JP2022181691A - アンテナ装置、システム、データ処理装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車車間通信のような見通し内通信に適したアレーアンテナ装置、システム、データ処理装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】移動体に搭載されるアンテナ装置（アンテナユニット４００）であって、送信アンテナ３００から送信アンテナ３００が発する電波を反射する反射体２０への方向に沿って、送信アンテナ３００と反射体２０との距離に基づいて特定された受信アンテナ間隔Δｈｒの分ずらして配置された第１の受信アンテナ４１２及び第２の受信アンテナ４１４を含むアンテナアレーを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナ装置、システム、データ処理装置、及びプログラムに関する。

非特許文献１には、車車間通信における空間ダイバーシチの有効性について記載されている。非特許文献２には、空間ダイバーシチのアンテナ間隔は見通し外通信を前提とし、移動局側で半波長以上、基地局側で１０波長以上離せばよいことが記載されている。
［先行技術文献］
［非特許文献］
［非特許文献１］加藤明人、佐藤勝善、藤瀬雅行"ミリ波車車間通信技術－電波伝搬特性－" 通信総合研究所季報, vol.47, no.4, Dec. 2001
［非特許文献２］唐沢好男、"ディジタル移動通信の電波伝搬基礎"コロナ社,改訂版第1刷, Mar. 2016

本発明の一実施態様によれば、アンテナ装置が提供される。アンテナ装置は移動体に搭載される。アンテナ装置は、送信アンテナから送信アンテナが発する電波を反射する反射体への方向に沿って、送信アンテナと反射体との距離に基づいて特定された受信アンテナ間隔の分ずらして配置された第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナを含むアンテナアレーを備えてよい。

上記反射体は地面であってよく、上記アンテナアレーは、上記反射体と垂直となる方向に沿って、上記送信アンテナのアンテナ高に基づいて特定された受信アンテナ間隔の分ずらして配置された上記第１の受信アンテナ及び上記第２の受信アンテナを含んでよい。上記アンテナアレーは、上記送信アンテナと上記反射体との距離と、上記送信アンテナと上記反射体との距離毎の受信アンテナ間隔を示す距離間隔データとによって特定された上記受信アンテナ間隔の分ずらして配置された上記第１の受信アンテナ及び上記第２の受信アンテナを含んでよい。上記距離間隔データは、上記送信アンテナと上記反射体との距離毎に、上記第１の受信アンテナと上記第２の受信アンテナとの間隔毎の、上記第１の受信アンテナと上記反射体との距離及び上記送信アンテナと上記第１の受信アンテナとの送受アンテナ距離を変化させた場合の上記第１の受信アンテナ及び上記第２の受信アンテナが上記送信アンテナから受信する電波のレベルをシミュレーションした結果に基づいて生成されたデータであってよい。上記距離間隔データは、上記送信アンテナと上記反射体との距離毎に、上記第１の受信アンテナと上記第２の受信アンテナとの間隔毎の、上記第１の受信アンテナと上記反射体との距離及び上記送信アンテナと上記第１の受信アンテナとの送受アンテナ距離を変化させた場合の上記第１の受信アンテナ及び上記第２の受信アンテナが上記送信アンテナから受信する電波のレベルを実測した結果に基づいて生成されたデータであってよい。上記距離間隔データは、上記第１の受信アンテナと上記第２の受信アンテナとの間隔毎の、上記第１の受信アンテナ及び上記第２の受信アンテナのうち上記送信アンテナから受信する電波のレベルが高い方の上記レベルの最小値のうちの略極大値に基づいて生成されたデータであってよい。上記距離間隔データは、上記第１の受信アンテナと上記第２の受信アンテナとの間隔毎の、上記第１の受信アンテナ及び上記第２の受信アンテナの、上記送信アンテナからの直接波及び反射波の位相差の相関係数の略極小値に基づいて生成されたデータであってよい。

本発明の一実施形態によれば、アンテナ装置が提供される。アンテナ装置は、移動体に搭載されてよい。アンテナ装置は、第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナが発する電波を受信する受信アンテナから電波を反射する反射体への方向に沿って、受信アンテナと反射体との距離に基づいて特定された送信アンテナ間隔の分ずらして配置された第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナを含むアンテナアレーを備えてよい。

本発明の一実施形態によれば、上記アンテナ装置と、上記移動体とを備えるシステムが提供される。上記移動体は車両であってよい。

本発明の一実施形態によれば、データ処理装置が提供される。データ処理装置は、送信アンテナと送信アンテナが発する電波を反射する反射体との距離毎に、アンテナアレーに含まれる第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとの間隔毎の、第１の受信アンテナと反射体との距離及び送信アンテナと第１の受信アンテナとの送受アンテナ距離を変化させた場合の第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナが送信アンテナから受信する電波のレベルをシミュレート又は実測した結果を取得する結果取得部を備えてよい。データ処理装置は、第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとの間隔毎の、第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナのうち送信アンテナから受信する電波のレベルが高い方のレベルの最小値のうちの略極大値に基づいて、送信アンテナと反射体との距離毎の第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとの受信アンテナ間隔を示す距離間隔データを生成する距離間隔データ生成部を備えてよい。

本発明の一実施形態によれば、データ処理装置が提供される。データ処理装置は、アンテナアレーに含まれる第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとの間隔毎の、第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナの、送信アンテナからの直接波及び反射波の位相差の相関係数の略極小値に基づいて、送信アンテナと反射体との距離毎の第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとの受信アンテナ間隔を示す距離間隔データを生成する距離間隔データ生成部を備えてよい。

本発明の一実施形態によれば、コンピュータを、上記データ処理装置として機能させるためのプログラムが提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

システム１０の一例を概略的に示す。 システム１０の一例を概略的に示す。 アンテナ３００によって送信され、通信相手のアンテナユニット４００が受信する電波について説明するための説明図である。 受信アンテナ高毎の車間距離変化時のレベル最小値を示すグラフデータ５００の一例を概略的に示す。 受信アンテナ間隔毎の受信アンテナ高変化時のレベル最小値を示すグラフデータ５２０の一例を概略的に示す。 距離間隔データ５３０の一例を概略的に示す。 アンテナ３００及びアンテナユニット４００について説明するための説明図である。 アンテナ４１２での受信電力Ｐ_ｒ１及びアンテナ４１４での受信電力Ｐ_ｒ２を表す数式を示す。 受信アンテナ間隔と位相差の相関係数との関係を示すグラフデータ５４０の一例を概略的に示す。 通信装置２００の一例を概略的に示す。 データ処理装置８００及び製造装置９００の機能構成の一例を概略的に示す。 製造装置９００によるアンテナアレー４１０の製造処理の流れの一例を概略的に示す。 通信装置２００、データ処理装置８００又は製造装置９００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。

車車間通信において空間ダイバーシチが有効であることが示されている（非特許文献１）が、最適なアンテナアレー構成法については言及されていない。一般的に移動通信における空間ダイバーシチのアンテナ間隔は見通し外通信を前提とし、移動局側で半波長以上、基地局側で１０波長以上離せばよいとされている（非特許文献２）。

車車間通信は、見通し内通信となるが、見通し内通信の場合、路面反射波及び側方反射波の干渉によって、アンテナ高方向、水平位置方向に周期的にレベルが変動し、その周期は車間距離に依存する。ダイバーシチ検討においては、この変動の周期性を考慮してアンテナアレー構成を最適化する必要があるが、複数のアンテナで同時にヌル点となることを防げない距離が存在し得る。本実施形態に係るシステム１０は、車車間通信のような見通し内通信に適したアンテナアレー構成を備える。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１及び図２は、本実施形態に係るシステム１０の一例を概略的に示す。システム１０は、通信装置２００と、アンテナユニット４００と、通信装置２００及びアンテナユニット４００を搭載した移動体とを備える。図１及び図２における車両１００は、移動体の一例である。車両１００は、自動車であってよい。

図１は、車両１００の正面を概略的に示し、図２は、車両１００の背面を概略的に示す。車両１００の正面には、アンテナ３００が配置されている。車両１００の背面には、アンテナユニット４００が配置されている。

アンテナユニット４００は、アンテナアレーを備える。図２では、アンテナユニット４００が、アンテナ４１２及びアンテナ４１４によって構成されるアンテナアレー４１０を有する場合を例示している。アンテナユニット４００は、アンテナ装置の一例であってよい。アンテナユニット４００を備える通信装置２００が、アンテナ装置の一例であってもよい。

通信装置２００は、アンテナ３００及びアンテナユニット４００を用いて、通信装置２００が搭載されている車両１００（自車と記載する場合がある。）とは異なる他の車両１００に搭載された通信装置２００と通信する。通信装置２００は、例えば、アンテナ３００及びアンテナユニット４００を用いて、自車の前方を走行する他の車両１００や、自車の後方を走行する他の車両１００と通信する。

本実施形態に係るアンテナユニット４００は、通信相手のアンテナ３００から、当該アンテナ３００が発する電波を反射する反射体への方向に沿って、アンテナ３００と反射体との距離に基づいて特定された受信アンテナ間隔の分ずらして配置されたアンテナ４１２及びアンテナ４１４を備える。アンテナ３００は、送信アンテナの一例であってよい。アンテナ４１２は、第１の受信アンテナの一例であってよい。アンテナ４１４は、第２の受信アンテナの一例であってよい。

図１及び図２に示す例では、反射体が地面であり、アンテナアレー４１０が、地面と垂直となる方向に沿って、アンテナ３００のアンテナ高に基づいて特定された受信アンテナ間隔の分ずらして配置されたアンテナ４１２及びアンテナ４１４を含む場合を例示している。このように、反射体を地面と想定した場合、アンテナ４１２及びアンテナ４１４は、高さ方向、すなわち、地面から垂直となる方向にずらして配置されてよい。反射体を、側方を通過する他の車両や、トンネル等の側壁と想定した場合、アンテナ４１２及びアンテナ４１４は、横方向、すなわち、地面と平行となる方向にずらして配置されてよい。

アンテナ４１２及びアンテナ４１４は、アンテナ３００と反射体との距離と、アンテナ３００と反射体との距離毎の受信アンテナ間隔を示す距離間隔データとによって特定された受信アンテナ間隔の分ずらして配置されてよい。図３から図６を用いて、距離間隔データの生成手法の一例を説明する。

図３は、アンテナ３００によって送信され、通信相手のアンテナユニット４００が受信する電波について説明するための説明図である。送信アンテナ高ｈｔは、アンテナ３００と地面２０との距離であるアンテナ高を示す。受信アンテナ高ｈｒａは、アンテナ４１２と地面２０との距離である受信アンテナ高を示す。受信アンテナ間隔Δｈｒは、アンテナ４１２とアンテナ４１４との間隔を示す。車間距離は、アンテナ３００と、アンテナ４１２、アンテナ４１４との距離に相当する。

図４は、受信アンテナ高毎の車間距離変化時のレベル最小値を示すグラフデータ５００の一例を概略的に示す。図４は、アンテナ３００の送信アンテナ高ｈｔが１．５ｍである場合のグラフデータ５００を例示している。

グラフデータ５００の横軸は、アンテナ４１２の受信アンテナ高ｈｒａであり、縦軸は、車間距離を変化させた場合のアンテナ４１２及びアンテナ４１４がアンテナ３００から受信する電波のレベルのいずれか高い方の最小値である。レベル最小値５０１は、アンテナ４１２とアンテナ４１４との間隔（受信アンテナ間隔と記載する場合がある。）が０．０１５ｍの場合、レベル最小値５０２は０．０３０ｍの場合、レベル最小値５０３は０．０４５ｍの場合、レベル最小値５０４は０．０６０ｍの場合、レベル最小値５０５は０．０７５ｍの場合、レベル最小値５０６は０．０９０ｍの場合、レベル最小値５０７は０．１０５ｍの場合、レベル最小値５０８は０．１１９ｍの場合、レベル最小値５０９は０．１３４ｍの場合、レベル最小値５１０は０．１４９ｍの場合、レベル最小値５１１は０．１６４ｍの場合を示す。

グラフデータ５００は、シミュレーションによって生成することができる。グラフデータ５００は、例えば、アンテナ３００、アンテナ４１２、アンテナ４１４の配置及び電波設定等を指定することによってアンテナ４１２及びアンテナ４１４がアンテナ３００から受信する電波のレベルを出力可能なシミュレータを用いることによって生成可能である。

グラフデータ５００は、実測によって生成することもできる。グラフデータ５００は、例えば、アンテナ３００、アンテナ４１２、アンテナ４１４の配置及び電波設定等を変更しながら、アンテナ４１２及びアンテナ４１４がアンテナ３００から受信する電波のレベルを測定することによって生成可能である。

図５は、受信アンテナ間隔毎の受信アンテナ高変化時のレベル最小値を示すグラフデータ５２０の一例を概略的に示す。グラフデータ５２０は、グラフデータ５００に基づいて生成可能である。

例えば、グラフデータ５００を参照して、受信アンテナ間隔Δｈｒ毎に、受信アンテナ高ｈｒａ変化時のレベル最小値の最小値を特定する。例えば、図４におけるレベル最小値５０１の場合、約－１１６．５ｄＢが特定される。レベル最小値５０１は、受信アンテナ間隔Δｈｒが０．０１５ｍの場合を示すので、グラフデータ５２０において、受信アンテナ間隔Δｈｒ＝０．０１５に対して、レベル最小値＝約－１１６．５ｄＢがプロットされている。受信アンテナ間隔Δｈｒ毎に、同様にプロットしていくことによって、グラフデータ５２０が生成される。

極大値５２２は、グラフデータ５２０におけるレベル最小値の極大値を示す。極大値５２２を特定することによって、車間距離及び受信アンテナ高ｈｒａが様々に変化した場合におけるレベル最小値が最も高くなる受信アンテナ間隔Δｈｒを特定することができる。

図６は、距離間隔データ５３０の一例を概略的に示す。距離間隔データ５３０は、送信アンテナ高ｈｔ毎の、最適な受信アンテナ間隔を示す。

距離間隔データ５３０は、複数の送信アンテナ高ｈｔに対して生成されたグラフデータ５２０に基づいて生成することができる。図４及び図５では、送信アンテナ高ｈｔが１．５ｍである場合のグラフデータ５２０を生成する場合について説明したが、同様にして、複数の送信アンテナ高ｈｔに対するグラフデータ５２０を生成することができる。そして、複数の送信アンテナ高ｈｔに対するグラフデータ５２０のそれぞれのレベル最小値の略極大値に対応する受信アンテナ間隔Δｈｒをプロットすることによって、距離間隔データ５３０を生成することができる。

略極大値は、極大値を含み、かつ、極大値から誤差の範囲を含む。極大値に対応する受信アンテナ間隔Δｈｒを用いることが望ましいが、製造誤差等によって、極大値から少しずれた値に対応する受信アンテナ間隔Δｈｒを用いる場合になることもある。本実施形態に係るアンテナ４１２とアンテナ４１４との間隔は、このような誤差を許容する。

図３から図６では、シミュレーション又は実測に基づいて距離間隔データ５３０を生成する場合について説明したが、これに限らない。距離間隔データ５３０は、数式を用いて理論的に生成することもできる。図７から図９を用いて、距離間隔データの生成手法の他の一例を説明する。

図７は、アンテナ３００によって送信され、通信相手のアンテナユニット４００が受信する電波について説明するための説明図である。Ｄは、地面２０とアンテナ３００との距離を示す。直接波接地角φ_Ｄは、アンテナ３００からアンテナ４１２、アンテナ４１４への直接波の接地角を示す。反射波接地角φ_Ｒは、アンテナ３００からアンテナ４１２、アンテナ４１４への反射波の接地角を示す。Δｒは、アンテナ３００からアンテナ４１２、アンテナ４１４への直接波と反射波の経路差を示す。

は、直接波指向性利得を示す。

は、反射波指向性利得を示す。

図８は、アンテナ４１２での受信電力Ｐ_ｒ１及びアンテナ４１４での受信電力Ｐ_ｒ２を表す数式を示す。ｒ_１は、アンテナ３００からアンテナ４１２への直接波の経路長を示し、ｒ_１´は、アンテナ３００からアンテナ４１２への反射波の経路長を示し、Δｒ_１は、これらの経路差を示す。ｒ_２は、アンテナ３００からアンテナ４１４への直接波の経路長を示し、ｒ_２´は、アンテナ３００からアンテナ４１４への反射波の経路長を示し、Δｒ_２は、これらの経路差を示す。

車間距離が十分長い場合、ｒ_１及びｒ_２も大きくなるので、下記数式１のように近似でき、アンテナ４１２とアンテナ４１４との間でも同等と近似できる。

さらに、反射係数も、下記数式２のように近似できる。

図８に示す数式から、位相差の相関係数が－１（位相差が反転する関係）のときにダイバーシチ効果が最大になるといえる。

図９は、受信アンテナ間隔と位相差の相関係数との関係を示すグラフデータ５４０の一例を概略的に示す。図９は、送信アンテナ高ｈｔが３．５ｍの場合について例示している。グラフデータ５４０は、図８の数式を用いることによって生成可能である。

極小値５４２は、グラフデータ５４０における相関係数の極小値を示す。極小値５４２を特定することによって、ダイバーシチ効果が最大となる受信アンテナ間隔Δｈｒを特定することができる。

図９では、送信アンテナ高ｈｔが３．５ｍである場合のグラフデータ５４０を生成する場合について説明したが、同様にして、複数の送信アンテナ高ｈｔに対するグラフデータ５４０を生成することができる。そして、複数の送信アンテナ高ｈｔに対するグラフデータ５４０のそれぞれの相関係数の極小値に対応する受信アンテナ間隔Δｈｒをプロットすることによって、距離間隔データ５３０を生成することができる。

略極小値は、極小値を含み、かつ、極小値から誤差の範囲を含む。極小値に対応する受信アンテナ間隔Δｈｒを用いることが望ましいが、製造誤差等によって、極小値から少しずれた値に対応する受信アンテナ間隔Δｈｒを用いる場合になることもある。本実施形態に係る受信アンテナ間隔Δｈｒは、このような誤差を許容する。

図１０は、通信装置２００の一例を概略的に示す。図１０に示す通信装置２００は、アンテナ６００と、アンテナユニット７００とを用いた通信を実行する。アンテナ６００は、例えば、アンテナ３００と同様、車両１００の前面に配置されてよい。アンテナユニット７００は、例えば、アンテナユニット４００と同様、車両１００の背面に配置されてよい。アンテナアレー７１０は、アンテナ７１２及びアンテナ７１４を含む。

通信装置２００は、通信部２０２、アンテナ制御部２０４、及び環境取得部２０６を備える。通信部２０２は、アンテナ６００及びアンテナユニット７００を用いた通信を実行する。また、通信部２０２は、通信装置２００を搭載する車両１００の制御装置と通信してよい。

アンテナ制御部２０４は、アンテナユニット７００を制御する。アンテナ７１２及びアンテナ７１４は、位置が変更可能に構成されていてよい。アンテナ７１２及びアンテナ７１４は、水平方向に位置が変更可能に構成されていてよい。アンテナ７１２及びアンテナ７１４は、高さ方向に位置が変更可能に構成されていてよい。アンテナ７１２及びアンテナ７１４は、水平方向及び高さ方向に位置が変更可能に構成されていてよい。

環境取得部２０６は、通信装置２００を搭載した車両１００の環境を取得する。車両１００の環境は、例えば、車両１００の周囲の環境であってよい。車両１００の環境は、例えば、車両１００の側方に他の車両や壁等が存在するか否かを示す。環境取得部２０６は、例えば、車両１００の制御装置から、当該環境を取得する。

アンテナ制御部２０４は、環境取得部２０６が取得した環境に基づいて、アンテナ７１２及びアンテナ７１４の位置を制御してよい。アンテナ制御部２０４は、例えば、車両１００と、反射体との位置関係の変化に応じて、アンテナ７１２及びアンテナ７１４の高さ方向の間隔を変更したり、水平方向の間隔を変更したりする。

図１１は、データ処理装置８００及び製造装置９００の機能構成の一例を概略的に示す。データ処理装置８００は、距離間隔データ５３０を生成する。データ処理装置８００は、結果取得部８０２、距離間隔データ生成部８０４、及び距離間隔データ出力部８０６を備える。なお、データ処理装置８００がこれらの全てを備えることは必須とは限らない。

結果取得部８０２は、アンテナ３００、アンテナ４１２、アンテナ４１４に対するシミュレーションの結果を取得する。結果取得部８０２は、例えば、アンテナ３００とアンテナ３００が発する電波を反射する反射体との距離毎に、受信アンテナ４１２と受信アンテナ４１４との間隔毎の、アンテナ４１２と反射体との距離及びアンテナ３００とアンテナ４１２との送受アンテナ距離を変化させた場合のアンテナ４１２及びアンテナ４１４がアンテナ３００から受信する電波のレベルをシミュレートした結果を取得する。結果取得部８０２は、シミュレータから当該結果を取得してよい。結果取得部８０２は、人手による入力を介して当該結果を取得してもよい。

結果取得部８０２は、アンテナ３００、アンテナ４１２、アンテナ４１４に対する実測の結果を取得する。結果取得部８０２は、例えば、アンテナ３００とアンテナ３００が発する電波を反射する反射体との距離毎に、受信アンテナ４１２と受信アンテナ４１４との間隔毎の、アンテナ４１２と反射体との距離及びアンテナ３００とアンテナ４１２との送受アンテナ距離を変化させた場合のアンテナ４１２及びアンテナ４１４がアンテナ３００から受信する電波のレベルを実測した結果を取得する。結果取得部８０２は、人手による入力を介して当該結果を取得してもよい。

距離間隔データ生成部８０４は、結果取得部８０２が取得した結果を用いて、距離間隔データ５３０を生成する。距離間隔データ生成部８０４は、例えば、アンテナ３００とアンテナ３００が発する電波を反射する反射体との距離毎に、横軸がアンテナ４１２と反射体との距離であり、縦軸が、送受アンテナ距離を変化させた場合のアンテナ４１２及びアンテナ４１４がアンテナ３００から受信する電波のレベルのいずれか高い方の最小値である、グラフデータ５００のようなデータを生成する。なお、距離間隔データ生成部８０４は、アンテナ４１２と反射体との距離と、送受アンテナ距離を変化させた場合のアンテナ４１２及びアンテナ４１４がアンテナ３００から受信する電波のレベルのいずれか高い方の最小値との関係を把握可能であれば、グラフデータを生成しなくてもよい。距離間隔データ生成部８０４は、アンテナ４１２とアンテナ４１４との間隔毎の上記最小値のうちの略極大値に基づいて、アンテナ３００と反射体との距離毎のアンテナ４１２とアンテナ４１４との受信アンテナ間隔を示す距離間隔データ５３０を生成してよい。距離間隔データ生成部８０４は、例えば、アンテナ４１２とアンテナ４１４との間隔毎に、上記最小値が最も小さいアンテナ４１２と反射体との距離に対応するレベル最小値を特定することによって、アンテナ４１２とアンテナ４１４との間隔毎の最小値を示す、グラフデータ５２０のようなデータを生成する。距離間隔データ生成部８０４は、アンテナ３００と反射体との距離毎に生成したグラフデータ５２０のようなデータのそれぞれから、レベル最小値の略極大値に対応する受信アンテナ間隔を特定することによって、アンテナ３００と反射体との距離毎のアンテナ４１２とアンテナ４１４との受信アンテナ間隔を示す距離間隔データ５３０を生成してよい。なお、距離間隔データ生成部８０４は、アンテナ４１２とアンテナ４１４との間隔と、上記最小値との関係を把握可能であれば、グラフデータを生成しなくてもよい。距離間隔データ生成部８０４は、図３から図６を用いて説明した手法によって距離間隔データ５３０を生成してよい。

距離間隔データ生成部８０４は、アンテナ４１２とアンテナ４１４との間隔毎の、アンテナ４１２及びアンテナ４１４の、アンテナ３００からの直接波及び反射波の位相差の相関係数の略極小値に基づいて、距離間隔データ５３０を生成してもよい。距離間隔データ生成部８０４は、図７から図９を用いて説明した手法によって、距離間隔データ５３０を生成してよい。

距離間隔データ出力部８０６は、距離間隔データ生成部８０４が生成した距離間隔データ５３０を出力する。距離間隔データ出力部８０６は、距離間隔データ５３０を表示出力してよい。距離間隔データ出力部８０６は、距離間隔データ５３０を送信出力してよい。

製造装置９００は、アンテナアレー４１０を製造する。製造装置９００は、アンテナアレー４１０を含むアンテナユニット４００を製造してもよい。製造装置９００は、距離間隔データ取得部９０２、距離間隔データ格納部９０４、条件取得部９０６、及び製造部９０８を備える。データ処理装置８００と製造装置９００とは一体であってもよい。すなわち、データ処理装置８００が製造装置９００の機能をさらに備えてもよい。なお、製造装置９００がこれらの全てを備えることは必須とは限らない。

距離間隔データ取得部９０２は、距離間隔データ５３０を取得する。距離間隔データ取得部９０２は、人手によって入力された距離間隔データ５３０を取得してよい。距離間隔データ取得部９０２は、距離間隔データ出力部８０６から距離間隔データ５３０を受信してもよい。距離間隔データ格納部９０４は、距離間隔データ取得部９０２が取得した距離間隔データ５３０を格納する。

条件取得部９０６は、製造条件を取得する。条件取得部９０６は、人手による入力を介して製造条件を取得してよい。条件取得部９０６は、例えば、アンテナ３００の送信アンテナ高を取得する。条件取得部９０６は、例えば、アンテナ４１２の受信アンテナ高を取得する。

製造部９０８は、条件取得部９０６が取得した製造条件と、距離間隔データ格納部９０４に格納されている距離間隔データ５３０とを用いて、アンテナアレー４１０を製造する。製造部９０８は、距離間隔データ５３０を参照して、製造条件に含まれる送信アンテナ高に対応する、最適なアンテナ間隔を特定する。製造部９０８は、製造条件に含まれるアンテナ４１２の受信アンテナ高と、特定したアンテナ間隔とから、アンテナ４１２及びアンテナ４１４の配置を決定する。製造部９０８は、決定した配置に従ってアンテナ４１２及びアンテナ４１４を配置したアンテナアレー４１０を製造する。製造部９０８は、製造したアンテナアレー４１０を含むアンテナユニット４００を製造してもよい。

図１２は、製造装置９００によるアンテナアレー４１０の製造処理の流れの一例を概略的に示す。ステップ（ステップをＳと省略して記載する場合がある。）１０２では、条件取得部９０６が、送信アンテナ高を取得する。Ｓ１０４では、条件取得部９０６が、受信アンテナ高を取得する。

Ｓ１０６では、製造部９０８が、距離間隔データ格納部９０４から距離間隔データ５３０を読み出す。Ｓ１０８では、製造部９０８が、Ｓ１０６において読み出した距離間隔データ５３０を参照して、Ｓ１０２において取得された送信アンテナ高に対応する、受信アンテナ間隔を特定する。Ｓ１１０では、製造部９０８が、Ｓ１０４において取得された受信アンテナ高と、Ｓ１０８において特定した受信アンテナ間隔とによって、アンテナ４１２及びアンテナ４１４の配置を決定する。製造部９０８は、決定した配置に従ってアンテナ４１２及びアンテナ４１４を配置したアンテナアレー４１０を製造する。

上記実施形態では、車両１００が、送信アンテナとして機能するアンテナ３００と、受信アンテナとして機能するアンテナユニット４００とを備える場合を例に挙げて説明したが、これに限らない。車両１００は、送信アンテナとして機能するアンテナユニットと、受信アンテナとして機能するアンテナとを備えてもよい。当該アンテナユニットは、例えば、第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナを含むアンテナアレーを備える。第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナは、第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナが発する電波を受信する通信相手の受信アンテナから当該電波を反射する反射体への方向に沿って、受信アンテナと反射体との距離に基づいて特定された送信アンテナ間隔の分ずらして配置されていてよい。アンテナアレーは、受信アンテナと反射体との距離と、受信アンテナと反射体との距離毎の送信アンテナ間隔を示す距離間隔データとによって特定された送信アンテナ間隔の分ずらして配置された第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナを含んでよい。当該距離間隔データは、上述した距離間隔データ５３０と同様の手法で生成可能である。

図１３は、通信装置２００、データ処理装置８００又は製造装置９００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、本実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。ＤＶＤドライブは、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ及びＤＶＤ－ＲＡＭドライブ等であってよい。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤドライブは、プログラム又はデータをＤＶＤ－ＲＯＭ等から読み取り、記憶装置１２２４に提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

プログラムは、ＤＶＤ－ＲＯＭ又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

上記実施形態では、移動体の例として車両１００を示したが、これに限らない。移動体の他の例として、鉄道車両及び無人航空機等が挙げられる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ システム、２０ 地面、１００ 車両、２００ 通信装置、２０２ 通信部、２０４ アンテナ制御部、２０６ 環境取得部、３００ アンテナ、４００ アンテナユニット、４１０ アンテナアレー、４１２ アンテナ、４１４ アンテナ、５００ グラフデータ、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１ レベル最小値、５２０ グラフデータ、５２２ 極大値、５３０ 距離間隔データ、５４０ グラフデータ、５４２ 極小値、６００ アンテナ、７００ アンテナユニット、７１０ アンテナアレー、７１２ アンテナ、８００ データ処理装置、８０２ 結果取得部、８０４ 距離間隔データ生成部、８０６ 距離間隔データ出力部、９００ 製造装置、９０２ 距離間隔データ取得部、９０４ 距離間隔データ格納部、９０６ 条件取得部、９０８ 製造部、１２００ コンピュータ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ 記憶装置、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ

Claims (13)

1. 移動体に搭載されるアンテナ装置であって、
   送信アンテナから前記送信アンテナが発する電波を反射する反射体への方向に沿って、前記送信アンテナと前記反射体との距離に基づいて特定された受信アンテナ間隔の分ずらして配置された第１の受信アンテナ及び第２の受信アンテナを含むアンテナアレー
   を備えるアンテナ装置。
2. 前記反射体は地面であり、
   前記アンテナアレーは、前記反射体と垂直となる方向に沿って、前記送信アンテナのアンテナ高に基づいて特定された受信アンテナ間隔の分ずらして配置された前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナを含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナアレーは、前記送信アンテナと前記反射体との距離と、前記送信アンテナと前記反射体との距離毎の受信アンテナ間隔を示す距離間隔データとによって特定された前記受信アンテナ間隔の分ずらして配置された前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナを含む、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記距離間隔データは、前記送信アンテナと前記反射体との距離毎に、前記第１の受信アンテナと前記第２の受信アンテナとの間隔毎の、前記第１の受信アンテナと前記反射体との距離及び前記送信アンテナと前記第１の受信アンテナとの送受アンテナ距離を変化させた場合の前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナが前記送信アンテナから受信する電波のレベルをシミュレーションした結果に基づいて生成されたデータである、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記距離間隔データは、前記送信アンテナと前記反射体との距離毎に、前記第１の受信アンテナと前記第２の受信アンテナとの間隔毎の、前記第１の受信アンテナと前記反射体との距離及び前記送信アンテナと前記第１の受信アンテナとの送受アンテナ距離を変化させた場合の前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナが前記送信アンテナから受信する電波のレベルを実測した結果に基づいて生成されたデータである、請求項３に記載のアンテナ装置。
6. 前記距離間隔データは、前記第１の受信アンテナと前記第２の受信アンテナとの間隔毎の、前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナのうち前記送信アンテナから受信する電波のレベルが高い方の前記レベルの最小値のうちの略極大値に基づいて生成されたデータである、請求項４又は５に記載のアンテナ装置。
7. 前記距離間隔データは、前記第１の受信アンテナと前記第２の受信アンテナとの間隔毎の、前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナの、前記送信アンテナからの直接波及び反射波の位相差の相関係数の略極小値に基づいて生成されたデータである、請求項３に記載のアンテナ装置。
8. 移動体に搭載されるアンテナ装置であって、
   第１の送信アンテナ及び第２の送信アンテナが発する電波を受信する受信アンテナから前記電波を反射する反射体への方向に沿って、前記受信アンテナと前記反射体との距離に基づいて特定された送信アンテナ間隔の分ずらして配置された前記第１の送信アンテナ及び前記第２の送信アンテナを含むアンテナアレー
   を備えるアンテナ装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
   前記移動体と
   を備えるシステム。
10. 前記移動体は車両である、請求項９に記載のシステム。
11. 送信アンテナと前記送信アンテナが発する電波を反射する反射体との距離毎に、アンテナアレーに含まれる第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとの間隔毎の、前記第１の受信アンテナと前記反射体との距離及び前記送信アンテナと前記第１の受信アンテナとの送受アンテナ距離を変化させた場合の前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナが前記送信アンテナから受信する電波のレベルをシミュレート又は実測した結果を取得する結果取得部と、
    前記第１の受信アンテナと前記第２の受信アンテナとの間隔毎の、前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナのうち前記送信アンテナから受信する電波のレベルが高い方の前記レベルの最小値のうちの略極大値に基づいて、前記送信アンテナと前記反射体との距離毎の前記第１の受信アンテナと前記第２の受信アンテナとの受信アンテナ間隔を示す距離間隔データを生成する距離間隔データ生成部と
    を備えるデータ処理装置。
12. アンテナアレーに含まれる第１の受信アンテナと第２の受信アンテナとの間隔毎の、前記第１の受信アンテナ及び前記第２の受信アンテナの、送信アンテナからの直接波及び反射波の位相差の相関係数の略極小値に基づいて、前記送信アンテナと反射体との距離毎の前記第１の受信アンテナと前記第２の受信アンテナとの受信アンテナ間隔を示す距離間隔データを生成する距離間隔データ生成部
    を備えるデータ処理装置。
13. コンピュータを、請求項１１又は１２に記載のデータ処理装置として機能させるためのプログラム。

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