高设计作业的效率性。此外,也可以在设计思想中包含卫星通信用的天线配置于印刷电路基板B1上、以及远离车辆车身等导电性的立体构造物的位置。基于此,能够抑制在卫星通信用的天线中产生电波性的死角的担忧。
[第四实施方式]
接下来,使用图20~图22,对本公开的车辆用通信装置1的第四实施方式进行说明。图20是表示第四实施方式中的车辆用通信装置1向车辆的安装状态的图。图21是第四实施方式中的电路基板11C的主视图,图22是电路基板11C的侧面图。第四实施方式相当于第二实施方式的变形例。另外,第四实施方式相当于将第二实施方式和第三实施方式组合后的结构。
第四实施方式与第二实施方式的主要的不同在于:第四实施方式的车辆用通信装置1构成为能够收发多个频带。换言之,在于具备动作频率不同的多个天线这点。
此处作为一个例子,设为车辆用通信装置1构成为能够收发高波段、以及低波段两种频带的电波。低波段是与高波段相比较低的频带,例如,能够设为1.5GHz频带。另外,高波段例如能够设为4.5GHz频带。与第三实施方式相同,将高波段的电波的波长记载为λH,将低波段的电波的波长记载为λL。
如图20所示,第四实施方式的车辆用通信装置1具备电路基板11C、壳体12C、以及盖13C。壳体12C以及盖13C的结构能够采用与第二实施方式的壳体12A以及盖13A相同的结构。
如图21所示,电路基板11C具备作为印刷电路基板B1的主基板B1A、副基板B2、天线A31~35、无线电路TRX1~TRX2、车辆连接器Cn、接口电路Ci、以及电源电路Cp。
主基板B1A的X轴方向的长度在电气上设定为相当于0.25λL,Y轴方向的长度设定为相当于0.3λ。主基板B1A的尺寸能够适当地变更。此外,优选主基板B1A的Y轴方向的长度设定为0.22λL以上。
副基板B2是相对于主基板B1A垂直地安装的印刷电路基板。副基板B2在天线搭载面平行于YZ平面地配置。副基板B2的天线搭载面上的X轴方向位置例如能够设为从中央部偏离规定距离的位置。当然,副基板B2的天线搭载面上的X轴方向位置也可以是经过天线搭载面的中心的位置。副基板B2形成为Z轴方向的长度从Y轴正方向的端部朝向Y轴负方向的端部增加。
副基板B2的Y轴方向的长度与主基板B1A的Y轴方向长度相同地设定。配置为副基板前端部E21与主基板前端部E11一致,并且副基板后端部E22与主基板后端部E12一致。此外,副基板B2的Y轴方向长度也可以与主基板B1A的Y轴方向长度相比设定得较短。但是,为了使天线A31与天线A32的间隙为耦合距离以上,优选副基板B2的Y轴方向长度设定得比0.22λL长。另外,副基板B2的Z轴方向的长度,即高度可以在Y轴正方向侧的端部和Y轴负方向侧的端部不同。副基板前端部E21的长度例如在电气上设定为相当于0.15λL的长度。另外,副基板后端部E22的长度例如在电气上设定为相当于0.2λL的长度。
车辆连接器Cn以长边方向的一端与主基板后端部E12对齐,且车辆连接器Cn沿着主基板右端部E13的方式配置于主基板B1A的背面。接口电路Ci配置于车辆连接器Cn的背侧。接口电路Ci在天线搭载面配置于主基板右端部E13与副基板B2之间。
在第四实施方式中,电源电路Cp配置于接口电路Ci的附近。例如,电源电路Cp在天线搭载面的主基板右端部E13至副基板B2之间,以与接口电路Ci在Y轴方向上相邻的方式配置。接口电路Ci和电源电路Cp在图22的侧面图中省略图示。此外,上述结构相当于以与电源电路Cp以及接口电路Ci相邻的方式配置副基板B2的结构。
天线A31~A35是用于与构成移动通信系统的无线基站进行数据通信的天线。天线A31~A35中的天线A31构成为低波段的接收专用的单波段天线。天线A31例如在副基板B2的左侧面沿着副基板前端部E21,从副基板下端部朝向副基板上端部E23延伸配置。换言之,天线A31相对于主基板B1A垂直地延伸配置。另外,天线A31具备向Y轴负方向弯曲以便在副基板上端部E23附近沿着副基板上端部E23的结构。即,天线A31具备从与主基板B1A的接合部沿着副基板前端部E21延伸配置的直立设置部、和沿着副基板上端部E23延伸配置的连接部311。天线A31构成为具有λL/4的长度作为全长。天线A31的供电点形成于直立设置部的根部,即天线A31的Z轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A31的供电方向为Z轴正方向。
天线A31相当于在天线A31~A35中配置于离无线电路TRX1最远的位置的天线。因此,天线A31在天线A31~A35中,从无线电路TRX1至供电点的线路L35的长度最长。但是,由于与天线A31对应的信号为相对低频,因此线路损失相对较小。
天线A32是低波段和高波段的收发兼用的二波段天线。天线A32例如在副基板B2的左侧面,以沿着副基板后端部E22的方式形成图案。具体而言,天线A32具有用于收发高波段的高波段部A32H、和用于收发低波段信号的线状元件亦即低波段部A32L组合而成的结构。高波段部A32H与低波段部A22L在规定的位置电连接。
低波段部A32L沿着副基板后端部E22,从副基板下端部朝向副基板上端部E23延伸配置。换言之,低波段部A32L相对于主基板B1A垂直地直立设置。另外,低波段部A32L具备向Y轴正方向弯曲以便在副基板上端部E23附近沿着副基板上端部E23的结构。即,低波段部A32L具备从与主基板B1A的接合部沿着副基板后端部E22延伸配置的直立设置部、和沿着副基板上端部E23延伸配置的连接部321。低波段部A32L构成为具有λL/4的长度作为全长。
高波段部A32H在低波段部A32L的Y轴正方向侧以与低波段部A32L的直立设置部平行的姿势形成为直线状。换言之,高波段部A32H相对于主基板B1A垂直地直立设置。高波段部A32H在电气上设定为λH/4的长度。天线A32的供电点形成于高波段部A32H的根部,即天线A32的Z轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A32的供电方向为Z轴正方向。天线A32构成为能够通过低波段部A32L、与高波段部A32H的一部分的协作来收发低波段信号。低波段部A32L相当于与高波段部A32H共享供电点的天线元件。
此外,天线A31以及天线A32均形成于副基板B2上,供电方向相同。然而,天线A32沿着副基板后端部E22形成,另一方面,天线A31沿着副基板前端部E21形成。由于副基板B2的Y轴方向长度设定为0.22λL以上,因此天线A32与天线A31的间隔也为0.22λL以上。根据这样的结构,能够将天线A32与天线A31的相关值抑制为0.1以下。
如另外后述的那样,天线A32相当于在天线A31~A35中配置于离无线电路TRX1最近的位置的天线。因此,天线A32在天线A31~A35中,从无线电路TRX1至供电点的线路L32的长度最短。因此,相当于线路损失最小的天线。另外,天线A32相当于在天线A31~A35中最高的天线之一。因此,天线A32相当于在车辆搭载路径中以电波环境最好的位置以及姿势配置的天线。根据将这样的天线A32用作低波段以及高波段的收发兼用天线的结构,容易确保使用了多个天线的通信的品质。
另外,上述天线A32的结构相当于通过共享供电点的方式将高波段用的天线和低波段用的天线配置于无线电路的TRX1的附近的结构。根据该结构,不仅能够确保高波段信号,也能够确保低波段信号的品质。天线A32相当于配置为满足思想(3)~(6)的天线。
天线A33是高波段的收发兼用的单波段天线。天线A33沿着主基板后端部E12配置。天线A33为直线状,例如以在电气上具有λH/4的长度的方式形成图案。供电点设置于X轴正方向侧的端部。根据该结构,天线A33的供电方向为X轴负方向。
此外,天线A33与离天线A33最近的其他天线亦即天线A32的供电方向正交。因此,天线A33的供电点与天线A32的供电点的间隔也可以不足耦合距离。即天线A33也可以与图示的位置相比配置得靠近副基板B2。另外,天线A33的延伸配置方向也可以平行于Y轴。例如也可以配置为沿着主基板左端部E14。该情况的供电方向为Y轴正方向或者负方向。在天线A33的供电方向为Y轴的正或者负方向的情况下,由于与天线A32等其他天线的供电方向处于正交的关系,因此它们的相关值能够抑制为0.1以下。
另外,天线A33相当于在天线A31~A35中配置得离无线电路TRX1第二近的天线。因此,天线A33在天线A31~A35中,从无线电路TRX1至供电点的线路L33的长度第二短。因此,相当于线路损失第二小的天线。天线A33相当于满足上述的设计思想(3)、(5)的天线。
天线A34是高波段接收专用的单波段天线。天线A34例如在副基板B2的左侧面,沿着Z轴正方向从副基板下端部延伸配置于从天线A32的高波段部A32H向Y轴正方向侧0.22λH以上的位置。换言之,天线A34相对于主基板B1A垂直地延伸配置。天线A34为直线状,构成为具有λH/4的长度。天线A34的供电点形成于Z轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A34的供电方向为Z轴正方向。天线A32与天线A34供电方向相同,但由于供电点的距离远离0.22λH以上,因此相关值能够抑制为0.1以下。
天线A34相当于在天线A31~A35中配置得离无线电路TRX1第三近的天线。因此,天线A34在天线A31~A35中,从无线电路TRX1至供电点的线路L34的长度第三短。然而,天线A34相对于主基板B1A直立设置,安装于车辆时的天线姿势是适合于接收来自无线基站的电波的姿势。天线A34相当于配置为满足上述的设计思想(3)、(6)的天线。
天线A35是高波段接收专用的单波段天线。天线A35例如在副基板B2的左侧面,沿着Z轴正方向从副基板下端部延伸配置于从天线A34向Y轴正方向侧0.22λH以上的位置。换言之,天线A35相对于主基板B1A垂直地延伸配置。天线A35为直线状,构成为具有λH/4的长度。天线A35的供电点形成于Z轴负方向侧的端部。根据该结构,天线A35的供电方向为Z轴正方向。天线A34与天线A35供电方向相同,但由于供电点的距离远离0.22λH以上,因此相关值能够抑制为0.1以下。
上述的天线A35相当于在天线A31~A35中配置得离无线电路TRX1第二远的天线。但是,比低波段用的天线A31更靠近无线电路TRX1。这样的结构相当于将高波段用的天线A35与低波段用的天线A31相比更优先地配置于无线电路TRX1的附近的结构。另外,天线A35相对于主基板B1A直立设置,安装于车辆时的天线姿势是适合于接收来自无线基站的电波的姿势。天线A35相当于配置为满足上述的设计思想(3)、(6)的天线。
天线A36是与天线A5对应的结构。天线A36在主基板B1A的天线搭载面,配置于比副基板B2靠X轴负方向侧的区域的任意的位置。例如配置于比主基板B1A的中心靠X轴负方向侧且靠Y轴性方向侧的位置。此外,天线A36也可以在副基板B2的X轴负方向侧配置于Y轴方向的中央部。根据这样的结构,能够增大离在天线A31~A35中第一、第二高的天线A31、A32的距离,能够抑制对天线A36而言的死角。
无线电路TRX1与天线A31~A35的每一个电连接。无线电路TRX1在印刷电路基板B1的背面,配置于天线A32以及天线A34的X轴负方向侧且天线A33的X轴正方向侧。即,无线电路TRX1配置于天线A32与天线A33之间。换言之,这样的结构将天线A32~A34配置于无线电路TRX1的附近区域。无线电路TRX1的附近区域例如是指离无线电路TRX1的距离为规定距离(例如λH/4)以内的范围。此外,上述的配置方式是一个例子,无线电路TRX1也可以在印刷电路基板B1的背面,配置于与副基板B2重叠的位置。另外,无线电路TRX1优选配置于与天线A31~A35的线路长度的合计值最小的位置。无线电路TRX1也可以配置于相当于各天线A31~A35的供电点的重心的位置。根据这些结构,能够抑制线路损失。
无线电路TRX2是用于经由天线A36对来自卫星的信号进行接收处理的电路。无线电路TRX2配置于天线A36的背侧。
<第四实施方式的总结>
根据上述结构,具备天线A31、A32作为能够接收、发送、或者收发低波段的信号的天线。即,存在两个低波段用的天线。另外,具备天线A32~A35作为能够接收、发送、或者收发高波段的信号的天线。即,具备天线A32~A35四个天线作为高波段用的天线。
这样的结构相当于将高波段用的天线与低波段用的天线相比设置得较多的结构。如上所述,频率越高则线路损失越大,越存在通信性能容易劣化的趋势。上述的结构是着眼于该课题而创造出的,通过将高波段用的天线设置得相对较多,能够改善高波段的通信性能。另外,将也用于信号发送的天线A32、A33优先地配置于无线电路TRX1的附近。根据该结构,能够抑制信号发送时的损失。
并且,天线A32与天线A33各自的供电方向正交。因此,即使将天线间设定为不足耦合距离,两个天线的相关值也能够抑制为0.1以下。即,能够良好地维持使用了多个天线的通信的性能。此外,天线A33与天线A34也由于各自的供电方向正交,因此能够将相关值抑制为0.1以下,并且将天线间的距离设定为不足耦合距离。其结果是,能够将车辆用通信装置1小型化。
此外,天线A31、A32、A34、以及A35相当于相对于印刷电路基板B1垂直地直立设置的天线。当主基板B1A以相对于大地大致水平的水平的姿势设置于车辆时,这些天线充当作相对于大地大体垂直的单极天线。即,将垂直偏振波设为接收对象,而作为在水平方向的全方位上具有指向性的天线发挥功能。另外,这些天线A31、A32、A34、以及A35相当于配置于与天线A33相比较高的位置的天线。根据该结构,容易确保通信品质。此外,根据具备多个相对于主基板B1A垂直的单极天线的结构,例如能够提高MIMO方式等使用了多个天线的通信方式的性能。此外,根据上述结构,起到与第一、第二实施方式相同的效果。
以上,对本公开的实施方式进行了说明,但本公开不限定于上述的实施方式,除了上述内容以外能够在不脱离主旨的范围内进行各种变更并实施。例如上述的各种实施方式能够在不产生技术矛盾的范围内适当地组合并实施。另外,以下的结构也包含于本公开的范围。
以上,公开了将移动通信用的天线设为单极天线的结构,但车辆用通信装置1具备贴片天线、倒F天线、环形天线作为移动通信用的天线即可。平板天线中的供电方向相当于供电点上的放射元件的延伸方向。
以上,公开了在5G、4G等的移动通信用的天线的布局的决定中应用了设计思想(1)~(6)的例子,但不限于此。在车辆用通信装置1具备多个V2X通信用的天线的情况下,能够在这些天线的配置方式的决定中应用上述设计思想(1)~(6)。另外,也可以在与多个用途对应的多个天线的配置方式的决定中应用上述设计思想(1)~(6)的一部分或者全部。例如也可以将天线A1设为Bluetooth用的天线,将天线A2~3设为4G用的天线,将天线A4设为Wi-Fi用的天线。
另外,印刷电路基板B1的背面相当于车厢内侧的面。也可以在印刷电路基板B1的背面配置Bluetooth用以及/或者Wi-Fi用的天线模块。根据这样的结构,车辆用通信装置1能够提供用于实施与用户带入车厢内的智能手机等的无线通信的功能。
在如第二实施方式以及第四实施方式那样具备副基板B2的结构中,如图23所示,也可以安装为主基板B1A位于车顶部21的下侧,仅与副基板B2相关的结构位于车顶部21的上方。与副基板B2相关的结构除了设置于副基板B2的天线以外,还包含容纳副基板B2的壳体。根据这样的安装方式,能够抑制设置于车顶部21的孔部的大小。此外,向车顶部21的上方的副基板B2构成为被壳体12以及盖13保护。对图23所示的车辆用通信装置1而言,通过粘合剂或者螺钉等将从壳体12的上表面向侧方突出的突出部122与车顶部21固定即可。
并且,以上,作为车辆用通信装置1向车辆2的安装方式的例子,示出了在车顶部21设置用于嵌入车辆用通信装置1的孔部并将车辆用通信装置1嵌入至该孔部的方式,但不限于此。如图24所示,也可以在车辆2的车顶部21设置凹部211,在该凹部211固定车辆用通信装置1。作为固定方法,能够引用螺纹固定、粘合材料等多种多样的方法。
此外,在凹部211中配置车辆用通信装置1的结构中,优选在印刷电路基板B1或者主基板B1A的中央部配置收发兼用天线Ax。在假设在基板B1的边缘部配置收发兼用天线Ax的结构中,由于构成凹部211的台阶部211A的金属,而对收发兼用天线Ax而言的死角相对较大。根据在印刷电路基板B1或者主基板B1A的中央部配置收发兼用天线Ax的结构,能够抑制对收发兼用天线Ax而言的死角,容易确保通信性能。此外,收发兼用天线Ax基于上述的设计思想,优选相对于印刷电路基板B1或者主基板B1A直立设置。图24所示的收发兼用天线Ax与上述的天线A2、A12、A22、A32等对应。
另外,在凹部211中配置车辆用通信装置1的结构中,也可以在壳体12的内侧上表面部对天线元件进行图案形成。根据该结构,由于能够在装置内在最高的位置配置天线,因此能够减少因凹部211的台阶部211A而产生的死角。此外,这样的车辆用通信装置1构成为配置于壳体1两侧的天线元件的端部与设置于印刷电路基板B1的供电点抵接即可。例如,也可以在印刷电路基板B1配置具有与配置于壳体12的内侧上表面部的天线元件抵接的高度的树脂块,在该树脂块的上表面部配置供电点。
另外,也可以不一定存在具有供电方向相互正交的关系的天线的组合。也可以仅使用设计思想(1)~(6)的一部分来构成车辆用通信装置1。例如能够基于设计思想(3)~(6)构成车辆用通信装置1。
天线A1、A3~4、A11、A11、A13、A21、A23~24、以及A33相当于平行供电天线。另外,天线A2、A12、A14、A22、A25、A31、A32、A34、以及A35相当于垂直供电天线。
天线A2、A12、A22、A23、以及A33相当于收发兼用天线相当。另外,天线A1、A3~4、A11、A13~A14、A21、A24~A25、A31、A34~A35相当于接收专用天线。天线A5、A15、A26、以及A36相当于卫星用天线。
高波段或者中波段相当于第二频带。在将高波段视作第二频带的情况下,中波段以及低波段的至少任意一方相当于第一频带。另外,在将低波段视作第一频带的情况下,高波段以及中波段的至少任意一方相当于第二频带。例如天线A32~A35、以及A42~A45相当于第二频率用天线。另外,天线A31、以及A41相当于第一频率用天线。天线A31、A32、以及A42相当于多波段天线,天线A33~A35、以及A41、A43~A45相当于单波段天线。二波段天线、三波段天线相当于多波段天线。
<注释>
在本公开中也包含以下的各种结构。
[结构(1)]
一种车辆用通信装置,其中,离无线电路的电距离最远的天线不是动作频带最高的天线。
[结构(2)]
一种车辆用通信装置,其中,离无线电路的电距离最远的天线是接收专用天线。
[结构(3)]
一种车辆用通信装置,其中,具备构成为能够以多个频带进行动作的多波段天线(A22、A32)、和构成为能够以一个频带进行动作的单波段天线(A23~A25、A31、A33~A35),
离无线电路的电距离最远的天线是单波段天线。
[结构(4)]
一种车辆用通信装置,其中,具备构成为能够以多个频带进行动作的多波段天线(A22、A32)、和构成为能够以一个频带进行动作的单波段天线(A23~A25、A31、A33~A35),
配置为离无线电路最近的天线元件是多波段天线。
[结构(5)]
一种车辆用通信装置,其中,构成为安装于设置于车辆的车顶部的孔部来使用。
[结构(5A)]
根据结构(5)所述的车辆用通信装置,其中,
具备树脂制的壳体(12,12A~C),
上述的壳体具备用于与设置于车顶部的孔部的边缘部嵌合的嵌合槽(121),
嵌合槽形成于壳体侧面部的上端部。
[结构(6)]
一种车辆用通信装置,其中,构成为安装于设置于车辆的车顶部的凹部(211)来使用。
[结构(6A)]
根据上述结构(6)所述的车辆用通信装置,其中,
在基板的中央部配置有收发兼用的天线元件。根据该结构,能够抑制由凹部的台阶部引起的死角。
[结构(6B)]
根据上述结构(6)所述的车辆用通信装置,其中,
在矩形状的基板的四个边缘部中的至少三个边缘部的每一个配置有天线元件。根据该结构,能够通过配置于其他边缘部的天线元件来补偿由凹部的台阶部引起的配置于某边缘部的天线元件的死角。
[结构(6C)]
根据上述结构(6)所述的车辆用通信装置,其中,
包含图案形成于容纳基板的壳体的内侧上表面部的天线元件。根据该结构,由于能够在装置内在最高的位置配置天线,因此能够减少因凹部的台阶部而产生的死角。
[结构(7)]
一种车辆用通信装置,其中,具备移动通信用的多个天线元件,
上述的多个天线元件均图案形成于与印刷电路基板的边缘部相接的区域。根据该结构,能够取得较大的天线间隔,能够进一步减少相关值。
Claims (14)
1.一种车辆用通信装置,是搭载于车辆来使用的包含多个天线元件的天线装置,其中,
具备无线电路(TRX1),该无线电路与多个上述天线元件连接,且用于使用多个上述天线元件来与其他装置实施通信,
间隔不足规定的耦合距离的上述天线元件彼此以上述天线元件从供电点延伸的方向亦即供电方向相互正交的姿势形成。
2.根据权利要求1所述的车辆用通信装置,其中,
上述耦合距离为0.22λ,
3.根据权利要求1或2所述的车辆用通信装置,其中,
包含对置基板,该对置基板是相对于上述车辆中的安装面平行地配置的基板,
作为上述天线元件而具备:
平行供电天线,是形成为上述供电方向与上述对置基板平行的天线元件;以及
垂直供电天线,是形成为上述供电方向与上述对置基板垂直的天线元件。
4.根据权利要求3所述的车辆用通信装置,其中,
上述垂直供电天线构成为具有屈曲形状的线状元件。
5.根据权利要求3或4所述的车辆用通信装置,其中,
作为上述天线元件,具备接收专用天线、和收发兼用天线,
多个上述天线元件中的配置为离上述无线电路最近的配置的上述天线元件是构成为上述收发兼用天线的上述垂直供电天线。
6.根据权利要求3~5中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
在上述对置基板除了上述天线元件以外,还具备用于接收来自卫星的信号的卫星用天线,
上述卫星用天线配置于从上述垂直供电天线远离规定距离的位置。
7.根据权利要求3~6中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
在上述对置基板预先设定前后方向,以与上述车辆的前后方向对应,
上述车辆用通信装置包含垂直板(B2),该垂直板是沿着上述前后方向,且相对于上述对置基板垂直地设置的板状部件,
作为上述天线元件,包含以第一频带进行动作的第一频率用天线、和以与上述第一频带相比较高的第二频带进行动作的第二频率用天线,
上述垂直板形成为从前侧朝向后侧变高,
在上述垂直板的前端部和后端部分别配置有上述第一频率用天线,在上述前端部和上述后端部之间配置有上述第二频率用天线。
8.根据权利要求3~7中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
作为上述天线元件,包含设定为收发兼用的收发兼用天线,
上述收发兼用天线相对于上述对置基板直立设置。
9.根据权利要求3~8中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
在上述对置基板预先设定左右方向,以与上述车辆的左右方向对应,
上述车辆用通信装置具备连接器(Cn),该连接器供通信电缆连接,
上述连接器在上述对置基板配置于配置有上述垂直供电天线的面的相反侧的面亦即背面部,
上述连接器沿着上述背面部中的左侧或者右侧的边缘部配置。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
作为上述天线元件,具备以第一频带进行动作的第一频率用天线、和以与上述第一频带相比较高的第二频带进行动作的第二频率用天线,
上述第二频率用天线与上述第一频率用天线相比,配置得更靠近上述无线电路。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
具备动作频带不同的多个上述天线元件,
配置为离上述无线电路最近的上述天线元件是在多个上述天线元件中动作频带最高的上述天线元件。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
作为上述天线元件,具备以第一频带进行动作的第一频率用天线、和以与上述第一频带相比较高的第二频带进行动作的第二频率用天线,
上述第二频率用天线的数量与上述第一频率用天线的数量相比较多。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
作为上述天线元件,具备接收专用的上述天线元件亦即接收专用天线、和收发兼用的上述天线元件亦即收发兼用天线,
上述收发兼用天线与使动作频带相同的上述接收专用天线相比,配置得更靠近上述无线电路。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的车辆用通信装置,其中,
作为上述天线元件而具备:
第一频率用天线,是以第一频带进行动作的线状元件;以及
第二频率用天线,是以与上述第一频带相比较高的第二频带进行动作的线状元件,
上述第一频率用天线形成为屈曲形状,另一方面,上述第二频率用天线形成为直线状。
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