JP3070239B2 - 電子制御アンテナシステム - Google Patents

電子制御アンテナシステム

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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アンテナモードを切
り替えるようにした電子制御アンテナシステムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の電子制御アンテナシステムとして
は、例えば「電子情報通信学会技術研究報告」(信学技
報 Vol.89 No. 250 RCS89−31、
1989年)に提案された多重波抑圧用アダプティブア
レイのようなものがある。これは図15に示されるよう
に、アンテナエレメント1〜4をアレイ化しシグナルプ
ロセサ5で個々のエレメントのウェイトを電子的に制御
してフレーム同期させ、通信品質に影響を及ぼす遅延波
を除去しようとするものである。シグナルプロセサ5は
例えばアンテナエレメントごとに設けられた周波数変換
・A/D変換部と、4系統の受信信号の中から一番電力
の大きいパスを選択しその受信データの中からフレーム
同期をとるフレーム同期部および各ブランチの合成を行
なう合成処理部等を有するデジタル信号処理部を有して
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の電子制御アンテナシステムにあっては、郊
外などのように希望波の到来方向が略一定である場合に
は、その狙い通り有効に機能させることができるが、車
両に搭載された通信機器用に用いる場合には、車両が市
街地などのように建物が密集しているような地域に入る
と、希望波の到来方向が瞬間瞬間で変動し続けるため、
これのみでは追従しきれない恐れがあった。したがっ
て、この発明はこのような従来の問題点に鑑み、例えば
車両搭載の場合など、その走行地域に関わらず常に通信
品質の劣化が避けられ、良好な通信が確保される電子制
御アンテナシステムを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、図1
に示されるように、複数のアンテナエレメント11〜1
4を有し、該アンテナエレメントを共用して複数のアン
テナモードを生成するアンテナモード生成手段15と、
現在位置を検出する位置検出手段16と、検出された現
在位置に基づいて前記複数のアンテナモードを切り替え
る切り替え手段17とを備えるものとした。そしてとく
に、アンテナモード生成手段が生成するモードを多重波
抑圧用アダプティブアレイモードとダイバーシティモー
ドとし、切り替え手段は現在位置が指定領域である場合
はダイバーシティモードに切り替え、指定領域でない場
合は多重波抑圧用アダプティブアレイモードに切り替え
る。
【0005】
【作用】位置検出手段で検出された現在位置に応じてア
ンテナモードが切り替えられるから、たとえば車両用で
は、その走行地域それぞれにおける電波環境に最も適し
たアンテナモードにより通信が行なわれる。
【0006】
【実施例】図2は、車両搭載の通信機器用に適用した本
発明の第1の実施例を示す。アンテナエレメント11〜
14の信号がシグナルプロセサ25に入力されるととも
に、シグナルプロセサ25によって制御される合成部3
0に入る。さらに、アンテナエレメント11、12の信
号は合成器36に、またアンテナエレメント13、14
の信号は合成器38にまとめられたうえ、第1の切り替
え器40に入力されている。この第1の切り替え器40
と合成部30の出力とが、第2の切り替え器42で切り
替えられて本実施例装置の出力として取り出される。シ
グナルプロセサ25は上記従来例と同じく、アンテナエ
レメントごとに設けられた周波数変換・A/D変換部
と、4系統の受信信号の中から一番電力の大きいパスを
選択しその受信データの中からフレーム同期をとるフレ
ーム同期部および各ブランチの合成を行なう合成処理部
等を有するデジタル信号処理部とからなり、多重波抑圧
用アダプティブアレイモードを生成する。シグナルプロ
セサ25と第2の切り替え器42は、ナビゲーションシ
ステム46により制御される。
【0007】また、ナビゲーションシステム46では、
GPS方式などにより車両の現在位置を検出するととも
に、道路が図3のように、ノードと、ノード間を結ぶリ
ンクとで表現され、検出された現在位置がどのノードあ
るいはリンク上にあるかが特定される。一方、地図デー
タベースが図4の(a)に示されるようなノードファイ
ルと(b)に示されるリンクファイルから構成されて、
各ノードおよびリンクに属性を持たせて管理されてい
る。ここでは市街地を指定領域として、その中のノード
とリンクデータに、シグナルプロセサ25をダイバーシ
ティ制御させる属性を持たせてある。図3に示された道
路のデータにおいては、ノード6、7が指定領域内にあ
るから属性がダイバーシティとされ、同様にリンク
(5)〜(8)がダイバーシティとされている。
【0008】本装置は図5に示す制御フローで動作す
る。先ずステップ100において、ナビゲーションシス
テム46で車両の現在位置が検出される。そしてステッ
プ110で、車両の現在位置が指定領域内にあるか否か
が判断される。ここでは、まず車両位置が指定ノード上
にあるかどうかチェックされ、指定ノード上ならば指定
領域内にある。車両位置がノード上になければ、次に指
定リンク上にあるかどうかがチェックされ、指定リンク
上ならば指定領域内にあると判断される。その他の場合
には指定領域外と判断される。指定領域内のときにはス
テップ120に進み、指定領域外のときはステップ14
0に進む。
【0009】ステップ120では、シグナルプロセサ2
5によるアクティブ制御を止め、図6に示されるよう
な、アンテナエレメント11〜14が2エレメントずつ
の指向性ダイバーシティアンテナ組とされる。そしてス
テップ130で、第2の切り替え器42がダイバーシテ
ィ側の第1の切り替え器40に接続して、その信号Cを
指向性ダイバーシティモードの出力信号とする。第1の
切り替え器40は、マルチパスノイズの少ない方に自動
的に切り替えるダイバーシティ受信における切り替え器
である。
【0010】ステップ140に進んだときには、シグナ
ルプロセサ25をアクティブ制御モードとして、合成部
30の信号を用いて、図7に示されるような4エレメン
トの多重波抑圧用アダプティブアレイとされる。そして
次のステップ150で、第2の切り替え器42がアダプ
ティブアレイ側の合成部30に接続して、その信号Bを
アダプティブアレイモードの出力信号とする。
【0011】この実施例によれば、ナビゲーションシス
テム46を用いて車両が現在どこにいるかを検知し、郊
外走行中であれば、アンテナを4エレメントの多重波抑
圧用アダプティブアレイとしてアクティブ制御を行な
い、建物が密集している市街地に入れば、自動的にダイ
バーシティアンテナとされる。これにより、郊外ではア
ンテナ指向性を希望波方向に向けてS/N比の極めて高
い受信ができるとともに、市街地では建物による反射波
を交え時々刻々到来方向が変化する電波に対して、逐次
切り替え対応して良好な受信ができる。なお、ここでは
指向性ダイバーシティを用いたが、これに代えてスペー
スダイバーシティを用いることもできる。
【0012】さらに図8は、他の実施例として、前実施
例の構成にさらにスペースダイバシティのモードが付加
され、指向性ダイバーシティとスペースダイバーシティ
の双方が選択されるようにしたものを示す。すなわち、
アンテナエレメント11〜14がさらに第3の切り替え
器44に接続され、その出力Dと、前実施例で説明した
第1の切り替え器40の出力C、および合成部30の出
力Bとが第2の切り替え器42’で切り替えられるよう
に構成されている。ナビゲーションシステム46では、
地図データベースのファイルにおける各ノード、リンク
には、領域X、Y、Zの何れの領域に該当するかの属性
を持たせてあり、これに基づいてシグナルプロセサ25
および第2の切り替え器42’を制御するようにしてあ
る。
【0013】この実施例における動作は、図9に示され
る。ステップ200において、ナビゲーションシステム
46で車両の現在位置が検出され、次いでステップ21
0で、車両の現在位置がどの領域にあるかが判断され
る。ここでは、前実施例のステップ110と同様に、現
在位置に対応するノードおよびリンクの属性に基づいて
判断される。領域X内にあるときにはステップ240に
進み、シグナルプロセサ25をアクティブ制御モードと
して、合成部30の信号を用いて、4エレメントの多重
波抑圧用アダプティブアレイとされる。そして次のステ
ップ250で、第2の切り替え器42’がアダプティブ
アレイ側の合成部30に接続して、その信号Bをアダプ
ティブアレイモードの出力信号とする。
【0014】領域Y内にあるときにはステップ220に
進んで、シグナルプロセサ25によるアクティブ制御を
止め、アンテナエレメントが2エレメントずつの指向性
ダイバーシティアンテナ組とされる。そしてステップ2
30で、第2の切り替え器42’が指向性ダイバーシテ
ィ側の第1の切り替え器40に接続して、その信号Cを
指向性ダイバーシティモードの出力信号とする。領域Z
内にあるときはステップ260に進んで、シグナルプロ
セサ25によるアクティブ制御を止め、図10のように
アンテナをスペースダイバーシティとして作動させる。
そしてステップ270で、第2の切り替え器42’がス
ペースダイバーシティ側の第3の切り替え器44に接続
して、その信号Dをスペースダイバーシティモードの出
力信号とする。第3の切り替え器44は、マルチパスノ
イズの少ない方に自動的に切り替えるダイバーシティ受
信における切り替え器である。
【0015】ここで、領域Xは郊外に対応させ、市街地
のなかでもとくに調査された電波環境に指向性ダイバー
シティが適しているときには、その地域を領域Yとし、
その他の市街地については領域Zとするとよい。この実
施例によれば、さらにきめ細かく走行地域の電波環境に
応じてアンテナの特性が制御される。
【0016】アンテナエレメントの車両への取付法が図
11に示される。ルーフキャリアのキャリアバー50に
キャリア側アタッチメント51が取り付けられ、アンテ
ナエレメントを両面テープ53で支持したアンテナ側ア
タッチメント52が、キャリア側アタッチメントのスラ
イド溝54にスライドさせて固定されている。図12は
キャリア側アタッチメント51およびアンテナ側アタッ
チメント52の外観斜視図である。
【0017】図13および図14にはキャリア側アタッ
チメント51の横断面、縦断面が示され、キャリアバー
50と略同径のキャリアバー取付溝56にキャリアバー
を収容して、キャリアバー50の長手方向に沿って配置
された止め具57が、締めねじ58によってキャリアバ
ーに押しつけられる。この際、止め具57の長さaとキ
ャリアバーの径bの関係をa>bとしてあるから、ねじ
を締めるとき止め具57が回転しない。また、キャリア
側アタッチメント51はキャリアバーのT字部に取り付
けられているから倒れることもない。
【0018】キャリア側アタッチメントの上面にスライ
ド溝54が設けられ、アンテナ側アタッチメント52の
下面に形成されたレール59と対応する断面を有してい
る。キャリア側アタッチメント51の側面に開口して鍵
穴60が設けられ、上面開口61から出没可能に設置さ
れた図示しないキーを、アンテナ側アタッチメント52
の下面に対応して形成された図示しない穴に係合させて
両アタッチメント51、52がロックされる。これによ
り、アンテナエレメントは車両の最上部に配置され、車
両自体からは指向性に影響を受けることがない。
【0019】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は複数のアンテナ
モードを生成する手段を備え、位置検出手段で検出され
た現在位置に基づいて、アンテナモードを切り替えるよ
うにしたから、現在位置する地域の電波環境に合ったア
ンテナモードに自動的に変わる。このため、常に最適な
アンテナモードが選択され、高い品質の通信が確保され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図3】ナビゲーションシステムにおける道路表現を示
す図である。
【図4】地図データベースのファイル構造を示す図であ
る。
【図5】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図6】指向性ダイバーシティモード時の指向特性を示
す図である。
【図7】多重波抑圧用アダプティブアレイモード時の指
向特性を示す図である。
【図8】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図9】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図10】スペースダイバーシティモード時の指向特性
を示す図である。
【図11】アンテナエレメントの装着例を示す図であ
る。
【図12】アタッチメントの外観斜視図である。
【図13】キャリア側アタッチメントの横断面図であ
る。
【図14】図13のH−H縦断面図である。
【図15】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 アンテナエレメント 11、12、13、14 アンテナエレメント 15 アンテナモード生成手段 16 位置検出手段 17 切り替え手段 25 シグナルプロセサ 30 合成部 36、38 合成器 40 第1の切り替え器 42、42’ 第2の切り替え器 44 第3の切り替え器 46 ナビゲーションシステム 50 キャリアバー 51 キャリア側アタッチメント 52 アンテナ側アタッチメント 54 スライド溝 56 キャリアバー取付溝 57 止め具 58 締めねじ 59 レール

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアンテナエレメントを有し、 該複数のアンテナエレメントを共用して、多重波抑圧用
    アダプティブアレイモードとダイバーシティモードとを
    生成するアンテナモード生成手段と、 現在位置を検出する位置検出手段と、 検出された現在位置が予め設定された指定領域か否かを
    判別し、現在位置が指定領域である場合はダイバーシテ
    ィモードに切り替え、指定領域でない場合は多重波抑圧
    用アダプティブアレイモードに切り替える切り替え手段
    とを備えたことを特徴とする電子制御アンテナシステ
    ム。
  2. 【請求項2】 前記指定領域が市街地であることを特徴
    とする請求項1記載の電子制御アンテナシステム。
  3. 【請求項3】 前記位置検出手段がナビゲーションシス
    テムであり、地図情報上に設定されたノードおよびリン
    クで現在位置が特定され、 前記指定領域が、前記ノードまたはリンクを特定して設
    定されることを特徴とする請求項1記載の 電子制御アン
    テナシステム。
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