JP2020136807A - Antenna module, mobile communication device, vehicle, switching method, and computer program - Google Patents

Antenna module, mobile communication device, vehicle, switching method, and computer program Download PDF

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Abstract

To provide an antenna module capable of swiftly switching an array antenna.SOLUTION: An antenna module is used in a mobile communication device that wirelessly communicates with a base station device. The antenna module includes: a plurality of array antennas including a first array antenna capable of transmitting and receiving signals to/from the base station device in a direction included in a first range among directions around the mobile communication device, and a second array antenna capable of transmitting and receiving signals to/from the base station device in a direction included in a second range adjacent to the first range among the directions around the mobile communication device; and a switching unit that, when any one antenna of the first array antenna and the second array antenna is being used for wireless communication with the base station device as a target antenna used in wireless communication with the base station device, performs switching processing of switching the selected antenna from the one antenna to the other antenna.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、アンテナモジュール、移動通信装置、車両、切替方法、及びコンピュータプログラムに関するものである。 The present invention relates to antenna modules, mobile communication devices, vehicles, switching methods, and computer programs.

特許文献1及び非特許文献1には、第5世代移動通信システムによる無線通信が可能な移動通信装置を車両に搭載することについて開示されている。 Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 disclose that a mobile communication device capable of wireless communication by a fifth generation mobile communication system is mounted on a vehicle.

国際公開第2018/088051号International Publication No. 2018/088051

3GPP TSG-RAN WG4 Meeting #87 R4-1808180 、[平成30年11月21日検索]、インターネット〈http://www.3gpp.org/DynaReport/TDocExMtg--R4-87--18787.htm〉3GPP TSG-RAN WG4 Meeting # 87 R4-1808180, [Search on November 21, 2018], Internet <http://www.3gpp.org/DynaReport/TDocExMtg--R4-87--18787.htm>

第5世代移動通信システムでは、ミリ波又は準ミリ波(例えば、6GHz以上の非常に高い周波数の電波)を利用して無線通信を行うため、伝搬損失が大きい。このため、第5世代移動通信システムでは、電波の減衰を補償するために、ビームフォーミングが行われる。
従って、第5世代移動通信システムに対応した移動局においては、ビームフォーミングのために、水平方向の見通しが確保できる位置にアンテナを設置する必要がある。例えば、上記特許文献1では、車両の天井(ルーフ)にアンテナ装置(アンテナモジュール)が設置されている。
In the 5th generation mobile communication system, since wireless communication is performed using millimeter waves or quasi-millimeter waves (for example, radio waves having a very high frequency of 6 GHz or more), propagation loss is large. Therefore, in the 5th generation mobile communication system, beamforming is performed in order to compensate for the attenuation of radio waves.
Therefore, in a mobile station compatible with a 5th generation mobile communication system, it is necessary to install an antenna at a position where a horizontal line of sight can be secured for beamforming. For example, in Patent Document 1, an antenna device (antenna module) is installed on the ceiling (roof) of a vehicle.

ところで、6GHz以上の周波数帯においては、伝搬に伴う減衰が大きいため、指向性アンテナ、例えば、パッチアンテナなどを用い、さらにアレイアンテナ構成とすることで高いアンテナ利得を得る必要がある。
このため、アンテナモジュールを車両に搭載し、車両の周囲各方向へ向けたビームを形成する場合、指向性を有するアレイアンテナを複数組み合わせて用いることが考えられる。
この場合、各アレイアンテナそれぞれが車両の周囲各方向のうちの一部におけるビームを分担する。これによりアンテナモジュールは車両の周囲各方向へ向けたビームを形成することができる。
By the way, in the frequency band of 6 GHz or more, since the attenuation due to propagation is large, it is necessary to obtain a high antenna gain by using a directional antenna, for example, a patch antenna or the like and further forming an array antenna configuration.
Therefore, when the antenna module is mounted on a vehicle to form a beam directed in each direction around the vehicle, it is conceivable to use a plurality of directional array antennas in combination.
In this case, each array antenna shares a beam in a part of each direction around the vehicle. As a result, the antenna module can form a beam directed in each direction around the vehicle.

上記のように、複数のアレイアンテナを組み合わせたアンテナモジュールを用いて基地局装置と無線通信する場合、複数のアレイアンテナの中から、基地局装置との無線通信に使用するアレイアンテナを選択し、選択したアレイアンテナに基地局装置へ向けたビームを形成させる必要がある。 As described above, when wirelessly communicating with the base station device using an antenna module that combines a plurality of array antennas, the array antenna used for wireless communication with the base station device is selected from the plurality of array antennas. The selected array antenna needs to form a beam towards the base station equipment.

ここで、基地局装置との無線通信に使用するアレイアンテナ(対象アンテナ)を選択するには、基地局装置との間の伝搬経路における通信品質が最も高いアレイアンテナを選択すればよい。
例えば、複数のアレイアンテナそれぞれにレシーバを接続し、各アレイアンテナが受信した信号を各レシーバで復調し、最も通信品質の高いアレイアンテナを対象アンテナに選択するという方法(以下、方法1ともいう)が考えられる。
Here, in order to select the array antenna (target antenna) used for wireless communication with the base station device, the array antenna having the highest communication quality in the propagation path with the base station device may be selected.
For example, a method in which a receiver is connected to each of a plurality of array antennas, the signal received by each array antenna is demodulated by each receiver, and the array antenna having the highest communication quality is selected as the target antenna (hereinafter, also referred to as method 1). Can be considered.

しかし、上記方法1では、アレイアンテナの個数だけレシーバを用意する必要があり、コストや、消費電力の面から好ましくない。
そこで、複数のアレイアンテナに対して単一のレシーバを接続し、切替スイッチ等によって、レシーバに接続されるアレイアンテナを順次切り替えることで、各アレイアンテナが受信した信号を順次復調し、最も通信品質の高いアレイアンテナを対象アンテナに選択するという方法(以下、方法2ともいう)も考えられる。
However, in the above method 1, it is necessary to prepare as many receivers as the number of array antennas, which is not preferable from the viewpoint of cost and power consumption.
Therefore, by connecting a single receiver to a plurality of array antennas and sequentially switching the array antennas connected to the receivers with a changeover switch or the like, the signals received by each array antenna are sequentially demolished, and the highest communication quality is achieved. A method of selecting a high array antenna as the target antenna (hereinafter, also referred to as method 2) can be considered.

上記方法2では、コストや消費電力の面では、方法1に対して有利である。
その一方、複数のアレイアンテナのうちの1つが、対象アンテナとして選択されている場合、レシーバは対象アンテナに選択されているアレイアンテナのみに接続されることとなるので、対象アンテナに選択されていない他のアレイアンテナで信号を受信できず通信品質を取得することができない。
例えば、車両が移動することにより、基地局装置との相対的な位置関係が変化して、対象アンテナとして選択されているアレイアンテナの通信品質が低下し、当該アレイアンテナに隣接するアレイアンテナを対象アンテナとして選択しなければならない状況となった場合について考える。
The above method 2 is advantageous over the method 1 in terms of cost and power consumption.
On the other hand, when one of the plurality of array antennas is selected as the target antenna, the receiver is connected only to the array antenna selected as the target antenna, and therefore is not selected as the target antenna. The signal cannot be received by other array antennas and the communication quality cannot be obtained.
For example, as the vehicle moves, the relative positional relationship with the base station device changes, the communication quality of the array antenna selected as the target antenna deteriorates, and the array antenna adjacent to the array antenna is targeted. Consider the case where you have to select as an antenna.

この場合、対象アンテナとして選択されているアレイアンテナの通信品質が低下し、基地局装置からの信号を受信できなくなると、アンテナモジュールは、再度、レシーバに接続されるアレイアンテナを順次切り替えて各アレイアンテナの通信品質を取得する。アンテナモジュールは、各アレイアンテナの通信品質を取得した結果に基づいて、最も通信品質の高いアレイアンテナを対象アンテナに選択する。 In this case, when the communication quality of the array antenna selected as the target antenna deteriorates and the signal from the base station device cannot be received, the antenna module again sequentially switches the array antennas connected to the receiver to each array. Acquire the communication quality of the antenna. The antenna module selects the array antenna having the highest communication quality as the target antenna based on the result of acquiring the communication quality of each array antenna.

上記のように、対象アンテナが基地局装置からの信号が受信できなくなり、最も通信品質の高いアレイアンテナを再選択する間、アンテナモジュールは、基地局装置との無線通信を中断することとなる。このような無線通信の中断は、通信速度等の低下に繋がるため、好ましくない。 As described above, the antenna module interrupts the wireless communication with the base station apparatus while the target antenna cannot receive the signal from the base station apparatus and the array antenna having the highest communication quality is reselected. Such interruption of wireless communication is not preferable because it leads to a decrease in communication speed and the like.

よって、車両が移動することにより、基地局装置との相対的な位置関係が変化して、対象アンテナとして選択されているアレイアンテナを切り替える必要が生じた場合において、速やかにアレイアンテナを切り替える技術が望まれる。 Therefore, when the relative positional relationship with the base station device changes due to the movement of the vehicle and it becomes necessary to switch the array antenna selected as the target antenna, there is a technology for promptly switching the array antenna. desired.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、速やかにアレイアンテナを切り替えることができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of promptly switching an array antenna.

一実施形態であるアンテナモジュールは、基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールであって、前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能な第1アレイアンテナ、及び、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能な第2アレイアンテナを含む複数のアレイアンテナと、前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択する選択部と、前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行する切替部と、を備える。 The antenna module according to one embodiment is an antenna module used for a mobile communication device that wirelessly communicates with the base station device, and the base station device is included in the first range of the surrounding directions of the mobile communication device. A first array antenna capable of transmitting and receiving signals to and from the base station device, and a direction included in a second range adjacent to the first range among the directions around the mobile communication device. Based on the communication quality of each of the plurality of array antennas including the second array antenna and the received signals by the plurality of array antennas, the target antenna used for wireless communication with the base station apparatus is selected from among the plurality of array antennas. When the selection unit to be selected and one of the first array antenna and the second array antenna are selected as the target antenna and used for wireless communication with the base station apparatus, the target A switching unit for executing a switching process for switching the antenna from the one antenna to the other antenna is provided.

他の実施形態である移動通信装置は、上述のアンテナモジュールを備えた移動通信装置である。 The mobile communication device according to another embodiment is a mobile communication device including the above-mentioned antenna module.

また、他の実施形態である車両は、上述の移動通信装置を備えた車両である。 The vehicle according to another embodiment is a vehicle provided with the above-mentioned mobile communication device.

他の実施形態である切替方法は、基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールが有する複数のアレイアンテナに含まれる第1アレイアンテナ及び第2アレイアンテナの切替方法であって、前記第1アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、前記第2アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択するステップと、前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行するステップと、を含む。 Another embodiment of the switching method is a method of switching between a first array antenna and a second array antenna included in a plurality of array antennas included in an antenna module used in a mobile communication device that wirelessly communicates with a base station device. The first array antenna can transmit and receive signals to and from the base station device in the direction included in the first range among the directions around the mobile communication device, and the second array antenna is the mobile communication device. It is possible to send and receive signals to and from the base station device in a direction included in the second range adjacent to the first range among the surrounding directions, and based on the communication quality of each received signal by the plurality of array antennas, the said A step of selecting a target antenna to be used for wireless communication with the base station device from a plurality of array antennas, and one of the first array antenna and the second array antenna is selected as the target antenna. A step of executing a switching process of switching the target antenna from the one antenna to the other antenna when the target antenna is used for wireless communication with the base station apparatus is included.

他の実施形態であるコンピュータプログラムは、基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールが有する複数のアレイアンテナに含まれる第1アレイアンテナ及び第2アレイアンテナの切替処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記第1アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、前記第2アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、コンピュータに前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択するステップと、前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行するステップと、を実行させるコンピュータプログラムである。 In the computer program of another embodiment, the computer executes a switching process of the first array antenna and the second array antenna included in the plurality of array antennas included in the antenna module used in the mobile communication device that wirelessly communicates with the base station device. The first array antenna is capable of transmitting and receiving signals to and from the base station device in a direction included in the first range of the directions around the mobile communication device. The array antenna can transmit and receive signals to and from the base station device in the direction included in the second range adjacent to the first range among the directions around the mobile communication device, and the computer is operated by the plurality of array antennas. A step of selecting a target antenna to be used for wireless communication with the base station apparatus from the plurality of array antennas based on the communication quality of each received signal, and either the first array antenna or the second array antenna. When one of the antennas is selected as the target antenna and used for wireless communication with the base station device, a step of performing a switching process of switching the target antenna from the one antenna to the other antenna is performed. , Is a computer program that executes.

本発明によれば、速やかにアレイアンテナを切り替えることができる。 According to the present invention, the array antenna can be switched quickly.

図1は、車載通信装置が搭載された車両を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a vehicle equipped with an in-vehicle communication device. 図2Aは、アンテナモジュールの斜視図である。FIG. 2A is a perspective view of the antenna module. 図2Bは、アンテナモジュールの部分断面図である。FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the antenna module. 図3は、アンテナモジュールの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the antenna module. 図4は、制御装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the control device. 図5は、各アレイアンテナの送受信範囲を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a transmission / reception range of each array antenna. 図6は、アンテナモジュールの選択部が実行する選択処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing an example of the selection process executed by the selection unit of the antenna module. 図7は、道路を走行する車両(の車載通信装置)における基地局装置の方向を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the direction of the base station device in the vehicle (vehicle-mounted communication device) traveling on the road. 図8は、切替処理を実行するか否かを判定するための切替判定の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of a switching determination for determining whether or not to execute the switching process. 図9は、対象アンテナを、車両2の前方に向けて配置されたアレイアンテナから車両の左方向に向けて配置されたアレイアンテナへ切り替える際の態様の一例を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a mode in which the target antenna is switched from the array antenna arranged toward the front of the vehicle 2 to the array antenna arranged toward the left side of the vehicle. 変形例に係るアンテナモジュールを示す図である。It is a figure which shows the antenna module which concerns on the modification.

最初に実施形態の内容を列記して説明する。
[実施形態の概要]
(1)一実施形態であるアンテナモジュールは、基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールであって、前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能な第1アレイアンテナ、及び、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能な第2アレイアンテナを含む複数のアレイアンテナと、前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択する選択部と、前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行する切替部と、を備える。
First, the contents of the embodiments will be listed and described.
[Outline of Embodiment]
(1) The antenna module according to the embodiment is an antenna module used for a mobile communication device that wirelessly communicates with a base station device, and is the direction included in the first range among the directions around the mobile communication device. A first array antenna capable of transmitting and receiving signals to and from the base station device, and transmitting and receiving signals to and from the base station device in directions included in a second range adjacent to the first range among the directions around the mobile communication device. Used for wireless communication with the base station apparatus from among the plurality of array antennas based on the communication quality of each of the plurality of array antennas including the second array antenna capable of the above and the received signals by the plurality of array antennas. When the selection unit for selecting the target antenna and one of the first array antenna and the second array antenna are selected as the target antenna and used for wireless communication with the base station apparatus. A switching unit that executes a switching process for switching the target antenna from the one antenna to the other antenna is provided.

上記構成のアンテナモジュールによれば、第1アレイアンテナ及び第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、基地局装置との無線通信に使用されているときに切替処理を実行するので、例えば、移動通信装置における基地局装置の方向が変化して、対象アンテナとして選択されているアレイアンテナを切り替える必要が生じた場合において、選択部が対象アンテナを選択する処理を行わずに他方のアンテナに切り替えることができる。この結果、速やかにアレイアンテナを切り替えることができる。 According to the antenna module having the above configuration, since the switching process is executed when one of the antennas of the first array antenna and the second array antenna is used for wireless communication with the base station device, for example, it is moved. When the direction of the base station device in the communication device changes and it becomes necessary to switch the array antenna selected as the target antenna, the selection unit switches to the other antenna without performing the process of selecting the target antenna. Can be done. As a result, the array antenna can be switched quickly.

(2)上記アンテナモジュールにおいて、前記第1アレイアンテナが形成する第1ビームの指向方向を前記第1範囲内で制御する第1指向性制御部と、前記第2アレイアンテナが形成する第2ビームの指向方向を前記第2範囲内で制御する第2指向性制御部と、をさらに備え、前記第1指向性制御部は、前記基地局装置からの信号の到来方向に応じて前記第1ビームの指向方向を制御し、前記第2指向性制御部は、前記基地局装置からの信号の到来方向に応じて前記第2ビームの指向方向を制御し、前記切替部は、前記第1指向性制御部又は前記第2指向性制御部によって制御される前記一方のアンテナが形成するビームの指向方向に基づいて、前記切替処理を実行するか否かを判定することが好ましい。
この場合、移動通信装置における基地局装置の方向を、両アレイアンテナが形成するビームの指向方向として把握し、切替処理を実行するか否かを判定することができる。
(2) In the antenna module, a first directivity control unit that controls the directivity direction of the first beam formed by the first array antenna within the first range, and a second beam formed by the second array antenna. The first directivity control unit further includes a second directivity control unit that controls the directivity direction of the above within the second range, and the first directivity control unit is the first beam according to the direction of arrival of a signal from the base station apparatus. The second directivity control unit controls the directivity direction of the second beam according to the direction of arrival of the signal from the base station device, and the switching unit controls the directivity of the first directivity. It is preferable to determine whether or not to execute the switching process based on the directivity direction of the beam formed by the control unit or the one antenna controlled by the second directivity control unit.
In this case, the direction of the base station device in the mobile communication device can be grasped as the directivity direction of the beam formed by both array antennas, and it can be determined whether or not to execute the switching process.

(3)上記アンテナモジュールにおいて、前記第1範囲と前記第2範囲とは、互いに重複する重複範囲を含み、前記一方のアンテナが形成するビームの指向方向が前記重複範囲内である場合、前記切替処理を実行することが好ましい。
この場合、第1範囲及び第2範囲が互いに重複する重複範囲を有することで、ビームの指向方向が第1範囲と第2範囲とを行き来する際にヒステリシスを持たせることができ、ビームの指向方向が第1範囲と第2範囲とを頻繁に行き来するハンチングが生じるのを抑制できる。
(3) In the antenna module, when the first range and the second range include overlapping ranges that overlap each other and the directing direction of the beam formed by one of the antennas is within the overlapping range, the switching is performed. It is preferable to carry out the process.
In this case, since the first range and the second range have overlapping ranges that overlap each other, hysteresis can be provided when the direction of the beam moves back and forth between the first range and the second range, and the direction of the beam can be provided. It is possible to suppress the occurrence of hunting in which the direction frequently moves back and forth between the first range and the second range.

(4)また、上記アンテナモジュールにおいて、前記第1範囲と前記第2範囲とは、互いに重複する重複範囲を含み、前記切替部は、前記一方のアンテナが形成するビームの指向方向が前記重複範囲内である場合、前記一方のアンテナが形成するビームの過去直近の指向方向が、前記重複範囲外であるか否かを判定し、前記判定結果が否定的である場合、前記切替処理を実行しないことが好ましい。
この場合、移動通信装置が移動しておらず、一方のアンテナが形成するビームの指向方向が変化していない可能性があるときに、切替処理を実行するのを抑制することができる。
(4) Further, in the antenna module, the first range and the second range include overlapping ranges that overlap each other, and in the switching unit, the directing direction of the beam formed by the one antenna is the overlapping range. If it is inside, it is determined whether or not the most recent directing direction of the beam formed by the one antenna is outside the overlapping range, and if the determination result is negative, the switching process is not executed. Is preferable.
In this case, it is possible to suppress the execution of the switching process when the mobile communication device is not moving and the directing direction of the beam formed by one of the antennas may not be changed.

(5)上記アンテナモジュールにおいて、前記切替部は、前記一方のアンテナが形成するビームの指向方向が、前記重複範囲外において前記重複範囲側へ近づくように制御されたか否かを判定し、前記判定結果が肯定的である場合、前記他方のアンテナが形成するビームの指向方向を前記重複範囲に対応する方向へ向くように制御させてもよい。
この場合、一方のアンテナが形成するビームの指向方向が、重複範囲に到達する直前であって切替処理が実行される前に、他方のアンテナの指向方向を予め調整することができ、より速やかにアレイアンテナを切り替えることができる。
(5) In the antenna module, the switching unit determines whether or not the directivity direction of the beam formed by the one antenna is controlled to approach the overlapping range side outside the overlapping range, and the determination is made. If the result is positive, the directing direction of the beam formed by the other antenna may be controlled to be directed in the direction corresponding to the overlapping range.
In this case, the directivity of the beam formed by one antenna can be adjusted in advance just before reaching the overlapping range and before the switching process is executed, so that the directivity of the other antenna can be adjusted more quickly. The array antenna can be switched.

(6)上記アンテナモジュールにおいて、前記切替部は、前記移動通信装置における前記基地局装置の方向を示す方向情報に基づいて、前記切替処理を実行するか否かを判定してもよい。
この場合、方向情報に基づいて、移動通信装置の周囲各方向のうちの基地局装置の方向を把握できる。
(6) In the antenna module, the switching unit may determine whether or not to execute the switching process based on the direction information indicating the direction of the base station device in the mobile communication device.
In this case, the direction of the base station device among the directions around the mobile communication device can be grasped based on the direction information.

(7)上記アンテナモジュールにおいて、前記第1範囲と前記第2範囲とは、互いに重複する重複範囲を含み、前記切替部は、前記方向情報が示す前記基地局装置の方向が前記重複範囲内である場合、前記切替処理を実行することが好ましい。
この場合、第1範囲及び第2範囲が互いに重複する重複範囲を有することで、基地局装置の方向が第1範囲と第2範囲とを行き来する際にヒステリシスを持たせることができ、基地局装置の方向が第1範囲と第2範囲とを頻繁に行き来するハンチングが生じるのを抑制することができる。
(7) In the antenna module, the first range and the second range include overlapping ranges that overlap each other, and the switching unit has the direction of the base station device indicated by the direction information within the overlapping range. If there is, it is preferable to execute the switching process.
In this case, since the first range and the second range have overlapping ranges that overlap each other, hysteresis can be provided when the direction of the base station apparatus moves back and forth between the first range and the second range, and the base station can be provided with hysteresis. It is possible to suppress the occurrence of hunting in which the direction of the device frequently moves back and forth between the first range and the second range.

(8)上記アンテナモジュールにおいて、前記切替部は、前記方向情報に加え、前記移動通信装置が搭載される移動体の速度及び加速度の少なくともいずれか一方を加味して、前記切替処理を実行するか否かを判定することが好ましい。
この場合、より正確に基地局装置の方向の変化を把握することができる。
(8) In the antenna module, whether the switching unit executes the switching process in consideration of at least one of the speed and the acceleration of the moving body on which the mobile communication device is mounted in addition to the direction information. It is preferable to determine whether or not.
In this case, the change in the direction of the base station device can be grasped more accurately.

(9)また、他の実施形態である移動通信装置は、上記(1)から(8)のいずれかのアンテナモジュールを備えた移動通信装置である。 (9) Further, the mobile communication device according to another embodiment is a mobile communication device provided with the antenna module according to any one of (1) to (8) above.

(10)他の実施形態である車両は、上記(9)の移動通信装置を備えた車両である。 (10) The vehicle according to another embodiment is a vehicle provided with the mobile communication device according to (9) above.

(11)他の実施形態である切替方法は、基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールが有する複数のアレイアンテナに含まれる第1アレイアンテナ及び第2アレイアンテナの切替方法であって、前記第1アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、前記第2アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択するステップと、前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行するステップと、を含む。 (11) The switching method according to another embodiment is a switching method of a first array antenna and a second array antenna included in a plurality of array antennas included in an antenna module used in a mobile communication device that wirelessly communicates with a base station device. Therefore, the first array antenna can transmit and receive signals to and from the base station device in the direction included in the first range among the directions around the mobile communication device, and the second array antenna is said to move. It is possible to send and receive signals to and from the base station device in the direction included in the second range adjacent to the first range among the directions around the communication device, and based on the communication quality of each received signal by the plurality of array antennas. The step of selecting a target antenna to be used for wireless communication with the base station apparatus from the plurality of array antennas and the antenna of either the first array antenna or the second array antenna are the targets. It includes a step of executing a switching process of switching the target antenna from the one antenna to the other antenna when the target antenna is selected as an antenna and used for wireless communication with the base station apparatus.

(12)他の実施形態であるコンピュータプログラムは、基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールが有する複数のアレイアンテナに含まれる第1アレイアンテナ及び第2アレイアンテナの切替処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記第1アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、前記第2アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、コンピュータに前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択するステップと、前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行するステップと、を実行させるコンピュータプログラムである。 (12) A computer program according to another embodiment performs switching processing of a first array antenna and a second array antenna included in a plurality of array antennas included in an antenna module used in a mobile communication device that wirelessly communicates with a base station device. A computer program for a computer to execute, the first array antenna can send and receive signals to and from the base station device in a direction included in the first range among the directions around the mobile communication device. The second array antenna can transmit and receive signals to and from the base station device in a direction included in a second range adjacent to the first range among the directions around the mobile communication device, and the computer can transmit and receive the plurality of signals. A step of selecting a target antenna to be used for wireless communication with the base station apparatus from the plurality of array antennas based on the communication quality of each signal received by the array antenna, and the first array antenna and the second array. When one of the antennas is selected as the target antenna and used for wireless communication with the base station device, a switching process for switching the target antenna from the one antenna to the other antenna is executed. It is a computer program that executes the steps to be performed.

[実施形態の詳細]
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各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。
[Details of Embodiment]
Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the drawings.
In addition, at least a part of each embodiment described below may be arbitrarily combined.

〔車載通信装置の構成〕
図1は、車載通信装置が搭載された車両を示す図である。
図1中、車載通信装置1は車両2に搭載されている。車載通信装置(移動通信装置)1は、移動通信システムの基地局装置4と無線通信を行う移動局である。車両2は、通常の乗用車の他、バスや鉄道車両等も含む。
基地局装置4は、建物の屋上等の比較的高所に設置され、地上の車載通信装置1と無線通信を行う。
[Configuration of in-vehicle communication device]
FIG. 1 is a diagram showing a vehicle equipped with an in-vehicle communication device.
In FIG. 1, the vehicle-mounted communication device 1 is mounted on the vehicle 2. The in-vehicle communication device (mobile communication device) 1 is a mobile station that wirelessly communicates with the base station device 4 of the mobile communication system. The vehicle 2 includes not only ordinary passenger cars but also buses, railroad cars, and the like.
The base station device 4 is installed at a relatively high place such as the roof of a building, and wirelessly communicates with the on-vehicle communication device 1 on the ground.

車載通信装置1と、基地局装置4との間で行われる無線通信は、例えば、第5世代移動通信システムに準拠した無線通信である。
第5世代移動通信システムでは、例えば、6GHz以上の非常に高い周波数の電波を用いるため、伝搬時の減衰が大きい。このため、車載通信装置1及び基地局装置4は、電波の減衰を補償するために、ビームフォーミングを行う。車載通信装置1は、ビームフォーミングによって特定の方向にビームの指向性を向けて利得を向上させることができる。ビームフォーミングは、車載通信装置1及び基地局装置4の両方で行われる。
The wireless communication performed between the in-vehicle communication device 1 and the base station device 4 is, for example, wireless communication based on the 5th generation mobile communication system.
In the 5th generation mobile communication system, for example, since a radio wave having a very high frequency of 6 GHz or more is used, the attenuation at the time of propagation is large. Therefore, the in-vehicle communication device 1 and the base station device 4 perform beamforming in order to compensate for the attenuation of radio waves. The in-vehicle communication device 1 can improve the gain by directing the directivity of the beam in a specific direction by beamforming. Beamforming is performed by both the in-vehicle communication device 1 and the base station device 4.

車載通信装置1は、無線LAN無線部6と接続されている。無線LAN無線部6は、無線LANアクセスポイントであり、車内の移動端末8に対して無線LANサービスを提供する。車内の移動端末8は、例えば、車両2の乗客が有する携帯電話、スマートフォン、タブレット、ノートパソコン等である。移動端末8は、無線LAN通信を介して移動通信システムによる通信が可能である。
つまり、車載通信装置1は、移動端末8と、基地局装置4との間の通信を中継する機能を有している。
The in-vehicle communication device 1 is connected to the wireless LAN wireless unit 6. The wireless LAN wireless unit 6 is a wireless LAN access point and provides a wireless LAN service to the mobile terminal 8 in the vehicle. The mobile terminal 8 in the vehicle is, for example, a mobile phone, a smartphone, a tablet, a laptop computer, or the like owned by a passenger in the vehicle 2. The mobile terminal 8 can communicate with a mobile communication system via wireless LAN communication.
That is, the in-vehicle communication device 1 has a function of relaying communication between the mobile terminal 8 and the base station device 4.

車載通信装置1は、アンテナモジュール10と、通信処理部12とを備えている。
通信処理部12は、ベースバンド信号に関する処理を行う機能を有している。通信処理部12は、ベースバンド信号をアンテナモジュール10へ与える。また、通信処理部12は、アンテナモジュール10から与えられるベースバンド信号を受信する。
アンテナモジュール10は、複数のアンテナ素子24を備えている。複数のアンテナ素子24はアレイアンテナを構成している。これにより、アンテナモジュール10は、ビームフォーミングを行いつつ、基地局装置4との間で無線波の送受信を行う機能を有する。
The in-vehicle communication device 1 includes an antenna module 10 and a communication processing unit 12.
The communication processing unit 12 has a function of performing processing related to the baseband signal. The communication processing unit 12 gives a baseband signal to the antenna module 10. Further, the communication processing unit 12 receives the baseband signal given from the antenna module 10.
The antenna module 10 includes a plurality of antenna elements 24. The plurality of antenna elements 24 form an array antenna. As a result, the antenna module 10 has a function of transmitting and receiving radio waves to and from the base station device 4 while performing beamforming.

〔アンテナモジュールの構成〕
図2Aは、アンテナモジュール10の斜視図であり、図2Bは、アンテナモジュール10の部分断面図である。
図2Bに示すように、アンテナモジュール10は、車両2のルーフ(天井)2aに設けられている。
アンテナモジュール10は、4つのアレイアンテナ20と、これらアレイアンテナ20が固定された矩形板状のベース板22とを備えている。
[Antenna module configuration]
FIG. 2A is a perspective view of the antenna module 10, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the antenna module 10.
As shown in FIG. 2B, the antenna module 10 is provided on the roof (ceiling) 2a of the vehicle 2.
The antenna module 10 includes four array antennas 20 and a rectangular plate-shaped base plate 22 to which these array antennas 20 are fixed.

4つのアレイアンテナ20は、それぞれ、基板21と、基板21のアンテナ面21aに実装された複数のアンテナ素子24とを備えている。アンテナ素子24は、例えば、パッチアンテナ等の平面アンテナである。
各基板21は、ベース板22の端縁に沿って立設されている。各アンテナ面21aは、車両2の前後左右斜め上方に向いている。よって、アンテナモジュール10は、四角錐台の箱状である。
Each of the four array antennas 20 includes a substrate 21 and a plurality of antenna elements 24 mounted on the antenna surface 21a of the substrate 21. The antenna element 24 is, for example, a planar antenna such as a patch antenna.
Each substrate 21 is erected along the edge of the base plate 22. Each antenna surface 21a faces diagonally upward from the front, back, left, and right of the vehicle 2. Therefore, the antenna module 10 has a box shape of a quadrangular pyramid.

各アレイアンテナ20は、後述するように、複数のアンテナ素子24により送受信される信号の位相を調整することで、ビームフォーミングが可能である。
各アレイアンテナ20は、方位角方向において約100度の範囲でビームの指向方向を向けることが可能である。また、各アレイアンテナ20は、仰角方向において約90度の範囲内でビームの指向方向を向けることが可能である。
よって、アンテナモジュール10は、4つのアレイアンテナ20を組み合わせることで、当該アンテナモジュール10(車載通信装置1)の周囲各方向に向けてビームを形成することができる。
As will be described later, each array antenna 20 can perform beamforming by adjusting the phase of signals transmitted and received by a plurality of antenna elements 24.
Each array antenna 20 can direct the beam in a range of about 100 degrees in the azimuth direction. Further, each array antenna 20 can direct the directing direction of the beam within a range of about 90 degrees in the elevation angle direction.
Therefore, by combining the four array antennas 20, the antenna module 10 can form a beam toward each direction around the antenna module 10 (vehicle-mounted communication device 1).

なお、図2A中、Y方向が車両2の前後方向、X方向が車両2の左右方向、Z方向が車両2の上下方向である。
また、以下の説明では、Z方向が鉛直方向を示し、X−Y平面は、鉛直方向に直交する水平面として説明する。
つまり、以下の説明では、車両2が坂道に位置することで車両2全体が傾斜する場合や、移動に伴う車両2の姿勢変化によって車両2全体が傾斜する場合については考慮せず、車両2のルーフ2aは、常に水平面に平行であるものとして説明する。
よって、アンテナモジュール10は、常に水平面に平行に設置されるものとして説明する。
In FIG. 2A, the Y direction is the front-rear direction of the vehicle 2, the X direction is the left-right direction of the vehicle 2, and the Z direction is the up-down direction of the vehicle 2.
Further, in the following description, the Z direction indicates the vertical direction, and the XY plane is described as a horizontal plane orthogonal to the vertical direction.
That is, in the following description, the case where the entire vehicle 2 is tilted due to the vehicle 2 being located on the slope and the case where the entire vehicle 2 is tilted due to the change in the posture of the vehicle 2 due to the movement are not considered, and the vehicle 2 The roof 2a will be described as being always parallel to the horizontal plane.
Therefore, the antenna module 10 will be described as being always installed parallel to the horizontal plane.

図2Bに示すように、アンテナモジュール10の内部には、回路基板28が収容されている。回路基板28は、ベース板22の上面に固定されている。回路基板28には、アレイアンテナ20が形成するビーム指向方向を制御するための回路や、送受信機等のアンテナモジュール10として必要な回路が実装される。
なお、図2A及び図2Bでは、アンテナモジュール10は、外部に露出しているが、例えば、レドーム等によって覆われることで外部に対して保護される。
As shown in FIG. 2B, the circuit board 28 is housed inside the antenna module 10. The circuit board 28 is fixed to the upper surface of the base plate 22. On the circuit board 28, a circuit for controlling the beam directivity formed by the array antenna 20 and a circuit required as an antenna module 10 such as a transmitter / receiver are mounted.
In addition, in FIG. 2A and FIG. 2B, the antenna module 10 is exposed to the outside, but is protected from the outside by being covered with, for example, a radome.

図3は、アンテナモジュール10の構成の一例を示すブロック図である。
図3中、アンテナモジュール10は、4つのアレイアンテナ20の他、切替スイッチ32と、送受信機34と、制御装置36とを備えている。
各アレイアンテナ20は、切替スイッチ32を介して送受信機34に接続されている。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the antenna module 10.
In FIG. 3, the antenna module 10 includes four array antennas 20, a changeover switch 32, a transmitter / receiver 34, and a control device 36.
Each array antenna 20 is connected to the transmitter / receiver 34 via a changeover switch 32.

送受信機34は、通信処理部12(図1)から与えられるベースバンド信号に対して、変調、増幅等の処理を行い、無線周波数の信号(RF信号)を生成する。生成したRF信号は、切替スイッチ32を介してアレイアンテナ20へ与えられる。
また、送受信機34は、アレイアンテナ20が受信したRF信号に対して、増幅、復調等の処理を行い、ベースバンド信号を生成する。生成したベースバンド信号は、通信処理部12へ与えられる。
The transmitter / receiver 34 performs processing such as modulation and amplification on the baseband signal given from the communication processing unit 12 (FIG. 1) to generate a radio frequency signal (RF signal). The generated RF signal is given to the array antenna 20 via the changeover switch 32.
Further, the transmitter / receiver 34 performs processing such as amplification and demodulation on the RF signal received by the array antenna 20 to generate a baseband signal. The generated baseband signal is given to the communication processing unit 12.

切替スイッチ32は、送受信機34の接続先を、4つのアレイアンテナ20のうちのいずれかに切り替える機能を有している。
よって、基地局装置4との間の無線通信は、4つのアレイアンテナ20のうちのいずれか1つを用いて行われる。
The changeover switch 32 has a function of switching the connection destination of the transmitter / receiver 34 to any one of the four array antennas 20.
Therefore, wireless communication with the base station apparatus 4 is performed using any one of the four array antennas 20.

つまり、4つのアレイアンテナ20のうち、送受信機34に接続されるアレイアンテナ20が基地局装置4との無線通信に使用するアレイアンテナとなる。
なお、切替スイッチ32による切り替えは、制御装置36によって制御される。
That is, of the four array antennas 20, the array antenna 20 connected to the transmitter / receiver 34 is the array antenna used for wireless communication with the base station device 4.
The switching by the changeover switch 32 is controlled by the control device 36.

アレイアンテナ20は、受信した基地局装置4からの無線波をRF信号として送受信機34へ与える。また、アレイアンテナ20は、送受信機34から与えられるRF信号を無線波として空間へ放射する。
アレイアンテナ20は、上述の複数のアンテナ素子24の他、位相調整器40と、合成分配器42とをさらに備えている。
The array antenna 20 feeds the received radio wave from the base station device 4 to the transmitter / receiver 34 as an RF signal. Further, the array antenna 20 radiates the RF signal given from the transmitter / receiver 34 into space as a radio wave.
The array antenna 20 further includes a phase adjuster 40 and a composite distributor 42 in addition to the plurality of antenna elements 24 described above.

位相調整器40は、複数のアンテナ素子24で送受信される複数の信号の位相を調整する。位相調整器40は、複数のアンテナ素子24それぞれに対応した数の位相器40aを備える。位相調整器40は、各位相器40aを調整することにより複数の信号の位相を調整し、アレイアンテナ20によって形成されるビームの指向方向を変化させることができる。 The phase adjuster 40 adjusts the phases of a plurality of signals transmitted and received by the plurality of antenna elements 24. The phase adjuster 40 includes a number of phase adjusters 40a corresponding to each of the plurality of antenna elements 24. The phase adjuster 40 can adjust the phases of a plurality of signals by adjusting each phase adjuster 40a, and can change the directivity direction of the beam formed by the array antenna 20.

合成分配器42は、複数のアンテナ素子24が受信したRF信号を合成して送受信機34へ与えるとともに、切替スイッチ32を介して与えられる送受信機34からのRF信号を複数のアンテナ素子24へ分配する。 The composite distributor 42 synthesizes the RF signals received by the plurality of antenna elements 24 and gives them to the transmitter / receiver 34, and distributes the RF signals from the transmitter / receiver 34 given via the changeover switch 32 to the plurality of antenna elements 24. To do.

各アレイアンテナ20には、指向性制御回路44が接続されている。指向性制御回路44は、アレイアンテナ20が形成するビームの指向方向を制御する機能を有している。
指向性制御回路44は、位相調整器40に制御命令を与えることで、位相調整器40を制御し、アレイアンテナ20が形成するビームの指向方向の制御を行う。
A directivity control circuit 44 is connected to each array antenna 20. The directivity control circuit 44 has a function of controlling the directivity direction of the beam formed by the array antenna 20.
The directivity control circuit 44 controls the phase adjuster 40 by giving a control command to the phase adjuster 40, and controls the directivity direction of the beam formed by the array antenna 20.

指向性制御回路44は、基地局装置4からの信号の到来方向へ向くようにアレイアンテナ20のビームの指向方向を制御する機能を有する。
指向性制御回路44は、アレイアンテナ20のビームの指向方向を後述する送受信範囲内で制御する。
指向性制御回路44は、基地局装置4からの指示に応じてビームの指向方向を制御してもよいし、指向性制御回路44が自ら基地局装置4からの信号の到来方向をサーチしその結果に基づいてビームの指向方向を制御してもよい。
The directivity control circuit 44 has a function of controlling the directivity direction of the beam of the array antenna 20 so as to direct the signal from the base station device 4 in the direction of arrival.
The directivity control circuit 44 controls the directivity direction of the beam of the array antenna 20 within the transmission / reception range described later.
The directivity control circuit 44 may control the directivity direction of the beam in response to an instruction from the base station device 4, or the directivity control circuit 44 itself searches for the direction of arrival of the signal from the base station device 4 and obtains the directivity control circuit 44. The directivity of the beam may be controlled based on the result.

制御装置36は、上述のように切替スイッチ32を制御する機能を有する。
制御装置36は、CPU(Central Pprocessing Unit)や、メモリ等の記憶装置を備えたコンピュータによって構成されている。制御装置36の記憶装置には、CPUが実行するためのコンピュータプログラム等が記憶されており、このコンピュータプログラムをCPUが読み出して実行することにより、後述の各機能が実現される。
The control device 36 has a function of controlling the changeover switch 32 as described above.
The control device 36 is composed of a computer including a CPU (Central Processing Unit) and a storage device such as a memory. A computer program or the like for execution by the CPU is stored in the storage device of the control device 36, and each function described later is realized by the CPU reading and executing the computer program.

図4は、制御装置36の構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、制御装置36は、選択部36aと、切替部36bとを機能的に有している。
選択部36a及び切替部36bは、切替スイッチ32の切り替え制御を含んだ処理を実行する機能を有している。選択部36a及び切替部36bの機能については、後に説明する。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the control device 36. As shown in FIG. 4, the control device 36 functionally has a selection unit 36a and a switching unit 36b.
The selection unit 36a and the switching unit 36b have a function of executing processing including switching control of the changeover switch 32. The functions of the selection unit 36a and the switching unit 36b will be described later.

〔アレイアンテナの送受信範囲について〕
図5は、各アレイアンテナ20の送受信範囲を説明するための図である。
図5は、アンテナモジュール10を上面視した図であり、紙面上側が車両2の前方、紙面下側が車両2の後方である。
[Transmission / reception range of array antenna]
FIG. 5 is a diagram for explaining a transmission / reception range of each array antenna 20.
FIG. 5 is a top view of the antenna module 10, in which the upper side of the paper is the front of the vehicle 2 and the lower side of the paper is the rear of the vehicle 2.

アンテナモジュール10は、ビームの指向方向を基地局装置4の方向へ向け、基地局装置4との間で無線通信を行う。
従って、各アレイアンテナ20が基地局装置4と送受信可能な送受信範囲は、各アレイアンテナ20が形成するビームの指向方向を変化させることができる範囲によって定まる。
The antenna module 10 directs the beam in the direction of the base station device 4 and performs wireless communication with the base station device 4.
Therefore, the transmission / reception range in which each array antenna 20 can transmit / receive to / from the base station device 4 is determined by the range in which the directivity of the beam formed by each array antenna 20 can be changed.

本実施形態のアレイアンテナ20は、方位角方向において約100度の範囲内でビームの指向方向を変化させることができるように設定されている。また、本実施形態のアレイアンテナ20は、仰角方向において約90度の範囲内でビームの指向方向を変化させることができるように設定されている。 The array antenna 20 of the present embodiment is set so that the direction of the beam can be changed within a range of about 100 degrees in the azimuth direction. Further, the array antenna 20 of the present embodiment is set so that the directing direction of the beam can be changed within a range of about 90 degrees in the elevation angle direction.

なお、方位角とは、水平面における方向を特定するための角度であり、ここでは、アレイアンテナ20(アンテナモジュール10)を基準としたときの水平面におけるビームの指向方向を特定するための中心角度である。
また、方位角方向とは、鉛直方向に平行な軸周りの回転方向である。
また、仰角とは、水平面に対する方向を特定するための角度であり、ここでは、水平面に対するビームの中心角度である。
また、仰角方向とは、仰角を表す際の中心軸周りの回転方向である。
The azimuth is an angle for specifying the direction in the horizontal plane, and here, it is a central angle for specifying the direction of the beam in the horizontal plane with respect to the array antenna 20 (antenna module 10). is there.
The azimuth direction is a rotation direction around an axis parallel to the vertical direction.
The elevation angle is an angle for specifying the direction with respect to the horizontal plane, and here, it is the center angle of the beam with respect to the horizontal plane.
Further, the elevation angle direction is a rotation direction around a central axis when expressing an elevation angle.

アンテナモジュール10は、方位角方向において約100度の範囲内でビームの指向方向を向けることが可能なアレイアンテナ20を4つ組み合わせている。よって、アンテナモジュール10は、方位角方向において全方向にビームの指向方向を向けることができる。また、仰角方向においても水平面より上方の各方向にビームの指向方向を向けることができる。アンテナモジュール10は、当該アンテナモジュール10(車載通信装置1)の周囲各方向に向けてビームを形成することができる。 The antenna module 10 is a combination of four array antennas 20 capable of directing the beam within a range of about 100 degrees in the azimuth direction. Therefore, the antenna module 10 can direct the direction of the beam in all directions in the azimuth direction. Further, even in the elevation angle direction, the direction of the beam can be directed in each direction above the horizontal plane. The antenna module 10 can form a beam in each direction around the antenna module 10 (vehicle-mounted communication device 1).

よって、アンテナモジュール10は、当該アンテナモジュール10(車載通信装置1)の周囲各方向に位置する基地局装置4と信号の送受信が可能である。 Therefore, the antenna module 10 can transmit and receive signals to and from the base station device 4 located in each direction around the antenna module 10 (vehicle-mounted communication device 1).

図5中、車両2の前方に向けて配置されたアレイアンテナ20Aの送受信範囲R1は、アレイアンテナ20Aがビームの指向方向を変化させることが可能な範囲である。送受信範囲R1は、方位角方向において約100度の範囲に設定される。送受信範囲R1は、中心線C1に対して対称である。中心線C1は、アンテナモジュール10の中心を通過する車両2前後方向に延びる中心線である。 In FIG. 5, the transmission / reception range R1 of the array antenna 20A arranged toward the front of the vehicle 2 is a range in which the array antenna 20A can change the directivity direction of the beam. The transmission / reception range R1 is set to a range of about 100 degrees in the azimuth direction. The transmission / reception range R1 is symmetrical with respect to the center line C1. The center line C1 is a center line extending in the front-rear direction of the vehicle 2 passing through the center of the antenna module 10.

また、車両2の左方向に向けて配置されたアレイアンテナ20Bの送受信範囲R2は、アレイアンテナ20Bがビームの指向方向を変化させることが可能な範囲である。よって送受信範囲R2も、方位角方向において約100度の範囲に設定される。送受信範囲R2は、中心線C2に対して対称である。中心線C2は、アンテナモジュール10の中心を通過する車両2左右方向に延びる中心線である。 Further, the transmission / reception range R2 of the array antenna 20B arranged toward the left side of the vehicle 2 is a range in which the array antenna 20B can change the directivity direction of the beam. Therefore, the transmission / reception range R2 is also set to a range of about 100 degrees in the azimuth direction. The transmission / reception range R2 is symmetrical with respect to the center line C2. The center line C2 is a center line extending in the left-right direction of the vehicle 2 passing through the center of the antenna module 10.

同様に、車両2の後方に向けて配置されたアレイアンテナ20Cの送受信範囲R3は、アレイアンテナ20Cがビームの指向方向を変化させることが可能な方位角方向の範囲である。
また、車両2の右方向に向けて配置されたアレイアンテナ20Dの送受信範囲R4は、アレイアンテナ20Dがビームの指向方向を変化させることが可能な方位角方向の範囲である。
Similarly, the transmission / reception range R3 of the array antenna 20C arranged toward the rear of the vehicle 2 is a range in the azimuth direction in which the array antenna 20C can change the directivity direction of the beam.
Further, the transmission / reception range R4 of the array antenna 20D arranged toward the right side of the vehicle 2 is a range in the azimuth direction in which the array antenna 20D can change the directivity direction of the beam.

各送受信範囲R1,R2,R3,R4のうち、互いに隣り合う送受信範囲同士は、互いに重複する重複範囲を含む。
送受信範囲R1は、送受信範囲R2と、隣り合っている。よって、送受信範囲R1と、送受信範囲R2とは、互いに重複する重複範囲R12を含む。また、送受信範囲R1は、送受信範囲R4とも隣り合っている。よって、送受信範囲R1と、送受信範囲R4とは、互いに重複する重複範囲R14を含む。
同様に、送受信範囲R2と、送受信範囲R3とは、互いに重複する重複範囲R23を含む。また、送受信範囲R3と、送受信範囲R4とは、互いに重複する重複範囲R34を含む。
Among the transmission / reception ranges R1, R2, R3, and R4, the transmission / reception ranges adjacent to each other include overlapping ranges that overlap each other.
The transmission / reception range R1 is adjacent to the transmission / reception range R2. Therefore, the transmission / reception range R1 and the transmission / reception range R2 include an overlapping range R12 that overlaps with each other. Further, the transmission / reception range R1 is also adjacent to the transmission / reception range R4. Therefore, the transmission / reception range R1 and the transmission / reception range R4 include an overlapping range R14 that overlaps with each other.
Similarly, the transmission / reception range R2 and the transmission / reception range R3 include an overlapping range R23 that overlaps with each other. Further, the transmission / reception range R3 and the transmission / reception range R4 include an overlapping range R34 that overlaps with each other.

重複範囲R12,R23,R34,R14は、互いに隣り合うアレイアンテナ20の両方がビームの指向方向を向けることができる範囲である。よって、重複範囲R12,R23,R34,R14では、互いに隣り合うアレイアンテナ20の両方が、基地局装置4と信号の送受信が可能である。 The overlapping range R12, R23, R34, and R14 is a range in which both of the array antennas 20 adjacent to each other can direct the direction of the beam. Therefore, in the overlapping ranges R12, R23, R34, and R14, both of the array antennas 20 adjacent to each other can transmit and receive signals to and from the base station device 4.

〔選択処理について〕
アンテナモジュール10は、基地局装置4との間で無線通信を行うために、指向方向が基地局装置4の方向へ向くビームを形成する。
よって、アンテナモジュール10は、ビームを形成するためのアレイアンテナ20を選択する必要がある。そこで、アンテナモジュール10の選択部36aは、4つのアレイアンテナ20の中から基地局装置4との無線通信に使用する使用対象のアレイアンテナ(対象アンテナ)を選択する選択処理を実行する。
[About selection process]
The antenna module 10 forms a beam whose direction is directed toward the base station device 4 in order to perform wireless communication with the base station device 4.
Therefore, the antenna module 10 needs to select the array antenna 20 for forming the beam. Therefore, the selection unit 36a of the antenna module 10 executes a selection process of selecting the array antenna (target antenna) to be used for wireless communication with the base station device 4 from the four array antennas 20.

図6は、選択処理を実行するか否かを判定するための判定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、選択部36aは、現在、基地局装置4との無線通信に使用する対象アンテナとして送受信機34に接続されているアレイアンテナ20が受信した基地局装置4からの信号に基づいて受信電力を取得し、取得した受信電力が所定の閾値よりも低いか否かを判定する(ステップS1)。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a determination process for determining whether or not to execute the selection process.
First, the selection unit 36a transmits the received power based on the signal from the base station device 4 received by the array antenna 20 currently connected to the transmitter / receiver 34 as the target antenna used for wireless communication with the base station device 4. It is acquired, and it is determined whether or not the acquired received power is lower than a predetermined threshold value (step S1).

受信電力は、対象アンテナであるアレイアンテナ20が受信した基地局装置4からの信号のうち、パイロット信号等の予め送信電力が既知の信号に基づいて求められる。
パイロット信号の受信電力の値は、対象アンテナが受信したRF信号を復調する送受信機34から得られる。
選択部36aは、送受信機34からパイロット信号の受信電力の値を得る。
The received power is obtained based on a signal whose transmission power is known in advance, such as a pilot signal, among the signals received by the array antenna 20 which is the target antenna from the base station device 4.
The value of the received power of the pilot signal is obtained from the transmitter / receiver 34 that demodulates the RF signal received by the target antenna.
The selection unit 36a obtains the value of the received power of the pilot signal from the transmitter / receiver 34.

ステップS1において、取得した受信電力が所定の閾値よりも低くないと判定すると、選択部36aは、再度、ステップS1を繰り返す。なお、所定の閾値は、車載通信装置1と基地局装置4との間で問題なく無線通信が可能と判定することができる値に設定される。
よって、車載通信装置1と基地局装置4との間で問題なく無線通信が可能な程度の受信電力を維持する場合、選択部36aは、ステップS1を繰り返し実行する。
If it is determined in step S1 that the acquired received power is not lower than a predetermined threshold value, the selection unit 36a repeats step S1 again. The predetermined threshold value is set to a value at which it can be determined that wireless communication is possible between the in-vehicle communication device 1 and the base station device 4 without any problem.
Therefore, when maintaining the received power to the extent that wireless communication is possible between the in-vehicle communication device 1 and the base station device 4 without any problem, the selection unit 36a repeatedly executes step S1.

一方、ステップS1において、取得した受信電力が所定の閾値よりも低いと判定すると、選択部36aは、ステップS2へ進み、各アレイアンテナ20の受信電力を順次求める(ステップS2)。
ここで、選択部36aは、切替スイッチ32を制御することで、送受信機34の接続先のアレイアンテナ20を順次切り替える。
選択部36aは、送受信機34に接続されたアレイアンテナ20の受信電力を求めると、送受信機34の接続先を他のアレイアンテナ20に切り替え、他のアレイアンテナ20の受信電力を求める。これを繰り返すことで、4つのアレイアンテナ20の受信電力を求める。
On the other hand, if it is determined in step S1 that the acquired received power is lower than a predetermined threshold value, the selection unit 36a proceeds to step S2 and sequentially obtains the received power of each array antenna 20 (step S2).
Here, the selection unit 36a sequentially switches the array antenna 20 to which the transmitter / receiver 34 is connected by controlling the changeover switch 32.
When the selection unit 36a obtains the received power of the array antenna 20 connected to the transmitter / receiver 34, the selection unit 36a switches the connection destination of the transmitter / receiver 34 to another array antenna 20 and obtains the received power of the other array antenna 20. By repeating this, the received power of the four array antennas 20 is obtained.

選択部36aは、ステップS2において、アレイアンテナ20の受信電力を求める際、アレイアンテナ20にビームの指向方向を変化させることができる範囲内でビームの指向方向を変化させ、最も受信電力が高くなる値を、そのアレイアンテナ20の受信電力とする。 When the selection unit 36a obtains the received power of the array antenna 20 in step S2, the selection unit 36a changes the directivity direction of the beam within a range in which the directivity direction of the beam can be changed by the array antenna 20, and the reception power becomes the highest. Let the value be the received power of the array antenna 20.

ステップS2において、4つのアレイアンテナ20それぞれの受信電力を求めると、選択部36aは、ステップS3へ進み、4つのアレイアンテナ20それぞれの受信電力を比較する。選択部36aは、受信電力の比較の結果、4つのアレイアンテナ20のうち、最も受信電力の高いアレイアンテナ20を対象アンテナに選択し(ステップS3)、ステップS1へ戻る。 When the received power of each of the four array antennas 20 is obtained in step S2, the selection unit 36a proceeds to step S3 and compares the received power of each of the four array antennas 20. As a result of comparing the received powers, the selection unit 36a selects the array antenna 20 having the highest received power among the four array antennas 20 as the target antenna (step S3), and returns to step S1.

上記ステップS2、及びステップS3が選択処理である。選択部36aは、受信電力に基づいて、選択処理を実行するか否かを判定する。 The above steps S2 and S3 are selection processes. The selection unit 36a determines whether or not to execute the selection process based on the received power.

4つのアレイアンテナ20のうち、最も受信電力の高いアレイアンテナ20は、基地局装置4との間で最も通信品質が高い経路を有すると判断することができる。つまり、基地局装置4へ向くビームが形成可能なアレイアンテナ20と判断することができる。 Of the four array antennas 20, the array antenna 20 having the highest received power can be determined to have the route with the highest communication quality with the base station apparatus 4. That is, it can be determined that the array antenna 20 can form a beam directed to the base station device 4.

よって、選択部36aは、切替スイッチ32を制御することで、4つのアレイアンテナ20のうち、最も受信電力の高いアレイアンテナ20と送受信機34とを接続させる。これによって、最も受信電力の高いアレイアンテナ20は、対象アンテナとなる。
このように選択部36aは、選択したアレイアンテナ20を使用して、基地局装置4との無線通信を車載通信装置1に行わせる。
Therefore, the selection unit 36a connects the array antenna 20 having the highest received power among the four array antennas 20 and the transmitter / receiver 34 by controlling the changeover switch 32. As a result, the array antenna 20 having the highest received power becomes the target antenna.
In this way, the selection unit 36a causes the vehicle-mounted communication device 1 to perform wireless communication with the base station device 4 by using the selected array antenna 20.

なお、選択部36aは、4つのアレイアンテナ20が受信した信号の通信品質として受信電力を取得し、受信電力の比較結果に基づいて対象アンテナを選択する場合を示したが、通信品質としては、受信電力の他に、SIR(Signal to Interference Ratio)、SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)等を用いることができる。 The selection unit 36a has shown a case where the reception power is acquired as the communication quality of the signals received by the four array antennas 20 and the target antenna is selected based on the comparison result of the reception power. In addition to the received power, SIR (Signal to Antenna Radio), SINR (Signal to Antenna and Noise Radio), and the like can be used.

〔切替処理について〕
本実施形態のアンテナモジュール10の切替部36bは、4つのアレイアンテナ20のうちの1つが対象アンテナに選択されて基地局装置4との無線通信に使用されているときに、対象アンテナを他のアレイアンテナ20へ切り替える切替処理を実行する。
[About switching process]
When one of the four array antennas 20 is selected as the target antenna and used for wireless communication with the base station device 4, the switching unit 36b of the antenna module 10 of the present embodiment uses the target antenna as another. The switching process for switching to the array antenna 20 is executed.

図7は、道路を走行する車両2(のアンテナモジュール10)における基地局装置4の方向を説明するための図である。
図7では、位置Hの車両2が紙面上方へ向かって道路50を走行している場合を示している。
位置Hの車両2は、基地局装置4に対して前面を向けて走行している。車両2に搭載されているアンテナモジュール10(車載通信装置1)は、位置Hにおいて、車両2の前方の基地局装置4と無線通信を行う。
このとき、アンテナモジュール10は、車両2の前方に向けて配置されたアレイアンテナ20Aを対象アンテナに選択し、アレイアンテナ20Aによってビームを形成し、基地局装置4と無線通信を行っている。
FIG. 7 is a diagram for explaining the direction of the base station device 4 in the vehicle 2 (antenna module 10) traveling on the road.
FIG. 7 shows a case where the vehicle 2 at the position H is traveling on the road 50 toward the upper side of the paper.
The vehicle 2 at the position H is traveling with the front surface facing the base station device 4. The antenna module 10 (vehicle-mounted communication device 1) mounted on the vehicle 2 performs wireless communication with the base station device 4 in front of the vehicle 2 at the position H.
At this time, the antenna module 10 selects the array antenna 20A arranged toward the front of the vehicle 2 as the target antenna, forms a beam by the array antenna 20A, and performs wireless communication with the base station device 4.

図7中、位置Iの車両2は、脇道52へ右折しようとしている。また、位置Jの車両2は、基地局装置4の真横を通過している。
位置I及び位置Jの車両2は左側面を基地局装置4側に向けている。
よって、図7に示すように、アンテナモジュール10は、位置I及び位置Jにおいて、車両2の左方向に向けて配置されたアレイアンテナ20Bを対象アンテナに選択し、アレイアンテナ20Bによってビームを形成する。
In FIG. 7, vehicle 2 at position I is about to turn right on the side road 52. Further, the vehicle 2 at the position J passes right beside the base station device 4.
The left side of the vehicle 2 at position I and position J faces the base station device 4 side.
Therefore, as shown in FIG. 7, the antenna module 10 selects the array antenna 20B arranged toward the left side of the vehicle 2 as the target antenna at the position I and the position J, and forms a beam by the array antenna 20B. ..

ここで、車両2が位置Hから位置Iへ移動し、道路50から脇道52へ右折する場合を考える。
車両2は、右折するまでは、基地局装置4に対して前面を向けて走行する。その後、車両2が位置Iへ到達して右折を開始すると、車両2における基地局装置4の方向が変化し、車両2において基地局装置4側に向く面は、前面から、左側面を経て、後面へと遷移する。
また、車両2が位置Hから位置Jへ直進する場合においても、同様であり、車両2において基地局装置4側に向く面は、前面から左側面を経て、後面へと遷移する。
Here, consider a case where the vehicle 2 moves from the position H to the position I and turns right from the road 50 to the side road 52.
The vehicle 2 travels toward the front of the base station device 4 until it turns right. After that, when the vehicle 2 reaches the position I and starts turning right, the direction of the base station device 4 in the vehicle 2 changes, and the surface of the vehicle 2 facing the base station device 4 side passes from the front surface to the left side surface. Transition to the rear surface.
Further, the same applies when the vehicle 2 goes straight from the position H to the position J, and the surface of the vehicle 2 facing the base station device 4 side transitions from the front surface to the rear surface via the left side surface.

車両2における基地局装置4の方向が変化することにより、車両2において基地局装置4側に向く面が前面から左側面へ遷移すると、アンテナモジュール10は、対象アンテナをアレイアンテナ20Aからアレイアンテナ20Bへ切り替える必要がある。 When the direction of the base station device 4 in the vehicle 2 changes and the surface of the vehicle 2 facing the base station device 4 side changes from the front surface to the left side surface, the antenna module 10 shifts the target antenna from the array antenna 20A to the array antenna 20B. Need to switch to.

仮に、アンテナモジュール10が選択処理を行って切り替えようとすると、アンテナモジュール10は、対象アンテナとして選択されているアレイアンテナ20Aの受信電力が低下したと判定した後、選択処理を行い、受信電力が高く現れるアレイアンテナ20Bを対象アンテナとして選択する(図6)。 If the antenna module 10 performs selection processing and attempts to switch, the antenna module 10 performs selection processing after determining that the reception power of the array antenna 20A selected as the target antenna has decreased, and the reception power is reduced. The array antenna 20B that appears high is selected as the target antenna (FIG. 6).

しかし、アレイアンテナ20Aの受信電力が低下し、アレイアンテナ20Bを選択するまでの間、アンテナモジュール10は、受信電力の最も高いアレイアンテナ20を選択するために、基地局装置4との無線通信を中断することとなる。
車両2において基地局装置4側に向く面が左側面から後面へ遷移する場合においても同様であり、アンテナモジュール10は、対象アンテナをアレイアンテナ20Bからアレイアンテナ20Cへ切り替える必要がある。アレイアンテナ20Bの受信電力が低下し、アレイアンテナ20Cを選択するまでの間、アンテナモジュール10は、受信電力の最も高いアレイアンテナ20を選択するために、基地局装置4との無線通信を中断することとなる。
このような無線通信の中断は、通信速度等の通信品質の低下に繋がるため、好ましくない。
However, until the reception power of the array antenna 20A decreases and the array antenna 20B is selected, the antenna module 10 performs wireless communication with the base station device 4 in order to select the array antenna 20 having the highest reception power. It will be interrupted.
The same applies to the case where the surface of the vehicle 2 facing the base station device 4 side transitions from the left side surface to the rear surface, and the antenna module 10 needs to switch the target antenna from the array antenna 20B to the array antenna 20C. The antenna module 10 interrupts wireless communication with the base station device 4 in order to select the array antenna 20 having the highest received power until the reception power of the array antenna 20B decreases and the array antenna 20C is selected. It will be.
Such interruption of wireless communication is not preferable because it leads to deterioration of communication quality such as communication speed.

そこで、本実施形態のアンテナモジュール10は、対象アンテナに選択されたアレイアンテナ20によって無線通信しているときに、選択処理による選択を介さずに、対象アンテナを他のアレイアンテナ20へ切り替える切替処理を実行する機能を有している。
これにより、車両2が移動し、車両2における基地局装置4の方向が変化することにより、対象アンテナを切り替える必要が生じた場合においても、選択処理による選択を行わずに速やかに対象アンテナを切り替えることができる。
Therefore, the antenna module 10 of the present embodiment switches the target antenna to another array antenna 20 without going through selection by the selection process when wireless communication is performed by the array antenna 20 selected as the target antenna. Has a function to execute.
As a result, even if it becomes necessary to switch the target antenna due to the movement of the vehicle 2 and the change in the direction of the base station device 4 in the vehicle 2, the target antenna is quickly switched without performing selection by the selection process. be able to.

図8は、切替処理を実行するか否かを判定するための切替判定の一例を示すフローチャートである。
まず、アンテナモジュール10の切替部36bは、選択部36aにより選択処理が実行中か否かを判定する(ステップS11)。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a switching determination for determining whether or not to execute the switching process.
First, the switching unit 36b of the antenna module 10 determines whether or not the selection process is being executed by the selection unit 36a (step S11).

選択部36aが選択処理を実行中である場合、切替部36bは、再度ステップS11に戻り、選択処理が実行中でないと判定するまでステップS11を繰り返す。 When the selection unit 36a is executing the selection process, the switching unit 36b returns to step S11 again and repeats step S11 until it is determined that the selection process is not being executed.

選択処理が実行中でないと判定すると、切替部36bは、現在の対象アンテナであるアレイアンテナ20を示すアンテナ情報、及び対象アンテナであるアレイアンテナ20が形成するビームの指向方向を示す指向方向情報を取得する(ステップS12)。
アンテナ情報は、例えば、選択部36aから取得することができるし、切替スイッチ32から取得することもできる。
指向方向情報は、対象アンテナであるアレイアンテナ20の指向方向を制御する指向性制御回路44から取得する。
If it is determined that the selection process is not being executed, the switching unit 36b obtains antenna information indicating the current array antenna 20 which is the target antenna and directivity information indicating the directivity direction of the beam formed by the array antenna 20 which is the target antenna. Acquire (step S12).
The antenna information can be acquired from, for example, the selection unit 36a, or can be acquired from the changeover switch 32.
The directivity direction information is acquired from the directivity control circuit 44 that controls the directivity direction of the array antenna 20 which is the target antenna.

なお、本実施形態のアレイアンテナ20は、ビームを離散的に変化させるように構成されている。送受信範囲内において形成される各ビームには、各ビームを識別するためのビームID(識別子)が付与されており、ビームIDによって、各ビームを識別でき、ビームの指向方向を把握することができる。 The array antenna 20 of the present embodiment is configured to change the beam discretely. Each beam formed within the transmission / reception range is given a beam ID (identifier) for identifying each beam, and each beam can be identified by the beam ID, and the direction of the beam can be grasped. ..

切替部36bは、各アレイアンテナ20が形成する各ビームのビームIDと、指向方向に関する情報とを対応付けて記憶している。指向方向に関する情報には、ビームの指向方向を示す情報が含まれる。また、指向方向に関する情報は、ビームの指向方向が属する範囲(送受信範囲や重複範囲)を示す情報等を含んでいてもよい。
よって、切替部36bは、ビームIDからビームの指向方向や、そのビームの指向方向が属する範囲等を把握できる。
切替部36bは、指向方向情報としてビームIDを指向性制御回路44から取得する。
The switching unit 36b stores the beam ID of each beam formed by each array antenna 20 in association with the information regarding the direction of direction. The information regarding the direction of direction includes information indicating the direction of direction of the beam. Further, the information regarding the directional direction may include information indicating a range (transmission / reception range or overlapping range) to which the directional direction of the beam belongs.
Therefore, the switching unit 36b can grasp the direction of the beam, the range to which the direction of the beam belongs, and the like from the beam ID.
The switching unit 36b acquires the beam ID as the directivity direction information from the directivity control circuit 44.

対象アンテナに関する情報を取得すると、切替部36bは、ステップS13において、今回取得したアンテナ情報と、過去直近に取得したアンテナ情報とが同じアレイアンテナ20を示しているか否かを判定する(ステップS13)。
なお、過去直近に取得したアンテナ情報とは、ステップS13での判定前に取得された最新のアンテナ情報をいう。
When the information regarding the target antenna is acquired, the switching unit 36b determines in step S13 whether or not the antenna information acquired this time and the antenna information acquired most recently in the past indicate the same array antenna 20 (step S13). ..
The antenna information acquired most recently in the past means the latest antenna information acquired before the determination in step S13.

ステップS13において、今回取得したアンテナ情報が示すアレイアンテナ20と、過去直近に取得したアンテナ情報が示すアレイアンテナ20とが異なる場合、直前に選択処理における対象アンテナの選択、又は切替処理のいずれかが行われた可能性がある。よって、この場合、切替部36bは、ステップS11へ戻り、再度、対象アンテナに関する情報を取得する(ステップS12)。 In step S13, when the array antenna 20 indicated by the antenna information acquired this time and the array antenna 20 indicated by the antenna information acquired most recently in the past are different, either the selection of the target antenna in the selection process immediately before or the switching process is performed. It may have been done. Therefore, in this case, the switching unit 36b returns to step S11 and acquires information about the target antenna again (step S12).

ステップS13において、今回取得したアンテナ情報と、過去直近に取得したアンテナ情報とが同じアレイアンテナ20を示す場合、切替部36bは、ステップS14へ進み、現在の対象アンテナが形成するビームの指向方向が重複範囲であるか否かを判定する(ステップS14)。
切替部36bは、ステップS12で取得したビームIDによって、現在の対象アンテナが形成するビームの指向方向が重複範囲か否かを判定する。
In step S13, when the antenna information acquired this time and the antenna information acquired most recently indicate the same array antenna 20, the switching unit 36b proceeds to step S14, and the directing direction of the beam formed by the current target antenna is changed. It is determined whether or not it is in the overlapping range (step S14).
The switching unit 36b determines whether or not the directing direction of the beam formed by the current target antenna is within the overlapping range based on the beam ID acquired in step S12.

ステップS14において、現在の対象アンテナが形成するビームの指向方向が重複範囲であると判定すると、切替部36bは、過去直近に取得したビームの指向方向が重複範囲外であるか否かを判定する(ステップS15)。 In step S14, when it is determined that the directing direction of the beam formed by the current target antenna is within the overlapping range, the switching unit 36b determines whether or not the directing direction of the beam acquired most recently in the past is outside the overlapping range. (Step S15).

ステップS15において、過去直近に取得したビームの指向方向が重複範囲外であると判定する場合、切替部36bは、ステップS16へ進み、切替処理を実行する(ステップS16)。
切替部36bは、ステップS16において、切替処理を実行し、ステップS11へ戻る。
In step S15, when it is determined that the directing direction of the beam acquired most recently in the past is out of the overlapping range, the switching unit 36b proceeds to step S16 and executes the switching process (step S16).
The switching unit 36b executes the switching process in step S16 and returns to step S11.

ステップS16において、切替部36bは、現在対象アンテナに選択されているアレイアンテナ20から、互いに重複する重複範囲を含む送受信範囲を有する他のアレイアンテナ20へ対象アンテナを切り替える。
つまり、切替部36bは、互いに隣り合って配置された一対のアレイアンテナ20のうちのいずれか一方のアレイアンテナ20が対象アンテナであるときに、一方のアレイアンテナ20が形成するビームの指向方向が、互いの送受信範囲が重複する重複範囲内に制御されると、対象アンテナを一方のアレイアンテナ20から他方のアレイアンテナ20へ切り替える処理(切替処理)を実行する(ステップS16)。
In step S16, the switching unit 36b switches the target antenna from the array antenna 20 currently selected as the target antenna to another array antenna 20 having a transmission / reception range including overlapping ranges that overlap each other.
That is, when the array antenna 20 of any one of the pair of array antennas 20 arranged adjacent to each other is the target antenna, the switching unit 36b has a directing direction of the beam formed by one of the array antennas 20. When the transmission / reception ranges of each other are controlled within the overlapping range, the process of switching the target antenna from the one array antenna 20 to the other array antenna 20 (switching process) is executed (step S16).

より具体的に、切替部36bは、切替スイッチ32を制御することで、送受信機34の接続先を一方のアレイアンテナ20から他方のアレイアンテナ20へ切り替えさせる。
切替部36bは、他方のアレイアンテナ20と送受信機34とを接続させる。これにより、他方のアレイアンテナ20は対象アンテナとなる。
More specifically, the switching unit 36b controls the changeover switch 32 to switch the connection destination of the transmitter / receiver 34 from one array antenna 20 to the other array antenna 20.
The switching unit 36b connects the other array antenna 20 and the transmitter / receiver 34. As a result, the other array antenna 20 becomes the target antenna.

ステップS15において、過去直近に取得したビームIDのビームの指向方向が重複範囲外でないと判定する場合(過去直近に取得したビームIDのビームの指向方向が重複範囲であると判定する場合)、切替部36bは、ステップS11へ戻る。 In step S15, when it is determined that the direction direction of the beam of the beam ID acquired most recently is not outside the overlapping range (when it is determined that the direction direction of the beam of the beam ID acquired most recently in the past is within the overlapping range), switching is performed. Part 36b returns to step S11.

この場合、現在の対象アンテナによるビームの指向方向が、重複範囲を維持しているので、過去直近のループで切替処理が実行され、その後、車両2が移動せずに停止している可能性がある。
このように、切替部36bは、車両2が移動しておらず、現在の対象アンテナによるビームの指向方向が変化していない可能性があるときに、切替処理を実行するのを抑制する。
In this case, since the direction of the beam directed by the current target antenna maintains the overlapping range, there is a possibility that the switching process is executed in the loop most recent in the past, and then the vehicle 2 is stopped without moving. is there.
As described above, the switching unit 36b suppresses the execution of the switching process when the vehicle 2 is not moving and there is a possibility that the directing direction of the beam by the current target antenna has not changed.

ステップS14において、現在の対象アンテナが形成するビームの指向方向が重複範囲でないと判定すると、切替部36bは、切替処理を実行せず、現在の対象アンテナが形成するビームの指向方向が重複範囲直前であるか否かを判定する(ステップS17)。 If it is determined in step S14 that the directing direction of the beam formed by the current target antenna is not in the overlapping range, the switching unit 36b does not execute the switching process, and the directing direction of the beam formed by the current target antenna is immediately before the overlapping range. It is determined whether or not it is (step S17).

ステップS17において、現在の対象アンテナが形成するビームの指向方向が重複範囲直前であると判定すると、切替部36bは、当該重複範囲を含む送受信範囲を有する他方のアレイアンテナ20が形成すべきビームの指向方向を予め制御させ(ステップS18)、ステップS11へ戻る。 In step S17, when it is determined that the directing direction of the beam formed by the current target antenna is immediately before the overlapping range, the switching unit 36b determines that the beam to be formed by the other array antenna 20 having a transmission / reception range including the overlapping range. The directivity direction is controlled in advance (step S18), and the process returns to step S11.

ステップS17において、切替部36bは、対象アンテナのビームの指向方向が重複範囲直前であるか否かを判定することで、対象アンテナのビームの指向方向が重複範囲外において重複範囲側へ近づくように制御されたか否かを判定する。 In step S17, the switching unit 36b determines whether or not the direction of the beam of the target antenna is immediately before the overlap range so that the direction of the beam of the target antenna approaches the overlap range side outside the overlap range. Determine if it is controlled.

対象アンテナのビームの指向方向が重複範囲直前である場合、対象アンテナのビームの指向方向は、重複範囲直前以外の位置から重複範囲側へ近づくように制御されたと判断することができる。
そこで、切替部36bは、ステップS17において、対象アンテナのビームの指向方向が重複範囲直前であると判定すると、他方のアレイアンテナ20が形成すべきビームの指向方向が重複範囲となるように制御させる。
When the directing direction of the beam of the target antenna is immediately before the overlapping range, it can be determined that the directing direction of the beam of the target antenna is controlled so as to approach the overlapping range side from a position other than immediately before the overlapping range.
Therefore, when the switching unit 36b determines in step S17 that the directivity direction of the beam of the target antenna is immediately before the overlapping range, the switching unit 36b controls so that the directivity direction of the beam to be formed by the other array antenna 20 is in the overlapping range. ..

これにより、現在の対象アンテナによるビームの指向方向が、重複範囲に到達する直前であって切替処理が実行される前に、次に対象アンテナとして選択される他方のアレイアンテナ20の指向方向を予め調整することができるので、より速やかにアレイアンテナ20を切り替えて必要なビームを形成することができる。 As a result, the directivity direction of the beam by the current target antenna is set in advance to the direction direction of the other array antenna 20 selected as the target antenna next immediately before reaching the overlapping range and before the switching process is executed. Since it can be adjusted, the array antenna 20 can be switched more quickly to form the required beam.

ステップS17において、現在の対象アンテナが形成するビームの指向方向が重複範囲直前でないと判定すると、切替部36bは、ステップS11へ戻る。
この場合、対象アンテナのビームの指向方向は、重複範囲外を維持し、重複範囲直前でもないので、切替処理を行わず、また、隣接する他のアレイアンテナ20の指向性制御も実行せず、ステップS11へ戻る。
If it is determined in step S17 that the directing direction of the beam formed by the current target antenna is not immediately before the overlapping range, the switching unit 36b returns to step S11.
In this case, the directivity direction of the beam of the target antenna is maintained outside the overlapping range and is not immediately before the overlapping range, so that the switching process is not performed and the directivity control of the other adjacent array antennas 20 is not executed. Return to step S11.

以上のように、本実施形態のアンテナモジュール10は、対象アンテナによって無線通信しているときに、選択処理を介さずに、対象アンテナを他のアレイアンテナ20へ切り替える切替処理を実行することができる。
これにより、車両2が移動し、車両2における基地局装置4の方向が変化することにより、対象アンテナを切り替える必要が生じた場合においても、選択処理による選択を行わずに速やかに対象アンテナを切り替えることができる。
As described above, the antenna module 10 of the present embodiment can execute the switching process of switching the target antenna to another array antenna 20 without going through the selection process when wirelessly communicating with the target antenna. ..
As a result, even if it becomes necessary to switch the target antenna due to the movement of the vehicle 2 and the change in the direction of the base station device 4 in the vehicle 2, the target antenna is quickly switched without performing selection by the selection process. be able to.

また、切替部36bは、現在の対象アンテナによるビームの指向方向に基づいて、切替処理を実行するか否かを判定する。
これにより、車載通信装置1における基地局装置4の方向を対象アンテナによるビームの指向方向として把握し、切替処理を実行するか否かを判定することができる。
つまり、本実施形態では、ビームの指向方向を車載通信装置1における基地局装置4の方向を示す方向情報として用いる。
Further, the switching unit 36b determines whether or not to execute the switching process based on the directing direction of the beam by the current target antenna.
As a result, the direction of the base station device 4 in the in-vehicle communication device 1 can be grasped as the direction of the beam directed by the target antenna, and it can be determined whether or not to execute the switching process.
That is, in the present embodiment, the direction of the beam is used as the direction information indicating the direction of the base station device 4 in the vehicle-mounted communication device 1.

図9は、対象アンテナを、車両2の前方に向けて配置されたアレイアンテナ20Aから車両2の左方向に向けて配置されたアレイアンテナ20Bへ切り替える際の態様の一例を示した図である。
なお、図9では、水平面上において形成されるビームを示している。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a mode in which the target antenna is switched from the array antenna 20A arranged toward the front of the vehicle 2 to the array antenna 20B arranged toward the left side of the vehicle 2.
Note that FIG. 9 shows a beam formed on a horizontal plane.

図9中、アレイアンテナ20Aは、ビームB11、B12、B13、及びB14を形成可能である。また、アレイアンテナ20Bは、ビームB21、B22、B23、及びB24を形成可能である。
なお、図9に示すビームは、アレイアンテナ20A及びアレイアンテナ20Bが形成することができるビームのうちの一部を示している。
In FIG. 9, the array antenna 20A can form the beams B11, B12, B13, and B14. Further, the array antenna 20B can form the beams B21, B22, B23, and B24.
The beam shown in FIG. 9 shows a part of the beams that can be formed by the array antenna 20A and the array antenna 20B.

ビームB11からビームB14のうち、ビームB11,B12,B13の指向方向は、送受信範囲R1内であって、重複範囲R12外である。また、ビームB13の指向方向は、重複範囲R12直前の方向である。
アレイアンテナ20Aが形成するビームB14の指向方向は、送受信範囲R1内であって、重複範囲R12内である。
Of the beams B11 to B14, the directing directions of the beams B11, B12, and B13 are within the transmission / reception range R1 and outside the overlap range R12. The direction of the beam B13 is the direction immediately before the overlapping range R12.
The directing direction of the beam B14 formed by the array antenna 20A is within the transmission / reception range R1 and within the overlap range R12.

また、アレイアンテナ20Bが形成するビームであるビームB21からビームB24のうち、ビームB22,B23,B24の指向方向は、送受信範囲R2内であって、重複範囲R12外である。また、ビームB22の指向方向は、重複範囲R12直前である。
アレイアンテナ20Bが形成するビームB21の指向方向は、送受信範囲R2内であって、重複範囲R12内である。
Further, among the beams B21 to B24 formed by the array antenna 20B, the directing directions of the beams B22, B23, and B24 are within the transmission / reception range R2 and outside the overlap range R12. Further, the directing direction of the beam B22 is immediately before the overlapping range R12.
The directing direction of the beam B21 formed by the array antenna 20B is within the transmission / reception range R2 and within the overlap range R12.

以下、図7にて説明したように、車両2が移動し、車両2における基地局装置4の方向が変化することにより、車両2において基地局装置4側に向く面が前面から左側面へ遷移し、アンテナモジュール10が、対象アンテナをアレイアンテナ20Aからアレイアンテナ20Bへ切り替える場合について説明する。 Hereinafter, as described with reference to FIG. 7, as the vehicle 2 moves and the direction of the base station device 4 in the vehicle 2 changes, the surface of the vehicle 2 facing the base station device 4 side shifts from the front surface to the left side surface. Then, the case where the antenna module 10 switches the target antenna from the array antenna 20A to the array antenna 20B will be described.

車両2の前面が基地局装置4側へ向き、アレイアンテナ20Aが対象アンテナに選択されている間は(図7中の位置H)、アンテナモジュール10は、アレイアンテナ20Aによりビームを形成する。
車両2が図7中の位置Hから前進すると、車両2における基地局装置4の方向は、車両2の移動に伴って、前方から左方向へ向かって徐々に変化する。
While the front surface of the vehicle 2 faces the base station device 4 side and the array antenna 20A is selected as the target antenna (position H in FIG. 7), the antenna module 10 forms a beam by the array antenna 20A.
When the vehicle 2 advances from the position H in FIG. 7, the direction of the base station device 4 in the vehicle 2 gradually changes from the front to the left as the vehicle 2 moves.

アレイアンテナ20Aのビームの指向方向は、上述のように、アレイアンテナ20Aが受信する基地局装置4からの信号の到来方向へ向くように制御される。
よって、アレイアンテナ20Aのビームは、図9中、ビームB11、B12、B13、及びB14と、車両2の左方向に向くビームに順次切り替えられる。
これにより、アレイアンテナ20によるビームの指向方向は、基地局装置4からの信号の到来方向へ向くように離散的に変化する。
As described above, the directivity direction of the beam of the array antenna 20A is controlled so as to be directed in the direction of arrival of the signal from the base station device 4 received by the array antenna 20A.
Therefore, the beam of the array antenna 20A is sequentially switched to the beams B11, B12, B13, and B14 in FIG. 9, and the beam directed to the left of the vehicle 2.
As a result, the directivity direction of the beam by the array antenna 20 changes discretely so as to be directed toward the arrival direction of the signal from the base station device 4.

アレイアンテナ20Aのビームが、ビームB11、B12、B13、及びB14と順次切り替えられる間、切替部36bは随時切替判定を実行する。
ここで、アレイアンテナ20AのビームがビームB12からビームB13に切り替わった直後において切替部36bが行う切替判定について説明する。
この場合、ビームB13の指向方向は、送受信範囲R1内であって、重複範囲R12直前の方向である。
よって、切替部36bは、アレイアンテナ20Bによって形成されるビームが、重複範囲R12内のビームB21となるように制御させる(図8中、ステップS17)。
これにより、次に対象アンテナとして選択されるアレイアンテナ20Bの指向方向を重複範囲R12内のビームB21となるように予め設定することができるので、より速やかにアレイアンテナ20を切り替えることができる。
While the beam of the array antenna 20A is sequentially switched to the beams B11, B12, B13, and B14, the switching unit 36b executes the switching determination at any time.
Here, the switching determination performed by the switching unit 36b immediately after the beam of the array antenna 20A is switched from the beam B12 to the beam B13 will be described.
In this case, the directing direction of the beam B13 is within the transmission / reception range R1 and immediately before the overlapping range R12.
Therefore, the switching unit 36b controls the beam formed by the array antenna 20B to be the beam B21 within the overlapping range R12 (step S17 in FIG. 8).
As a result, the directivity direction of the array antenna 20B selected as the target antenna can be set in advance so as to be the beam B21 within the overlapping range R12, so that the array antenna 20 can be switched more quickly.

また、アレイアンテナ20AのビームがビームB13からビームB14に切り替わった直後において切替部36bが行う切替判定について説明する。
この場合、ビームB14の指向方向は、送受信範囲R1内であって、重複範囲R12内の方向である(図8中、ステップS14)。
また、過去直近のビームB13の指向方向は、送受信範囲R1内であって、重複範囲R12外の方向である(図8中、ステップS15)。
Further, the switching determination performed by the switching unit 36b immediately after the beam of the array antenna 20A is switched from the beam B13 to the beam B14 will be described.
In this case, the directing direction of the beam B14 is within the transmission / reception range R1 and within the overlapping range R12 (step S14 in FIG. 8).
Further, the directing direction of the beam B13 most recently in the past is a direction within the transmission / reception range R1 and outside the overlapping range R12 (step S15 in FIG. 8).

よって、切替部36bは、切替処理を実行する。切替部36bは、切替処理を実行することで、対象アンテナをアレイアンテナ20Aからアレイアンテナ20Bへ切り替える。
切替部36bは、切替スイッチ32を制御することで、送受信機34の接続先をアレイアンテナ20Aからアレイアンテナ20Bへ切り替えさせる。これにより、アレイアンテナ20Bは対象アンテナとなる。
切替部36bは、アレイアンテナ20Bを使用して、基地局装置4との無線通信を車載通信装置1に行わせる。
Therefore, the switching unit 36b executes the switching process. The switching unit 36b switches the target antenna from the array antenna 20A to the array antenna 20B by executing the switching process.
The switching unit 36b controls the changeover switch 32 to switch the connection destination of the transmitter / receiver 34 from the array antenna 20A to the array antenna 20B. As a result, the array antenna 20B becomes the target antenna.
The switching unit 36b uses the array antenna 20B to cause the vehicle-mounted communication device 1 to perform wireless communication with the base station device 4.

切替処理によって、対象アンテナとなったアレイアンテナ20Bは、予めなされた設定に従って、重複範囲R12内のビームB21を形成する。
アレイアンテナ20AのビームB14と、アレイアンテナ20BのビームB21とは、共に重複範囲R12内で重複している。
よって、切替部36bが切替処理を実行して対象アンテナをアレイアンテナ20Aからアレイアンテナ20Bへ切り替えたとしても、無線通信に影響を与えることなくスムーズに切り替えることができる。
The array antenna 20B, which has become the target antenna by the switching process, forms the beam B21 within the overlapping range R12 according to the setting made in advance.
The beam B14 of the array antenna 20A and the beam B21 of the array antenna 20B both overlap within the overlap range R12.
Therefore, even if the switching unit 36b executes the switching process to switch the target antenna from the array antenna 20A to the array antenna 20B, the switching can be smoothly performed without affecting the wireless communication.

また、切替処理によってアレイアンテナ20Bからアレイアンテナ20Aへ切り替えられる場合、アレイアンテナ20Bのビームが重複範囲R12外のビームB22から重複範囲R12内のビーム21に切り替えられると、切替部36bは、切替処理を実行し、対象アンテナをアレイアンテナ20Bからアレイアンテナ20Aに切り替える。
つまり、アレイアンテナ20Aからアレイアンテナ20Bへ切り替える場合と、アレイアンテナ20Bからアレイアンテナ20Aへ切り替える場合とで、切替処理を実行する判定基準が異なっている。
Further, when the array antenna 20B is switched to the array antenna 20A by the switching process, when the beam of the array antenna 20B is switched from the beam B22 outside the overlapping range R12 to the beam 21 within the overlapping range R12, the switching unit 36b performs the switching process. Is executed, and the target antenna is switched from the array antenna 20B to the array antenna 20A.
That is, the determination criteria for executing the switching process differs between the case of switching from the array antenna 20A to the array antenna 20B and the case of switching from the array antenna 20B to the array antenna 20A.

このように、本実施形態では、互いに隣り合う送受信範囲R1及び送受信範囲R2が互いに重複する重複範囲R12を有することで、ビームの指向方向が送受信範囲R1と送受信範囲R2とを行き来する際にヒステリシスを持たせることができ、ビームの指向方向が送受信範囲R1と送受信範囲R2とを頻繁に行き来するハンチングが生じるのを抑制することができる。 As described above, in the present embodiment, since the transmission / reception range R1 and the transmission / reception range R2 that are adjacent to each other have the overlapping range R12 that overlaps with each other, hysteresis is performed when the direction of the beam moves back and forth between the transmission / reception range R1 and the transmission / reception range R2. It is possible to suppress the occurrence of hunting in which the direction of the beam frequently moves back and forth between the transmission / reception range R1 and the transmission / reception range R2.

これにより、例えば、車両2が道路を右左折する際に、一時停止することで、アンテナモジュール10における基地局装置4の方向が、送受信範囲R1及び送受信範囲R2の境界近傍に位置したとしても、上記ハンチングが生じるのを抑制することができる。 As a result, for example, even if the direction of the base station device 4 in the antenna module 10 is located near the boundary between the transmission / reception range R1 and the transmission / reception range R2 by temporarily stopping when the vehicle 2 turns left or right on the road. It is possible to suppress the occurrence of the above hunting.

アレイアンテナ20Bのビームの指向方向も、アレイアンテナ20Aと同様、アレイアンテナ20Bが受信する基地局装置4からの信号の到来方向へ向くように制御される。
よって、アレイアンテナ20Bのビームは、図9中、ビームB21、B22、B23、及びB24と、順次切り替えられる。
Similar to the array antenna 20A, the directivity direction of the beam of the array antenna 20B is also controlled so as to be directed in the direction of arrival of the signal from the base station device 4 received by the array antenna 20B.
Therefore, the beam of the array antenna 20B is sequentially switched to the beams B21, B22, B23, and B24 in FIG.

よって、車両2がさらに移動し、車両2における基地局装置4の方向が変化することにより、車両2において基地局装置4側に向く面が左側面から後面へ遷移し、アンテナモジュール10が、対象アンテナをアレイアンテナ20Bからアレイアンテナ20Cへ切り替える場合においても、同様の処理が実行される。 Therefore, as the vehicle 2 moves further and the direction of the base station device 4 in the vehicle 2 changes, the surface of the vehicle 2 facing the base station device 4 side shifts from the left side surface to the rear surface, and the antenna module 10 is targeted. The same process is executed when the antenna is switched from the array antenna 20B to the array antenna 20C.

〔その他〕
なお、今回開示された実施の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。
上記実施形態では、切替処理を実行するか否かの判定において、アレイアンテナ20が形成するビームの指向方向を、車載通信装置1における基地局装置4の方向を示す方向情報として用いる場合を例示したが、方向情報として、例えば、車載通信装置1と基地局装置4との相対的な位置関係を示す相対位置情報を用いてもよい。
[Other]
It should be noted that the embodiments disclosed this time are examples in all respects and are not restrictive.
In the above embodiment, the case where the directivity direction of the beam formed by the array antenna 20 is used as the direction information indicating the direction of the base station device 4 in the vehicle-mounted communication device 1 is exemplified in determining whether or not to execute the switching process. However, as the direction information, for example, relative position information indicating the relative positional relationship between the vehicle-mounted communication device 1 and the base station device 4 may be used.

このような方向情報を用いることで、車載通信装置1の周囲各方向のうちの基地局装置4の方向を把握できる。
なお、相対位置情報は、例えば、車両2に搭載されるカーナビゲーションシステム等から取得してもよいし、基地局装置4から当該基地局装置4の位置情報の提供を受けることで相対位置情報を求めてもよい。
By using such direction information, the direction of the base station device 4 among the directions around the in-vehicle communication device 1 can be grasped.
The relative position information may be acquired from, for example, a car navigation system mounted on the vehicle 2, or the relative position information may be obtained by receiving the position information of the base station device 4 from the base station device 4. You may ask.

またさらに、上記実施形態では、ビームの指向方向のみを用いて切替処理を実行するか否かを判定した場合を例示したが、相対位置情報を併用してもよいし、車載通信装置1が搭載される車両2の速度及び加速度の少なくともいずれか一方を加味して切替処理を実行するか否かを判定することもできる。
この場合、車載通信装置1における基地局装置4の方向の変化を経時的に把握でき、より正確に基地局装置4の方向の変化を把握することができる。
Further, in the above embodiment, the case where it is determined whether or not to execute the switching process using only the direction of the beam is illustrated, but the relative position information may be used together, and the vehicle-mounted communication device 1 is mounted. It is also possible to determine whether or not to execute the switching process by taking at least one of the speed and the acceleration of the vehicle 2 to be performed into consideration.
In this case, the change in the direction of the base station device 4 in the in-vehicle communication device 1 can be grasped over time, and the change in the direction of the base station device 4 can be grasped more accurately.

また、上記実施形態では、アンテナモジュール10が4つのアレイアンテナ20を備えている場合を例示したが、例えば、4つより少ない数のアレイアンテナ20で構成してもよいし、図10に示すように、4つよりも多い8個のアレイアンテナ20で構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the antenna module 10 includes four array antennas 20 is illustrated, but for example, it may be configured by a number of array antennas 20 less than four, as shown in FIG. In addition, it may be composed of eight array antennas 20 which are more than four.

また、上記実施形態では、アレイアンテナ20がビームを離散的に変化させるように構成した場合を例示したが、ビームを連続的に変化させるように構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the array antenna 20 is configured to change the beam discretely is illustrated, but the beam may be configured to be continuously changed.

また、上記実施形態では、切替処理において、現在の対象アンテナが形成するビームの指向方向が重複範囲である場合、切替処理を実行し、重複範囲外である場合、切替処理を実行しないように構成した場合を例示した(図8中、ステップS14)。つまり、対象アンテナのビームの指向方向が重複範囲内になると、切替処理を実行する場合を示した。 Further, in the above embodiment, in the switching process, if the directing direction of the beam formed by the current target antenna is in the overlapping range, the switching process is executed, and if it is out of the overlapping range, the switching process is not executed. (Step S14 in FIG. 8) was illustrated. That is, the case where the switching process is executed when the directing direction of the beam of the target antenna is within the overlapping range is shown.

これに対して、対象アンテナのビームの指向方向が対象アンテナにおける送受信範囲外となるときに、切替処理を実行するように構成してもよい。
つまり、図9において、アレイアンテナ20Aが対象アンテナである場合、アレイアンテナ20AのビームがビームB11から順次変化してビームB14に至り、ビームB14の受信電力(通信品質)が低下することで、アンテナモジュール10における基地局装置4の方向がアレイアンテナ20Aの送受信範囲R1(重複範囲R12)から外れたと判定されるときに、対象アンテナをアレイアンテナ20Aからアレイアンテナ20Bへ切り替えるように構成してもよい。
この場合においてもビームの指向方向が送受信範囲R1と送受信範囲R2とを行き来する際にヒステリシスを持たせることができ、ビームの指向方向が送受信範囲R1と送受信範囲R2とを頻繁に行き来するハンチングが生じるのを抑制することができる。
On the other hand, the switching process may be executed when the directing direction of the beam of the target antenna is out of the transmission / reception range of the target antenna.
That is, in FIG. 9, when the array antenna 20A is the target antenna, the beam of the array antenna 20A sequentially changes from the beam B11 to reach the beam B14, and the reception power (communication quality) of the beam B14 is lowered, so that the antenna When it is determined that the direction of the base station device 4 in the module 10 is out of the transmission / reception range R1 (overlapping range R12) of the array antenna 20A, the target antenna may be switched from the array antenna 20A to the array antenna 20B. ..
Even in this case, hysteresis can be provided when the beam directing direction moves back and forth between the transmission / reception range R1 and the transmission / reception range R2, and hunting in which the beam directionality frequently moves back and forth between the transmission / reception range R1 and the transmission / reception range R2 It can be suppressed from occurring.

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。 The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, not the above-mentioned meaning, and is intended to include the meaning equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope.

1 車載通信装置
2 車両
2a ルーフ
4 基地局装置
6 無線部
8 移動端末
10 アンテナモジュール
12 通信処理部
20 アレイアンテナ
20A アレイアンテナ
20B アレイアンテナ
20C アレイアンテナ
20D アレイアンテナ
21 基板
21a アンテナ面
22 ベース板
24 アンテナ素子
28 回路基板
32 切替スイッチ
34 送受信機
36 制御装置
36a 選択部
36b 切替部
40 位相調整器
40a 位相器
42 合成分配器
44 指向性制御回路
50 道路
52 脇道
C1 中心線
C2 中心線
R1 送受信範囲
R2 送受信範囲
R3 送受信範囲
R4 送受信範囲
R12 重複範囲
R14 重複範囲
R23 重複範囲
R34 重複範囲
B11 ビーム
B12 ビーム
B13 ビーム
B14 ビーム
B21 ビーム
B22 ビーム
B23 ビーム
B24 ビーム
1 In-vehicle communication device 2 Vehicle 2a Roof 4 Base station device 6 Radio unit 8 Mobile terminal 10 Antenna module 12 Communication processing unit 20 Array antenna 20A Array antenna 20B Array antenna 20C Array antenna 20D Array antenna 21 Board 21a Antenna surface 22 Base plate 24 Antenna Element 28 Circuit board 32 Changeover switch 34 Transmitter / receiver 36 Controller 36a Selection part 36b Switching part 40 Phase adjuster 40a Phaser 42 Composite distributor 44 Directional control circuit 50 Road 52 Side road C1 Center line C2 Center line R1 Transmission / reception range R2 Range R3 Transmission / reception range R4 Transmission / reception range R12 Overlapping range R14 Overlapping range R23 Overlapping range R34 Overlapping range B11 Beam B12 Beam B13 Beam B14 Beam B21 Beam B22 Beam B23 Beam B24 Beam

Claims (12)

基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールであって、
前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能な第1アレイアンテナ、及び、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能な第2アレイアンテナを含む複数のアレイアンテナと、
前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択する選択部と、
前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行する切替部と、
を備える
アンテナモジュール。
An antenna module used in mobile communication devices that wirelessly communicate with base station devices.
A first array antenna capable of transmitting and receiving signals to and from the base station device in a direction included in the first range among the directions around the mobile communication device, and the first range among the directions around the mobile communication device. A plurality of array antennas including a second array antenna capable of transmitting and receiving signals to and from the base station device in a direction included in the second range adjacent to the base station device.
A selection unit that selects a target antenna to be used for wireless communication with the base station apparatus from the plurality of array antennas based on the communication quality of each signal received by the plurality of array antennas.
When one of the antennas of the first array antenna and the second array antenna is selected as the target antenna and used for wireless communication with the base station apparatus, the target antenna is used as the one antenna. A switching unit that executes switching processing to switch from to the other antenna,
Antenna module with.
前記第1アレイアンテナが形成する第1ビームの指向方向を前記第1範囲内で制御する第1指向性制御部と、
前記第2アレイアンテナが形成する第2ビームの指向方向を前記第2範囲内で制御する第2指向性制御部と、
をさらに備え、
前記第1指向性制御部は、前記基地局装置からの信号の到来方向に応じて前記第1ビームの指向方向を制御し、
前記第2指向性制御部は、前記基地局装置からの信号の到来方向に応じて前記第2ビームの指向方向を制御し、
前記切替部は、前記第1指向性制御部又は前記第2指向性制御部によって制御される前記一方のアンテナが形成するビームの指向方向に基づいて、前記切替処理を実行するか否かを判定する
請求項1に記載のアンテナモジュール。
A first directivity control unit that controls the directivity direction of the first beam formed by the first array antenna within the first range.
A second directivity control unit that controls the directivity direction of the second beam formed by the second array antenna within the second range.
With more
The first directivity control unit controls the directivity direction of the first beam according to the direction of arrival of the signal from the base station apparatus.
The second directivity control unit controls the directivity direction of the second beam according to the direction of arrival of the signal from the base station apparatus.
The switching unit determines whether or not to execute the switching process based on the directivity direction of the beam formed by the one antenna controlled by the first directivity control unit or the second directivity control unit. The antenna module according to claim 1.
前記第1範囲と前記第2範囲とは、互いに重複する重複範囲を含み、
前記一方のアンテナが形成するビームの指向方向が前記重複範囲内である場合、前記切替処理を実行する
請求項2に記載のアンテナモジュール。
The first range and the second range include overlapping ranges that overlap each other.
The antenna module according to claim 2, wherein when the directing direction of the beam formed by one of the antennas is within the overlapping range, the switching process is executed.
前記第1範囲と前記第2範囲とは、互いに重複する重複範囲を含み、
前記切替部は、前記一方のアンテナが形成するビームの指向方向が前記重複範囲内である場合、前記一方のアンテナが形成するビームの過去直近の指向方向が、前記重複範囲外であるか否かを判定し、前記判定結果が否定的である場合、前記切替処理を実行しない
請求項2に記載のアンテナモジュール。
The first range and the second range include overlapping ranges that overlap each other.
When the directing direction of the beam formed by the one antenna is within the overlapping range, the switching unit determines whether or not the most recent directing direction of the beam formed by the one antenna is outside the overlapping range. The antenna module according to claim 2, wherein the switching process is not executed when the determination result is negative.
前記切替部は、前記一方のアンテナが形成するビームの指向方向が、前記重複範囲外において前記重複範囲側へ近づくように制御されたか否かを判定し、前記判定結果が肯定的である場合、前記他方のアンテナが形成するビームの指向方向を前記重複範囲に対応する方向へ向くように制御させる
請求項3又は請求項4に記載のアンテナモジュール。
The switching unit determines whether or not the directivity direction of the beam formed by the one antenna is controlled to approach the overlapping range side outside the overlapping range, and if the determination result is positive, the switching unit determines. The antenna module according to claim 3 or 4, wherein the directing direction of the beam formed by the other antenna is controlled so as to be directed in a direction corresponding to the overlapping range.
前記切替部は、前記移動通信装置における前記基地局装置の方向を示す方向情報に基づいて、前記切替処理を実行するか否かを判定する
請求項1に記載のアンテナモジュール。
The antenna module according to claim 1, wherein the switching unit determines whether or not to execute the switching process based on the direction information indicating the direction of the base station device in the mobile communication device.
前記第1範囲と前記第2範囲とは、互いに重複する重複範囲を含み、
前記切替部は、前記方向情報が示す前記基地局装置の方向が前記重複範囲内である場合、前記切替処理を実行する
請求項6に記載のアンテナモジュール。
The first range and the second range include overlapping ranges that overlap each other.
The antenna module according to claim 6, wherein the switching unit executes the switching process when the direction of the base station device indicated by the direction information is within the overlapping range.
前記切替部は、前記方向情報に加え、前記移動通信装置が搭載される移動体の速度及び加速度の少なくともいずれか一方を加味して、前記切替処理を実行するか否かを判定する
請求項6又は請求項7に記載のアンテナモジュール。
6. The switching unit determines whether or not to execute the switching process by taking at least one of the speed and the acceleration of the moving body on which the mobile communication device is mounted into consideration in addition to the direction information. Alternatively, the antenna module according to claim 7.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のアンテナモジュールを備えた移動通信装置。 A mobile communication device including the antenna module according to any one of claims 1 to 8. 請求項9に記載の移動通信装置を備えた車両。 A vehicle provided with the mobile communication device according to claim 9. 基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールが有する複数のアレイアンテナに含まれる第1アレイアンテナ及び第2アレイアンテナの切替方法であって、
前記第1アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、
前記第2アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、
前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択するステップと、
前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行するステップと、を含む
切替方法。
A method for switching between a first array antenna and a second array antenna included in a plurality of array antennas included in an antenna module used in a mobile communication device that wirelessly communicates with a base station device.
The first array antenna can transmit and receive signals to and from the base station device in the direction included in the first range among the directions around the mobile communication device.
The second array antenna can transmit and receive signals to and from the base station device in the direction included in the second range adjacent to the first range among the directions around the mobile communication device.
A step of selecting a target antenna to be used for wireless communication with the base station apparatus from the plurality of array antennas based on the communication quality of each of the received signals by the plurality of array antennas.
When either one of the first array antenna and the second array antenna is selected as the target antenna and used for wireless communication with the base station apparatus, the target antenna is used as the one antenna. A switching method including a step of executing a switching process of switching from one antenna to the other antenna.
基地局装置と無線通信する移動通信装置に用いられるアンテナモジュールが有する複数のアレイアンテナに含まれる第1アレイアンテナ及び第2アレイアンテナの切替処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記第1アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち第1範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、
前記第2アレイアンテナは、前記移動通信装置の周囲各方向のうち前記第1範囲と隣り合う第2範囲に含まれる方向において前記基地局装置と信号の送受信が可能であり、
コンピュータに
前記複数のアレイアンテナによる受信信号それぞれの通信品質に基づいて、前記複数のアレイアンテナの中から前記基地局装置との無線通信に使用する対象アンテナを選択するステップと、
前記第1アレイアンテナ及び前記第2アレイアンテナのいずれか一方のアンテナが、前記対象アンテナに選択されて前記基地局装置との無線通信に使用されているときに、前記対象アンテナを前記一方のアンテナから他方のアンテナへ切り替える切替処理を実行するステップと、を実行させる
コンピュータプログラム。
A computer program for causing a computer to perform switching processing of a first array antenna and a second array antenna included in a plurality of array antennas included in an antenna module used in a mobile communication device that wirelessly communicates with a base station device.
The first array antenna can transmit and receive signals to and from the base station device in the direction included in the first range among the directions around the mobile communication device.
The second array antenna can transmit and receive signals to and from the base station device in the direction included in the second range adjacent to the first range among the directions around the mobile communication device.
A step of selecting a target antenna to be used for wireless communication with the base station apparatus from the plurality of array antennas on the computer based on the communication quality of each signal received by the plurality of array antennas.
When either one of the first array antenna and the second array antenna is selected as the target antenna and used for wireless communication with the base station apparatus, the target antenna is used as the one antenna. A computer program that executes the step of executing the switching process of switching from one antenna to the other antenna.
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