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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationen.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Viele Fahrzeuge sind mit Systemen zum Zweck der Kommunikation mit anderen Fahrzeugen oder Objekten in der Umgebung ausgestattet. Diese Systeme können Informationen bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit, Richtung oder anderer wichtiger Parameter übermitteln. Rundstrahlantennen können eine unbestimmte Kommunikation mit allen anderen Fahrzeugen und Objekten in der Umgebung gestatten. Die Kommunikation mit anderen Fahrzeugen oder Objekten kann nicht verfügbar werden, wenn zu viele Fahrzeuge in der Umgebung eine Kommunikation versuchen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ein Fahrzeug kann ein leitfähiges Gehäuse aufweisen, das eine Antenne umgibt und eine Apertur definiert, die eine Größe aufweist, welche mindestens einer Wellenlänge der durch die Antenne abgestrahlten Signale entspricht. Eine Steuerung kann konfiguriert sein, das Gehäuse so zu orientieren, dass die Apertur in eine Richtung entgegengesetzt zu dem vorderen Fahrzeug zeigt und nach dem Weiterleiten des Signals, das Gehäuse in eine Richtung auf das vordere Fahrzeug hin zu orientieren. Die Steuerung kann als Reaktion auf das Empfangen eines kooperativen Steuersignals von einem in Kolonne vorausfahrenden Fahrzeug wirksam werden.
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Die Steuerung kann ferner konfiguriert sein, einen Elevationswinkel der Apertur in Bezug auf die Antenne auf der Grundlage einer kommenden Signalbrücke, die ein Mauterhebungssystem aufweist, einzustellen. Die Steuerung kann ferner konfiguriert sein, eine Größe der Apertur einzustellen, um die Dämpfung der elektromagnetischen Strahlung, die von der Antenne nach außerhalb des Gehäuses ausgesendet wird, zu vermindern. Die Apertur kann eine Irisblende sein. Die Antenne kann ein Signal aussenden, das eine Frequenz zwischen 5,850 und 5,925 GHz aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung darstellt, das dem Zweck des Leitens elektromagnetischer Wellen dient.
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2 ist eine Schnittansicht eines Gehäuses, das eingerichtet ist, eine Antennenanordnung zu halten;
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3 ist eine isometrische Ansicht einer Halterung für das Gehäuse;
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4 ist eine isometrische Ansicht eines Gehäuses, das eine rechteckige Apertur definiert;
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5 ist eine isometrische Ansicht eines Gehäuses, das eine kreisförmige Apertur definiert;
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die 6A und 6B sind schematische Diagramme von Fahrzeugkolonnen, die eine Vorrichtung verwenden, die dem Zweck des Leitens elektromagnetische Wellen dient; und
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7 ist ein schematisches Diagramm eines Verkehrssignals, das mit einer Vorrichtung eingerichtet ist, die dem Zweck des Leitens von elektromagnetischen Wellen dient.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Hierin sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es ist allerdings zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind notwendigerweise nicht im Maßstab, einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten der jeweiligen Komponenten darzustellen. Dementsprechend sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hierin offenbart sind, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung unterschiedlich einzusetzen. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf irgendeine der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen sehen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen vor. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung in Einklang stehen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
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Viele Fahrzeuge verwenden heutzutage Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(“V2V“ für engl.: „vehicle-to-vehicle“) Kommunikation, um die Kooperation unter Fahrzeugen zu verbessern und die Kundenzufriedenheit zu steigern. V2V-Kommunikation kann Daten bezüglich des Standortes, der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, der Verkehrsverhältnisse, dem Status von Verkehrsampeln und anderen Informationen nach Bedarf weiterleiten. Die V2V-Kommunikation kann gerichtete Nahbereichskommunikation (“DSRC”) und 802.11p-Protokolle für die Kommunikation verwenden. Viele Protokolle können die V2V-Kommunikation unterstützen. Diese Protokolle können auf einem Ad-hoc- oder einem dezentralen Netzwerk-Design basieren oder es kann ein separates Protokoll, das ein strukturiertes Netzwerk-Design erfordert, verwendet werden.
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Ein DSRC-System kann mit einer Antennenanordnung verbunden werden, um elektromagnetische Wellen auszusenden. Eine Antennenanordnung kann eine Antenne mit einem Monopol, einem Dipol oder anderen Wellenausbreitungskonfigurationen umfassen. Die Antennenanordnung kann ebenfalls einen mit der Antenne verbundenen Sendeempfänger umfassen. Der Sendeempfänger kann irgendeine Frequenz auf dem elektromagnetischen Spektrum zur Übermittlung von Informationen verwenden. Beispielsweise kann das System elektromagnetische Strahlung innerhalb des Funkfrequenzbandes verwenden. Eine Antennenanordnung kann ebenfalls einen Prozessor oder eine Reihe von Prozessoren umfassen, die zur Erzeugung oder Aufbereitung von Daten zur Übertragung verwendet werden. Ein Frequenzband nahe von 5,9 GHz kann für die Ermöglichung der V2V-Kommunikation eingesetzt werden. Die Banden können in Kanäle unterteilt werden, um ein Übersprechen zwischen den Kommunikationswegen zu minimieren.
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Die Antenne kann eine Rundstrahlantenne sein. Die Antenne kann konfiguriert sein, elektromagnetische Wellen aus irgendeiner Richtung oder einer Vielzahl von Richtungen zu übertragen und zu empfangen. Die Verwendung von Rundstrahlantennen kann überfüllte Kommunikationswege innerhalb der Fahrzeuge und Objekte verursachen, was zu einem schlechten Empfang von Informationen führen kann. DSRC versucht, dieses Problem durch die Verwendung der Medienzugangssteuerung für Wireless Access in Vehicular Environments (“WAVE”) Protokolle, WAVE-Simple Message Protocol und Kanalwahl anzugehen. Obgleich diese Verfahren bestimmte Überlastungen und Beeinträchtigungen verringern können, können diese Verfahren nur einen geringen Nutzen in Bereichen mit hohem Verkehrsaufkommen bereitstellen. Die Übertragungsleistung und Empfangsempfindlichkeit von Rundstrahlantennen kann eingeschränkt sein, um eine weitere Überlastung zu vermeiden.
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Eine Richtantenne kann angepasst sein, um die Wellen in eine bestimmte Richtung zu leiten. Zum Beispiel kann die Antenne die Wellen unter Verwendung einer physikalischen Apertur, einer synthetischen Apertur, Parabolspiegeln, Fraktalstruktur, Hornstruktur usw. leiten. Die Antenne kann konfiguriert sein, Signale von Fahrzeugen oder Objekten innerhalb eines vorderen oder hinteren Akzeptanzwinkels zu übertragen und zu empfangen. Die Antenne kann konfiguriert sein, Signale in einer vertikalen Richtung zu übertragen und zu empfangen. Eine Richtantenne kann, wie vorangehend spezifiziert, eine erhöhte Übertragungsleistung und Empfangsempfindlichkeit mit verringerter Überlastung und Beeinträchtigung aufweisen.
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Ein Gehäuse kann die gesamte oder einen Teil der Antenne umgeben, um von der Antenne übertragene oder empfangene Signale abzulenken, zu behindern, abzuschwächen, umzuleiten, zu stoppen oder zu verringern. Das Gehäuse kann die anderen elektronischen Vorrichtungen umgeben, die mit der Antenne oder Steuerungen für das Gehäuse verknüpft sind. Das Gehäuse kann aus einem leitfähigen Material hergestellt sein, um die Antenne vor elektromagnetischer Strahlung abzuschirmen. Das leitfähige Material kann von jedem typ sein (beispielsweise Kupfer, Aluminium, Graphen, Gold, Silber, Calcium). Das leitfähige Material kann an dem Fahrzeug geerdet sein. Das Gehäuse kann ebenfalls aus einem Material hergestellt sein, das zur Dämpfung von magnetischen Signalen konzipiert ist. Das zur Dämpfung konzipierte Material kann magnetisch das Signal dämpfen (d. h., Materialien mit hoher magnetischer Permeabilität bewirken, dass Wirbelströme dem magnetischen Feld entgegenwirken) oder das Material kann das Signal durch die Struktur behindern. Das Gehäuse kann aus einer Kombination dieser Materialien hergestellt sein, um eine verbesserte elektromagnetische Abschirmung bereitzustellen. Das Gehäuse kann Signale aus allen Richtungen dämpfen oder es kann Signale aus designierten Richtungen gestatten (beispielsweise vertikalen).
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Das Gehäuse kann eine Apertur definieren. Die Apertur kann konfiguriert sein, zu gestatten, dass Signale von der Antenne in einer gewünschten Richtung oder Form übertragen und empfangen werden. Die Apertur kann eine kreisförmige, rechteckige oder eine andere geometrische Form aufweisen. Die kreisförmige Apertur kann aus einer Blende gebildet sein, die aus Lamellen zusammengesetzt ist, welche an dem Gehäuse befestigt sind. Die Größe der Apertur kann durch die Lamellen eingestellt werden, um variable Mengen an elektromagnetischer Strahlung oder unterschiedliche Formen der elektromagnetischen Strahlung zu ermöglichen. Die Größe kann manuell durch einen Benutzer einstellbar sein oder sie wird automatisch durch eine Steuerung eingestellt, wie sie im Stand der Technik bekannt ist. Der Zugang zu dem Gehäuse, der durch die Apertur geschaffen wird, kann durch ein Stück Glas, eine Sichtblende oder ein undurchsichtiges Element vor den Elementen geschützt werden.
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Eine rechteckige Apertur kann unter Verwendung eines Ausschnitts oder von einstellbaren senkrechtstehenden Platten ausgebildet werden. Die senkrechtstehenden Platten können unter Verwendung eines Spindelantriebs zusammen mit einer Zahnstange oder einem Getriebe für jede der beiden Bewegungsrichtungen eingestellt werden. Die senkrechtstehenden Platten können aus Materialen hergestellt sein, die den Materialien des Gehäuses ähnlich sind. Die senkrechtstehenden Platten können aus unterschiedlichen Materialen hergestellt sein, um unterschiedliche Wellenführungseigenschaften vorzusehen. Die rechteckige Apertur kann unter Verwendung von zwei Paaren gegenüberliegender Platten gebildet sein, um das Zentrum der Apertur in Übereinstimmung mit der Antenne anstatt mit einem Versatz dazu zu halten.
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Das Gehäuse kann eingestellt werden, um die Richtung der Apertur zu ändern. Es gibt zahlreiche Wege, um die Orientierung des Gehäuses einzustellen, die den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind. Beispielsweise kann ein Spindelantrieb mit einer Zahnstange zusammenwirken, um das Gehäuse um eine im Wesentlichen horizontale Ebene zu drehen. Dies kann die Richtung des Signals um einen Azimutwinkel einstellen. Die Zahnstange kann an Lagern befestigt sein, um die Reibung zwischen der Zahnstange und einem an dem Fahrzeug befestigten Baugruppenträger zu verringern. Ein Gleichstrommotor, der mit einer Steuerung verbunden ist, kann den Spindelantrieb betätigen. Induktions- oder Permanentmagnet-Motoren können ebenfalls verwendet werden. Der Gleichstrommotor kann mit einem Encoder oder einer anderen Ortungsvorrichtung gekoppelt sein, um eine Ortungsrückmeldung für die Steuerung bereitzustellen. Die Steuerung kann mit maximalen Encoder-Positionen konfiguriert sein, um ein Verdrehen der Kabelverbindungen von der Antenne mit anderen elektronischen Komponenten zu verhindern.
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Das Gehäuse kann um einen Horizont- oder Elevationswinkel eingestellt werden. Beispielsweise kann ein Zahnbogen einen Bewegungsbereich von mehr als 90° bereitstellen, um den Elevationswinkel des Gehäuses einzustellen. Der Zahnbogen kann befestigt werden, um mit einem zweiten Spindelantrieb zusammenzuwirken, der an einem internen Baugruppenträger befestigt ist, welcher das Gehäuse enthält. Der Zahnbogen kann auf ein Lager montiert werden, um die Reibung zu verringern. Der Spindelantrieb kann durch einen Gleichstrommotor betätigt werden. Der Gleichstrommotor kann mit einer Steuerung verbunden sein. Der Gleichstrommotor kann ebenfalls einen Encoder aufweisen, um eine Rückmeldung für die Steuerung bereitzustellen.
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Die Apertur kann konfiguriert sein, elektromagnetische Wellen, Signale oder Strahlung zu leiten, indem sie in einer Größe von mindestens einer Wellenlänge in der Breite oder im Durchmesser dimensioniert ist. Die Apertur kann manuell oder automatisch dimensioniert werden, um ordnungsgemäß die elektromagnetischen Wellen einer gegebenen Wellenlänge zu leiten. Die Wellen erfahren eine Beugung, wenn sie mit einer Apertur konfrontiert werden. Eine Apertur, die zu klein für die Wellen dimensioniert ist, wird die Wellen nicht in eine erwünschte Richtung leiten, wenn überhaupt. Ein DSRC-Signal, das eine Frequenz von ungefähr 5,9 GHz aufweist, kann eine Wellenlänge von ungefähr 2,0 Inch (entspricht ca. 5 cm) aufweisen. Die Apertur sollte mindestens mit zwei Inch dimensioniert werden, vorzugsweise größer als zwei, um eine adäquate Richtungskontrolle über das Signal bereitzustellen.
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Die Richtantenne, wie sie oben beschrieben ist, kann zusätzlich zu einer Rundstrahlantenne verwendet werden, da die V2V-Standards mindesten eine Rundstrahlantenne erfordern. Diese Konfiguration würde eine erweiterte Reichweite von der Richtantenne durch eine erhöhte Übertragungs- oder Empfangsleistung ermöglichen und dennoch den Standard erfüllen, der eine Rundstrahl-Unterstützung erfordert.
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Die Richtantenne kann in Kombination mit Karten- und Standortdaten verwendet werden, um mit bekannten oder erwarteten Vorrichtungen zu kommunizieren. Beispielsweise kann die Richtantenne in Richtung einer bevorstehenden Ampelanlage, des entgegenkommenden Verkehrs an einer Kreuzung gerichtet werden oder in Richtung eines Notdienstes gerichtet werden. Ein betriebsunfähiges Fahrzeug am Straßenrand kann die Richtantenne verwenden, um nur dem entgegenkommenden Verkehr für eine Hilfeleistung ein Signal zu geben, da es für vorbeigefahrene Fahrzeuge unwahrscheinlich ist, dass sie umkehren. Die Richtantenne kann ebenfalls entgegenkommende Einsatzfahrzeuge von dem Standort des Fahrzeugs bei einer vergrößerten Reichweite von der rundstrahlenden DSRC-Antenne benachrichtigen, da die Richtantenne eine erhöhte Übertragungs- oder Empfangsleistung aufweist. Die Richtantenne kann durch Einsatzfahrzeuge verwendet werden, um Fahrzeuge in der Fahrspur zu benachrichtigen, aus dem Weg zu fahren. Beispielsweise kann die Richtantenne verwendet werden, um Fahrzeuge in der gleichen Fahrtrichtung oder auf einer erwünschten Fahrspur zu benachrichtigen.
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Die Richtantenne kann senkrecht orientiert werden, um mit Schilderbrücken zu kommunizieren. Zum Beispiel kann ein Mauterhebungssystem an einer Schilderbrücke befestigt sein, um Mautinformationen von Fahrzeugen zu sammeln. Die senkrechte Orientierung der Richtantenne angesichts einer bevorstehenden Schilderbrücke kann die Interferenz mit anderen Fahrzeugen eliminieren und zu einer verbesserten Kommunikation mit dem Mautgebührensammler führen.
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Die Richtantenne kann verwendet werden, um die Überlastung und Beeinträchtigung an belebten Straßenkreuzungen durch das Leiten von DSRC-Signalen von der Ampelanlage oder dem Verkehrssystem in spezifische Fahrspuren oder Fahrtrichtungen zu verbessern. Der entgegenkommende Verkehr kann über die bevorstehende Ampel benachrichtigt werden, während die Fahrzeuge, die bereits die Ampelanlage passiert haben, eine verringerte Überlastung und Beeinträchtigung haben. Die Steuerung des Gehäuses kann das Gehäuse derart orientieren, dass die Apertur in eine Richtung des entgegenkommenden Verkehrs zeigt und den abfließenden Verkehr vermeidet.
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Die Richtantenne kann zur Verbesserung der kooperativen adaptiven Geschwindigkeitsregelung verwendet werden. Die kooperative adaptive Geschwindigkeitsregelung (Cooperative Adaptive Cruise Control, „CACC“) sieht eine Zusammenarbeit innerhalb der Fahrzeuge in einer Kolonne vor, um zu kommunizieren und die Geschwindigkeit anzupassen. CACC kann Schwankungen der Fahrzeuggeschwindigkeit durch das Beseitigen der Wartezeit aus dem System verringern. CACC kann unter Verwendung der Richtantenne wie vorangehend beschrieben durch Eingrenzen der Kommunikation innerhalb der Kolonne verbessert werden. Rundstrahlantennen erzeugen eine substantielle Beeinträchtigung und sogenanntes Handshaking zwischen entgegenkommenden Kolonnen und Kolonnen auf anderen Fahrspuren. Die nachteilige Konsequenz der Rundstrahlantennen kann durch die Verwendung von Richtantennen verringert werden.
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CACC kann eine Richtantenne in einer Kolonne aus fünf Autos verwenden, wo das erste Fahrzeug der Kolonne ein Signal in eine rückwärtige Richtung sendet. Das zweite Fahrzeug kann dann das Signal empfangen und eine Bestätigung an das erste Fahrzeug senden. Das erste Fahrzeug kann danach fortfahren, auf ein vorderes Fahrzeug zu hören, indem es intermittierend die Apertur der Richtantenne nach vorne dreht und zurück dreht, um mit dem zweiten Fahrzeug zu kommunizieren. Das CACC-System kann mit Zeitdomänen-Multiplexing konfiguriert sein, was die Übertragungs-und Empfangssequenzen des DSRC-Signals synchronisiert. Die Informationen, die durchgehend in der Kolonne kommuniziert werden, können Geschwindigkeit, Richtung, Bestimmungsort und andere Informationen umfassen, die zur Unterstützung von CACC notwendig sind.
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Ein Fahrzeugereignis kann CACC-Kommunikationen innerhalb der Fahrzeugkolonne erforderlich machen. Beispielsweise kann ein vorderes Fahrzeug eine Reifenpannen-Anzeige von seiner Fahrzeugsteuerung erhalten. Das vordere oder führende Fahrzeug müsste diese Information anderen Fahrzeugen in der Kolonne anzeigen, um die anderen Fahrzeuge über Trümmerteile oder eine bevorstehende Abbremsung des Fahrzeugs zu benachrichtigen. Das vordere Fahrzeug kann ein Gehäuse in eine Richtung entgegengesetzt zur Fahrtrichtung, beispielsweise nach hinten, orientieren, um nachfolgende Fahrzeuge zu benachrichtigen, dass eine Notfallsituation vorliegt.
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Unter Bezug auf 1A weist Fahrzeug 100 eine Richtantenne 102 auf. Die Richtantenne kann auf dem Dach, im Inneren, am Fahrgestell oder einer anderen Stelle des Fahrzeugs montiert sein. Das Fahrzeug kann ein Antriebsstrang-Steuerungsmodul 104-A, ein Bordnetz-Steuerungsmodul 104-B, ein Funksendeempfänger-Steuerungsmodul 104-C, eine Kommunikations- und Entertainment-Einheit 104-D, ein Klimaanlagen-Steuerungsmodul 104-E, ein GPS-Modul 104-F und ein Benutzerschnittstellenmodul 104-G aufweisen. Die Module können konfiguriert sein, über ein Kommunikationsnetzwerk 106 (beispielsweise CAN) zu kommunizieren. Eine DSRC-Steuereinheit 108 kann konfiguriert sein, über das Kommunikationsnetzwerk 106 oder einen Teil der vorangehend spezifizierten Module zu kommunizieren. Die DSRC 108 kann einen Prozessor 110 und einen Datenspeicher umfassen, um Daten auf dem Netzwerk 106 zu prozessieren und zu senden und Daten für die Übertragung mittels des Sendeempfängers 112 vorzubereiten.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Querschnitt der Richtantenne 102 dargestellt. Die Antenne 102 weist ein leitfähiges Gehäuse 114 auf. Das leitfähige Gehäuse kann getrennte Schichten aufweisen, um eine Funkwellen-Abschirmung vorzusehen. Das leitfähige Gehäuse 114 kann mindestens einen Teil der Antenne 116 umgeben. Die Antenne 116 kann im Zentrum des Gehäuses 114 positioniert sein. Die Antenne kann elektrisch mit einem Sendeempfänger 112 verbunden sein. Der Sendeempfänger 112 kann Signale an die Antenne zur Übertragung aussenden oder Signale von der Antenne empfangen, um deren Inhalt zu entschlüsseln. Das DSRC 108 kann mit einer Steuerung 118 kommunizieren, um die ordnungsgemäße Richtung der Richtantenne 102 zu bestimmen. Das DSRC 108 und die Steuerung 118 können Teil des gleichen integrierten Schaltkreises sein. Die Steuerung 118 kann die ordnungsgemäße Richtung der Richtantenne 102 durch die von anderen Fahrzeugen oder Objekten erhaltene Information bestimmen. Die Steuerung 118 kann die ordnungsgemäße Richtung basierend auf den GPS-Standortinformationen oder kürzlich erhaltender Daten bestimmen. Die Steuerung 118 kann konfiguriert sein, Stellantriebe oder Motoren zu steuern, die zum Einstellen der relativen Position des Gehäuses 114 konfiguriert sind. Die Steuerung kann konfiguriert sein, eine Angabe der relativen Bewegung von Sensoren oder Encodern an den Motoren zu empfangen.
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3 stellt eine Ausführungsform des Gehäuse-Bewegungssystems dar. Ein Zahnkranz 120 weist einen verbundenen Spindelantrieb 122 auf, um das Gehäuse um eine Achse zu drehen. Der Zahnkranz kann auf einer Reihe von Lagern 124 befestigt sein, die eine Bewegung zwischen der Richtantenne 102 und dem Fahrzeug (nicht dargestellt) ermöglichen. Streben 121 erstrecken sich radial von dem Zahnkranz 120. In der Mitte von den Streben ist ein Zahnbogen 126 zusammen mit der Richtantenne 102 befestigt. Die Richtantenne 102 wird um die vertikale Achse oder den Elevationswinkel mittels des Zahnbogens 126 bewegt. Der Zahnbogen 126 kann in einem Zahnbogen-Gehäuse 132 befestigt werden, um eine translationale Bewegung zu verhindern. Der Zahnbogen 126 kann unter Verwendung eines Zahnbogen-Spindelantriebs 128 betätigt werden. Beide Spindelantriebe 122, 128 können mechanisch mit einem elektromagnetischen Antrieb verbunden sein, der durch eine Steuerung (nicht dargestellt) gesteuert wird. Jeder dieser Spindelantriebe 122, 128 kann mit Encodern ausgestattet sein, um die Position der Steuerung anzugeben.
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4 stellt mindestens eine Ausführungsform der Richtantenne 102 dar. Die Richtantenne 102 weist ein Gehäuse 114, das zur Dämpfung elektromagnetischer Signale in der Lage ist, und eine rechteckige Apertur 200 auf. Die rechteckige Apertur 200 ist so dimensioniert, dass sie ordnungsgemäß ankommende oder abgehende Signale von der Antenne (nicht dargestellt) leiten kann. Das Gehäuse 114 kann ein Paar senkrechtstehende Platten 204, 206 aufweisen, die konfiguriert sind, die Größe der Apertur 200 zu verändern. Die Platten 204, 206 können mittels eines Paares von Spindelantrieben (nicht dargestellt) betätigt werden, die mit elektrischen Motoren und einer Steuerung verbunden sind. Die Größe der Apertur 200 kann angepasst werden, um eine Breite und Höhe von mindestens einer Wellenlänge der ankommenden und abgehenden Signale aufzuweisen, um die Beugung einzuschränken.
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5 veranschaulicht mindestens eine Ausführungsform der Richtantenne 102. Das Gehäuse 114 kann eine Apertur 300 definieren, die eine kreisförmige Form aufweist. Die Apertur 300 kann ein Blenden- oder Iris-Typ sein. Die Apertur kann durch sich drehende Lamellen 302 definiert sein, die in der Lage sind, die Größe der Apertur reziprok zu ändern. Die Apertur 300 kann automatisch dimensioniert werden, um einer spezifizierten Signalfrequenz oder Wellenlänge zu entsprechen. Zum Beispiel kann ein 5,9 GHz-Signal eine Wellenlänge von ungefähr zwei Inch aufweisen. Die Apertur kann mit einem inneren Durchmesser von mindestens zwei Inch dimensioniert sein, um eine adäquate Lenkung des Signals bereitzustellen.
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Unter Bezugnahme auf 6A ist mindestens eine Ausführungsform einer Richtantenne bildlich dargestellt. Die Richtantenne kann auf dem Dach eines Fahrzeugs 600A befestigt sein. Fahrzeug 600A kann einen DSRC-Sendeempfänger umfassen, der zur V2V-Kommunikation in der Lage ist. Das Fahrzeug 600A kann ein Signal 602A rückwärts zu der Kolonne der Fahrzeuge 600B, 600C, 600D, 600E der einen Fahrspur senden. Das nächste Fahrzeug 600B in der Kolonne empfängt ein Signal von Fahrzeug 600A über eine Richtantenne, die in die Vorwärtsrichtung gerichtet ist. Die Richtantenne von Fahrzeug 600B kann sich dann rückwärts drehen, um Kommunikationen zu dem Rest der Kolonne (z. B. 600C, 600D, 600E usw.) zu leiten. Die richtungsweisende Natur der Antenne ermöglicht eine erhöhte Empfangsempfindlichkeit und Übertragungsleistung. Wie in 6B dargestellt, können die Ampelanlagen und Empfangsbereiche 602A, 602B, 602C, 602D, 602E auf die Fahrspur der Kolonne 600A, 600B, 600C, 600D, 600E beschränkt sein.
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Unter Bezugnahme auf 7 kann in mindestens einer weiteren Ausführungsform eine Richtantenne 702 auf einer Ampelanlage oder einer Ampelanzeige 700 angeordnet werden, um bestimmte Fahrer über den Ampelstatus zu unterrichten. Jeder Betrag, mit dem eine Ampelanlage 700 ein Fahrzeug 704 versorgen kann, kann verringert werden, nachdem das Fahrzeug durch die Kreuzung gefahren ist. Die Richtungsantenne 702 kann eine DSRC-Kommunikation für entgegenkommende Fahrzeuge 704 oder Fahrzeuge vorsehen, die einen Nutzen aus der Angabe erhalten würden. Darüber hinaus kann ein Fahrzeug 704, das mit einer Richtantenne 702 konfiguriert ist, eine kommende Ampelanlage durch GPS- oder andere V2V-Kommunikationen erkennen. Das Fahrzeug 704 kann anschließend die Richtantenne 702 basierend auf der gegenwärtigen Position und der Position der Ampelanlage auf den erwarteten Standort orientieren. Dies kann eine frühe Angabe von dem Ampelstatus an das Fahrzeug 704 bereitstellen und eine Beeinträchtigung durch andere Ampeln verringern.
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Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können an eine Rechenvorrichtung, eine Steuerung oder einen Computer, die jede existierende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit umfassen können, lieferbar sein oder durch diese implementiert werden. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, darunter, aber nicht darauf beschränkt, Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Einrichtungen, permanent gespeichert sind, und Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetdatenspeicherbändern, CDs, RAM-Einrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, veränderbar gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können ebenfalls in einem ausführbaren Softwareobjekt implementiert werden. Als Alternative können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung von geeigneten Hardwarekomponenten, wie beispielsweise ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen), FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder -einrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten realisiert werden.
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Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke dienen der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Verschiedene Ausführungsformen könnten zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften beschrieben worden sein, jedoch können, wie es für den Durchschnittsfachmann offensichtlich ist, zwischen einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um die gewünschten Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
