JP7139481B1 - アンテナ装置、システム及び通信装置 - 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ンテナアレー構成を提供する。【解決手段】車両１００のような移動体に搭載されたアンテナユニット４００であって、アンテナユニット４００は、通信相手のアンテナ装置との距離として予め定められた第１の距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずらして配置された複数のアンテナ４１２を含む。【効果】複数のアンテナ４１２が同時にヌル点となることを回避でき、ダイバーシチ効果を得ることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナ装置、システム及び通信装置に関する。

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、移動体に搭載されてよい。アンテナ装置は、アンテナ装置と、通信相手のアンテナ装置との距離として予め定められた第１の距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずらして配置された第１の複数のアンテナを含むアンテナアレーを備えてよい。

上記第１の距離は、上記アンテナ装置が搭載された上記移動体と、上記通信相手のアンテナ装置が搭載された移動体との距離として予め定められた距離であってよい。上記第１の距離は、上記アンテナ装置が搭載された上記移動体と、上記通信相手のアンテナ装置が搭載された上記移動体との最大距離として予め定められた距離であってよい。上記移動体は、車両であってよく、上記第１の距離は、前後を走行する２台の車両の車間距離として予め定められた距離であってよい。

上記第１の複数のアンテナは、上記第１の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよい。上記アンテナアレーは、上記第１の距離とは異なる第２の距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずらして配置された第２の複数のアンテナをさらに含んでよい。上記第１の複数のアンテナは、上記第１の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよく、上記第２の複数のアンテナは、上記第２の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよい。上記アンテナアレーは、上記第１の複数のアンテナの少なくともいずれかに対して、上記第１の距離とは異なる第２の距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずらして配置されたアンテナをさらに含んでよい。

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、移動体に搭載されてよい。アンテナ装置は、アンテナ装置と、通信相手のアンテナ装置との距離として予め定められた第１の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置された第１の複数のアンテナを含むアンテナアレーを備えてよい。

上記第１の距離は、上記アンテナ装置が搭載された上記移動体と、上記通信相手のアンテナ装置が搭載された移動体との距離として予め定められた距離であってよい。上記第１の距離は、上記アンテナ装置が搭載された移動体と、上記通信相手のアンテナ装置が搭載された移動体との最大距離として予め定められた距離であってよい。上記移動体は、車両であってよく、上記第１の距離は、前後を走行する２台の車両の車間距離として予め定められた距離であってよい。

上記アンテナアレーは、上記第１の距離とは異なる第２の車間距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置された第２の複数のアンテナをさらに含んでよい。上記アンテナアレーは、上記第１の複数のアンテナの少なくともいずれかに対して、上記第１の距離とは異なる第２の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されたアンテナをさらに含んでよい。

本発明の一実施態様によれば、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。

本発明の一実施態様によれば、通信装置が提供される。通信装置は、移動体に搭載されてよい。通信装置は、複数のアンテナを含むアンテナアレーを備えてよい。通信装置は、通信装置が搭載された移動体と、通信装置の通信相手が搭載された移動体との距離を取得する距離取得部を備えてよい。通信装置は、距離取得部が取得した距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずらすように、複数のアンテナの位置を制御するアンテナ制御部を備えてよい。

本発明の一実施態様によれば、通信装置が提供される。通信装置は、移動体に搭載されてよい。通信装置は、複数のアンテナを含むアンテナアレーを備えてよい。通信装置は、通信装置が搭載された移動体と、通信装置の通信相手が搭載された移動体との距離を取得する距離取得部を備えてよい。通信装置は、距離取得部が取得した距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらすように、複数のアンテナの位置を制御するアンテナ制御部を備えてよい。

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。 アンテナユニット４００のアンテナ高方向及び水平位置方向における受信レべルの変動について説明するための説明図である。の一例を概略的に示す。 受信アンテナ高固定時の受信アンテナ水平位置によるレベル変動の一例を概略的に示す。 受信アンテナ水平位置固定時の受信アンテナ高によるレベル変動の一例を概略的に示す。 受信アンテナ高固定時の受信アンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗの一例を概略的に示す。 受信アンテナ水平位置固定時の受信アンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈの一例を概略的に示す。 アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。 アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。 アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。 アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。 アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。 アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。 通信装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。 通信装置２００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得る。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。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、複数のアンテナ４１２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。

図３は、アンテナユニット４００のアンテナ高方向及び水平位置方向における受信レベルの変動について説明するための説明図である。図４は、受信アンテナ高固定時の受信アンテナ水平位置によるレベル変動の一例を概略的に示す。図５は、受信アンテナ水平位置固定時の受信アンテナ高によるレベル変動の一例を概略的に示す。

アンテナユニット４００は、自車の後方を走行する他の車両１００のアンテナ３００によって送信された電波を受信する。アンテナユニット４００が受信する電波には、路面による路面反射波と、自車の側方（例えば、隣接車線）を走行する他の車両からの反射である側方反射波とが干渉し得る。アンテナ高は、アンテナユニット４００と地面との距離である。アンテナ水平位置は、アンテナユニット４００と側方反射体（側方走行車両）との距離である。アンテナ水平位置は、アンテナ横位置の一例であってよい。

図４は、自車と、通信相手の他の車両１００との車間距離毎の、受信アンテナ高固定時の受信アンテナ水平位置によるレベル変動を示す。レベル変動５１２は車間距離が１０ｍの場合、レベル変動５１４は車間距離が３５ｍの場合、レベル変動５１６は車間距離が７０ｍの場合、レベル変動５１８は車間距離が１００ｍの場合を示す。図４に示すように車間距離が長いほど、変動の周期は大きくなる。

図５は、自車と、通信相手の他の車両１００との車間距離毎の、受信アンテナ水平位置固定時の受信アンテナ高によるレベル変動を示す。レベル変動５２２は車間距離が１０ｍの場合、レベル変動５２４は車間距離が３５ｍの場合、レベル変動５２６は車間距離が７０ｍの場合、レベル変動５２８は車間距離が１００ｍの場合を示す。図５に示すように車間距離が長いほど、変動の周期は大きくなる。

図６は、受信アンテナ高固定時の受信アンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗの一例を概略的に示す。図６に示すように、車間距離が長いほど、周期Ｌ_ｗは長くなる。また、側方反射体から近いほど、周期Ｌ_ｗは長くなる。

図７は、受信アンテナ水平位置固定時の受信アンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈの一例を概略的に示す。図７に示すように、車間距離が長いほど、周期Ｌ_ｈは長くなる。また、送信アンテナ高が低いほど、周期Ｌ_ｈは長くなる。

レベル変動の周期は、送信アンテナ高、送信アンテナ水平位置、車間距離に依存する。図６及び図７に示す特性は、実験により実測することによって、特定可能である。例えば、用いる周波数毎、車間距離毎、アンテナ高毎、水平位置毎に実測を行うことによって、それぞれの特性を特定し得る。また、図６及び図７に示す特性は、数式によって特定することも可能である。例えば、周期Ｌ_ｗは、下記数式１によって特定でき、周期Ｌ_ｈは、下記数式２によって特定できる。

ｗ_ＴＸは、送信アンテナと側方反射体との距離を示し、ｈ_ＴＸは、送信アンテナ高を示す。レベルはアンテナ位置に対して周期性を有するため、アンテナ間隔を単に大きく離すだけではダイバーシチ効果を得ることができない。本実施形態では、変動周期Ｌの半周期の奇数倍、つまり、（２ｎ＋１）Ｌ／２間隔で複数アンテナを配置することにより、複数アンテナが同時にヌル点となることを回避する。そして、（２ｎ＋１）Ｌ／２間隔で複数アンテナを配置することにより、ダイバーシチ効果を得られる。

図８は、アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。アンテナユニット４００は、アンテナアレー４１０を備える。図８に示す例において、アンテナアレー４１０は、２つのアンテナ４１２を含む。２つのアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ１の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらして配置されている。水平方向は、横方向の一例であってよい。これにより、２つのアンテナ４１２のうちの一方のアンテナ４１２のレベルがヌル点となっても、もう一方のアンテナ４１２のレベルが高くなるように配置されるので、同時にヌル点となることを防ぐことができる。

図８では、アンテナアレー４１０が２つのアンテナ４１２を含む場合を例示しているが、アンテナアレー４１０は、３つ以上のアンテナ４１２を含んでもよい。３つ以上のアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ１の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらして配置されてよい。

複数のアンテナ４１２の間の距離は、物理的なチューニング等で調整可能であってもよい。複数のアンテナ４１２の間の距離は、電子的なチューニング等で調整可能であってもよい。

車間距離ｄ_１は、アンテナユニット４００が搭載された車両１００（自車と記載する場合がある。）と、通信相手の車両１００との距離として予め定められた距離であってよい。例えば、車間距離ｄ_１は、多数の車両における平均車間距離であってよい。また、例えば、車間距離ｄ_１は、通信装置２００及びアンテナユニット４００の製造者や、通信装置２００及びアンテナユニット４００を搭載した車両１００の製造者等によって、設定された距離であってもよい。車間距離ｄ_１は、アンテナユニット４００が搭載された車両１００（自車と記載する場合がある。）と、通信相手の車両１００との最大距離として予め定められた距離であってよい。例えば、通信装置２００によるアンテナ３００及びアンテナユニット４００を用いた無線通信の通信保証距離が１００ｍである場合に、車間距離ｄ_１は、１００ｍであってよい。

複数のアンテナ４１２は、水平方向にずらされるとともに、高さ方向にずらされて配置されてもよい。高さ方向とは、例えば、垂直方向であってよい。例えば、複数のアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ１の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらし、かつ、車間距離ｄ_１におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ１の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよい。これにより、アンテナユニット４００による受信品質をさらに向上することができる。

図９は、アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。ここでは、図８と異なる点を主に説明する。図９に示すアンテナアレー４１０は、複数のアンテナセットを含む。図９では、２つのアンテナ４１２を含む第１のアンテナセットと、２つのアンテナ４１４を含む第２のアンテナセットを例示している。

２つのアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ１の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらして配置されており、２つのアンテナ４１４は、車間距離ｄ_２におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ２の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらして配置されている。

レベル変動の周期は、車間距離に依存するので、１つのアンテナセットのみでは、対応できない車間距離が存在することになる。それに対して、図９に示すような２つのアンテナセットを有することによって、対応可能な車間距離を増やすことができる。通信装置２００は、複数のアンテナセットのうち、より受信状況がよい方を採用したり、両方を用いることによって補完を行ったりし得る。

２つのアンテナ４１２及び２つのアンテナ４１４は、水平方向にずらされるとともに、高さ方向にずらされて配置されてもよい。例えば、２つのアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ１の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらし、かつ、車間距離ｄ_１におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ１の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよい。また、２つのアンテナ４１４は、車間距離ｄ_２におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ２の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらし、かつ、車間距離ｄ_２におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ２の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらして配置されてよい。これにより、アンテナユニット４００による受信品質をさらに向上することができる。

図９では、２つのアンテナセットのそれぞれが、２つのアンテナを含む場合を例示しているが、２つのアンテナセットのそれぞれは、３つ以上のアンテナを含んでもよい。３つ以上のアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ１の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらして配置されてよい。３つ以上のアンテナ４１４は、車間距離ｄ_２におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ２の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらして配置されてよい。

図９では、２つのアンテナセットを例示しているが、アンテナアレー４１０は、３つ以上のアンテナセットを含んでもよい。この場合、複数のアンテナセットのそれぞれは、複数の異なる車間距離のそれぞれに対応してよい。すなわち、アンテナアレー４１０は、複数のアンテナ４１２を含むアンテナセットに加えて、複数の車間距離におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗＮの半周期の奇数倍オフセットして配置したアンテナを含むアンテナセットＮをダイバーシチとして併用してよい（Ｎ＝２、３、・・・）。複数のアンテナセットのそれぞれについて、複数のアンテナの間の距離は、物理的なチューニング等で調整可能であってもよい。複数のアンテナの間の距離は、電子的なチューニング等で調整可能であってもよい。

図１０は、アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。ここでは、図８と異なる点を主に説明する。図１０に示すアンテナアレー４１０は、１つのアンテナセットの他、少なくとも１つのアンテナを含む。図１０では、２つのアンテナ４１２を含むアンテナセットと、アンテナ４１６とを例示している。

アンテナ４１６は、複数のアンテナ４１２の少なくともいずれかに対して、車間距離ｄ_２におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ２の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらして配置されている。これにより、図９に示す例と比較して、小さい装置規模で、対応可能な車間距離を増やすことができる。具体的には、図１０に示す例においては、車間距離ｄ_１と車間距離ｄ_２との両方に対応することができる。なお、図１０に示す例では、アンテナ４１６が、左側のアンテナ４１２に対して、Ｌ_ｗ２／２の奇数倍ずらして配置されているが、例えば、右側のアンテナ４１２に対するずれが、車間距離ｄ_３におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ３の半周期の奇数倍の距離であれば、車間距離ｄ_３にも対応することができる。

アンテナ４１６は、複数のアンテナ４１２の少なくともいずれかに対して、水平方向にずらされるとともに、高さ方向にずらされてもよい。例えば、アンテナ４１６は、複数のアンテナ４１２の少なくともいずれかに対して、車間距離ｄ_２におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗ２の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらし、かつ、複数のアンテナ４１２の少なくともいずれかに対して、車間距離ｄ_２におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ２の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよい。

アンテナアレー４１０は、複数のアンテナ４１２及びアンテナ４１６に加えて、さらにアンテナを含んでもよい。複数のアンテナ４１２以外の複数のアンテナのそれぞれは、車間距離ｄ_１以外の異なる車間距離に対応してよい。すなわち、アンテナアレー４１０は、複数のアンテナ４１２を含むアンテナセットに加えて、複数の車間距離におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期Ｌ_ｗＮの半周期の奇数倍オフセットして配置したアンテナＮをダイバーシチとして併用してよい（Ｎ＝２、３、・・・）。アンテナＮの位置は、物理的なチューニング等で調整可能であってもよい。アンテナＮの位置は、電子的なチューニング等で調整可能であってもよい。

図１１は、アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。アンテナユニット４００は、アンテナアレー４１０を備える。図１１に示す例において、アンテナアレー４１０は、２つのアンテナ４１２を含む。２つのアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ１の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されている。これにより、２つのアンテナ４１２のうちの一方のアンテナ４１２のレベルがヌル点となっても、もう一方のアンテナ４１２のレベルが高くなるように配置されるので、同時にヌル点となることを防ぐことができる。

図１１では、アンテナアレー４１０が２つのアンテナ４１２を含む場合を例示しているが、アンテナアレー４１０は、３つ以上のアンテナ４１２を含んでもよい。３つ以上のアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ１の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよい。

複数のアンテナ４１２の間の距離は、物理的なチューニング等で調整可能であってもよい。複数のアンテナ４１２の間の距離は、電子的なチューニング等で調整可能であってもよい。

図１２は、アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。ここでは、図１１と異なる点を主に説明する。図１２に示すアンテナアレー４１０は、複数のアンテナセットを含む。図１２では、２つのアンテナ４１２を含む第１のアンテナセットと、２つのアンテナ４１４を含む第２のアンテナセットを例示している。

２つのアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ１の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されており、２つのアンテナ４１４は、車間距離ｄ_２におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ２の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されている。

レベル変動の周期は、車間距離に依存するので、１つのアンテナセットのみでは、対応できない車間距離が存在することになる。それに対して、図１２に示すような２つのアンテナセットを有することによって、対応可能な車間距離を増やすことができる。通信装置２００は、複数のアンテナセットのうち、より受信状況がよい方を採用したり、両方を用いることによって補完を行ったりし得る。

図１２では、２つのアンテナセットのそれぞれが、２つのアンテナを含む場合を例示しているが、２つのアンテナセットのそれぞれは、３つ以上のアンテナを含んでもよい。３つ以上のアンテナ４１２は、車間距離ｄ_１におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ１の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよい。３つ以上のアンテナ４１４は、車間距離ｄ_２におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ２の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されてよい。

図１２では、２つのアンテナセットを例示しているが、アンテナアレー４１０は、３つ以上のアンテナセットを含んでもよい。この場合、複数のアンテナセットのそれぞれは、複数の異なる車間距離のそれぞれに対応してよい。すなわち、アンテナアレー４１０は、複数のアンテナ４１２を含むアンテナセットに加えて、複数の車間距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈＮの半周期の奇数倍オフセットして配置した複数のアンテナを含むアンテナセットＮをダイバーシチとして併用してよい（Ｎ＝２、３、・・・）。複数のアンテナセットのそれぞれについて、複数のアンテナの間の距離は、物理的なチューニング等で調整可能であってもよい。複数のアンテナの間の距離は、電子的なチューニング等で調整可能であってもよい。

図１３は、アンテナユニット４００の構成の一例を概略的に示す。ここでは、図１１と異なる点を主に説明する。図１３に示すアンテナアレー４１０は、１つのアンテナセットの他、少なくとも１つのアンテナを含む。図１３では、２つのアンテナ４１２を含むアンテナセットと、アンテナ４１６とを例示している。

アンテナ４１６は、複数のアンテナ４１２の少なくともいずれかに対して、車間距離ｄ_２におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈ２の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されている。これにより、図１１に示す例と比較して、小さい装置規模で、対応可能な車間距離を増やすことができる。

アンテナアレー４１０は、複数のアンテナ４１２及びアンテナ４１６に加えて、さらにアンテナを含んでもよい。複数のアンテナ４１２以外の複数のアンテナのそれぞれは、車間距離ｄ_１以外の異なる車間距離に対応してよい。すなわち、アンテナアレー４１０は、複数のアンテナ４１２を含むアンテナセットに加えて、複数の車間距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期Ｌ_ｈＮの半周期の奇数倍オフセットして配置したアンテナＮをダイバーシチとして併用してよい（Ｎ＝２、３、・・・）。アンテナＮの位置は、物理的なチューニング等で調整可能であってもよい。アンテナＮの位置は、電子的なチューニング等で調整可能であってもよい。

図１４は、通信装置２００の他の一例を概略的に示す。図１４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、複数のアンテナ７１２を含む。

通信装置２００は、通信部２０２、アンテナ制御部２０４、及び距離取得部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、複数のアンテナ７１２を制御する。複数のアンテナ７１２は、位置が変更可能に構成されていてよい。複数のアンテナ７１２は、水平方向に位置が変更可能に構成されていてよい。複数のアンテナ７１２は、高さ方向に位置が変更可能に構成されていてよい。複数のアンテナ７１２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。

距離取得部２０６は、通信装置２００を搭載した車両１００と、通信装置２００の通信相手を搭載した車両１００との距離を取得する。距離取得部２０６は、例えば、車両１００の制御装置から、当該距離を取得する。車両１００は、先方を走行する車両１００との距離を測定するセンサと、後方を走行する車両１００との距離を測定するセンサを備えてよく、車両１００の制御装置は、当該センサによって測定された距離を通信装置２００に通知してよい。また、通信装置２００が、自車の前方を走行する車両１００との距離を測定するセンサと、自車の後方を走行する車両１００との距離を測定するセンサを備えてもよい。

アンテナ制御部２０４は、距離取得部２０６が取得した距離に基づいて、複数のアンテナ４１２の位置を制御してよい。例えば、アンテナ制御部２０４は、距離取得部２０６が取得した距離におけるアンテナ水平位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、水平方向にずらすように、複数のアンテナ７１２の位置を制御する。例えば、アンテナ制御部２０４は、距離取得部２０６が取得した距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらすように、複数のアンテナ７１２の位置を制御する。距離取得部２０６が適宜取得する距離に応じて、アンテナ制御部２０４が複数のアンテナ７１２の位置を制御することによって、受信品質を向上することができ、ダイバーシチ効果を向上することができる。

図１５は、通信装置２００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１２２６、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１２２６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１２２６は、プログラム又はデータをＤＶＤ－ＲＯＭ１２２７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－ＲＯＭ１２２７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－ＲＯＭ１２２７、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１２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ１２２７）、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。また、上記実施形態では、送信側のアンテナが１つであり、受信側のアンテナが複数である場合を主に例に挙げて説明したが、受信側のアンテナが１つであり、送信側のアンテナが複数であってもよい。

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、１００ 車両、２００ 通信装置、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、４１６ アンテナ、５１２、５１４、５１６、５１８ レベル変動、５２２、５２４、５２６、５２８ レベル変動、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 (18)

1. 移動体に搭載されるアンテナ装置であって、
   前記アンテナ装置と、通信相手のアンテナ装置との距離として予め定められた第１の距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずらして配置された第１の複数の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. 前記第１の距離は、前記アンテナ装置が搭載された前記移動体と、前記通信相手のアンテナ装置が搭載された移動体との距離として予め定められた距離である、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１の距離は、前記アンテナ装置が搭載された前記移動体と、前記通信相手のアンテナ装置が搭載された前記移動体との最大距離として予め定められた距離である、請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記移動体は、車両であり、
   前記第１の距離は、前後を走行する２台の車両の車間距離として予め定められた距離である、請求項２又は３に記載のアンテナ装置。
5. 前記第１の複数のアンテナは、前記第１の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 前記アンテナアレーは、前記第１の距離とは異なる第２の距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずらして配置された第２の複数のアンテナをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
7. 前記第１の複数のアンテナは、前記第１の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置され、
   前記第２の複数のアンテナは、前記第２の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置される、請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 前記アンテナアレーは、前記第１の複数のアンテナの少なくともいずれかに対して、前記第１の距離とは異なる第２の距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずらして配置されたアンテナをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
9. 移動体に搭載されるアンテナ装置であって、
   前記アンテナ装置と、通信相手のアンテナ装置との距離として予め定められた第１の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置された第１の複数のアンテナを含むアンテナアレー
   を備えるアンテナ装置。
10. 前記第１の距離は、前記アンテナ装置が搭載された前記移動体と、前記通信相手のアンテナ装置が搭載された移動体との距離として予め定められた距離である、請求項９に記載のアンテナ装置。
11. 前記第１の距離は、前記アンテナ装置が搭載された移動体と、前記通信相手のアンテナ装置が搭載された移動体との最大距離として予め定められた距離である、請求項１０に記載のアンテナ装置。
12. 前記移動体は、車両であり、
    前記第１の距離は、前後を走行する２台の車両の車間距離として予め定められた距離である、請求項１０又は１１に記載のアンテナ装置。
13. 前記アンテナアレーは、前記第１の距離とは異なる第２の車間距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置された第２の複数のアンテナをさらに含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
14. 前記アンテナアレーは、前記第１の複数のアンテナの少なくともいずれかに対して、前記第１の距離とは異なる第２の距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずらして配置されたアンテナをさらに含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
15. 請求項１から１４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。
16. 移動体に搭載される通信装置であって、
    複数のアンテナを含むアンテナアレーと、
    前記通信装置が搭載された移動体と、前記通信装置の通信相手が搭載された移動体との距離を取得する距離取得部と、
    前記距離取得部が取得する距離に応じて、前記複数のアンテナが、前記距離取得部が取得した距離におけるアンテナ横位置によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、横方向にずれた状態になるように、前記複数のアンテナの位置を制御するアンテナ制御部と
    を備える通信装置。
17. 移動体に搭載される通信装置であって、
    複数のアンテナを含むアンテナアレーと、
    前記通信装置が搭載された移動体と、前記通信装置の通信相手が搭載された移動体との距離を取得する距離取得部と、
    前記距離取得部が取得する距離に応じて、前記複数のアンテナが、前記距離取得部が取得した距離におけるアンテナ高によるレベル変動の周期の半周期の奇数倍の距離、高さ方向にずれた状態になるように、前記複数のアンテナの位置を制御するアンテナ制御部と
    を備える通信装置。
18. コンピュータを、請求項１６又は１７に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。

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