JPS63234607A - 空中線 - 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〉 この発明は空中線に関し、さらに詳細にいえば、道路交
通網の予め設定された所定箇所に設けられた路側装置と
車両に搭載された車載装置との間におけるデータの授受
を行なわせるようにした路側ビーコン方式において特に
好適に使用される空中線に関する。

〈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人力と
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がら大幅にず
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、」
１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。

また、」１記路側ビーコン方式においては、車載アンテ
ナとして、構成が簡単で、しかも安価なモノポールアン
テナを使用することが一般的である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の構成の路側ビー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
較正を行なうこ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 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が、第１１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１６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スプリットビームアンテ
ナを採用し、路側アンテナに正対する位置で放射電界強
度の急激な落込みを発生させ、車載アンテナによる受信
信号強度の急激な低下を検出した時点で車両位置の較正
を行なうことにより、位置較正精度を高める方式を提案
した。

しかし、この方式においても、車載アンテナの指向性に
よっては、車両位置の検出精度、即ち、位置較正精度を
十分には高めることができないという問題、或は、デー
タ伝送可能領域を余り広範囲にすることができないとい
う問題がある。

即ち、車載アンテナとしてモノポールアンテナ、ディス
クアンテナ、およびアップワードビームアンテナを使用
し、かつ、路側アンテナの正面を通過する車両の走行車
線を互に異ならせた場合における電波の受信レベルを測
定したところ、第１７図から第１９図に示す測定結果が
得られた。但し、第１７図は車載アンテナとしてモノポ
ールアンテナを使用した場合であり、第１８図は車載ア
ンテナとしてディスクアンテナを使用した場合であり、
第１９図は車載アンテナとしてアップワードビームアン
テナを使用した場合であり、各図Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ
走行車線を変化させた場合である。

以上の測定結果から明らかなように、車載アンテナとし
てアップワードビームアンテナを使用した場合には、は
ぼ水平方向より下側から入射する電波に対する受信レベ
ルを著しく低減させることができるのであるから、マル
チパスによるフェーディング現象の影響を大幅に低減さ
せ、車両位置検出精度を高く維持することができるので
あるが、データ伝送可能領域が狭くなってしまうという
問題がある。

また、車載アンテナとしてモノポールアンテナ、或はデ
ィスクアンテナを使用した場合には、データ伝送可能領
域を広くすることができるのであるが、受信レベルの急
激な落込みについてみれば、路側アンテナの放射指向性
に起因する落込みの他に、同等、或は同等以上の落込み
を示す箇所が発生しているのであるから、路側アンテナ
の放射指向性に起因する落込みであるか、マルチパスに
よるフェーディング現象に起因する落込みであるかを識
別することができず、車両位置検出精度を低下させてし
まうことになるという問題がある。

〈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、
十分なデータ伝送可能領域を確保するとともに、位置検
出精度を高く維持することができる空中線を提供するこ
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、この発明の空中線は、接
地板に対して所定の位置関係を保持させた状態で放射素
子を取付けているとともに、接地板の周縁から外方に延
びる鍔状導体を設けているものである。

但し、上記放射素子としては、線状のものであって、接
地板と直角に延びる状態で取付けられていてもよく、或
は、板状のものであって、接地板と平行な状態で取付け
られていてもよい。

そして、何れの場合においても、上記鍔状導体としては
、外周が円形であってもよく、或は、外周が方形であっ
てもよい。

く作用〉 以上の構成の空中線であれば、接地板と放射素子との関
係に基いた指向性で電波を受信することができる。

そして、この場合において、接地板の周縁がら外方に延
びる鍔状導体を設けているのであるから、鍔状導体によ
り、空中線の上方向への放射指向性を改善し、空中線上
方向に発生していたリップルをなくすことができるので
そのリップルに起因する受信レベルの急激な落込みを防
止し、送信信号の指向性、および送信アンテナからの距
離に忠実な受信信号を再現することができる。

＝　　１１　− そして、上記放射素子が線状のものであって、接地板と
直角に延びる状態で取付けられている場合には、信号受
信範囲を従来のモノポールアンテナの場合と同様に広く
確保することかできるとともに、鍔状導体により空中線
上方向への放射特性を改善し、全体として送信信号にほ
ぼ近似できる受信レベルを実現することができる。

また、」１記放射素子が板状のものであって、接地板と
平行な状態で取付けられているディスクアンテナの場合
においても、信号受信範囲を従来のディスクアンテナの
場合と同様に広く確保することができるとともに、鍔状
導体により空中線上方向への放射特性を改善し、全体と
して送信信号にほぼ近似できる受信レベルを実現するこ
とができる。

さらに、上記前れの場合においても、上記鍔状導体の外
周が円形である場合にも、或は、外周が方形である場合
にも、上記と同様の作用を達成することができる。

〈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図はこの発明の空中線の一実施例を示す斜視図、第
２図は縦断面図であり、上面を接地板（１）としたアン
テナベース（２）に対して、誘電体製の保持部材（３）
を介して棒状の放射素子（４）を取付けている。そして
、上記接地板（１）の周縁部に、外形が鍔状の円板（５
）を形成している。尚、」１記放射素子（４）は、接地
板（１）から１／４波長に相当する長さだけ突出させら
れている。また、（６）は給電点である。

さらに、上記円板（５）の直径は約１．２波長、厚みは
強度を考慮して約１　ｍｍ程度に設定されている。

尚、接地板（１）の直径は約０．５波長、円板（５）ま
での高さは約０．１波長に設定されている。

そして、上記の構成の空中線を直径が１ｍの金属円板の
中心にセットして、電波暗室内において２．５ＧＨ２の
電波を用いて指向性の測定を行なったところ、第３図に
示すように優れた垂直指向性が測定された。

第４図は他の実施例を示す斜視図、第５図は縦断面図で
あり、上記実施例と異なる点は、棒状の放射素子（４）
に代えて円板状の放射素子（１４）を使用し、放射素子
（１４）の端部を短絡板（１７）を介して接地板（１）
と接続しているとともに、放射素子（１４）の他方の端
部と接地板（１）との間に給電点０を設けた点のみであ
り、他の部分の構成は同一である。尚、（１８）は給電
ケーブルであり、（１９）は放射素子（１４）を支持す
るための誘電体製の支持部材である。尚、円板（５）の
直径は約１，２波長、厚みは約１ｍｍ５放射素子（１４
）の直径は約０．２波長に設定されている。また、接地
板（１）の直径は約０．５波長、円板（５）までの高さ
は約０，１５波長、接地板（１）から放射素子（１４）
までの高さは約０．１波長に設定されている。

そして、上記の構成の空中線を直径が１ｍの金属円板の
中心にセットして、電波暗室内において２．５ＧＨｚの
電波を用いて指向性の測定を行なったところ、第６図に
示すように優れた垂直指向性が測定された。また、第７
図は通常の空間における指向性の測定結果であり、円板
（５）を省略した従来のディスクアンテナの指向性（第
８図参照）と比較して垂直指向性が改善されていること
がわかった。

次いで、上記の構成のアンテナを路側ビーコン方式にお
ける車載アンテナとして使用した場合について説明する
。

第９図はディスプレイ装置に表示される道路地図の一例
を概略的に示す図であり、矢印Ａにより車両の現在位置
、および走行方向が表示されている。そして、路側アン
テナＰ１、Ｐ２、・・・Ｐｎが実際の設置位置に対応し
て表示されている（但し、この路側アンテナＰ１、Ｐ２
、・・・Ｐｎについては、表示されていなくても特に不
都合はない）。そして、図には表示されていないが、目
印となる建物等が表示されている。

第１０図は路側ビーコン方式を説明する概略図であり、
予め設定された地点において、道路（３８）に近接させ
て位置データ、および道路方向データ等を含む信号を放
射する路側アンテナ（３９）が配置されているとともに
、上記道路（３８）を走行する車両（４０）の所定位置
に、上記信号を受信するための車載アンテナ（３７）が
搭載され、受信信号を図示しないナビゲーション装置に
給電するようにしている。

そして、上記車載アンテナ（３７）として、上記第１図
、或は第４図に示す構成のアンテナが使用されている。

そして、上記路側アンテナ（３９）は、比較的広い範囲
（図中領域Ｒ参照）をカバーするよう、指向性が余り高
くないアンテナで構成されている。

第１１図は路側アンテナ（３９）と車載アンテナ（３７
）との関係を詳細に示す図であり、道路（３８）に近接
させて、支柱（３９ａ）により路側アンテナ（３９）を
高所（トラック、バス等の大型車両よりも充分に高い位
置）に支持しているとともに、車両（４０）の屋根に、
第１図、或は第４図に示す構成の車載アンテナ（３７）
が搭載されている。

そして、上記路側アンテナ（３９）はスプリットビーム
状の指向性を有し、垂直下方を含む全方向に信号を送信
するように支柱（３９ａ）に取付けられている。

したがって、上記車両が、路側アンテナの前を通過する
ときの車載アンテナに受信される信号のレベルは第１１
図の如く、車両が路側アンテナの近くにあるときには、
車載アンテナの上方向ビームで受信レベルが左右される
ことになり車載アンテナが、鍔のない従来のものであれ
ば、リップルの多いものとなるが、鍔状の円板をつけて
上方向ビームをリップルの少ないものに改善した上記実
施例の車載アンテナであれば、リップルが少なくなり路
側アンテナ（３９）から放射された電波をかなり忠実に
、かつ、高い感度で受信し、有効に車載装置に対して供
給することができる。

したがって、上記路側アンテナ（３９）からの放射信号
に対する受信信号レベルが所定の基準レベルより低くな
った場合に、路側アンテナ（３９）と正対する状態であ
ると判定することができる。

第１２図、および第１３図は車載アンテナとして第１図
の構成のモノポールアンテナを使用した場合、および第
４図の構成のディスクアンテナを使用した場合における
受信信号レベルの変化を示す測定データであり、路側ア
ンテナ（３９）から放射されるスプリットビーム特性に
忠実な受信信号レベルの変化を示している。この点につ
いては、鍔状導体としての円板（５）の外縁部を接地し
た状態における受信信号レベルの変化（モノポールアン
テナの場合を示す第１４図、およびディスクアンテナの
場合を示す第１５図参照）と比較することにより、確認
することができた。

したがって、受信信号レベルの急激な低下点を検出する
ことにより、高精度の車両位置較正を行なうことができ
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
、例えば鍔状の円板に代えて鍔状の方形板等適宜形状の
ものを使用することが可能である他、鍔状の導体を別体
、或は、一体に接地板に設けることが可能であり、さら
に、路側ビーコン方式以外の分野において受信アンテナ
の指向性を改善する必要がある場合に適用することによ
り、簡単に優れた指向性を達成す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、放射素子が取付けられる接地
板の外周に鍔状の導体を設けているので、マルチパスに
よるフェーディング現象の影響を排除して送信信号に忠
実な受信特性を発揮することができるとともに、信号受
信可能領域を広く保持する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図はこの発明の空中線の一実施例を示す斜視図、 第２図は縦断面図、 第３図は垂直指向性を示す図、 第４図は他の実施例を示す斜視図、 第５図は縦断面図、 第６図は垂直指向性を示す図、 第７図は他の条件下における垂直指向性を示す図、 第８図は従来例による垂直指向性を示す図、第９図はデ
ィスプレイ装置に表示される道路地図の一例を概略的に
示す図、 第１０図は路側ビーコン方式を説明する概略図、第１１
図は路側アンテナと車載アンテナとの関係を詳細に示す
図、 第１２図、および第１３図は車載アンテナとしてモノポ
ールアンテナを使用した場合、およびディスクアンテナ
を使用した場合における受信信号レベルの変化を示す測
定データを示す図、 第１４図、および第１５図は、それぞれ第１２図、第１
３図におけるアンテナの円板の外縁部を接地した場合に
おける受信信号レベルの変化を示す測定データを示す図
、 第１６図は従来例による受信波形を示す図、第１７図は
従来のモノボールアンテナによる受信信号波形を示す図
、 第１８図は従来のディスクアンテナによる受信信号波形
を示す図、 第１９図は従来のアップワードビームアンテナによる受
信信号波形を示す図。 （１）・・・接地板、（４）（１４）・・・放射素子、
（５）・・・円板 特許出願人　　住友電気工業株式会社 第７図 ＾６ 特開昭６３−２３４ＧＯ７（９） ２７０”ｉ 〉 第９図 コ□ 第１０図 第１図 ■ ｑ ％’ＪＯＵＧ３−２３４６０７　（１３）第１６図 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接地板に対して所定の位置関係を保持 させた状態で放射素子を取付けていると ともに、接地板の周縁から外方に延びる 鍔状導体を設けていることを特徴とする 空中線。 ２、放射素子が線状のものであり、接地板 と直角に延びる状態で取付けられている 上記特許請求の範囲第１項記載の空中線。 ３、放射素子が板状のものであり、接地板 と平行な状態で取付けられている上記特 許請求の範囲第１項記載の空中線。 ４、鍔状導体の外周が円形である上記特許 請求の範囲第２項または第３項の何れか に記載の空中線。 ５、鍔状導体の外周が方形である上記特許 請求の範囲第２項または第３項の何れか に記載の空中線。