JP2013542657A - 自動車の受信装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車（１）のボディまたはその表面に配置される第１のアンテナ（１１）と、自動車のガラスの表面に配置される第２のアンテナ（１２）とを有している、自動車（１）の受信装置に関する。前記各アンテナ（１１，１２）は、前記各アンテナ（１１，１２）のそれぞれの受信信号をさらに演算処理するために、特に復調および／または復号するために、同じ一つの受信ユニット（１４）に結合されている。前記受信ユニット（１４）は、前記第１および第２アンテナ（１１，１２）に直結されている。前記受信ユニット（１４）により、その動作中には、前記各アンテナ（１１，１２）のそれぞれのアナログ受信信号の、それぞれ一つの無損失で伝送可能なデジタル信号への変換がもたらされ、前記デジタル信号をさらに演算処理するために、前記受信ユニット（１４）は前記デジタル信号を前記受信ユニット（１４）のコントロールユニット（１５）に提供する。

Description

本発明は、自動車両（モータビークル、広義の自動車）のボディまたはその表面に配置される第１のアンテナと、自動車のガラスの表面に配置される第２のアンテナとを有している、自動車の受信装置に関する。これらのアンテナは、受信信号をさらに演算処理するために、特に受信信号の復調および／または復号のために、一つの共通受信ユニットに結合されている。

上述の種類の昨今の受信装置においては、第１アンテナおよび第２アンテナのそれぞれに対してアンテナアンプが配置されているが、これらのアンテナアンプは、それぞれと組み合されるアンテナともども、それぞれ一つのアンテナアッセンブリの内部に配置されている。コスト上の理由から、両方のアンテナもしくは両方のアンテナアッセンブリに対しては、一つの共通の受信機、または一つのアッセンブリの内部もしくは一つのケースの内部に配置される複数の受信機が割り当てられている。この受信機は、一般にはＣＤドライブやオプション装備であるナビゲーションシステム、およびその他のコンポーネントと一緒に、自動車の一つのコントロールユニット（いわゆるヘッドユニット）の内部に配置されているが、このコントロールユニットは、類型的には自動車のインストルメントパネルの領域（また例えばトランクルームの中など別の場所）に位置している。

第１のアンテナッセンブリは、一般にはロッドアンテナの有無を問わずフィンアンテナの態様で、自動車のルーフ上に配置されている。アンテナアンプは、フィンアンテナの内部またはボディのルーフに配置されるものであるとよい。第１アンテナは、それぞれの短波無線通信サービスを受信するために、多くは複数のアンテナを有している。これは特に、デジタルオーディオ信号（ＤＡＢ：デジタルオーディオブロードキャスティング）、ナビゲーションデータ（ＧＰＳ：地球測位システム）、電話、ならびに―ロッドアンテナが備えられる場合の―オプションとして、例えばアンテナダイバーシティを適用するためのＦＭ帯域およびＡＭ帯域のアナログオーディオ信号の受信である。

第２アンテナもまた、多くは異なる用途向けの複数のアンテナを有している。このアンテナ、または第２アンテナッセンブリのそれぞれのアンテナは、一般には自動車のリヤガラスおよび／またはサイドガラスの表面に配置されている。これらは、長波無線通信サービスを受信するように、特にそれによりＦＭ帯域およびＡＭ帯域のアナログオーディオ信号の受信とあわせ、ビデオデータ（ＴＶ）を受信するように設えられている。この第２アンテナッセブリのアンテナアンプは、一般にはガラスの領域内に、またはガラスに隣接するボディ部品に、外から見えないように格納されている。

それぞれのアンテナアッセンブリは、空間的に離して配置される受信機に、一部は全長が数メートルにも及ぶ複数のシールドラインを介して接続されている。通例はそのために同軸ケーブルが使用されるようになっている。それぞれのアンテナアッセンブリのアンテナごとに、別体のシールドラインが一本ずつ、備えられるとよい。

上述の装置は、多数のシールドラインを使用する必要上、およびアンテナアッセンブリが受信した信号の受信信号を、受信機に向け伝送する前に増幅する必要上、高価である上に構造も複雑なものとなっている。

したがって本発明の課題は、シンプルな設計構造を有しており、低コストで製造することができる受信装置を提示することにある。

この課題は、請求項１の各特徴にしたがった受信装置により解決される。有利な構成形態は従属請求項から明らかにされる。

本発明によりもたらされるのは、自動車のボディまたはその表面に配置される第１のアンテナと、自動車のガラスの表面に配置される第２のアンテナとを有しており、これらのアンテナが、それぞれのアンテナのそれぞれの受信信号をさらに演算処理するために、特に復調および／または復号するために、一つの受信ユニットに結合されている、自動車の受信装置である。この受信装置においては、複数の受信機を有しているこの受信ユニットが、第一および第２のアンテナに直結されている。この受信ユニットは、動作中には、それぞれのアンテナのそれぞれの受信信号を、それぞれ一つの無損失で伝送可能なデジタル信号に変換するようになっている。

本明細書において、第１ならびに第２アンテナとこの受信ユニットとの直結のことを取沙汰している場合、この直結とは、同軸ケーブルを不要とする接続、もしくは同軸ケーブルコネクタを不要とする接続のことであると解釈できるものである。ほかにもこの直結とは、受信ユニットが、複数の受信機ともども、第１アンテナおよび第２アンテナの空間的に至近に配置されているとも解釈できるものである。

それにより、一方ではシールドラインを廃止することが可能となる。第１および第２のアンテナと受信ユニット間にも、受信ユニットとコントールユニット間にも、シールドラインは不要である。それにより受信装置の配線取廻しをより簡単に実施できるようになる。受信装置の第１および第２アンテナが受信ユニットに直結されることにより、ほかにもさらに従来技術において広く一般に使用されているアンテナアンプを廃止することが可能となる。それにより、一つには受信装置のシステムコストが低減されることになる。それ以外にも取付け空間および重量を節減することができる。

本発明にしたがって第１および第２アンテナに直接結合される受信ユニットには、ＨＦ受信信号を無損失で伝送可能なデジタル信号に変換する一つの信号変換器が含まれている。第１もしくは第２アンテナが受信した受信信号が、デジタル形式で存在する場合は、この信号を、単独のケーブルを介して、受信ユニットの離れた場所に配置されるコントロールユニットに向け無損失で伝送することができる。

好適な構成形態の一例によれば、動作中に、第１アンテナと受信ユニットならびに第２アンテナと受信ユニット間の直結部を介して、アナログ高周波（ＨＦ）信号が伝送されるようになっている。第１アンテナと受信ユニットならびに第２アンテナと受信ユニット間のこの直結部により、直結部をシールドする必要もなければ、広く一般に使用される同軸ケーブルを備える必要もない。この直結部のために、受信ユニット内で受信信号がデジタル信号に変換されるまでに発生する損失も以前より抑えられることになる。この理由から、通常は各アンテナの空間的に近傍に備えられるアンテナアンプも廃止できるようになる。

さらに別の構成形態においては、受信ユニットが、第１のリボンケーブルを介して第１アンテナに接続されるとともに、第２のリボンケーブルを介して第２アンテナに接続されている。リボンケーブルを使用して直結部を形成することには、これらのリボンケーブルによりインピーダンスの正確なシミュレーションが可能であるという長所がある。

さらに別の構成形態においては、第１アンテナと受信ユニット間の直結部の長さが１０ｃｍ未満、好ましくは５ｃｍ未満となっている。別の有利な構成形態においては、第２アンテナと受信ユニット間の直結部の長さが２０ｃｍ未満、好ましくは１０ｃｍ未満となっている。

さらに別の代替構成形態においては、受信ユニットが、第１のコネクタを介して第１アンテナに接続されるとともに、第２のコネンタを介して第２アンテナに接続されている。この構成形態においては、それぞれのアンテナまでケーブルを使用しない接続が可能となるように、受信ユニットが自動車の第１および第２アンテナの領域に配置されている。

そのためには、受信ユニットおよび第１アンテナが自動車のボディのルーフに配置されるようにするとよい。さらに複数の受信機が、一つの共通ケース内に収容されて、例えば自動車のルーフに配置されるようにするとよい。

さらにもう一つの好適な構成形態によれば、第１および／または第２アンテナが、受信目的を異にする複数のアンテナを有しているが、そこでは第１および第２アンテナのそれぞれのアンテナに対して、受信ユニットの受信機が一つずつ割り当てられている。これは換言すると、受信ユニットが少なくとも二つの受信機を有しており、一方の受信機が第１アンテナ用として割り当てられ、他方の受信機が第２アンテナ用して割り当てられることを意味している。それ以外にも受信ユニットは、第１および第２アンテナのそれぞれの特殊アンテナ用として割り当てられる、さらに別の受信機を有していてもかまわない。

第１アンテナは、特にデジタルオーディオ信号（ＤＡＢ）、ナビゲーションデータ、電話を受信するための、７００ＭＨｚを上回る周波数域の無線通信サービスを受信するための（周波数１５０ｋＨｚからのアナログオーディオ信号（ＦＭ／ＡＭ）も受信するためのロッドアンテナを含めて）複数のアンテナを有していると好適である。第２アンテナは、特にアログオーディオ信号（ＦＭ／ＡＭ）およびビデオデータ（ＴＶ）用の、１５０ｋＨｚから９００ＭＨｚまでの周波数域の無線通信サービスを受信するための複数のアンテナを有していると好適である。

受信ユニットとコントロールユニットは、さらに別の構成形態にしたがって、第１および第２アンテナのそれぞれのデジタル化された信号を伝送することができるバスを介して互いに接続されたものであるとよい。このバスがどのような技術原理に基づくものであるかは、本発明にとり重要ではない。したがって、例えばイーサーネットに基づくものなど、ありとあらゆる公然周知のバスを採用することができる。

さらにもう一つの好適な構成形態においては、コントロールユニットが自動車のヘッドユニットの内部に備えられている。復調および／または復号のために必要なコンポーネント類は、他の通信娯楽コンポーネントと一緒に中央アッセンブリ（ヘッドユニット）の内部に一つにまとめられているか、または受信ユニットの内部に備えられているとよい。基本的には受信ユニットの個々の要素を異なるアッセンブリの内部に配置することも可能である。例えば復調（または復号）が、場所に関して受信ユニットのところで既に行われるようにしてもよいかもしれない。この場合はそれに続く信号変換が、当該デジタル信号の伝送後に、コントロールユニットの内部に配置されているか、またはこれに接続されているコンポーネントの内部で行われるようにするとよいかもしれない。

本発明により、シールド付き高周波ラインが廃止されるために、自動車用の受信装置のトポロジーを簡素化することができる。これは特に有意なコスト低減と抱き合わせとなっている。
以下では本発明を図面に示される実施例に基づき詳しく解説する。

本発明にしたがった受信装置を具備した自動車の概略図である。 本発明にしたがった受信装置に備えられるコンポーネントの概略図である。

図１には自動車１が概略図で示されている。自動車１のボディのルーフ２の上には第１のアンテナ１１が配置されている。この第１アンテナ１１は、例えばルーフ２上のフィンアンテナの態様で構成されている。例えばリヤガラス３の表面には、第２のアンテナ１２が備えられている。この第２アンテナ１２のそれぞれのアンテナは、当業者には公然周知であるように、それと識別するのが困難な細線としてリヤガラス３の表面に施工されている。あるいはその代わりにこの第２アンテナ１２は、自動車１のそれ以外のいずれか一つまたは複数のガラスに配置されたものであってもよいかもしれない。

第１アンテナ１１もまた第２アンテナ１２も、受信目的を異にする複数のアンテナを有している。類型的に第１アンテナ１１は、短波無線通信サービスを受信するための全てのアンテナを有している。短波無線通信サービスとは、７００ＭＨｚを上回る周波数域の無線通信サービスであると解釈されるものである。この周波数域は特に、デジタルオーディオ信号（衛生ラジオまたはＤＡＢ）の受信用、ナビゲーション信号（例えばＧＰＳ信号）の伝送用、ならびに電話信号の伝送用に使用されるものである。第１アンテナ１１は一部に、ＦＭまたはＡＭ帯域のアナログオーディオ信号を受信するためのアンテナも有している。この場合は周波数域が既に１５０ｋＨｚから始まることになる。この場合に得られる受信信号は、第２アンテナによっても同様に受信されるアナログオーディオ信号と一緒に、アナログオーディオ信号の受信状態を改善する目的で、いわゆるダイバーシティを適用するために使用されるようになっている。ガラスアンテナとも呼ばれる第２アンテナ１２は類型的に、長波無線通信サービスを受信するための複数のアンテナを有している。そのような無線通信サービスは、類型的には１５０ｋＨｚから９００ＭＨｚまでの周波数域で使用されるものである。これに当該するのは特にオーディオ信号ならびにＴＶアプリ用のビデオデータの受信である。

受信装置の内部でのシールド付き高周波信号ラインの使用を放棄できるようにするために、受信ユニット１４は、本発明によれば第１および第２アンテナ１１、１２の空間的に至近に配置されている。この受信ユニット１４の使命は、ＨＦ受信信号を無損失で伝送可能なデジタル信号に変換することにある。受信ユニット１４は、第１アンテナ用の少なくとも一つの受信機と、第２アンテナ１２用の少なくとも一つの受信機とを有している。本発明にしたがった受信装置の受信ユニット１４は、第１アンテナ１１の全アンテナおよび第２アンテナ１２の全アンテナを対象として、それらと組み合される受信機を一つずつ有していることが好ましい。

受信ユニット１４は、第１アンテナ１１と受信ユニット１４間の直結部の全長が１０ｃｍ未満、好ましくは何と５ｃｍ未満となるように、ボディに、もしくは大雑把に言って車内に配置されている。シールド付き高周波信号ラインを回避するためのこの要件を遵守できるようにするために、受信ユニット１４は自動車のボディのルーフ２に、またはいわんや第１アンテナ１１のフィンアンテナの内部に配置されることが好ましい。

第１アンテナ１１および第２アンテナ１２のＨＦ受信信号の信号変換ユニット１４への信号伝送は、選択によりリボンケーブルを介して行われるか、またはコネクタだけを介して行われるようになっている。上述の全長を有するリボンケーブルを使用することにより、ＨＦラインのインピーダンスが正確にシミュレートされるというメリットがもたらされる。

受信装置１３は、受信ユニット１４以外にもコントロールユニット１５を有している。この信号演算処理ユニット１５は、主として受信ユニットにより提供されるデジタル信号の処理および表示に利用される。ＨＦ受信信号の復調／復号は、選択により、そのために不可欠なコンポーネントがどこに備えられているかに応じて、このコントロールユニット１５または受信ユニット１４のいずれかで行われるようになっている。コントロールユニット１５は、公然周知であるように、自動車の類型的にはインストルメントパネルの領域に配置される、いわゆるヘッドユニットの内部に配置されていると好適である。このヘッドユニットは、インフォテイメントシステムのメインユニットであり、そこには信号の処理および表示のために不可欠な全てのコンポーネントが含まれている。データ伝送は、バス接続１８を介して行われると好適である。

図２には、さらにもう一つの概略図で、本発明にしたがった受信装置の既述のコンポーネントおよびその電気配線の取り廻し方法が明らかにされている。そこには第１アンテナ１１と受信ユニット１４ならびに第２アンテナ１２と受信ユニット１４間の直結部が符号１６および１７により示されている。既述のようにこれらの直結部は、リボンケーブルまたはコネクタであると好適であるが、そこでは第１アンテナ１１ならびに第２アンテナ１２と受信ユニット１４間の架橋しなればならない距離が僅かであるために、シールド付きＨＦラインを放棄することができる。しかしながら同様に既述のように、リボンケーブルを使用することにより、インピーダンスの正確なシミュレートが可能となる。

ＨＦ受信信号のデジタル信号への変換は受信ユニット１４の内部で行われるために、ラインの全長がさらに長くなる場合にも、バス１８を介して、これらのデジタル信号をさらに演算処理するためにコントロールユニット１５に向け伝送することができる。このバスは、任意の技術的方法により実現されるとよい。例えばこれはイーサーネットとして、または光導波管として構成されたものであるとよい。

空間的に切り離された二つのアンテナ用に一つの共通受信ユニットを自動車の内部のこれらのアンテナの至近に配置することにより、アンテナアンプならびにシールド付き信号ラインを廃止できるようになる。

１ 自動車
２ ルーフ
３ リヤガラス
１１ 第１アンテナ
１２ 第２アンテナ
１３ 受信装置
１４ 受信ユニット／信号変換ユニット
１５ 信号演算処理ユニット／コントロールユニット
１６ 直結部／リボンケーブル ／コネクタ
１７ 直結部／リボンケーブル／コネクタ
１８ バス接続

Claims (15)

1. 自動車のボディに配置されている第１のアンテナ（１１）と、自動車（１）のガラス（３）の表面に配置されている第２のアンテナ（１２）とを有している、自動車（１）の受信装置であって、
   両方のアンテナ（１１，１２）が、前記両アンテナ（１１，１２）のそれぞれの受信信号をさらに演算処理するために、特に復調および／または復号するために、受信ユニット（１４）に結合されており、
   複数の受信機を有している前記受信ユニット（１４）が、前記第１および第２のアンテナ（１１，１２）に直結されていて、
   前記受信ユニット（１４）により、その動作中に、前記両アンテナ（１１，１２）のそれぞれの受信信号が、それぞれ無損失で伝送可能なデジタル信号へ変換され、さらに演算処理するために、前記受信ユニット（１４）が前記デジタル信号を前記受信ユニット（１４）のコントロールユニット（１５）に提供する、受信装置。
2. 前記受信ユニット（１４）が複数の受信機ともども前記第１アンテナ（１１）および前記第２アンテナ（１２）の空間的至近に配置されている、請求項１に記載の受信装置。
3. 動作中に直結部を介してアナログ高周波（ＨＦ）信号が伝送される、請求項１または２に記載の受信装置。
4. 前記受信ユニット（１４）が第１のリボンケーブル（１６）を介して前記第１アンテナ（１１）に、第２のリボンケーブル（１７）を介して前記第２アンテナ（１２）に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の受信装置。
5. 前記第１アンテナ（１１）と前記受信ユニット（１４）間の直結部の全長が１０ｃｍ未満、好ましくは５ｃｍ未満である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の受信装置。
6. 前記第２アンテナ（１２）と前記受信ユニット（１４）間の直結部の全長が２０ｃｍ未満、好ましくは１０ｃｍ未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の受信装置。
7. 前記受信ユニット（１４）が第１のコネクタ（１６）を介して前記第１アンテナ（１１）に、第２のコネクタ（１７）を介して前記第２アンテナ（１２）に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の受信装置。
8. 前記受信ユニット（１４）と前記第１アンテナ（１１）が自動車のボディのルーフに配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の受信装置。
9. 前記受信ユニット（１４）の前記複数の受信機が共通ケースの内部に配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の受信装置。
10. 前記第１および第２アンテナ（１１，１２）の少なくとも一方が、受信目的を異にする複数のアンテナを有しており、前記第１および第２アンテナ（１１，１２）の各アンテナに対して前記受信ユニット（１４）の受信機が一つずつ割り当てられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の受信装置。
11. 前記第１アンテナ（１１）が、７００ＭＨｚを上回る周波数域の無線通信サービスを受信するための複数のアンテナ、特にデジタルオーディオ信号（ＤＡＢ）、ナビゲーションデータ、電話の受信のための複数のアンテナ、およびオプションとしてアンテナダイバーシティを適用するために１５０ｋＨｚを上回る周波数のアナログオーディオ信号（ＦＭ／ＡＭ）を受信するためのアンテナを有している、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の受信装置。
12. 前記第２アンテナ（１２）が、１５０ｋＨｚから９００ＭＨｚまでの周波数域の長波無線通信サービスを受信するための複数のアンテナ、特にＦＭ／ＡＭ信号およびＴＶ信号の受信するための複数のアンテナを有している、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の受信装置。
13. 前記受信ユニット（１４）と前記コントロールユニット（１５）が、それぞれのデジタル信号を伝送することができるバス（１８）を介して接続されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の受信装置。
14. 前記コントロールユニット（１５）が自動車のヘッドユニットの内部に備えられている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の受信装置。
15. 前記コントロールユニット（１５）または前記受信ユニット（１４）の内部で復調および復号の少なくとも一方が実行される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の受信装置。

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