JPS63133073A - 路側ビ−コン方式における車載アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は車載アンテナに関し、さらに詳細にいえば、
路側アンテナと車両との間でデータの送受信を行なう路
側ビーコン方式における車載側の上記データ送受信用の
アンテナに関する。

〈従来の技術〉 従来から、車両に小型のコンピュータとディスプレイ装
置とを搭載し、コンパクトディスク等からなる記憶装置
に記憶させられている道路地図データを読出してディス
プレイ装置に表示させるとともに、車速センサからの車
速データ、および方位センサからの方位データを入力と
して、各時点における車両の位置の算出、および走行方
向の判定を行い、これら算出結果、および判定結果に基
いて、ディスプレイ装置に表示されている道路地図の該
当部分に車両を示す表示を付加するようにした、いわゆ
るナビゲーションシステムが提供されるようになってき
ている。

このようなナビゲーションシステムを使用すれば、車両
の現在位置、および走行方向とを視覚により簡単に識別
することができ、道に迷うことなく、確実に目的地まで
到達することができる。

しかし、上記の構成のナビゲーションシステムにおいて
は、車速センサ、方位センサが必然的に有している誤差
が、走行距離の増加とともに累積され、走行距離が所定
距離以上になると（但し、この所定距離は各車両におけ
る車速センサ、方位センサの誤差の程度、各センサの配
設位置における雰囲気条件の変動等により定まるもので
あり、必ずしも一定の距離ではない）、ディスプレイ装
置における車両表示位置が実際の車両位置から大幅にず
れ、本来の機能を発揮させることができなくなって、道
に迷ってしまうという状態が発生することになる。

このような問題点を解決する目的で、道路交通網に、上
記累積誤差が所定値以上になる距離よりも短い所定距離
毎に路側アンテナを配設し、この路側アンテナから位置
データ、および道路方向データを含む信号を、比較的狭
い範囲にのみ放射するとともに、車両に取付けられたア
ンテナにより上記信号を受信してコンピュータに取込み
、受信信号に基いて車両の位置、および走行方向を正し
いデータに較正する、いわゆる路側ビーコン方式の採用
が提案されている。

このような路側ビーコン方式を採用すれば、常に誤差の
累積が所定値以下である状態で正確な位置データ、およ
び方位データに基く表示を行なわせることができるので
、ナビゲーションシステムの本来の性能を発揮させるこ
とができ、特に、鉄道線路の近く、踏切等のように方位
センサに大きな誤差を発生させ易い箇所に路側アンテナ
を設置することにより、外的要因に起因する誤差の発生
をも効果的に較正することができるという利点を有して
いる。さらに、路側アンテナと車両との間でデータの送
受信を行ない路車間の情報伝送をも行ない得る特徴を有
している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の構成の路側ζ−コン方式においては、かなり指向
性が高い路側アンテナにより常時位置データ、および道
路方向データを含む信号を放射しているのであり、車両
が上記放射信号によりカバーされている領域を通過する
場合にのみ信号を受信し、受信した信号に基いて必要な
較正を行なう二とができるようにしているのであるから
、送信信号によりカバーされる領域を広くすれば、路側
アンテナに対する信号受信位置のずれが大きくなり、充
分な較正効果を達成することができないという問題点が
ある。

さらに詳細に説明すると、路側ビーコン方式の基本機能
はあくまで位置データ、および道路方向データを含む信
号をナビゲーションシステムを搭載した車両に与えるこ
とであるが、以下の如き機能をも追加することが、路側
ビーコン方式の有効活用の上で要求される。即ち、 ■　路側アンテナが設置されている箇所の周辺における
道路の混雑情況、工事、その他の道路使用状況等の交通
情報を追加してナビゲーションシステムに与えることに
より、車両のスムーズな運行を補助すること、 ■　路側アンテナが設置されている箇所の周辺における
住宅配置、個人名をも含む詳細な地図情報を追加して、
最終目的地への到達を容易化すること、 ■　路側アンテナが設置されている箇所を含む、ある程
度広い範囲にわたる道路地図情報を追加してナビゲーシ
ョンシステムに与えることにより、ディスプレイ装置に
より表示される道路地図を更新し、遠隔地までの運行を
スムーズに行なわせること ■　路側アンテナと車両との間で双方向通信を行なわせ
路車間情報通信を行なうこと 等の追加サービスをも行なわせることが考えられており
、このような追加サービスをも行なわせようとすれば、
路側アンテナから放射される信号による伝送帯域の拡大
、送信信号によりカバーされる領域の拡大が必須となる
。

そして、以上のように伝送領域の拡大、および送信信号
によりカバーされる領域の拡大が行なわれた場合には、
路側アンテナの設置位置に対する信号受信位置のずれが
大きくなり、本来の目的である車両位置の較正が、上記
ずれの影響を受けて正確には行なえないことになるとい
う問題が発生するのである。

また、路側アンテナが設置されている位置の近傍の建築
物等の配置状態、他の車両の走行状態が、時間とともに
、或いは路側アンテナの設置位置毎に大幅に変化し、路
側アンテナから放射される信号か、第８図に示すように
、直接車載アンテナにより受信される他に、建物、路面
、他の車両等により反射された後、車載アンテナにより
受信されることになり、しかも、上記各経路を通って受
信された信号は、それぞれ振幅、位相が異なるのである
から、和動的、或いは差動的に重畳され、第９図に示す
ように、路側アンテナからの送信信号の強度分布とは大
幅に異なる強度分布の信号となる（マルチパスによるフ
ェーディング現象が発生する）ので、受信信号に基く車
両位置の較正等を行なう場合に、予期せぬ誤差が発生す
る、即ち、上記重畳信号が、路側アンテナから大幅に離
れた箇所においてレベルが高い部分を有することになり
、この部分を検出した時点で車両位置、および走行方向
の較正を行なってしまうという問題が発生することにな
る。

そして、このような問題を解消させるために、本件特許
出願人は、路側アンテナとしてビーム状の放射指向性を
有するアンテナを採用し、路側において車両を見下す状
態で設置するとともに、車載アンテナとして水平、およ
び下向きの感度を低下させるとともに、上向きの感度を
向上させたものを採用し、車両の屋根に設置することに
より、マルチパスフェーディングの影響を軽減するとと
もに、車両の正確なポジショニング、安定したデータの
授受を行なわせるようにしたものを発明した。

しかし、上記の構成の車載アンテナを車両の屋根に設置
すると、アンテナに対する給電線の処理が、防水対策を
も含めて困難になり、コストアップを招いてしまうとい
う問題がある。

このような問題を解消するために、第１０図のごとく車
載アンテナを単に車室内に取付けることが考えられるが
、車両の屋根（２１）の周縁（２１ａ）による散乱波と
路側アンテナからの直接波との干渉により受信信号強度
の急激な低下が複数箇所において発生し、特にポジショ
ニング機能が要求される場合において正確なポジショニ
ングが行なわれなくなってしまうという問題がある。さ
らに詳細に説明すれば、第１０図に示すように、ダツシ
ュボード（２２）の上面に車載アンテナ（２３）を取付
けた場合においては、車載アンテナ（２３）の上部で、
かつ路側アンテナから放射される主ビーム内に上記周縁
（２１ａ）による散乱波が存在することになり、直接波
と散乱波との干渉が発生するので、上記散乱波の影響を
考慮した合成指向性は、第１１図に示すように、複数箇
所において受信信号強度の急激な低下を伴なう多ローブ
状の指向性になるのである。

上記車載アンテナ（２３）として、１対の平板状のアン
テナ板を共通の短絡板を介して設置板に接続してなるデ
ュアルビームディスクアンテナを使用した状態における
受信レベル分布は第１２図に示す分布となり、多数の受
信信号強度の急激な低下を伴ない、路側アンテナにスプ
リットビーム指向性を持たせた場合であっても、スプリ
ットビーム指向性に起因する受信信号強度の急激な低下
と、他の（屋根の周縁による散乱波に起因する）受信信
号強度の急激な低下とが区別できないことになり、ポジ
ショニング精度が低下してしまうのである。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
屋根の周縁による散乱波の影響を抑制することができる
とともに、車室内に取付けることができる、路側ビーコ
ン方式における車載アンテナを提供することを目的とし
ている。

く問題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の車載アンテナ
は、上方にシャープな指向性を有するものであるととも
に、車両の屋根の周縁に対して波長よりも小さい間隔を
存した状態で設置されたものである。

但し、上記車両の屋根の周縁が車載アンテナの一部を構
成するものであってもよい。

また、上記車載アンテナがコーナーリフレクタ型アンテ
ナであってもよい。

さらに、上記車載アンテナがルームミラーの背面に取付
けられたものであってもよい。

く作用〉 以上の構成の車載アンテナであれば、道路交通網の予め
定められた所定位置に路側アンテナを設置するとともに
、車両に車載アンテナを搭載しておいて、路側装置側と
車載装置側との間におけるデータの授受を行なう場合に
おいて、上記車載アンテナが、上方にシャープな指向性
を有するものであるとともに、車両の屋根の周縁に対し
て波長よりも小さい間隔を存した状態で設置されている
のであるから、屋根の周縁による散乱波と直接放射波と
が激しく干渉し合うことを防止して、受信信号強度の急
慇な低下を伴なわない指向性を得ることができる。

そして、上記車両の屋根の周縁が車載アンテナの一部を
構成するものである場合にも、上記と同様の作用を達成
することができる。

また、上記車載アンテナがコーナーリフレクタ型アンテ
ナである場合にも、上記と同様の作用を達成することが
できる。

さらに、上記車載アンテナがルームミラーの背面に取付
けられたものである場合には、上記と同様の作用を達成
することができるとともに、車載アンテナによる視界の
妨げを防止することができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の車載アンテナの一実施例を示す斜視
図であり、所定箇所において約９０°折曲したりフレフ
タ板（１）の折曲部にダイポール（（３）を取付けてい
る。

第２図は車室内における取付は状態を示す縦断面図であ
り、上記リフレクタ板（１）の長辺側端縁を屋根（３）
の前側の周縁所定位置に連結しているとともに、短辺側
端縁をフロントガラス（４）に当接させている。尚、図
中１５）はダツシュボードであり、（６）はハンドルで
ある。

上記の構成の車載アンテナを路側ビーコン方式に採用し
た場合には、例えば、スプリットビーム指向性を有する
路側アンテナ（７）（第３図参照）の近傍を車両が通過
する場合において、スプリットビーム指向性に起因する
電界強度の急激な低下点を正確に検出することができる
。

さらに詳細に説明すると、上記車載アンテナに近似でき
るアンテナとして、第４図に示すように、３００　ｍｍ
　Ｘ　２７０　ｍｍの金属板（３′）に対して４００　
ｍｍ　Ｘ　２７０　ｍｍのガラス板（４′）を３０°の
傾斜角度で取付け、リフレクタ板（１）の長辺側端縁を
上記金属板（３′）の周縁に取付けるとともに、短辺側
端縁を上記ガラス板（４′）に取付け、さらにリフレク
タ板（１）の折曲部にダイポール〔Ｊを取付けたものを
使用して指向性を実測したところ（但し、信号周波数を
２．５ＧＨ２に設定している）、第５図に示すように、
若干車両の前方向に傾いた状態でほぼ上方を向く放射ビ
ームが観測された。尚、第５図Ａはダイポール（２に直
角な面における放射ビームを示し、同図Ｂはダイポール
（ａを含む面における放射ビームを示している。

上記放射ビームから明らかなように、主放射方向の範囲
内においては、放射電界強度の急激な低下点は全く観測
されず、金属板（３′）の周縁による散乱波の干渉をほ
ぼ完全に排除した指向性を達成している。

したがって、上記の構成の車載アンテナを搭載した状態
で車両を走行させた場合には、路側アンテナ口から十分
に離れた位置においては受信信号強度がほぼ零レベルで
あり、路側アンテナ口に近接するのに伴なって受信信号
強度が増加し、路側アンテナ口にほぼ正対する位置にお
いて受信信号強度が急激にほぼ零レベルにまで低下しく
スプリットビーム指向性の影響）、その後は、路側アン
テナ（７）から離れるのに伴なって受信信号強度が低下
し、路側アンテナ（′７）から十分に離れた状態におい
て受信信号強度が再びほぼ零レベルになり（第６図参照
）、上記受信信号強度の急激な零レベルへの低下を検出
することにより、正確なボジショニングを行なうことが
できる。

第７図は他の実施例を示す斜視図であり、上記実施例と
異なる点は、車両の屋根（３）に対して支持アーム（８
）を介して取付けられたルームミラー（９）の背面側（
車両の進行方向側）にリフレクタ板（１）を取付けた点
のみである。

したがって、この実施例の場合にも、上記実施例と同様
に、屋根（３）の周縁による散乱波の干渉を防止して優
れた指向性を達成することができ、正確なボジショニン
グを行なうことができる。

また、この実施例においては、主として後方の状態を確
認するために使用されるルームミラー（９）の背面側に
車載アンテナを取付けているのであるから、車両を走行
させる場合において視界を妨げることが全くなく、車両
走行時における安全性を確保することができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば所定位置で直角に折曲してなるリフレクタ板の
折曲部にダイポールを取付けた構成の車載アンテナに代
えて他の構成のアンテナを使用することが可能である他
、屋根の周縁から僅かに離れた箇所にアンテナを取付け
ることが可能であり、さらに、屋根の前側の周縁に車載
アンテナを取付ける代わりに後側の周縁に車載アンテナ
を取付けることが可能であり、その他、この発明の要旨
を変更しない範囲内において種々の設計変更を施すこと
が可能である。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、上向きの指向性を有する車載
アンテナを、車両の屋根の周縁に近接する箇所にお゛い
て、車室内に取付けているので、屋根の周縁による散乱
波と路側アンテナからの直接波との干渉を防止して、優
れた指向性を達成することができ、路側ビーコン方式に
適用することにより正確なポジショニングを行なうこと
ができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の車載アンテナの一実施例を示す斜視
図、 第２図は第１図の車載アンテナを車両に取付けた状態を
示す縦断面図、 第３図は路側アンテナの構成の一例を示す斜視図、 第４図は車載アンテナの実験モデルの構成を示す斜視図
、 第５図は実験モデルの放射指向性を示す実測図、第６図
は道路に沿う受信信号強度の変化を示す図、 第７図は他の実施例を示す斜視図、 第８図は路側アンテナと車載アンテナとの関係の従来例
を示す概略図、 第９図は従来の車載アンテナによる道路に沿う受信信号
波形図、 第１０図はダツシュボードに車載アンテナを取付けた状
態を示す概略図、 第１１図は第１０図の車載アンテナにおける合成指向性
を示す図、 第１２図は道路に沿う受信信号強度の変化を示す図。 （１）・・・リフレクタ板、〔４・・・ダイポール、（
３）・・・屋根 特許出願人　　住友電気工業株式会社 第２図 第４図 １８０＋ 第５図−Ｂ （４ン １８０” 第６図 路但′１７″′ｆ＋位置　　　　　Ｂ巨　　　　離第８
図 第９図 珀セリＩノＴＴ医直 第７図 ′：ｊ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、道路交通網の予め定められた所定位置 に路側アンテナを設置するとともに、車 両に車載アンテナを搭載しておいて、路 側装置側と車載装置側との間におけるデ ータの授受を行なうようにした路側ビー コン方式において、上記車載アンテナが、 上方にシャープな指向性を有するもので あるとともに、車両の屋根の周縁に対し て波長よりも小さい間隔を存した状態で 設置されたものであることを特徴とする 路側ビーコン方式における車載アンテナ。 ２、車両の屋根の周縁が車載アンテナの一 部を構成するものである上記特許請求の 範囲第１項記載の路側ビーコン方式にお ける車載アンテナ。 ３、車載アンテナがコーナーリフレクタ型 アンテナである上記特許請求の範囲第１ 項または第２項の何れかに記載の路側ビ ーコン方式における車載アンテナ。 ４、車載アンテナがルームミラーの背面に 取付けられたものである上記特許請求の 範囲第１項から第３項の何れかに記載の 路側ビーコン方式における車載アンテナ。