JP5845821B2 - Antenna system for tire condition detection device - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ空気圧等を計測・表示するタイヤ状態検出装置に関する。 The present invention relates to a tire state detection device that measures and displays tire air pressure and the like.
自動車の走行中に運転者がタイヤ空気圧やその他の異常を速やかに把握できるようにするため、近年、圧力センサやアンテナ素子等を組み込んだ無線センサを、タイヤ内に装着することによって、タイヤ空気圧が運転席で監視できるようにしたシステムが普及しつつある。このタイヤ空気圧監視システム(TPMS)においては、タイヤ内の無線センサが発信するタイヤ空気圧等の検出信号を、車体側に装着されたアンテナで受信して、通信装置を経由して表示・制御装置へ伝送されるようになっている。 In order to allow drivers to quickly grasp tire pressure and other abnormalities while driving a car, in recent years, by mounting a wireless sensor incorporating a pressure sensor, antenna element, etc. in the tire, the tire pressure can be reduced. Systems that allow monitoring in the driver's seat are becoming popular. In this tire pressure monitoring system (TPMS), a detection signal such as tire pressure transmitted by a wireless sensor in a tire is received by an antenna mounted on the vehicle body side, and is transmitted to a display / control device via a communication device. It is supposed to be transmitted.
一般的に、車体側のアンテナは各タイヤの近傍のタイヤハウス等に装着されている。これについて、図12を参照して説明する。
図12は、従来のタイヤ空気圧監視システムの構成の一部を示す図(従来例1)である。
In general, the antenna on the vehicle body side is attached to a tire house or the like in the vicinity of each tire. This will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a diagram (conventional example 1) showing a part of the configuration of a conventional tire pressure monitoring system.
図示の従来例1の構成では、タイヤ1内に無線センサ2が設けられている。また、車両ボディ6側には、車両搭載アンテナ3と送受信回路5等を有する無線通信ユニット4が設けられている。無線通信ユニット4(特にその車両搭載アンテナ3)は、タイヤ1の近傍に設けられている。また、図示していないが、上記送受信回路5と有線で(例えば同軸ケーブル)接続した上記通信装置(または表示・制御装置等)も、車両上に搭載されている。尚、送受信回路5は、車両搭載アンテナ3を介した無線通信を実現する回路であり、何らかの信号(データ)を任意の周波数で車両搭載アンテナ3から送信させたり、車両搭載アンテナ3での受信信号を増幅する等の一般的な無線送受信回路の機能を有する(一般的なものであるので、ここではこれ以上詳細には説明しない)。 In the configuration of Conventional Example 1 shown in the figure, a wireless sensor 2 is provided in the tire 1. On the vehicle body 6 side, a wireless communication unit 4 having a vehicle-mounted antenna 3 and a transmission / reception circuit 5 is provided. The wireless communication unit 4 (particularly the vehicle-mounted antenna 3) is provided in the vicinity of the tire 1. Although not shown, the communication device (or display / control device or the like) connected to the transmission / reception circuit 5 by wire (for example, a coaxial cable) is also mounted on the vehicle. The transmission / reception circuit 5 is a circuit that realizes wireless communication via the vehicle-mounted antenna 3, and transmits any signal (data) from the vehicle-mounted antenna 3 at an arbitrary frequency, or a signal received by the vehicle-mounted antenna 3. It has a function of a general wireless transmission / reception circuit such as amplifying the signal (since it is a general one, it will not be described in detail here).
ここで、図では1つのタイヤに係る構成のみ示すが、他の3本のタイヤ(通常、タイヤは4本であるので)についても、略同様に、そのタイヤの近傍に上記無線通信ユニット4が設けられると共に、この無線通信ユニット4と上記通信装置(または表示・制御装置等)とが例えば同軸ケーブルで接続された構成となっている。 Here, only the configuration related to one tire is shown in the figure, but the other three tires (usually, because there are four tires) have the wireless communication unit 4 in the vicinity of the tire in a similar manner. In addition, the wireless communication unit 4 and the communication device (or display / control device or the like) are connected by a coaxial cable, for example.
したがって、4本のタイヤ1内の各無線センサ2から発信された無線信号(タイヤ空気圧データ等を含む)は、それぞれ、その近傍に位置する車体側の車両搭載アンテナ3で受信され、この受信信号が送受信回路5を経由して上記不図示の同軸ケーブル等を介して上記表示・制御装置等へ個別に伝送される。これより、表示・制御装置において、4本の各タイヤの状態(空気圧等)が表示されたり警告音が発せられるようになっている。 Accordingly, radio signals (including tire pressure data) transmitted from the respective wireless sensors 2 in the four tires 1 are respectively received by the vehicle-mounted antenna 3 on the vehicle body side located in the vicinity thereof. Are individually transmitted to the display / control device and the like via the transmission / reception circuit 5 and the coaxial cable (not shown). Thus, in the display / control device, the state (air pressure and the like) of each of the four tires is displayed and a warning sound is emitted.
尚、この様な従来例1は、例えば特許文献2において従来技術として(その図11)開示されている。
なお、金属製のホイールに装着されているタイヤは、そのトレッド側にスチールベルトが埋設されているため、タイヤ内の無線センサと車体側のアンテナとの間の通信は主にタイヤの側壁部を介して行われている。
Such conventional example 1 is disclosed, for example, in Patent Document 2 as the prior art (FIG. 11).
In addition, since a steel belt is embedded on the tread side of a tire mounted on a metal wheel, communication between the wireless sensor in the tire and the antenna on the vehicle body is mainly performed on the side wall of the tire. Is done through.
何れにしても、上記従来例1の場合、車両搭載アンテナ3が4本必要となり、更に4本の同軸ケーブルを配線する必要があり、複雑かつ、高価なものとなってしまうという課題がある。 In any case, in the case of the above-described conventional example 1, four vehicle-mounted antennas 3 are necessary, and it is necessary to wire four coaxial cables, which causes a problem that it is complicated and expensive.
この様な課題に対して、例えば特許文献1,2,3に記載の従来技術が知られている。これらの従来技術は、少なくとも上記各アンテナから同軸ケーブルを配線する必要は無くなるものである。 For such a problem, for example, conventional techniques described in Patent Documents 1, 2, and 3 are known. In these conventional techniques, it is not necessary to wire a coaxial cable from at least each of the antennas.
まず、特許文献1の従来技術を、従来例2と呼ぶものとする。
特許文献1の従来技術では、その図2〜図4に示す構成の「車体側アンテナ部と制御処理回路部とが一体化された」ユニットが、その図1に示すように車体の略中央部に設置されて、4方向(各タイヤがある方向)に指向性の強い放射ビームが放射されるように構成されている。上記車体側アンテナ部(アンテナユニット)は、上記図2〜図4に示すように、4区画に分離されており、各アンテナバー(モノポールアンテナ)を扇型の各区画に配置し、タイヤ方向の4方向へ指向性を持たせている。これにより通信装置まで同軸ケーブルを配線する手間が省ける。
First, the prior art of Patent Document 1 is referred to as Conventional Example 2.
In the prior art of Patent Document 1, a unit in which the vehicle body side antenna unit and the control processing circuit unit are integrated as shown in FIGS. 2 to 4 is formed at a substantially central portion of the vehicle body as shown in FIG. And a radiation beam having a strong directivity is radiated in four directions (the direction in which each tire is present). The vehicle body side antenna section (antenna unit) is divided into four sections as shown in FIGS. 2 to 4, and each antenna bar (monopole antenna) is arranged in each fan-shaped section, and the tire direction The directivity is given to the four directions. This saves the trouble of wiring the coaxial cable to the communication device.
また、特許文献2,3には、車両側のアンテナが1本で済む構成が開示されている。
すなわち、まず、特許文献2の従来技術では、監視ユニットに接続された1つのアンテナによって、各タイヤに設けられたセンサ装置から送信される電波を高利得で受信できるようにしている。この1つのアンテナは、車両の窓ガラスに設けられ、上下方向に延びる部分を有する。
Patent Documents 2 and 3 disclose a configuration in which only one vehicle-side antenna is required.
That is, first, in the prior art of Patent Document 2, the radio wave transmitted from the sensor device provided in each tire can be received with high gain by one antenna connected to the monitoring unit. This one antenna is provided on the window glass of the vehicle and has a portion extending in the vertical direction.
特許文献2では、アンテナから電波を輻射し、各タイヤの位置における電界強度が最も高くなるようなアンテナの形状及び配置を実測によって求めることにより、各センサ装置から送信された微弱な電波を、アンテナによって高効率で受信できるようにしている。 In Patent Document 2, a radio wave is radiated from an antenna, and by measuring the shape and arrangement of the antenna so that the electric field strength at the position of each tire is highest, the weak radio wave transmitted from each sensor device is So that it can be received with high efficiency.
また、特許文献3の従来技術では、1つのアンテナで各センサ装置が取り付けられたタイヤ位置を識別できるようにしている。監視ユニットに対して同軸ケーブルを介して接続された上記1つのアンテナは、水平面内において一様な指向性を有している。監視ユニットは、アンテナを介して受信した電波の受信強度等に基づいて、各センサ装置が取り付けられたタイヤ位置を識別する。 Moreover, in the prior art of patent document 3, the tire position where each sensor apparatus was attached can be identified with one antenna. The one antenna connected to the monitoring unit via a coaxial cable has uniform directivity in a horizontal plane. The monitoring unit identifies the tire position where each sensor device is attached based on the reception intensity of the radio wave received via the antenna.
しかしながら、上記特許文献1の従来技術では、4つのタイヤ方向へ指向性をもたせるために、バーアンテナを4つ用意し、さらに金属板で区画を4つに区切り、コーナリフレクタとして作用させ、その反射を利用して電波の指向性をタイヤ方向へ向けている。 However, in the prior art disclosed in Patent Document 1, four bar antennas are prepared in order to provide directivity in the four tire directions, and further divided into four sections by a metal plate to act as a corner reflector, and its reflection Is used to direct the directivity of radio waves toward the tire.
このように、特許文献1では、4本のアンテナバーが必要であり、またアンテナユニットを4区画に分離すると共にそれぞれ指向性を持たせるための構成も必要となり、構造が複雑で高価なものとなってしまうという課題がある。 As described above, in Patent Document 1, four antenna bars are required, and the antenna unit is divided into four sections, and a configuration for providing directivity is required, and the structure is complicated and expensive. There is a problem of becoming.
また、上記特許文献2,3の従来技術では、4つのタイヤ方向へ指向性をもたせることは行われていない。特許文献3の場合、上述したように、水平面内において一様な指向性(無指向性)を有している。特許文献2では、「λ/2ダイポールアンテナ」(段落0045)を用いるものであり、これはよく知られているように8の字型(例えば前後の2方向)の指向性を有するものである。 Further, in the prior arts of Patent Documents 2 and 3, directivity is not provided in the four tire directions. In the case of Patent Document 3, as described above, it has uniform directivity (non-directionality) in a horizontal plane. In Patent Document 2, a “λ / 2 dipole antenna” (paragraph 0045) is used, and as is well known, this has a figure-eight (e.g., front and rear two directions) directivity. .
よく知られているように、特定の方向(複数方向でも可)に対する指向性を有する場合、特定の方向に限っては、無指向性の場合に比べて、良好な無線通信が行えるようになる。これは、特定の方向に対しては、強く電波を放射できると共に、微弱な電波であっても受信し易くなることや、特定の方向以外の方向で発生する雑音に影響され難くなるからである。 As is well known, in the case of having directivity in a specific direction (multiple directions are possible), better wireless communication can be performed in a specific direction than in the case of non-directivity. . This is because radio waves can be radiated strongly in a specific direction, and even weak radio waves can be easily received, and are less susceptible to noise generated in directions other than the specific direction. .
その意味で、特許文献2,3のような無指向性の場合に比べて、上記特許文献1のように4つのタイヤ方向へ指向性をもたせるようにすることが望ましい。しかしながら、上記の通り、特許文献1の構成では構造が複雑で高価なものとなってしまう。 In that sense, it is desirable to provide directivity in the four tire directions as in Patent Document 1 as compared to non-directivity as in Patent Documents 2 and 3. However, as described above, the structure of Patent Document 1 has a complicated structure and is expensive.
本発明の課題は、1つのアンテナで4つのタイヤ方向へ指向性をもたせることができるようにし、簡単な構成で各タイヤの無線センサとの通信を良好に行うことができるようにするタイヤ状態検出装置用アンテナシステム等を提供することである。 An object of the present invention is to detect the state of a tire so that directivity can be given to four tire directions with one antenna and communication with a wireless sensor of each tire can be satisfactorily performed with a simple configuration. It is to provide an antenna system for a device.
本発明のタイヤ状態検出装置用アンテナシステムは、少なくとも4本の各タイヤ毎に設けられ、そのタイヤの状態を検出して無線送信する少なくとも4つの無線センサを有するアンテナシステムであって、車両の任意の位置に1つのダイポールアンテナを設け、該ダイポールアンテナの全長が所定の条件を満たすようにすることで、該ダイポールアンテナが水平方向に4方向の指向性を有するように構成し、該1つのダイポールアンテナによって前記少なくとも4つの無線センサと電波を送受信する。 An antenna system for a tire condition detection device according to the present invention is an antenna system that is provided for each of at least four tires and includes at least four wireless sensors that detect and transmit the condition of the tires wirelessly. By providing one dipole antenna at the position of the dipole antenna so that the total length of the dipole antenna satisfies a predetermined condition, the dipole antenna has a directivity in four directions in the horizontal direction. The antenna transmits and receives radio waves to and from the at least four wireless sensors.
前記ダイポールアンテナの全長が前記所定の条件を満たす任意の長さに固定されている状態で、前記電波の波長λを変更することで、前記4方向の指向性に対応するメインローブの指向角を、変更する。 By changing the wavelength λ of the radio wave in a state where the total length of the dipole antenna is fixed to an arbitrary length that satisfies the predetermined condition, the directivity angle of the main lobe corresponding to the directivity in the four directions is changed. ,change.
本発明のタイヤ状態検出装置用アンテナシステムによれば、1つのアンテナで4つのタイヤ方向へ指向性をもたせることができるようにし、簡単な構成で各タイヤの無線センサとの通信を良好に行うことができるようになる。 According to the antenna system for a tire condition detection device of the present invention, directivity can be given to four tire directions with one antenna, and communication with the wireless sensor of each tire can be satisfactorily performed with a simple configuration. Will be able to.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本例のタイヤ状態検出装置用アンテナシステムの全体構成例である。
ここで、図1において、上記図12に示す従来例と略同一の構成であってよいものには同一符号を付してある。まず、車両ボディ6と各タイヤ1には(当然ながら)上記図12と同一符号を付してある。また、図示の通り、各タイヤ1内に設けられる各無線センサ2も、上記図12と同一符号を付してある。つまり、各タイヤ側の構成は従来と略同様であってよい。尚、タイヤは4つであり、従って無線センサ2も4個ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration example of the antenna system for a tire condition detection device of this example.
Here, in FIG. 1, the same reference numerals are given to components that may have substantially the same configuration as the conventional example shown in FIG. First, the vehicle body 6 and each tire 1 are (of course) given the same reference numerals as in FIG. Further, as shown in the figure, the wireless sensors 2 provided in the tires 1 are also given the same reference numerals as those in FIG. That is, the configuration on each tire side may be substantially the same as the conventional one. There are four tires, and therefore there are four wireless sensors 2.
一方、車両ボディ6側の構成は、従来とは異なる。すなわち、従来では、上記各無線センサ2にそれぞれ対応してその近傍に車両搭載アンテナ3が設けられていた。つまり、4つの車両搭載アンテナ3が設けられていた。更に、各車両搭載アンテナ3(無線通信ユニット4)と不図示の通信装置(または表示・制御装置等)とを接続する同軸ケーブル等が設けられていた。 On the other hand, the configuration on the vehicle body 6 side is different from the conventional one. That is, conventionally, a vehicle-mounted antenna 3 is provided in the vicinity of each of the wireless sensors 2. That is, four vehicle-mounted antennas 3 were provided. Further, a coaxial cable or the like for connecting each vehicle-mounted antenna 3 (wireless communication unit 4) and a communication device (or display / control device) (not shown) is provided.
これに対して、図1に示す構成では、車両ボディ6側には、1つの車両搭載アンテナ10が設けられている。この車両搭載アンテナ10は、ダイポールアンテナである(但し、後述する所定の条件を満たすものである)。そして、所定の条件を満たしていることで、この1つの車両搭載アンテナ10のみで、上記4個の無線センサ2全てと良好な無線通信が行えるように構成している。これは、図1に点線で示すように各タイヤ1(各無線センサ2)への4方向への指向性を実現することで、可能としている。車両搭載アンテナ10は、例えば車両ボディ6のほぼ中央部に設置される(但し、この例に限らず、車両ボディ6の任意の位置に設置されていてよいが、上記4方向への指向性が、4つのタイヤへの方向に相当することになる位置とする必要がある)。また、車両搭載アンテナ10は、略水平方向(重力方向と直交する平面の方向)に張られている。 In contrast, in the configuration shown in FIG. 1, one vehicle-mounted antenna 10 is provided on the vehicle body 6 side. The vehicle-mounted antenna 10 is a dipole antenna (provided that a predetermined condition described later is satisfied). By satisfying the predetermined condition, it is configured that only one vehicle-mounted antenna 10 can perform good wireless communication with all the four wireless sensors 2. This is made possible by realizing directivity in four directions to each tire 1 (each wireless sensor 2) as shown by a dotted line in FIG. The vehicle-mounted antenna 10 is installed, for example, at a substantially central portion of the vehicle body 6 (however, the present invention is not limited to this example, and the vehicle-mounted antenna 10 may be installed at an arbitrary position of the vehicle body 6, but has directivity in the four directions. It must be in a position that corresponds to the direction to the four tires). Further, the vehicle-mounted antenna 10 is stretched in a substantially horizontal direction (a plane direction orthogonal to the direction of gravity).
尚、上記図12で説明した不図示の通信装置や不図示の表示装置や制御装置は、図1では省略している。車両搭載アンテナ10は、送受信回路11と接続しており、送受信回路11は例えば上記不図示の通信装置や表示装置や制御装置等と一体の構成であってもよいし、同軸ケーブル等で接続されていてもよい。尚、送受信回路11は、その機能・構成自体は、上記従来の送受信回路5と略同様であってよく、その説明は省略する。本構成では、車両側のアンテナは1本のみで済み、送受信回路も1台のみで済み、更に同軸ケーブルも必要ないか又は1本のみで済む。 The communication device (not shown), the display device and the control device (not shown) described in FIG. 12 are omitted in FIG. The vehicle-mounted antenna 10 is connected to a transmission / reception circuit 11. The transmission / reception circuit 11 may be integrated with a communication device, a display device, a control device, or the like (not shown), or connected by a coaxial cable or the like. It may be. The function and configuration of the transmission / reception circuit 11 may be substantially the same as that of the conventional transmission / reception circuit 5, and the description thereof is omitted. In this configuration, only one antenna on the vehicle side is required, only one transmission / reception circuit is required, and no coaxial cable is required or only one is required.
ここで、従来技術で述べたように、ダイポールアンテナによる水平面方向(重力方向と直交する平面;重力方向をz方向とするならばxy平面)での指向性は、典型的には8の字方向(前後方向)となる。また、上記特許文献3のように、ダイポールアンテナを略垂直方向に張った場合には水平面内において一様な指向性(無指向性)を有している。 Here, as described in the prior art, the directivity in the horizontal plane direction (plane orthogonal to the gravitational direction; xy plane if the gravitational direction is the z direction) by the dipole antenna is typically the figure 8 direction. (Front-rear direction). Further, as in Patent Document 3, when the dipole antenna is stretched in a substantially vertical direction, it has uniform directivity (omnidirectionality) in a horizontal plane.
これに対して、本発明者は、ダイポールアンテナの長さ(全長)が、所定の条件を満たす場合には、上記4方向への指向性を実現できることを認識した。これは、特に、ダイポールアンテナの全長Lと、使用する電波の波長λとの関係が、所定の条件を満たす場合に、上記4方向への指向性を実現できることを認識した。これは、後述するように、既存のシミュレーションソフトウェアを使用して様々な条件を用いてシミュレーションを行った結果、認識したものである。 On the other hand, the present inventor has recognized that the directivity in the four directions can be realized when the length (full length) of the dipole antenna satisfies a predetermined condition. It has been recognized that the directivity in the above four directions can be realized particularly when the relationship between the total length L of the dipole antenna and the wavelength λ of the radio wave used satisfies a predetermined condition. As will be described later, this is recognized as a result of simulation using various conditions using existing simulation software.
ここで、上記所定の条件(特にダイポールアンテナの全長Lと、使用する電波の波長λとの関係)は、基本的には、上記4方向への指向性を実現できるものであれば、何でもよい。但し、後述することから、例えば下記の条件とすることが考えられる。
・サイドローブの利得がメインローブを基準としてαdBダウン未満とする。
・典型的には、上記αを10とする。すなわち、サイドローブの利得がメインローブを基準として10dBダウン未満とする。
Here, the predetermined condition (especially, the relationship between the total length L of the dipole antenna and the wavelength λ of the radio wave to be used) may basically be anything as long as the directivity in the four directions can be realized. . However, since it will be described later, for example, the following conditions may be considered.
-The side lobe gain should be less than α dB down with respect to the main lobe.
Typically, α is set to 10. That is, the gain of the side lobe is less than 10 dB down with respect to the main lobe.
尚、例えば20dBダウンや30dBダウン等が上記条件(10dBダウン未満)に該当するものであり、例えば8dBダウンや5dBダウン等は10dBダウン以上を意味するものとなる。 For example, 20 dB down or 30 dB down corresponds to the above condition (less than 10 dB down), and for example, 8 dB down or 5 dB down means 10 dB down or more.
また、上記条件(10dBダウン未満)を、ダイポールアンテナの全長Lと、使用する電波の波長λとの関係に置き換えると、後述するシミュレーション結果に基づけば、以下の通りとなる。 Further, when the above condition (less than 10 dB down) is replaced with the relationship between the total length L of the dipole antenna and the wavelength λ of the radio wave to be used, the following results are obtained based on the simulation results described later.
「1.6λ ≦ L ≦ 2.2λ」
但し、この数値に厳密に限定されるわけではない。例えば、後述するシミュレーションは0.2λ刻みとなっているので、1.6λ、1.4λ、2.2λ、2.4λ等のシミュレーション結果はあっても、1.5λ、2.3λのシミュレーション結果はない。従って、仮に1.5λ、2.3λの両方とも上記条件(10dBダウン未満)を満たすのであれば、「1.5λ ≦ L ≦ 2.3λ」等となるかもしれない。
“1.6λ ≦ L ≦ 2.2λ”
However, it is not strictly limited to this value. For example, since the simulation described later is in increments of 0.2λ, even if there are simulation results of 1.6λ, 1.4λ, 2.2λ, 2.4λ, etc., the simulation results of 1.5λ, 2.3λ There is no. Therefore, if both 1.5λ and 2.3λ satisfy the above condition (less than 10 dB down), “1.5λ ≦ L ≦ 2.3λ” may be satisfied.
更に、望ましい条件としては、例えば下記の条件とすることが考えられる。
・サイドローブが生じない。
上記条件(サイドローブが生じない)を、ダイポールアンテナの全長Lと、使用する電波の波長λとの関係に置き換えると、後述するシミュレーション結果に基づけば、以下の通りとなる。
Further, as desirable conditions, for example, the following conditions can be considered.
・ No side lobe occurs.
Substituting the above condition (no side lobe) into the relationship between the total length L of the dipole antenna and the wavelength λ of the radio wave to be used, the following results based on the simulation results described below.
「1.8λ ≦ L ≦ 2.0λ」
但し、この場合も、この数値に厳密に限定されるわけではない。上述した理由により、例えば「1.7λ ≦ L ≦ 2.1λ」等となる可能性もある。
"1.8λ ≤ L ≤ 2.0λ"
However, even in this case, the numerical values are not strictly limited. For the above-described reason, for example, “1.7λ ≦ L ≦ 2.1λ” may be satisfied.
詳しくは後述する。
何れにしても、本手法では、1本のダイポールアンテナで4方向(4つのタイヤの方向)への指向性を実現できるので、簡単な構成で良質の無線通信を実現できる。すなわち、特許文献1のように構造が複雑で高価なものとなるようなことなく、4つのタイヤへの指向性を実現できる。よって、既に述べたように、4方向以外の方向で生じる雑音等の影響を受け難く、比較的少ない出力でも各無線センサ2へ送信できると共に、各無線センサ2から微弱な電波が送信される場合でも問題なく受信できる(すなわち、良質/良好な無線通信を実現できる)。
Details will be described later.
In any case, in this method, directivity in four directions (directions of four tires) can be realized with one dipole antenna, and thus high-quality wireless communication can be realized with a simple configuration. That is, the directivity to the four tires can be realized without being complicated and expensive as in Patent Document 1. Therefore, as described above, it is difficult to be affected by noise generated in directions other than the four directions, and can be transmitted to each wireless sensor 2 even with a relatively small output, and a weak radio wave is transmitted from each wireless sensor 2. However, it can be received without problems (that is, high-quality / good wireless communication can be realized).
尚、車両搭載アンテナ10の設置位置は、必ずしも車体中央に限るものではない。すなわち、車両搭載アンテナ10の設置位置は、上記4方向への指向性が、4つのタイヤの位置に対応するような位置とするものであり、通常は車体中央部が該当することになるが、この例に限らない。 The installation position of the vehicle-mounted antenna 10 is not necessarily limited to the center of the vehicle body. That is, the installation position of the vehicle-mounted antenna 10 is such that the directivity in the above four directions corresponds to the position of the four tires, and normally the vehicle body center part corresponds. It is not restricted to this example.
ここで、よく知られているように、ダイポールアンテナは、中央部分に給電点を設け、この給電点から両端までそれぞれλ/4ずつの長さで従って全長はλ/2であるものが、一般的である。このような典型例のダイポールアンテナの指向性は、よく知られているように、8の字型となる。 Here, as is well known, a dipole antenna is generally provided with a feeding point at the center, and is λ / 4 in length from the feeding point to both ends, so the total length is λ / 2. Is. As is well known, the directivity of such a typical dipole antenna is a figure eight.
これに対して、本発明者は、既に述べたように、既存のシミュレーションソフトを利用してシミュレーションを行ったことで、ダイポールアンテナの指向性が4方向になることや、その為の条件(ダイポールアンテナの長さに関する条件;そのなかでも特に望ましい指向性が得られる条件等)を見つけ出した。 On the other hand, as described above, the present inventor conducted the simulation using the existing simulation software, so that the directivity of the dipole antenna becomes four directions, and the conditions (dipole) We have found out the conditions concerning the antenna length; among them, the conditions for obtaining a particularly desirable directivity.
上記既存のシミュレーションソフトとは、例えば“MMANA”である。“MMANA”は、モーメント法によるアンテナ解析ソフトであり、直線のワイヤを任意形状に組み合わせたアンテナの特性を解析する事ができる。“MMANA”は、例えば、以下の機能を備えている。
・アンテナ定義のエディタ
・アンテナ形状表示、セグメント分割、電流分布表示
・水平パターン、垂直パターン表示と印刷
・複数の結果の比較
“MMANA”については、例えば下記のURLのサイトなどで紹介されている。
The existing simulation software is, for example, “MMAN”. “MMAN” is antenna analysis software based on the method of moments, and can analyze the characteristics of an antenna in which straight wires are combined in an arbitrary shape. “MMAN” has the following functions, for example.
-Antenna definition editor-Antenna shape display, segment division, current distribution display-Horizontal pattern, vertical pattern display and printing-Comparison of multiple results "MMAN" is introduced on the following URL site, for example.
http://n1yn.com/MMANA/MMANA.html
また、“MMANA”に限らず、例えば下記のURLのサイトのシミュレーションも利用している。
http://n1yn.com/MMANA/MMANA.html
In addition to “MMAN”, for example, a simulation of a site with the following URL is also used.
http://www-antenna.ee.titech.ac.jp/~hira/hobby/edu/em/dipole/index-j.html
図2〜図7に、シミュレーション結果(水平方向の指向特性)を示す。
図2〜図7に示す利得(dB)は、最大値(メインローブの絶対利得)を基準‘0’とした、相対的な利得を意味する。よって、当然、全てが基準以下(10dBダウン(1/10)、20dBダウン(1/100)、30dBダウン(1/1000)等)の値となる。尚、図示の例えば‘−10’が上記10dBダウンを意味する。他も同様である。
http://www-antenna.ee.titech.ac.jp/~hira/hobby/edu/em/dipole/index-j.html
2 to 7 show simulation results (horizontal directivity characteristics).
The gain (dB) shown in FIG. 2 to FIG. 7 means a relative gain with the maximum value (absolute gain of the main lobe) as a reference “0”. Therefore, naturally, all values are below the standard (10 dB down (1/10), 20 dB down (1/100), 30 dB down (1/1000), etc.). In the figure, for example, “−10” means the 10 dB down. Others are the same.
図2〜図7は、ダイポールアンテナの長さLを、1.4λ〜3.2λの範囲内で0.2λずつ変えてシミュレーションした結果を示すものである。
すなわち、ダイポールアンテナの長さLを、図2(a)は2.0λ、図2(b)は2.2λ、図3(a)は2.4λ、図3(b)は2.6λ、図4(a)は2.8λ、図4(b)は3.0λ、図5は3.2λ、図6(a)は1.8λ、図6(b)は1.6λ、図7は1.4λとした場合のシミュレーション結果を示している。
2 to 7 show the results of simulation by changing the length L of the dipole antenna by 0.2λ within the range of 1.4λ to 3.2λ.
That is, the length L of the dipole antenna is shown as 2.0λ in FIG. 2A, 2.2λ in FIG. 2B, 2.4λ in FIG. 3A, 2.6λ in FIG. 4 (a) is 2.8λ, FIG. 4 (b) is 3.0λ, FIG. 5 is 3.2λ, FIG. 6 (a) is 1.8λ, FIG. 6 (b) is 1.6λ, and FIG. The simulation result in the case of 1.4λ is shown.
尚、一例としては、使用する電波の波長λ=0.1224(m)(周波数f=2.45GHz)とするが、この例に限らない。
図2〜図7の全てにおいて、メインローブ(主ビーム)は、一応、4方向になっていると見做すことは可能である。従って、ダイポールアンテナの長さLを例えば1.4λ〜3.2λの範囲内とすることは、本発明の適用範囲として不適切であるとは言い切れない。
As an example, the wavelength λ of the radio wave to be used is set to 0.1224 (m) (frequency f = 2.45 GHz), but is not limited to this example.
In all of FIGS. 2 to 7, the main lobe (main beam) can be regarded as having four directions. Therefore, it cannot be said that setting the length L of the dipole antenna within the range of, for example, 1.4λ to 3.2λ is inappropriate as the application range of the present invention.
但し、以下に述べる理由により、既に述べたように「1.6λ ≦ L ≦ 2.2λ」等の範囲内とすることが望ましい。
すなわち、まず、図6(a)に示す「L=1.8λ」の場合には、図示のように、4方向のメインローブだけであり、サイドローブ(副ビーム)は現れていない。また、図2(a)に示す「L=2.0λ」の場合にも、図示のように、4方向のメインローブだけであり、サイドローブは殆ど現れていない(これもサイドローブが現れていないものと見做すものとする)。つまり、これらが好適/最適なものと見做すことができる。
However, for the reasons described below, it is desirable to set the value within the range such as “1.6λ ≦ L ≦ 2.2λ” as described above.
That is, first, in the case of “L = 1.8λ” shown in FIG. 6A, as shown in the figure, there are only four main lobes and no side lobes (sub-beams) appear. Also, in the case of “L = 2.0λ” shown in FIG. 2A, as shown in the figure, there are only four main lobes, and side lobes hardly appear (this also shows side lobes). It shall be regarded as not present). That is, these can be regarded as suitable / optimal.
一方、例えば、図6(b)に示すように、「L=1.6λ」の場合には、上記「L=1.8λ」の場合と略同様の4方向のメインローブがあるが、それだけでなく、サイドローブが現れている。すなわち、図上では上下方向(実際には車体の前後方向)に、その利得(上記の通り、最大値(メインローブの絶対利得)を基準‘0’とした、相対的な利得)が凡そ13dBダウン程度のサイドローブが現れている。 On the other hand, for example, as shown in FIG. 6B, in the case of “L = 1.6λ”, there are four main lobes that are substantially the same as in the case of “L = 1.8λ”. Instead, a sidelobe appears. That is, in the figure, the gain (relative gain with the maximum value (absolute gain of the main lobe) as the reference “0”) is approximately 13 dB in the vertical direction (actually the longitudinal direction of the vehicle body). Side lobes appearing down.
尚、図2〜図7において、図上に示す0、−10、−20、−30等は、メインローブを基準(0)として、10dBダウン、20dBダウン、30dBダウン等を意味している。 In FIGS. 2 to 7, 0, −10, −20, −30, etc. shown in the figure mean 10 dB down, 20 dB down, 30 dB down, etc., with the main lobe as the reference (0).
また、図7に示すように、「L=1.4λ」の場合には、上記「L=1.6λ」の場合のように4方向のメインローブがあると共にサイドローブは現れているが、図示の通り、サイドローブは「L=1.6λ」の場合よりも大きくなっている(凡そ2dBダウン程度)。 As shown in FIG. 7, in the case of “L = 1.4λ”, there are four-direction main lobes and side lobes appear as in the case of “L = 1.6λ”. As shown in the figure, the side lobe is larger than in the case of “L = 1.6λ” (about 2 dB down).
少なくとも図7に示すような大きなサイドローブが現れている場合、問題が生じる。すなわち、サイドローブの方向(図上では上下方向(実際には車体の前後方向))にあるエンジン等の雑音の影響を、大きく受けることになり、各無線センサ2との無線通信に悪影響がある。また、アンテナ出力が、メインローブ方向に集中せずに、サイドローブ方向にも分散することになるという悪影響も出る。 A problem arises when at least large side lobes as shown in FIG. 7 appear. That is, it is greatly affected by the noise of the engine or the like in the side lobe direction (the vertical direction in the figure (actually the longitudinal direction of the vehicle body)), and the wireless communication with each wireless sensor 2 is adversely affected. . In addition, the antenna output is not concentrated in the main lobe direction but is also dispersed in the side lobe direction.
一方、図6(b)のようにサイドローブが小さい(凡そ13dBダウン程度)場合には、上述したサイドローブによる悪影響は非常に小さくて済み、各無線センサ2との良好な無線通信を実現できる。 On the other hand, when the side lobe is small (approximately 13 dB down) as shown in FIG. 6B, the adverse effect of the side lobe described above is very small, and good wireless communication with each wireless sensor 2 can be realized. .
以上のことから、4方向以外の方向で生じる雑音等の影響を受け難く、各無線センサ2との良好な無線通信を実現できる(各無線センサ2の方向に強く電波を放射できると共に、各無線センサ2から微弱な電波が送信される場合でも問題なく受信できる)という観点から考えた場合、上述した例では、「L=2.0λ」、「L=1.8λ」、「L=1.6λ」は適切であるが、「L=1.4λ」は不適切であると見做せる。この様な適切/不適切を判断するための1つの目安として、本発明者は経験等に基づいて「サイドローブが10dBダウン未満である場合は“適切”、10dBダウン以上の場合には“不適切”」を条件とすることを提案する。但し、この例に限るものではない。 From the above, it is difficult to be affected by noise or the like generated in directions other than the four directions, and good wireless communication with each wireless sensor 2 can be realized (a radio wave can be strongly emitted in the direction of each wireless sensor 2 and each wireless In the above example, “L = 2.0λ”, “L = 1.8λ”, “L = 1... Can be received without any problem even if a weak radio wave is transmitted from the sensor 2”. “6λ” is appropriate, but “L = 1.4λ” is considered inappropriate. As one guideline for determining such appropriate / inappropriate, the present inventor has determined, based on experience, “appropriate if the side lobe is less than 10 dB down” and “inappropriate if the side lobe is lower than 10 dB”. It is suggested that “appropriate” be a condition. However, the present invention is not limited to this example.
上述した例以外、すなわち図2(b)〜図5に示す2.2λ〜3.2λの例についても、上記条件に基づいて判断するならば、図2(b)に示す2.2λだけは“適切”となるが、それ以外は“不適切”と考えられる。 In addition to the example described above, that is, in the case of 2.2λ to 3.2λ shown in FIGS. 2B to 5, if it is determined based on the above condition, only 2.2λ shown in FIG. “Appropriate”, but otherwise “inappropriate”.
従って、各無線センサ2との良好な無線通信を実現できるという観点から考えた場合、車両搭載アンテナ10(ダイポールアンテナ)の全長Lを「1.6λ ≦ L ≦ 2.2λ」の範囲内とすることが望ましい。但し、これは、図2〜図7に示す具体例に応じた定義であり、条件は上記の通り、「サイドローブが10dBダウン未満である」ことである。従って、図2〜図7の例は0.2λ刻みであるので分からないが、もし、例えば1.5λの場合に“サイドローブが10dBダウン以下”であったとするならば、「1.5λ ≦ L ≦ 2.2λ」となることになる。 Therefore, when considering from the viewpoint that good wireless communication with each wireless sensor 2 can be realized, the total length L of the vehicle-mounted antenna 10 (dipole antenna) is in the range of “1.6λ ≦ L ≦ 2.2λ”. It is desirable. However, this is a definition according to the specific examples shown in FIGS. 2 to 7, and the condition is “the side lobe is less than 10 dB down” as described above. Accordingly, the example of FIGS. 2 to 7 is not known because it is in increments of 0.2λ. For example, in the case of 1.5λ, if “the side lobe is 10 dB down or less”, “1.5λ ≦ L ≦ 2.2λ ”.
また、既に述べたように、更に望ましい条件は「サイドローブが生じない」ことであり、上記シミュレーション結果に基づく場合には、車両搭載アンテナ10(ダイポールアンテナ)の全長Lと、使用する電波の波長λとの関係が、「1.8λ ≦ L ≦ 2.0λ」の範囲内とすることが、好適/最適なものと考えられる。但し、これも、1.7λや2.1λについてのシミュレーション結果次第では、1.7λや2.1λも上記好適/最適な範囲内に含まれるかもしれない。 Further, as described above, the more desirable condition is that “no side lobe occurs”. Based on the simulation result, the total length L of the vehicle-mounted antenna 10 (dipole antenna) and the wavelength of the radio wave to be used It is considered that the relationship with λ is within the range of “1.8λ ≦ L ≦ 2.0λ”. However, depending on the simulation results for 1.7λ and 2.1λ, 1.7λ and 2.1λ may also be included in the preferred / optimal range.
上記のように、望ましい条件(好適/最適な範囲内とする条件)は、例えば図2(a)や図6(a)に示すようにサイドローブが無い(もしくは殆ど無い)ことであると見做してよい。尚、この条件には上記10dBダウン以下のような具体的な数値による条件規定は無いが、例えば1つの目安としては“サイドローブが30dBダウン以下(無い場合も含まれる)”等としてもよい。 As described above, it is considered that the desirable condition (condition within the preferable / optimum range) is that there is no (or almost no) side lobe as shown in FIG. 2 (a) and FIG. 6 (a), for example. You can hesitate. In this condition, there is no condition stipulation with specific numerical values such as 10 dB down or less. For example, as one guideline, “side lobe is 30 dB down (including the case where there is no side lobe)” or the like may be used.
ここで、言うまでもないが、上記メインローブの4方向には、それぞれ、タイヤ1の空気圧や温度などを測定して無線送信する無線センサ2が、存在するように構成する必要がある。 Needless to say, it is necessary to configure the wireless sensors 2 for measuring and transmitting the air pressure and temperature of the tire 1 in the four directions of the main lobe.
これに関して、車両搭載アンテナ10(ダイポールアンテナ)の全長Lと、使用する電波の波長λとの関係に応じて、メインローブの指向角が変わることを利用することも考えられる。 In this regard, it is conceivable to use the fact that the directivity angle of the main lobe changes depending on the relationship between the total length L of the vehicle-mounted antenna 10 (dipole antenna) and the wavelength λ of the radio wave used.
例えば図8、図9に示すように、前後方向に対するメインローブの指向角は、L=2.0λの場合には32度程度であり、L=1.8λの場合には37度程度となっている。これを利用して、上記メインローブの4方向の指向角を、調整・制御することが可能となる。例えば、設置後に微調整することが可能となる。 For example, as shown in FIGS. 8 and 9, the directivity angle of the main lobe with respect to the front-rear direction is about 32 degrees when L = 2.0λ, and about 37 degrees when L = 1.8λ. ing. By utilizing this, the directivity angles in the four directions of the main lobe can be adjusted and controlled. For example, fine adjustment can be performed after installation.
すなわち、車両搭載アンテナ10(ダイポールアンテナ)の全長L自体は、設置後に変更することは、可能ではあるが非常に困難で手間が掛かる。しかしながら、上記の通り、指向角は、使用する電波の波長λとLとの関係によって決まる。従って、ある長さの車両搭載アンテナ10を使用して、L=2.0λとなる波長λの電波を使用していたときには、上記のことから指向角が32度程度となるが、これを例えば指向角は37度程度となるように変更(微調整)したい場合には、使用する電波の波長λ(周波数)を、L=1.8λの関係が成立するものへの変更すればよい。 That is, the total length L of the vehicle-mounted antenna 10 (dipole antenna) can be changed after installation, but it is very difficult and troublesome. However, as described above, the directivity angle is determined by the relationship between the wavelength λ of the radio wave used and L. Therefore, when a vehicle-mounted antenna 10 having a certain length is used and a radio wave having a wavelength λ of L = 2.0λ is used, the directivity angle is about 32 degrees from the above. When it is desired to change (finely adjust) the directivity angle to about 37 degrees, the wavelength λ (frequency) of the radio wave to be used may be changed to one that satisfies the relationship of L = 1.8λ.
このように、指向角を制御することが可能となる。これより、例えば、設置時に上記メインローブの4方向に無線センサ2が存在しない(多少ずれている)状態となったとしても、後から、上記メインローブの4方向に、それぞれ、無線センサ2が存在する状態となるように調整することが可能となる。 In this way, the directivity angle can be controlled. Thus, for example, even when the wireless sensor 2 does not exist (is slightly shifted) in the four directions of the main lobe at the time of installation, the wireless sensor 2 is later moved in the four directions of the main lobe, respectively. It becomes possible to adjust so that it exists.
尚、図1ではダイポールアンテナを車両の進行方向(前後方向)に対して90度の向きで(直交するように)設置しているが、0度の向きに設置しても同様の効果が得られることは言うまでも無い。 In FIG. 1, the dipole antenna is installed at 90 degrees (perpendicular) with respect to the vehicle traveling direction (front-rear direction). Needless to say.
ここで、上記の通り図1には本例のタイヤ状態検出装置用アンテナシステムの全体構成例を示したが、この例に限らない。例えば他の例として、図10、図11に示す構成であってもよい。 Here, as described above, FIG. 1 shows an example of the overall configuration of the antenna system for a tire condition detection device of this example, but this is not a limitation. For example, the configuration shown in FIGS. 10 and 11 may be used as another example.
図10は、本例のタイヤ状態検出装置用アンテナシステムの全体構成例(他の例1)である。
図11は、本例のタイヤ状態検出装置用アンテナシステムの全体構成例(他の例2)である。
FIG. 10 is an overall configuration example (another example 1) of the antenna system for a tire condition detection device of the present example.
FIG. 11 is an overall configuration example (another example 2) of the antenna system for a tire condition detection device of the present example.
尚、図10、図11においても、図1と同様、各メインローブを点線で示している。図示の通り、メインローブは4方向にあり、換言すれば1本のダイポールアンテナ(車両搭載アンテナ10)で4方向への指向性を持つものであり、この点では図1と同じである。 10 and 11, each main lobe is indicated by a dotted line as in FIG. As shown in the figure, the main lobe is in four directions, in other words, a single dipole antenna (vehicle-mounted antenna 10) has directivity in four directions, and this is the same as FIG.
ここで、図1の例ではタイヤ本数が4本であったが、この例に限らない。例えばトラック、トレーラーやバス等の大型の車両等の場合、タイヤ本数が4本より多い構成となっている場合が少なくない。図10、図11には、タイヤ本数が6本の車両に対して本例のタイヤ状態検出装置用アンテナシステムを適用した場合の全体構成例を示している。 Here, although the number of tires is four in the example of FIG. 1, the present invention is not limited to this example. For example, in the case of a large vehicle such as a truck, a trailer or a bus, the number of tires is often more than four. FIGS. 10 and 11 show an example of the overall configuration when the tire state detection device antenna system of the present example is applied to a vehicle having six tires.
図10、図11は両方とも図示の通り前輪が2本、後輪が4本となっているが、図10では後輪の左右それぞれに2本のタイヤが並列に配置されている。一方、図11では後輪の左右それぞれに2本のタイヤが直列に配置されている。この様なタイヤ本数が6本の構成に対しても、本手法は適用可能である。但し、図示の通り、この場合でも、1本のダイポールアンテナで4方向への指向性を実現する点では、図1等の構成と同様であり、6方向になるわけではない。また、6本に限らず、例えば8本や10本や12本などであってもよく、したがって本手法は少なくとも4本のタイヤが設けられた車両に適用できるものと言える。 10 and 11 both have two front wheels and four rear wheels as shown, but in FIG. 10, two tires are arranged in parallel on the left and right of the rear wheels. On the other hand, in FIG. 11, two tires are arranged in series on each of the left and right rear wheels. This technique can be applied to such a configuration with six tires. However, as shown in the figure, in this case, the directivity in four directions is realized by one dipole antenna, which is the same as the configuration in FIG. Further, the number is not limited to six, and may be eight, ten, twelve, and the like, and therefore, it can be said that this method can be applied to a vehicle provided with at least four tires.
尚、上記8本の構成とは、例えば後輪タイヤだけでなく前輪タイヤも、左右それぞれにおいて並列に2本あるいは直列に2本の構成とすることで、前輪タイヤ4本、後輪タイヤ4本の計8本の構成とするものである。つまり、例えば「前輪:左右2本ずつ並列配置。後輪:左右2本ずつ並列配置」や、「前輪:左右2本ずつ直列配置。後輪:左右2本ずつ直列配置」等が一例として挙げられるが、8本の構成となるのはこれらの例に限らない。 Note that the above-mentioned eight configurations are, for example, not only the rear wheel tires but also the front wheel tires having two in parallel or two in series on the left and right, respectively, so that four front wheel tires and four rear wheel tires are provided. This is a total of eight configurations. That is, for example, “front wheel: parallel arrangement of two left and right. Rear wheel: parallel arrangement of two of right and left”, “front wheel: serial arrangement of two of right and left. Rear wheel: serial arrangement of two of right and left”, etc. are examples. However, the eight configurations are not limited to these examples.
あるいは、例えば上記10本の場合とは、例えば後輪タイヤが図10と図11とを組み合わせたような構成、すなわち並列に2本、直列に2本の計4本が、後輪側の左右それぞれに設けられた構成である(よって、後輪は計8本となる。尚、前輪は左右1本ずつの計2本となる)。あるいは、後輪は上記のように8本であるが、前輪側の左右それぞれに2本のタイヤ1が並列または直列に配置された構成の場合、全体で12本となる。 Or, for example, in the case of the ten tires described above, for example, the rear wheel tire is configured by combining FIG. 10 and FIG. 11, that is, two in parallel and two in series, a total of four on the left and right sides This is a configuration provided for each of them (therefore, there are a total of 8 rear wheels, and there are a total of 2 front wheels, one on each side). Alternatively, the number of rear wheels is eight as described above, but in the case of a configuration in which two tires 1 are arranged in parallel or in series on the left and right of the front wheel side, the total number is twelve.
ここで、基本的には、無線センサ2は各タイヤ1毎に設けられるので、図10や図11のようにタイヤ本数が6本の車両の場合には、無線センサ2の個数は6個となる。同様に、タイヤ本数が8本、10本、12本の場合には、それぞれ、無線センサ2の個数は8個、10個、12個となる。 Here, basically, since the wireless sensor 2 is provided for each tire 1, in the case of a vehicle having six tires as shown in FIGS. 10 and 11, the number of wireless sensors 2 is six. Become. Similarly, when the number of tires is 8, 10, and 12, the numbers of the wireless sensors 2 are 8, 10, and 12, respectively.
図10、図11を参照した説明に戻る。
図10、図11の構成の場合、上述したことから、後輪側は左右それぞれに2個の無線センサ2が設けられていることになる。そして、1本のダイポールアンテナ(車両搭載アンテナ10)で図示のように4方向への指向性を持つことから、後輪側に関しては1つのメインローブで2個の無線センサ2をカバーするように配置すればよい。例えば、左後輪側の2本のタイヤ1それぞれに設けられた計2個の無線センサ2が、何れも、左後輪側に対応するメインローブでカバーされるように配置すればよい。右後輪側についても同様である。つまり、この様な6本のタイヤ(6個の無線センサ2)より成る構成の場合でも、1本のダイポールアンテナのみでタイヤ方向の4方向(4つのタイヤ方向)への指向性を実現することができるものといえる。
Returning to the description with reference to FIGS.
In the case of the configuration of FIGS. 10 and 11, the two wireless sensors 2 are provided on the left and right sides of the rear wheel side, as described above. And since one dipole antenna (vehicle-mounted antenna 10) has directivity in four directions as shown in the figure, on the rear wheel side, one main lobe covers two wireless sensors 2. What is necessary is just to arrange. For example, a total of two wireless sensors 2 provided on each of the two tires 1 on the left rear wheel side may be arranged so as to be covered by the main lobe corresponding to the left rear wheel side. The same applies to the right rear wheel side. In other words, even in the case of such a configuration composed of six tires (six wireless sensors 2), directivity in four directions (four tire directions) in the tire direction can be realized with only one dipole antenna. Can be said.
尚、言うまでもないが、上記“4つのタイヤ方向”は“4本のタイヤの方向”という意味ではなく、各方向それぞれに1以上のタイヤ1(1以上の無線センサ2)がある4方向を意味する。 Needless to say, the above “four tire directions” does not mean “four tire directions”, but means four directions with one or more tires 1 (one or more wireless sensors 2) in each direction. To do.
勿論、図10、図11の構成例に限らず、「1本のダイポールアンテナが水平方向に有する4方向の指向性」と対応するようなタイヤ配置であれば、本手法を適用可能となる。
よって、上記タイヤ本数が8本、10本、12本等の場合にも、「1本のダイポールアンテナが水平方向に有する4方向の指向性」と対応するようなタイヤ配置となっていれば、本手法が適用可能である。換言すれば、4方向の各メインローブ毎に、そのメインローブで1個または複数個の無線センサ2をカバーする等して、全体で全ての無線センサ2をカバーできるようなタイヤ配置であれば、本手法が適用可能である。但し、これが実現困難な場合であっても、例えば使用周波数を2種類以上用いて、使用周波数を切り換えることで、実質的に本手法が適用可能となるようにしてもよい。
Needless to say, the present technique is not limited to the configuration examples of FIGS. 10 and 11, and the present technique can be applied to any tire arrangement corresponding to “four directions of directivity that one dipole antenna has in the horizontal direction”.
Therefore, even when the number of tires is 8, 10, 12, etc., if the tire arrangement is such that it corresponds to “directivity in four directions that one dipole antenna has in the horizontal direction”, This method is applicable. In other words, for each main lobe in four directions, if the tire arrangement is such that one or a plurality of wireless sensors 2 are covered by the main lobe, etc., all the wireless sensors 2 can be covered as a whole. This method is applicable. However, even if this is difficult to realize, the present technique may be substantially applicable by switching the use frequency by using two or more kinds of use frequencies, for example.
すなわち、図8、図9で説明したように、使用周波数とダイポールアンテナ(車両搭載アンテナ10)のアンテナ長との関係により、指向角を制御できる。図8、図9で説明したことは、2種類の使用周波数を用いて何れか一方に切り換えることで、メインローブの指向角を32度程度と37度程度の2方向の何れか一方に切り換えることができることを意味している。 That is, as described with reference to FIGS. 8 and 9, the directivity angle can be controlled based on the relationship between the frequency used and the antenna length of the dipole antenna (vehicle-mounted antenna 10). As described in FIGS. 8 and 9, the main lobe directivity angle is switched to one of two directions of about 32 degrees and about 37 degrees by switching to one of two types of use frequencies. Means you can.
尚、この場合には、無線センサ2の使用周波数も、2種類の使用周波数の何れか一方を用いることになる。例えば仮に、使用周波数f1のときに指向角が32度程度となり、使用周波数f2のときに指向角が37度程度となるとした場合には、32度方向にある無線センサ2の使用周波数はf1とし、37度方向にある無線センサ2の使用周波数はf2とすることになる。 In this case, one of the two types of use frequencies is also used as the use frequency of the wireless sensor 2. For example, if the directivity angle is about 32 degrees at the use frequency f1, and the directivity angle is about 37 degrees at the use frequency f2, the use frequency of the wireless sensor 2 in the 32 degree direction is f1. The operating frequency of the wireless sensor 2 in the 37 degree direction is f2.
例えば、送受信回路11が、まず使用周波数f1で通信可能な全ての無線センサ2との通信を行い、続いて、使用周波数f2に切り換えて、使用周波数f2で通信可能な全ての無線センサ2との通信を行うことで、全ての無線センサ2と通信が行えるのであれば、実質的に本手法が適用可能であるといえる。 For example, the transmission / reception circuit 11 first communicates with all the wireless sensors 2 that can communicate at the use frequency f1, and then switches to the use frequency f2 to communicate with all the wireless sensors 2 that can communicate at the use frequency f2. If communication can be performed with all the wireless sensors 2 by performing communication, it can be said that the present method is substantially applicable.
尚、当然のことながら、上記「周波数」を「波長」、「使用周波数」を「使用する電波の波長」等と言い換えても良い。
尚、上記の例では指向角を2つの角度の何れか一方に切り換えるものとしたが、この例に限らず、例えば3つの角度の何れか1つに切り換えるものとしてもよい。
As a matter of course, the above-mentioned “frequency” may be rephrased as “wavelength”, “use frequency” as “wavelength of radio wave to be used”, and the like.
In the above example, the directivity angle is switched to either one of the two angles. However, the present invention is not limited to this example, and may be switched to any one of the three angles, for example.
以上説明したように、本発明では、ダイポールアンテナの長さが所定の条件を満たすようにすることによって(例えばダイポールアンテナの長さと電波の波長の関係として規定する)、1本のダイポールアンテナのみでタイヤ方向の4方向への指向性を実現することができる。つまり、簡単な構成で各タイヤ1の無線センサ2との通信を良好に行うことができるようになる。更に、使用する電波の周波数を変更することで指向性の微調整も可能となる利点を有する。これにより、例えば多様な車両への最適化が容易に行えるようになる。 As described above, in the present invention, the length of the dipole antenna satisfies the predetermined condition (for example, it is defined as the relationship between the length of the dipole antenna and the wavelength of the radio wave), and only one dipole antenna is used. It is possible to achieve directivity in the tire direction in four directions. That is, communication with the wireless sensor 2 of each tire 1 can be performed satisfactorily with a simple configuration. Furthermore, there is an advantage that the directivity can be finely adjusted by changing the frequency of the radio wave used. Thereby, for example, optimization to various vehicles can be easily performed.
1 タイヤ
2 無線センサ
6 車両ボディ
10 車両搭載アンテナ
11 送受信回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 2 Wireless sensor 6 Vehicle body 10 Vehicle-mounted antenna 11 Transmission / reception circuit
Claims (6)
車両の任意の位置に1つのダイポールアンテナを設け、
該ダイポールアンテナの全長が所定の条件を満たすようにすることで、該ダイポールアンテナが水平方向に4方向の指向性を有するように構成し、該1つのダイポールアンテナによって前記少なくとも4つの無線センサと電波を送受信し、
前記ダイポールアンテナの全長が前記所定の条件を満たす任意の長さに固定されている状態で、前記電波の波長λを変更することで、前記4方向の指向性に対応するメインローブの指向角を、変更することを特徴とするタイヤ状態検出装置用アンテナシステム。 An antenna system having at least four wireless sensors that are provided for each of at least four tires and wirelessly detect and transmit the state of the tire,
One dipole antenna is installed at any position on the vehicle,
By making the total length of the dipole antenna satisfy a predetermined condition, the dipole antenna is configured to have a directivity in four directions in the horizontal direction, and the at least four wireless sensors and radio waves are configured by the one dipole antenna. send and receive,
By changing the wavelength λ of the radio wave in a state where the total length of the dipole antenna is fixed to an arbitrary length that satisfies the predetermined condition, the directivity angle of the main lobe corresponding to the directivity in the four directions is changed. , tire condition detecting device antenna system and changes.
1.6λ≦L≦2.2λ
の範囲内となるようにすることを特徴とする請求項1または3に記載のタイヤ状態検出装置用アンテナシステム。 The predetermined condition is that the relationship between the total length L of the dipole antenna and the wavelength λ of the radio wave is
1.6λ ≦ L ≦ 2.2λ
The antenna system for a tire state detection device according to claim 1 or 3, wherein the antenna system is within the range of (2).
1.8λ≦L≦2.0λ
の範囲内となるようにすることを特徴とする請求項1または5に記載のタイヤ状態検出装置用アンテナシステム。 The predetermined condition is that the relationship between the total length L of the dipole antenna and the wavelength λ of the radio wave is
1.8λ ≦ L ≦ 2.0λ
The antenna system for a tire state detection device according to claim 1 or 5, wherein the antenna system is within the range of (1).
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