JP2024031592A - アンテナカバー - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構成によって、対象となる車両の車載器との間での通信を適切に実行可能とするためのアンテナカバーを提供する。【解決手段】指向性を有するアンテナを覆うアンテナカバーであって、アンテナに装着された際に、アンテナの電波の放射方向における後方および側方を覆うとともに、アンテナから所定の放射範囲に向かう方向を開放する開口を有するカバー部と、カバー部のアンテナに対向する内面に設けられる電波吸収体と、を有するアンテナカバー。【選択図】図1

Description

本発明は、アンテナカバーに関する。
高速道路の料金所等において、車両に設定されている車載器と路側機との間でDSRC通信を誤通信なく適切に実行するために、様々な方法が提案されている。たとえば、通信可能な2つのアンテナを含む2つの通信手段と、車両を撮影可能なカメラを設けて、第1のアンテナを介した通信の状況とカメラによって撮影された画像の解析結果に応じて、第2のアンテナの指向性を制御するような技術等も提案されている(特許文献1参照)。
特開2013-258539号公報
しかし、特許文献1に記載されているような従来の技術は、2つの通信手段とカメラを設けて、それらを組み合わせて制御する必要があり、高価な設備や複雑な処理を必要とするものである。このため、特許文献1のような従来の技術を、高速道路のような大規模な施設以外の場所において手軽に活用することは困難であった。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、簡単な構成によって、所定の範囲に存在する車両の車載器等の通信装置との間で、適切に通信を実行可能とするためのアンテナカバーを提供することである。
上記目的は、下記の手段によって達成される。
アンテナカバーは、指向性を有するアンテナを覆うように構成される。アンテナカバーは、カバー部と電波吸収体とを有する。カバー部は、アンテナに装着された際に、アンテナの電波の放射方向における後方および側方を覆うとともに、アンテナから所定の放射範囲に向かう方向を開放する開口を有する。電波吸収体は、カバー部のアンテナに対向する内面に設けられる。
本発明のアンテナカバーによれば、指向性を有するアンテナを覆うように構成され、アンテナに装着された際に、アンテナの電波の放射方向における後方および側方を覆うとともに、アンテナから所定の放射範囲に向かう方向を開放する開口を有するカバー部と、カバー部のアンテナに対向する内面に設けられる電波吸収体とを有する。これにより、アンテナから所定の放射範囲に向かう方向には、開口を介して電波が放射され、所定の放射範囲に向かう方向以外の方向においては、電波吸収体によって電波から放射されたエネルギーの多くが吸収され、許容レベル以下の放射となる。したがって、所定の放射範囲外に許容レベル以上の電波の放射をしないように制御することができ、簡単な構成によって、対象となる車両の車載器との間での通信を適切に実行可能とすることができる。
本発明のアンテナカバーが適用されたアンテナが設置される環境を側方から視た様子を示す概略図である。 本発明のアンテナカバーが適用されたアンテナが設置される環境を上方から視た様子を示す概略図である。 図1に示されるアンテナカバーが、アンテナによる電波の放射方向における後方から係止されている様子を示す概略正面図である。 図1に示されるアンテナカバーが、アンテナによる電波の放射方向における後方から係止されている様子を示す概略側面図である。 アンテナカバーの概略正面図である。 アンテナカバーの概略背面図である。 アンテナカバーの概略右側面図である。 アンテナカバーの概略上面図である。 アンテナカバーの概略底面図である。 図4DのI-I線で切断した断面図である。 アンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。 比較例に係るアンテナによる電波の放射の様子を説明するための図である。 比較例に係るアンテナカバーを適用したアンテナによる電波の放射の様子を説明するための図である。 図1に示す環境において、アンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。 図2に示す環境において、アンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。 変形例に係るアンテナカバーの概略背面図である。 図11Aに示すアンテナカバーの概略上面図である。 図11BのII-II線で切断した断面図である。 図1に示す環境において、図11Aに示す変形例に係るアンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。 図2に示す環境において、図11Aに示す変形例に係るアンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。
(全体構成)
図1は、本発明のアンテナカバーが適用されたアンテナが設置される環境を側方から視た様子を示す概略図である。
図1に示すように、地面上に設けられた車両を駐車するための駐車スペースの上方に、車両に搭載された車載器と通信するためのアンテナ500が設置される。アンテナ500は、指向性を有するアンテナであり、設置された位置から下方の放射方向に向けて電波を放射するように設置される。アンテナ500には、アンテナカバー100が装着される。アンテナカバー100によって、アンテナ500から放射される電波は、所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される。アンテナ500は、たとえば、5.8GHz帯の電波を用いてDSRC通信を行うためのETCアンテナである。本実施形態においては、アンテナ500が、空中線として機能するアンテナエレメントと、当該アンテナエレメントと接続されて、電波の送受信を行う送受信機(無線機またはトランシーバー)とを含む装置である例について説明する。しかし、アンテナ500は、空中線として機能するアンテナエレメントと給電部などから構成される機構のみを含み、送受信機は別の構成として外部に設けられてケーブル等によって接続されてもよい。
アンテナ500は、たとえば、アンテナカバー100の内側に収容されて固定される。アンテナカバー100は、駐車スペースの近傍に立設される支持部200に係止される。支持部200は、支柱210とアーム部220を有する。支柱210は、地面から垂直に2.5~5.0m上方まで延設される。アーム部220は、支柱210の上部に支柱210と交差する交差方向に向けて延設される。アーム部220は、支柱210の位置から0.2~5.0m水平方向に延設される。支柱210は、埋設部230に固定されており、埋設部230が地中に埋設されることによって、垂直方向に立設されるように支持される。
図2は、本発明のアンテナカバーが適用されたアンテナが設置される環境を上方から視た様子を示す概略図である。
図2に示すように、アンテナ500、アンテナカバー100および支持部200は、たとえば、それぞれ1台ずつの車両を駐車可能な2つの駐車スペースの間に設けられる。支持部200の支柱210は、たとえば、駐車スペースの奥側(図2における上方であり、車両が通行する車両通路から遠い側)に設けられる。アーム部220は、駐車スペースの奥側から手前側(図2における下方であり、車両が通行する車両通路から近い側)に向けて延設される。アンテナ500およびアンテナカバー100は、アーム部220の先端、すなわち駐車スペースの手前側に設けられる。
図3Aは、図1に示されるアンテナカバーが、アンテナによる電波の放射方向における後方から係止されている様子を示す概略正面図である。図3Bは、図1に示されるアンテナカバーが、アンテナによる電波の放射方向における後方から係止されている様子を示す概略側面図である。
図3Aおよび図3Bに示すように、アンテナカバー100は、カバー部110と係止部120を有する。カバー110部は、アンテナカバー100がアンテナ500に装着された際に、アンテナ500が放射する電波の放射方向における後方および側方においてアンテナ500を覆うとともに、アンテナ500の電波の放射方向(所定の放射範囲に向かう方向)を開放する。すなわち、アンテナ500の電波の放射方向に対向する面を前面とし、電波の放射方向の反対側の面を後面とし、正面および背面以外の面を側面とした場合に、カバー部110は、アンテナ500の後面および側面を覆い、アンテナ500の前面を開放する。
係止部120は、アンテナカバー100がアンテナ500に装着された際に、アンテナ500が放射する電波の放射方向における後方からアンテナカバー100を係止するために設けられる。係止部120は、支持部200に係合させて接続するための接続部121に固定される。
図4Aは、アンテナカバーの概略正面図である。図4Bは、アンテナカバーの概略背面図である。図4Cは、アンテナカバーの概略右側面図である。図4Dは、アンテナカバーの概略上面図である。図4Eは、アンテナカバーの概略底面図である。図5は、図4DのI-I線で切断した断面図である。
図4A~図4Dに示すように、カバー部110は、側面111(正面側の側面111a、背面側の側面111b、右側の側面111c、左側の側面111d)と、上面112を有する。カバー部110は、たとえば、アンテナから放射される電波を透過させないアルミ等の金属によって形成される。また、図3Aおよび図3Bに示すように、カバー部110の各側面は、アンテナカバー100がアンテナ500に装着された際に、アンテナ500の電波の放射方向において、アンテナ500の側面よりも前方に長く延びるように形成される。すなわち、カバー部110の各側面は、アンテナ500の各側面を覆うように形成される。また、カバー部110の各側面は、アンテナ500の側面より前方に延びる長さを調整することにより、放射範囲を大きくしたり、小さくしたり、放射範囲の形状を変形したりする用途にも使用される。
図4Eおよび図5に示すように、カバー部110のアンテナ500に対向する内面には、電波吸収体130が設けられる。電波吸収体130は、たとえば、カバー部110の内面に接着され、カバー部110の内面全体に設けられる。電波吸収体130は、たとえばシリコンによって形成される。電波吸収体130としては、公知の各種電波吸収体を適宜用いることができ、たとえばシート状に形成された電波吸収体が好適に用いられる。電波吸収体130のカバー部110と対向する側にアルミ薄膜等の金属製の部材が設けられる場合、カバー部110は金属以外の材料によって形成されてもよい。また、図4Eおよび図5に示すように、カバー部110には、アンテナ500からアンテナ500による電波の放射範囲に向かう方向を開放する開口114が設けられている。
図6は、アンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。
図6に示すように、本実施形態に係るアンテナカバー100が装着されたアンテナ500においては、アンテナ500の電波の放射方向における後方および側方が、カバー部110の内面に設けられた電波吸収体130によって覆われている。また、アンテナ500から所定の放射範囲に向かう方向は、開口114によって開放されている。アンテナ500から放射される電波は、所定の放射範囲に向かう方向においては、遮られずに放射され、それ以外の方向においては、電波吸収体130によって一定のエネルギーが吸収されるために許容レベル以下にしか放射されない。これにより、アンテナ500から放射される電波を、所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御することができる。許容レベルは、電波を受信する受信機側において受信可能な電界強度の閾値であり、受信機側の装置の仕様や実験結果等に応じて予め決定される。たとえば、アンテナ50が、5.8GHz帯の電波を用いてDSRC通信を行うためのETCアンテナである場合、電波を受信するETC車載器は、一般的に受信地点においてマイナス65dBm程度の電界強度を有する電波を受信可能である。この場合、たとえば、許容レベルはマイナス65dBm程度に設定され得る。許容レベルは、制御の用途や要求される精度等によって適宜変更することができ、たとえば、許容レベルをより厳しく設定する場合には、上記の値よりも小さい値が設定され得る。
図7は、比較例に係るアンテナによる電波の放射の様子を説明するための図である。図7のアンテナ500は、図6のアンテナ500と同一である。図7の比較例は、アンテナ500に本実施形態のアンテナカバー100が装着されていない点で、図6の実施例とは異なる。
図7に示すように、アンテナ500から放射される電波のメインローブは、アンテナ500の指向性に従って一定の範囲に絞り込まれるものの、アンテナ500からはアンテナの後方や側方からもそれぞれ一定レベルのバックローブやサイドローブも放射されるため、破線で示されるような所定の放射範囲(図6の所定の放射範囲に対応)に電波の放射を制御することは極めて難しい。たとえば、アンテナ500として複数のアンテナを組み合わせて各アンテナから出力される電波の位相を異ならせるように制御することなどによって、電波の放射範囲をさらに制御することは可能であるが、その場合はアンテナ500の構成や制御が複雑となってしまう。その場合は、本発明の実施形態のように、簡単な構成によって所定の放射範囲外に許容レベル以上の電波の放射をしないように制御することはできない。
図8は、比較例に係るアンテナカバーを適用したアンテナによる電波の放射の様子を説明するための図である。図8のアンテナ500は、図6のアンテナ500と同一である。図8の比較例は、アンテナ500に装着されているアンテナカバー900が、図6のアンテナカバー100のように電波吸収体130を有していない点で、図6の実施例とは異なる。
図8に示すように、アンテナ500から放射される電波は、所定の放射範囲に向かう方向においては、遮られずに放射され、それ以外の方向においては、アンテナカバー900の内面によって反射され、反射波が様々な方向に放射されてしまう。したがって、破線で示されるような所定の放射範囲(図6の所定の放射範囲に対応)外において許容レベル以上とならないように電波の放射を制御することは極めて難しい。なお、アンテナカバー900を樹脂等の電波が透過する材料によって形成した場合は、アンテナカバー900の内面によって電波が反射しないため、図7に示される状態と同様に電波が放射される。したがって、この場合も、所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御することは極めて難しい。
図9は、図1に示す環境において、アンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。図10は、図2に示す環境において、アンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。
図9および図10に示すように、アンテナカバー100が装着されていることにより、アンテナ500から放射される電波は、所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御されている。駐車スペースに入出場する車両に搭載されたETC車載器が、所定の放射範囲に停止する、または所定の放射範囲を通過するように、アンテナ500、アンテナカバー100、支持部200が設置され得る。たとえば、図10に示すように、対象の駐車スペースを使用する車両以外の車両も通行する可能性がある車両通路は、所定の放射範囲に含まれず、車両通路から駐車スペースに進入した車両は所定の放射範囲を通過するようにアンテナ500、アンテナカバー100、支持部200が設置される。これにより、駐車スペースを利用する車両のETC車載器との間での通信を適切に実行することができ、たとえば、車両に搭載されたETC車載器の情報や、ETC車載器に挿入されているETCカードの情報等を用いて、駐車料金の決済処理を適切に実行することができる。これに対して、図7や図8に示されるような比較例に係るアンテナまたはアンテナカバーを使用する場合は、アンテナから出力される電波を、所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御することができず、広い範囲に電波が放射されてしまう。したがって、対象の駐車スペースを利用している車両以外の車両に搭載されているETC車載器とも通信を行ってしまう可能性があり、上記のようなETC車載器の情報やETCカードの情報等を用いた駐車料金の決済処理を適切に実行することができない。
以上のように、アンテナカバー100によれば、指向性を有するアンテナを覆うように構成され、アンテナ500に装着された際に、アンテナ500の電波の放射方向における後方および側方を覆うとともに、アンテナから所定の放射範囲に向かう方向を開放する開口114を有するカバー部110と、カバー部110のアンテナ500に対向する内面に設けられる電波吸収体130とを有する。これにより、アンテナ500から所定の放射範囲に向かう方向には、開口114を介して電波が放射され、所定の放射範囲に向かう方向以外の方向においては、電波吸収体130によって電波が吸収される。したがって、所定の放射範囲外に許容レベル以上の電波の放射をしないように制御することができ、簡単な構成によって、所定の範囲に存在する車両の車載器等の通信装置との間で、適切に通信を実行可能とすることができる。
たとえば、アンテナ500として複数のアンテナを組み合わせて各アンテナから出力される電波の位相を異ならせるように制御することなどによって、電波の放射範囲を制御することは可能であるが、その場合はアンテナ500の構成や制御が複雑となってしまい、本発明の実施形態のように、簡単な構成によって所定の放射範囲外に許容レベル以上の電波の放射をしないように制御することはできない。
また、アンテナカバー100は、アンテナ500に装着された際に、カバー部110の側面が、アンテナ500の側面よりも放射方向において前方に長く延びるように形成される。これにより、アンテナ500から出力された電波のうち、所定の放射範囲以外の方向(外方)に向けて放射された電波を、カバー部110の内面に設けられた電波吸収体130に効果的に吸収させることができる。
また、アンテナカバー100の電波吸収体130は、たとえばシリコンによって形成される。これにより、アンテナ500から出力された電波のうち、所定の放射範囲以外の方向に向けて放射された電波を、効果的に吸収することができる。
また、アンテナカバー100は、当該アンテナカバー100をアンテナ500による電波の放射方向における後方から係止するための係止部120をさらに有する。アンテナカバー100は、地面から垂直に2.5~5.0m上方まで延設される支柱210の上部に当該支柱と交差する交差方向に向けて延設され、当該支柱から0.2~5.0m水平方向に延設されるアーム部220の先端において係止部120によって係止される。これにより、アンテナ500およびアンテナカバー100を、たとえば、駐車スペース等の所定の範囲の上方の任意の位置に固定することができ、駐車スペースに出入りする車両の通行を阻害させることなく、当該車両の車載器との間での通信を適切に実行可能とすることができる。
(変形例)
図11Aは、変形例に係るアンテナカバーの概略背面図である。図11Bは、図11Aに示すアンテナカバーの概略上面図である。図11Cは、図11BのII-II線で切断した断面図である。
図11A~図11Cに示すように、アンテナカバー100のカバー部110の一つの側面である背面側の側面111bには、開口115が設けられている。たとえば、アンテナ500による電波の放射方向における側面111bの長さが、他の側面111a、111c、111dの長さよりも短く形成されることによって、開口115が形成される。開口115の形成方法は、上記の方法に限定されず、側面111bに孔や切り欠きが設けられることによって、開口115が形成されてもよい。また、上記の実施形態においては、開口115は、開口114と連続して形成されているが、これに限定されず、開口115は、開口114と連続しない別の開口として形成されてもよい。また、開口115は、カバー部110の側面111b以外の側面に設けられてもよく、複数の側面に設けられてもよい。
図12は、図1に示す環境において、図11Aに示す変形例に係るアンテナカバーによりアンテナによる所定の放射範囲外に許容レベル以上の電波の放射をしないように制御される様子を説明するための図である。図13は、図2に示す環境において、図11Aに示す変形例に係るアンテナカバーによりアンテナによる電波の放射が所定の放射範囲外において許容レベル以上とならないように制御される様子を説明するための図である。
図12および図13に示すように、変形例にかかるアンテナカバー100が装着されていることにより、アンテナ500から放射される電波は、所定の放射範囲外に許容レベル以上の放射をしないように制御されている。図11A~図11Cに示すように、アンテナカバー100のカバー部110の背面側の側面111bに、電波を通過させ得る開口115が設けられているため、電波の放射範囲は、図9および図10の例と比較して、アンテナカバー100の背面側(駐車スペースの奥側)において広くなっている。このように、電波の放射範囲が、アンテナカバー100の背面側(駐車スペースの奥側)において広くなっても、電波の放射範囲は、対象となる駐車スペース内に限定されている。これにより、車両通路や、対象となる駐車スペース以外の他の駐車スペースが電波の放射範囲に含まれてしまうことはないので、対象の駐車スペースを利用する車両のETC車載器のみとの間で適切に通信を実行することができる。
以上のように、変形例に係るアンテナカバー100によれば、カバー部110の少なくとも一つの側面は開口を有する。このように、カバー部110の側面に開口を設けることによって、アンテナ500による電波の放射範囲を所定の範囲に制御しつつ、アンテナカバー100の重量を抑制して軽量化を図ることができる。これにより、アンテナカバー100を装着したアンテナ500を、支持部200によって駐車スペース等の上方に安定的に固定することができる。特にカバー部110が金属によって形成される場合、開口115を設けることによる軽量化の効果は顕著となる。また、開口115を設けることにより、カバー部110に使用する部材を節約することができ、コストダウンや省資源化を実現することができる。さらに、開口115を設けることによって、カバー部110の内面の面積を減少させられるため、カバー部110の内面に設けられる電波吸収体130の量も減少させることができる。これにより、電波吸収体130の使用量の削減によっても、アンテナカバー100の軽量化およびコストダウンと、省資源化を実現することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態(変形例を含む)に限定されず、特許請求の範囲内において、種々の変更や改良等が可能である。
たとえば、上記の実施形態においては、アンテナカバー100のカバー部110は、略四角形状の上面112と、4つの側面111a~111dを有する例について説明したが、これに限定されない。たとえば、カバー部110は、三角形または五角形以上の多角形状、あるいは円形状または楕円形状の上面112と、当該上面112に対応する各側面を有するように形成されてもよい。
また、上記の実施形態においては、アンテナ500は、5.8GHz帯の電波を用いてDSRC通信を行うためのETCアンテナである例について説明したが、これに限定されない。アンテナ500として、様々な周波数帯の電波を出力して各種の通信を行うためのアンテナが適用され得る。
また、上記の実施形態においては、アンテナ500は、1つのアンテナ(空中線)を有するような簡単な構成によって構成される例について説明したが、これに限定されない。アンテナ500として、複数のアンテナを組み合わせて各アンテナから出力される電波の位相を異ならせるように制御されるような複雑な構成のアンテナが適用されてもよい。その場合でも、アンテナカバー100を適用することによって、アンテナ500による電波の放射範囲をより一層適切に制御することができる。
100 アンテナカバー、
110 カバー部、
111、111a、111b、111c、111d 側面、
112 上面、
114 開口、
115 開口、
120 係止部、
121 接続部、
130 電波吸収体、
200 支持部、
210 支柱、
220 アーム部、
230 埋設部、
500 アンテナ。

Claims (8)

  1. 指向性を有するアンテナを覆うアンテナカバーであって、
    前記アンテナに装着された際に、前記アンテナの電波の放射方向における後方および側方を覆うとともに、前記アンテナから所定の放射範囲に向かう方向を開放する開口を有するカバー部と、
    前記カバー部の前記アンテナに対向する内面に設けられる電波吸収体と、を有するアンテナカバー。
  2. 前記アンテナに装着された際に、前記カバー部の側面は、前記アンテナの側面よりも前記放射方向において前方に長く延びるように形成される請求項1に記載のアンテナカバー。
  3. 前記カバー部の側面は、少なくとも一つの面において開口を有する請求項1または2に記載のアンテナカバー。
  4. 前記カバー部の少なくとも一つの側面は、前記カバー部の他の側面よりも、前記放射方向における長さが短く形成される請求項1または2に記載のアンテナカバー。
  5. 前記電波吸収体は、シリコンによって形成される請求項1または2に記載のアンテナカバー。
  6. 当該アンテナカバーを前記放射方向における後方から係止するための係止部をさらに有し、
    当該アンテナカバーは、地面から垂直に2.5~5.0m上方まで延設される支柱の上部に当該支柱と交差する交差方向に向けて延設され、当該支柱から0.2~5.0m水平方向に延設されるアーム部の先端において前記係止部によって係止される請求項1または2に記載のアンテナカバー。
  7. 請求項6に記載のアンテナカバーと、
    前記アンテナカバーを装着したアンテナと、
    地面から垂直に2.5~5.0m上方まで延設される支柱と、
    前記支柱の上部に当該支柱と交差する交差方向に向けて延設され、当該支柱から0.2~5.0m水平方向に延設されるアーム部と、を有し、
    前記アンテナは、地面から2.5m~5.0mの高さに位置するアンテナシステム。
  8. 前記アンテナは、5.8GHz帯の電波を用いてDSRC通信を行うためのアンテナである請求項7に記載のアンテナシステム。

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