JP2004179959A - 車載用通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】受信アンテナの設置場所の自由度が高まり、また受信アンテナと電子機器とを接続するワイヤーハーネスなどを削減することができる車載用通信装置を提供する。
【解決手段】車外のＧＰＳ、ＴＶ、ＦＭ、ＡＭなどといった電波をＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭが受信し、中継器５１が、上記アンテナから得られる受信信号に基づき、送信信号を生成し、車両内に設けられた送信アンテナＡｔｈが、中継器５１により生成された送信信号を、無線送信する。
【選択図】 図２
【解決手段】車外のＧＰＳ、ＴＶ、ＦＭ、ＡＭなどといった電波をＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭが受信し、中継器５１が、上記アンテナから得られる受信信号に基づき、送信信号を生成し、車両内に設けられた送信アンテナＡｔｈが、中継器５１により生成された送信信号を、無線送信する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載用通信装置に係わり、特に、車外の電波を受信する車載用通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭ、ＴＶ等の公衆電波を受信する装置として、図７に示されたようなカーナビゲーション装置、カーステレオ装置が知られている。同図に示すように、カーナビゲーション本体１０及びカーステレオ本体２０は、運転席から操作可能な位置である、車両１００前方に設けられている。また、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭ、ＴＶ等の公衆電波を受信するＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭは、車両前方に設置されており、ＴＶアンテナＡＴＶは、車両１００後方のルーフに設置されている。
【０００３】
上記カーナビゲーション本体１０と、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶとは、ワイヤーハーネスを介して接続されており、このワイヤーハーネスを通じて、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ及びＴＶアンテナＡＴＶから得られる受信信号を、カーナビゲーション本体１０に供給している。
【０００４】
また、カーステレオ本体２０と、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭとも、ワイヤーハーネスを介して接続されており、このワイヤーハーネスを通じて、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから得られる受信信号を、カーステレオ本体１０に供給している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来では、ワイヤーハーネスを用いて、各受信アンテナと、受信アンテナが受信した受信信号に応じて動作する、カーナビゲーション本体１０や、カーステレオ本体２０といった電子機器とを接続している。
【０００６】
このため、例えば、図７中のＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭのように、電子機器の近くにアンテナを設置すると、電子機器と受信アンテナとを接続するワイヤーハーネスの長さは短くすることができるが、受信アンテナの設置場所が限定されてしまうという問題が生じる。
【０００７】
一方、図７中のＴＶアンテナＡＴＶのように、電子機器の設定位置に関係なく、受信状態の良好な場所に受信アンテナを設置すると、受信アンテナと電子機器とを接続するワイヤーハーネスが長くなり、その配索が困難となるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、受信アンテナの設置場所の自由度が高まり、また受信アンテナと電子機器とを接続するワイヤーハーネスなどを削減することができる車載用通信装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、車外の電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナから得られる受信信号に基づき、送信信号を生成する生成手段と、車内に設けられ、前記生成した送信信号を無線送信する送信アンテナとを備えたことを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、車外のＧＰＳ、ＴＶ、ＦＭ、ＡＭなどといった電波を受信アンテナが受信し、生成手段が、受信アンテナから得られる受信信号に基づき、送信信号を生成し、車両内に設けられた送信アンテナが、生成手段により生成された送信信号を、無線送信する。従って、送信アンテナから無線送信された送信信号を受信して、その送信信号に応じて動作を行うことができる電子機器を設ければ、受信アンテナから電子機器に対して信号を送信するために、ワイヤハーネスを用いる必要がない。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車載用通信装置であって、前記生成手段は、車両の開口部枠又は車両内部に設けられた導電性膜に覆われた空間の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、導波管において、遮断周波数以下の周波数の電波は、導波管内を伝播する際に減衰することに着目し、生成手段が、車両の開口部枠または車両内部に設けられた導電性膜に覆われた空間の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成する。従って、電子機器の受信アンテナを車両内、または、車両内部の導電性膜に覆われた空間に設ければ、車内や、導電性膜に覆われた空間で発生した送信信号の電波が、その開口部枠を通過して、車外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰され、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外にでることはない。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の車載用通信装置であって、前記生成手段は、前記受信信号の搬送波周波数を、前記遮断周波数以下に変換する周波数変換手段を有し、該周波数変換した受信信号を前記送信信号とすることを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、生成手段において、周波数変換手段が、受信信号の搬送波周波数を、遮断周波数以下に変換する。生成手段が、この周波数変換した受信信号を送信信号とする。従って、周波数変換手段を用いて簡単に、遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３項記載の車載用通信装置であって、前記受信アンテナは、複数の周波数帯の電波を受信するため、複数設けられ、前記生成手段は、前記周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、受信アンテナが、複数の周波数帯の電波を受信するため、複数設けられている。生成手段が、周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成する。従って、送信信号が、その周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有しているため、フィルタなどを用いれば、複数の送信信号の中から、特定の送信信号を抽出することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の車載用通信装置であって、前記周波数毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を混合する混合手段をさらに備え、前記混合手段は、混合した送信信号を、前記送信アンテナを用いて無線送信させることを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、混合手段が、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を混合し、混合した送信信号を、送信アンテナを用いて無線送信させる。従って、混合することにより、単一の送信アンテナを用いて、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を送信することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１又は２記載の車載用通信装置であって、前記生成手段は、前記受信信号をベースバンド信号に復調する復調手段を有し、該ベースバンド信号に基づき、送信信号を生成することを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、生成手段において、復調手段が、受信信号をベースバンド信号に復調する。生成手段が、このベースバンド信号に基づき、送信信号を生成する。従って、受信信号をベースバンド信号に復調することによって、受信信号のフォーマットとは異なる車内無線ＬＡＮ独自のフォーマットなどに加工された送信信号を生成することができるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、その前に、導波管の開口寸法と遮断周波数との一般関係について説明する。
【００２２】
図１は、モデルケースとしての方形導波管の開口端付近の要部斜視図である。このような方形導波管を使って電波を伝搬させる場合に、その伝搬特性を司る方形導波管内の電界は、内部に誘電体が一様に分布しているものとすると、方形導波管の長辺方向両内面においてゼロになるという境界条件を満たす限り、方形導波管の内面に対する電波の入射波や反射波の線形結合によって決まる。
【００２３】
したがって、電波の伝搬について考えるこのケースでは、導波方向と直交する方形導波管の断面方向における磁界がゼロであるものとして（ＴＥモード）、マックスウェルの波動方程式の解を求めることで、方形導波管を伝搬する電波の波形や周波数の計算上の値が、いくつか決まる。
【００２４】
但し、方形導波管の長辺の２倍以上の波形では、電波が方形導波管内に収まりきれないので、実際には、上記したようにしていくつか求まる計算上の波長のうち、方形導波管の長辺の２倍以下の波長の電波が、方形導波管を使って伝搬させることのできる電波であることになる。
【００２５】
そして、上記した計算により求まる波長や周波数の組み合わせ、すなわち、方形導波管を伝導する電波の形（モード）は、複数存在し（波長の大きいものから順にＴＥ１０、ＴＥ２０、ＴＥ０１、ＴＥ２１、…）、それぞれのモードに、それ以上でないと方形導波管内を電波が伝搬しない遮断周波数が存在する。
【００２６】
つまり、導波方向と直交する方形導波管の断面方向における磁界がゼロであるＴＥ（Ｔｏｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ）モードでは、電界が方形導波管の断面方向成分しか存在しないので、各モードの遮断周波数以下の周波数の電波については、方形導波管を使って伝搬させることができないわけである。
【００２７】
よって、この性質を利用して、波長の最も大きい（周波数の最も低い）モード（この場合にはＴＥ１０モード）の遮断周波数以下の電波を発生させれば、その電波を、方形導波管により減衰させることができる。
【００２８】
ちなみに、方形導波管の長辺寸法をＬ、方形導波管の短辺寸法をＭとして、方形導波管の場合のＴＥモードにおける遮断周波数ｆを一般式で表すと、
ｆｌｍ＝ｃ｛［（ｌ／Ｌ）２＋（ｍ／Ｍ）２］１／２｝／２
となり、ＴＥ１０モードにおける遮断周波数ｆ１０は、ｌ＝１、ｍ＝０を代入して、
ｆ１０＝ｃ｛［（１／Ｌ）２＋（０／Ｍ）２］１／２｝／２＝ｃ／２Ｌ
となる。
【００２９】
なお、ここでは方形導波管を例に取って説明したが、円形導波管の場合には、境界条件を考慮に入れてベッセル関数を解くことで、円形導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の波長や周波数の計算上の値をいくつか求めることができる。また、任意断面形状の導波管の場合には、やはり境界条件を考慮に入れてヘルムホルツ方程式（ラプラス方程式）を解くことで、任意断面積形状の導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の波長や周波数の計算上の値をいくつか求めることができる。
【００３０】
そして、上記のようにしていくつか求めた各形状・寸法の導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の周波数から定まる、いくつかの遮断周波数のうち、最も低い遮断周波数以下の周波数の電波を発生させれば、その電波は何れの形状・形状の導波管によっても減衰される。
【００３１】
第１実施形態
次に、本発明の第１実施の形態を、図面を参照して説明する。図２は、本発明の車載用通信装置が設けられた車両の一実施の形態を示す図である。
同図に示すように、ＴＶチューナ（図示せず）が内蔵されたカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０は、運転席から操作可能な位置である車両１００前方に設けられている。また、車載用通信装置５０は、車両１００の後方に設けられている。
【００３２】
車載用通信装置５０は、車両１００のルーフや、リアガラス付近に設けられ、車外のＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＴＶ、ＡＭ、ＦＭといった公衆電波を受信するためのＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭ（請求項中の受信アンテナに相当）を備えている。
【００３３】
車載用通信装置５０は、さらに、上記受信アンテナの近くに設けられ、各受信アンテナとワイヤーハーネスで接続されている生成手段としての中継器５１と、上述したカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０と無線通信を行うための送信アンテナＡｔｈとを備えている。
【００３４】
次に、上述した中継器５１の詳細な構成について、図３を参照にして説明する。
同図に示すように、中継器５１は、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから得られる受信信号と、発振器ＬＯ１１〜ＬＯ１４から出力される発振周波数ｆＬＯ１〜ｆＬＯ４の発振信号とを乗算するミキサＭ１１〜Ｍ１４とを備える。
【００３５】
上記発振信号の発振周波数ｆＬＯ１〜ｆＬＯ４は、ミキサＭ１１〜Ｍ１４によって乗算を行った結果、周波数ｆ１〜ｆ４の周波数成分を有する受信信号が得られるような値に設定されている。なお、上記周波数ｆ１〜ｆ４は、何れも車両内に設けられた複数の開口部枠のうち、最大の開口面積を持つ開口部枠（例えば、フロントガラスの開口部）を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下の周波数であり、各々異なる周波数である。
【００３６】
具体的には、ｆＧＰＳ＝ＧＰＳ周波数、ｆＶＩＣＳ＝ＶＩＣＳ周波数、ｆＴＶ＝ＴＶ周波数、ｆＦＭＡＭ＝ＦＭ、ＡＭ周波数としたとき、
ｆＬＯ１＝ｆＧＰＳ−ｆ１
ｆＬＯ２＝ｆＶＩＣＳ−ｆ２
ｆＬＯ３＝ｆＴＶ−ｆ３
ｆＬＯ４＝ｆＦＭＡＭ−ｆ４となるように設定している。
【００３７】
また、中継器５１は、ミキサＭ１１〜Ｍ１４から出力される信号から周波数ｆ１〜ｆ４以外の周波数成分を除去するためのバンドパスフィルタ（以下、ＢＰフィルタ）Ｆ１１〜Ｆ１４を備えている。このＢＰフィルタＦ１１〜Ｆ１４を通過した信号を、送信信号とする。さらに、中継器５１は、上記各ＢＰフィルタＦ１１〜Ｆ１４から出力される送信信号を合成する合成器５２を備える。合成器５２によって合成された送信信号は、送信アンテナＡｔｈにより無線送信される。
【００３８】
上述した構成の中継器５１の動作について、以下説明する。まず、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳは、車外のＧＰＳ電波を受信し、ＧＰＳ電波をＧＰＳ受信信号に変換して、ミキサＭ１１に出力する。ミキサＭ１１は、上記ＧＰＳ受信信号と、発振器ＬＯ１１から出力される発振周波数ｆＬＯ１の発振信号とを乗算し、（ｆＧＰＳ＋ｆＬＯ１）、（ｆＧＰＳ−ｆＬＯ１＝ｆ１）の周波数成分を有する信号を、ＢＰフィルタＦ１１に対して出力する。
【００３９】
ＢＰフィルタＦ１１は、ミキサＭ１１から出力される信号から、（ｆＧＰＳ＋ｆＬＯ１）の周波数成分を除去して、遮断周波数以下の周波数成分（ｆＧＰＳ−ｆＬＯ１＝ｆ１）を有する送信信号として出力する。以上のことから明らかなように、発振器ＬＯ１１、ミキサＭ１１及びＢＰフィルタＦ１１は、ＧＰＳ受信信号の搬送波周波数ｆＧＰＳを、遮断周波数以下の周波数ｆ１に変換する周波数変換手段として働くことがわかる。
【００４０】
同様に、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから各々得られるＶＩＣＳ受信信号、ＴＶ受信信号、ＦＭ、ＡＭ信号の搬送波周波数ｆＶＩＣＳ、ｆＴＶ、ｆＦＭＡＭも、周波数変換手段として働く、発振器ＬＯ１２〜ＬＯ１４、ミキサＭ１２〜Ｍ１４及びＢＰフィルタＦ１２〜Ｆ１４によって、周波数変換され、結果、ＢＰフィルタＦ１２〜Ｆ１４からは、遮断周波数以下の周波数成分ｆ２〜ｆ４を有する送信信号が各々出力される。
【００４１】
ＢＰフィルタＦ１２〜Ｆ１４から出力される周波数ｆ１〜ｆ４の送信信号は、合成器５２によって合成され、合成された送信信号は、送信アンテナＡｔｈによって電波に変換されて、無線送信される。
【００４２】
次に、上述した車載用通信装置から送信される送信信号を受信するカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０の詳細な構成について、図４を参照にして説明する。
同図（ａ）に示すように、カーナビゲーション装置３０は、上記送信信号を受信するためのアンテナＡ１〜Ａ３と、アンテナＡ１〜Ａ３から得た受信信号から、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３以外の成分を除去するＢＰフィルタＦ２１〜Ｆ２３と、このＢＰフィルタＦ２１〜Ｆ２３から出力される信号及び発振器ＬＯ２１〜ＬＯ２３から出力される発振周波数ｆＬＯ１〜ｆＬＯ３の発振信号とを乗算するミキサＭ２１〜Ｍ２３とを備える。
【００４３】
また、カーナビゲーション装置３０は、ミキサＭ２１〜２３から出力される信号から周波数ｆＧＰＳ、ｆＶＩＣＳ、ｆＴＶ以外の周波数成分を除去するためのＢＰフィルタＦ３１〜Ｆ３３と、ナビゲーション本体３１と、ＴＶチューナ３２とを備えている。なお、ＢＰフィルタＦ３３の出力のみが、ＴＶチューナ３２に供給される。
【００４４】
また、同図（ｂ）に示すように、カーステレオ装置４０は、上記送信信号を受信するためのアンテナＡ４と、アンテナＡ４から得た受信信号から、周波数ｆ４以外の成分を除去するＢＰフィルタＦ２４と、このＢＰフィルタＦ２４から出力される信号及び発振器ＬＯ２４から出力される発振周波数ｆＬＯ４の発振信号とを乗算するミキサＭ２４とを備える。
【００４５】
カーステレオ装４０は、さらに、ミキサＭ２４から出力される信号から周波数ｆＦＭＡＭ以外の周波数成分を除去するためのＢＰフィルタＦ３４と、カーステレオ本体４１とを備えている。
【００４６】
上述した構成のナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０の動作について、以下説明する。まず、アンテナＡ１は、車載用通信装置の送信アンテナＡｔｈから送信された電波を受信し、この電波を受信信号に変換して、ＢＰフィルタＦ２１に出力する。つまり、ＢＰフィルタＦ２１には、合成器５２によって合成された送信信号と同等の周波数成分ｆ１〜ｆ４を有する受信信号が供給される。
【００４７】
ＢＰフィルタＦ２１は、アンテナＡ１から得られる受信信号から、ｆ２〜ｆ４の周波数成分を除去して、周波数成分ｆ１のみを、ミキサＭ２１に対して出力する。ミキサＭ２１は、上記周波数成分ｆ１を有する受信信号と、発振器ＬＯ２１から出力される発振周波数ｆＬＯ１の発振信号とを乗算し、（ｆ１＋ｆＬＯ１＝ｆＧＰＳ）、（ｆ１−ｆＬＯ１）の周波数成分を有する信号をＢＰフィルタＦ３１に対して出力する。
【００４８】
ＢＰフィルタＦ３１は、ミキサＭ２１から出力される信号から、（ｆ１−ｆＬＯ１）の周波数成分を除去して、ＧＰＳ周波数ｆＧＰＳを有する信号として、ナビゲーション本体３１に対して出力する。つまり、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳが受信したＧＰＳ信号と同等の信号をナビゲーション本体３１に対して出力する。
【００４９】
同様の動作で、ＢＰフィルタＦ３２は、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳが受信したＶＩＣＳ信号と同等の信号をナビゲーション本体３１に対して出力し、ＢＰフィルタＦ３３は、ＴＶアンテナＡＴＶが受信したＴＶ信号と同等の信号をＴＶチューナ３２に対して出力する。また、ＢＰフィルタＦ３４は、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭが受信したＦＭ、ＡＭ信号と同等の信号をカーステレオ本体４１に対して出力する。
【００５０】
上述した第１実施形態の発明によれば、車載用通信装置において、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから受信した受信信号に基づいて、生成した送信信号を送信アンテナＡｔｈを用いてナビゲーション装置３０や、カーステレオ装置４０に対して送信している。
【００５１】
このため、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから、ナビゲーション装置３０又はカーステレオ装置４０に対して信号を送信するために、ワイヤーハーネスを用いる必要がなく、上述した受信アンテナの設置場所の自由度が高まり、また受信アンテナとナビゲーション装置３０やカーステレオ装置４０とを接続するワイヤーハーネスを削減することができる。
【００５２】
また、第１実施形態の発明によれば、送信アンテナＡｔｈから送信される送信信号は、車両の開口部枠（フロントガラス枠など）を導波管と見立てた場合において、この導波管の遮断周波数以下の周波数成分ｆ１〜ｆ４を有している。このため、車内で発生した送信信号の電波が、その開口部枠を通過して、車外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により、減衰され、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出ることがなくなる。
【００５３】
また、第１実施形態によれば、発振器ＬＯ１１〜ＬＯ１４、ミキサＭ１１〜Ｍ１４、ＢＰフィルタＦ１１〜Ｆ１４によって、各受信アンテナによって得られる受信信号の搬送波周波数を、遮断周波数以下に変換している。このため、簡単な構成で、遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することができ、コストダウンを図ることができる。
【００５４】
また、第１実施形態によれば、受信アンテナは、ＧＰＳ周波数帯、ＶＩＣＳ周波数帯、ＴＶ周波数帯、ＦＭ、ＡＭ周波数帯受信用に複数、設けられている。また、各受信アンテナから得られる受信信号は、周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数ｆ１〜ｆ４に変換されている。このため、送信信号を受け取るナビゲーション装置３０や、カーステレオ装置４０においては、ＢＰフィルタＦ２１からＦ２４を用いることにより、複数の送信信号を混合することなく、受信することができる。
【００５５】
さらに、第１実施形態によれば、合成器５２によって、ＢＰフィルタＦ１１〜Ｆ１４から出力される各々異なる遮断周波数以下の周波数ｆ１〜ｆ４成分を有する複数の送信信号が混合されている。このため、単一の送信アンテナを用いて、簡単に送信信号を送信することができるようになる。
【００５６】
第２実施形態
なお、上述した第１実施形態における車載用通信装置では、受信アンテナにより得られた受信信号の復調を行わず、周波数変換するだけで、送信信号の変調方式や、フォーマットは受信信号と変えていなかった。しかしながら、例えば、上記受信信号をベースバンド信号まで復調して、復調したベースバンド信号に基づき、車内無線ＬＡＮなどに用いられる受信信号とは別のフォーマットに加工した送信信号を生成して送信することも考えられる。
【００５７】
この場合の車載通信装置の構成について、図５を参照して以下説明する。上述した車載通信装置は、受信アンテナＡ５と、ＢＰフィルタＦ４１〜Ｆ４３、周波数変換器５３〜５５、Ａ／Ｄ変換器５６、復調手段としてのデジタル復調・信号処理装置５７、データ制御装置５８、無線機５９及び送受信用アンテナＡ６を備えている。上記受信アンテナＡ５は、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、地上波デジタル放送などの電波を受信する。なお、これら電波のベースバンド信号は、デジタル信号であるとする。
【００５８】
また、ＢＰフィルタＦ４１〜Ｆ４３は、各々ＧＰＳ周波数、ＶＩＣＳ周波数、デジタル放送周波数以外の周波数成分を除去する。従って、受信アンテナＡ５からのＧＰＳ受信信号は、ＢＰフィルタＦ４１を通過して、周波数変換器５３に供給され、ＶＩＣＳ受信信号は、ＢＰフィルタＦ４２を通過して、周波数変換器５４に供給され、デジタル放送受信信号は、ＢＰフィルタＦ４３を通過して、周波数変換器５５に供給される。
【００５９】
上記周波数変換器５３〜５５は、供給されたＧＰＳ受信信号、ＶＩＣＳ受信信号、デジタル放送受信信号の搬送波周波数を変換して、Ａ／Ｄ変換器５６に供給する。Ａ／Ｄ変換器５６は、周波数変換されたＧＰＳ受信信号、ＶＩＣＳ受信信号、デジタル放送受信信号をデジタル信号に変換して、デジタル復調・信号処理装置５７に対して供給する。
【００６０】
デジタル復調・信号処理装置５７は、供給されたＧＰＳ受信信号、ＶＩＣＳ受信信号、デジタル放送受信信号のデジタル信号をデジタル信号処理して、それぞれベースバンド信号（デジタル信号）に復調して、データ制御装置５８に対して供給する。データ制御装置５８では、送信要求信号が供給されると、ＧＰＳ受信信号、ＶＩＣＳ受信信号、デジタル放送受信信号のベースバンド信号を、車内無線ＬＡＮ用のフレームフォーマットに加工し、無線機５９に対して出力する。
【００６１】
上記無線機５９は、遮断周波数以下の周波数の搬送波を用いて、車内無線ＬＡＮ用のフレームフォーマットに加工されたベースバンド信号を変調した後、送信信号として、送受信用アンテナＡ６を用いて無線送信させる。
【００６２】
これに対して、ナビゲーション装置３０やカーステレオ装置４０は、図６に示すような構成となる。同図に示すように、ナビゲーション装置３０や、カーステレオ装置４０は、各々受信アンテナＡ７、無線機６１、データ制御装置６２、装置本体６３を備える。
【００６３】
上述した受信アンテナＡ７は、受信した電波を受信信号に変換して、無線機６１に対して出力する。無線機６１は、上記受信信号を、車内無線ＬＡＮ用のフレームフォーマットに加工されたベースバンド信号に復調し、データ制御装置６２に供給する。データ制御装置６２は、装置本体６３に必要なデータを車内無線ＬＡＮ用のフレームフォーマットに加工されたベースバンド信号から抽出して、装置本体６３に対して供給する。データ制御装置６２は、また、送信要求信号を無線機６１及び送信アンテナＡ７を介して、車載用通信装置に対して無線送信させる。
【００６４】
車載用通信装置−ナビゲーション装置３０、カーステレオ装置４０で行われる無線ＬＡＮ方式は、周波数分割多重方式、時分割多重方式、直交周波数分割多重方式などの各種デジタル多重方式を採用することができる。
【００６５】
上述した第２実施形態によれば、デジタル復調・信号処理装置５７が、受信信号をベースバンド信号に復調することにより、受信信号の変調方式やフォーマットとは異なる車内無線ＬＡＮ独自のフォーマットに加工された送信信号を生成することができるようになる。
【００６６】
なお、上述した第１及び第２実施形態では、車両の開口部を導波管と見立てていたが、例えば、導電性膜で覆われた空間を作って、その空間の開口部枠を導波管と見立てることも考えられる。この場合、上記空間で、車載用通信装置−ナビゲーション装置３０、カーステレオ装置４０の通信を行えば、導電性膜で完全に覆われた閉空間を作ることができず、その空間に開口部があったとしても、その開口部（＝導波管）で電波が減衰されるため、空間外に外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が出ることがない、つまり、車外に外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が出ることがない。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、送信アンテナから無線送信された送信信号を受信して、その送信信号に応じて動作を行うことができる電子機器を設ければ、受信アンテナから電子機器に対して信号を送信するために、ワイヤハーネスを用いる必要がないので、受信アンテナの設置場所の自由度が高まり、また受信アンテナと電子機器とを接続するワイヤーハーネスなどを削減することができる車載用通信装置を得ることができる。
【００６８】
請求項２記載の発明によれば、電子機器の受信アンテナを車両内、または、車両内部の導電性膜に覆われた空間に設ければ、車内や、導電性膜に覆われた空間で発生した送信信号の電波が、その開口部枠を通過して、車外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰され、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外にでることはない車載用通信装置を得ることができる。
【００６９】
請求項３記載の発明によれば、周波数変換手段を用いて簡単に、遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することができるので、構成が簡単となり、コストダウンを図った車載用通信装置を得ることができる。
【００７０】
請求項４記載の発明によれば、送信信号が、その周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有しているため、フィルタなどを用いれば、複数の送信信号の中から、特定の送信信号を抽出することができるので、特定の送信信号によって動作する電子機器が、他の送信信号によって誤動作することがない車載用通信装置を得ることができる。
【００７１】
請求項５記載の発明によれば、混合することにより、単一の送信アンテナを用いて、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を送信することができるので、構成が簡単となり、コストダウンを図った車載用通信装置を得ることができる。
【００７２】
請求項６記載の発明によれば、受信信号をベースバンド信号に復調することによって、受信信号のフォーマットとは異なる車内無線ＬＡＮ独自のフォーマットなどに加工された送信信号を生成することができるようになるので、車内無線ＬＡＮを利用して送信信号を送信することができるようになる車載用通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】方形導波管の開口端付近の要部斜視図である。
【図２】本発明の車載用通信装置が設けられた車両の一実施の形態を示す図である。
【図３】第１実施形態における図２の車載用通信装置を構成する中継器５１の詳細な構成を示す図である。
【図４】第１実施形態における図２のカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０の詳細な構成を示す図である。
【図５】第２実施形態における図２の車載用通信装置の構成を示す図である。
【図６】第１実施形態における図２のカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０といった電子機器の詳細な構成を示す図である。
【図７】従来のＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭ、ＴＶ等の公衆電波を受信する装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
５１ 中継器（生成手段）
ＡＲＧＰＳ ＧＰＳアンテナ（受信アンテナ）
ＡＲＶＩＣＳ ＶＩＣＳアンテナ（受信アンテナ）
ＡＲＴＶ ＴＶアンテナ（受信アンテナ）
ＡＲＦＭＡＭ ＦＭ、ＡＭアンテナ（受信アンテナ）
Ａｔｈ 送信アンテナ
ＬＯ１１〜ＬＯ１４ 発振器（周波数変換手段）
Ｍ１１〜Ｍ１４ ミキサ（周波数変換手段）
Ｆ１１〜Ｆ１４ バンドパスフィルタ（周波数変換手段）
５２ 合成器（混合手段）
５７ デジタル復調・信号処理装置（復調手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載用通信装置に係わり、特に、車外の電波を受信する車載用通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭ、ＴＶ等の公衆電波を受信する装置として、図７に示されたようなカーナビゲーション装置、カーステレオ装置が知られている。同図に示すように、カーナビゲーション本体１０及びカーステレオ本体２０は、運転席から操作可能な位置である、車両１００前方に設けられている。また、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭ、ＴＶ等の公衆電波を受信するＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭは、車両前方に設置されており、ＴＶアンテナＡＴＶは、車両１００後方のルーフに設置されている。
【０００３】
上記カーナビゲーション本体１０と、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶとは、ワイヤーハーネスを介して接続されており、このワイヤーハーネスを通じて、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ及びＴＶアンテナＡＴＶから得られる受信信号を、カーナビゲーション本体１０に供給している。
【０００４】
また、カーステレオ本体２０と、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭとも、ワイヤーハーネスを介して接続されており、このワイヤーハーネスを通じて、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから得られる受信信号を、カーステレオ本体１０に供給している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来では、ワイヤーハーネスを用いて、各受信アンテナと、受信アンテナが受信した受信信号に応じて動作する、カーナビゲーション本体１０や、カーステレオ本体２０といった電子機器とを接続している。
【０００６】
このため、例えば、図７中のＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭのように、電子機器の近くにアンテナを設置すると、電子機器と受信アンテナとを接続するワイヤーハーネスの長さは短くすることができるが、受信アンテナの設置場所が限定されてしまうという問題が生じる。
【０００７】
一方、図７中のＴＶアンテナＡＴＶのように、電子機器の設定位置に関係なく、受信状態の良好な場所に受信アンテナを設置すると、受信アンテナと電子機器とを接続するワイヤーハーネスが長くなり、その配索が困難となるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、受信アンテナの設置場所の自由度が高まり、また受信アンテナと電子機器とを接続するワイヤーハーネスなどを削減することができる車載用通信装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、車外の電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナから得られる受信信号に基づき、送信信号を生成する生成手段と、車内に設けられ、前記生成した送信信号を無線送信する送信アンテナとを備えたことを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、車外のＧＰＳ、ＴＶ、ＦＭ、ＡＭなどといった電波を受信アンテナが受信し、生成手段が、受信アンテナから得られる受信信号に基づき、送信信号を生成し、車両内に設けられた送信アンテナが、生成手段により生成された送信信号を、無線送信する。従って、送信アンテナから無線送信された送信信号を受信して、その送信信号に応じて動作を行うことができる電子機器を設ければ、受信アンテナから電子機器に対して信号を送信するために、ワイヤハーネスを用いる必要がない。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車載用通信装置であって、前記生成手段は、車両の開口部枠又は車両内部に設けられた導電性膜に覆われた空間の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、導波管において、遮断周波数以下の周波数の電波は、導波管内を伝播する際に減衰することに着目し、生成手段が、車両の開口部枠または車両内部に設けられた導電性膜に覆われた空間の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成する。従って、電子機器の受信アンテナを車両内、または、車両内部の導電性膜に覆われた空間に設ければ、車内や、導電性膜に覆われた空間で発生した送信信号の電波が、その開口部枠を通過して、車外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰され、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外にでることはない。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の車載用通信装置であって、前記生成手段は、前記受信信号の搬送波周波数を、前記遮断周波数以下に変換する周波数変換手段を有し、該周波数変換した受信信号を前記送信信号とすることを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、生成手段において、周波数変換手段が、受信信号の搬送波周波数を、遮断周波数以下に変換する。生成手段が、この周波数変換した受信信号を送信信号とする。従って、周波数変換手段を用いて簡単に、遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３項記載の車載用通信装置であって、前記受信アンテナは、複数の周波数帯の電波を受信するため、複数設けられ、前記生成手段は、前記周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、受信アンテナが、複数の周波数帯の電波を受信するため、複数設けられている。生成手段が、周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成する。従って、送信信号が、その周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有しているため、フィルタなどを用いれば、複数の送信信号の中から、特定の送信信号を抽出することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の車載用通信装置であって、前記周波数毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を混合する混合手段をさらに備え、前記混合手段は、混合した送信信号を、前記送信アンテナを用いて無線送信させることを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、混合手段が、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を混合し、混合した送信信号を、送信アンテナを用いて無線送信させる。従って、混合することにより、単一の送信アンテナを用いて、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を送信することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１又は２記載の車載用通信装置であって、前記生成手段は、前記受信信号をベースバンド信号に復調する復調手段を有し、該ベースバンド信号に基づき、送信信号を生成することを特徴とする車載用通信装置に存する。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、生成手段において、復調手段が、受信信号をベースバンド信号に復調する。生成手段が、このベースバンド信号に基づき、送信信号を生成する。従って、受信信号をベースバンド信号に復調することによって、受信信号のフォーマットとは異なる車内無線ＬＡＮ独自のフォーマットなどに加工された送信信号を生成することができるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、その前に、導波管の開口寸法と遮断周波数との一般関係について説明する。
【００２２】
図１は、モデルケースとしての方形導波管の開口端付近の要部斜視図である。このような方形導波管を使って電波を伝搬させる場合に、その伝搬特性を司る方形導波管内の電界は、内部に誘電体が一様に分布しているものとすると、方形導波管の長辺方向両内面においてゼロになるという境界条件を満たす限り、方形導波管の内面に対する電波の入射波や反射波の線形結合によって決まる。
【００２３】
したがって、電波の伝搬について考えるこのケースでは、導波方向と直交する方形導波管の断面方向における磁界がゼロであるものとして（ＴＥモード）、マックスウェルの波動方程式の解を求めることで、方形導波管を伝搬する電波の波形や周波数の計算上の値が、いくつか決まる。
【００２４】
但し、方形導波管の長辺の２倍以上の波形では、電波が方形導波管内に収まりきれないので、実際には、上記したようにしていくつか求まる計算上の波長のうち、方形導波管の長辺の２倍以下の波長の電波が、方形導波管を使って伝搬させることのできる電波であることになる。
【００２５】
そして、上記した計算により求まる波長や周波数の組み合わせ、すなわち、方形導波管を伝導する電波の形（モード）は、複数存在し（波長の大きいものから順にＴＥ１０、ＴＥ２０、ＴＥ０１、ＴＥ２１、…）、それぞれのモードに、それ以上でないと方形導波管内を電波が伝搬しない遮断周波数が存在する。
【００２６】
つまり、導波方向と直交する方形導波管の断面方向における磁界がゼロであるＴＥ（Ｔｏｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄ）モードでは、電界が方形導波管の断面方向成分しか存在しないので、各モードの遮断周波数以下の周波数の電波については、方形導波管を使って伝搬させることができないわけである。
【００２７】
よって、この性質を利用して、波長の最も大きい（周波数の最も低い）モード（この場合にはＴＥ１０モード）の遮断周波数以下の電波を発生させれば、その電波を、方形導波管により減衰させることができる。
【００２８】
ちなみに、方形導波管の長辺寸法をＬ、方形導波管の短辺寸法をＭとして、方形導波管の場合のＴＥモードにおける遮断周波数ｆを一般式で表すと、
ｆｌｍ＝ｃ｛［（ｌ／Ｌ）２＋（ｍ／Ｍ）２］１／２｝／２
となり、ＴＥ１０モードにおける遮断周波数ｆ１０は、ｌ＝１、ｍ＝０を代入して、
ｆ１０＝ｃ｛［（１／Ｌ）２＋（０／Ｍ）２］１／２｝／２＝ｃ／２Ｌ
となる。
【００２９】
なお、ここでは方形導波管を例に取って説明したが、円形導波管の場合には、境界条件を考慮に入れてベッセル関数を解くことで、円形導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の波長や周波数の計算上の値をいくつか求めることができる。また、任意断面形状の導波管の場合には、やはり境界条件を考慮に入れてヘルムホルツ方程式（ラプラス方程式）を解くことで、任意断面積形状の導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の波長や周波数の計算上の値をいくつか求めることができる。
【００３０】
そして、上記のようにしていくつか求めた各形状・寸法の導波管を伝搬する電波（ＴＥモード）の周波数から定まる、いくつかの遮断周波数のうち、最も低い遮断周波数以下の周波数の電波を発生させれば、その電波は何れの形状・形状の導波管によっても減衰される。
【００３１】
第１実施形態
次に、本発明の第１実施の形態を、図面を参照して説明する。図２は、本発明の車載用通信装置が設けられた車両の一実施の形態を示す図である。
同図に示すように、ＴＶチューナ（図示せず）が内蔵されたカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０は、運転席から操作可能な位置である車両１００前方に設けられている。また、車載用通信装置５０は、車両１００の後方に設けられている。
【００３２】
車載用通信装置５０は、車両１００のルーフや、リアガラス付近に設けられ、車外のＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＴＶ、ＡＭ、ＦＭといった公衆電波を受信するためのＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭ（請求項中の受信アンテナに相当）を備えている。
【００３３】
車載用通信装置５０は、さらに、上記受信アンテナの近くに設けられ、各受信アンテナとワイヤーハーネスで接続されている生成手段としての中継器５１と、上述したカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０と無線通信を行うための送信アンテナＡｔｈとを備えている。
【００３４】
次に、上述した中継器５１の詳細な構成について、図３を参照にして説明する。
同図に示すように、中継器５１は、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから得られる受信信号と、発振器ＬＯ１１〜ＬＯ１４から出力される発振周波数ｆＬＯ１〜ｆＬＯ４の発振信号とを乗算するミキサＭ１１〜Ｍ１４とを備える。
【００３５】
上記発振信号の発振周波数ｆＬＯ１〜ｆＬＯ４は、ミキサＭ１１〜Ｍ１４によって乗算を行った結果、周波数ｆ１〜ｆ４の周波数成分を有する受信信号が得られるような値に設定されている。なお、上記周波数ｆ１〜ｆ４は、何れも車両内に設けられた複数の開口部枠のうち、最大の開口面積を持つ開口部枠（例えば、フロントガラスの開口部）を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下の周波数であり、各々異なる周波数である。
【００３６】
具体的には、ｆＧＰＳ＝ＧＰＳ周波数、ｆＶＩＣＳ＝ＶＩＣＳ周波数、ｆＴＶ＝ＴＶ周波数、ｆＦＭＡＭ＝ＦＭ、ＡＭ周波数としたとき、
ｆＬＯ１＝ｆＧＰＳ−ｆ１
ｆＬＯ２＝ｆＶＩＣＳ−ｆ２
ｆＬＯ３＝ｆＴＶ−ｆ３
ｆＬＯ４＝ｆＦＭＡＭ−ｆ４となるように設定している。
【００３７】
また、中継器５１は、ミキサＭ１１〜Ｍ１４から出力される信号から周波数ｆ１〜ｆ４以外の周波数成分を除去するためのバンドパスフィルタ（以下、ＢＰフィルタ）Ｆ１１〜Ｆ１４を備えている。このＢＰフィルタＦ１１〜Ｆ１４を通過した信号を、送信信号とする。さらに、中継器５１は、上記各ＢＰフィルタＦ１１〜Ｆ１４から出力される送信信号を合成する合成器５２を備える。合成器５２によって合成された送信信号は、送信アンテナＡｔｈにより無線送信される。
【００３８】
上述した構成の中継器５１の動作について、以下説明する。まず、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳは、車外のＧＰＳ電波を受信し、ＧＰＳ電波をＧＰＳ受信信号に変換して、ミキサＭ１１に出力する。ミキサＭ１１は、上記ＧＰＳ受信信号と、発振器ＬＯ１１から出力される発振周波数ｆＬＯ１の発振信号とを乗算し、（ｆＧＰＳ＋ｆＬＯ１）、（ｆＧＰＳ−ｆＬＯ１＝ｆ１）の周波数成分を有する信号を、ＢＰフィルタＦ１１に対して出力する。
【００３９】
ＢＰフィルタＦ１１は、ミキサＭ１１から出力される信号から、（ｆＧＰＳ＋ｆＬＯ１）の周波数成分を除去して、遮断周波数以下の周波数成分（ｆＧＰＳ−ｆＬＯ１＝ｆ１）を有する送信信号として出力する。以上のことから明らかなように、発振器ＬＯ１１、ミキサＭ１１及びＢＰフィルタＦ１１は、ＧＰＳ受信信号の搬送波周波数ｆＧＰＳを、遮断周波数以下の周波数ｆ１に変換する周波数変換手段として働くことがわかる。
【００４０】
同様に、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから各々得られるＶＩＣＳ受信信号、ＴＶ受信信号、ＦＭ、ＡＭ信号の搬送波周波数ｆＶＩＣＳ、ｆＴＶ、ｆＦＭＡＭも、周波数変換手段として働く、発振器ＬＯ１２〜ＬＯ１４、ミキサＭ１２〜Ｍ１４及びＢＰフィルタＦ１２〜Ｆ１４によって、周波数変換され、結果、ＢＰフィルタＦ１２〜Ｆ１４からは、遮断周波数以下の周波数成分ｆ２〜ｆ４を有する送信信号が各々出力される。
【００４１】
ＢＰフィルタＦ１２〜Ｆ１４から出力される周波数ｆ１〜ｆ４の送信信号は、合成器５２によって合成され、合成された送信信号は、送信アンテナＡｔｈによって電波に変換されて、無線送信される。
【００４２】
次に、上述した車載用通信装置から送信される送信信号を受信するカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０の詳細な構成について、図４を参照にして説明する。
同図（ａ）に示すように、カーナビゲーション装置３０は、上記送信信号を受信するためのアンテナＡ１〜Ａ３と、アンテナＡ１〜Ａ３から得た受信信号から、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３以外の成分を除去するＢＰフィルタＦ２１〜Ｆ２３と、このＢＰフィルタＦ２１〜Ｆ２３から出力される信号及び発振器ＬＯ２１〜ＬＯ２３から出力される発振周波数ｆＬＯ１〜ｆＬＯ３の発振信号とを乗算するミキサＭ２１〜Ｍ２３とを備える。
【００４３】
また、カーナビゲーション装置３０は、ミキサＭ２１〜２３から出力される信号から周波数ｆＧＰＳ、ｆＶＩＣＳ、ｆＴＶ以外の周波数成分を除去するためのＢＰフィルタＦ３１〜Ｆ３３と、ナビゲーション本体３１と、ＴＶチューナ３２とを備えている。なお、ＢＰフィルタＦ３３の出力のみが、ＴＶチューナ３２に供給される。
【００４４】
また、同図（ｂ）に示すように、カーステレオ装置４０は、上記送信信号を受信するためのアンテナＡ４と、アンテナＡ４から得た受信信号から、周波数ｆ４以外の成分を除去するＢＰフィルタＦ２４と、このＢＰフィルタＦ２４から出力される信号及び発振器ＬＯ２４から出力される発振周波数ｆＬＯ４の発振信号とを乗算するミキサＭ２４とを備える。
【００４５】
カーステレオ装４０は、さらに、ミキサＭ２４から出力される信号から周波数ｆＦＭＡＭ以外の周波数成分を除去するためのＢＰフィルタＦ３４と、カーステレオ本体４１とを備えている。
【００４６】
上述した構成のナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０の動作について、以下説明する。まず、アンテナＡ１は、車載用通信装置の送信アンテナＡｔｈから送信された電波を受信し、この電波を受信信号に変換して、ＢＰフィルタＦ２１に出力する。つまり、ＢＰフィルタＦ２１には、合成器５２によって合成された送信信号と同等の周波数成分ｆ１〜ｆ４を有する受信信号が供給される。
【００４７】
ＢＰフィルタＦ２１は、アンテナＡ１から得られる受信信号から、ｆ２〜ｆ４の周波数成分を除去して、周波数成分ｆ１のみを、ミキサＭ２１に対して出力する。ミキサＭ２１は、上記周波数成分ｆ１を有する受信信号と、発振器ＬＯ２１から出力される発振周波数ｆＬＯ１の発振信号とを乗算し、（ｆ１＋ｆＬＯ１＝ｆＧＰＳ）、（ｆ１−ｆＬＯ１）の周波数成分を有する信号をＢＰフィルタＦ３１に対して出力する。
【００４８】
ＢＰフィルタＦ３１は、ミキサＭ２１から出力される信号から、（ｆ１−ｆＬＯ１）の周波数成分を除去して、ＧＰＳ周波数ｆＧＰＳを有する信号として、ナビゲーション本体３１に対して出力する。つまり、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳが受信したＧＰＳ信号と同等の信号をナビゲーション本体３１に対して出力する。
【００４９】
同様の動作で、ＢＰフィルタＦ３２は、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳが受信したＶＩＣＳ信号と同等の信号をナビゲーション本体３１に対して出力し、ＢＰフィルタＦ３３は、ＴＶアンテナＡＴＶが受信したＴＶ信号と同等の信号をＴＶチューナ３２に対して出力する。また、ＢＰフィルタＦ３４は、ＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭが受信したＦＭ、ＡＭ信号と同等の信号をカーステレオ本体４１に対して出力する。
【００５０】
上述した第１実施形態の発明によれば、車載用通信装置において、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから受信した受信信号に基づいて、生成した送信信号を送信アンテナＡｔｈを用いてナビゲーション装置３０や、カーステレオ装置４０に対して送信している。
【００５１】
このため、ＧＰＳアンテナＡＧＰＳ、ＶＩＣＳアンテナＡＶＩＣＳ、ＴＶアンテナＡＴＶ及びＦＭ、ＡＭアンテナＡＦＭＡＭから、ナビゲーション装置３０又はカーステレオ装置４０に対して信号を送信するために、ワイヤーハーネスを用いる必要がなく、上述した受信アンテナの設置場所の自由度が高まり、また受信アンテナとナビゲーション装置３０やカーステレオ装置４０とを接続するワイヤーハーネスを削減することができる。
【００５２】
また、第１実施形態の発明によれば、送信アンテナＡｔｈから送信される送信信号は、車両の開口部枠（フロントガラス枠など）を導波管と見立てた場合において、この導波管の遮断周波数以下の周波数成分ｆ１〜ｆ４を有している。このため、車内で発生した送信信号の電波が、その開口部枠を通過して、車外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により、減衰され、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出ることがなくなる。
【００５３】
また、第１実施形態によれば、発振器ＬＯ１１〜ＬＯ１４、ミキサＭ１１〜Ｍ１４、ＢＰフィルタＦ１１〜Ｆ１４によって、各受信アンテナによって得られる受信信号の搬送波周波数を、遮断周波数以下に変換している。このため、簡単な構成で、遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することができ、コストダウンを図ることができる。
【００５４】
また、第１実施形態によれば、受信アンテナは、ＧＰＳ周波数帯、ＶＩＣＳ周波数帯、ＴＶ周波数帯、ＦＭ、ＡＭ周波数帯受信用に複数、設けられている。また、各受信アンテナから得られる受信信号は、周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数ｆ１〜ｆ４に変換されている。このため、送信信号を受け取るナビゲーション装置３０や、カーステレオ装置４０においては、ＢＰフィルタＦ２１からＦ２４を用いることにより、複数の送信信号を混合することなく、受信することができる。
【００５５】
さらに、第１実施形態によれば、合成器５２によって、ＢＰフィルタＦ１１〜Ｆ１４から出力される各々異なる遮断周波数以下の周波数ｆ１〜ｆ４成分を有する複数の送信信号が混合されている。このため、単一の送信アンテナを用いて、簡単に送信信号を送信することができるようになる。
【００５６】
第２実施形態
なお、上述した第１実施形態における車載用通信装置では、受信アンテナにより得られた受信信号の復調を行わず、周波数変換するだけで、送信信号の変調方式や、フォーマットは受信信号と変えていなかった。しかしながら、例えば、上記受信信号をベースバンド信号まで復調して、復調したベースバンド信号に基づき、車内無線ＬＡＮなどに用いられる受信信号とは別のフォーマットに加工した送信信号を生成して送信することも考えられる。
【００５７】
この場合の車載通信装置の構成について、図５を参照して以下説明する。上述した車載通信装置は、受信アンテナＡ５と、ＢＰフィルタＦ４１〜Ｆ４３、周波数変換器５３〜５５、Ａ／Ｄ変換器５６、復調手段としてのデジタル復調・信号処理装置５７、データ制御装置５８、無線機５９及び送受信用アンテナＡ６を備えている。上記受信アンテナＡ５は、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ、地上波デジタル放送などの電波を受信する。なお、これら電波のベースバンド信号は、デジタル信号であるとする。
【００５８】
また、ＢＰフィルタＦ４１〜Ｆ４３は、各々ＧＰＳ周波数、ＶＩＣＳ周波数、デジタル放送周波数以外の周波数成分を除去する。従って、受信アンテナＡ５からのＧＰＳ受信信号は、ＢＰフィルタＦ４１を通過して、周波数変換器５３に供給され、ＶＩＣＳ受信信号は、ＢＰフィルタＦ４２を通過して、周波数変換器５４に供給され、デジタル放送受信信号は、ＢＰフィルタＦ４３を通過して、周波数変換器５５に供給される。
【００５９】
上記周波数変換器５３〜５５は、供給されたＧＰＳ受信信号、ＶＩＣＳ受信信号、デジタル放送受信信号の搬送波周波数を変換して、Ａ／Ｄ変換器５６に供給する。Ａ／Ｄ変換器５６は、周波数変換されたＧＰＳ受信信号、ＶＩＣＳ受信信号、デジタル放送受信信号をデジタル信号に変換して、デジタル復調・信号処理装置５７に対して供給する。
【００６０】
デジタル復調・信号処理装置５７は、供給されたＧＰＳ受信信号、ＶＩＣＳ受信信号、デジタル放送受信信号のデジタル信号をデジタル信号処理して、それぞれベースバンド信号（デジタル信号）に復調して、データ制御装置５８に対して供給する。データ制御装置５８では、送信要求信号が供給されると、ＧＰＳ受信信号、ＶＩＣＳ受信信号、デジタル放送受信信号のベースバンド信号を、車内無線ＬＡＮ用のフレームフォーマットに加工し、無線機５９に対して出力する。
【００６１】
上記無線機５９は、遮断周波数以下の周波数の搬送波を用いて、車内無線ＬＡＮ用のフレームフォーマットに加工されたベースバンド信号を変調した後、送信信号として、送受信用アンテナＡ６を用いて無線送信させる。
【００６２】
これに対して、ナビゲーション装置３０やカーステレオ装置４０は、図６に示すような構成となる。同図に示すように、ナビゲーション装置３０や、カーステレオ装置４０は、各々受信アンテナＡ７、無線機６１、データ制御装置６２、装置本体６３を備える。
【００６３】
上述した受信アンテナＡ７は、受信した電波を受信信号に変換して、無線機６１に対して出力する。無線機６１は、上記受信信号を、車内無線ＬＡＮ用のフレームフォーマットに加工されたベースバンド信号に復調し、データ制御装置６２に供給する。データ制御装置６２は、装置本体６３に必要なデータを車内無線ＬＡＮ用のフレームフォーマットに加工されたベースバンド信号から抽出して、装置本体６３に対して供給する。データ制御装置６２は、また、送信要求信号を無線機６１及び送信アンテナＡ７を介して、車載用通信装置に対して無線送信させる。
【００６４】
車載用通信装置−ナビゲーション装置３０、カーステレオ装置４０で行われる無線ＬＡＮ方式は、周波数分割多重方式、時分割多重方式、直交周波数分割多重方式などの各種デジタル多重方式を採用することができる。
【００６５】
上述した第２実施形態によれば、デジタル復調・信号処理装置５７が、受信信号をベースバンド信号に復調することにより、受信信号の変調方式やフォーマットとは異なる車内無線ＬＡＮ独自のフォーマットに加工された送信信号を生成することができるようになる。
【００６６】
なお、上述した第１及び第２実施形態では、車両の開口部を導波管と見立てていたが、例えば、導電性膜で覆われた空間を作って、その空間の開口部枠を導波管と見立てることも考えられる。この場合、上記空間で、車載用通信装置−ナビゲーション装置３０、カーステレオ装置４０の通信を行えば、導電性膜で完全に覆われた閉空間を作ることができず、その空間に開口部があったとしても、その開口部（＝導波管）で電波が減衰されるため、空間外に外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が出ることがない、つまり、車外に外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が出ることがない。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、送信アンテナから無線送信された送信信号を受信して、その送信信号に応じて動作を行うことができる電子機器を設ければ、受信アンテナから電子機器に対して信号を送信するために、ワイヤハーネスを用いる必要がないので、受信アンテナの設置場所の自由度が高まり、また受信アンテナと電子機器とを接続するワイヤーハーネスなどを削減することができる車載用通信装置を得ることができる。
【００６８】
請求項２記載の発明によれば、電子機器の受信アンテナを車両内、または、車両内部の導電性膜に覆われた空間に設ければ、車内や、導電性膜に覆われた空間で発生した送信信号の電波が、その開口部枠を通過して、車外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰され、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外にでることはない車載用通信装置を得ることができる。
【００６９】
請求項３記載の発明によれば、周波数変換手段を用いて簡単に、遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成することができるので、構成が簡単となり、コストダウンを図った車載用通信装置を得ることができる。
【００７０】
請求項４記載の発明によれば、送信信号が、その周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有しているため、フィルタなどを用いれば、複数の送信信号の中から、特定の送信信号を抽出することができるので、特定の送信信号によって動作する電子機器が、他の送信信号によって誤動作することがない車載用通信装置を得ることができる。
【００７１】
請求項５記載の発明によれば、混合することにより、単一の送信アンテナを用いて、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を送信することができるので、構成が簡単となり、コストダウンを図った車載用通信装置を得ることができる。
【００７２】
請求項６記載の発明によれば、受信信号をベースバンド信号に復調することによって、受信信号のフォーマットとは異なる車内無線ＬＡＮ独自のフォーマットなどに加工された送信信号を生成することができるようになるので、車内無線ＬＡＮを利用して送信信号を送信することができるようになる車載用通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】方形導波管の開口端付近の要部斜視図である。
【図２】本発明の車載用通信装置が設けられた車両の一実施の形態を示す図である。
【図３】第１実施形態における図２の車載用通信装置を構成する中継器５１の詳細な構成を示す図である。
【図４】第１実施形態における図２のカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０の詳細な構成を示す図である。
【図５】第２実施形態における図２の車載用通信装置の構成を示す図である。
【図６】第１実施形態における図２のカーナビゲーション装置３０及びカーステレオ装置４０といった電子機器の詳細な構成を示す図である。
【図７】従来のＧＰＳ、ＶＩＣＳ、ＦＭ、ＡＭ、ＴＶ等の公衆電波を受信する装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
５１ 中継器（生成手段）
ＡＲＧＰＳ ＧＰＳアンテナ（受信アンテナ）
ＡＲＶＩＣＳ ＶＩＣＳアンテナ（受信アンテナ）
ＡＲＴＶ ＴＶアンテナ（受信アンテナ）
ＡＲＦＭＡＭ ＦＭ、ＡＭアンテナ（受信アンテナ）
Ａｔｈ 送信アンテナ
ＬＯ１１〜ＬＯ１４ 発振器（周波数変換手段）
Ｍ１１〜Ｍ１４ ミキサ（周波数変換手段）
Ｆ１１〜Ｆ１４ バンドパスフィルタ（周波数変換手段）
５２ 合成器（混合手段）
５７ デジタル復調・信号処理装置（復調手段）
Claims (6)
- 車外の電波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナから得られる受信信号に基づき、送信信号を生成する生成手段と、
車内に設けられ、前記生成した送信信号を無線送信する送信アンテナと
を備えたことを特徴とする車載用通信装置。 - 請求項１記載の車載用通信装置であって、
前記生成手段は、車両の開口部枠又は車両内部に設けられた導電性膜に覆われた空間の開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成する
ことを特徴とする車載用通信装置。 - 請求項２記載の車載用通信装置であって、
前記生成手段は、前記受信信号の搬送波周波数を、前記遮断周波数以下に変換する周波数変換手段を有し、該周波数変換した受信信号を前記送信信号とする
ことを特徴とする車載用通信装置。 - 請求項２又は３項記載の車載用通信装置であって、
前記受信アンテナは、複数の周波数帯の電波を受信するため、複数設けられ、
前記生成手段は、前記周波数帯毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する送信信号を生成する
ことを特徴とする車載用通信装置。 - 請求項４記載の車載用通信装置であって、
前記周波数毎に、各々異なる遮断周波数以下の周波数成分を有する複数の送信信号を混合する混合手段をさらに備え、
前記混合手段は、混合した送信信号を、前記送信アンテナを用いて無線送信させる
ことを特徴とする車載用通信装置。 - 請求項１又は２記載の車載用通信装置であって、
前記生成手段は、前記受信信号をベースバンド信号に復調する復調手段を有し、該ベースバンド信号に基づき、送信信号を生成する
ことを特徴とする車載用通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002343771A JP2004179959A (ja) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | 車載用通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002343771A JP2004179959A (ja) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | 車載用通信装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004179959A true JP2004179959A (ja) | 2004-06-24 |
Family
ID=32705479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002343771A Withdrawn JP2004179959A (ja) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | 車載用通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004179959A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100844643B1 (ko) * | 2006-11-17 | 2008-07-07 | 현대자동차주식회사 | 무선통신을 이용한 차량용 통합안테나의 무선 송수신시스템 |
| EP2099092A1 (en) | 2008-03-04 | 2009-09-09 | Bury Sp.z.o.o | A method of transmission of a satellite positioning signal from an external antenna to an unexposed receiver, especially in mechanical vehicles, and a device, which is adapted to use this method |
| JP2016521928A (ja) * | 2013-05-27 | 2016-07-25 | エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー | 高速の乗り物に関する無線通信における歪みを低減すること |
-
2002
- 2002-11-27 JP JP2002343771A patent/JP2004179959A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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