WO2020090718A1 - 車両用アンテナシステム - Google Patents

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WO2020090718A1
WO2020090718A1 PCT/JP2019/042136 JP2019042136W WO2020090718A1 WO 2020090718 A1 WO2020090718 A1 WO 2020090718A1 JP 2019042136 W JP2019042136 W JP 2019042136W WO 2020090718 A1 WO2020090718 A1 WO 2020090718A1
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antenna
substrate
vehicle
dielectric
substrate surface
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French (fr)
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稔 猪又
今井　哲朗
東海林　英明
彰一 竹内
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NTT Docomo Inc
AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
NTT Docomo Inc
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    • H01Q1/3283—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle side-mounted antennas, e.g. bumper-mounted, door-mounted
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    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/206—Microstrip transmission line antennas
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle antenna system.
  • an on-vehicle antenna device used for LTE there is an antenna device arranged on a rear spoiler (for example, refer to Patent Document 1).
  • an antenna device arranged on a rear spoiler for example, refer to Patent Document 1.
  • a shark fin type antenna device arranged on a roof for example, refer to Patent Document 2.
  • a conventional single antenna placed at one location on the vehicle can achieve both improved antenna gain and wider directivity. Difficult to make In addition, it is difficult for a conventional single antenna device to support both horizontal polarization and vertical polarization that realizes high antenna gain.
  • the present disclosure provides a vehicle antenna system that can achieve both improvement of antenna gain and widening of directivity and has small polarization dependence.
  • the vehicle is provided with a plurality of antenna sets provided on or near at least one of the front and rear sides and the left and right sides of the vehicle.
  • a first antenna set included in the plurality of antenna sets has a first antenna and a second antenna
  • a second antenna set included in the plurality of antenna sets has a third antenna and a fourth antenna
  • a third antenna set included in the plurality of antenna sets has a fifth antenna and a sixth antenna
  • a fourth antenna set included in the plurality of antenna sets has a seventh antenna and an eighth antenna
  • the first antenna, the third antenna, the fifth antenna, and the seventh antenna each have a higher antenna gain when transmitting and receiving horizontal polarization than when transmitting and receiving vertical polarization.
  • the second antenna, the fourth antenna, the sixth antenna, and the eighth antenna each have a higher antenna gain when transmitting and receiving vertical polarization than when transmitting and receiving horizontal polarization.
  • An antenna system for a vehicle, which is a highly vertically polarized antenna, is provided.
  • an antenna system for a vehicle that can achieve both improvement of antenna gain and widening of directivity and has small polarization dependence.
  • FIG. 9 is a diagram showing the directivity of FIG. 7 and the directivity of FIG. 8 together. It is a figure which shows an example of the vehicle which mounts the antenna system for vehicles of another embodiment concerning this indication in a top view. It is a figure which shows an example of the vehicle which mounts the antenna system for vehicles of another embodiment concerning this indication in a top view.
  • a deviation such as a parallel, a right angle, a right angle, a horizontal direction, a vertical direction, a vertical direction, a horizontal direction, and the like is allowed to the extent that the effect of the present invention is not impaired.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction respectively represent a direction parallel to the X-axis, a direction parallel to the Y-axis, and a direction parallel to the Z-axis.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are orthogonal to each other.
  • An XY plane, a YZ plane, and a ZX plane are a virtual plane parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction, a virtual plane parallel to the Y-axis direction and the Z-axis direction, and a virtual plane parallel to the Z-axis direction and the X-axis direction, respectively. Represents.
  • the vehicle antenna system according to the present disclosure has a high frequency band such as a microwave and a millimeter wave (for example, an SHF (Super High Frequency) band of 3 to 30 GHz and an EHF (Extremely High Frequency) band of 30 to 300 GHz).
  • a high frequency band such as a microwave and a millimeter wave
  • Send and receive radio waves Send and receive radio waves.
  • the vehicle antenna system according to the present disclosure is applicable to, for example, a V2X communication system, a fifth generation mobile communication system (so-called 5G), an in-vehicle radar system, and the like, but the applicable system is not limited to these. Absent.
  • FIG. 1 is a diagram showing from above an example of a vehicle equipped with a vehicle antenna system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a vehicle in which the vehicle antenna system according to the embodiment of the present disclosure is mounted in a side view.
  • the antenna system 101 shown in FIGS. 1 and 2 is an example of a vehicle antenna system including a plurality of antenna sets provided on or near dielectrics on at least one of the front and rear sides and the left and right sides of the vehicle 100.
  • the X-axis direction corresponds to the vehicle width direction of the vehicle 100
  • the Y-axis direction corresponds to the front-back direction of the vehicle 100
  • the Z-axis direction corresponds to the vertical direction of the vehicle 100.
  • the XY plane corresponds to the horizontal plane
  • the Z-axis direction corresponds to the direction perpendicular to the horizontal plane (vertical direction).
  • the first antenna set 1 is provided in the vicinity of the front windshield 110, which is a dielectric, on the front side of the vehicle 100, and more specifically, is installed in the vicinity of the inside of the passenger compartment at the upper center of the windshield 110.
  • the second antenna set 2 is provided in the vicinity of the right fixed window glass 120 which is a dielectric on the right side of the vehicle 100, and more specifically, the vehicle at the front end of the right fixed window glass 120. It is installed near the indoor side.
  • the third antenna set 3 is provided in the vicinity of the rear glass 130, which is a dielectric, on the rear side of the vehicle 100, and more specifically, is installed in the vicinity of the inside of the vehicle in the upper center of the rear glass 130.
  • the fourth antenna set 4 is provided in the vicinity of the left fixed window glass 140, which is a dielectric on the left side of the vehicle 100, and more specifically, the vehicle at the front end of the left fixed window glass 140. It is installed near the indoor side.
  • Each antenna set is formed so as to be able to transmit and receive radio waves of a predetermined frequency included in a range of 3 GHz or more and 100 GHz or less, for example.
  • the first antenna set 1 has a first antenna 11 and a second antenna 12, and the second antenna set 2 has a third antenna 13 and a fourth antenna 14.
  • the third antenna set 3 has a fifth antenna 15 and a sixth antenna 16, and the fourth antenna set 4 has a seventh antenna 17 and an eighth antenna 18.
  • Each of the first antenna 11, the third antenna 13, the fifth antenna 15, and the seventh antenna 17 has a higher antenna gain when transmitting and receiving horizontal polarization than when transmitting and receiving vertical polarization. It is a high horizontal polarization antenna.
  • Each of the second antenna 12, the fourth antenna 14, the sixth antenna 16, and the eighth antenna 18 has a higher antenna gain when transmitting and receiving vertical polarization than when transmitting and receiving horizontal polarization. It is a high vertically polarized antenna.
  • G H ⁇ G V is 10 [dB].
  • the cross polarization discrimination degree between the horizontal polarization antenna and the vertical polarization antenna may be 10 [dB] or more, and more preferably 15 [dB] or more.
  • G V ⁇ G H is 10 [dB].
  • the cross polarization discrimination degree between the vertically polarized antenna and the horizontally polarized antenna may be 10 [dB] or more, and more preferably 15 [dB] or more.
  • the antenna system 101 In the antenna system 101, four antenna sets 1, 2, 3 and 4 are distributed in the front, rear, left and right of the vehicle 100. Therefore, even if the beam width of one or a plurality of antenna sets among the antenna sets 1, 2, 3 and 4 is narrowed by narrowing the beam widths of those antenna sets, the beam widths of the remaining antenna sets are reduced. The antenna gain reduction due to the narrowing can be covered. Therefore, the antenna system 101 can achieve both improvement of the antenna gain and widening of the directivity as compared with the case where a single antenna is installed at one place on the vehicle.
  • the beam width here can be considered as, for example, a half-value angle centered on the main beam.
  • each of the antenna sets 1, 2, 3, and 4 has both a horizontal polarization antenna and a vertical polarization antenna. Therefore, the antenna system 101 can handle both horizontal polarization and vertical polarization, and can reduce polarization dependence.
  • the present embodiment it is possible to provide a vehicle antenna system that can achieve both the improvement of the antenna gain and the widening of the directivity and the effect of reducing the polarization dependence.
  • NLOS Non Line Of Sight
  • the first antenna 11 and the second antenna 12 each have a main beam in terms of achieving both improvement of antenna gain and widening of directivity and reduction of polarization dependence.
  • the first substrate 51 and the second substrate 52 are It is preferable that the antennas are arranged so that their normal directions to the antenna surfaces are different from each other.
  • the “antenna surface” corresponds to the plane (more specifically, the substrate surface).
  • the direction of the main beam (also referred to as the main lobe) is the direction in which the antenna gain is highest measured with respect to an arbitrary reference point on the vehicle (for example, the location where the antenna set is installed) (maximum gain direction). ) Represents.
  • each of the third antenna 13 and the fourth antenna 14 is different in that the improvement of the antenna gain and the widening of the directivity can both be achieved and the polarization dependence can be reduced. It is preferable that the main beams are arranged in different directions. For example, when the third antenna 13 is provided on the third substrate 53 and the fourth antenna 14 is provided on the fourth substrate 54, the third substrate 53 and the fourth substrate 54 are mutually It is preferable that the antennas are arranged so that their normal directions to the antenna surface are different.
  • the fifth antenna 15 and the sixth antenna 16 each have a point that both improvement of the antenna gain and widening of the directivity can be achieved and polarization dependence is reduced. It is preferable that the main beams are arranged in different directions. For example, when the fifth antenna 15 is provided on the fifth substrate 55 and the sixth antenna 16 is provided on the sixth substrate 56, the fifth substrate 55 and the sixth substrate 56 are provided with each other. It is preferable that the antennas are arranged so that their normal directions to the antenna surface are different.
  • the seventh antenna 17 and the eighth antenna 18 are respectively different from the viewpoint that both the improvement of the antenna gain and the widening of the directivity can be achieved and the polarization dependence is reduced. It is preferable that the main beams are arranged in different directions. For example, when the seventh antenna 17 is provided on the seventh substrate 57 and the eighth antenna 18 is provided on the eighth substrate 58, the seventh substrate 57 and the eighth substrate 58 are provided with each other. It is preferable that the antennas are arranged so that their normal directions to the antenna surface are different.
  • the directivity of the antenna system 101 on a horizontal plane centering on the vehicle 100 can be made close to omnidirectional. Further, it is possible to improve the reception sensitivity of both the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave that come from each direction of all directions (that is, improve the non-polarization property).
  • the antennas 11 to 18 are arranged so that the directions of their respective main beams are all different.
  • the substrates 51 to 58 are arranged such that the normal directions to the respective antenna surfaces are all different.
  • FIG. 3 shows that the directions of the main beams of the antennas 11 to 18 when the vehicle 100 is viewed from above are all different.
  • 11h, 12v, 13h, 14v, 15h, 16v, 17h, and 18v represent half-value angles around the main beam formed by the antennas 11 to 18 when the vehicle 100 is viewed from above.
  • the directions of the main beams formed by the antennas 11 to 18 when the vehicle 100 is viewed from above correspond to the centers of the respective half-value angles.
  • each antenna may be set so that the normal directions of the substrates 51 to 58 are all different.
  • the direction of the main beam of the antennas 11, 13, 15, 17 for horizontal polarization and the direction of the main beam of the antennas 12, 14, 16, 18 for vertical polarization show the vehicle 100 upward. It shows that they exist in a clockwise direction when viewed from.
  • the antennas 11 to 18 such that the directions of the main beams of the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave are alternately present in the clockwise direction, the antenna system 101 on the horizontal plane centered on the vehicle 100 is provided.
  • the directivity of can be made more omnidirectional. Further, it is possible to further improve the reception sensitivity of both the horizontally polarized wave and the vertically polarized wave coming from each direction of all directions.
  • the angle formed by the direction of the main beam of the first antenna 11 and the direction of the main beam of the second antenna 12 is referred to as ⁇ 12 .
  • the angle ⁇ 12 is preferably 90 ° or more and less than 180 °, more preferably 100 ° or more and 170 ° or less, still more preferably 110 ° or more and 160 ° or less.
  • the angle formed by the first substrate 51 and the second substrate 52 is referred to as ⁇ 12 .
  • angles ⁇ 34 , ⁇ 56 , and angle ⁇ 78 described later are the cases where the substrate surface and the antenna surface are arranged in parallel in each antenna.
  • the angle ⁇ 12 is preferably 90 ° or more and less than 180 °, more preferably 100 ° or more and 170 ° or less, still more preferably 110 ° or more and 160 ° or less.
  • the angle ⁇ 34 formed by the direction of the main beam of the third antenna 13 and the direction of the main beam of the fourth antenna 14 is preferably in the same angular range as the angle ⁇ 12 for the same reason.
  • the angle ⁇ 34 formed by the third substrate 53 and the fourth substrate 54 is preferably in the same angle range as the angle ⁇ 12 for the same reason. The same applies to the angle ⁇ 56 formed by the fifth substrate 55 and the sixth substrate 56 and the angle ⁇ 78 formed by the seventh substrate 57 and the eighth substrate 58.
  • the antennas 11 to 18 are preferably arranged so that the elevation angle ⁇ in the direction of each main beam is 0 ° or more and 60 ° or less, and preferably 10 ° or more and 60 ° or less.
  • the substrates 51 to 58 in each antenna are preferably arranged such that the elevation angle ⁇ in the normal direction is 0 ° or more and 60 ° or less, and preferably 10 ° or more and 60 ° or less. .. That is, in this case, the elevation angle ⁇ becomes equal to the elevation angle ⁇ .
  • FIG. 4 is a diagram showing an elevation angle ⁇ or an elevation angle ⁇ .
  • the elevation angle ⁇ or the elevation angle ⁇ represents an angle formed with the horizontal plane 90, and the broken line in the drawing indicates the direction of the main beam.
  • the elevation angle ⁇ or the elevation angle ⁇ in the angle range of 10 ° or more and 60 ° or less, it is possible to improve the reception sensitivity of both the vertically polarized wave and the horizontally polarized wave coming from above the vehicle 100.
  • the first antenna set 1 is provided on the windshield 110, which is an example of a dielectric on the front side of the vehicle 100, or in the vicinity thereof.
  • the arrangement (alignment direction) of the first antenna 11 and the second antenna 12 is not particularly limited, but when the vehicle 100 is viewed from above, the direction of each main beam is as shown in FIG. It is preferable that they are arranged side by side in the horizontal direction (X-axis direction in the case of FIG. 1) so as to face the front region of the.
  • the obstruction of the view through the windshield 110 is suppressed as compared with the case where the first antenna 11 and the second antenna 12 are arranged side by side in the direction perpendicular to the horizontal plane.
  • the first substrate 51 and the second substrate 52 are arranged side by side in the horizontal direction so as to face the front region of the vehicle 100 in order to suppress the obstruction of the view through the windshield 110. It is preferably arranged.
  • the first antenna set is provided on the windshield 110, for example, it may be overlapped with at least a part or the whole of a shielding film (not shown) around the windshield 110, or the front glass 110 and the rear view mirror. If it is provided between them, it is easy to suppress the obstruction of the view through the windshield 110.
  • the concealing film include ceramics such as a black ceramics film.
  • the third antenna set 3 is provided on the rear glass 130, which is an example of a dielectric on the rear side of the vehicle 100, or in the vicinity thereof.
  • the arrangement (arrangement direction) of the fifth antenna 15 and the sixth antenna 16 is not particularly limited, but the direction of each main beam when the vehicle 100 is viewed from above is as shown in FIG. It is preferable that they are arranged side by side in the horizontal direction (X-axis direction in the case of FIG. 1) so as to face the rear region of the.
  • the fifth antenna 15 and the sixth antenna 16 are arranged side by side in the horizontal direction, it is possible to suppress the obstruction of the view through the rear glass 130 as compared with the case where the fifth antenna 15 and the sixth antenna 16 are arranged side by side in the direction perpendicular to the horizontal plane.
  • the fifth substrate 55 and the sixth substrate 56 are arranged side by side in the horizontal direction so as to face the rear area of the vehicle 100.
  • the third antenna set is provided on the rear glass 130, for example, if it is overlapped with at least a part or all of the shielding film around the rear glass 130, it is easy to suppress the blocking of the view through the rear glass 130.
  • the second antenna set 2 is provided on the right fixed window glass 120, which is an example of the dielectric on the right side of the vehicle 100, or in the vicinity thereof.
  • the arrangement (arrangement direction) of the third antenna 13 and the fourth antenna 14 is not particularly limited, but when the vehicle 100 is viewed from above, the direction of each main beam is as shown in FIG.
  • the direction of each main beam is as shown in FIG.
  • the obstruction of the view through the fixed window glass 120 on the right side is suppressed as compared with the case where they are arranged side by side in the horizontal direction. Often you can. This is because the fixed window glass 120 on the right side has a shorter horizontal length than other window glasses such as the windshield 110.
  • the third substrate 53 and the fourth substrate 54 are vertically arranged so as to face the right region of the vehicle 100. It is preferable that they are arranged side by side in the direction.
  • the second antenna set 2 When the second antenna set 2 is provided on the fixed window glass 120 on the right side, for example, if it is made to overlap at least a part or all of the shielding film around the fixed window glass 120 on the right side, It is easy to control the obstruction of visibility.
  • the second antenna set 2 When a resin frame is provided around the right fixed window glass 120 as a dielectric, the second antenna set 2 may be overlapped with a part or all of the resin frame so that a predetermined antenna gain can be obtained. By doing so, it is easy to suppress the obstruction of the view through the fixed window glass 120 on the right side.
  • the fourth antenna set 4 is provided on or near the left fixed window glass 140, which is an example of a dielectric on the left side of the vehicle 100.
  • the arrangement (direction in which the seventh antenna 17 and the eighth antenna 18 are arranged) is not particularly limited, but when the vehicle 100 is viewed from above, the direction of each main beam is as shown in FIG. Are preferably arranged side by side in the direction perpendicular to the horizontal plane (vertical direction; in the case of FIG. 1, the Z-axis direction) so as to face the left side region.
  • the seventh antenna 17 and the eighth antenna 18 are arranged side by side in the vertical direction, as compared with the case where the seventh antenna 17 and the eighth antenna 18 are arranged side by side in the horizontal direction, blocking of the view through the left fixed window glass 140 is suppressed. Often you can. This is because the left fixed windowpane 140 has a horizontal length shorter than that of other windowpanes such as the windshield 110.
  • the seventh substrate 57 and the eighth substrate 58 are vertically arranged so as to face the left region of the vehicle 100. It is preferable that they are arranged side by side in the direction.
  • the fourth antenna set 4 When the fourth antenna set 4 is provided on the left fixed window glass 140, for example, when it is made to overlap with at least a part or all of the shielding film around the left fixed window glass 140, the fourth antenna set 4 is provided over the fixed window glass 140. It is easy to control the obstruction of visibility.
  • the fourth antenna set 4 When a resin frame is provided around the left fixed window glass 140 as a dielectric, the fourth antenna set 4 may be overlapped with part or all of the resin frame so that a predetermined antenna gain is obtained. By doing so, it is easy to suppress the obstruction of the view through the fixed window glass 140 on the left side.
  • the third antenna 13 and the fourth antenna 14 arranged side by side in the vertical direction are arranged so as to intersect with each other, and are arranged side by side in the vertical direction.
  • the seventh antenna 17 and the eighth antenna 18 are preferably arranged so as to cross each other. In this way, by being arranged so as to intersect with each other, the outer dimensions of the second antenna set 2 and the fourth antenna set 4 in the horizontal direction can be reduced.
  • the third substrate 53 and the fourth substrate 53 arranged side by side in the vertical direction are arranged.
  • Substrates 54 are preferably arranged to intersect each other.
  • the seventh substrate 57 and the eighth substrate 58 arranged side by side in the vertical direction are It is preferably arranged so as to intersect with each other.
  • the antenna gain of each main beam of the antennas 11 to 18 is preferably 4 dBi or more and 11 dBi or less, more preferably 5 dBi or more and 10 dBi or less, and further preferably 6 dBi or more and 9 dBi or less.
  • the antenna gain of the main beam is set to 4 dBi or more and 11 dBi or less, the half-value angle of the main beam becomes about 40 ° or more and 90 ° or less. Therefore, by horizontally arranging the antennas 11, 13, 15, 17 for horizontal polarization whose antenna gain is adjusted in such a range, the antenna gain is improved and the directivity is widened in horizontal polarization. Can achieve both.
  • the antennas 12, 14, 16 and 18 for vertically polarized waves whose antenna gains are adjusted in such a range at four locations, the antenna gain is improved and the wide angle of directivity is increased in vertically polarized waves. Can be achieved at the same time.
  • the mutual distance between the horizontally polarized antennas 11, 13, 15, 17 is preferably 10 ⁇ or more, more preferably 15 ⁇ or more, and further preferably 20 ⁇ . That is all.
  • the mutual distance between the vertically polarized antennas 12, 14, 16, and 18 is preferably 10 ⁇ or more, more preferably 15 ⁇ or more, and further preferably 20 ⁇ or more.
  • the upper limit of the mutual distance varies depending on the size of the vehicle in which each antenna is mounted.
  • the mutual distance between the antennas for the same polarization is 10 ⁇ or more, the correlation coefficient between the antennas is significantly reduced compared to the case where the distance is less than 10 ⁇ . Therefore, each antenna is MIMO (Multiple Input Multiple Output). ) Suitable for use as an antenna. For example, in the case of a radio wave having a frequency of 28 GHz, 10 ⁇ is about 100 mm.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an antenna set having a horizontal polarization antenna 30 and a vertical polarization antenna 40 arranged side by side in the horizontal direction.
  • the antenna set shown in FIG. 5 is an example of the above-described first antenna set 1 and third antenna set 3, for example.
  • the horizontally polarized antenna 30 corresponds to the first antenna 11
  • the vertically polarized antenna 40 corresponds to the second antenna 12.
  • the horizontally polarized antenna 30 corresponds to the fifth antenna
  • the vertically polarized antenna 40 corresponds to the sixth antenna 16.
  • Horizontally polarized antenna 30 is a planar antenna having a dielectric substrate 36 on which antenna conductors 31 and 32 are formed.
  • the dielectric substrate 36 has a first substrate surface and a second substrate surface opposite to the first substrate surface.
  • the horizontal polarization antenna 30 is a microstrip antenna (patch antenna)
  • the antenna conductors 31 and 32 and the strip conductor 33 formed on the first substrate surface are opposed to each other via the dielectric substrate 36 (
  • a ground conductor (not shown) is formed on the second substrate surface.
  • the strip conductor 33 is a feed line whose tip portion is connected in parallel to the patch-shaped antenna conductors 31, 31.
  • the inner conductor 34a of the coaxial cable 34 is conductively connected to the strip conductor 33, and the outer conductor of the coaxial cable 34 is conductively connected to a ground conductor formed on the second substrate surface.
  • the opposite side (not shown) of the coaxial cable 34 is connected to a vehicle-mounted communication device.
  • the vertically polarized antenna 40 is a planar antenna having a dielectric substrate 46 on which antenna conductors 41 and 42 are formed.
  • Dielectric substrate 46 has a first substrate surface and a second substrate surface opposite to the first substrate surface.
  • the vertically polarized antenna 40 is a microstrip antenna (patch antenna)
  • the antenna conductors 41 and 42 and the strip conductor 43 formed on the first substrate surface are opposed to each other via the dielectric substrate 46 (
  • a ground conductor (not shown) is formed on the second substrate surface.
  • the strip conductor 43 is a feed line whose tip is connected in series to the patch-shaped antenna conductors 41, 41.
  • the inner conductor 44a of the coaxial cable 44 is conductively connected to the strip conductor 43, and the outer conductor of the coaxial cable 44 is conductively connected to a ground conductor formed on the second substrate surface.
  • the opposite side (not shown) of the coaxial cable 44 is connected to a vehicle-mounted communication device.
  • the antenna set shown in FIG. 5 may have a hinge mechanism in which the dielectric substrates 36 and 46 rotate about the rotation axis 21. By rotating the dielectric substrates 36 and 46 about the rotation axis 21, a normal direction 35 of the dielectric substrate 36 and a normal direction 45 of the dielectric substrate 46 are obtained so that desired antenna gain and directivity can be obtained. You can adjust the angle between and.
  • the substrate surface of the dielectric substrate 36, the antenna surfaces of the antenna conductors 31 and 32, the substrate surface of the dielectric substrate 46, and the antenna surfaces of the antenna conductors 41 and 42 are arranged in the Z-axis direction. It is shown to be parallel. However, as described above, the antenna set of FIG. 5 is installed in the vehicle 100 so that the main beam has an elevation angle ⁇ or an elevation angle ⁇ in a predetermined range by forming an inclination of a predetermined angle with respect to the Z-axis direction. You may.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of an antenna set having a horizontal polarization antenna 30 and a vertical polarization antenna 40 arranged side by side in the vertical direction.
  • the antenna set shown in FIG. 6 is an example of the above-described second antenna set 2 and fourth antenna set 4, for example.
  • the horizontally polarized antenna 30 corresponds to the third antenna 13
  • the vertically polarized antenna 40 corresponds to the fourth antenna 14.
  • the horizontally polarized antenna 30 corresponds to the seventh antenna 17, and the vertically polarized antenna 40 corresponds to the eighth antenna 18.
  • the configurations of the horizontal polarization antenna 30 and the vertical polarization antenna 40 shown in FIG. 6 are the same as those described above.
  • the antenna set shown in FIG. 6 may have a mechanism in which the dielectric substrates 36 and 46 rotate about the rotation axis 22. By rotating the dielectric substrates 36 and 46 about the rotation axis 22, a normal direction 35 of the dielectric substrate 36 and a normal direction 45 of the dielectric substrate 46 are obtained so that desired antenna gain and directivity can be obtained. You can adjust the angle between and.
  • the substrate surface of the dielectric substrate 36, the antenna surfaces of the antenna conductors 31 and 32, the substrate surface of the dielectric substrate 46, and the antenna surfaces of the antenna conductors 41 and 42 are arranged in the Z-axis direction. It is shown to be parallel. However, as described above, the antenna set of FIG. 6 is also installed in the vehicle 100 so that the main beam has an elevation angle ⁇ or an elevation angle ⁇ in a predetermined range by inclining the antenna set at a predetermined angle with respect to the Z-axis direction. You may.
  • the vertically polarized antenna or the horizontally polarized antenna is not limited to the microstrip antenna, and other types of antennas may be used.
  • it may be a planar antenna fed by a coplanar line.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of directivity of the antennas 12, 14, 16, 18 which are a plurality of vertically polarized antennas.
  • WSVANT”, “RQLVANT”, “BLVANT”, and “RQRVANT” shown in FIG. 7 indicate examples of antenna gain measurement results of the antennas 12, 14, 16, and 18, respectively.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of directivity of the antennas 11, 13, 15, and 17, which are a plurality of horizontally polarized antennas.
  • “WSHANT”, “RQLHANT”, “BLHHANT”, and “RQRHANT” shown in FIG. 8 indicate examples of the antenna gain measurement results of the antennas 11, 13, 15, and 17, respectively.
  • FIG. 9 is a diagram showing the directivity of FIG. 7 and the directivity of FIG. 8 together.
  • the directivity of the antenna system 101 can be made close to omnidirectional. As described above, it is possible to realize the antenna system 101 which can achieve both the improvement of the antenna gain and the widening of the directivity and has a small polarization dependence.
  • the antenna gain was measured by setting the center of the turntable to the center of the vehicle with each antenna attached as shown in Figs. Then, in each of the vertically polarized wave and the horizontally polarized wave transmitted from the transmitting antenna fixed to the outside of the turntable, the azimuth angle in the horizontal plane with the antenna is changed and the vertical polarization is changed with the elevation angle with the antenna fixed. The antenna gain for waves and horizontal polarization was measured.
  • the angle ⁇ 12 (corresponding to the angle ⁇ 12 ), the angle ⁇ 34 (corresponding to the angle ⁇ 34 ), the angle ⁇ 56 (corresponding to the angle ⁇ 56 ) and the angle ⁇ 78 (angle ⁇ ) formed by the two dielectric substrates (Corresponding to 78 ) were set to 135 °, respectively. Further, each dielectric substrate of each antenna set was tilted by 10 ° with respect to the Z-axis direction, and installed so that the elevation angle ⁇ and the elevation angle ⁇ were 10 °. The fixed transmitting antenna was arranged so that the elevation angle ⁇ was on the extension line of 10 °.
  • FIGS. 7 to 9 show the antenna gains in the range of the azimuth angle ⁇ r of 0 ° to 360 °, the antenna gains at the respective azimuth angles ⁇ r are the antenna gains when the elevation angle ⁇ is 10 °. It is the figure which showed in plan.
  • the type of vehicle 100 shown in FIGS. 1 and 2 is a two-door type, but the present invention is also applicable to other vehicle types such as sedans, hatchbacks, vans, buses, and trucks.
  • the four antenna sets may be provided on or near the dielectrics on the front and rear sides of the vehicle. More specifically, among the four antenna sets, one or more antenna sets are provided near the windshield 110 on the front side of the vehicle, and the remaining one or more antenna sets are on the rear side of the vehicle. It may be provided near the rear glass 130.
  • the two antenna sets provided near the windshield 110 on the front side of the vehicle one is installed near the upper left portion of the windshield 110 and closer to the inside of the vehicle compartment, and the other is set at the upper right portion of the windshield 110. It may be installed near the passenger compartment.
  • the two antenna sets provided near the rear glass 130 on the rear side of the vehicle one is installed near the upper right portion of the rear glass 130 inside the vehicle compartment, and the other is set in the upper left vehicle compartment of the rear glass 130. It may be installed near the inside.
  • one antenna set is installed near the inside of the vehicle in the upper center of the windshield 110, and the remaining three antenna sets are provided in the upper right, upper center, and upper left compartments of the rear glass 130, respectively. It may be installed near the inside.
  • the four antenna sets may be provided on the dielectric on each of the left and right sides of the vehicle or in the vicinity thereof. More specifically, among the four antenna sets, one or more antenna sets are provided in the vicinity of the window glass on the right side of the vehicle, and the remaining one or more antenna sets are installed on the window on the left side of the vehicle. It may be provided near the glass.
  • two antenna sets are provided in each of the right front part and the right rear part, and the remaining two antenna sets are provided in each of the left front part and the left rear part. Good.
  • two antenna sets are installed near the upper left portion and upper right portion of the windshield 110 near the inside of the vehicle compartment, and the remaining two antenna sets are provided on the right fixed window glass 120 and the left side, respectively. It may be installed on the fixed window glass 140 near the inside of the vehicle.
  • the dielectric on the right side of the vehicle is not limited to the fixed window glass 120 on the right side, but may be the right door glass 150 provided on the right door or the fixed window glass on the right side in front of the right door glass 150.
  • the window glass in can be used.
  • the dielectric on the left side of the vehicle is not limited to the fixed window glass 140 on the left side, such as the left door glass 160 provided on the left door or the fixed window glass on the left side in front of the left door glass 160. It may be the window glass on the left side.
  • the number of antenna sets is not limited to four and may be five or more. Further, the number of antennas included in one antenna set is not limited to two and may be three or more.
  • the antenna set is not limited to being provided in the vicinity of a dielectric such as a window glass, and may be directly attached by being attached to the dielectric or embedded.
  • the dielectric is not limited to the window glass, but may be glass bonded to the pillar, or another dielectric such as resin, for example, a resin member such as an instrument panel or a lining in the vehicle interior.
  • FIG. 10 is a diagram showing from above an example of a vehicle equipped with a vehicle antenna system of another embodiment according to the present disclosure.
  • FIG. 10 exemplifies a plurality of antenna sets provided in the vicinity of window glass on both front and rear sides and left and right sides of the vehicle 100. Note that in the description of the antenna system 201, the description of the antenna system 101 is cited for the same configuration as the antenna system 101.
  • the vehicle antenna system 201 has the first to fourth antenna sets 1 to 4 similarly to the vehicle antenna system 101, but two types (that is, for horizontal polarization) that configure each antenna set. And (for vertically polarized waves) are arranged so that the directions of the main beams of the antennas are the same. That is, the first antenna 11 and the second antenna 12, which compose the first antenna set 1, are provided on a substrate on the same plane or a plane parallel to each other. Similarly, the third antenna 13 and the fourth antenna 14, which form the second antenna set 2, are provided on the substrates on the same plane or planes parallel to each other, and form the third antenna set 3.
  • the fifth antenna 6 and the sixth antenna 16 are provided on a substrate on the same plane or a plane parallel to each other, and further, the seventh antenna 17 and the eighth antenna 18 constituting the fourth antenna set 4 are The substrates are provided on the same plane or planes parallel to each other.
  • the horizontal polarization main beam and the vertical polarization are respectively provided at four positions of the vehicle 100 in the front direction, the right direction, the rear direction, and the left direction.
  • the two main beams of waves are in the same direction.
  • Such an antenna system 201 is suitable for a system that transmits and receives both vertically polarized waves and horizontally polarized waves well.
  • the half-value angle centered on each main beam is preferably 60 ° or more and 120 ° or less in order to widen the directivity, depending on the arrangement of each antenna set.
  • the half-value angle centered on the main beam tends to lower the reception sensitivity when it is widened, so it is preferable to set it according to a predetermined specification.
  • FIG. 11 is a diagram showing from above an example of a vehicle equipped with a vehicle antenna system of another embodiment according to the present disclosure.
  • FIG. 11 shows the vicinity of window glass on the side where the azimuth angle is ⁇ 45 ° with respect to the front of the vehicle 100 and the side where the azimuth angle is ⁇ 45 ° with respect to the rear of the vehicle 100.
  • the plurality of antenna sets provided in FIG. Note that in the description of the antenna system 301, the description of the antenna system 201 is cited for the same configuration as the antenna system 201.
  • the vehicle antenna system 301 has first to fourth antenna sets 1 to 4, and two types (that is, for horizontal polarization, which configure each antenna set). It is arranged so that the directions of the main beams of the antenna (for vertically polarized waves) are the same. In this case as well, although depending on the arrangement of each antenna set, the half-value angle around each main beam is preferably 60 ° or more and 120 ° or less in order to widen the directivity.
  • the first antenna set 1 is provided in or near the dielectric in the azimuth angle + 45 ° with respect to the front of the vehicle 100.
  • the first antenna set 1 is provided on the right side of the windshield 110, but the fixed window glass on the right side in front of or in the vicinity of the right door glass 150 or in front of the right door glass 150. Alternatively, it may be provided in the vicinity thereof.
  • the second antenna set 2 is provided at or near the dielectric in the azimuth + 45 ° direction with respect to the rear of the vehicle 100.
  • the second antenna set 2 is provided on the right side of the rear glass 130 in FIG. 11, the second fixed antenna 120 on the right side of the rear door glass 150 or in the vicinity thereof, or on the right side fixed window glass 120 behind the right door glass 150 or It may be provided in the vicinity thereof.
  • the third antenna set 3 is provided at or near the dielectric in the azimuth direction of ⁇ 45 ° with respect to the rear of the vehicle 100.
  • the third antenna set 3 is provided on the left side of the rear glass 130, but the third fixed antenna 140 is provided on the left side of the rear glass 130 or in the vicinity thereof, or on the left side fixed window glass 140 behind the left door glass 160 or It may be provided in the vicinity thereof.
  • the fourth antenna set 4 is provided at or near the dielectric in the azimuth direction of ⁇ 45 ° with respect to the front of the vehicle 100.
  • the fourth antenna set 4 is provided on the left side of the windshield 110 in FIG. 11, the left fixed window glass that is located in front of or near the left door glass 160 or in front of the left door glass 160. Alternatively, it may be provided in the vicinity thereof.
  • each antenna set has the same main beam direction of the horizontal polarization antenna and the main beam direction of the vertical polarization antenna as in the vehicle antenna systems 201 and 301, the shape of the vehicle Alternatively, more than four may be arranged according to desired reception sensitivity.

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Abstract

車両の前後両側と左右両側のうち少なくとも一方の両側にある誘電体又はその近傍に設けられる複数のアンテナセットを備え、第１のアンテナセットは、第１のアンテナと第２のアンテナを有し、第２のアンテナセットは、第３のアンテナと第４のアンテナを有し、第３のアンテナセットは、第５のアンテナと第６のアンテナを有し、第４のアンテナセットは、第７のアンテナと第８のアンテナを有し、第１のアンテナと第３のアンテナと第５のアンテナと第７のアンテナはそれぞれ、垂直偏波を送受する場合に比べて水平偏波を送受する場合の方が、アンテナ利得が高く、第２のアンテナと第４のアンテナと第６のアンテナと第８のアンテナはそれぞれ、水平偏波を送受する場合に比べて垂直偏波を送受する場合の方が、アンテナ利得が高い、車両用アンテナシステム。

Description

車両用アンテナシステム
　本発明は、車両用アンテナシステムに関する。
　近年、４Ｇ ＬＴＥ（８００ＭＨｚ帯）から５Ｇ（ｓｕｂ６）への移行など、マイクロ波やミリ波の周波数帯を使用する高速・大容量の無線通信システムを利用するサービスが拡がる動きがある。具体的には、３ＧＨｚ帯域から５～６ＧＨｚ帯域まで、そのようなサービスの使用帯域が広がる傾向にある。更には、ｓｕｂ６よりも高い周波数帯（例えば、２８ＧＨｚ帯、４０ＧＨｚ帯、６０ＧＨｚ帯、８０ＧＨｚ帯）を用いた無線通信システムの普及に向けた試みが行われている。このような無線通信として、車車間通信や路車間通信などのＶ２Ｘ（Vehicle to Everything）が知られており、このような無線通信機能を備える車両をコネクテッドカーと称されることがある。
　このような無線通信において、ＬＴＥに使用される車載用アンテナ装置として、リアスポイラに配置されるアンテナ装置などがある（例えば、特許文献１参照）。また、Ｖ２Ｘに使用される車載用アンテナ装置として、ルーフに配置されるシャークフィン型のアンテナ装置などがある（例えば、特許文献２参照）。
国際公開２０１６／１２５８７６号 国際公開２０１７／２１３２４３号
　しかしながら、アンテナ利得の向上を図るとアンテナのビーム幅が狭くなる傾向があるので、車両上の一箇所に配置された従来の単一のアンテナでは、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立させることが難しい。また、従来の単一のアンテナ装置では、高いアンテナ利得を実現する水平偏波と垂直偏波の両方に対応することが難しい。
　そこで、本開示は、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立でき、且つ、偏波依存性が小さな車両用アンテナシステムを提供する。
　本開示は、
　車両の前後両側と左右両側のうち少なくとも一方の両側にある誘電体又はその近傍に設けられる複数のアンテナセットを備え、
　前記複数のアンテナセットに含まれる第１のアンテナセットは、第１のアンテナと第２のアンテナを有し、
　前記複数のアンテナセットに含まれる第２のアンテナセットは、第３のアンテナと第４のアンテナを有し、
　前記複数のアンテナセットに含まれる第３のアンテナセットは、第５のアンテナと第６のアンテナを有し、
　前記複数のアンテナセットに含まれる第４のアンテナセットは、第７のアンテナと第８のアンテナを有し、
　前記第１のアンテナと前記第３のアンテナと前記第５のアンテナと前記第７のアンテナはそれぞれ、垂直偏波を送受する場合に比べて水平偏波を送受する場合の方が、アンテナ利得が高い水平偏波アンテナであり、
　前記第２のアンテナと前記第４のアンテナと前記第６のアンテナと前記第８のアンテナはそれぞれ、水平偏波を送受する場合に比べて垂直偏波を送受する場合の方が、アンテナ利得が高い垂直偏波アンテナである、車両用アンテナシステムを提供する。
　本開示の技術によれば、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立でき、且つ、偏波依存性が小さな車両用アンテナシステムを提供できる。
車両用アンテナシステムを搭載する車両の一例を上方視で示す図である。 車両用アンテナシステムを搭載する車両の一例を側方視で示す図である。 各アンテナの、車両の上方から見たときの指向性の一例を示す図である。 各アンテナの鉛直面における指向性の一例を示す図である。 横方向に配置される２つのアンテナを有するアンテナセットの一例を示す図である。 縦方向に配置される２つのアンテナを有するアンテナセットの一例を示す図である。 複数の垂直偏波アンテナの指向性の一例を示す図である。 複数の水平偏波アンテナの指向性の一例を示す図である。 図７の指向性と図８の指向性を合わせて示す図である。 本開示に係る別の実施形態の車両用アンテナシステムを搭載する車両の一例を上方視で示す図である。 本開示に係る別の実施形態の車両用アンテナシステムを搭載する車両の一例を上方視で示す図である。
　以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態の説明を行う。なお、各形態において、平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。
　また、本開示に係る車両用アンテナシステムは、マイクロ波やミリ波等の高周波帯（例えば、３～３０ＧＨｚのＳＨＦ（Super High Frequency）帯や、３０～３００ＧＨｚのＥＨＦ（Extremely High Frequency）帯）の電波を送受する。また、本開示に係る車両用アンテナシステムは、例えば、Ｖ２Ｘ通信システム、第５世代移動通信システム（いわゆる、５Ｇ）、車載レーダーシステムなどに適用可能であるが、適用可能なシステムはこれらに限られない。
　図１は、本開示に係る実施形態の車両用アンテナシステムを搭載する車両の一例を上方視で示す図である。図２は、本開示に係る実施形態の車両用アンテナシステムを搭載する車両の一例を側方視で示す図である。図１，２に示すアンテナシステム１０１は、車両１００の前後両側と左右両側のうち少なくとも一方の両側にある誘電体又はその近傍に設けられる複数のアンテナセットを備える車両用アンテナシステムの一例である。
　なお、各図面において、Ｘ軸方向は、車両１００の車幅方向に対応し、Ｙ軸方向は、車両１００の前後方向に対応し、Ｚ軸方向は、車両１００の上下方向に対応する。また、ＸＹ平面は、水平面に対応し、Ｚ軸方向は、水平面に垂直な方向（鉛直方向）に対応する。
　図１，２には、車両１００の前後両側と左右両側のそれぞれにある窓ガラスの近傍に設けられる複数のアンテナセットが例示されている。第１のアンテナセット１は、車両１００の前側にある誘電体であるフロントガラス１１０の近傍に設けられており、より具体的には、フロントガラス１１０の中央上部の車室内側の近傍に設置されている。第２のアンテナセット２は、車両１００の右側にある誘電体である右側の固定窓ガラス１２０の近傍に設けられており、より具体的には、右側の固定窓ガラス１２０の前側端部の車室内側の近傍に設置されている。第３のアンテナセット３は、車両１００の後側にある誘電体であるリアガラス１３０の近傍に設けられており、より具体的には、リアガラス１３０の中央上部の車室内側の近傍に設置されている。第４のアンテナセット４は、車両１００の左側にある誘電体である左側の固定窓ガラス１４０の近傍に設けられており、より具体的には、左側の固定窓ガラス１４０の前側端部の車室内側の近傍に設置されている。
　各アンテナセットは、例えば、３ＧＨｚ以上１００ＧＨｚ以下の範囲に含まれる所定の周波数の電波を送受可能に形成されている。
　第１のアンテナセット１は、第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２を有し、第２のアンテナセット２は、第３のアンテナ１３と第４のアンテナ１４を有する。第３のアンテナセット３は、第５のアンテナ１５と第６のアンテナ１６を有し、第４のアンテナセット４は、第７のアンテナ１７と第８のアンテナ１８を有する。第１のアンテナ１１と第３のアンテナ１３と第５のアンテナ１５と第７のアンテナ１７はそれぞれ、垂直偏波を送受する場合に比べて水平偏波を送受する場合の方が、アンテナ利得が高い水平偏波アンテナである。第２のアンテナ１２と第４のアンテナ１４と第６のアンテナ１６と第８のアンテナ１８はそれぞれ、水平偏波を送受する場合に比べて垂直偏波を送受する場合の方が、アンテナ利得が高い垂直偏波アンテナである。
　水平偏波アンテナは、所定の周波数において、水平偏波のアンテナ利得をＧＨ［ｄＢｉ］とし、垂直偏波のアンテナ利得をＧＶ［ｄＢｉ］としたとき、ＧＨ－ＧＶが１０［ｄＢ］以上あればよく、１５［ｄＢ］以上あればより好ましい。また、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナの、交差偏波識別度が、１０［ｄＢ］以上あればよく、１５［ｄＢ］以上あればより好ましい。
　垂直偏波アンテナは、所定の周波数において、垂直偏波のアンテナ利得をＧＶ［ｄＢｉ］とし、水平偏波のアンテナ利得をＧＨ［ｄＢｉ］としたとき、ＧＶ－ＧＨが１０［ｄＢ］以上あればよく、１５［ｄＢ］以上あればより好ましい。また、垂直偏波アンテナと水平偏波アンテナの、交差偏波識別度が、１０［ｄＢ］以上あればよく、１５［ｄＢ］以上あればより好ましい。
　アンテナシステム１０１は、４つのアンテナセット１，２，３，４が車両１００の前後左右に分散配置されている。そのため、アンテナセット１，２，３，４のうち、一又は複数のアンテナセットのアンテナ利得の向上を図ることによりそれらのアンテナセットのビーム幅が狭まっても、残りのアンテナセットのビーム幅がその狭まりによるアンテナ利得低減をカバーできる。したがって、アンテナシステム１０１は、単一のアンテナが車両上の一箇所に設置されている場合に比べて、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立できる。ここでいうビーム幅は、例えば、主ビームを中心とする半値角として考えることができる。
　また、アンテナセット１，２，３，４は、それぞれ、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナの両方を有している。したがって、アンテナシステム１０１は、水平偏波と垂直偏波の両方に対応でき、偏波依存性を小さくできる。
　このように、本実施形態によれば、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立でき、且つ、偏波依存性を小さくする効果が得られる車両用アンテナシステムの提供が可能となる。このような効果により、例えば、直接波が存在しないＮＬＯＳ（Non Line Of Sight）環境でも、通信の安定性を確保でき、マルチパスの電波の受信感度を向上できる。
　図１に示すように、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立でき、且つ、偏波依存性を小さくする点で、第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２は、各々の主ビームの方向が異なるように配置されることが好ましい。また、例えば、第１のアンテナ１１は第１の基板５１に備えられ、第２のアンテナ１２は第２の基板５２に備えられている場合、第１の基板５１と第２の基板５２とは、互いのアンテナ面に対する法線方向が異なるように配置されることが好ましい。なお、「アンテナ面」とは、後述するパッチアンテナのような「平面アンテナ」の場合、その平面（より具体的には、基板面）に相当する。
　なお、主ビーム（メインローブとも称する）の方向とは、車両上の任意の基準点（例えば、アンテナセットが設置される箇所）に対して、アンテナ利得が最も高く測定される方向（最大利得方向）を表す。
　同様に、図１に示すように、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立でき、且つ、偏波依存性を小さくする点で、第３のアンテナ１３と第４のアンテナ１４は、各々の主ビームの方向が異なるように配置されることが好ましい。例えば、第３のアンテナ１３は第３の基板５３に備えられ、第４のアンテナ１４は第４の基板５４に備えられている場合、第３の基板５３と第４の基板５４とは、互いのアンテナ面に対する法線方向が異なるように配置されることが好ましい。
　同様に、図１に示すように、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立でき、且つ、偏波依存性を小さくする点で、第５のアンテナ１５と第６のアンテナ１６は、各々の主ビームの方向が異なるように配置されることが好ましい。例えば、第５のアンテナ１５は第５の基板５５に備えられ、第６のアンテナ１６は第６の基板５６に備えられている場合、第５の基板５５と第６の基板５６とは、互いのアンテナ面に対する法線方向が異なるように配置されることが好ましい。
　同様に、図１に示すように、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立でき、且つ、偏波依存性を小さくする点で、第７のアンテナ１７と第８のアンテナ１８は、各々の主ビームの方向が異なるように配置されることが好ましい。例えば、第７のアンテナ１７は第７の基板５７に備えられ、第８のアンテナ１８は第８の基板５８に備えられている場合、第７の基板５７と第８の基板５８とは、互いのアンテナ面に対する法線方向が異なるように配置されることが好ましい。
　各アンテナ１１～１８又は各基板５１～５８がこのように配置されることにより、車両１００を中心とする水平面におけるアンテナシステム１０１の指向性を無指向性に近づけることができる。また、全方位の各方向から到来する水平偏波と垂直偏波とのいずれの受信感度も向上させる（つまり、無偏波性を向上させる）ことができる。
　また、アンテナ１１～１８は、各々の主ビームの方向が全て異なるように配置されることがより好ましい。例えば、車両１００を上方から見たとき、基板５１～５８は、各々のアンテナ面に対する法線方向が全て異なるように配置されることがより好ましい。
　図３は、アンテナ１１～１８の、車両１００を上方から見たときの、各々の主ビームの方向が全て異なっていることを示す。１１ｈ，１２ｖ，１３ｈ，１４ｖ，１５ｈ，１６ｖ，１７ｈ，１８ｖは、それぞれ、車両１００を上方から見たときの、アンテナ１１～１８によって形成される主ビームを中心とする半値角を表す。言い換えると、図３において、車両１００を上方から見たときの、アンテナ１１～１８によって形成される主ビームの方向は、それぞれの半値角の中心に相当する。
　このように、車両１００を上方から見たとき、アンテナ１１～１８の各々の主ビームの方向が全て異なるように設定することにより、車両１００を中心とするアンテナシステム１０１の指向性を更に無指向性に近づけることができる。また、全方位の各方向から到来する水平偏波と垂直偏波とのいずれの受信感度も更に向上させることができる。なお、各々のアンテナにおいて、基板５１～５８の各々の法線方向が全て異なるように設定すればよい。
　また、図３は、水平偏波用のアンテナ１１，１３，１５，１７の主ビームの方向と垂直偏波用のアンテナ１２，１４，１６，１８の主ビームの方向とが、車両１００を上方から見たときに時計回りで交互に存在することを示している。水平偏波と垂直偏波の各々の主ビームの方向がこのように時計回りで交互に存在するように、アンテナ１１～１８が配置されることによって、車両１００を中心とする水平面におけるアンテナシステム１０１の指向性を更に無指向性に近づけることができる。また、全方位の各方向から到来する水平偏波と垂直偏波とのいずれの受信感度も更に向上させることができる。
　また、第１のアンテナ１１の主ビームの方向と第２のアンテナ１２の主ビームの方向とがなす角度をθ１２と称する。角度θ１２は、好ましくは９０°以上１８０°未満、より好ましくは１００°以上１７０°以下、更に好ましくは１１０°以上１６０°以下である。例えば、アンテナにおいて、基板面とアンテナ面とが平行に配置されている場合、第１の基板５１と第２の基板５２とがなす角度をγ１２と称する。後述する角度γ３４、角度γ５６、および、角度γ７８も同様に各々のアンテナにおいて、基板面とアンテナ面とが平行に配置されている場合であるとする。角度γ１２は、好ましくは９０°以上１８０°未満、より好ましくは１００°以上１７０°以下、更に好ましくは１１０°以上１６０°以下である。角度θ１２又は角度γ１２をこのような角度範囲に設定することにより、アンテナシステム１０１の指向性を無指向性に近づけることができ、水平偏波と垂直偏波との両方の受信感度を向上させることができる。
　第３のアンテナ１３の主ビームの方向と第４のアンテナ１４の主ビームの方向とがなす角度θ３４も、同様の理由で、角度θ１２と同様の角度範囲が好ましい。第５のアンテナ１５の主ビームの方向と第６のアンテナ１６の主ビームの方向とがなす角度θ５６も、同様である。第７のアンテナ１７の主ビームの方向と第８のアンテナ１８の主ビームの方向とがなす角度θ７８も、同様である。
　また、第３の基板５３と第４の基板５４とがなす角度γ３４も、同様の理由で、角度γ１２と同様の角度範囲が好ましい。さらに、第５の基板５５と第６の基板５６とがなす角度γ５６、第７の基板５７と第８の基板５８とがなす角度γ７８も、同様である。
　また、アンテナ１１～１８は、各々の主ビームの方向の仰角αが、０°以上６０°以下となるように配置するとよく、１０°以上６０°以下となるように配置すると好ましい。例えば、各々のアンテナにおける、基板５１～５８は、各々の法線方向の仰角βが、０°以上６０°以下となるように配置するとよく、１０°以上６０°以下となるように配置すると好ましい。つまり、この場合、仰角αは仰角βに等しくなる。
　図４は、仰角α又は仰角βを示す図である。仰角α又は仰角βは、水平面９０とのなす角度を表し、図中の破線は主ビームの方向を示す。
　このように、例えば、仰角α又は仰角βが１０°以上６０°以下の角度範囲に設定することにより、車両１００の上方から到来する垂直偏波と水平偏波の両方の受信感度を向上させることができる。
　また、第１のアンテナセット１は、車両１００の前側にある誘電体の一例であるフロントガラス１１０又はその近傍に設けられている。この場合、第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２の配置（並ぶ方向）はとくに限定されないが、車両１００を上方から見たときの、各々の主ビームの方向が図３のように車両１００の前方領域に向くように、水平方向（図１の場合、Ｘ軸方向）に並んで配置されることが好ましい。第１のアンテナ１１及び第２のアンテナ１２が、水平方向に並んで配置されることにより、水平面に垂直な方向に並んで配置される場合に比べて、フロントガラス１１０越しの視界の遮りを抑制できる場合が多い。例えば図１に示すように、フロントガラス１１０越しの視界の遮りを抑制するため、第１の基板５１及び第２の基板５２は、車両１００の前方領域に面するように、水平方向に並んで配置されることが好ましい。なお、第１のアンテナセットをフロントガラス１１０に設ける場合、例えば、フロントガラス１１０の周辺の（不図示の）遮蔽膜の少なくとも一部又は全部に重なるようしたり、フロントガラス１１０とリアビューミラーとの間に設けたりすると、フロントガラス１１０越しの視界の遮りを抑制しやすい。なお、隠蔽膜は、具体的に、黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。
　また、第３のアンテナセット３は、車両１００の後側にある誘電体の一例であるリアガラス１３０又はその近傍に設けられている。この場合、第５のアンテナ１５及び第６のアンテナ１６の配置（並ぶ方向）はとくに限定されないが、車両１００を上方から見たときの、各々の主ビームの方向が図３のように車両１００の後方領域に向くように、水平方向（図１の場合、Ｘ軸方向）に並んで配置されることが好ましい。第５のアンテナ１５及び第６のアンテナ１６が、水平方向に並んで配置されることにより、水平面に垂直な方向に並んで配置される場合に比べて、リアガラス１３０越しの視界の遮りを抑制できる場合が多い。例えば図１に示すように、リアガラス１３０越しの視界の遮りを抑制するため、第５の基板５５及び第６の基板５６は、車両１００の後方領域に面するように、水平方向に並んで配置されることが好ましい。なお、第３のアンテナセットをリアガラス１３０に設ける場合、例えば、リアガラス１３０の周辺の遮蔽膜の少なくとも一部又は全部に重なるようにすると、リアガラス１３０越しの視界の遮りを抑制しやすい。
　また、第２のアンテナセット２は、車両１００の右側にある誘電体の一例である右側の固定窓ガラス１２０又はその近傍に設けられている。この場合、第３のアンテナ１３及び第４のアンテナ１４の配置（並ぶ方向）はとくに限定されないが、車両１００を上方から見たときの、各々の主ビームの方向が図３のように車両１００の右方領域に向くように、水平面に垂直な方向（鉛直方向。図１，２の場合、Ｚ軸方向）に並んで配置されることが好ましい。第３のアンテナ１３及び第４のアンテナ１４が、鉛直方向に並んで配置されることにより、水平方向に並んで配置される場合に比べて、右側の固定窓ガラス１２０越しの視界の遮りを抑制できる場合が多い。なぜなら、右側の固定窓ガラス１２０は、水平方向の長さがフロントガラス１１０等の他の窓ガラスよりも短いからである。例えば図１に示すように、右側の固定窓ガラス１２０越しの視界の遮りを抑制するため、第３の基板５３及び第４の基板５４は、車両１００の右方領域に面するように、鉛直方向に並んで配置されることが好ましい。なお、第２のアンテナセット２を右側の固定窓ガラス１２０に設ける場合、例えば、右側の固定窓ガラス１２０の周辺の遮蔽膜の少なくとも一部又は全部に重なるようにすると、固定窓ガラス１２０越しの視界の遮りを抑制しやすい。また、右側の固定窓ガラス１２０周辺に誘電体として樹脂枠がある場合、所定のアンテナ利得が得られる程度に樹脂枠の一部又は全部に第２のアンテナセット２を重ねてもよい。こうすることで、右側の固定窓ガラス１２０越しの視界の遮りを抑制しやすい。
　また、第４のアンテナセット４は、車両１００の左側にある誘電体の一例である左側の固定窓ガラス１４０又はその近傍に設けられている。この場合、第７のアンテナ１７及び第８のアンテナ１８の配置（並ぶ方向）はとくに限定されないが、車両１００を上方から見たときの、各々の主ビームの方向が図３のように車両１００の左方領域に向くように、水平面に垂直な方向（鉛直方向。図１の場合、Ｚ軸方向）に並んで配置されることが好ましい。第７のアンテナ１７及び第８のアンテナ１８が、鉛直方向に並んで配置されることにより、水平方向に並んで配置される場合に比べて、左側の固定窓ガラス１４０越しの視界の遮りを抑制できる場合が多い。なぜなら、左側の固定窓ガラス１４０は、水平方向の長さがフロントガラス１１０等の他の窓ガラスよりも短いからである。例えば図１に示すように、左側の固定窓ガラス１４０越しの視界の遮りを抑制するため、第７の基板５７及び第８の基板５８は、車両１００の左方領域に面するように、鉛直方向に並んで配置されることが好ましい。なお、第４のアンテナセット４を左側の固定窓ガラス１４０に設ける場合、例えば、左側の固定窓ガラス１４０の周辺の遮蔽膜の少なくとも一部又は全部に重なるようにすると、固定窓ガラス１４０越しの視界の遮りを抑制しやすい。また、左側の固定窓ガラス１４０周辺に誘電体として樹脂枠がある場合、所定のアンテナ利得が得られる程度に樹脂枠の一部又は全部に第４のアンテナセット４を重ねてもよい。こうすることで、左側の固定窓ガラス１４０越しの視界の遮りを抑制しやすい。
　また、車両１００を上方から見たとき、鉛直方向に並んで配置される第３のアンテナ１３及び第４のアンテナ１４は、相互に交差するように配置され、鉛直方向に並んで配置される第７のアンテナ１７及び第８のアンテナ１８は、相互に交差するように配置されることが好ましい。このように、相互に交差するように配置されることで、第２のアンテナセット２及び第４のアンテナセット４のそれぞれの水平方向の外形寸法を小さくできる。例えば図１に示すように、第２のアンテナセット２の水平方向の外形寸法を小さくするため、車両１００を上方から見たとき、鉛直方向に並んで配置される第３の基板５３及び第４の基板５４は、相互に交差するように配置されることが好ましい。同様に、第４のアンテナセット４の水平方向の外形寸法を小さくするため、車両１００を上方から見たとき、鉛直方向に並んで配置される第７の基板５７及び第８の基板５８は、相互に交差するように配置されることが好ましい。
　また、アンテナ１１～１８は、各々の主ビームのアンテナ利得が、好ましくは４ｄＢｉ以上１１ｄＢｉ以下であり、より好ましくは５ｄＢｉ以上１０ｄＢｉ以下であり、更に好ましくは６ｄＢｉ以上９ｄＢｉ以下である。主ビームのアンテナ利得を４ｄＢｉ以上１１ｄＢｉ以下に設定すると、主ビームの半値角が４０°以上９０°以下程度になる。そのため、アンテナ利得をそのような範囲に調整した水平偏波用のアンテナ１１，１３，１５，１７を４箇所に分散配置することによって、水平偏波において、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立できる。同様に、アンテナ利得をそのような範囲に調整した垂直偏波用のアンテナ１２，１４，１６，１８を４箇所に分散配置することによって、垂直偏波において、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立できる。
　また、送受する電波の波長をλとすると、水平偏波用のアンテナ１１，１３，１５，１７の相互間距離は、好ましくは１０λ以上であり、より好ましくは１５λ以上であり、更に好ましくは２０λ以上である。同様に、垂直偏波用のアンテナ１２，１４，１６，１８の相互間距離は、好ましくは１０λ以上であり、より好ましくは１５λ以上であり、更に好ましくは２０λ以上である。相互間距離の上限値は、各アンテナが搭載される車両の大きさによって適宜変化する。同じ偏波用の各アンテナ間の相互間距離が１０λ以上であると、各アンテナ間の相関係数は、１０λ未満である場合に比べて著しく低下するので、各アンテナをＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）アンテナとして利用することに適している。例えば、周波数が２８ＧＨｚの電波の場合、１０λは、約１００ｍｍである。
　図５は、水平方向に並んで配置される水平偏波アンテナ３０と垂直偏波アンテナ４０を有するアンテナセットの一例を示す図である。図５に示すアンテナセットは、例えば、上述の第１のアンテナセット１及び第３のアンテナセット３の一例である。第１のアンテナセット１の場合、水平偏波アンテナ３０は、第１のアンテナ１１に対応し、垂直偏波アンテナ４０は、第２のアンテナ１２に対応する。第３のアンテナセット３の場合、水平偏波アンテナ３０は、第５のアンテナ１５に対応し、垂直偏波アンテナ４０は、第６のアンテナ１６に対応する。
　水平偏波アンテナ３０は、アンテナ導体３１，３２が形成された誘電体基板３６を有する平面アンテナである。誘電体基板３６は、第１の基板面と、第１の基板面とは反対側の第２の基板面とを有する。水平偏波アンテナ３０がマイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）である場合、第１の基板面に形成されたアンテナ導体３１，３２及びストリップ導体３３に、誘電体基板３６を介して対向するように、（不図示の）グランド導体が第２の基板面に形成されている。ストリップ導体３３は、その先端部がパッチ状のアンテナ導体３１，３１に並列に接続される給電ラインである。同軸ケーブル３４の内部導体３４ａは、ストリップ導体３３に導電的に接続され、同軸ケーブル３４の外部導体は、第２の基板面に形成されるグランド導体に導電的に接続される。同軸ケーブル３４の不図示の反対側は、車載の通信装置に接続される。
　垂直偏波アンテナ４０は、アンテナ導体４１，４２が形成された誘電体基板４６を有する平面アンテナである。誘電体基板４６は、第１の基板面と、第１の基板面とは反対側の第２の基板面とを有する。垂直偏波アンテナ４０がマイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）である場合、第１の基板面に形成されたアンテナ導体４１，４２及びストリップ導体４３に、誘電体基板４６を介して対向するように、（不図示の）グランド導体が第２の基板面に形成されている。ストリップ導体４３は、その先端部がパッチ状のアンテナ導体４１，４１に直列に接続される給電ラインである。同軸ケーブル４４の内部導体４４ａは、ストリップ導体４３に導電的に接続され、同軸ケーブル４４の外部導体は、第２の基板面に形成されるグランド導体に導電的に接続される。同軸ケーブル４４の不図示の反対側は、車載の通信装置に接続される。
　図５に示すアンテナセットは、誘電体基板３６，４６が回転軸２１を中心に回転する蝶つがい機構を有してもよい。誘電体基板３６，４６が回転軸２１を中心に回転することにより、所望のアンテナ利得と指向性が得られるように、誘電体基板３６の法線方向３５と誘電体基板４６の法線方向４５とがなす角度を調整できる。なお、図５のアンテナセットは、誘電体基板３６の基板面、アンテナ導体３１、３２のアンテナ面、さらに、誘電体基板４６の基板面、アンテナ導体４１、４２のアンテナ面が、Ｚ軸方向に平行するように示している。しかし、上述のとおり、図５のアンテナセットは、Ｚ軸方向に対して所定の角度の傾きをなすことで、主ビームが、所定の範囲の仰角α又は仰角βとなるように車両１００に設置してもよい。
　図６は、垂直方向に並んで配置される水平偏波アンテナ３０と垂直偏波アンテナ４０を有するアンテナセットの一例を示す図である。図６に示すアンテナセットは、例えば、上述の第２のアンテナセット２及び第４のアンテナセット４の一例である。第２のアンテナセット２の場合、水平偏波アンテナ３０は、第３のアンテナ１３に対応し、垂直偏波アンテナ４０は、第４のアンテナ１４に対応する。第４のアンテナセット４の場合、水平偏波アンテナ３０は、第７のアンテナ１７に対応し、垂直偏波アンテナ４０は、第８のアンテナ１８に対応する。図６に示す水平偏波アンテナ３０及び垂直偏波アンテナ４０のそれぞれの構成は、上述の説明と同じである。
　図６に示すアンテナセットは、誘電体基板３６，４６が回転軸２２を中心に回転する機構を有してもよい。誘電体基板３６，４６が回転軸２２を中心に回転することにより、所望のアンテナ利得と指向性が得られるように、誘電体基板３６の法線方向３５と誘電体基板４６の法線方向４５とがなす角度を調整できる。なお、図６のアンテナセットも、誘電体基板３６の基板面、アンテナ導体３１、３２のアンテナ面、さらに、誘電体基板４６の基板面、アンテナ導体４１、４２のアンテナ面が、Ｚ軸方向に平行するように示している。しかし、上述のとおり、図６のアンテナセットも、Ｚ軸方向に対して所定の角度の傾きをなすことで、主ビームが、所定の範囲の仰角α又は仰角βとなるように車両１００に設置してもよい。
　なお、垂直偏波アンテナ又は水平偏波アンテナは、マイクロストリップアンテナに限られず、他の形態のアンテナでもよい。例えば、コプレーナ線路により給電される平面アンテナでもよい。
　図７は、複数の垂直偏波アンテナであるアンテナ１２，１４，１６，１８の指向性の一例を示す図である。図７に示す“ＷＳ Ｖ ＡＮＴ”、“ＲＱＬ Ｖ ＡＮＴ”、“ＢＬ Ｖ ＡＮＴ”、“ＲＱＲ Ｖ ＡＮＴ”は、それぞれ、アンテナ１２，１４，１６，１８のアンテナ利得の測定結果の一例を示す。
　図８は、複数の水平偏波アンテナであるアンテナ１１，１３，１５，１７の指向性の一例を示す図である。図８に示す“ＷＳ Ｈ ＡＮＴ”、“ＲＱＬ Ｈ ＡＮＴ”、“ＢＬ Ｈ ＡＮＴ”、“ＲＱＲ Ｈ ＡＮＴ”は、それぞれ、アンテナ１１，１３，１５，１７のアンテナ利得の測定結果の一例を示す。
　図９は、図７の指向性と図８の指向性を合わせて示す図である。図９に示すように、アンテナシステム１０１の指向性を無指向性に近づけることができる。このように、アンテナ利得の向上と指向性の広角化を両立でき、且つ、偏波依存性が小さなアンテナシステム１０１を実現できる。
　なお、アンテナ利得の測定は、ターンテーブルの中心に、各アンテナが図１，２のように取り付けられた車両の中心をセットして行った。そして、ターンテーブルの外側に固定された送信アンテナから送信される垂直偏波と水平偏波それぞれにおいて、アンテナとの仰角を固定した状態で、アンテナとの水平面内の方位角を変えて、垂直偏波と水平偏波に対するアンテナ利得を測定した。
　このとき、２つの誘電体基板がなす、角度γ１２（角度θ１２に相当）、角度γ３４（角度θ３４に相当）、角度γ５６（角度θ５６に相当）、角度γ７８（角度θ７８に相当）は、それぞれ、１３５°に設定した。さらに、各々のアンテナセットの各誘電体基板は、Ｚ軸方向に対して１０°の傾きをなし、仰角α及び仰角βが１０°になるように設置した。なお、上記の固定した送信アンテナは、仰角αが１０°の延長線上に来るように配置した。
　方位角θｒを０°～３６０°まで５°毎変化させる場合において、２８ＧＨｚで測定された垂直偏波と水平偏波それぞれにおけるアンテナ利得を、図７～９にプロットした。即ち、図７～９は方位角θｒを０°～３６０°の範囲におけるアンテナ利得を示すが、各々の方位角θｒにおけるアンテナ利得は、いずれも仰角αが１０°におけるアンテナ利得であって、それらを平面的に示した図である。
　以上、車両用アンテナシステムを実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
　例えば、図１，２に示す車両１００の種類は、２ドアタイプであるが、本発明は、セダン、ハッチバック、バン、バス、トラックなどの他の車種にも適用可能である。
　また、例えば、４つのアンテナセットは、車両の前後両側のそれぞれにある誘電体又はその近傍に設けられるものでもよい。より具体的には、４つのアンテナセットのうち、１つ又は複数のアンテナセットは、車両の前側のフロントガラス１１０の近傍に設けられ、残りの１つ又は複数のアンテナセットは、車両の後側のリアガラス１３０の近傍に設けられてもよい。
　例えば、車両の前側のフロントガラス１１０の近傍に設けられる２つのアンテナセットのうち、一方は、フロントガラス１１０の左上部の車室内側の近傍に設置され、他方は、フロントガラス１１０の右上部の車室内側の近傍に設置されてもよい。そして、車両の後側のリアガラス１３０の近傍に設けられる２つのアンテナセットのうち、一方は、リアガラス１３０の右上部の車室内側の近傍に設置され、他方は、リアガラス１３０の左上部の車室内側の近傍に設置されてもよい。
　あるいは、例えば、１つのアンテナセットが、フロントガラス１１０の中央上部の車室内側の近傍に設置され、残りの３つのアンテナセットが、それぞれ、リアガラス１３０の右上部、中央上部、左上部の車室内側の近傍に設置されてもよい。
　また、例えば、４つのアンテナセットは、車両の左右両側のそれぞれにある誘電体又はその近傍に設けられるものでもよい。より具体的には、４つのアンテナセットのうち、１つ又は複数のアンテナセットは、車両の右側の窓ガラスの近傍に設けられ、残りの１つ又は複数のアンテナセットは、車両の左側の窓ガラスの近傍に設けられてもよい。
　例えばバスなどの前後方向に比較的長い車両において、２つのアンテナセットが、右前部と右後部のそれぞれに設けられ、残りの２つのアンテナセットが、左前部と左後部のそれぞれに設けられてもよい。
　また、例えば、２つのアンテナセットが、それぞれ、フロントガラス１１０の左上部と右上部の車室内側の近傍に設置され、残りの２つのアンテナセットが、それぞれ、右側の固定窓ガラス１２０と左側の固定窓ガラス１４０に車室内側の近傍に設置されてもよい。
　なお、車両の右側にある誘電体は、右側の固定窓ガラス１２０に限られず、右ドアに設けられる右ドアガラス１５０や右ドアガラス１５０よりも前方にある右側の固定窓ガラスなど、車両の右側にある窓ガラスでもよい。同様に、車両の左側にある誘電体は、左側の固定窓ガラス１４０に限られず、左ドアに設けられる左ドアガラス１６０や左ドアガラス１６０よりも前方にある左側の固定窓ガラスなど、車両の左側にある窓ガラスでもよい。
　また、アンテナセットの個数は、４つに限られず、５つ以上でもよい。また、一つのアンテナセットが有するアンテナの個数は、２つに限られず、３つ以上でもよい。
　また、アンテナセットは、窓ガラス等の誘電体の近傍に設けられる場合に限られず、誘電体に貼り付け又は内蔵等により直接設けられてもよい。また、誘電体は、窓ガラスに限られず、ピラーに貼り合わされたガラス、さらには樹脂等の他の誘電体でもよく、例えば、車室内のインストルメントパネルや内張りなどの樹脂部材でもよい。
　例えば、車両用のアンテナシステム１０１とは異なるアンテナシステムとして、図１０に示すようなアンテナシステム２０１も挙げられる。図１０は、本開示に係る別の実施形態の車両用アンテナシステムを搭載する車両の一例を上方視で示す図である。図１０は、車両１００の前後両側と左右両側のそれぞれにある窓ガラスの近傍に設けられる複数のアンテナセットが例示されている。なお、アンテナシステム２０１の説明において、アンテナシステム１０１と同じ構成については、アンテナシステム１０１における説明を援用する。
　車両用のアンテナシステム２０１は、車両用のアンテナシステム１０１と同様、第１のアンテナセット１～第４のアンテナセット４を有するが、各々のアンテナセットを構成する２種（即ち、水平偏波用と垂直偏波用）のアンテナの主ビームの方向が同じ方向となるように配置される。つまり、第１のアンテナセット１を構成する、第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２は、同一平面または互いに平行する平面の基板に備えられる。同様に、第２のアンテナセット２を構成する、第３のアンテナ１３と第４のアンテナ１４は、同一平面または互いに平行する平面の基板に備えられ、第３のアンテナセット３を構成する、第５のアンテナ１５と第６のアンテナ１６は、同一平面または互いに平行する平面の基板に備えられ、さらに、第４のアンテナセット４を構成する、第７のアンテナ１７と第８のアンテナ１８は、同一平面または互いに平行する平面の基板に備えられる。
　図１０に示すアンテナシステム２０１の例では、車両１００を上方から見たとき、車両１００の前方向、右方向、後方向および左方向の、４ヶ所について各々、水平偏波の主ビームと垂直偏波の２種の主ビームが同じ方向となる。このようなアンテナシステム２０１は、垂直偏波と水平偏波の両偏波を良好に送受するシステムには適している。なお、アンテナシステム２０１は、各々のアンテナセットの配置にもよるが、指向性を広角化させるために、各々の主ビームを中心とする半値角は、６０°以上１２０°以下が好ましい。主ビームを中心とする半値角は、それを広げると受信感度が低下する傾向があるので、所定の仕様に合わせて設定するとよい。
　また、車両用のアンテナシステム２０１とは異なるアンテナシステムとして、図１１に示すようなアンテナシステム３０１も挙げられる。図１１は、本開示に係る別の実施形態の車両用アンテナシステムを搭載する車両の一例を上方視で示す図である。図１１は、車両１００の前方に対して方位角が±４５°の角度をなす側と、車両１００の後方に対して方位角が±４５°の角度をなす側のそれぞれにある窓ガラスの近傍に設けられる複数のアンテナセットを例示した。なお、アンテナシステム３０１の説明において、アンテナシステム２０１と同じ構成については、アンテナシステム２０１における説明を援用する。
　車両用のアンテナシステム３０１も、車両用アンテナシステム２０１と同様、第１のアンテナセット１～第４のアンテナセット４を有し、各々のアンテナセットを構成する２種（即ち、水平偏波用と垂直偏波用）のアンテナの主ビームの方向が同じ方向となるように配置される。この場合も、各々のアンテナセットの配置にもよるが、指向性を広角化させるために、各々の主ビームを中心とする半値角は、６０°以上１２０°以下が好ましい。
　例えば、第１のアンテナセット１は、車両１００の前方に対して方位角＋４５°方向にある誘電体又はその近傍に設けられる。図１１では、第１のアンテナセット１は、フロントガラス１１０の右側に設けられているが、右ドアガラス１５０の前部又はその近傍、もしくは右ドアガラス１５０よりも前方にある右側の固定窓ガラス又はその近傍に設けられてもよい。
　例えば、第２のアンテナセット２は、車両１００の後方に対して方位角＋４５°方向にある誘電体又はその近傍に設けられる。図１１では、第２のアンテナセット２は、リアガラス１３０の右側に設けられているが、右ドアガラス１５０の後部又はその近傍、もしくは右ドアガラス１５０よりも後方にある右側の固定窓ガラス１２０又はその近傍に設けられてもよい。
　例えば、第３のアンテナセット３は、車両１００の後方に対して方位角－４５°方向にある誘電体又はその近傍に設けられる。図１１では、第３のアンテナセット３は、リアガラス１３０の左側に設けられているが、左ドアガラス１６０の後部又はその近傍、もしくは左ドアガラス１６０よりも後方にある左側の固定窓ガラス１４０又はその近傍に設けられてもよい。
　例えば、第４のアンテナセット４は、車両１００の前方に対して方位角－４５°方向にある誘電体又はその近傍に設けられる。図１１では、第４のアンテナセット４は、フロントガラス１１０の左側に設けられているが、左ドアガラス１６０の前部又はその近傍、もしくは左ドアガラス１６０よりも前方にある左側の固定窓ガラス又はその近傍に設けられてもよい。
　なお、車両用のアンテナシステム２０１、３０１のように、各々のアンテナセットが、水平偏波用アンテナの主ビームの方向と垂直偏波用アンテナの主ビームの方向が同一である場合、車両の形状や所望の受信感度に応じて、４個よりも個数を増やして配置してもよい。
　本国際出願は、２０１８年１０月３１日に出願した日本国特許出願第２０１８－２０６０１３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－２０６０１３号の全内容を本国際出願に援用する。
１　第１のアンテナセット
２　第２のアンテナセット
３　第３のアンテナセット
４　第４のアンテナセット
１１　第１のアンテナ
１２　第２のアンテナ
１３　第３のアンテナ
１４　第４のアンテナ
１５　第５のアンテナ
１６　第６のアンテナ
１７　第７のアンテナ
１８　第８のアンテナ
２１，２２　回転軸
３０　水平偏波アンテナ
３１，３２　アンテナ導体
３３　ストリップ導体
３４　同軸ケーブル
３５　法線方向
３６　誘電体基板
４０　垂直偏波アンテナ
４１，４２　アンテナ導体
４３　ストリップ導体
４４　同軸ケーブル
４５　法線方向
４６　誘電体基板
５１　第１の基板
５２　第２の基板
５３　第３の基板
５４　第４の基板
５５　第５の基板
５６　第６の基板
５７　第７の基板
５８　第８の基板
９０　水平面
１００　車両
１０１，２０１，３０１　車両用アンテナシステム
１１０　フロントガラス
１２０　右側の固定窓ガラス
１３０　リアガラス
１４０　左側の固定窓ガラス
１５０　右ドアガラス
１６０　左ドアガラス

Claims (25)

  1. 　車両の前後両側と左右両側のうち少なくとも一方の両側にある誘電体又はその近傍に設けられる複数のアンテナセットを備え、
    　前記複数のアンテナセットに含まれる第１のアンテナセットは、第１のアンテナと第２のアンテナを有し、
    　前記複数のアンテナセットに含まれる第２のアンテナセットは、第３のアンテナと第４のアンテナを有し、
    　前記複数のアンテナセットに含まれる第３のアンテナセットは、第５のアンテナと第６のアンテナを有し、
    　前記複数のアンテナセットに含まれる第４のアンテナセットは、第７のアンテナと第８のアンテナを有し、
    　前記第１のアンテナと前記第３のアンテナと前記第５のアンテナと前記第７のアンテナはそれぞれ、垂直偏波を送受する場合に比べて水平偏波を送受する場合の方が、アンテナ利得が高い水平偏波アンテナであり、
    　前記第２のアンテナと前記第４のアンテナと前記第６のアンテナと前記第８のアンテナはそれぞれ、水平偏波を送受する場合に比べて垂直偏波を送受する場合の方が、アンテナ利得が高い垂直偏波アンテナである、車両用アンテナシステム。
  2. 　前記第１のアンテナは第１の基板に備えられ、前記第２のアンテナは第２の基板に備えられ、前記第１の基板の基板面と前記第２の基板の基板面とは法線方向が異なり、
    　前記第３のアンテナは第３の基板に備えられ、前記第４のアンテナは第４の基板に備えられ、前記第３の基板の基板面と前記第４の基板の基板面とは法線方向が異なり、
    　前記第５のアンテナは第５の基板に備えられ、前記第６のアンテナは第６の基板に備えられ、前記第５の基板の基板面と前記第６の基板の基板面とは法線方向が異なり、
    　前記第７のアンテナは第７の基板に備えられ、前記第８のアンテナは第８の基板に備えられ、前記第７の基板の基板面と前記第８の基板の基板面とは法線方向が異なる、請求項１に記載の車両用アンテナシステム。
  3. 　前記第１の基板の基板面と前記第２の基板の基板面とがなす角度は、９０°以上１８０°未満であり、
    　前記第３の基板の基板面と前記第４の基板の基板面とがなす角度は、９０°以上１８０°未満であり、
    　前記第５の基板の基板面と前記第６の基板の基板面とがなす角度は、９０°以上１８０°未満であり、
    　前記第７の基板の基板面と前記第８の基板の基板面とがなす角度は、９０°以上１８０°未満である、請求項２に記載の車両用アンテナシステム。
  4. 　前記第１の基板、前記第２の基板、前記第３の基板、前記第４の基板、前記第５の基板、前記第６の基板、前記第７の基板および前記第８の基板は、各々の基板面の法線方向が全て異なるように配置される、請求項２又は３に記載の車両用アンテナシステム。
  5. 　前記第１の基板、前記第２の基板、前記第３の基板、前記第４の基板、前記第５の基板、前記第６の基板、前記第７の基板及び前記第８の基板は、各々の基板面の法線方向の仰角が０°以上６０°以下となるように配置される、請求項２から４のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  6. 　前記第１のアンテナセットは、前記車両の前側にある誘電体又はその近傍に設けられ、前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記車両の前方領域に面するように、水平方向に並んで配置され、
    　前記第３のアンテナセットは、前記車両の後側にある誘電体又はその近傍に設けられ、前記第５の基板及び前記第６の基板は、前記車両の後方領域に面するように、水平方向に並んで配置される、請求項２から５のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  7. 　前記第２のアンテナセットは、前記車両の右側にある誘電体又はその近傍に設けられ、前記第３の基板及び前記第４の基板は、前記車両の右方領域に面するように、水平面に垂直な方向に並んで配置され、
    　前記第４のアンテナセットは、前記車両の左側にある誘電体又はその近傍に設けられ、前記第７の基板及び前記第８の基板は、前記車両の左方領域に面するように、水平面に垂直な方向に並んで配置される、請求項２から６のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  8. 　前記車両を上方から見たとき、前記第３の基板及び前記第４の基板は、相互に交差するように配置され、前記第７の基板及び前記第８の基板は、相互に交差するように配置される、請求項７に記載の車両用アンテナシステム。
  9. 　前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、各々の主ビームの方向が異なるように配置され、
    　前記第３のアンテナと前記第４のアンテナは、各々の主ビームの方向が異なるように配置され、
    　前記第５のアンテナと前記第６のアンテナは、各々の主ビームの方向が異なるように配置され、
    　前記第７のアンテナと前記第８のアンテナは、各々の主ビームの方向が異なるように配置される、請求項１に記載の車両用アンテナシステム。
  10. 　前記第１のアンテナの主ビームの方向と前記第２のアンテナの主ビームの方向とがなす角度は、９０°以上１８０°未満であり、
    　前記第３のアンテナの主ビームの方向と前記第４のアンテナの主ビームの方向とがなす角度は、９０°以上１８０°未満であり、
    　前記第５のアンテナの主ビームの方向と前記第６のアンテナの主ビームの方向とがなす角度は、９０°以上１８０°未満であり、
    　前記第７のアンテナの主ビームの方向と前記第８のアンテナの主ビームの方向とがなす角度は、９０°以上１８０°未満である、請求項９に記載の車両用アンテナシステム。
  11. 　前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、前記第３のアンテナ、前記第４のアンテナ、前記第５のアンテナ、前記第６のアンテナ、前記第７のアンテナ及び前記第８のアンテナは、各々の主ビームの方向が全て異なるように配置される、請求項９又は１０に記載の車両用アンテナシステム。
  12. 　前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、前記第３のアンテナ、前記第４のアンテナ、前記第５のアンテナ、前記第６のアンテナ、前記第７のアンテナ及び前記第８のアンテナは、各々の主ビームの方向の仰角が０°以上６０°以下となるように配置される、請求項９から１１のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  13. 　前記第１のアンテナセットは、前記車両の前側にある誘電体又はその近傍に設けられ、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、各々の主ビームの方向が前記車両の前方領域に向くように、水平方向に並んで配置され、
    　前記第３のアンテナセットは、前記車両の後側にある誘電体又はその近傍に設けられ、前記第５のアンテナ及び前記第６のアンテナは、各々の主ビームの方向が前記車両の後方領域に向くように、水平方向に並んで配置される、請求項９から１２のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  14. 　前記第２のアンテナセットは、前記車両の右側にある誘電体又はその近傍に設けられ、前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナは、各々の主ビームの方向が前記車両の右方領域に向くように、水平面に垂直な方向に並んで配置され、
    　前記第４のアンテナセットは、前記車両の左側にある誘電体又はその近傍に設けられ、前記第７のアンテナ及び前記第８のアンテナは、各々の主ビームの方向が前記車両の左方領域に向くように、水平面に垂直な方向に並んで配置される、請求項９から１３のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  15. 　前記車両を上方から見たとき、前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナは、相互に交差するように配置され、前記第７のアンテナ及び前記第８のアンテナは、相互に交差するように配置される、請求項１４に記載の車両用アンテナシステム。
  16. 　前記水平偏波アンテナの主ビームの方向と前記垂直偏波アンテナの主ビームの方向とが前記車両を上方から見たときに時計回りで交互に存在するように、前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、前記第３のアンテナ、前記第４のアンテナ、前記第５のアンテナ、前記第６のアンテナ、前記第７のアンテナ及び前記第８のアンテナは、配置される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  17. 　前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、前記第３のアンテナ、前記第４のアンテナ、前記第５のアンテナ、前記第６のアンテナ、前記第７のアンテナ及び前記第８のアンテナは、各々の主ビームのアンテナ利得が４ｄＢｉ以上１１ｄＢｉ以下である、請求項１から１６のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  18. 　前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、前記第３のアンテナ、前記第４のアンテナ、前記第５のアンテナ、前記第６のアンテナ、前記第７のアンテナ及び前記第８のアンテナは、各々の主ビームを中心とする半値角が４０°以上９０°以下となるように配置される、請求項１７に記載の車両用アンテナシステム。
  19. 　前記第１のアンテナは第１の基板に備えられ、前記第２のアンテナは第２の基板に備えられ、前記第１の基板の基板面と前記第２の基板の基板面とは法線方向が同一であり、
    　前記第３のアンテナは第３の基板に備えられ、前記第４のアンテナは第４の基板に備えられ、前記第３の基板の基板面と前記第４の基板の基板面とは法線方向が同一であり、
    　前記第５のアンテナは第５の基板に備えられ、前記第６のアンテナは第６の基板に備えられ、前記第５の基板の基板面と前記第６の基板の基板面とは法線方向が同一であり、
    　前記第７のアンテナは第７の基板に備えられ、前記第８のアンテナは第８の基板に備えられ、前記第７の基板の基板面と前記第８の基板の基板面とは法線方向が同一である、請求項１に記載の車両用アンテナシステム。
  20. 　前記第１のアンテナセットは、前記車両の前側にある誘電体又はその近傍に設けられ、
    　前記第２のアンテナセットは、前記車両の右側にある誘電体又はその近傍に設けられ、
    　前記第３のアンテナセットは、前記車両の後側にある誘電体又はその近傍に設けられ、
    　前記第４のアンテナセットは、前記車両の左側にある誘電体又はその近傍に設けられる、請求項１から１９のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  21. 　前記第１のアンテナセットは、前記車両の前方に対して方位角＋４５°方向にある誘電体又はその近傍に設けられ、
    　前記第２のアンテナセットは、前記車両の後方に対して方位角＋４５°方向にある誘電体又はその近傍に設けられ、
    　前記第３のアンテナセットは、前記車両の後方に対して方位角－４５°方向にある誘電体又はその近傍に設けられ、
    　前記第４のアンテナセットは、前記車両の前方に対して方位角－４５°方向にある誘電体又はその近傍に設けられる、請求項１９に記載の車両用アンテナシステム。
  22. 　送受する電波の波長をλとすると、
    　前記第１のアンテナと前記第３のアンテナと前記第５のアンテナと前記第７のアンテナとの相互間距離は、１０λ以上であり、
    　前記第２のアンテナと前記第４のアンテナと前記第６のアンテナと前記第８のアンテナとの相互間距離は、１０λ以上である、請求項１から２１のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  23. 　前記誘電体は、ガラス又は樹脂である、請求項１から２２のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  24. 　前記車両の前側にある誘電体及び前記車両の後側にある誘電体は、ガラスである、請求項６，１３，２０のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
  25. 　前記第１のアンテナセット、前記第２のアンテナセット、前記第３のアンテナセット及び前記第４のアンテナセットは、３ＧＨｚ以上１００ＧＨｚ以下の周波数の電波を送受する、請求項１から２４のいずれか一項に記載の車両用アンテナシステム。
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