JP2019125923A - 車載アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両デザイン性及び運転者の視認性を害することなく、安定した通信状態を確保できる車載アンテナ装置を提供する。【解決手段】車両Ｖの外部からＲＦ受信信号を受信する複数のＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３を備える車載アンテナ装置１００において、前記複数のＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、前記ＲＦ受信信号を受信するＲＦ受信アンテナ素子が透視可能材料からなり、少なくとも一つの他のＲＦ受信アンテナＤ３と水平偏波指向性が異なる、一のＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２を含み、前記複数のＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３のうち、何れかのＲＦ受信アンテナを選択する選択部を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、外部から信号を受信する複数の受信アンテナを備える車載アンテナ装置に関する。

従来、キーレスエントリーシステム又はスマートエントリー（登録商標）システム等に用いられる車両用通信システムが提案されている。このような車両用通信システムでは、乗員が所持する無線端末と、例えば、車両ドアの施錠及び解錠を制御する車載制御装置とが無線通信することによって、車両ドアの施錠及び解錠を行う。

一方、特許文献１には、ガラスアンテナと、マイクロストリップアンテナ又はチップ状の積層板状アンテナを電気的に接続し、アンテナ誘起電圧を高めることにより、受信感度、送信性能を向上させる自動車用高周波ガラスアンテナが開示されている。

特開Ｈ１１−１７４２８号公報

水平偏波指向性を有するアンテナの場合、水平方向において受信感度（電界強度／ＲＳＳＩ）が著しく低下するいわゆるディップが存在し、前記ディップに起因する不感領域が生じるという問題がある。

また、車両デザイン性を良くするために、アンテナが車両の隠れた場所に設けられた場合は、車台などに遮蔽され、外部から信号の受信が出来なくなる場合があるという問題もある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両デザイン性及び運転者の視認性を害することなく、安定した通信状態を確保できる車載アンテナ装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る車載アンテナ装置は、車両の外部からＲＦ受信信号を受信する複数のＲＦ受信アンテナを備える車載アンテナ装置において、前記複数のＲＦ受信アンテナは、前記ＲＦ受信信号を受信するＲＦ受信アンテナ素子が透視可能材料からなり、少なくとも一つの他のＲＦ受信アンテナと水平偏波指向性が異なる、一のＲＦ受信アンテナを含み、前記複数のＲＦ受信アンテナのうち、何れかのＲＦ受信アンテナを選択する選択部を備える。

本開示の一態様によれば、ＲＦ受信アンテナの設置における自由度を高めつつ、前記ＲＦ受信アンテナの指向性利得を改善でき、通信可能距離を確保することができる車載アンテナ装置を提供することができる。

本実施形態に係る車載アンテナ装置を備える車両の車載通信システムの要部構成を示す模式図である。 本実施形態に係る車両の車載通信システムの要部構成を示す機能ブロックである。 本実施形態の車載アンテナ装置における、ＲＦ受信アンテナの配置を説明する例示図である。 本実施形態の車載アンテナ装置におけるＲＦ受信アンテナの水平偏波指向性の利得を示すグラフである。 本実施形態の車載アンテナ装置の構成を示す概略的回路図である。 本実施形態の車載アンテナ装置の構成を示す概略的回路図である。 本実施形態の車載アンテナ装置において、キャパシタによる効果をシミュレーションした結果を表すグラフである。 本実施形態の車載アンテナ装置において、インダクタ及びキャパシタによる効果をシミュレーションした結果を表すグラフである。 本実施形態の車載アンテナ装置における、ＲＦ受信回路の構成を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係る車載アンテナ装置における応答信号のＲＦ受信処理を説明するフローチャートである。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本開示の一態様に係る車載アンテナ装置は、車両の外部からＲＦ受信信号を受信する複数のＲＦ受信アンテナを備える車載アンテナ装置において、前記複数のＲＦ受信アンテナは、前記ＲＦ受信信号を受信するＲＦ受信アンテナ素子が透視可能材料からなり、少なくとも一つの他のＲＦ受信アンテナと水平偏波指向性が異なる、一のＲＦ受信アンテナを含み、前記複数のＲＦ受信アンテナのうち、何れかのＲＦ受信アンテナを選択する選択部を備える。

本態様にあっては、前記複数のＲＦ受信アンテナは前記ＲＦ受信アンテナ素子が透視可能材料からなる。従って、車両デザイン性及び運転者の視認性を害することなく装着でき、車載アンテナ装置の搭載場所の自由度を高めることができる。
また、前記選択部が、水平偏波指向性の異なる何れかのＲＦ受信アンテナを選択することにより、その都度、受信感度の良いＲＦ受信アンテナを選択できる。

（２）本開示の一態様に係る車載アンテナ装置は、前記一のＲＦ受信アンテナと、前記他のＲＦ受信アンテナは、夫々の水平偏波指向性によるディップの方向が異なる。

本態様にあっては、水平偏波指向性によるディップの方向が異なる何れかのＲＦ受信アンテナを前記選択部が選択する。従って、ディップによる受信感度の劣化を防止することができる。

（３）本開示の一態様に係る車載アンテナ装置は、各ＲＦ受信アンテナは、向かう方向が異なる前記車両の窓に夫々設けられている。

本態様にあっては、各ＲＦ受信アンテナは、前記車両の前側（車両の進行方向）窓、右・左側窓、裏側窓のうち、例えば、前側窓及び右・左側窓、又は右・左側窓、裏側窓に設けられる。従って、各ＲＦ受信アンテナにおいて、水平偏波指向性によるディップの方向を異ならせることができる。

（４）本開示の一態様に係る車載アンテナ装置は、前記ＲＦ受信信号と周波数が異なるＬＦ送信信号を外部に送信する複数のＬＦ送信アンテナと、前記ＬＦ送信アンテナに前記ＬＦ送信信号を送り、かつ、前記ＲＦ受信アンテナを介して前記ＲＦ受信信号を受けるツイストペア線とを備える。

本態様にあっては、前記ツイストペア線が前記ＬＦ送信アンテナ及び前記ＲＦ受信アンテナに共有され、前記ツイストペア線が前記ＬＦ送信アンテナに前記ＬＦ送信信号を送り、かつ、前記ＲＦ受信アンテナを介して前記ＲＦ受信信号を受ける。従って、部品の点数を減らし、製造コストの削減及び装置の構成をコンパクト化することができる。

（５）本開示の一態様に係る車載アンテナ装置は、前記ＬＦ送信アンテナに前記ＬＦ送信信号を送信するＬＦ送信部を備え、前記ＬＦ送信部は、前記ＲＦ受信信号の流入を防止するインダクタを有する。

本態様にあっては、前記ＬＦ送信信号を送信するＬＦ送信部が、前記ＲＦ受信信号の流入を防止するインダクタを有する。従って、前記ツイストペア線が共有されることが原因で、前記ＲＦ受信アンテナが受信したＲＦ受信信号が前記ツイストペア線を介して前記ＬＦ送信部に入って漏洩が生じることを未然に防止できる。

（６）本開示の一態様に係る車載アンテナ装置は、前記ＬＦ送信信号が前記ＲＦ受信アンテナに流入することを防止するキャパシタを有する。

本態様にあっては、前記キャパシタが、前記ＬＦ送信信号が前記ＲＦ受信アンテナに流入することを事前に防止する。従って、本来なら前記ＬＦ送信アンテナに送られるＬＦ送信信号が、前記ツイストペア線が共有されることが原因で、前記ＲＦ受信アンテナに流入して漏洩が生じることを防止できる。

[本発明の実施形態の詳細]
本発明をその実施形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本開示の実施形態に係る車載アンテナ装置を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、本実施形態に係る車載アンテナ装置を備える車両の車載通信システムの要部構成を示す模式図である。図１において、符号Ｖは車両を示し、符号２００は車載通信システムを示し、符号１００は本実施形態に係る車載アンテナ装置を示す。車載通信システム２００は無線端末Ｒと無線にて通信を行う。

無線端末Ｒは、車両Ｖの乗員が携帯し、乗員の操作に基づき、無線信号を送信する。無線端末Ｒは、いわゆるキーレスエントリーシステム又はスマートエントリーシステム等にて用いられるものであり、例えば無線キー又はリモコンキー等の名称で呼ばれるものである。

車載通信システム２００には、車両に関する動作の実行指示を使用者から受け付けたことを示す指示受付信号が入力される。車両に関する動作（以下、車両動作と言う）は、例えば、車両Ｖのドアのロック若しくはアンロック、又は、車両Ｖのエンジンの始動等である。例えば、ドアを開けるためのドアノブのボタンが操作された場合、又は、エンジン始動のためのボタンが操作された場合に前記指示受付信号が車載通信システム２００に入力される。

車載通信システム２００は、前記指示受付信号が入力された場合、応答信号（ＲＦ受信信号）の送信を要求する複数の要求信号（ＬＦ送信信号）を無線端末Ｒに無線で送信する。斯かる要求信号は、ＬＦ搬送波の振幅を変調することによって生成される信号である。無線端末Ｒは、車載通信システム２００から要求信号を受信する都度、受信した要求信号の信号強度を示す応答信号を車載通信システム２００に無線でＲＦ送信する。

前記応答信号も、ＲＦ搬送波の振幅又は周波数等を変調することによって生成される信号である。前記応答信号のデータストリームは、先頭から順に、プリアンブル部（データプリアンブル）、コマンドコード、チェックビット及び車両Ｖのセキュリティを確保するローリングコードで構成されている。データストリームは固定長であり、このうちプリアンブル部は、１００ｂｉｔ程度のデータ長をもっている。データストリームの送信ビット時間（ビットレート）は、数Ｋｂｐｓから２０Ｋｂｐｓの間で送信される。

車載通信システム２００は、応答信号を受信した場合、無線端末Ｒから受信した複数の応答信号が示す前記要求信号の強度（以下、ＬＦ信号強度と言う）に基づいて、無線端末Ｒの位置を検知する。検知された無線端末Ｒの位置が所定範囲内の位置である場合、車載通信システム２００は、受信した指示受付信号に対応する車両動作の実行を指示する動作指示信号を車両Ｖ内の対応する装置に出力する。これにより、例えば、ドアのロック若しくはアンロック、又は、エンジンの始動が行われる。

無線端末Ｒは、ドアのロック又はアンロックを指示するドア信号（ＲＦ受信信号）を無線で車載通信システム２００に送信することも可能である。前記ドア信号も、応答信号と同様に、ＲＦ搬送波の振幅又は周波数等を変調することによって生成される信号である。車載通信システム２００は、無線端末Ｒからドア信号を無線で受信した場合、受信したドア信号に応じた動作指示信号を車両Ｖ内の対応する装置に出力する。これにより、ドアのロック又はアンロックが行われる。

図２は、本実施形態に係る車両Ｖの車載通信システム２００の要部構成を示す機能ブロックである。

車載通信システム２００は、車載アンテナ装置１００及び制御部１０を備えており、車載アンテナ装置１００はＬＦ送信装置３０及びＲＦ受信装置２０を有している。ＬＦ送信装置３０は、ＬＦ送信回路３１、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３、及びＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３を有する。また、ＲＦ受信装置２０は、ＲＦ受信回路２１、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３、及びＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３を有する。すなわち、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３はＬＦ送信装置３０及びＲＦ受信装置２０によって共有されている。

更に、車載通信システム２００は出力部１４、入力部１１、入出力部１２、記憶部１３及び制御部１０を有する。出力部１４、入力部１１、入出力部１２、記憶部１３及び制御部１０はバス１５に接続されている。

ＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３夫々には、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３の一端が夫々接続されている。また、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３の一端には、更に、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３が接続されている。そしてツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３夫々の他端にはＬＦ送信回路３１及びＲＦ受信回路２１が接続されている。すなわち、上述したように、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３は、ＬＦ送信回路３１及びＲＦ受信回路２１によって共有されている。

ＬＦ送信回路３１は、更に、出力部１４に接続されている。また、ＲＦ受信回路２１は、更に、入力部１１に接続されている。

出力部１４は、制御部１０の指示に従って、前記要求信号をＬＦ送信回路３１に出力する。ＬＦ送信回路３１は、出力部１４から要求信号が入力された場合、斯かる要求信号を、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３夫々を介して、ＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３に出力する。ＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３夫々は、入力された要求信号を無線で無線端末Ｒに出力する。これにより、要求信号が無線端末Ｒに送信される。

ＬＦ送信回路３１は、前記要求信号を、ＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３を介して無線端末ＲにＬＦ無線で順次送信する。言い換えると、ＬＦ送信回路３１は、ＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３夫々から、時間間隔を空けて前記要求信号を無線端末Ｒに送信する。無線端末Ｒは、１つの要求信号を受信する都度、受信したＬＦ信号強度を示す前記応答信号を車載通信システム２００にＲＦ無線で送信する。

ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３には、無線端末Ｒから応答信号及びドア信号が入力される。ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３に前記応答信号又は前記ドア信号が入力された場合、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、入力された応答信号又はドア信号を、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３を介してＲＦ受信回路２１に出力する。これにより、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３に入力された応答信号又はドア信号は、ＲＦ受信回路２１によって受信される。

ＲＦ受信回路２１は、前記応答信号を受信した場合、受信した応答信号から、前記ＬＦ信号強度を示すＬＦ強度信号を抽出し、抽出したＬＦ強度信号を入力部１１に出力する。前記ＬＦ強度信号は、複数のビット値で構成される。入力部１１は、ＲＦ受信回路２１からＬＦ強度信号が入力された場合、入力されたＬＦ強度信号が示すＬＦ信号強度を制御部１０に通知する。

ＲＦ受信回路２１は、前記ドア信号を受信した場合、受信したドア信号から、斯かるドア信号の指示内容を示す内容信号を抽出し、抽出した内容信号を入力部１１に出力する。内容信号も複数のビット値で構成される。入力部１１は、ＲＦ受信回路２１から前記内容信号が入力された場合、入力された内容信号が示す指示内容を制御部１０に通知する。

入出力部１２には、車両Ｖ内の各装置から前記指示受付信号が入力される。入出力部１２は、前記指示受付信号が入力された場合、入力された指示受付信号が示す内容を制御部１０に通知する。また、入出力部１２は、制御部１０の指示に従って、前記車両動作の実行を指示する前記動作指示信号を車両Ｖ内の対応する装置に出力する。

記憶部１３は不揮発性メモリである。記憶部１３には、コンピュータプログラムＰが記憶されている。制御部１０は、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)を有する。制御部１０のＣＰＵは、コンピュータプログラムＰを実行することによって種々の処理を実行する。

制御部１０は、入出力部１２に前記指示受付信号が入力された場合、出力部１４に指示して、前記要求信号をＬＦ送信回路３１に出力させる。これにより、ＬＦ送信回路３１は、ＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３を介して、時間間隔を空けて３つの要求信号を無線端末Ｒに順次ＬＦ送信する。この際、前述したように、無線端末Ｒは、前記要求信号を受信する都度、前記応答信号を車載通信システム２００にＲＦ送信する。ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３に前記応答信号が入力されてＲＦ受信回路２１が前記応答信号を受信した場合、ＲＦ受信回路２１は受信された応答信号に係るＬＦ強度信号を入力部１１に出力する。

制御部１０は、入力部１１に複数のＬＦ強度信号が入力された場合、これらのＬＦ強度信号が示す複数の強度に基づいて、無線端末Ｒの位置を検知する。制御部１０は、検知した無線端末Ｒの位置が所定範囲内である場合、入出力部１２に指示し、前記指示受付信号に対応する車両Ｖ内の所定装置に前記動作指示信号を出力させる。これにより、例えば、ドアのロック若しくはアンロック、又は、エンジンの始動が行われる。

制御部１０は、例えば、ＲＦ受信回路２１がＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３を介して前記ドア信号を受信して入力部１１に内容信号が入力された場合、入出力部１２に指示して、車両Ｖ内における、前記ドア信号に対応する装置に動作指示信号を出力させる。これにより、ドアのロック又はアンロックが行われる。

要求信号の周波数帯域は、応答信号及びドア信号の周波数帯域と異なる。要求信号の周波数帯域は低く、応答信号及びドア信号の周波数帯域は高い。要求信号の周波数帯域は、例えば、１００ｋＨｚから２００ｋＨｚの範囲内に含まれるＬＦ帯である。応答信号及びドア信号夫々の周波数帯域は、例えば、３００ＭＨｚから４００ＭＨｚの範囲内に含まれるＲＦ(ＵＨＦ)帯である。

ＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３夫々は、車両Ｖの進行方向に対して、車両Ｖの右側ドア付近、左側ドア付近、及びリアラゲッジ内に配置されている。上述したように、ＬＦ送信装置３０及びＲＦ受信装置２０がツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３を共有している。そのため、ＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３と、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３とは互いに近傍に設けられている。
これによって、本実施形態の車載アンテナ装置１００は、部品点数を減らすことができると共に、その構成をより簡単にすることができる。

図３は、本実施形態の車載アンテナ装置１００における、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３の配置を説明する例示図である。ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、夫々車両Ｖの右側窓、左側窓、裏側窓に設けられている。以下においては、説明の便宜上、ＲＦ受信アンテナＤ１を例に挙げて説明する。

ＲＦ受信アンテナＤ１は、車両Ｖの右側窓Ｗに付着されており、車両Ｖの右側ドアＲＤには、上述したように、ＬＦ送信アンテナＴ１が設けられている（図示せず）。
ＲＦ受信アンテナＤ１は、前記応答信号及び前記ドア信号に対応できるＵＨＦ帯のダイポールアンテナである。ＲＦ受信アンテナＤ１は、前記応答信号及び前記ドア信号を受信するアンテナエレメント２５ａ，２５ｂ（ＲＦ受信アンテナ素子）がＬ字状をなす。アンテナエレメント２５ａ，２５ｂはフイルム状の透視可能材料からなる。透視可能とは、透明な状態を含み、所定の可視光線透過率（例えば、８０％以上）を有すれば良い。

前記透視可能材料としては、例えば、アンテナエレメント２５ａ，２５ｂは、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム），ＡＺＯ（ＺｎＯ：Ａｌ），ＧＺＯ（ＺｎＯ：Ｇａ）等からなる。
その他、ＲＦ受信アンテナＤ２，Ｄ３については、ＲＦ受信アンテナＤ１と同様であり、詳しい説明を省略する。

上述したように、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、夫々車両Ｖの右側窓、左側窓、裏側窓に夫々設けられている。右側窓は車両Ｖの右側に面しており、左側窓は車両Ｖの左側に面しており、裏側は車両Ｖの後側に面している。従って、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、向かう方向が異なる窓に夫々設けられている。

車両Ｖのデザイン性を考慮し、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３が車両Ｖの隠れた場所に設けられた場合は、車台などに遮蔽され、設置位置によっては前記応答信号及び前記ドア信号等の受信が出来ない場合がある。これに対して、本実施形態の車載アンテナ装置１００においては、このように、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３が車両Ｖの窓に設けられているから、車両デザイン性及び運転者の視認性を害せず、前記応答信号及び前記ドア信号等の受信が妨げられることもなく、受信率を高めることができる。

また、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３は水平偏波指向性を有する。水平偏波指向性とは、受信感度を表す信号強度（電界強度）が水平に分布し、アンテナの指向性すなわち感知領域が水平となる特性である。ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２（一のＲＦ受信アンテナ）と、ＲＦ受信アンテナＤ３（他のＲＦ受信アンテナ）とは、その水平偏波指向性が相違する。詳しくは、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２及びＲＦ受信アンテナＤ３は互いに水平偏波指向性によるディップ（以下、単にディップと略す）の方向が異なる。

図４は、本実施形態の車載アンテナ装置１００におけるＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３の水平偏波指向性の利得を示すグラフである。図４Ａは車両Ｖの後側窓のＲＦ受信アンテナＤ３の水平偏波指向性を示しており、図４Ｂは車両Ｖの右側窓及び左側窓のＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２の水平偏波指向性を示している。

ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３の感知領域Ｓ１には、何れも、水平方向において信号強度が著しく低下するディップＳ２が存在する。斯かるディップＳ２の存在により、通信距離等が変化したときに、通信電波の信号レベルが急激に落ち込み、通信が不可能になる虞がある。

図４Ａ，Ｂにおいて、夫々の感知領域Ｓ１には、ディップＳ２による不感領域が存在する。図４ＡのＲＦ受信アンテナＤ３（後側窓）のディップＳ２の方向に対し、図４ＢのＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２（右側窓・左側窓）のディップＳ２の方向は、異ならせている。ディップＳ２の方向とは、円の中心に位置するＲＦ受信アンテナからの方向である。本実施形態では、紙面視、円状の分布図の中心Ｓ３より上方向を０°とした場合、ＲＦ受信アンテナＤ３のディップＳ２の方向は９０°，２７０°である。一方、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２のディップＳ２の方向は０°，１８０°である。ＲＦ受信アンテナＤ３とＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２とのディップＳ２の方向が、すなわち、夫々のディップＳ２による不感領域が重ならないように構成されてある。

このように、ＲＦ受信アンテナＤ３とＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２とがディップＳ２の方向を異にしているので、ＲＦ受信アンテナＤ３とＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２とにおける不感領域を互いにて補うことができる。すなわち、ディップＳ２による影響を受けていない何れかのＲＦ受信アンテナを適宜選択することによって、ディップＳ２による障害を防ぎ、通信可能領域及び安定した通信状態を確保することができる。

以上においては、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２が同じ水平偏波指向性（ディップＳ２）を有する場合を例に挙げて説明したが、本実施形態はこれに限りものでない。例えば、ＲＦ受信アンテナＤ１、ＲＦ受信アンテナＤ２及びＲＦ受信アンテナＤ３のディップの方向が夫々異なるようにしても良い。

図５及び図６は、本実施形態の車載アンテナ装置１００の構成を示す概略的回路図である。図５は、車載アンテナ装置１００において、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３に対して、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３及びＬＦ送信アンテナＴ１，Ｔ２，Ｔ３側を示している。図６は、ツイストペア線Ａ１，Ａ２，Ａ３に対して、ＬＦ送信回路３１及びＲＦ受信回路２１側を示している。説明の便宜上、以下においては、ＲＦ受信アンテナＤ１及びＬＦ送信アンテナＴ１の場合を例に挙げて説明し、ＲＦ受信アンテナＤ２及びＬＦ送信アンテナＴ２と、ＲＦ受信アンテナＤ３及びＬＦ送信アンテナＴ３については、詳しい説明を省略する。

ＲＦ受信アンテナＤ１のアンテナエレメント２５ａ，２５ｂ夫々は、図３に示すように、互いに対称的に配置されているダイポールアンテナ形状をなす。アンテナエレメント２５ａにおいての一端部にキャパシタＣ１の一端が接続されている。同様に、アンテナエレメント２５ｂにおいての一端部にキャパシタＣ２の一端が接続されている。キャパシタＣ１，Ｃ２のインピーダンスは、例えば、１００ｐＦである。

ツイストペア線Ａ１は、撚り合されている２つの導線２６ａ，２６ｂを有する。ＲＦ受信アンテナＤ１が有するキャパシタＣ１，Ｃ２夫々の他端は、導線２６ａ，２６ｂの一端に接続されている。導線２６ａ，２６ｂの他端はＬＦ送信回路３１及びＲＦ受信回路２１に接続されている。ツイストペア線Ａ１の一端付近には、導線２６ａ，２６ｂの一端が配置され、ツイストペア線Ａ１の他端付近には、導線２６ａ，２６ｂの他端が配置されている。

上述したように、ＲＦ受信アンテナＤ１は、ダイポールアンテナであるので、入力された応答信号（又はドア信号）を、２つのキャパシタＣ１，Ｃ２の他端から、ツイストペア線Ａ１の２つの導線２６ａ，２６ｂを介してＲＦ受信回路２１に出力する。ツイストペア線Ａ１を介して出力される応答信号及びドア信号夫々は、平衡な信号、すなわち、２つの導線２６ａ，２６ｂの電圧差で示される信号である。

一方、ＬＦ送信アンテナＴ１は、コイル２７を有するいわゆるバーコイルアンテナである。コイル２７のインダクタンスは、例えば、３５０〜７８０μＨである。コイル２７の一端は導線２６ａの一端側に接続されている。コイル２７の他端は導線２６ｂの一端側に接続されている。キャパシタＣ１の他端はコイル２７と導線２６ａとの接点に接続され、キャパシタＣ２の他端はコイル２７の他端と導線２６ｂとの接点に接続される。ＬＦ送信アンテナＴ１はツイストペア線Ａ１を介して、ＬＦ送信回路３１から出力された前記要求信号を無線端末Ｒに出力する。

キャパシタＣ１，Ｃ２夫々のインピーダンスの絶対値は、周波数帯域が低い前記要求信号に対して大きく、周波数帯域が高い前記応答信号及び前記ドア信号に対して小さい。すなわち、キャパシタＣ１，Ｃ２は、ＬＦ送信回路３１がツイストペア線Ａ１を介して出力した要求信号がＲＦ受信アンテナＤ１から外部に出力されることを防止する。

また、コイル２７のインピーダンスの絶対値は、周波数帯域が低い前記要求信号に対して小さく、周波数帯域が高い前記応答信号及び前記ドア信号に対して大きい。すなわち、コイル２７は、ＲＦ受信アンテナＤ１が受信した応答信号及びドア信号がＬＦ送信アンテナＴ１から外部に出力されることを防止する。

図７は本実施形態の車載アンテナ装置１００において、キャパシタＣ１，Ｃ２による効果をシミュレーションした結果を表すグラフである。図７に示すように、キャパシタＣ１，Ｃ２を設けることによって、前記応答信号及び前記ドア信号に対しては、コイル２７による漏洩に起因する損失を０．０１１ｄＢ程度以下にすることができる。また、前記要求信号に対しては、ＲＦ受信アンテナＤ１による漏洩に起因する損失を‐４４．４ｄＢ程度以下にすることができる。

ＬＦ送信回路３１は、駆動部３２及びインダクタ３３ａ，３３ｂを有する。駆動部３２は、前記要求信号を出力する。インダクタ３３ａの一端は、ツイストペア線Ａ１の導線２６ａの他端側に接続されている。インダクタ３３ｂの一端は、ツイストペア線Ａ１の導線２６ｂの他端側に接続されている。インダクタ３３ａ，３３ｂの他端は、駆動部３２に接続されている。インダクタ３３ａ，３３ｂのインダクタンスは、例えば、１μＨである。

インダクタ３３ａ，３３ｂのインピーダンスの絶対値は、周波数帯域が高い前記応答信号及び前記ドア信号に対して大きい。従って、インダクタ３３ａ，３３ｂは、ＲＦ受信アンテナＤ１が受信した応答信号及びドア信号が駆動部３２に入力されることを防止する。

ＲＦ受信回路２１は、変換回路２８及びキャパシタＣ３，Ｃ４を有する。キャパシタＣ３の一端は、ツイストペア線Ａ１の導線２６ａの他端側に接続されている。キャパシタＣ４の一端は、ツイストペア線Ａ１の導線２６ｂの他端側に接続されている。キャパシタＣ３，Ｃ４の他端は、変換回路２８に接続されている。変換回路２８は、更に、後述する切替部２２を介して後述する抽出部２３に接続されている。抽出部２３は、更に、入力部１１に接続されている。変換回路２８は接地されている。

変換回路２８は、平衡な応答信号が入力された場合、入力された平衡な応答信号を、接地電位を基準とした不平衡な応答信号に変換し、変換した応答信号を抽出部２３に出力する。不平衡な信号は、固定電位、例えば接地電位を基準とした信号である。
ＲＦ受信アンテナＤ１からツイストペア線Ａ１を介して変換回路２８平衡な応答信号及びドア信号が入力され、変換回路２８は、入力された平衡な応答信号及びドア信号を、不平衡な応答信号及びドア信号に変換して抽出部２３に出力する。

キャパシタＣ３，Ｃ４のインダクタンスの絶対値は、周波数帯域が低い前記要求信号に対して大きく、周波数帯域が高い前記応答信号及び前記ドア信号に対して小さい。従ってキャパシタＣ３，Ｃ４は、ＬＦ送信回路３１がＬＦ送信アンテナＴ１に出力した要求信号が変換回路２８に入力されることを防ぐ。

図８は本実施形態の車載アンテナ装置１００において、インダクタ３３ａ，３３ｂ及びキャパシタＣ３，Ｃ４による効果をシミュレーションした結果を表すグラフである。図８に示すように、インダクタ３３ａ，３３ｂを設けることによって、前記応答信号及び前記ドア信号に対して、駆動部３２による漏洩に起因する損失を０．０１ｄＢにすることができる。また、キャパシタＣ３，Ｃ４を設けることによって、前記要求信号に対して、変換回路２８による漏洩に起因する損失を‐４９．６ｄＢ程度以下にすることができる。

図９は、本実施形態の車載アンテナ装置１００における、ＲＦ受信回路２１の構成を示す機能ブロック図である。図９においては、説明の便宜上、キャパシタＣ３，Ｃ４の表示を省略している。

ＲＦ受信回路２１は、変換回路２８及びキャパシタＣ３，Ｃ４に加え、切替部２２（選択部）及び抽出部２３を有している。ＲＦ受信回路２１は例えば、３つの変換回路２８を有しており、変換回路２８毎に、上述したように、キャパシタＣ３，Ｃ４が設けられている。

３つの変換回路２８によって、不平衡な信号に変換された応答信号又はドア信号は切替部２２に送られ、何れかの応答信号及びドア信号が抽出部２３に送られる。
切替部２２は、３つの変換回路２８と抽出部２３との間に介在している。各変換回路２８は一本の導線２４ａ，２４ｂ，２４ｃによって接続されており、斯かる導線２４ａ，２４ｂ，２４ｃを介して、不平衡な応答信号又はドア信号が切替部２２に入力される。

切替部２２は、所定周期にて、導線２４ａ，２４ｂ，２４ｃのうち、何れかの導線に接続を切り替える。これによって、切替部２２はＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３のうち、何れかのＲＦ受信アンテナを選択できる。前記所定周期は、無線端末Ｒから送信させる応答信号の送信ビット時間に応じて設定される。例えば、切替えの所定周期をプリアンブル部における５ｂｉｔ分を取得する時間で設定した場合、ビット時間が２ｋｂｐｓであれば、切替部２２は、２．５ミリ秒間隔で、前記切替えを行う。

制御部１０は、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３の夫々を介して受信された応答信号に係る信号強度（以下、ＲＦ信号強度と言う）を比較する。そして、ＲＦ信号強度が最も強いＲＦ信号強度を選択し、選択されたＲＦ信号強度に対応するＲＦ受信アンテナを選択するための切替制御信号を切替部２２に出力する。制御部１０からの切替制御信号が入力されると、切替部２２は、所定周期での切替えを中止し、前記切替制御信号に基づいて、導線２４ａ，２４ｂ，２４ｃの何れかに接続の切替えを行う。

抽出部２３は、切替部２２によって接続された導線からの不平衡な応答信号又はドア信号から前記ＲＦ信号強度を示すＲＦ強度信号を抽出し、抽出したＲＦ強度信号を入力部１１に出力する。

図１０は、本実施形態に係る車載アンテナ装置１００における応答信号の受信処理を説明するフローチャートである。制御部１０は、以下に示す処理手順を常時的に実行する。

制御部１０は、ＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３の何れかに受信される応答信号を所定期間、待ち受ける。何れかのＲＦ受信アンテナ（例えば、ＲＦ受信アンテナＤ１）が応答信号を受信した場合、制御部１０は、ＲＦ受信回路２１を介して、受信された応答信号のＲＦ信号強度を取得する（ステップＳ１０１）。制御部１０は、取得したＲＦ信号強度及びＲＦ受信アンテナＤ１の特定情報を対応付けて記憶部１３に記憶する。

次いで、制御部１０は、ＲＦ受信アンテナＤ２、すなわち導線２４ｂへ接続を切り替える旨の切替制御信号を切替部２２に出力する。切替部２２は、前記切替制御信号に基づき、導線２４ａから導線２４ｂへ接続の切替えを行う。

制御部１０は、ＲＦ受信アンテナＤ２に受信される応答信号を所定期間、待ち受ける。ＲＦ受信アンテナＤ２が応答信号を受信した場合、制御部１０は、ＲＦ受信回路２１を介して、受信された応答信号のＲＦ信号強度を取得する（ステップＳ１０２）。制御部１０は、取得したＲＦ信号強度及びＲＦ受信アンテナＤ２の特定情報を対応付けて記憶部１３に記憶する。

次いで、制御部１０は、ＲＦ受信アンテナＤ３、すなわち導線２４ｃへ接続を切り替える旨の切替制御信号を切替部２２に出力する。切替部２２は、前記切替制御信号に基づき、導線２４ｂから導線２４ｃへ接続の切替えを行う。

制御部１０は、ＲＦ受信アンテナＤ３に受信される応答信号を所定期間、待ち受ける。ＲＦ受信アンテナＤ３が応答信号を受信した場合、制御部１０は、ＲＦ受信回路２１を介して、受信された応答信号のＲＦ信号強度を取得する（ステップＳ１０３）。制御部１０は、取得したＲＦ信号強度及びＲＦ受信アンテナＤ３の特定情報を対応付けて記憶部１３に記憶する。

例えば、いずれのＲＦ信号強度も取得できない場合は、制御部１０は、ＲＦ受信アンテナＤ１、すなわち導線２４ａへ接続を切り替える旨の切替制御信号を切替部２２に出力する。切替部２２は、前記切替制御信号に基づき、導線２４ｃから導線２４ａへ接続の切替えを行う。そして、制御部１０は、ステップＳ１０１の処理に戻る。

次いで、制御部１０は、記憶部１３に記憶されているＲＦ信号強度を読み出し、夫々のＲＦ信号強度を比較し（ステップＳ１０４）、どのＲＦ信号強度が最も強いかの判定を行う（ステップＳ１０５）。

以下においては、説明の便宜上、ＲＦ受信アンテナＤ１に係るＲＦ信号強度が最も強いと判定された場合を例に説明する。

夫々のＲＦ信号強度を比較した結果、ＲＦ受信アンテナＤ１に係るＲＦ信号強度が最も強いと判定されたので、制御部１０は、ＲＦ受信アンテナＤ１、すなわち導線２４ａへ接続を切り替える旨の切替制御信号を切替部２２に出力する（ステップＳ１０６）。切替部２２は、前記切替制御信号に基づき、接続を導線２４ａへ切り替える。

切替部２２による切替えによって、ＲＦ受信回路２１と、最もＲＦ信号強度が強い応答信号を受信するＲＦ受信アンテナＤ１との接続が維持される。従って、ＲＦ受信アンテナＤ１を介して、水平偏波指向性によるディップの影響のない、安定した応答信号の受信が可能となる。

ＲＦ受信回路２１は、ＲＦ受信アンテナＤ１を介して無線端末Ｒからの応答信号を受信し、プリアンブル部の後に受信されるコマンドコード等の復調処理を行い、制御部１０に出力する（ステップＳ１０７）。制御部１０は、斯かるコマンドコードに基づき、ドアロック装置、ドアミラー装置、車内灯及びハザードランプ等の各装置に前記動作指示信号を入出力部１２を介して出力する（ステップＳ１０８）。

なお、例えば、何れかのＲＦ受信アンテナによる応答信号の受信ができず、ＲＦ信号強度の取得ができていない場合が起こり得る。これは、斯かる応答信号を送信した無線端末Ｒが、当該ＲＦ受信アンテナの前記不感領域に位置していることを意味する。従って、他の何れかのＲＦ受信アンテナへの切替により、安定した通信状態を確保することができる。

このように構成によって、本実施形態の車載アンテナ装置１００は、夫々のＲＦ受信アンテナＤ１，Ｄ２，Ｄ３のディップＳ２による不感領域を相互補完し、安定した通信状態を確保し、安定的に応答信号を受信することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２２ 切替部
２５ａ，２５ｂ アンテナエレメント
３１ ＬＦ送信回路
３３ａ，３３ｂ インダクタ
１００ 車載アンテナ装置
Ａ１，Ａ２，Ａ３ ツイストペア線
Ｃ１，Ｃ２ キャパシタ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ＲＦ受信アンテナ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ ＬＦ送信アンテナ
Ｖ 車両
Ｗ 右側窓

Claims (6)

1. 車両の外部からＲＦ受信信号を受信する複数のＲＦ受信アンテナを備える車載アンテナ装置において、
   前記複数のＲＦ受信アンテナは、
   前記ＲＦ受信信号を受信するＲＦ受信アンテナ素子が透視可能材料からなり、
   少なくとも一つの他のＲＦ受信アンテナと水平偏波指向性が異なる、一のＲＦ受信アンテナを含み、
   前記複数のＲＦ受信アンテナのうち、何れかのＲＦ受信アンテナを選択する選択部を備える車載アンテナ装置。
2. 前記一のＲＦ受信アンテナと、前記他のＲＦ受信アンテナは、夫々の水平偏波指向性によるディップの方向が異なる請求項１に記載の車載アンテナ装置。
3. 各ＲＦ受信アンテナは、向かう方向が異なる前記車両の窓に夫々設けられている請求項１又は２に記載の車載アンテナ装置。
4. 前記ＲＦ受信信号と周波数が異なるＬＦ送信信号を外部に送信する複数のＬＦ送信アンテナと、
   前記ＬＦ送信アンテナに前記ＬＦ送信信号を送り、かつ、前記ＲＦ受信アンテナを介して前記ＲＦ受信信号を受けるツイストペア線と
   を備える請求項１から３の何れかに記載の車載アンテナ装置。
5. 前記ＬＦ送信アンテナに前記ＬＦ送信信号を送信するＬＦ送信部を備え、
   前記ＬＦ送信部は、前記ＲＦ受信信号の流入を防止するインダクタを有する請求項４に記載の車載アンテナ装置。
6. 前記ＬＦ送信信号が前記ＲＦ受信アンテナに流入することを防止するキャパシタを有する請求項４又は５に記載の車載アンテナ装置。

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