DE102015223924A1

DE102015223924A1 - Antenne, Antennenmodul und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015223924A1
Application number: DE102015223924.1A
Authority: DE
Inventors: Dongjin Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2017-03-23
Also published as: KR101728335B1; US10644412B2; US20170085011A1; CN106549217A; CN106549217B; KR20170034507A

Abstract

Eine Antenne umfasst eine erste und eine zweite leitende Platte, die einander zugewandt sind, ein Dielektrikum, das zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern, die die erste und die zweite leitende Platte und das Dielektrikum durchdringen. Ein erster Emissionshohlraum und eine Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen, die Funkwellen aussenden, sind durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern und die erste und die zweite leitende Platte gebildet.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Antenne und insbesondere eine Antenne, die voneinander verschiedene Strahlmuster erzeugt, ein Antennenmodul und ein Fahrzeug.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen sind Fahrzeuge Transportvorrichtungen, die auf einer Straße oder Eisenbahnstrecke unter Verwendung von fossilen Brennstoffen, Elektrizität usw. als eine Energiequelle fahren.
In letzter Zeit, abgesehen vom einfachen Transportieren von Gütern und Menschen, umfassen Fahrzeuge im Allgemeinen Audiogerate und Videogeräte, um zu ermöglichen, dass Fahrer Musik hören und Videos ansehen können, und umfassen in der Regel auch Navigationsgeräte, die Fahrern die Wege/Routen zu ihren Zielen anzeigen.
Heutzutage nimmt der Bedarf für eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen und externen Vorrichtungen allmählich zu. Zum Beispiel erfordert eine Navigationsfunktion zum Anzeigen eines Weges oder einer Route zu einem Ziel Informationen in Bezug auf Straßenverkehrsbedingungen, um einen optimalen Weg oder Route zu finden. Da sich solche Verkehrsbedingungen ständig ändern, ist es notwendig, dass Fahrzeuge Informationen über die Verkehrsbedingungen in Echtzeit erhalten.
Kommunikationsvorrichtungen mit externen Fahrzeugen umfassen eine Antenne zum Senden und Empfangen.
Auch kann sich während einer Kommunikation mit einem externen Fahrzeug eine Kommunikationsdistanz gemäß den Verkehrsbedingungen ändern. Demzufolge, um mit externen Fahrzeugen in Verbindung zu stehen, ist eine Antenne erforderlich, die in der Lage ist, unterschiedliche Strahlmuster gemäß den Verkehrsbedingungen zu erzeugen.
ZUSAMMENFASSUNG
Demzufolge ist es eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, eine Antenne bereitzustellen, die in der Lage ist, zwei oder mehrere verschiedene Strahlmuster zu erzeugen.
Es ist eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, ein Antennenmodul bereitzustellen, das in der Lage ist, verschiedene Strahlmuster gemäß einem Abstand oder einer Entfernung von einem Kommunikationsziel zu erzeugen.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug bereitzustellen, das in der Lage ist, mit einem Kommunikationszielfahrzeug unter Verwendung von verschiedenen Strahlmustern gemäß einem Abstand oder einer Entfernung von dem Kommunikationszielfahrzeug zu kommunizieren bzw. in Verbindung zu stehen.
Zusätzliche Ausgestaltungen werden zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich, oder können durch die Praxis oder Anwendung der Erfindung gelernt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Antenne eine erste und eine zweite leitende/leitfähige Platte, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, ein Dielektrikum, das zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern/Bohrungen, die die erste und die zweite leitende Platte und das Dielektrikum durchdringen. Ein erster Emissionshohlraum und eine Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen, die Funkwellen aussenden/emittieren, sind durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern und die erste und die zweite leitende Platte gebildet. Die erste leitende Platte umfasst eine erste Speiseschaltung, die ein Hochfrequenz-(radio frequency – RF)Signal an den ersten Emissionshohlraum überträgt, und eine erste Grundplatte, die den ersten Emissionshohlraum und die Mehrzahl von Emissionshohlräumen bildet. Die zweite leitende Platte umfasst eine zweite Speiseschaltung, die ein RF-Signal an die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen überträgt, und eine zweite Grundplatte, die den ersten Emissionshohlraum und die Mehrzahl von Emissionshohlräumen bildet.
Die Mehrzahl von Durchgangslöchern kann umfassen eine Mehrzahl von Seitenwanddurchgangslöchern, die in einer Richtung angeordnet sind, in der Funkwellen/Radiowellen ausgesendet werden, und eine Mehrzahl von Leckverhinderungs-Durchgangslöchern, die neben der ersten und der zweiten Speiseschaltrung vorgesehen sind und ein Austreten der Funkwellen verhindern.
Die Abstände zwischen der Mehrzahl von Durchgangslöchern können kürzer als das 0,1-fache einer Wellenlänge der Funkwellen, die durch einen des ersten Emissionshohlraums und der Mehrzahl von Emissionshohlräumen ausgesendet werden.
Der erste Emissionshohlraum kann die Seitenwanddurchgangslöcher mit zumindest zwei der Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen teilen.
Die erste Speiseschaltung kann umfassen eine erste Speiseleitung, die das RF-Signal an den ersten Emissionshohlraum überträgt, und ein erstes Emissionsloch, das Funkwellen entsprechend dem RF-Signal an den ersten Emissionshohlraum aussendet.
Die zweite Speiseeschaltung kann umfassen eine zweite Speiseleitung, die das RF-Signal an die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen überträgt, und eine Mehrzahl von zweiten Emissionslöchern, die Funkwellen entsprechend dem RF-Signal an die zweiten Emissionshohlräume überträgt.
In der zweiten Speiseschaltung können Abstände von einem Ende der zweiten Speiseleitung zu der Mehrzahl von zweiten Emissionslöchern identisch sein.
Wenn das RF-Signal durch die erste Speiseschaltung zugeführt wird, kann der erste Emissionshohlraum Funkwellen entsprechend dem RF-Signal aussenden. Wenn das RF-Signal durch die zweite Speiseschaltung zugeführt wird, kann die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen Funkwellen entsprechend dem RF-Signal aussenden.
Die durch den ersten Emissionshohlraum ausgesendeten Funkwellen können ein erstes Strahlmuster bilden und die durch die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen ausgesendeten Funkwellen können ein zweites Strahlmuster bilden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein Antennenmodul umfassen eine Antennenstruktur/Antennenanordnung, in der eine erste und eine zweite Antenne, die Funkwellen in den freien Luftraum aussenden, vorgesehen sind, einen Antennenauswahlschalter, der eine der ersten und der zweiten Antenne aktiviert, und eine Antennenauswahlsteuerung, die ein Antennenauswahlsignal zum Aktivieren einer der ersten und der zweiten Antenne in Abhängigkeit von der Stärke eines Empfangssignals, das durch eine der ersten und der zweiten Antenne empfangen wird, an den Antennenauswahlschalter bereitstellt.
Die erste Antenne kann Funkwellen mit einem ersten Strahlmuster aussenden und die zweite Antenne kann Funkwellen mit einem zweiten Strahlmuster aussenden.
Wenn die Stärke des Empfangssignals unterhalb einer vorgegebenen ersten Referenzstärke liegt, während die erste Antenne aktiviert ist, kann die Antennenauswahlsteuerung die zweite Antenne aktivieren.
Wenn die Stärke des Empfangssignals unterhalb einer vorgegebenen zweiten Referenzstärke liegt, während die zweite Antenne aktiviert ist, kann die Antennenauswahlsteuerung die erste Antenne aktivieren.
Die Antennenstruktur kann umfassen eine erste und eine zweite leitende/leitfähige Platte, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, ein Dielektrikum, das zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern/Bohrungen, die die erste und die zweite leitende Platte und das Dielektrikum durchdringen. Ein erster Emissionshohlraum und eine Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen, die Funkwellen aussenden/emittieren, können durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern und die erste und die zweite leitende Platte gebildet sein.
Die erste leitende Platte kann umfassen eine erste Speiseschaltung, die ein RF-Signal an den ersten Emissionshohlraum überträgt, und eine erste Grundplatte, die den ersten Emissionshohlraum und die Mehrzahl von Emissionshohlräumen bildet, und die zweite leitende Platte kann umfassen eine zweite Speiseschaltung, die ein RF-Signal an die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen überträgt, und eine zweite Grundplatte, die den ersten Emissionshohlraum und die Mehrzahl von Emissionshohlräumen bildet.
Wenn die erste Antenne aktiviert ist, kann der erste Emissionshohlraum Funkwellen aussenden. Wenn die zweite Antenne aktiviert ist, kann die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen Funkwellen aussenden.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug einen Sendedatenprozessor, der ein Sendesignal mit einer niedrigen Frequenz (low frequency – LF) entsprechend den Sendedaten ausgibt, einen Sender, der das LF-Sendesignal in ein RF-Sendesignal moduliert, ein Antennenmodul, das das RF-Sendesignal in den freien Luftraum aussendet oder ein RF-Empfangssignal von dem freien Luftraum empfängt, einen Empfänger, der das RF-Empfangssignal in ein LF-Empfangssignal demoduliert, und einen Empfangsdatenprozessor, der Empfangsdaten entsprechend dem LF-Empfangssignal ausgibt. Das Antennenmodul umfasst eine erste und eine zweite Antenne bzw. erste und zweite Antennen, die Funkwellen in den freien Luftraum aussenden, und eine Antennenauswahlsteuerung, die eine der ersten und der zweiten Antenne bzw. der ersten und zweiten Antennen in Abhängigkeit von der Stärke des RF-Empfangssignals aktiviert.
Die erste Antenne kann Funkwellen mit einem ersten Strahlmuster aussenden und die zweite Antenne kann Funkwellen mit einem zweiten Strahlmuster aussenden.
Wenn die Stärke des RF-Empfangssignals unterhalb einer vorgegebenen ersten Referenzstärke liegt, während die erste Antenne aktiviert ist, kann die Antennenauswahlsteuerung die zweite Antenne aktivieren.
Wenn die Stärke des Empfangssignals unterhalb einer vorgegebenen zweiten Referenzstärke liegt, während die zweite Antenne aktiviert ist, kann die Antennenauswahlsteuerung die erste Antenne aktivieren.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das eine erste und eine zweite Antenne bzw. erste und zweite Antennen umfasst, die Funkwellen mit voneinander verschiedenen Strahlungsmustern aussenden, ein Aktivieren einer der ersten und zweiten Antenne und Aktivieren einer anderen der ersten und zweiten Antenne in Abhängigkeit von der Stärke eines durch die eine Antenne empfangenen Empfangssignals. Die erste Antenne sendet Funkwellen mit einem ersten Strahlmuster aus und die zweite Antenne sendet Funkwellen mit einem zweiten Strahlmuster aus.
Das Aktivieren der anderen der ersten und zweiten Antenne kann umfassen ein Aktivieren der zweiten Antenne, wenn die Stärke des Empfangssignals kleiner als eine vorgegebene erste Referenzstärke ist, während die erste Antenne aktiviert ist.
Das Aktivieren der anderen der ersten und zweiten Antenne kann umfassen ein Aktivieren der ersten Antenne, wenn die Stärke des Empfangssignals kleiner als eine vorgegebene zweite Referenzstärke ist, während die zweite Antenne aktiviert ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und/oder andere Ausgestaltungen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen ersichtlich und leicht erkannt. In den Figuren zeigen:
1 eine Karosserie eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 in dem Fahrzeug umfasste elektronische Vorrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 und 4 Beispiele einer durch eine in dem Fahrzeug umfasste drahtlose Kommunikationsvorrichtung durchgeführten Kommunikation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Konfigurationsdiagramm der in dem Fahrzeug umfassten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 das Äußere einer Antennenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Antennenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 eine vergrößerte Ansicht, die den in 6 gezeigten Bereich A darstellt;
9 eine Draufsicht, die den in 8 gezeigten Bereich A darstellt;
10 eine vergrößerte Ansicht, die den in 9 gezeigten Bereich B darstellt;
11 eine durch die Antennenstruktur ausgebildete erste Antenne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 Funkwellensendeeigenschaften der in 11 gezeigten ersten Antenne;
13 eine durch die Antennenstruktur ausgebildete zweite Antenne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 Funkwellensendeeigenschaften der in 13 gezeigten zweiten Antenne;
15 einen Reflexionskoeffizienten der Antennenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 ein Beispiel eines Betriebs eines in dem Fahrzeug umfassten Antennenmoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 bis 19 Strahlmuster, die durch den Betrieb des in 16 gezeigten Antennenmoduls erzeugt werden; und
20 ein weiteres Beispiel des Betriebs des in dem Fahrzeug umfassten Antennenmoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen, wobei deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei sich gleiche Bezugszeichen überall auf gleiche Elemente beziehen.
Hierin beschriebene Ausführungsformen und in den Zeichnungen dargestellte Konfigurationen/Anordnungen stellen lediglich Ausführungsbeispiele dar. Auch können verschiedene modifizierte/geänderte Beispiele, mit denen diese Ausführungsformen und die Zeichnungen ersetzt werden könnten, zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Anmeldung vorhanden sein.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 stellt eine Karosserie 10 eines Fahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. 2 stellt in dem Fahrzeug 1 umfasste elektronische Vorrichtungen 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. 3 und 4 stellen Beispiele einer durch eine in dem Fahrzeug 1 umfasste drahtlose Kommunikationsvorrichtung durchgeführten Kommunikation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Das Fahrzeug 1 kann umfassen die Karosserie 10, die das Äußere bildet, Räder 20, die das Fahrzeug bewegen, ein Antriebssystem (nicht gezeigt), das ein Drehmoment zum Drehen der Räder 20 erzeugt, einen Antriebsstrang (nicht gezeigt), der das durch das durch das Antriebssystem erzeugte Drehmoment an die Räder 20 während eines Änderns einer Geschwindigkeit überträgt, ein Lenksystem (nicht gezeigt), das eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 1 steuert, ein Bremssystem (nicht gezeigt), das eine Drehung der Räder 20 stoppt, ein Federungssystem (nicht gezeigt), das Schwingungen des Fahrzeugs 1 reduziert, und die elektronische Vorrichtung 100, die die in dem Fahrzeug 1 umfassten jeweiligen Komponenten elektrisch steuert/regelt.
Die Karosserie 10 kann eine Haube 11, einen vorderen Stoßfänger 12, eine Dachhaut 13, Türen 14, einen Kofferraumdeckel 15, einen Kühlergrill 16 usw. umfassen.
Das Antriebssystem kann eine Brennkraftmaschine, ein Kraftstoffsystem, ein Kühlsystem, eine Auspuffanlage, eine Zündung usw. umfassen. Der Antriebsstrang kann eine Kupplung, ein Getriebe, ein Differenzialgetriebe, eine Antriebswelle usw. umfassen. Das Lenksystem kann ein Lenkrad, ein Lenkgetriebe, eine Spurstange usw. umfassen. Das Bremssystem kann eine Bremsscheibe, einen Bremsbelag, einen Hauptzylinder usw. umfassen. Das Federungssystem kann einen Stoßdämpfer usw. umfassen.
Das Fahrzeug 1 kann verschiedene elektronische Vorrichtungen 100 zusammen mit den oben beschriebenen mechanischen Vorrichtungen umfassen.
Wie in 2 gezeigt, kann das Fahrzeug 1 umfassen eine Audio-/Video-/Navigations-(AVN)Vorrichtung 110, ein Eingabe-/Ausgabe-Steuersystem 120, ein Motor-Management-System (engine management system EMS) 130, ein Getriebe-Management-System (transmission management system – TMS) 140, ein Brake-by-Wire-System 150, Steering-by-Wire-System 160, ein Fahrerassistenzsystem (driver assistance system – DAS) 170, eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180 usw.
Die in 2 gezeigten elektronischen Vorrichtungen 100 können nur einen Teil der verschiedenen elektronischen Vorrichtungen, die in dem Fahrzeug 1 umfasst sind, darstellen. Darüber hinaus muss das Fahrzeug 1 nicht immer alle in 2 gezeigten elektronischen Vorrichtungen umfassen und einige der elektronischen Vorrichtungen können der Kürze halber weggelassen werden.
Alle Arten der in dem Fahrzeug 1 umfassten elektronischen Vorrichtungen können miteinander durch ein Fahrzeugkommunikationsnetz NT miteinander in Verbindung stehen/kommunizieren. Das Fahrzeugkommunikationsnetz NT kann Kommunikationsprotokolle wie beispielsweise ein Media Oriented Systems Transport (MOST), das eine maximale Kommunikationsgeschwindigkeit von 24,5 Megabits pro Sekunde (Mbps) aufweist, ein FlexRay, das eine maximale Kommunikationsgeschwindigkeit von 10 Mbps aufweist, ein Controller Area Network (CAN), das eine Kommunikationsgeschwindigkeit von ungefähr 125 Kilobit pro Sekunde (kbps) bis ungefähr 1 Mbps aufweist, und ein Local Interconnect Network (LIN), das eine Kommunikationsgeschwindigkeit von ungefähr 20 kbps aufweist, usw. verwenden. Das oben beschriebene Fahrzeugkommunikationsnetz NT kann nicht nur ein einzelnes Kommunikationsprotokoll wie beispielsweise MOST, FlexRay, CAN, LIN usw. verwenden, sondern ebenfalls eine Mehrzahl von Kommunikationsprotokollen.
Die AVN-Vorrichtung 110 stellt eine Vorrichtung dar, die Musik oder Videos gemäß einem Steuerbefehl eines Fahrers ausgibt. Im Einzelnen kann die AVN-Vorrichtung 110 Musik oder Videos wiedergeben oder kann einen Weg oder eine Route zu einem Ziel gemäß dem Steuerbefehl des Fahrers anzeigen.
Das Eingabe-/Ausgabe-Steuersystem 120 empfängt den Steuerbefehl des Fahrers durch eine Taste und zeigt Informationen entsprechend dem Steuerbefehl des Fahrers an. Das Eingabe-/Ausgabe-Steuersystem 120 kann umfassen eine Cluster-Anzeige, die in einem Armaturenbrett vorgesehen ist und eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Motordrehzahl, eine Schmiermittelmenge usw. anzeigt, und ein an dem Lenkrad angebrachtes Rad-Tasten-Modul.
Das Motorsteuersystem 130 führt eine Kraftstoffeinspritzungssteuerung, eine Verbrauchswertregelung, eine Magergemischsteuerung, eine Zündzeitpunktsteuerung, eine Leerlaufdrehzahlregelung usw. durch. Das Motorsteuersystem 130 muss nicht notwendigerweise eine einzelne Vorrichtung sein, sondern kann auch eine Mehrzahl von Vorrichtungen, die durch eine Kommunikation verbunden sind, sein.
Das Getriebe-Management-System 140 führt ein Schaltpunktregelung, eine Dämpferkupplungsregelung, Regelung des Drucks, wenn eine Reibkupplung ein- oder ausgeschaltet wird, eine Motordrehmomentregelung, wenn eine Geschwindigkeit geändert wird, usw. durch. Das Getriebe-Management-System 140 muss nicht notwendigerweise eine einzelne Vorrichtung sein, sondern kann ebenfalls eine Mehrzahl von Vorrichtungen, die durch eine Kommunikation verbunden sind, sein.
Das Brake-by-Wire-System 150 kann eine Bremse des Fahrzeugs 1 regeln/steuern und kann stellvertretend ein Anti-Blockier-System (ABS) usw. umfassen.
Das Steering-by-Wire-System 1260 reduziert eine Lenkkraft während eines Fahrens mit niedriger Geschwindigkeit oder in einem geparkten Zustand und erhöht die Lenkkraft während eines Fahrens mit hoher Geschwindigkeit, wodurch eine Unterstützung des Fahrers beim Lenken erfolgt.
Das Fahrerassistenzsystem 170 kann beim Fahren des Fahrzeugs 1 unterstützen und kann Funktionen wie beispielsweise eine Kollisionsvermeidung, Spurverlassenswarnung, Tote-Winkel-Überwachung, hinteres Erfassen/Abtasten usw. durchführen.
Das Fahrerassistenzsystem 170 kann umfassen eine Mehrzahl von Vorrichtungen, die durch eine Kommunikation verbunden sind. Zum Beispiel kann das Fahrerassistenzsystem 170 umfassen ein Kollisionswarnsystem (Forward Collsion Warning System – FCWS), ein erweitertes Notbremssystem (Advanced Emergency Braking System – AEBS), eine adaptive Geschwindigkeitsregelanlage (Adaptive Cruise Control – ACC), ein Spurverlassenswarnsystem (Lane Departure Warning System – LDWS), ein Spurhalteassistenzsystem (Lane Keeping Assist System – LKAS), ein Totwinkelerfassungs-(Blind Spot Detection – BSD)System, ein Heckaufprallkollisionswarnsystem (Rear-end Collision Warning System – RCWS) usw.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180 kann mit einem weiteren Fahrzeug, einem externen Terminal/Endgerät oder einer Basisstation in Verbindung stehen.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180 kann Signale durch verschiedene Kommunikationsprotokolle übertragen/senden und empfangen. Zum Beispiel kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180 eine Kommunikation der zweiten Generation (2G) wie beispielsweise Time Division Multiple Access (TDMA), Code Division Multiple Access (CDMA), usw., eine Kommunikation der dritten Generation (3G) wie beispielsweise Wide Code Division Multiple Access (WCDMA), Code Division Multiple Access 2000 (CDMA2000), Wireless Broadband (WiBro), Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), usw., und eine Kommunikation der vierten Generation (4G) wie beispielsweise Long Term Evolution (LTE), WiBro Evolution, usw. verwenden. Darüber hinaus kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180 eine Kommunikation der fünften Generation (5G) verwenden.
Hierbei kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180 nicht nur Funksignale in alle Richtungen senden und empfangen, sondern kann ebenfalls Funksignale zu oder von einem bestimmten Bereich oder in eine bestimmte Richtung unter Verwendung eines Strahlformens senden und empfangen.
Bei Verwendung eines Strahlformens kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180 Funksignale in einem Millimeterwellenband durch Strahlformen senden und empfangen. Hierbei gibt das Millimeterwellenband ein Band von ungefähr 30 GHz bis ungefähr 300 GHz an, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Millimeterwellenband beschränkt.
Wenn ein Funksignal in dem Millimeterwellenband in eine bestimmte Richtung gerichtet/fokussiert wird, wird ein Strahlmuster mit einer bestimmten Form, die durch die Stärke des Funksignals dargestellt wird, gebildet. Wie oben beschrieben, wird das Bilden/Formen des Strahlmusters durch Fokussieren des Funksignals als Strahlformen bezeichnet. Ein Strahlformen kann auch durch eine phasengesteuerte Antenne durchgeführt werden.
Zum Beispiel kann, wie in 3 gezeigt, das Fahrzeug 1 drahtlose Daten mit einer Basisstation ST unter Verwendung von Strahlformen senden und empfangen. Die Basisstation ST kann ein erstes Strahlmuster BP1 bilden und das Fahrzeug 1 kann ein zweites Strahlmuster BP2 bilden.
Als weiteres Beispiel kann, wie in 4 gezeigt, das Fahrzeug 1 drahtlose Daten mit einem anderen Fahrzeug V1 unter Verwendung von Strahlformen senden und empfangen. Das Fahrzeug 1 kann das erste Strahlmuster BP1 bilden und das andere Fahrzeug V1 kann das zweite Strahlmuster BP2 bilden.
Wie in 3 und 4 gezeigt, kann die Form eines durch das Fahrzeug 1 gebildeten Strahlmusters BP variieren. Mit anderen Worten kann das Fahrzeug 1 verschiedene Strahlmuster BP in Abhängigkeit davon, ob ein Kommunikationsziel die Basisstation ST oder das andere Fahrzeug V1 ist, erzeugen. Auch kann das Fahrzeug 1 das Strahlmuster BP gemäß einem Abstand oder einer Entfernung zu dem Kommunikationsziel unterschiedlich erzeugen.
Im Folgenden wird eine Konfiguration der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 180 und einer in der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 180 umfassten Antenne beschrieben.
5 zeigt ein Konfigurationsdiagramm der in dem Fahrzeug 1 umfassten drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 180 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180, wie in 5 gezeigt, umfasst einen Sendedatenprozessor 181, einen Sender (Transmitter) 182, einen Duplexer 183, einen Empfänger (Receiver) 184, einen Empfangsdatenprozessor 185 und ein Antennenmodul 190.
Der Sendedatenprozessor 181 wandelt digitale Sendedaten, die von einer anderen elektronischen Vorrichtung empfangen werden, in ein LF-Sendesignal um und liefert das LF-Sendesignal an den Sender 182.
Der Sender 182 moduliert das LF-Sendesignal unter Verwendung eines RF-Signals eines lokalen Oszillators und gibt das modulierte RF-Sendesignal aus.
Der Duplexer 183 liefert das von dem Sender 182 empfangene RF-Sendesignal an das Antennenmodul 190 oder liefert ein von dem Antennenmodul 190 empfangenes Empfangssignal mit einer RF an den Empfänger 184.
Der Empfänger 184 demoduliert das von dem Duplexer 183 empfangene RF-Empfangssignal unter Verwendung des RF-Signals des lokalen Oszillators und gibt das demodulierte LF-Empfangssignal aus.
Der Empfangsdatenprozessor 185 wandelt das von dem Empfänger 184 empfangene LF-Empfangssignal in digitale Empfangsdaten um und gibt die umgewandelten Empfangsdaten aus.
Der Sendedatenprozessor 181 und der Empfangsdatenprozessor 185 können als ein digitaler Prozessor ausgeführt/implementiert werden. Der Sender 182, der Duplexer 183 und der Empfänger 184 können als ein analoger Prozessor ausgeführt/implementiert werden. Jedoch sind sie darauf nicht beschränkt und der Sendedatenprozessor 181, der Sender 182, der Duplexer 183, der Empfänger 184 und der Empfangsdatenprozessor 185 können als ein Prozessor ausgeführt/implementiert werden.
Das Antennenmodul 190 sendet das von dem Duplexer 183 empfangene RF-Sendesignal in den freien Luftraum aus und liefert ein von dem freien Luftraum empfangenes RF-Empfangssignal an den Duplexer 183.
Das oben beschriebene Antennenmodul 190 kann eine erste Antenne 191, eine zweite Antenne 192, einen Antennenauswahlschalter 193 und eine Antennenauswahlsteuerung 194 umfassen.
Die erste Antenne 191 und die zweite Antenne 192 können drahtlose Signale (Funksignale) durch den freien Luftraum senden und empfangen.
Die erste Antenne 191 und die zweite Antenne 192 können Strahlmuster mit voneinander verschiedenen Formen erzeugen. Zum Beispiel kann die erste Antenne 191 ein Strahlmuster mit einer großen Breite durch Aussenden von Funksignalen in einem breiten/weiten Abstrahlwinkel erzeugen, und die zweite Antenne 192 kann ein Strahlmuster mit einer kleinen Breiten und einer großen Länge durch Aussenden von Funksignalen in einem schmalen Abstrahlwinkel erzeugen.
Auch können die erste Antenne 191 und die zweite Antenne 192 als eine Antennenstruktur ausgeführt/implementiert werden.
Der Antennenauswahlschalter 193 kann eine von der ersten Antenne 191 und der zweiten Antenne 192 gemäß einem Antennenauswahlsignal der Antennenauswahlsteuerung 194 auswählen und kann ein RF-Sendesignal an eine ausgewählte Antenne liefern/bereitstellen oder ein RF-Empfangssignal von einer ausgewählten Antenne empfangen. Der oben beschriebene Antennenauswahlschalter 193 kann zumindest einen Hochfrequenz-(HF)Transistor umfassen.
Der Antennenauswahlsteuerung 194 kann eine von der ersten Antenne 191 und der zweiten Antenne 192 gemäß der Stärke von durch die erste Antenne 191 und die zweite Antenne 192 empfangenen Empfangssignalen auswählen und kann ein Antennenauswahlsignal entsprechend der ausgewählten einen der ersten und der zweiten Antenne 191 und 192 an den Antennenauswahlschalter 193 liefern.
Die Antennenauswahlsteuerung 194 kann durch einen zusätzlichen Prozessor ausgeführt/implementiert werden oder kann als ein Prozessor, der mit dem Sendedatenprozessor 181, dem Sender 182, dem Empfänger 184 und dem Empfangsdatenprozessor 185 integriert wird, die oben beschrieben werden, ausgeführt/implementiert werden.
Wie oben beschrieben, kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 180 ein RF-Sendesignal an eine externe Vorrichtung durch das Antennenmodul 190 senden und kann ein von der externen Vorrichtung durch das Antennenmodul 190 gesendetes RF-Empfangssignal empfangen.
Im Folgenden wird eine Antennenstruktur, die die erste und die zweite Antenne 191 und 192 realisiert/implementiert, beschrieben.
6 zeigt das Äußere einer Antennenstruktur 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der Antennenstruktur 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht, die den in 6 gezeigten Bereich A darstellt. 9 eine Draufsicht, die den in 8 gezeigten Bereich A darstellt. 10 eine vergrößerte Ansicht, die den in 9 gezeigten Bereich B darstellt.
Wie in 6 gezeigt, kann die Antennenstruktur 200 eine obere leitende Platte 210, eine untere leitende Platte 220 und ein Dielektrikum 230 umfassen. Auch sind in der Antennenstruktur 200 eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 240, die die obere leitende Platte 210, die untere leitende Platte 220 und das Dielektrikum 230 durchdringen, gebildet.
Wie in 7 gezeigt, sind die obere leitende Platte 210 und die untere leitende Platte 220 einander gegenüberliegend angeordnet und das Dielektrikum 230 ist zwischen der oberen leitenden Platte 210 und der unteren leitenden Platte 220 vorgesehen.
An/auf der oberen leitenden Platte 210 sind eine obere Speiseschaltung 211 und eine obere Grundplatte 212 gebildet.
Die obere Speiseschaltung 211 und die obere Grundplatte 212 sind voneinander isoliert. Im Detail ist eine Nut, die sich von einer Oberseite/oberen Fläche zu einer Bodenfläche/unteren Fläche der oberen leitenden Platte 210 erstreckt, zwischen der oberen Speiseschaltung 211 und der oberen Grundplatte 212 gebildet. Die Nut, die die obere Speiseschaltung 211 und die obere Grundplatte 212 voneinander isoliert, kann durch selektives Ätzen der oberen leitenden Platte 210 gebildet werden.
Die obere Speiseschaltung 211 kann ein RF-Sendesignal von dem Antennenauswahlschalter 193 empfangen oder kann ein RF-Empfangssignal an den Antennenauswahlschalter 193 liefern/bereitstellen (siehe 5).
Die obere Grundplatte 212 ist elektrisch geerdet. Auch ist eine Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen/Plattenlöchern 241 in der oberen Grundplatte 212 gebildet. Die Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241 bilden die Durchgangslöcher 240.
Die Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241 ist in einer rechteckigen Form angeordnet. Im Detail, wenn Räume inmitten der benachbarten oberen Plattenbohrungen 241 verbunden werden, wird eine rechteckige Form durch eine die Räume inmitten der Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241 verbindenden Linie gebildet.
Auch ist die obere Grundplatte 212 in eine Mehrzahl von Bereiche 311, 312, 313, 314 und 315 durch die Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241 unterteilt. Die obere Grundplatte 212 kann in eine erste obere Grundfläche 311, eine zweite obere Grundfläche 312, eine dritte obere Grundfläche 313, eine vierte obere Grundfläche 314 und eine fünfte obere Grundfläche 315 durch die Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241 unterteilt werden. Hierbei können die erste obere Grundfläche 311, die zweite obere Grundfläche 312, die dritte obere Grundfläche 313, die vierte obere Grundfläche 314 und die fünfte obere Grundfläche 315 die gleichen Breiten W und Längen L aufweisen.
Auch sind die erste obere Grundfläche 311, die dritte obere Grundfläche 313 und die vierte obere Grundfläche 314, die in einer Mitte der oberen Grundplatte 212 angeordnet sind, zueinander benachbart gebildet. Eine linke Seite der ersten oberen Grundfläche 311 und eine rechte Seite der dritten oberen Grundfläche 313 teilen die gleichen oberen Plattenbohrungen 241 und eine rechte Seite der ersten oberen Grundfläche 311 und eine linke Seite der vierten oberen Grundfläche 314 teilen die gleichen oberen Plattenbohrungen 241.
Die zweite obere Grundfläche und die fünfte obere Grundfläche 315 können separat/getrennt von der ersten oberen Grundfläche 311, der dritten oberen Grundfläche 313 und der vierten oberen Grundfläche 314 gebildet werden. Der Abstand zwischen der zweiten oberen Grundfläche 312 und der dritten oberen Grundfläche 313 können mit den Breiten W der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften oberen Grundfläche 311, 312, 313, 314 und 315 identisch sein. Der Abstand zwischen der vierten oberen Grundfläche 314 und der fünften oberen Grundfläche 315 kann mit den Breiten W der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften oberen Grundfläche 311, 312, 313, 314 und 315 identisch sein.
Auch erstreckt sich die obere Speiseschaltung 211 in die erste obere Grundfläche 311. Mit anderen Worten ist die obere Speiseschaltung 211 in der ersten oberen Grundfläche 311 vorgesehen.
An/auf der unteren leitenden Platte 220 sind eine untere Speiseschaltung 221 und eine untere Grundplatte 222 gebildet.
Die untere Speiseschaltung 221 und die untere Grundplatte 222 sind voneinander isoliert. Eine Nut, die sich von einer Oberseite/oberen Fläche zu einer Bodenfläche/unteren Fläche der unteren leitenden Platte 210 erstreckt, ist zwischen der unteren Speiseschaltung 221 und der unteren Grundplatte 222 gebildet. Die Nut, die die untere Speiseschaltung 221 und die untere Grundplatte 222 voneinander isoliert, kann durch selektives Ätzen der unteren leitenden Platte 220 gebildet werden.
Die untere Speiseschaltung 221 kann ein RF-Sendesignal von dem Antennenauswahlschalter 193 empfangen oder kann ein RF-Empfangssignal an den Antennenauswahlschalter 193 liefern/bereitstellen (siehe 5).
Die untere Grundplatte 222 ist elektrisch geerdet. Auch ist eine Mehrzahl von unteren Plattenbohrungen/Plattenlöchern 242 in der unteren Grundplatte 222 gebildet. Die Mehrzahl von unteren Plattenbohrungen 242 ist in der Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241 entsprechenden Positionen vorgesehen und bildet die Durchgangslöcher 240 zusammen mit der Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241.
Die untere Grundplatte 222 kann elektrisch mit der oberen Grundplatte 212 durch die Durchgangslöcher 249 verbunden sein.
Die Mehrzahl von unteren Plattenbohrungen 242 ist in einer rechteckigen Form angeordnet. Wenn Räume inmitten der benachbarten unteren Plattenbohrungen 242 verbunden werden, wird eine rechteckige Form durch eine die Räume inmitten der Mehrzahl von unteren Plattenbohrungen 242 verbindenden Linie gebildet.
Die untere Grundplatte 222 ist in eine Mehrzahl von Bereiche 321, 322, 323, 324 und 325 durch die Mehrzahl von unteren Plattenbohrungen 242 unterteilt. Die untere Grundplatte 222 kann in eine erste untere Grundfläche 321, eine zweite untere Grundfläche 322, eine dritte untere Grundfläche 323, eine vierte untere Grundfläche 324 und eine fünfte untere Grundfläche 325 durch die Mehrzahl von unteren Plattenbohrungen 242 unterteilt werden. Die erste untere Grundfläche 321, die zweite untere Grundfläche 322, die dritte untere Grundfläche 323, die vierte untere Grundfläche 324 und die fünfte untere Grundfläche 325 weisen die gleichen Breiten W und Längen L auf.
Die erste untere Grundfläche 321, die dritte untere Grundfläche 323 und die vierte untere Grundfläche 324, die in einer Mitte der unteren Grundplatte 222 angeordnet sind, sind zueinander benachbart gebildet. Eine linke Seite der ersten unteren Grundfläche 321 und eine rechte Seite der dritten unteren Grundfläche 323 teilen die gleichen unteren Plattenbohrungen 242 und die rechte Seite der ersten unteren Grundfläche 321 und die linke Seite der vierten unteren Grundfläche 324 teilen die gleichen unteren Plattenbohrungen 242.
Die zweite untere Grundfläche 322 und die fünfte untere Grundfläche 325 können separat/getrennt von der ersten unteren Grundfläche 321, der dritten unteren Grundfläche 323 und der vierten unteren Grundfläche 324 gebildet werden. Der Abstand zwischen der zweiten unteren Grundfläche 322 und der dritten unteren Grundfläche 323 kann mit den Breiten W der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften unteren Grundfläche 321, 322, 323, 324 und 325 identisch sein. Der Abstand zwischen der vierten unteren Grundfläche 324 und der fünften unteren Grundfläche 325 kann mit den Breiten W der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften unteren Grundfläche 321, 322, 323, 324 und 325 identisch sein.
Die obere Speiseschaltung 211 erstreckt sich in die die zweite untere Grundfläche 322, die dritte untere Grundfläche 323, die vierte untere Grundfläche 324 und die fünfte untere Grundfläche 325. Mit anderen Worten ist die untere Speiseschaltung 221 in der zweiten unteren Grundfläche 322, der dritten unteren Grundfläche 323, der vierten unteren Grundfläche 324 und der fünften unteren Grundfläche 325 vorgesehen.
Wie oben beschrieben, ist das Dielektrikum 230 zwischen der oberen leitenden Platte 210 und der unteren leitenden Platte 220 vorgesehen.
Das Dielektrikum 230 ist aus einem isolierenden Material, das in einem elektrischen Feld polarisiert wird, aber nicht mit Elektrizität geladen wird, gebildet. Das Dielektrikum 230 kann aus verschiedenen dielektrischen Materialien oder Luft bestehen.
Da das Dielektrikum 230 in dem elektrischen Feld polarisiert wird, können durch die erste und die zweite Speiseschaltung 211 und 212 ausgesendeten Funkwellen/Radiowellen durch das Dielektrikum 230 übertragen/gesendet werden oder können in dem Dielektrikum 230 mitschwingen bzw. in Resonanz geraten.
Da das Dielektrikum 230 aus einem isolierenden Material, das nicht mit Elektrizität geladen wird, gebildet ist, sind die obere leitende Platte 210 und die untere leitende Platte 220 durch das Dielektrikum 230 isoliert. Jedoch können die obere Grundplatte 212 der oberen leitenden Platte 210 und die untere Grundplatte 222 der unteren leitenden Platte 220 durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern 240 elektrisch verbunden sein.
Wie in 7 gezeigt, ist eine Mehrzahl von dielektrischen Öffnungen/Löchern 243 in dem Dielektrikum 230 gebildet. Die Mehrzahl von dielektrischen Öffnungen 243 ist in Positionen entsprechend der Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241 und der Mehrzahl von unteren Plattenbohrungen 242 vorgesehen und bildet die Durchgangslöcher 240 zusammen mit der Mehrzahl von oberen Plattenbohrungen 241 und der Mehrzahl von unteren Plattenbohrungen 242.
Die Mehrzahl von dielektrischen Öffnungen 243 ist in einer rechteckigen Form in dem Dielektrikum 230 gebildet. Wenn Räume inmitten der benachbarten dielektrischen Öffnungen 243 verbunden werden, kann eine rechteckige Form durch eine die Räume inmitten der Mehrzahl von dielektrischen Öffnungen 243 verbindende Linie gebildet werden.
Das Dielektrikum 230 ist in eine Mehrzahl von Bereichen 331, 332, 333, 334 und 335 durch die Mehrzahl von dielektrischen Öffnungen 243 unterteilt. Das Dielektrikum 230 kann in eine erste dielektrische Fläche 331, eine zweite dielektrische Fläche 332, eine dritte dielektrische Fläche 333, eine vierte dielektrische Fläche 334 und eine fünfte dielektrische Fläche 335 durch die Mehrzahl von dielektrischen Öffnungen 243 unterteilt werden. Die erste dielektrische Fläche 331, die zweite dielektrische Fläche 332, die dritte dielektrische Fläche 333, die vierte dielektrische Fläche 334 und die fünfte dielektrische Fläche 335 können die gleichen Breiten W und Längen L aufweisen.
Die erste dielektrische Fläche 331, die dritte dielektrische Fläche 333 und die vierte dielektrische Fläche 334, die in einer Mitte des Dielektrikums 230 angeordnet sind, sind zueinander benachbart gebildet. Die linke Seite der ersten dielektrischen Fläche 331 und die rechte Seite der dritten dielektrischen Fläche 332 teilen die gleichen dielektrischen Öffnungen 243 und die rechte Seite der ersten dielektrischen Fläche 331 und die linke Seite der vierten dielektrischen Fläche 334 teilen die gleichen dielektrischen Öffnungen 243.
Die zweite dielektrische Fläche 332 und die fünfte dielektrische Fläche 335 können separat/getrennt von der ersten dielektrischen Fläche 331, der dritten dielektrischen Fläche 333 und der vierten dielektrischen Fläche 334 gebildet sein. Der Abstand zwischen der zweiten dielektrischen Fläche 332 und der dritten dielektrischen Fläche 333 kann mit den Breiten W der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften dielektrischen Flächen 331, 332, 333, 334 und 335 identisch sein. Der Abstand zwischen der vierten dielektrischen Fläche 334 und der dritten dielektrischen Fläche 333 kann mit den Breiten W der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften dielektrischen Fläche 331, 332, 333, 334 und 335 identisch sein.
Die Durchgangslöcher 240 sind derart gebildet, um die obere leitende Platte 210, die untere leitende Platte 220 und das Dielektrikum 230 zu durchdringen. Die Durchgangslöcher 240 können die in der oberen leitenden Platte 210 gebildeten oberen Plattenbohrungen 241, die in der unteren leitenden Platte 220 gebildeten unteren Plattenbohrungen 242 und die in dem Dielektrikum 230 gebildeten dielektrischen Öffnungen 243 umfassen.
Die Durchgangslöcher 240 können mit einem elektrische leitenden Material wie beispielsweise Metall gefüllt sein oder das elektrisch leitende Material kann auf die Innenseiten der Durchgangslöcher 240 aufgebracht werden. Als ein Ergebnis können die obere leitende Platte 210 und die untere leitende Platte 220 durch die Durchgangslöcher 240 elektrisch verbunden sein. Die obere Grundplatte 212 der oberen leitenden Platte 210 und die untere Grundplatte 222 der unteren leitenden Platte 220 sind durch die Durchgangslöcher 240 elektrisch verbunden und weisen die gleichen elektrischen Potenziale auf.
Wie oben beschrieben, sind die Durchgangslöcher 240 in einer rechteckigen Form angeordnet. Wenn Räume inmitten der benachbarten Durchgangslöcher 240 verbunden werden, kann eine rechteckige Form durch eine die Räume inmitten der Mehrzahl von Durchgangslöchern 240 verbindenden Linie gebildet werden.
Als ein Ergebnis kann, wie in 8 gezeigt, eine Mehrzahl von Emissionshohlräumen 300 durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern 240, die obere leitende Platte 210 und die untere leitende Platte 220 gebildet werden.
Die obere leitende Platte 210 ist oberhalb der Emissionshohlräume 300 gebildet und die untere leitende Platte 220 ist unterhalb der Emissionshohlräume 300 vorgesehen. Die Mehrzahl von Durchgangslöchern 240 ist an/auf der Seite des Emissionshohlraumes vorgesehen.
Wie oben beschrieben, kann der Emissionshohlraum 300 mit einer rechteckigen Wellenleiterform durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern 240, die obere leitende Platte 210 und die untere leitende Platte 220 gebildet werden.
Eine Speiseschaltung 201, die ein Signal an den ausgibt, kann an/auf einer Rückseite/hinteren Seite des Emissionshohlraums 300 vorgesehen sein und eine Öffnung OP zum Aussenden von Funkwellen kann vor dem Emissionshohlraum 300 vorgesehen sein.
Wie oben beschrieben, da die Seite des Emissionshohlraums 300 aus der Mehrzahl von Durchgangslöchern 240 gebildet wird, ist es erforderlich, die Durchgangslöcher 240 derart anzuordnen, um ein Austreten von Funkwellen zwischen der Mehrzahl von Durchgangslöchern 240 zu verhindern.
Nachfolgend wird eine Anordnung der Durchgangslöcher 240 beschrieben.
Die Durchgangslöcher 240 können Seitenwanddurchgangslöcher 240a, Frontseiten-Durchgangslöcher 240b, Rückseiten-Durchgangslöcher (hintere Durchgangslöcher) 240c und Leckverhinderungs-Durchgangslöcher 240d umfassen.
Wie in 9 gezeigt, ist eine Mehrzahl von solchen Seitenwanddurchgangslöchern 240a entlang einer Vorderseite/Frontseite und Rückseite der Antennenstruktur 200 angeordnet. Mit anderen Worten ist die Mehrzahl von solchen Seitenwanddurchgangslöchern 240a in einer Richtung angeordnet, in der Funkwellen durch die Antennenstruktur 200 ausgesendet werden.
Um zu ermöglichen, dass die Funkwellen in dem Emissionshohlraum 300 mitschwingen, kann eine Länge L des durch die Seitenwanddurchgangslöcher 240a gebildeten Emissionshohlraums 300 ungefähr gleich sein oder kann ein ganzzahliges Vielfaches einer Wellenlänge der Funkwellen sein, um durch die Antennenstruktur ausgesendet zu werden.
Zum Beispiel, wenn die durch die Antennenstruktur 200 auszusendenden Funkwellen mit 55 Gigahertz (GHz) sind, kann die Länge des Emissionshohlraums 300 ungefähr 5,5 Millimeter (mm) betragen.
Um zu ermöglichen, dass die Funkwellen in dem Emissionshohlraum 300 mitschwingen, kann eine Breite W des durch die Seitenwanddurchgangslöcher 240a gebildeten Emissionshohlraums 300 ungefähr die Hälfte der Wellenlänge der durch die Antennenstruktur 200 auszusendenden Funkwellen oder etwa mehr betragen.
Zum Beispiel, wenn die Funkwellen, die durch die Antennenstruktur 200 ausgesendet werden sollen, Funkwellen mit 55 GHz sind, kann die Breite W des Emissionshohlraums 300 ungefähr 3,0 mm betragen.
Um ein Austreten der Funkwellen zwischen den Seitenwanddurchgangslöchern 240a zu verhindern, kann ein Abstand d1 zwischen der Mehrzahl von solchen Seitenwanddurchgangslöchern 240a ungefähr das 0,1-fache der Wellenlänge der durch die Antennenstruktur 200 auszusendenden Funkwellen oder weniger betragen.
Zum Beispiel, wenn die Funkwellen, die durch die Antennenstruktur 200 ausgesendet werden sollen, Funkwellen mit 55 GHz sind, kann der Abstand d1 zwischen der Mehrzahl von solchen Seitenwanddurchgangslöchern 240a ungefähr 0,55 oder weniger betragen.
Die Frontseiten-Durchgangslöcher 240b, wie in 9 gezeigt, können in einem Teil der Vorderseite des Emissionshohlraums 300 vorgesehen sein. Wie oben beschrieben, da die Öffnung OP in zumindest einem aus der Vorderseite des Emissionshohlraums 300 gebildet ist, können die Frontseiten-Durchgangslöcher 240b an beiden Seiten der Öffnung OP vorgesehen sein.
Die Frontseiten-Durchgangslöcher 240b ermöglichen, dass der Emissionshohlraum 300 eine rechteckige Form beibehält, so dass die Funkwellen innerhalb des Emissionshohlraums 300 mitschwingen können.
Um ein Austreten der Funkwellen zwischen den Frontseiten-Durchgangslöchern 240b zu verhindern, kann ein Abstand d2 zwischen der Mehrzahl von Frontseiten-Durchgangslöchern 240b ungefähr das 0,1-fache der Wellenlänge der durch die Antennenstruktur 200 auszusendenden Funkwellen oder weniger betragen.
Zum Beispiel, wenn die Funkwellen, die durch die Antennenstruktur 200 ausgesendet werden sollen, Funkwellen mit 55 GHz sind, kann der Abstand d2 zwischen der Mehrzahl von Frontseiten-Durchgangslöchern 240b ungefähr 0,55 mm oder weniger betragen.
Die Rückseiten-Durchgangslöcher 240c können, wie in 9 gezeigt, in einem Teil der Rückseite des Emissionshohlraums 300 vorgesehen sein.
Da sich die Speiseschaltung 201 in Richtung des Emissionshohlraums 300 von der Rückseite desselben erstreckt, ist die Rückseite des Emissionshohlraums 300 wie die Vorderseite/Front desselben teilweise offen. Die Breite eines offenen Abschnitts/Bereichs der Rückseite des Emissionshohlraums 300 kann gemäß der Breite der Speiseschaltung 201 variieren und kann breiter als die Breite der Speiseschaltung 201 gebildet werden.
Die Rückseiten-Durchgangslöcher 240c ermöglichen, dass der Emissionshohlraum 300 die rechteckige Form beibehält, so dass die Funkwellen innerhalb des Emissionshohlraums 300 mitschwingen können.
Um ein Austreten der Funkwellen zwischen den Rückseiten-Durchgangslöchern 240c zu verhindern, kann ein Abstand d3 zwischen der Mehrzahl von Rückseiten-Durchgangslöchern 240c ungefähr das 0,1-fache der Wellenlänge der durch die Antennenstruktur 200 auszusendenden Funkwellen oder weniger betragen.
Zum Beispiel, wenn die Funkwellen, die durch die Antennenstruktur 200 ausgesendet werden sollen, Funkwellen mit 55 GHz sind, kann der Abstand zwischen der Mehrzahl von Rückseiten-Durchgangslöchern 240c ungefähr 0,55 mm oder weniger betragen.
Die Leckverhinderungs-Durchgangslöcher 240d können, wie in 9 gezeigt, neben der Speiseschaltung 201 vorgesehen sein.
Wie oben beschrieben, da sich die Speiseschaltung 201 in Richtung des Emissionshohlraums 300 von der Rückseite desselben erstreckt, ist die Rückseite des Emissionshohlraums 300 wie die Vorderseite/Frontseite desselben teilweise offen.
Wie oben beschrieben, um ein Austreten der Funkwellen durch den offenen Abschnitt/Bereich der Rückseite des Emissionshohlraums 300 zu verhindern, können die Leckverhinderungs-Durchgangslöcher 240d neben der Speiseschaltung 201 vorgesehen sein.
Auch, um ein Austreten der Funkwellen zwischen den Leckverhinderungs-Durchgangslöchern 240d zu verhindern, kann ein Abstand d4 zwischen der Mehrzahl von Leckverhinderungs-Durchgangslöchern 240d ungefähr das 0,1-fache der Wellenlänge der durch die Antennenstruktur 200 auszusendenden Funkwellen oder weniger betragen.
Zum Beispiel, wenn die Funkwellen, die durch die Antennenstruktur 200 ausgesendet werden sollen, Funkwellen mit 55 GHz sind, kann der Abstand zwischen der Mehrzahl von Leckverhinderungs-Durchgangslöchern 240d ungefähr 0,55 mm oder weniger betragen.
Ebenfalls, um ein Austreten der Funkwellen zwischen den Leckverhinderungs-Durchgangslöchern 240d und der Speiseschaltung 201 zu verhindern, kann ein Abstand d5 zwischen der Mehrzahl von Leckverhinderungs-Durchgangslöchern 240d und der Speiseschaltung 201 ungefähr das 0,1-fache der Wellenlänge der durch die Antennenstruktur 200 auszusendenden Funkwellen oder weniger betragen.
Zum Beispiel, wenn die Funkwellen, die durch die Antennenstruktur 200 ausgesendet werden sollen, Funkwellen mit 55 GHz sind, kann der Abstand d5 zwischen der Mehrzahl von Leckverhinderungs-Durchgangslöchern 240d und der Speiseschaltung 201 ungefähr 0,55 mm oder weniger betragen.
In einem Randabschnitt der Speiseschaltung 201 ist ein Emissionsloch 210e zum Aussenden von Signalen in den Emissionshohlraum 300 gebildet.
Das Emissionsloch 210e durchdringt nicht alles aus der oberen leitenden Platte 210, der unteren leitenden Platte 220 und dem Dielektrikum 230, und kann von der Speiseschaltung 201 bis zu einem Teil des Dielektrikums 230 gebildet werden. Das heißt, die Länge des Emissionslochs 210e ist kleiner als die Breite des Dielektrikums 230.
Wenn ein Abstand zwischen dem Emissionsloch 210e und dem Leckverhinderungs-Durchgangsloch 240d klein ist, kann ein Signal von dem Emissionsloch 210e an das Leckverhinderungs-Durchgangsloch 240d abgeführt werden. Mit anderen Worten kann das Emissionsloch 210e mit dem Leckverhinderungs-Durchgangsloch 240d gekoppelt sein.
Wie oben beschrieben, um zu verhindern, dass das Emissionsloch 210e und das Leckverhinderungs-Durchgangsloch 240d miteinander gekoppelt werden, kann ein Abstand d6 zwischen dem Emissionsloch 210e und dem Leckverhinderungs-Durchgangsloch 240d ungefähr das 0,1-fache der Wellenlänge der durch die Antennenstruktur 200 auszusendenden Funkwellen oder mehr betragen.
Zum Beispiel, wenn die Funkwellen, die durch die Antennenstruktur 200 ausgesendet werden sollen, Funkwellen mit 55 GHz sind, kann der Abstand d6 zwischen dem Emissionsloch 210e und dem Leckverhinderungs-Durchgangsloch 240d ungefähr 0,55 mm oder mehr betragen.
Wie oben beschrieben, wird der Emissionshohlraum 300 durch die obere leitende Platte 210, die untere leitende Platte 220 und die Durchgangslöcher 240 gebildet und kann Funkwellen entsprechend einem Signal mit einer RF, das durch die Speiseschaltung 201 zugeführt wird, in den freien Luftraum aussenden.
Mit anderen Worten können die Speiseschaltung 201 und der Emissionshohlraum 300 eine Antenne bilden.
Als nächstes wird die durch die Speiseschaltung 201 und den Emissionshohlraum 300 gebildete Antenne beschrieben.
11 zeigt die durch die Antennenstruktur 200 ausgebildete erste Antenne 191 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 zeigt Funkwellensendeeigenschaften der in 11 gezeigten ersten Antenne 191. 13 zeigt die durch die Antennenstruktur 200 ausgebildete zweite Antenne 192 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 stellt Funkwellensendeeigenschaften der in 13 gezeigten zweiten Antenne 192 dar.
Wie oben beschrieben, umfasst die obere leitende Platte 210 (siehe 6) die obere Speiseschaltung 211 und die obere Grundplatte 212, und die obere Grundplatte 212 wird in die erste obere Grundfläche 311, die zweite obere Grundfläche 312, die dritte obere Grundfläche 313, die vierte obere Grundfläche 314 und die fünfte obere Grundfläche 315 durch die Durchgangslöcher 240 unterteilt.
Die untere leitende Platte 220 (siehe 6) umfasst die untere Speiseschaltung 221 und die untere Grundplatte 222, und die untere Grundplatte 222 ist in die erste untere Grundfläche 321, die zweite untere Grundfläche 322, die dritte untere Grundfläche 323, die vierte untere Grundfläche 324 und die fünfte untere Grundfläche 325 durch die Durchgangslöcher 240 unterteilt.
Die Emissionshohlräume 300 sind durch die obere leitende Platte 210, die untere leitende Platte 220 und die Durchgangslöcher 240 gebildet.
Wie in 11 gezeigt, ist ein erster Emissionshohlraum 301 durch die erste obere Grundfläche 311, die erste untere Grundfläche 321 und die Durchgangslöcher 240 gebildet.
Die erste Speiseschaltung 211 und der erste Emissionshohlraum 1 bilden die erste Antenne 191, was unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wird.
Die erste Speiseschaltung 211 kann ein RF-Sendesignal von dem Sender 182 (siehe 5) durch den Duplexer 183 (siehe 5) und den Antennenauswahlschalter 193 (siehe 5) empfangen.
Das durch die erste Speiseschaltung 211 empfangene RF-Sendesignal wird in den ersten Emissionshohlraum 301 ausgesendet und wird in Sendefunkwellen in dem ersten Emissionshohlraum 301 umgewandelt. Die Sendefunkwellen schwingen in dem ersten Emissionshohlraum 301 mit und werden in den freien Luftraum durch eine vor dem ersten Emissionshohlraum 301 gebildete Öffnung ausgesendet.
Mit anderen Worten kann der erste Emissionshohlraum 301 die Sendefunkwellen entsprechend dem von dem Sender 182 durch die erste Speiseschaltung 211 empfangene RF-Sendesignal in den freien Luftraum aussenden.
Auch können Funkwellen im freien Luftraum in dem ersten Emissionshohlraum 301 mitschwingen. Empfangsfunkwellen, die in dem ersten Emissionshohlraum 301 mitschwingen, können in ein RF-Empfangssignal durch die erste Speiseeschaltung 211 umgewandelt werden.
Das RF-Empfangssignal wird an den Antennenauswahlschalter 193 durch die erste Speiseschaltung 211 bereitgestellt und wird an den Empfänger 184 (siehe 5) durch den Duplexer 183 bereitgestellt.
Mit anderen Worten kann der erste Emissionshohlraum 301 das RF-Empfangssignal entsprechend den aus dem freien Luftraum empfangenen Empfangsfunkwellen an den Empfänger 184 durch die erste Speiseschaltung 211 bereitgestellt werden.
Wie oben beschrieben, wird die erste Antenne 191 aus einem Emissionshohlraum, das heißt, den ersten Emissionshohlraum 301 gebildet.
Als ein Ergebnis kann die erste Antenne 191 eine niedrige Verstärkung aufweisen und ein durch die erste Antenne 191 erzeugtes Strahlmuster kann eine große Strahlbreite aufweisen.
Zum Beispiel kann, wie in 12 gezeigt, eine maximale Verstärkung der ersten Antenne 191 2 Dezibel isotropen (dBi) betragen und eine Halbwertsbreite (half-power beam width – HPBW) eines durch die erste Antenne 191 gebildeten Strahls kann ungefähr 70 Grad oder mehr betragen.
Wie in 13 gezeigt, wird ein zweiter Emissionshohlraum 302 durch die zweite obere Grundfläche 312, die zweite untere Grundfläche 322 und die Durchgangslöcher 240 gebildet und ein dritter Emissionshohlraum 303 wird durch die dritte obere Grundfläche 313, die dritte untere Grundfläche 323 und die Durchgangslöcher 240 gebildet. Ein vierter Emissionshohlraum 304 wird durch die vierte obere Grundfläche 314, die vierte untere Grundfläche 324 und die Durchgangslöcher 240 gebildet und ein fünfter Emissionshohlraum 305 wird durch die fünfte obere Grundfläche 315, die fünfte untere Grundfläche und die Durchgangslöcher 240 gebildet.
Die Speiseschaltung 221 und der zweite, dritte, vierte und fünfte Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 bilden die zweite Antenne, was oben unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wird.
Die zweite Speiseschaltung 221 kann ein RF-Sendesignal von dem Sender 182 durch den Duplexer 183 und den Antennenauswahlschalter 193 empfangen.
Das durch die Speiseschaltung 221 empfangene RF-Sendesignal wird in den zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 ausgesendet und wird in Sendefunkwellen in dem zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 umgewandelt. Die Sendefunkwellen schwingen in dem zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 mit und werden in den freien Luftraum durch Öffnungen, die vor dem jeweiligen zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 gebildet sind, ausgesendet.
Mit anderen Worten können der zweite, dritte, vierte und fünfte Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 die Sendefunkwellen entsprechend dem von dem Sender 182 durch die erste Speiseschaltung 221 empfangenen RF-Sendesignal in den freien Luftraum aussenden.
Funkwellen im freien Raum können in dem jeweiligen zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 mitschwingen. Empfangsfunkwellen, die in dem zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 mitschwingen, können in ein RF-Empfangssignal durch die zweite Speiseschaltung 221 umgewandelt werden.
Das RF-Empfangssignal wird an den Antennenauswahlschalter 193 durch die erste Speiseschaltung 221 geliefert und wird an den Empfänger 184 durch den Duplexer 183 geliefert.
Mit anderen Worten können der zweite, dritte, vierte und fünfte Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 das RF-Empfangssignal entsprechend den von freiem Luftraum empfangenen Empfangsfunkwellen an den Empfänger 184 durch die erste Speiseschaltung 221 bereitstellen.
Wie oben beschrieben, besteht die zweite Antenne 192 aus vier Emissionshohlräumen, das heißt, dem zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305.
Als ein Ergebnis kann die zweite Antenne 192 eine hohe Verstärkung aufweisen und ein durch die zweite Antenne 192 erzeugtes Strahlmuster kann eine kleine Strahlbreite aufweisen.
Zum Beispiel, wie in 14 gezeigt, beträgt eine maximale Verstärkung der zweiten Antenne 192 8 dBi und die zweite Antenne kann innerhalb eines Bereichs in Verbindung stehen/kommunizieren, der höchstens viermal so groß ist wie der der ersten Antenne 191 ist.
Ein durch die zweite Antenne 192 gebildeter Strahl kann eine Hauptkeule mit einer HPBW von weniger als ungefähr 10 und eine bei ±60 Grad mit der Hauptkeule gebildete Nebenkeule umfassen.
Wie in 11 und 13 gezeigt, ist die erste Speiseschaltung 211 an einer Oberseite/oberen Fläche der Antennenstruktur vorgesehen und die zweite Speiseschaltung 221 ist an einer Bodenfläche/unteren Fläche der Antennenstruktur 200 vorgesehen. Auch verzweigt sich in der zweiten Speiseschaltung 221 eine Speiseleitung in vier Speiseleitungen und die Abstände von einem Ende der zweiten Speiseschaltung 221 zu den vier anderen Enden sind identisch. Das heißt, die zweite Speiseschaltung 221 entspricht einer Parallelschaltung.
Der erste Emissionshohlraum 301 der ersten Antenne 191 ist zwischen dem dritten Emissionshohlraum 303 und dem vierten Emissionshohlraum 304 der zweiten Antenne 192 vorgesehen.
Wenn die erste Antenne 191 durch den Antennenauswahlschalter 193 (siehe 5) ausgewählt wird, können Funkwellen in den freien Raum durch die erste Speiseschaltung 211 und den ersten Emissionshohlraum 301 ausgesendet werden, und Funkwellen können von freiem Luftraum durch den ersten Emissionshohlraum 301 und die erste Speiseschaltung 211 erhalten werden.
Wenn die zweite Antenne 192 durch den Antennenauswahlschalter 193 ausgewählt wird, können Funkwellen in den freien Luftraum durch die zweite Speiseschaltung 221 und den zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 ausgesendet werden, und Funkwellen können vom freien Luftraum durch die zweite Speiseschaltung 221 und dem zweiten, dritten, vierten und fünften Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 erhalten werden.
Mit anderen Worten können die erste Speiseschaltung 211 und der erste Emissionshohlraum 301 aktiviert werden oder die zweite Speiseschaltung 221 und der zweite, dritte, vierte und fünfte Emissionshohlraum 302, 303, 304 und 305 können aktiviert werden.
15 stellt einen Reflexionskoeffizienten der Antennenstruktur 200 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Gemäß einem Experiment, wie in 15 gezeigt, weist die Antennenstruktur 200 zum Senden/Übertragen von Funkwellen mit 55 GHz eine Bandbreite von ungefähr 1 GHz in Bezug auf –10 dB auf, wobei die Leistung einer reflektierten elektromagnetischen Welle ungefähr 10% beträgt.
Die erste Antenne 191 und die zweite Antenne 192 weisen die gleichen Reflexionskoeffizienten auf.
Das Antennenmodul 190 und die Antennenstruktur 200 sind oben beschrieben worden.
Als nächstes wird ein Betrieb des Antennenmoduls 190 beschrieben.
16 stellt ein Beispiel eines Betriebs 1000 des in dem Fahrzeug 1 umfassten Antennenmoduls 190 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. 17 bis 19 stellen Strahlmuster, die durch den Betrieb 1000 des in 16 gezeigten Antennenmoduls 190 erzeugt werden, dar.
Der Betrieb 1000 des Antennenmoduls 190 wird unter Bezugnahme auf 16 bis 19 beschrieben.
Das Antennenmodul 190 wird auf einen ersten Kommunikationsmodus eingestellt (S1010).
In dem ersten Kommunikationsmodus aktiviert das Antennenmodul 190 die erste Antenne 191.
Die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 kann ein erstes Antennenauswahlsignal zum Auswählen der ersten Antenne 191 an den Antennenauswahlschalter 193 bereitstellen. Der Antennenauswahlschalter 193, der das erste Antennenauswahlsignal empfängt, kann die erste Antenne 191 aktivieren und kann die zweite Antenne 192 deaktivieren.
Als ein Ergebnis wird, wie in 17 gezeigt, ein erstes Strahlmuster BP1, in dem eine maximale Verstärkung klein ist und eine HPBW groß ist, durch die erste Antenne 191 gebildet.
Auch kann das Fahrzeug 1 nicht nur mit einem ersten Fahrzeug V1, das sich vor dem Fahrzeug 1 befindet, sondern auch mit einem zweiten Fahrzeug V2 und einem dritten Fahrzeug V3, die sich auf der linken und rechten Seite des Fahrzeugs 1 befinden, in Verbindung stehen/kommunizieren.
In dem ersten Kommunikationsmodus bestimmt das Antennenmodul 190, ob die Stärke eines durch die erste Antenne 191 empfangenen Empfangssignals unter einer ersten Referenzstärke liegt (S1020).
Während des ersten Kommunikationsmodus kann das Fahrzeug 1 mit anderen Fahrzeugen durch die erste Antenne 191 des Antennenmoduls 190 in Verbindung stehen. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 1 mit dem ersten Fahrzeug 1 in Verbindung stehen, was in 17 gezeigt ist.
Während einer Kommunikation mit anderen Fahrzeugen kann die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 die Stärke des durch die erste Antenne empfangenen Empfangssignals in vorgegebenen Intervallen messen.
Nach Messen der Stärke des Empfangssignals kann die Antennenauswahlsteuerung 194 die gemessene Stärke des Empfangssignals mit der vorgegebenen ersten Referenzstärke vergleichen.
Wenn die Stärke des Empfangssignals nicht unter der ersten Referenzstärke liegt (”Nein” in S1020), bleibt das Antennenmodul 190 in dem ersten Kommunikationsmodus.
Wenn die Stärke des Empfangssignals nicht unter der ersten Referenzstärke liegt, kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass sich das erste Fahrzeug V1 innerhalb des durch die erste Antenne 191 erzeugten ersten Strahlmusters BP1 befindet.
Demzufolge kann das Antennenmodul 190 in dem ersten Kommunikationsmodus bleiben.
Das Antennenmodul 190 bestimmt wiederholend, ob die Stärke des Empfangssignals unter der ersten Referenzstärke liegt. Die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 kann die Stärke des durch die erste Antenne empfangenen Empfangssignals in vorgegebenen Intervallen messen und kann die gemessene Stärke des Empfangssignals mit der vorgegebenen ersten Referenzstärke vergleichen.
Wenn die Stärke des Empfangssignals unter der ersten Referenzstärke liegt (”Ja” in S1020), wird das Antennenmodul 190 auf einen zweiten Kommunikationsmodus eingestellt (S1030).
Wenn die Stärke des Empfangssignals unter der ersten Referenzstärke liegt, kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass das erste Fahrzeug V1 das erste Strahlmuster BP1, das durch die erste Antenne 191 erzeugt wird, verlassen hat.
Zum Beispiel, wie in 18 gezeigt, wenn der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem ersten Fahrzeug V1 zunimmt, verlässt das erste Fahrzeug V1 das erste Strahlmuster BP1, das durch die erste Antenne 191 erzeugt wird, und die Stärke des Empfangssignals fällt unter die erste Referenzstärke.
Dementsprechend kann das Antennenmodul 190 den Kommunikationsmodus in den zweiten Kommunikationsmodus ändern.
In dem zweiten Kommunikationsmodus aktiviert das Antennenmodul 190 die zweite Antenne 192.
Die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 kann ein zweites Antennenauswahlsignal zum Auswählen der zweiten Antenne 192 an den Antennenauswahlschalter 193 bereitstellen. Der Antennenauswahlschalter 193, der das zweite Antennenauswahlsignal empfängt, kann die zweite Antenne 192 aktivieren und kann die erste Antenne deaktivieren.
Als ein Ergebnis wird, wie in 19 gezeigt, ein zweites Strahlmuster BP2, in dem eine maximale Verstärkung groß ist und eine HPBW klein ist, durch die zweite Antenne 192 gebildet.
In dem zweiten Kommunikationsmodus bestimmt das Antennenmodul 190, ob die Stärke eines durch die zweite Antenne 192 empfangenen Empfangssignals unter einer zweiten Referenzstärke liegt (S1040).
Während des zweiten Kommunikationsmodus kann das Fahrzeug 1 mit anderen Fahrzeugen durch die zweite Antenne 192 des Antennenmoduls 190 in Verbindung stehen. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 1 mit dem ersten Fahrzeug V1 in Verbindung stehen, was in 19 dargestellt wird.
Während einer Kommunikation mit anderen Fahrzeugen kann die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 die Stärke des durch die zweite Antenne 192 empfangenen Empfangssignals in vorgegebenen Intervallen messen.
Nach Messen der Stärke des Empfangssignals kann die Antennenauswahlsteuerung 194 die gemessene Stärke des Empfangssignals mit der vorgegebenen zweiten Referenzstärke vergleichen und kann bestimmen, ob die gemessene Stärke des Empfangssignals unter der zweiten Referenzstärke liegt.
Wenn die Stärke des Empfangssignals nicht unter der zweiten Referenzstärke liegt (”Nein” in S1040), bleibt das Antennenmodul 190 in dem zweiten Kommunikationsmodus.
Wenn die Stärke des Empfangssignals nicht unter der zweiten Referenzstärke liegt, kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass sich das erste Fahrzeug V1 innerhalb des zweiten Strahlmusters BP2, das durch die zweite Antenne erzeugt wird, befindet.
Demzufolge kann das Antennenmodul 190 in dem zweiten Kommunikationsmodus bleiben.
Das Antennenmodul 190 bestimmt wiederholend, ob die Stärke des Empfangssignals unter der zweiten Referenzstärke liegt. Die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 kann die Stärke des durch die zweite Antenne 192 empfangenen Empfangssignals in vorgegebenen Intervallen messen und kann die gemessene Stärke des Empfangssignals mit der vorgegebenen zweiten Referenzstärke vergleichen.
Wenn die Stärke des Empfangssignals unter der zweiten Referenzstärke liegt (”Ja” in S1040), wird das Antennenmodul 190 auf den ersten Kommunikationsmodus eingestellt (S1010).
Wenn die Stärke des Empfangssignals unter der zweiten Referenzstärke liegt, kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass das erste Fahrzeug V1 das zweite Strahlmuster BP2, das durch die zweite Antenne 192 erzeugt wird, verlassen hat.
Demzufolge kann das Antennenmodul 190 den Kommunikationsmodus in den ersten Kommunikationsmodus ändern.
Wie oben beschrieben, kann das Antennenmodul 190 auf den ersten Kommunikationsmodus oder den zweiten Kommunikationsmodus in Abhängigkeit von der Stärke des Empfangssignals, das durch die erste Antenne 191 oder die zweite Antenne 192 empfangen wird, eingestellt werden.
Jedoch ist der Kommunikationsmodus der Antennenmoduls 190 nicht darauf beschränkt, dass er in Abhängigkeit von der Stärke des Empfangssignals bestimmt wird.
20 stellt ein weiteres Beispiel des Betriebs des in dem Fahrzeug 1 umfassten Antennenmoduls 190 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Unter Bezugnahme auf 20 wird ein Betrieb 1100 des Antennenmoduls 190 beschrieben.
Das Antennenmodul 190 wird auf den ersten Kommunikationsmodus eingestellt (S1110).
In dem ersten Kommunikationsmodus aktiviert das Antennenmodul 190 die erste Antenne 191.
Die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 kann ein erstes Antennenauswahlsignal zum Auswählen der ersten Antenne 191 an den Antennenauswahlschalter 193 liefern/bereitstellen. Der Antennenauswahlschalter 193, der das erste Antennenauswahlsignal empfängt, kann die erste Antenne 191 aktivieren und kann die zweite Antenne 192 deaktivieren.
Als ein Ergebnis wird ein erstes Strahlmuster, in dem eine maximale Verstärkung klein ist und eine HPBW groß ist, durch die erste Antenne 191 gebildet.
Während des ersten Kommunikationsmodus bestimmt das Antennenmodul 190, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 höher als eine erste Referenzgeschwindigkeit ist (S1120).
Wenn sich die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs erhöht, nimmt in der Regel der Abstand zwischen den Fahrzeugen zu.
Mit Hilfe von diesem kann das Antennenmodul 190 Informationen in Bezug auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 von einem in dem Fahrzeug 1 eingebauten Raddrehzahlgeber durch ein Kommunikationsnetz innerhalb des Fahrzeugs 1 empfangen und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 mit der ersten Referenzgeschwindigkeit vergleichen.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht höher als die erste Referenzgeschwindigkeit ist (”Nein” in S1120), bleibt das Antennenmodul 190 in dem ersten Kommunikationsmodus.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht höher als die erste Referenzgeschwindigkeit ist, kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass der Abstand zwischen einem Kommunikationszielfahrzeug und dem Fahrzeug 1 kurz ist. Mit anderen Worten kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass sich das erste Fahrzeug V1 innerhalb des durch die erste Antenne 191 erzeugten ersten Strahlmusters BP1 befindet.
Demzufolge kann das Antennenmodul 190 in dem ersten Kommunikationsmodus bleiben.
Das Antennenmodul 190 bestimmt wiederholend, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 höher als die erste Referenzgeschwindigkeit ist.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 höher als die erste Referenzgeschwindigkeit ist (”Ja in S1120), wird das Antennenmodul 190 auf einen zweiten Kommunikationsmodus eingestellt (S1130).
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 höher als die erste Referenzgeschwindigkeit ist, kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass der Abstand zwischen dem Kommunikationszielfahrzeug und dem Fahrzeug 1 lang ist. Mit anderen Worten kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass das erste Fahrzeug V1 das durch die erste Antenne 191 erzeugte erste Strahlmuster BP1 verlassen hat.
Dementsprechend kann das Antennenmodul 190 den Kommunikationsmodus in den zweiten Kommunikationsmodus wechseln.
In dem zweiten Kommunikationsmodus aktiviert das Antennenmodul 190 die zweite Antenne 192.
Die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 kann ein zweites Antennenauswahlsignal zum Auswählen der zweiten Antenne 192 an den Antennenauswahlschalter 193 liefern/bereitstellen. Der Antennenauswahlschalter 193, der das zweite Antennenauswahlsignal empfängt, kann die zweite Antenne 192 aktivieren und kann die erste Antenne 191 deaktivieren.
Als ein Ergebnis wird ein zweites Strahlmuster, in dem eine maximale Verstärkung groß ist und eine HPBW klein ist, durch die zweite Antenne 192 gebildet.
Während des zweiten Kommunikationsmodus bestimmt das Antennenmodul 190, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 niedriger als die zweite Referenzgeschwindigkeit ist (S1140).
Während des zweiten Kommunikationsmodus kann das Fahrzeug 1 mit anderen Fahrzeugen durch die zweite Antenne 192 des Antennenmoduls 190 in Verbindung stehen/kommunizieren.
Während der Kommunikation mit den anderen Fahrzeugen kann die Antennenauswahlsteuerung 194 des Antennenmoduls 190 Informationen in Bezug auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 von dem in dem Fahrzeug 1 eingebauten Raddrehzahlgeber durch das Kommunikationsnetz innerhalb des Fahrzeugs 1 empfangen und kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 mit der zweiten Referenzgeschwindigkeit vergleichen.
Die zweite Referenzgeschwindigkeit kann gleich oder niedriger als die oben beschriebene erste Referenzgeschwindigkeit sein. Wenn die zweite Referenzgeschwindigkeit niedriger als die erste Referenzgeschwindigkeit ist, wird verhindert, dass der Kommunikationsmodus des Antennenmoduls 190 aufgrund von Änderungen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 wiederholt geändert wird.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht niedriger als die zweite Referenzgeschwindigkeit ist (”Nein” in S1140), bleibt das Antennenmodul 190 in dem zweiten Kommunikationsmodus.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 nicht niedriger als die zweite Referenzgeschwindigkeit ist, kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass der Abstand zwischen dem Kommunikationszielfahrzeug und dem Fahrzeug 1 lang ist.
Demzufolge kann das Antennenmodul 190 in dem zweiten Kommunikationsmodus bleiben.
Das Antennenmodul 190 bestimmt wiederholend, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 höher als die erste Referenzgeschwindigkeit ist.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 niedriger als die zweite Referenzgeschwindigkeit ist (”Ja” in S1140), wird das Antennenmodul 190 auf den ersten Kommunikationsmodus eingestellt (S1110).
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 niedriger als die zweite Referenzgeschwindigkeit ist, kann das Antennenmodul 190 bestimmen, dass der Abstand zwischen dem Kommunikationszielfahrzeug und dem Fahrzeug 1 kurz ist.
Dementsprechend kann das Antennenmodul 190 in den ersten Kommunikationsmodus wechseln.
Wie oben beschrieben, kann das Antennenmodul 190 auf den ersten Kommunikationsmodus oder den zweiten Kommunikationsmodus in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 eingestellt werden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, erzeugt eine Antenne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwei oder mehrere Strahlmuster.
Ein Antennenmodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt verschieden Strahlmuster gemäß einem Abstand von einem Kommunikationsziel.
Ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht mit einem Kommunikationszielfahrzeug unter Verwendung verschiedener Strahlmuster gemäß einem Abstand von dem Kommunikationszielfahrzeug in Verbindung.
Obwohl einige wenige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, würde ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennen, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Grundsätzen und der Lehre der vorliegenden Erfindung, deren Schutzumfang in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten festgelegt wird, abzuweichen.

Claims

Antenne, aufweisend: eine erste und eine zweite leitende Platte, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; ein Dielektrikum, das zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist; und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern, die die erste und die zweite leitende Platte und das Dielektrikum durchdringen, wobei ein erster Emissionshohlraum und eine Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen, die Funkwellen aussenden, durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern und die erste und die zweite leitende Platte gebildet sind, wobei die erste leitende Platte eine erste Speiseschaltung, die ein RF-Signal an den ersten Emissionshohlraum überträgt, und eine erste Grundplatte, die den ersten Emissionshohlraum und die Mehrzahl von Emissionshohlräumen bildet, aufweist, und die zweite leitende Platte eine zweite Speiseschaltung, die ein RF-Signal an die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen überträgt, und eine zweite Grundplatte, die den ersten Emissionshohlraum und die Mehrzahl von Emissionshohlräumen bildet, aufweist.
Antenne nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Durchgangslöchern aufweist: eine Mehrzahl von Seitenwanddurchgangslöchern, die in einer Richtung angeordnet sind, in der Funkwellen ausgesendet werden; und eine Mehrzahl von Leckverhinderungs-Durchgangslöchern benachbart zu der ersten und der zweiten Speiseschaltrung, um ein Austreten der Funkwellen zu verhindern.
Antenne nach Anspruch 2, wobei Abstände zwischen der Mehrzahl von Durchgangslöchern kürzer als das 0,1-fache einer Wellenlänge der Funkwellen, die durch einen des ersten Emissionshohlraums und der Mehrzahl von Emissionshohlräumen ausgesendet werden, sind.
Antenne nach Anspruch 1, wobei der erste Emissionshohlraum die Seitenwanddurchgangslöcher mit zumindest zwei der Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen teilt.
Antenne nach Anspruch 1, wobei die erste Speiseschaltung aufweist: eine erste Speiseleitung, die das RF-Signal an den ersten Emissionshohlraum überträgt; und ein erstes Emissionsloch, das Funkwellen entsprechend dem RF-Signal an den ersten Emissionshohlraum aussendet.
Antenne nach Anspruch 1, wobei die zweite Speiseeschaltung aufweist: eine zweite Speiseleitung, die das RF-Signal an die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen überträgt; und eine Mehrzahl von zweiten Emissionslöchern, die Funkwellen entsprechend dem RF-Signal an die zweiten Emissionshohlräume überträgt.
Antenne nach Anspruch 6, wobei in der zweiten Speiseschaltung Abstände von einem Ende der zweiten Speiseleitung zu der Mehrzahl von zweiten Emissionslöchern identisch sind.
Antenne nach Anspruch 1, wobei, wenn das RF-Signal durch die erste Speiseschaltung zugeführt wird, der erste Emissionshohlraum Funkwellen entsprechend dem RF-Signal aussendet, und wobei, wenn das RF-Signal durch die zweite Speiseschaltung zugeführt wird, die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen Funkwellen entsprechend dem RF-Signal aussendet.
Antenne nach Anspruch 1, wobei die durch den ersten Emissionshohlraum ausgesendeten Funkwellen ein erstes Strahlmuster bilden, und wobei die durch die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen ausgesendeten Funkwellen ein zweites Strahlmuster bilden.
Antennenmodul, aufweisend: eine Antennenstruktur, in der eine erste und eine zweite Antenne, die Funkwellen in den freien Luftraum aussenden, vorgesehen sind; einen Antennenauswahlschalter, der eine der ersten und der zweiten Antenne aktiviert; und eine Antennenauswahlsteuerung, die ein Antennenauswahlsignal zum Aktivieren einer der ersten und der zweiten Antenne in Abhängigkeit von der Stärke eines Empfangssignals, das durch eine der ersten und der zweiten Antenne empfangen wird, an den Antennenauswahlschalter bereitstellt.
Antennenmodul nach Anspruch 10, wobei die erste Antenne Funkwellen mit einem ersten Strahlmuster aussendet, und wobei die zweite Antenne Funkwellen mit einem zweiten Strahlmuster aussendet.
Antennenmodul nach Anspruch 10, wobei, wenn die Stärke des Empfangssignals unterhalb einer vorgegebenen ersten Referenzstärke liegt, während die erste Antenne aktiviert ist, die Antennenauswahlsteuerung die zweite Antenne aktiviert.
Antennenmodul nach Anspruch 10, wobei, wenn die Stärke des Empfangssignals unterhalb einer vorgegebenen zweiten Referenzstärke liegt, während die zweite Antenne aktiviert ist, die Antennenauswahlsteuerung die erste Antenne aktiviert.
Antennenmodul nach Anspruch 10, wobei die Antennenstruktur aufweist: eine erste und eine zweite leitende Platte, die einander gegenüberliegend angeordnet sind; ein Dielektrikum, das zwischen der ersten und der zweiten leitenden Platte angeordnet ist; und eine Mehrzahl von Durchgangslöchern, die die erste und die zweite leitende Platte und das Dielektrikum durchdringen, und wobei ein erster Emissionshohlraum und eine Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen, die Funkwellen aussenden, durch die Mehrzahl von Durchgangslöchern und die erste und die zweite leitende Platte gebildet sind.
Antennenmodul nach Anspruch 14, wobei die erste leitende Platte eine erste Speiseschaltung, die ein Signal mit einer Hochfrequenz an den ersten Emissionshohlraum überträgt, und eine erste Grundplatte, die den ersten Emissionshohlraum und die Mehrzahl von Emissionshohlräumen bildet, aufweist, und wobei die zweite leitende Platte eine zweite Speiseschaltung, die ein Signal mit einer Hochfrequenz an die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen überträgt, und eine zweite Grundplatte, die den ersten Emissionshohlraum und die Mehrzahl von Emissionshohlräumen bildet, aufweist.
Antennenmodul nach Anspruch 14, wobei, wenn die erste Antenne aktiviert ist, der erste Emissionshohlraum Funkwellen aussendet, und wobei, wenn die zweite Antenne aktiviert ist, die Mehrzahl von zweiten Emissionshohlräumen Funkwellen aussendet.
Fahrzeug, aufweisend: einen Sendedatenprozessor, der ein Sendesignal mit einer niedrigen Frequenz (low frequency – LF) entsprechend den Sendedaten ausgibt; einen Sender, der das LF-Sendesignal in ein RF-Sendesignal moduliert; ein Antennenmodul, das das RF-Sendesignal in den freien Luftraum aussendet oder ein RF-Empfangssignal von dem freien Luftraum empfängt; einen Empfänger, der das RF-Empfangssignal in ein LF-Empfangssignal demoduliert; und einen Empfangsdatenprozessor, der Empfangsdaten entsprechend dem LF-Empfangssignal ausgibt, wobei das Antennenmodul aufweist: eine erste und eine zweite Antenne, die Funkwellen in den freien Luftraum aussenden; und eine Antennenauswahlsteuerung, die eine der ersten und der zweiten Antenne in Abhängigkeit von der Stärke des Empfangssignals mit der Hochfrequenz aktiviert.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei die erste Antenne Funkwellen mit einem ersten Strahlmuster aussendet, und wobei die zweite Antenne Funkwellen mit einem zweiten Strahlmuster aussendet.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei, wenn die Stärke des Empfangssignals mit der Hochfrequenz unterhalb einer vorgegebenen ersten Referenzstärke liegt, während die erste Antenne aktiviert ist, die Antennenauswahlsteuerung die zweite Antenne aktiviert.
Fahrzeug nach Anspruch 17, wobei, wenn die Stärke des Empfangssignals mit der Hochfrequenz unterhalb einer vorgegebenen zweiten Referenzstärke liegt, während die zweite Antenne aktiviert ist, die Antennenauswahlsteuerung die erste Antenne aktiviert.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das eine erste und eine zweite Antenne aufweist, die Funkwellen mit voneinander verschiedenen Strahlungsmustern aussenden, das Verfahren aufweisend: Aktivieren einer der ersten und zweiten Antenne; und Aktivieren einer anderen der ersten und zweiten Antenne in Abhängigkeit von der Stärke eines durch die eine Antenne empfangenen Empfangssignals. wobei die erste Antenne Funkwellen mit einem ersten Strahlmuster aussendet, und wobei die zweite Antenne Funkwellen mit einem zweiten Strahlmuster aussendet.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Aktivieren der anderen der ersten und zweiten Antenne ein Aktivieren der zweiten Antenne aufweist, wenn die Stärke des Empfangssignals kleiner als eine vorgegebene erste Referenzstärke ist, während die erste Antenne aktiviert ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Aktivieren der anderen der ersten und zweiten Antenne ein Aktivieren der ersten Antenne aufweist, wenn die Stärke des Empfangssignals kleiner als eine vorgegebene zweite Referenzstärke ist, während die zweite Antenne aktiviert ist.