JP2006145314A - 測位装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信用送信電波の影響を低減して、位置情報衛星からの衛星電波を受信することができる通信機能付の測位装置を提供すること。
【解決手段】位置情報衛星からの衛星電波を受信する衛星電波受信アンテナ１６と、通信のための通信用送信電波を送信する通信アンテナ１８と、を有する測位装置１０であって、衛星電波受信アンテナ１６は、一定の衛星電波受信方向から衛星電波を受信するように構成されており、通信アンテナ１８は、衛星電波受信方向と交差する方向である衛星電波非受信方向に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、位置情報衛星からの信号に基づいて測位を行う測位装置に関するものである。

従来、衛星航法システムである例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してＧＰＳ受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
一方、通信機器である例えば、携帯電話機も普及している。
そして、ＧＰＳ受信機と携帯電話機が一体となった端末装置（以後、通信機能付ＧＰＳ受信機と呼ぶ）も実用化されている。
このような通信機能付ＧＰＳ受信機においては、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するためのアンテナ（以後、ＧＰＳアンテナと呼ぶ）と、通信用のアンテナ（以後、通信アンテナと呼ぶ）が別々に設けられ、ＧＰＳアンテナによってＧＰＳ衛星からの電波を受信し、通信アンテナによって通信用の電波を送受信するようになっている。
ところが、通信アンテナが送信する電波の強度は、ＧＰＳアンテナが受信するＧＰＳ衛星からの電波の強度よりも格段に大きいため、通信アンテナから送信される電波がＧＰＳアンテナによって受信されると、ＧＰＳアンテナがＧＰＳ衛星からの電波の受信の障害となり、測位ができなくなる場合がある。
これに対して、通信機能付ＧＰＳ受信機において、ＧＰＳアンテナと通信アンテナを距離を離して配置する技術が提案されている（例えば、特許文献１）
特開２００２−３１４３１３号公報（図２等）

しかし、携帯電話機などの小型の機器においては、ＧＰＳアンテナと通信アンテナとの間の距離を離すことには限界があり、通信アンテナから送信される電波がＧＰＳアンテナによって受信され、ＧＰＳアンテナがＧＰＳ衛星からの電波の受信受信の障害となる場合があるという問題がある。

そこで、本発明は、通信用送信電波の影響を低減して、位置情報衛星からの衛星電波を受信することができる通信機能付の小型の測位装置を提供することを目的とする。

前記目的は、第１の発明によれば、位置情報衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信アンテナと、通信のための電波である通信用送信電波を送信する通信アンテナと、を有する測位装置であって、前記衛星電波受信アンテナは、特定方向である衛星電波受信方向からの前記衛星電波を受信するように指向性を有しており、前記通信アンテナは、前記衛星電波受信方向と交差する方向である衛星電波非受信方向に配置されていることを特徴とする測位装置により達成される。

第１の発明の構成によれば、前記通信アンテナは、前記衛星電波非受信方向に配置されている。
このため、前記通信アンテナから発信される前記通信用送信電波は、前記衛星電波非受信方向から前記衛星電波受信アンテナに到達するから、前記衛星電波受信アンテナは前記通信用送信電波を受信することは困難でなる。
これにより、前記測位装置は、通信用送信電波の影響を低減して、位置情報衛星からの衛星電波を受信することができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記衛星電波受信アンテナが前記衛星電波を受信するための偏波面である衛星電波受信偏波面と、前記通信アンテナが前記通信用送信電波を送信する偏波面である通信電波送信偏波面がずれを有するように、前記衛星電波受信アンテナと前記通信アンテナが配置されていることを特徴とする測位装置である。

ここで、前記偏波面とは、前記衛星電波又は前記通信用送信電波の電界成分の偏波面を意味する。
一般に、電波を受信するためには、送信する電波の偏波面と受信するアンテナの偏波面を合わせる必要がある。これは、双方の偏波面がずれると、電波の受信が困難になることを意味する。
この点、第２の発明の構成によれば、前記衛星電波受信偏波面と、前記通信電波送信偏波面がずれを有するように、前記衛星電波受信アンテナと前記通信アンテナが配置されている。
このため、前記通信アンテナから発信される前記通信用送信電波を前記衛星電波受信アンテナが受信することは困難になる。
これにより、前記測位装置は、通信用送信電波の影響を一層低減して、位置情報衛星からの衛星電波を受信することができる。

第３の発明は、第２の発明の構成において、前記衛星電波受信偏波面と前記通信電波送信偏波面のずれは、８０度乃至１００度であることを特徴とする測位装置である。

一般に、送信する電波の偏波面と受信するアンテナの偏波面が９０度ずれると、電波の受信ができなくなる。
この点、第３の発明の構成によれば、前記衛星電波受信偏波面と前記通信電波送信偏波面のずれは、８０度乃至１００度であるから、前記通信アンテナから発信される前記通信用送信電波を前記衛星電波受信アンテナが受信することは極めて困難になる。
これにより、前記測位装置は、通信用送信電波の影響をさらに一層低減して、位置情報衛星からの衛星電波を受信することができる。

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は、本発明の第１の実施の形態の端末１０等を示す概略図である。
図１に示すように、端末１０は、以下に説明するように、ＧＰＳ受信機を兼ねた携帯電話機である。
図１に示すように端末１０は、表示部筐体１２に基板１４、衛星電波受信アンテナ１６を格納している。衛星電波受信アンテナ１６は、位置情報衛星である例えば、ＧＰＳ衛星８ａ，８ｂ，８ｃ及び８ｄからの電波（衛星電波）である例えば、衛星電波Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３及びＧ４を受信する衛星電波受信アンテナの一例である。端末１０は、複数のＧＰＳ衛星８ａ等からの衛星電波Ｇ１等に基づいて、端末１０の現在位置を測位することができるようになっている。なお、基板１４はグラウンド（ＧＮＤ）電位が確保されている。
図１に示すように、基板１４には、ＧＰＳ受信機１７が配置されており、上述の衛星電波受信アンテナ１６と接続されている。このＧＰＳ受信機１７によって、ＧＰＳ信号Ｇ１等に基づく測位を行うことができる。

図１に示すように、端末１０は、通信アンテナ１８を有する。通信アンテナ１８は、通信のための電波である通信用送信電波を送信する通信アンテナの一例である。端末１０は、通信基地局（図示せず）及び通信網である例えば、インターネット網（図示せず）を介して、他の携帯電話機等（図示せず）と通信可能になっている。

図１に示すように、端末１０は、表示部筐体１２に表示画面２０を有しており、各種情報等を表示することができる。また、端末１０は、表示部筐体１２にスピーカ孔２２を有している。

また、端末１０は、操作部筐体２４を有しており、操作部筐体２４は各種部品を搭載する基板２６を格納している。
操作部筐体２４は、操作ボタン群２８及び、マイク孔３０を有している。
表示部筐体１２と操作部筐体２４は、ヒンジ３２によって、物理的電気的に接続されている。端末１０は、ヒンジ３２が回動することによって、表示部筐体１２と操作部筐体２４が開閉可能ないわゆる、フリップタイプの携帯電話機である。

なお、本実施の形態とは異なり、端末１０は、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ_）等であってもよい。

図２は、衛星電波受信アンテナ１６の指向性パターンの一例を示す概略図である。
衛星電波受信アンテナ１６の指向性パターンは、指向性Ｒで示す通りであり、軸Ｓに沿った矢印Ｓ１及びＳ２方向からの電波は受信し易いが、軸Ｔに沿った矢印Ｔ１及びＴ２方向からの電波は受信しにくい。
すなわち、衛星電波受信アンテナ１６は、矢印Ｓ１及びＳ２方向という特定方向から衛星電波を受信するよう指向性を有している。この矢印Ｓ１及びＳ２方向は、衛星電波受信方向の一例である。そして、矢印Ｓ１及びＳ２方向と交差する方向である例えば、軸Ｔに沿った矢印Ｔ１及びＴ２方向は、衛星電波非受信方向の一例である。

図３は、衛星電波受信アンテナ１６と通信アンテナ１８の配置の一例を示す概略平面図である。この図３は、表示部筐体１２の内部及びヒンジ３２を示しており、操作部筐体２４は省略している。
図３に示すように、通信アンテナ１８は、衛星電波受信アンテナ１６が電波を受信しにくい方向である軸Ｔ近辺に配置されている。このため、通信アンテナ１８が発信する通信用送信電波は、矢印Ｔ１方向から衛星電波受信アンテナ１６に到達するから、衛星電波受信アンテナ１６は通信用送信電波を受信しにくい。
このため、図１のＧＰＳ受信機１７による測位中に、通信アンテナ１８からの強力な通信用送信電波がＧＰＳ受信機１７に入力されることを防止することができる。
特に、例えば、屋内等で衛星電波Ｇ１等が微弱な場合には、衛星電波Ｇ１等を連続して受信することが測位のために必要であるが、測位中に強力な通信用送信電波がＧＰＳ受信機１７に入力されると、衛星電波Ｇ１等（図１参照）の受信感度が落ちたり、測位できなくなったりする。
この点、上述のように、衛星電波受信アンテナ１６は通信アンテナ１８との関係において、通信用送信電波を受信しにくい配置になっているから、微弱な衛星電波Ｇ１等を高感度で受信する必要がある場合に、たとえ、通信アンテナから通信用送信電波が発信されたとしても、衛星電波Ｇ１等の受信感度が落ちたり、測位できなくなることはない。
また、端末１０は、衛星電波受信アンテナ１６と通信アンテナ１８の物理的な距離によってではなくて、アンテナの特性を利用して、通信用送信電波が衛星電波受信アンテナ１６に受信されないようにしているから、端末１０が小型の携帯電話機の場合であっても、通信用送信電波に妨害されずに測位を行うことができる。
これにより、端末１０は、端末１０の使用者が通話中であっても、通信用送信電波の影響を低減して、ＧＰＳ衛星８ａ等からの衛星電波Ｇ１等を受信することができる。
なお、衛星電波受信アンテナ１６と通信アンテナ１８の位置は、端末１０の開閉によっても変化しないようになっているから、製造時に調整した衛星電波受信アンテナ１６と通信アンテナ１８の位置が端末１０が使用されている間に変化することはない。
さらに、端末１０は、以下の構成によって、より確実に、通信用送信電波に妨害されずに測位を行うことができるようになっている。

図４は、衛星電波受信アンテナ１６等の一例を示す概略図である。
図４（ａ）は衛星電波受信アンテナ１６の一例を示す概略図である。
図４（ａ）に示すように、衛星電波受信アンテナ１６は、コイル状のアンテナ本体１６ａが、アンテナ格納容器１６ｂに格納されている。この衛星電波受信アンテナ１６は、基板１４のＧＮＤから離れて実装されている。そして、アンテナ本体１６ａは、ＧＰＳ受信機１７と接続されている。この衛星電波受信アンテナ１６は例えば、チップアンテナである。チップアンテナは例えば、数ミリメートル（ｍｍ）角の直方体の大きさで、直方体の誘電体にアンテナ部分をプリントした構造のアンテナである。
衛星電波受信アンテナは、直線偏波のアンテナであって、例えば、矢印Ｐ１に示す水平方向の偏波面（以後、水平方向偏波面と呼ぶ）を有する電波を受信する水平偏波のアンテナである。この水平方向偏波面は、衛星電波Ｇ１等を受信するための偏波面である。すなわち、水平方向偏波面は、衛星電波受信偏波面の一例である。
なお、偏波面の文言は、電波の電界面を意味するものとして使用する。

図４（ｂ）は、通信アンテナ１８の一例を示す概略図である。
図４（ｂ）に示すように、通信アンテナ１８は、コイル状のアンテナ本体１８ａが、アンテナ格納容器１８ｂに格納されている。そして、アンテナ本体１８ａは、送信機１９と接続されている。
通信アンテナ１８は、直線偏波のアンテナであって、例えば、矢印Ｐ２に示す垂直方向の偏波面（以後、垂直方向偏波面と呼ぶ）を有する通信用送信電波を送受信する水平偏波のアンテナである。上述の垂直方向偏波面は、通信電波送信偏波面の一例である。

なお、本実施の形態とは異なり、衛星電波受信アンテナ１６のアンテナ本体１６ａは、コイル状に限らず、例えば、メアンダ状であってもよい。

図５は、図３の端末１０の衛星電波受信アンテナ１６等の配置を示す概略平面図である。この図５は、表示部筐体１２の内部及びヒンジ３２を示しており、操作部筐体２４は省略している。
図５の軸Ｑ１は図４の矢印Ｐ１方向の軸であり、軸Ｑ２は図４の矢印Ｐ２方向の軸である。すなわち、軸Ｑ１は衛星電波受信アンテナ１６の水平方向偏波面を示す軸であり、軸Ｑ２は通信アンテナ１８の垂直方向偏波面を示す軸である。

図６は、衛星電波受信アンテナ１６等の偏波面の一例を示す概略図である。
図６のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに直交する軸である。
衛星電波受信アンテナ１６と通信アンテナ１８は、上述のように軸Ｑ１と軸Ｑ２が９０度ずれるように配置されているから、矢印Ｐ１方向の衛星電波受信アンテナ１６の水平方向偏波面は、矢印Ｐ２方向の通信アンテナ１８の垂直方向偏波面とずれを有している。このずれの角度は、８０度乃至１００度である。
このため、通信アンテナ１８から発信される通信用送信電波を衛星電波受信アンテナ１６が受信することは困難になる。
これにより、端末１０は、通信用送信電波の影響を一層低減して、ＧＰＳ衛星８ａ等からの衛星電波Ｇ１等を受信することができる。

また、一般に、送信する電波の偏波面と受信するアンテナの偏波面が９０度ずれると、電波の受信ができなくなる。
この点、図５に示すように、軸Ｑ１と軸Ｑ２の角度は９０度ずれており、図６に示す矢印Ｐ１方向の衛星電波受信アンテナ１６の水平方向偏波面は、矢印Ｐ２方向の通信アンテナ１８の垂直方向偏波面と直交しているから、通信アンテナ１８から発信される通信用送信電波を衛星電波受信アンテナ１６が受信することは極めて困難である。
このため、端末１０は、通信用送信電波の影響を確実に排除して、ＧＰＳ衛星８ａ等からの衛星電波Ｇ１等（図１参照）を受信することができる。
これにより、端末１０においては、衛星電波受信アンテナ１６とＧＰＳ受信機１７との間に、通信用送信電波を排除するための素子又は部品である例えば、フィルタを配置する必要がない。このようなフィルタは、通信用送信電波を排除するが、同時に、衛星電波Ｇ１等に乗せられた信号も劣化してしまい、測位精度が悪化する。この点、端末１０においては、このようなフィルタを配置する必要がないから、通信用送信電波を排除しつつ、測位精度の悪化も防止することができる。

（本実施の形態の変形例）
図７は、本実施の形態の変形例の端末１０Ａを示す概略平面図である。この図７は、表示部筐体１２の内部及びヒンジ３２を示しており、操作部筐体２４は省略している。
なお、衛星電波受信アンテナ１６と通信アンテナ１８の相対的位置は、軸Ｑ１と軸Ｑ２が例えば、９０度ずれている限り、図７に示すように、衛星電波受信アンテナ１６が表示部筐体１２内部の図７において中央下部に配置されていて、通信アンテナ１８が表示部筐体１２の図７において右上部に配置されていてもよい。

図７に示す衛星電波受信アンテナ１６と通信アンテナ１８の相対的位置は、衛星電波受信アンテナ１６が軸Ｑ１方向の水平偏波面を有し、通信アンテナ１８が軸Ｑ２方向の垂直方向偏波面を有している場合に、矩形の表示部筐体１２において、衛星電波受信アンテナ１６の偏波面が横方向の辺１２ｂに沿うように配置し、通信アンテナ１８の偏波面が縦方向の辺１２ａに沿うように配置するとも言える。
また、図７に示す衛星電波受信アンテナ１６と通信アンテナ１８の相対的位置は、矩形の表示部筐体１２の横方向に沿って配置されているヒンジ３２との関係において、衛星電波受信アンテナ１６の偏波面がヒンジ３２の長さ方向に沿うように配置し、通信アンテナ１８の偏波面がヒンジ３２の長さ方向と直交する方向に沿うように配置するとも言える。

本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。

本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。 衛星電波受信アンテナの指向性パターンの一例を示す概略図である。 衛星電波受信アンテナと通信アンテナの配置の一例を示す概略平面図である。 衛星電波受信アンテナ等の一例を示す概略図である。 衛星電波受信アンテナ等の配置を示す概略平面図である。 衛星電波受信アンテナ等の偏波面の一例を示す概略図である。 本実施の形態の変形例を示す概略平面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ・・・端末、１２・・・表示部筐体、１４・・・基板、１６・・・衛星電波受信アンテナ、１８・・・通信アンテナ、２０・・・表示画面、２２・・・スピーカ孔、２４・・・操作部筐体、２６・・・基板、２８・・・操作部ボタン群、３０・・・マイク孔、３２・・・ヒンジ

Claims (3)

1. 位置情報衛星からの電波である衛星電波を受信する衛星電波受信アンテナと、
   通信のための電波である通信用送信電波を送信する通信アンテナと、
   を有する測位装置であって、
   前記衛星電波受信アンテナは、特定方向である衛星電波受信方向からの前記衛星電波を受信するように指向性を有しており、
   前記通信アンテナは、前記衛星電波受信方向と交差する方向である衛星電波非受信方向に配置されていることを特徴とする測位装置。
2. 前記衛星電波受信アンテナが前記衛星電波を受信するための偏波面である衛星電波受信偏波面と、前記通信アンテナが前記通信用送信電波を送信する偏波面である通信電波送信偏波面がずれを有するように、前記衛星電波受信アンテナと前記通信アンテナが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
3. 前記衛星電波受信偏波面と前記通信電波送信偏波面のずれは、８０度乃至１００度であることを特徴とする請求項２に記載の測位装置。
   
   
   
   
   
   

Images