WO2020095497A1 - アンテナモジュール、及び車両 - Google Patents

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WO2020095497A1
WO2020095497A1 PCT/JP2019/030703 JP2019030703W WO2020095497A1 WO 2020095497 A1 WO2020095497 A1 WO 2020095497A1 JP 2019030703 W JP2019030703 W JP 2019030703W WO 2020095497 A1 WO2020095497 A1 WO 2020095497A1
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WO
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antenna
vehicle
substrate
module
antenna module
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/030703
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇男 桂
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices

Definitions

  • the present disclosure relates to an antenna module and a vehicle.
  • This application claims priority based on Japanese application No. 2018-209265 filed on Nov. 6, 2018, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • Patent Document 1 discloses an in-vehicle mobile station capable of wireless communication by a fifth generation mobile communication system.
  • An antenna module is an antenna module provided in a vehicle, in which an antenna section forming a beam, a radome provided on an outer wall of an upper surface of the vehicle, and the antenna section are arranged so as to face each other.
  • a moving device that moves the antenna part to one of a first position where the antenna part can form the beam directed outside the vehicle and a second position that is farther from the radome than the first position. ing.
  • a vehicle according to another embodiment is a vehicle equipped with the above antenna module.
  • FIG. 1 is a diagram showing a vehicle equipped with an in-vehicle communication device.
  • FIG. 2 is a sectional view of the antenna module according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the module body.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the movable table.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the raising / lowering operation of the movable table, and shows a state in which the module main body is located at the lowered position.
  • FIG. 5B is a diagram for explaining the raising / lowering operation of the movable table, and shows a state in which the module main body is located at the raised position.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the movement control device.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the antenna module according to the second embodiment.
  • the wireless communication is performed by using the millimeter wave or the quasi-millimeter wave (for example, the radio wave having a very high frequency of 6 GHz or more), the propagation loss is large. Therefore, in the fifth generation mobile communication system, beamforming is performed in order to compensate for the attenuation of radio waves. Therefore, in a mobile station compatible with the fifth generation mobile communication system, it is necessary to install an antenna at a position where a horizontal line of sight can be secured for beamforming. For example, in the vehicle-mounted mobile station described in Patent Document 1, an antenna device (antenna module) is installed on the ceiling (roof) of the vehicle.
  • an antenna device is installed on the ceiling (roof) of the vehicle.
  • the antenna module may have a circuit for adjusting the phase and the amplitude, in addition to a large number of antenna elements forming the array antenna.
  • the temperature of the ceiling of a vehicle or the like facing the upper surface rises to a high temperature due to sunlight or the like, and the circuit may be exposed to a high temperature environment. Even if the antenna module is installed near the ceiling inside the vehicle, the antenna module is exposed to a high temperature environment as outside the vehicle.
  • the durability of the electronic circuit may be deteriorated. For this reason, it is desired to reduce the time for which the antenna module installed near the ceiling of the vehicle is exposed to the high temperature environment as much as possible.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an antenna module or the like that can reduce the time of exposure to a high temperature environment.
  • An antenna module is an antenna module provided in a vehicle, in which an antenna portion forming a beam, a radome provided on an outer wall of an upper surface of the vehicle, and the antenna portion are arranged to face each other.
  • a moving device that moves the antenna section to one of a first position where the antenna section can form the beam directed from the radome to the outside of the vehicle and a second position that is farther from the radome than the first position. , Are provided.
  • the antenna module when it is not necessary to transmit and receive radio waves, the antenna module can be moved to the second position farther from the radome than the first position, and the antenna section can be avoided from the vicinity of the outer wall of the upper surface, which is a high temperature environment. Can be made As a result, the time during which the antenna unit is exposed to the high temperature environment can be reduced.
  • the antenna unit is a circuit board on which an antenna board on which a plurality of antenna elements are mounted and which constitutes an array antenna and a processing circuit which processes a signal transmitted and received by the antenna board are mounted. And a bendable flexible substrate that connects between the antenna substrate and the circuit substrate.
  • the antenna board can be tilted with respect to the circuit board, and the beam from the radome to the outside of the vehicle can be directed diagonally upward with respect to the horizontal plane direction, and the beam can be directed toward the base station installed at a high place. You can turn the direction.
  • the bent substrate in the moving device, the bent substrate is bent and the antenna substrate is tilted with respect to the circuit substrate, and the bent substrate is extended or bent and the antenna substrate is the circuit.
  • the antenna substrate is held in the non-tilted state at the second position, for example, when the antenna substrate and the circuit substrate are cooled by passing air over the substrate surfaces of the antenna substrate and the circuit substrate, the antenna substrate is inclined.
  • the ventilation efficiency of air on the board surfaces of the antenna board and the circuit board can be improved as compared with the inclined state.
  • the cooling efficiency of the antenna unit can be improved. In this way, it is possible to enhance the cooling efficiency of the antenna portion while appropriately forming the beam.
  • the second position is a position lower than the first position. In this case, by moving the antenna unit to the second position, it is possible to reliably avoid the vicinity of the outer wall of the upper surface, which is a high temperature environment.
  • the upper outer wall includes a first region and a second region adjacent to the first region and having a height higher than the height of the first region, and the radome is
  • the first position may be a position directly below the first region
  • the second position may be a position directly below the second region. Also in this case, the second position is located farther from the outer wall of the upper surface than the first position, and the time during which the antenna unit is exposed to high temperature can be reduced.
  • the moving device is based on at least one of passenger information indicating whether or not a passenger is present in the vehicle and vehicle information indicating whether or not the vehicle is in an operating state, It is preferable to include a control unit that controls the movement of the antenna unit. In this case, the antenna unit can be moved to the second position when there is no passenger in the vehicle and there is no need to transmit and receive radio waves because the vehicle is not operating.
  • the moving device may further include a sensor that detects the temperature at the first position, and the control unit may control the movement of the antenna unit based on the output of the sensor. Good.
  • the control unit may control the movement of the antenna unit based on the output of the sensor. Good.
  • a vehicle according to another embodiment is a vehicle including the antenna module according to any one of (1) to (7) above. With this configuration, the vehicle can be used as a mobile station.
  • FIG. 1 is a diagram showing a vehicle equipped with an in-vehicle communication device.
  • the vehicle-mounted communication device 1 is mounted on a vehicle 10.
  • the vehicle-mounted communication device 1 is a mobile station that performs wireless communication with the base station 2 of the mobile communication system.
  • the vehicle 10 includes a bus, a railway vehicle, and the like, in addition to an ordinary passenger car.
  • the base station 2 is installed at a relatively high place such as a rooftop of a building and wirelessly communicates with the onboard communication device 1 on the ground.
  • the wireless communication performed between the vehicle-mounted communication device 1 and the base station 2 is, for example, wireless communication based on the fifth generation mobile communication system.
  • the fifth-generation mobile communication system for example, a radio wave having a very high frequency of 6 GHz or more is used, so that the attenuation during propagation is large. Therefore, the vehicle-mounted communication device 1 and the base station 2 perform beamforming in order to compensate for the attenuation of radio waves.
  • the vehicle-mounted communication device 1 can be controlled so that the direction of the beam B faces the direction of the base station 2.
  • the vehicle-mounted communication device 1 mounted on the vehicle 10 includes a communication device 3 and an antenna module 4.
  • the communication device 3 performs wireless communication with the base station 2 by the antenna module 4. Further, the communication device 3 communicates with a mobile terminal (not shown) such as a smartphone carried by a passenger of the vehicle 10 via a wireless LAN or the like.
  • the communication device 3 has a function of relaying communication between the mobile terminal in the vehicle 10 and the base station 2.
  • the communication device 3 gives a transmission baseband signal to the antenna module 4. Further, the communication device 3 receives the reception baseband signal given from the antenna module 4.
  • the antenna module 4 is connected to the communication device 3, modulates a transmission baseband signal supplied from the communication device 3 into an RF signal, performs signal processing such as phase control and amplification, and wirelessly transmits the RF signal after the signal processing. .. Further, the antenna module 4 obtains an RF signal by receiving the radio wave transmitted from the base station 2. Further, the antenna module 4 performs signal processing such as modulation, amplification, and phase control on the RF signal, and gives the received baseband signal after the signal processing to the communication device 3. Further, the antenna module 4 has a function of controlling the direction of the beam B (the directivity direction of the antenna module 4). That is, the antenna module 4 constitutes a front end module in the in-vehicle communication device 1.
  • the antenna module 4 is attached to, for example, an opening 12 provided in a ceiling outer wall 11 that constitutes a roof of the vehicle 10 for transmitting and receiving RF signals.
  • the antenna module 4 is embedded and attached so as to be substantially flush with the surface of the ceiling outer wall 11.
  • FIG. 2 is a sectional view of the antenna module 4 according to the first embodiment.
  • the antenna module 4 includes a module main body 20 (antenna portion), a radome 22, and a frame 30 that supports the module main body 20. It should be noted that FIG. 2 shows a state in which the module main body 20 is located at a raised position described later.
  • the ceiling outer wall 11 to which the antenna module 4 is attached includes a metal outer plate 13 that constitutes the outer surface 10 a of the vehicle 10, and a lining material 14 that is laminated inside the outer plate 13 and that is made of a soundproof material or the like. Contains.
  • the outer plate 13 is, for example, a steel plate.
  • the frame 30 has a rectangular frame body 32 fitted in the inner end of the opening 12, a pillar 34 extending downward from the lower end of the frame body 32, and a base plate 36 fixed to the frame body 32 via the pillar 34.
  • Including and The frame 32 is a member formed of resin, metal, or the like, and is fitted and fixed in the opening 12.
  • the size of the frame body 32 is, for example, a plane dimension of about 100 mm to 200 mm and a height dimension of about several tens of mm.
  • the columns 34 are resin or metal prismatic or columnar members extending from the four corners of the frame 32.
  • the upper ends of the columns 34 are fixed to the frame 32, and the lower ends are fixed to the four corners of the base plate 36.
  • the base plate 36 is fixed below the frame body 32.
  • the base plate 36 is a rectangular plate-shaped member made of resin or metal.
  • a guide column 38 that guides the movement of a moving table 50 (described later) that holds the module body 20 is provided.
  • the radome 22 protects the module body 20 from the outside while allowing the radio waves transmitted and received by the module body 20 to pass therethrough.
  • the radome 22 is a rectangular plate-shaped member made of resin or the like, and closes the upper end opening 32 a of the frame body 32.
  • the radome 22 is arranged on the opening surface 33 defined by the upper end opening 32a.
  • the radome 22 closes the opening 12 by closing the upper end opening 32a.
  • the surface 22a of the radome 22 is formed substantially flush with the surface of the ceiling outer wall 11.
  • the term “flush” means that they are substantially flush, and for example, the radome 22 is a curved surface slightly protruding with respect to the curved surface following the surface shape of the ceiling outer wall 11. The case of slightly protruding or denting from the surface of the ceiling outer wall 11 due to the mounting method, the manufacturing method of each component, and the like is also included in the same plane.
  • the radome 22 does not have to have a rectangular plate shape, and may have another shape such as a curved shape.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the module body 20.
  • the module main body 20 held by the moving table 50 is shown.
  • the module main body 20 includes four antenna boards 25 and a circuit board 26.
  • the antenna substrate 25 is formed in a rectangular plate shape by laminating an insulating material such as a glass cloth base material epoxy resin material, for example.
  • a plurality of radiation elements 27 are provided on the radiation surface 25 a of the antenna substrate 25.
  • the radiating element 27 is, for example, a planar antenna.
  • Each of the antenna substrates 25 constitutes an array antenna with a plurality of radiating elements 27, and beam forming is individually possible.
  • the antenna substrate 25, which is an array antenna forms a beam toward the outside of the vehicle 10 from (the radome 22 that closes) the opening 12 provided in the ceiling outer wall 11. Since the antenna module 4 of the present embodiment forms a beam directed toward the outside of the vehicle 10 from the opening 12 provided in the ceiling outer wall 11, the height of the antenna substrate 25 with respect to the outside surface 10a of the vehicle 10 can be suppressed. ..
  • the inside of the vehicle means the inside of the outer side surface 10a of the vehicle 10 constituted by the outer plate 13, and the outside of the vehicle means the outside of the outer side surface 10a.
  • the four antenna boards 25 and the circuit board 26 are connected via a belt-shaped bent board 28.
  • the bent substrate 28 has, for example, flexibility and is formed of a dielectric film that can be bent and deformed (bent).
  • the bent substrate 28 has a power feeding line that connects the antenna substrate 25 and the circuit substrate 26 so that power can be fed.
  • the feeder line is, for example, a microstrip line, and a plurality of feeder lines are formed corresponding to the plurality of radiating elements 27 provided on the antenna substrate 25.
  • the circuit board 26 is a rectangular plate-like board and is formed of an insulating material such as a glass cloth base material epoxy resin material.
  • the circuit board 26 is mounted with a control circuit 41 for performing signal processing relating to the transmission and reception of the RF signal described above.
  • the circuit board 26 of the present embodiment has a substantially square plate shape.
  • the circuit board 26 is fixed to the moving table 50.
  • the feed line of the bent board 28 is connected to the control circuit 41 of the circuit board 26. That is, each radiating element 27 is connected to the control circuit 41 via the feeder line.
  • the control circuit 41 transmits / receives a transmission / reception signal to / from each radiating element 27 through the power feeding line.
  • the bent board 28 is connected to the end portions of each side of the circuit board 26. Therefore, the antenna substrate 25 is connected to the end portions of each side of the circuit substrate 26 via the bent substrate 28. Thereby, the antenna substrate 25 can be in a state of being inclined with respect to the circuit board 26 or in a state of being along the surface direction of the circuit board 26. 2 and 3, the antenna substrate 25 is in an inclined state with respect to the circuit substrate 26 so that a beam directed from the radome 22 to the outside of the vehicle can be formed.
  • Each antenna substrate 25 in the inclined state is inclined in such a manner that the respective radiation surfaces 25a are opposed to each other with the end portions of the respective sides of the circuit board 26 as the base end portions. Therefore, the antenna substrates 25 are inclined in different directions.
  • the state where the antenna substrates 25 are inclined in different directions means that the radiation lines 25a of the antenna substrates 25 have different normal directions.
  • the normal direction of the emitting surface 25a means a direction orthogonal to the emitting surface 25a.
  • each antenna substrate 25 in the tilted state is tilted so that the normal line directions of the radiation surface 25a intersect each other on the radiation surface 25a side.
  • the radiation surface 25a of each antenna substrate 25 is oriented in any of the four directions of front, rear, left, and right with the circuit board 26 as the center in the horizontal plane direction, and is oriented obliquely upward with respect to the horizontal plane direction in the vertical plane direction. Be done.
  • the antenna module 4 can respond by sharing the directivity direction with each antenna substrate 25 in the horizontal plane direction, and by increasing the radiation surface 25a of each antenna substrate 25 in the vertical plane direction, The pointing direction can be directed toward the base station 2 installed at the location.
  • the circuit board 26 is held on the upper surface of the moving table 50. Further, the base plate 36 and the moving base 50 are fixed substantially parallel to the horizontal plane when the vehicle 10 is stopped on a horizontal road. Therefore, the circuit board 26 is also held substantially parallel to the horizontal plane.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the moving table 50.
  • the moving table 50 includes a main body plate 52 to which the circuit board 26 is fixed and a rotating plate 54 to which the antenna board 25 is fixed.
  • the main body plate 52 and the rotating plate 54 are rectangular plate-shaped members formed of resin, metal, or the like.
  • the main body plate 52 is formed to have a size slightly larger than the circuit board 26, and the circuit board 26 is fixed to the upper surface 52a.
  • holes 52b through which the guide columns 38 are inserted are formed at the four corners of the main body plate 52.
  • the rotating plate 54 is formed so as to correspond to the size of the antenna substrate 25, and the antenna substrate 25 is fixed to the upper surface 54a.
  • the rotating plate 54 is rotatably fixed to the end of each side of the main body plate 52 via, for example, a hinge.
  • the rotary plate 54 is configured to rotate between a position flush with the main body plate 52 and a position where the antenna substrate 25 is in an inclined state. Therefore, the rotating plate 54 does not rotate below the position where it is flush with the main body plate 52. Further, the rotating plate 54 does not rotate beyond the position where the antenna substrate 25 is inclined.
  • the moving table 50 is substantially parallel to the horizontal plane. Therefore, the rotating plate 54 normally maintains a state of being flush with the main body plate 52, and is rotated upward when a force for rotating is applied from the outside.
  • the movable table 50 can be vertically moved up and down along the guide columns 38 inserted into the holes 52b.
  • the movable table 50 is driven by, for example, a linear actuator (not shown) to move vertically.
  • the moving table 50 can move the module body 20 up and down.
  • the moving table 50 is moved to the module main body 20 in either a raised position, which is a position where the moving table 50 is placed facing the radome 22 when performing wireless communication, and a lowered position below the raised position. To move.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the raising / lowering operation of the moving table 50, and shows a state in which the module main body 20 is located at the lowered position.
  • the antenna module 4 includes a belt 60 for rotating each rotating plate 54, a guide 62 for guiding the belt 60, and a motor 64 for winding the belt 60.
  • the guide 62 and the motor 64 are housed in a space formed by hollowing out the lining material 14, for example.
  • the tip of the belt 60 is connected to the tip of each rotating plate 54.
  • the belt 60 can be both wound and unwound by a motor 64.
  • the belt 60 is wound by the motor 64 when the moving table 50 moves up, and is unwound by the motor 64 when the moving table 50 moves down. Further, when rotating each rotating plate 54 in the raised position, the belt 60 is wound by the motor 64, pulling the tip end of each rotating plate 54 upward, and rotating each rotating plate 54 upward. ..
  • the antenna module 4 includes a movement control device 66 for controlling the linear actuator and the motor 64.
  • the movement control device 66 is provided on the base plate 36, for example.
  • the movement control device 66 controls the elevating operation of the moving table 50 and the rotating operation of each rotating plate 54 by interlocking the linear actuator with the motor 64.
  • the movable table 50 contacts the upper surface 36 a of the base plate 36. Furthermore, when the position of the module main body 20 is in the lowered position, the movable table 50 is in a state in which the rotating plate 54 and the main body plate 52 are flush with each other. At this time, the bent board 28 connecting the antenna boards 25 and the circuit board 26 is extended, and the antenna boards 25 are in an extended state in which they are arranged along the surface direction of the circuit board 26.
  • FIG. 5B is a diagram for explaining the raising / lowering operation of the moving table 50, and shows a state in which the module body 20 is located at the raised position.
  • the movement control device 66 moves the module main body 20 by interlocking the linear actuator and the motor 64 when moving the moving table 50 from the lowered position to the raised position.
  • the movement control device 66 operates the linear actuator and the motor 64 to move the entire module main body 20 (the circuit board 26 and the antenna board 25) to the raised position until the movable table 50 reaches the raised position.
  • each rotating plate 54 is configured so as not to rotate beyond the position where the antenna substrate 25 is in the inclined state.
  • the movement control device 66 detects that the load for winding the belt 60 is equal to or more than a predetermined value, the movement control device 66 stops the winding of the belt 60.
  • each rotating plate 54 is held at a position where the antenna substrate 25 is tilted, and the antenna substrate 25 is held tilted. In this way, in the raised position, the antenna substrate 25 is held in an inclined state.
  • the moving base 50, the movement control device 66, the actuator, the belt 60, the guide 62, and the motor 64, the radome 22 and the module main body 20 are arranged to face each other, and the beam directed from the radome 22 to the outside of the vehicle.
  • the bending substrate 28 is bent and the antenna substrate 25 can form a beam.
  • a holding mechanism that holds the antenna substrate 25 in any one of an inclined state that is inclined with respect to and an extended state in which the bent substrate 28 is extended and the antenna substrate 25 is lined up along the surface direction of the circuit substrate 26.
  • the module main body 20 when it is necessary to transmit and receive radio waves, the module main body 20 is moved to the raised position, and when it is not necessary to transmit and receive radio waves, the module main body 20 is moved to the lowered position away from the ceiling outer wall 11. It can be moved, and the module body 20 can be avoided from the vicinity of the ceiling, which is a high temperature environment. As a result, the time during which the module body 20 is exposed to the high temperature environment can be reduced.
  • the antenna substrate 25 in the ascended position, by tilting the antenna substrate 25, it is possible to direct the pointing direction toward the base station 2 installed at a high place. Further, since the antenna substrate 25 is held in the extended state in the lowered position, for example, when air is ventilated over the substrate surfaces of the antenna substrate 25 and the circuit substrate 26 to cool the antenna substrate 25 and the circuit substrate 26, the antenna As shown in FIG. 5A, it is possible to secure a large path through which air flows, as compared with the inclined state in which the substrate 25 is inclined. As a result, the ventilation efficiency of air on the board surfaces of the antenna board 25 and the circuit board 26 can be improved, and the cooling efficiency of the module body 20 can be improved. As described above, according to the present embodiment, it is possible to enhance the cooling efficiency of the module main body 20 while appropriately forming the beam.
  • the module body 20 is moved from the raised position to the lowered position which is a position lower than the raised position, so that the module body 20 can be surely avoided from the vicinity of the ceiling which is a high temperature environment. .. Moreover, when air is ventilated over the board surfaces of the antenna board 25 and the circuit board 26, air having a lower temperature than the air in the vicinity of the ceiling can be ventilated, and the cooling efficiency of the module body 20 is further improved. Can be increased.
  • the case where the antenna substrate 25 is held in the extended state is illustrated in the lowered position.
  • the antenna substrate 25 is folded back so as to overlap with the upper surface or the lower surface of the circuit board 26, and the antenna substrate 25 is held. You may hold in the state along the surface direction of the circuit board 26. That is, in the lowered position, the antenna substrate 25 is held in a state where it is not inclined (non-inclined state) with respect to the circuit board 26 because the bending board 28 extends or bends and follows the surface direction of the circuit board 26.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the movement control device 66.
  • a temperature sensor 70 and a motion sensor 71 are connected to the movement control device 66.
  • the temperature sensor 70 detects the temperature near the rising position and outputs the detection result to the movement control device 66.
  • the human sensor 71 detects the presence or absence of an occupant in the vehicle 10 and outputs the detection result to the movement control device 66 (passenger information).
  • the movement control device 66 is provided with an interface section 72 connected to the vehicle 10.
  • Vehicle information indicating whether the vehicle 10 is in an operating state is given to the interface unit 72.
  • information indicating whether or not the ignition switch is on is provided to the interface unit 72 as vehicle information.
  • the operating state means a state in which the power and power of each part of the vehicle are on and the vehicle 10 is in an idle state in which the vehicle 10 can immediately travel even when the vehicle 10 is traveling or is stopped.
  • the movement control device 66 is a computer including a processor and a storage unit, and functionally controls the temperature sensor 70, the human sensor 71, and the control unit 66a that controls the moving table 50 based on information provided from the vehicle 10. Have.
  • the control unit 66a raises the movable table 50 and moves the module main body 20 to the raised position. Further, when the vehicle information indicating that the ignition switch is not turned on is given, the control unit 66a lowers the movable table 50 and moves the module main body 20 to the lowered position. Normally, the vehicle 10 is in an operating state when the ignition switch is on. On the other hand, when the ignition switch is not on, the vehicle 10 is in a stopped state.
  • the antenna module 4 does not need to transmit / receive the radio wave from the base station 2.
  • the module body 20 is moved to the lowered position when the ignition switch is not turned on.
  • the module body 20 can be avoided from the vicinity of the ceiling, which is a high temperature environment, and the time of exposure to the high temperature environment can be reduced. it can.
  • control unit 66a lowers the movable table 50 and moves the module main body 20 to the lowered position.
  • the control unit 66a raises the moving table 50 and moves the module body 20 to the raising position.
  • the antenna module 4 When there is an occupant in the vehicle 10, there may be a mobile terminal to be relayed to and from the base station 2, and even if the vehicle 10 is not in the operating state, the antenna module 4 is not connected to the base station 2. It is necessary to send and receive radio waves. On the contrary, if there is no passenger in the vehicle 10, there is no mobile terminal to be relayed with the base station 2. Therefore, the antenna module 4 does not need to transmit / receive the radio wave from the base station 2. In the present embodiment, when the output of the human sensor 71 indicating that there is no passenger is given, the module main body 20 is moved to the lowered position.
  • the module main body 20 can be moved to the lowered position when it is considered that it is not necessary to transmit and receive radio waves because there is no passenger, and the time during which the module main body 20 is exposed to a high temperature environment can be reduced. You can
  • the control unit 66a moves the module main body 20 to the lowered position when at least one of the vehicle information indicating that the ignition switch is not turned on and the output of the motion sensor 71 indicating that there is no passenger is given. In this way, the control unit 66a controls the movement of the module main body 20 based on the information provided from the motion sensor 71 and the interface unit 72 that obtain the information indicating the presence / absence of a passenger in the vehicle 10. In addition, in this embodiment, the case where both the output of the human sensor 71 and the vehicle information are given is shown, but only one of the output of the human sensor 71 and the vehicle information is given and given. The movement of the module main body 20 may be controlled based on the obtained information.
  • control unit 66a controls the movement of the module main body 20 based on the detection result indicating the temperature near the rising position provided by the temperature sensor 70. For example, when the control unit 66a determines that the temperature near the raised position indicated by the detection result exceeds the heat resistant temperature of the module body 20, the control unit 66a lowers the movable table 50 and moves the module body 20 to the lowered position. In this way, the control unit 66a can protect the module body 20 when the temperature near the elevated position excessively rises and the module body 20 may be directly affected by the temperature rise.
  • FIG. 7 is a sectional view of the antenna module 4 according to the second embodiment.
  • the present embodiment differs from the first embodiment in that the module main body 20 translates in the front-rear direction of the vehicle 10.
  • the upper part shows the module main body 20 arranged facing the radome 22 and moved to a position for wireless communication
  • the lower part shows the module main body 20 from the ceiling outer wall 11. The figure when moving to a distant position is shown.
  • the ceiling outer wall 11 shown in FIG. 7 shows a cross section of the vehicle 10 in the front-rear direction.
  • the left side of the drawing is the vehicle front side and the right side of the drawing is the vehicle rear side.
  • the outer ceiling wall 11 includes a first area portion 11a that is inclined rearward of the vehicle 10 from above to below, and a second area portion 11b that is connected to the vehicle front side of the first area portion 11a.
  • the second area portion 11b is parallel to the front-rear direction of the vehicle 10, and the height of the second area portion 11b is higher than the height of the first area portion 11a inclined downward from the second area portion 11b.
  • the radome 22 is provided in the first area portion 11a.
  • the frame 30 included in the antenna module 4 of the present embodiment includes a base plate 80 arranged below the first region 11a and the second region 11b, and a column 81 that fixes the base plate 80 to the ceiling outer wall 11. ..
  • the module body 20 held by the moving table 50 is mounted on the upper surface of the base plate 80.
  • the base plate 80 includes a linear actuator (not shown) that moves the moving table 50 and the module body 20 in the vehicle front-rear direction.
  • the movement control device 66 includes a rear position (the upper stage in FIG. 7) that is a position when wireless communication is performed on the moving base 50 and the module body 20, and a front position on the vehicle front side of the rear position ( 7) shown in the lower part of FIG. 7).
  • the rear position is a position directly below the first area portion 11a, the module body 20 and the radome 22 are arranged to face each other, and each antenna substrate 25 can form a beam directed from the radome 22 to the outside of the vehicle (first position). ).
  • the front position is a position directly below the second region 11b having a height higher than that of the first region 11a, and thus is a position (second position) farther from the ceiling outer wall 11 than the rear position.
  • the movable table 50 holds the module main body 20 in a tilted state at a rear position, and holds the module main body 20 in an extended state at a front position.
  • the module main body 20 when it is necessary to transmit and receive radio waves, the module main body 20 is moved to the rear position, and when it is not necessary to transmit and receive radio waves, the module main body 20 is moved to the front position farther from the ceiling outer wall 11 than the rear position. It is possible to avoid the module body 20 from near the ceiling, which is a high temperature environment.
  • the first area portion 11a is inclined downward toward the rear of the vehicle and the second area portion 11b is parallel to the front-rear direction of the vehicle 10 has been described. If the height is higher than the height of the first area portion 11a, the first area portion 11a and the second area portion 11b may be configured by a flat surface or may be configured by a curved surface. Further, in the present embodiment, the case where the first area portion 11a and the second area portion 11b are connected to each other in the vehicle front-rear direction has been described, but the first area portion 11a and the second area portion 11b are It may be connected in the left-right direction. In this case, the module body 20 is moved in the vehicle left-right direction.
  • the embodiments disclosed this time are exemplifications in all points and not restrictive.
  • the antenna module 4 may be provided not only on the ceiling outer wall 11 but also on the upper surface outer wall facing the upper surface. If it is an automobile, it may be provided on an outer wall such as a trunk or a hood.
  • the circuit board 26 is preferably polygonal according to the number of the antenna boards 25. This is because each antenna board 25 can be connected to the end of each side of the circuit board 26.
  • the bending board 28 is formed of a bendable dielectric film.
  • the bending board 28 rotates the circuit board 26 and the antenna board 25. It may be configured by a hinge or the like capable of supplying power while being connected as much as possible.

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Abstract

アンテナモジュールは、車両に設けられるアンテナモジュールであって、ビームを形成するアンテナ部と、前記車両の上面外壁に設けられたレドームと前記アンテナ部とが対向配置され、前記レドームから車外へ向けた前記ビームを前記アンテナ部が形成可能な第１位置、及び、前記第１位置よりも前記レドームから離れた第２位置のいずれかに前記アンテナ部を移動させる移動装置と、を備えている。

Description

アンテナモジュール、及び車両
　本開示は、アンテナモジュール、及び車両に関するものである。
　本出願は、２０１８年１１月６日出願の日本出願第２０１８－２０９２６５号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特許文献１には、第５世代移動通信システムによる無線通信が可能な車載移動局が開示されている。
国際公開第２０１８／０８８０５１号
　一実施形態であるアンテナモジュールは、車両に設けられるアンテナモジュールであって、ビームを形成するアンテナ部と、前記車両の上面外壁に設けられたレドームと前記アンテナ部とが対向配置され、前記レドームから車外へ向けた前記ビームを前記アンテナ部が形成可能な第１位置、及び、前記第１位置よりも前記レドームから離れた第２位置のいずれかに前記アンテナ部を移動させる移動装置と、を備えている。
　他の実施形態である車両は、上記アンテナモジュールを備えた車両である。
図１は、車載通信機が搭載された車両を示す図である。 図２は、第１実施形態に係るアンテナモジュールの断面図である。 図３は、モジュール本体を示す斜視図である。 図４は、移動台を示す斜視図である。 図５Ａは、移動台の昇降動作を説明するための図であり、モジュール本体が下降位置に位置している状態を示している。 図５Ｂは、移動台の昇降動作を説明するための図であり、モジュール本体が上昇位置に位置している状態を示している。 図６は、移動制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図７は、第２実施形態に係るアンテナモジュールの断面図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　第５世代移動通信システムでは、ミリ波又は準ミリ波（例えば、６ＧＨｚ以上の非常に高い周波数の電波）を利用して無線通信を行うため、伝搬損失が大きい。このため、第５世代移動通信システムでは、電波の減衰を補償するために、ビームフォーミングが行われる。
　従って、第５世代移動通信システムに対応した移動局においては、ビームフォーミングのために、水平方向の見通しが確保できる位置にアンテナを設置する必要がある。例えば、上記特許文献１に記載の車載移動局では、車両の天井（ルーフ）にアンテナ装置（アンテナモジュール）が設置されている。
　上記アンテナモジュールは、アレイアンテナを構成する多数のアンテナ素子の他、位相や振幅を調整するための回路を有していることがある。
　ところで、上面を向く車両の天井等は、太陽光等によって温度が上昇して高温となり、前記回路は高温環境に晒されることがある。
　また、上記アンテナモジュールを車内の天井付近に設置したとしても、車外と同様、前記アンテナモジュールは高温環境に晒される。
　一般に、電子回路を高温環境下で継続的に使用すれば、当該電子回路の耐久性の低下を招くおそれがある。
　このため、車両の天井付近に設置されるアンテナモジュールが高温環境に晒される時間をできるだけ低減することが望まれる。
　本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであり、高温環境に晒される時間を低減することができるアンテナモジュール等の提供を目的とする。
［本開示の効果］
　本開示によれば、高温環境に晒される時間を低減することができる。
　最初に実施形態の内容を列記して説明する。
［実施形態の概要］
（１）一実施形態であるアンテナモジュールは、車両に設けられるアンテナモジュールであって、ビームを形成するアンテナ部と、前記車両の上面外壁に設けられたレドームと前記アンテナ部とが対向配置され、前記レドームから車外へ向けた前記ビームを前記アンテナ部が形成可能な第１位置、及び、前記第１位置よりも前記レドームから離れた第２位置のいずれかに前記アンテナ部を移動させる移動装置と、を備えている。
　上記構成のアンテナモジュールによれば、電波の送受信をする必要がないときには、第１位置よりもレドームから離れた第２位置に移動させることができ、アンテナ部を高温環境である上面外壁付近から避けさせることができる。
　この結果、アンテナ部が高温環境に晒される時間を低減することができる。
（２）上記アンテナモジュールにおいて、前記アンテナ部は、複数のアンテナ素子が実装されアレイアンテナを構成するアンテナ基板と、前記アンテナ基板によって送受信される信号の信号処理を行う処理回路が実装された回路基板と、前記アンテナ基板と、前記回路基板との間を接続する、屈曲可能な屈曲基板と、を備えていることが好ましい。
　この場合、回路基板に対してアンテナ基板を傾斜させることができ、レドームから車外へ向けたビームを、水平面方向に対して斜め上方に向けることができ、高所に設置される基地局の方向に指向方向を向けることができる。
（３）上記アンテナモジュールにおいて、前記移動装置は、前記屈曲基板が屈曲し前記アンテナ基板が前記回路基板に対して傾斜する傾斜状態、及び、前記屈曲基板が伸長又は屈曲し前記アンテナ基板が前記回路基板の面方向に沿う非傾斜状態のいずれかの状態で前記アンテナ基板を保持する保持機構を備え、前記保持機構は、前記アンテナ部の位置が前記第１位置の場合、前記アンテナ基板を前記傾斜状態で保持し、前記アンテナ部の位置が前記第２位置の場合、前記アンテナ基板を前記伸長状態で保持することが好ましい。
　この場合、第１位置においては、アンテナ基板を傾斜状態とすることで、高所に設置される基地局の方向に指向方向を向けることができる。
　さらに、第２位置において、アンテナ基板を非傾斜状態で保持するので、例えば、アンテナ基板及び回路基板の基板面上に空気を通風させてアンテナ基板及び回路基板を冷却する場合、アンテナ基板が傾斜した傾斜状態と比較して、アンテナ基板及び回路基板の基板面上の空気の通風効率を高めることができる。この結果、アンテナ部の冷却効率を高めることができる。
　このように、ビームを適切に形成しつつ、アンテナ部の冷却効率を高めることができる。
（４）また、上記アンテナモジュールにおいて、前記第２位置は、前記第１位置よりも下方の位置であることが好ましい。
　この場合、アンテナ部を第２位置に移動させることで、高温環境である上面外壁付近から確実に避けさせることができる。
（５）上記アンテナモジュールにおいて、前記上面外壁は、第１領域と、前記第１領域に隣接し前記第１領域の高さよりも高い高さの第２領域と、を含み、前記レドームは、前記第１領域に設けられ、前記第１位置は、前記第１領域の直下の位置であり、前記第２位置は、前記第２領域の直下の位置であってもよい。
　この場合も、第２位置は、第１位置よりも上面外壁から離れた位置となり、アンテナ部が高温に晒される時間を低減することができる。
（６）上記アンテナモジュールにおいて、前記移動装置は、前記車両内における搭乗者の有無を示す搭乗者情報、及び、前記車両が動作状態か否かを示す車両情報の少なくともいずれか一方に基づいて、前記アンテナ部の移動を制御する制御部を備えていることが好ましい。
　この場合、車両内に搭乗者が乗車しておらず、また、車両が動作状態にないことから電波を送受信する必要がないときに、アンテナ部を第２位置へ移動させることができる。
（７）上記アンテナモジュールにおいて、前記移動装置は、前記第１位置の温度を検出するセンサをさらに備え、前記制御部は、前記センサの出力に基づいて、前記アンテナ部の移動を制御してもよい。
　この場合、第１位置の温度が過度に上昇し、温度上昇による直接的な影響がアンテナ部に与えられるおそれがある場合において、アンテナ部を第２位置へ移動させることができる。この結果、モジュール本体２０を保護することができる。
（８）他の実施形態である車両は、上記（１）から（７）のいずれかに記載のアンテナモジュールを備えた車両である。
　この構成によれば、車両を移動局として利用することができる。
［実施形態の詳細］
　以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
　なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
　図１は、車載通信機が搭載された車両を示す図である。
　図１中、車載通信機１は車両１０に搭載されている。車載通信機１は、移動通信システムの基地局２と無線通信を行う移動局である。車両１０は、通常の乗用車の他、バスや鉄道車両等も含む。
　基地局２は、建物の屋上等の比較的高所に設置され、地上の車載通信機１と無線通信を行う。
　車載通信機１と、基地局２との間で行われる無線通信は、例えば、第５世代移動通信システムに準拠した無線通信である。
　第５世代移動通信システムでは、例えば、６ＧＨｚ以上の非常に高い周波数の電波を用いるため、伝搬時の減衰が大きい。このため、車載通信機１及び基地局２は、電波の減衰を補償するために、ビームフォーミングを行う。車載通信機１は、ビームＢの方向が基地局２の方向へ向くように制御することができる。
　車両１０に搭載された車載通信機１は、通信装置３と、アンテナモジュール４とを備えている。通信装置３は、アンテナモジュール４によって基地局２との間で無線通信を行う。また、通信装置３は、車両１０の搭乗者が所持するスマートフォン等の移動端末（図示せず）と無線ＬＡＮ等による通信を行う。通信装置３は、車両１０内の移動端末と、基地局２との間の通信を中継する機能を有している。
　通信装置３は、アンテナモジュール４へ送信ベースバンド信号を与える。また、通信装置３は、アンテナモジュール４から与えられる受信ベースバンド信号を受け付ける。
　アンテナモジュール４は、通信装置３に接続され、通信装置３から与えられる送信ベースバンド信号をＲＦ信号に変調するとともに位相制御や増幅等の信号処理を行い、信号処理後のＲＦ信号を無線送信する。また、アンテナモジュール４は、基地局２から送信される無線波を受信することでＲＦ信号を得る。さらに、アンテナモジュール４は、ＲＦ信号に対して変調や、増幅、位相制御等の信号処理を行い、信号処理後の受信ベースバンド信号を通信装置３へ与える。
　さらに、アンテナモジュール４は、ビームＢの方向（アンテナモジュール４の指向方向）を制御する機能を有している。
　つまり、アンテナモジュール４は、車載通信機１におけるフロントエンドモジュールを構成する。
　アンテナモジュール４は、ＲＦ信号の送受信のために、例えば、車両１０のルーフ（屋根）を構成する天井外壁１１に設けられた開口１２に取り付けられている。アンテナモジュール４は、天井外壁１１表面に対してほぼ面一となるように、埋め込まれて取り付けられている。
〔第１実施形態について〕
　図２は、第１実施形態に係るアンテナモジュール４の断面図である。
　図２中、アンテナモジュール４は、モジュール本体２０（アンテナ部）と、レドーム２２と、モジュール本体２０を支持するフレーム３０とを備えている。
　なお、図２は、モジュール本体２０が後述する上昇位置に位置している状態を示している。
　アンテナモジュール４が取り付けられている天井外壁１１は、車両１０の外側面１０ａを構成する金属製の外板１３と、外板１３の内側に積層された防音材等からなる内張材１４とを含んでいる。外板１３は、例えば、鋼板である。
　フレーム３０は、開口１２の内端に嵌め込まれた矩形状の枠体３２と、枠体３２の下端から下方向に延びる支柱３４と、支柱３４を介して枠体３２に固定されたベース板３６とを含む。
　枠体３２は、樹脂又は金属等を用いて形成された部材であり、開口１２に嵌め込まれて固定されている。枠体３２のサイズは、例えば、平面寸法が１００ｍｍから２００ｍｍ程度であり、高さ寸法が数１０ｍｍ程度である。
　支柱３４は、枠体３２の四隅から延びる樹脂又は金属製の角柱状又は円柱状の部材である。支柱３４の上端は枠体３２に固定され、下端はベース板３６の四隅に固定されている。これにより、ベース板３６は枠体３２の下方で固定されている。
　ベース板３６は、樹脂又は金属製の矩形板状の部材である。ベース板３６の上面３６ａには、モジュール本体２０を保持する移動台５０（後に説明する）の移動をガイドするガイド柱３８が設けられている。
　レドーム２２は、モジュール本体２０が送受信する電波を通過させつつ、モジュール本体２０を外部に対して保護している。
　レドーム２２は、樹脂等によって形成された矩形板状の部材であり、枠体３２の上端開口３２ａを塞いでいる。レドーム２２は、上端開口３２ａによって画定される開口面３３に配置されている。レドーム２２は、上端開口３２ａを塞ぐことで開口１２を塞いでいる。
　レドーム２２の表面２２ａは、天井外壁１１表面に対してほぼ面一に形成されている。
　なお、ここで、面一とは、実質的に面一であることを指し、例えば、レドーム２２が、天井外壁１１の表面形状に倣った曲面に対して、わずかに突出した曲面となっていたり、取り付け方法や、各部品の製造方法等に起因して、天井外壁１１表面からわずかに突出したりへこんだりする場合も、面一に含まれる。
　なお、レドーム２２は、矩形板状である必要はなく、曲面形状等の他の形状であってもよい。
　図３は、モジュール本体２０を示す斜視図である。図３では、移動台５０によって保持されたモジュール本体２０を示している。
　図２及び図３に示すように、モジュール本体２０は、４つのアンテナ基板２５と、回路基板２６とを備えている。
　アンテナ基板２５は、例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂材等の絶縁材を積層することで矩形板状に形成されている。アンテナ基板２５の放射面２５ａには、複数の放射素子２７が設けられている。放射素子２７は、例えば、平面アンテナである。
　アンテナ基板２５は、それぞれが複数の放射素子２７によってアレイアンテナを構成しており、それぞれ個別にビームフォーミングが可能となっている。
　アレイアンテナであるアンテナ基板２５は、天井外壁１１に設けられた開口１２（を塞ぐレドーム２２）から車両１０の外側へ向けたビームを形成する。
　本実施形態のアンテナモジュール４は、天井外壁１１に設けられた開口１２から車両１０の外側へ向けたビームを形成するので、車両１０の外側面１０ａに対するアンテナ基板２５の高さを抑えることができる。
　なお、車内とは、外板１３により構成される車両１０の外側面１０ａよりも内側を意味し、車外とは、外側面１０ａよりも外側を意味する。
　４つのアンテナ基板２５と、回路基板２６とは、帯状の屈曲基板２８を介して接続されている。
　屈曲基板２８は、例えば、柔軟性を有しており、曲げ変形（屈曲）させることができる誘電体フィルムによって形成されている。
　屈曲基板２８は、アンテナ基板２５と回路基板２６との間を給電可能に接続する給電線路を有している。給電線路は、例えば、マイクロストリップラインよりなり、アンテナ基板２５に設けられた複数の放射素子２７に対応して複数本形成されている。
　図２及び図３に示すように、回路基板２６は、矩形板状の基板であり、ガラス布基材エポキシ樹脂材等の絶縁材により形成されている。回路基板２６には、上述のＲＦ信号の送受信に関する信号処理を行うための制御回路４１が実装されている。本実施形態の回路基板２６は、ほぼ正方形の板状である。回路基板２６は、移動台５０に固定されている。
　屈曲基板２８の給電線路は回路基板２６の制御回路４１に接続される。つまり、各放射素子２７は、給電線路を介して制御回路４１に接続される。制御回路４１は、給電線路を通じて各放射素子２７との間で送受信信号の授受を行う。
　屈曲基板２８は回路基板２６の各辺の端部に接続されている。よって、アンテナ基板２５は、回路基板２６の各辺の端部に屈曲基板２８を介して接続されている。これにより、アンテナ基板２５は、回路基板２６に対して傾斜した状態や、回路基板２６の面方向に沿う状態にすることができる。
　なお、図２及び図３では、アンテナ基板２５は、レドーム２２から車外へ向けたビームが形成可能に回路基板２６に対して傾斜した傾斜状態とされている。
　傾斜状態における各アンテナ基板２５は、回路基板２６の各辺の端部を基端部として、互いの放射面２５ａが向かい合う方向に立ち上げられて傾斜している。よって、各アンテナ基板２５は、互いに異なる方向に傾斜している。
　なお、各アンテナ基板２５が互いに異なる方向に傾斜している状態とは、アンテナ基板２５の放射面２５ａの法線方向が互いに異なっている状態をいう。放射面２５ａの法線方向とは、放射面２５ａに直交する方向をいう。
　また、傾斜状態における各アンテナ基板２５は、放射面２５ａの法線方向が、放射面２５ａ側で互いに交差するように、傾斜している。これにより、各アンテナ基板２５の放射面２５ａは、水平面方向においては回路基板２６を中心として前後左右の４方向のいずれかに向けられるとともに、垂直面方向においては水平面方向に対して斜め上方に向けられる。
　これにより、アンテナモジュール４は、水平面方向においては、各アンテナ基板２５で指向方向を分担して対応でき、垂直面方向においては、各アンテナ基板２５の放射面２５ａを斜め上方に向けることで、高所に設置される基地局２の方向に指向方向を向けることができる。
　回路基板２６は、移動台５０の上面で保持される。また、ベース板３６及び移動台５０は、車両１０が水平な道路上に停止している場合において、水平面に対してほぼ平行に固定されている。よって、回路基板２６も水平面に対してほぼ平行に保持される。
　図４は、移動台５０を示す斜視図である。図４に示すように、移動台５０は、回路基板２６が固定される本体板５２と、アンテナ基板２５が固定される回動板５４とを備えている。
　本体板５２及び回動板５４は、樹脂又は金属等によって形成された矩形板状の部材である。
　本体板５２は、回路基板２６よりも僅かに大きい寸法に形成されており、上面５２ａに回路基板２６が固定される。また、本体板５２の四隅には、ガイド柱３８が挿通される孔部５２ｂが形成されている。
　回動板５４は、アンテナ基板２５の大きさに対応するように形成されており、上面５４ａにアンテナ基板２５が固定される。回動板５４は、本体板５２の各辺の端部に例えば蝶番等を介して回動可能に固定されている。回動板５４は、本体板５２に対して面一となる位置と、アンテナ基板２５が傾斜状態となる位置との間を回動するように構成されている。
　よって、回動板５４は、本体板５２に対して面一となる位置よりも下方には回動しない。また、回動板５４は、アンテナ基板２５が傾斜状態となる位置を超えて回動しない。移動台５０は水平面に対してほぼ平行である。よって、回動板５４は、通常、本体板５２に対して面一となる状態を維持し、回動させるための力が外部から与えられることで上方に回動する。
　移動台５０は、孔部５２ｂに挿通されるガイド柱３８に沿って上下方向に昇降可能である。移動台５０は、例えば、図示しないリニアアクチュエータによって駆動されて昇降動作する。これにより、移動台５０は、モジュール本体２０を上下方向に昇降させることができる。移動台５０は、移動台５０の昇降動作によって、レドーム２２に対向して配置され無線通信を行う際の位置である上昇位置、及び、上昇位置よりも下方の下降位置のいずれかにモジュール本体２０を移動させる。
　図５Ａは、移動台５０の昇降動作を説明するための図であり、モジュール本体２０が下降位置に位置している状態を示している。
　アンテナモジュール４は、各回動板５４を回動させるためのベルト６０と、ベルト６０を誘導するためのガイド６２と、ベルト６０を巻き取るためのモータ６４とを備えている。ガイド６２及びモータ６４は、例えば、内張材１４をくり抜くことで形成した空間に収容される。
　ベルト６０の先端は、各回動板５４の先端部に接続されている。ベルト６０は、モータ６４によって巻き取り、及び繰り出しの両方が可能とされている。ベルト６０は、移動台５０が上昇する場合には、モータ６４によって巻き取られ、移動台５０が下降する場合には、モータ６４によって繰り出される。
　また、上昇位置において各回動板５４を回動させる場合、ベルト６０は、モータ６４によって巻き取られることで、各回動板５４の先端部を上方に引っ張り、各回動板５４を上方へ回動させる。
　さらに、アンテナモジュール４は、前記リニアアクチュエータと、モータ６４とを制御するための移動制御装置６６を備えている。移動制御装置６６は、例えば、ベース板３６上に設けられる。移動制御装置６６は、前記リニアアクチュエータと、モータ６４とを連動させて、移動台５０の昇降動作及び各回動板５４の回動動作を制御する。
　図５Ａに示すように、モジュール本体２０の位置が下降位置である場合、移動台５０はベース板３６の上面３６ａに当接する。さらに、モジュール本体２０の位置が下降位置である場合、移動台５０は、回動板５４と、本体板５２とが面一となる状態となる。
　この際、各アンテナ基板２５と、回路基板２６とを接続する屈曲基板２８は伸長し、各アンテナ基板２５は、回路基板２６の面方向に沿って並ぶ伸長状態となる。
　図５Ｂは、移動台５０の昇降動作を説明するための図であり、モジュール本体２０が上昇位置に位置している状態を示している。
　移動制御装置６６は、移動台５０を下降位置から上昇位置へ移動する際、前記リニアアクチュエータと、モータ６４とを連動させて、モジュール本体２０を移動させる。移動制御装置６６は、移動台５０が上昇位置へ到達するまでは、前記リニアアクチュエータと、モータ６４とを動作させ、モジュール本体２０全体（回路基板２６及びアンテナ基板２５）を上昇位置まで移動させる。
　回路基板２６が上昇位置へ到達すると、移動制御装置６６は、前記リニアアクチュエータを停止させ、モータ６４のみ動作させる。これにより、ベルト６０が巻き取られることで各回動板５４の先端部が上方に引っ張られ、各回動板５４を上方に回動させる。
　各回動板５４は、上述のように、アンテナ基板２５が傾斜状態となる位置を超えて回動しないように構成されている。移動制御装置６６は、ベルト６０を巻き取る際の負荷が所定以上であると検知すると、ベルト６０の巻き取りを停止する。これにより、各回動板５４は、アンテナ基板２５が傾斜状態となる位置で保持され、アンテナ基板２５は傾斜状態で保持される。
　このように、上昇位置においては、アンテナ基板２５は傾斜状態で保持される。
　以上のように、フレーム３０、移動台５０、移動制御装置６６、アクチュエータ、ベルト６０、ガイド６２、及びモータ６４は、レドーム２２とモジュール本体２０とが対向配置され、レドーム２２から車外ヘ向けたビームを各アンテナ基板２５が形成可能な上昇位置（第１位置）、及び、上昇位置よりもレドーム２２から離れた下降位置（第２位置）のいずれかにモジュール本体２０（アンテナ部）を移動させる移動装置を構成する。
　また、上記移動装置を構成する各部のうち、移動台５０、ベルト６０、ガイド６２、モータ６４、及び移動制御装置６６は、屈曲基板２８が屈曲しアンテナ基板２５がビームを形成可能に回路基板２６に対して傾斜する傾斜状態、及び、屈曲基板２８が伸長しアンテナ基板２５が回路基板２６の面方向に沿って並ぶ伸長状態のいずれかの状態でアンテナ基板２５を保持する保持機構を構成する。
　本実施形態によれば、上記構成によって、電波の送受信を行う必要があるときには、モジュール本体２０を上昇位置へ移動させ、電波の送受信をする必要がないときには、天井外壁１１から離れた下降位置へ移動させることができ、モジュール本体２０を高温環境である天井付近から避けさせることができる。
　この結果、モジュール本体２０が高温環境に晒される時間を低減することができる。
　また、本実施形態では、上昇位置においては、アンテナ基板２５を傾斜状態とすることで、高所に設置される基地局２の方向に指向方向を向けることができる。
　さらに、下降位置においては、アンテナ基板２５を伸長状態で保持するので、例えば、アンテナ基板２５及び回路基板２６の基板面上に空気を通風させてアンテナ基板２５及び回路基板２６を冷却する場合、アンテナ基板２５が傾斜した傾斜状態と比較して、図５Ａに示すように、空気が流れる経路を大きく確保することができる。この結果、アンテナ基板２５及び回路基板２６の基板面上の空気の通風効率を高めることができ、モジュール本体２０の冷却効率を高めることができる。
　このように、本実施形態によれば、ビームを適切に形成しつつ、モジュール本体２０の冷却効率を高めることができる。
　また、本実施形態では、モジュール本体２０を上昇位置から、当該上昇位置よりも下方の位置である下降位置に移動させるので、モジュール本体２０を高温環境である天井付近から確実に避けさせることができる。その上、アンテナ基板２５及び回路基板２６の基板面上に空気を通風させて冷却する場合、天井付近の空気よりもより温度の低い空気を通風させることができ、モジュール本体２０の冷却効率をより高めることができる。
　なお、本実施形態では、下降位置においては、アンテナ基板２５を伸長状態で保持する場合を例示したが、例えば、アンテナ基板２５を回路基板２６の上面又は下面に重ねるように折り返し、アンテナ基板２５を回路基板２６の面方向に沿った状態で保持してもよい。
　つまり、アンテナ基板２５は、下降位置においては、屈曲基板２８が伸長又は屈曲し回路基板２６の面方向に沿うことで回路基板２６に対して傾斜しない状態（非傾斜状態）で保持される。
　図６は、移動制御装置６６の構成の一例を示すブロック図である。
　図６に示すように、移動制御装置６６には、温度センサ７０と、人感センサ７１とが接続されている。温度センサ７０は、上昇位置付近の温度を検出し、検出結果を移動制御装置６６へ出力する。人感センサ７１は、車両１０の車内における搭乗者の有無を検出し、検出結果を移動制御装置６６へ出力（搭乗者情報）を与える。さらに移動制御装置６６には、車両１０に接続されたインターフェース部７２が設けられている。インターフェース部７２には、車両１０が動作状態にあるか否かを示す車両情報が与えられる。本実施形態では、車両情報として、イグニッションスイッチがオンか否かを示す情報がインターフェース部７２に与えられる。なお、動作状態とは、車両１０が走行中、又は停車中であっても車両各部の電源や動力がオンでありすぐに走行可能なアイドル状態にある状態をいう。
　移動制御装置６６は、プロセッサや記憶部を備えたコンピュータであり、温度センサ７０や、人感センサ７１、車両１０から与えられる情報に基づいて移動台５０の制御を行う制御部６６ａを機能的に有する。
　制御部６６ａは、イグニッションスイッチがオンであることを示す車両情報が与えられると、移動台５０を上昇させ、モジュール本体２０を上昇位置へ移動させる。
　また、制御部６６ａは、イグニッションスイッチがオンでないことを示す車両情報が与えられると、移動台５０を下降させ、モジュール本体２０を下降位置へ移動させる。
　通常、イグニッションスイッチがオンである場合、車両１０は動作状態である。一方、イグニッションスイッチがオンでない場合、車両１０は動作を停止した状態である。
　車両１０が動作状態になければ、搭乗者が乗車している可能性が低く、基地局２との間を中継すべき通信機が存在する可能性が低い。また、車両１０が動作状態になければ、車両１０が外部と通信することもない。よって、アンテナモジュール４は、基地局２からの無線波を送受信する必要がない。
　本実施形態では、イグニッションスイッチがオンでない場合に、モジュール本体２０を下降位置へ移動させる。
　これにより、車両１０が動作状態ではなく、無線波を送受信する必要がないときに、モジュール本体２０を高温環境である天井付近から避けさせることができ、高温環境に晒される時間を低減することができる。
　また、制御部６６ａは、搭乗者がいないことを示す人感センサ７１の出力が与えられると、移動台５０を下降させ、モジュール本体２０を下降位置へ移動させる。制御部６６ａは、搭乗者がいることを示す人感センサ７１の出力が与えられると、移動台５０を上昇させ、モジュール本体２０を上昇位置へ移動させる。
　車両１０内に搭乗者がいる場合、基地局２との間を中継すべき移動端末が存在する可能性があり、たとえ車両１０が動作状態でないとしても、アンテナモジュール４は、基地局２からの無線波を送受信する必要がある。逆に、車両１０内に搭乗者がいなければ、基地局２との間を中継すべき移動端末が存在しない。よって、アンテナモジュール４は、基地局２からの無線波を送受信する必要がない。
　本実施形態では、搭乗者がいないことを示す人感センサ７１の出力が与えられると、モジュール本体２０を下降位置へ移動させる。
　この場合、搭乗者がいないことから無線波の送受信する必要がないと考えられるときに、モジュール本体２０を下降位置へ移動させることができ、モジュール本体２０が高温環境に晒される時間を低減することができる。
　制御部６６ａは、イグニッションスイッチがオンでないことを示す車両情報、及び、搭乗者がいないことを示す人感センサ７１の出力の少なくとも一方が与えられると、モジュール本体２０を下降位置へ移動させる。
　このように、制御部６６ａは、車両１０内における搭乗者の有無を示す情報を取得する人感センサ７１及びインターフェース部７２から与えられる情報に基づいて、モジュール本体２０の移動を制御する。
　なお、本実施形態では、人感センサ７１の出力、及び、車両情報の両方が与えられる場合を示したが、人感センサ７１の出力、及び、車両情報のいずれか一方のみが与えられ、与えられた情報に基づいて、モジュール本体２０の移動を制御してもよい。
　さらに制御部６６ａは、温度センサ７０から与えられる上昇位置付近の温度を示す検出結果に基づいてモジュール本体２０の移動を制御する。
　例えば、制御部６６ａは、検出結果が示す上昇位置付近の温度が、モジュール本体２０の耐熱温度を超えていると判定すると、移動台５０を下降させ、モジュール本体２０を下降位置へ移動させる。
　このように、制御部６６ａは、上昇位置付近の温度が過度に上昇し、温度上昇による直接的な影響がモジュール本体２０に与えられるおそれがある場合において、モジュール本体２０を保護することができる。
〔第２実施形態について〕
　図７は、第２実施形態に係るアンテナモジュール４の断面図である。
　本実施形態では、モジュール本体２０が、車両１０の前後方向に平行移動する点において第１実施形態と相違する。なお、図７中、上段には、モジュール本体２０がレドーム２２に対向して配置され無線通信を行うための位置に移動した場合の図を示し、下段には、モジュール本体２０を天井外壁１１から離れた位置に移動した場合の図を示している。
　図７に示す天井外壁１１は、車両１０の前後方向の断面を示している。図７において、紙面左側が車両前側、紙面右側が車両後側とする。
　天井外壁１１は、車両１０の後方に向かって上方から下方へ傾斜する第１領域部１１ａと、第１領域部１１ａの車両前方側に繋がる第２領域部１１ｂとを含む。
　第２領域部１１ｂは、車両１０の前後方向に平行であり、第２領域部１１ｂの高さは、当該第２領域部１１ｂから下方向に傾斜する第１領域部１１ａの高さよりも高い。
　レドーム２２は、第１領域部１１ａに設けられている。
　本実施形態のアンテナモジュール４が有するフレーム３０は、第１領域部１１ａ及び第２領域部１１ｂの下方に配置されたベース板８０と、ベース板８０を天井外壁１１に固定する支柱８１とを含む。
　ベース板８０の上面には、移動台５０に保持されたモジュール本体２０が搭載されている。ベース板８０は、移動台５０及びモジュール本体２０を車両前後方向に移動させる図示しないリニアアクチュエータを備えている。
　本実施形態の移動制御装置６６は、移動台５０及びモジュール本体２０を、無線通信を行う際の位置である後方位置（図７の上段）、及び、後方位置よりも車両前方側の前方位置（図７の下段に示す、）のいずれかに移動させる。
　後方位置は、第１領域部１１ａの直下の位置であり、モジュール本体２０とレドーム２２とが対向配置され、レドーム２２から車外へ向けたビームを各アンテナ基板２５が形成可能な位置（第１位置）である。前方位置は、第１領域部１１ａよりも高さの高い第２領域部１１ｂの直下の位置であることから、後方位置よりも天井外壁１１から離れた位置（第２位置）である。
　移動台５０は、後方位置においてモジュール本体２０を傾斜状態で保持し、前方位置においてモジュール本体２０を伸長状態で保持する。
　本実施形態では、電波の送受信を行う必要があるときには、モジュール本体２０を後方位置へ移動させ、電波の送受信をする必要がないときには、後方位置よりも天井外壁１１から離れた前方位置へ移動させることができ、モジュール本体２０を高温環境である天井付近から避けさせることができる。
　なお、本実施形態では、第１領域部１１ａが車両後方に向かって下方へ傾斜し、第２領域部１１ｂが車両１０の前後方向に平行である場合を示したが、第２領域部１１ｂの高さが第１領域部１１ａの高さよりも高ければ、第１領域部１１ａ及び第２領域部１１ｂは、平面で構成されていてもよいし、曲面で構成されていてもよい。
　また、本実施形態では、第１領域部１１ａと、第２領域部１１ｂとが車両前後方向に繋がる場合を示したが、第１領域部１１ａと、第２領域部１１ｂとは、車両１０の左右方向に繋がっていてもよい。この場合、モジュール本体２０は車両左右方向に移動させる。
〔その他〕
　なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
　上記実施形態では、アンテナモジュール４を車両１０の天井外壁１１に設けた場合を例示したが、アンテナモジュール４は、天井外壁１１だけでなく、上面を向く上面外壁に設けられていればよく、例えば、自動車であれば、トランクやボンネット等の外壁に設けてもよい。
　上記実施形態では、アンテナ基板２５を４つ備えた場合を例示したが、３つ備える構成としてもよいし、５つ以上備える構成としてもよい。この場合、回路基板２６は、アンテナ基板２５の数に応じて多角形とすることが好ましい。回路基板２６の各辺の端部に各アンテナ基板２５を接続できるからである。
　また、上記実施形態では、屈曲基板２８を折り曲げ可能な誘電体フィルムによって形成した場合を例示したが、誘電体フィルムに代えて、屈曲基板２８は、回路基板２６と、アンテナ基板２５とを回動可能に接続しつつ、給電が可能なヒンジ等によって構成してもよい。
　本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　車載通信機
　２　基地局
　３　通信装置
　４　アンテナモジュール
　１０　車両
　１０ａ　外側面
　１１　天井外壁
　１１ａ　第１領域部
　１１ｂ　第２領域部
　１２　開口
　１３　外板
　１４　内張材
　２０　モジュール本体
　２２　レドーム
　２２ａ　表面
　２５　アンテナ基板
　２５ａ　放射面
　２６　回路基板
　２７　放射素子
　２８　屈曲基板
　３０　フレーム
　３２　枠体
　３２ａ　上端開口
　３３　開口面
　３４　支柱
　３６　ベース板
　３６ａ　上面
　３８　ガイド柱
　４１　制御回路
　５０　移動台
　５２　本体板
　５２ａ　上面
　５２ｂ　孔部
　５４　回動板
　５４ａ　上面
　５４　各回動板
　６０　ベルト
　６２　ガイド
　６４　モータ
　６６　移動制御装置
　６６ａ　制御部
　７０　温度センサ
　７１　人感センサ
　７２　インターフェース部
　８０　ベース板
　８１　支柱
　Ｂ　ビーム

Claims (8)

  1. 　車両に設けられるアンテナモジュールであって、
    　ビームを形成するアンテナ部と、
    　前記車両の上面外壁に設けられたレドームと前記アンテナ部とが対向配置され、前記レドームから車外へ向けた前記ビームを前記アンテナ部が形成可能な第１位置、及び、前記第１位置よりも前記レドームから離れた第２位置のいずれかに前記アンテナ部を移動させる移動装置と、を備えている
    アンテナモジュール。
  2. 　前記アンテナ部は、
    　複数のアンテナ素子が実装されアレイアンテナを構成するアンテナ基板と、
    　前記アンテナ基板によって送受信される信号の信号処理を行う処理回路が実装された回路基板と、
    　前記アンテナ基板と、前記回路基板との間を接続する、屈曲可能な屈曲基板と、を備えている
    請求項１に記載のアンテナモジュール。
  3. 　前記移動装置は、前記屈曲基板が屈曲し前記アンテナ基板が前記回路基板に対して傾斜する傾斜状態、及び、前記屈曲基板が伸長又は屈曲し前記アンテナ基板が前記回路基板の面方向に沿う非傾斜状態のいずれかの状態で前記アンテナ基板を保持する保持機構を備え、
    　前記保持機構は、前記アンテナ部の位置が前記第１位置の場合、前記アンテナ基板を前記傾斜状態で保持し、前記アンテナ部の位置が前記第２位置の場合、前記アンテナ基板を前記伸長状態で保持する
    請求項２に記載のアンテナモジュール。
  4. 　前記第２位置は、前記第１位置よりも下方の位置である
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  5. 　前記上面外壁は、第１領域と、前記第１領域に隣接し前記第１領域の高さよりも高い高さの第２領域と、を含み、
    　前記レドームは、前記第１領域に設けられ、
    　前記第１位置は、前記第１領域の直下の位置であり、
    　前記第２位置は、前記第２領域の直下の位置である
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  6. 　前記移動装置は、
    　前記車両内における搭乗者の有無を示す搭乗者情報、及び、前記車両が動作状態か否かを示す車両情報の少なくともいずれか一方に基づいて、前記アンテナ部の移動を制御する制御部を備えている
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  7. 　前記移動装置は、
    　前記第１位置の温度を検出するセンサをさらに備え、
    　前記制御部は、前記センサの出力に基づいて、前記アンテナ部の移動を制御する
    請求項６に記載のアンテナモジュール。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれかに記載のアンテナモジュールを備えた車両。
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