WO2020195366A1 - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

アンテナ装置は、第１スイッチ列（Ｌ１）と他の前記スイッチ列である第２スイッチ列（Ｌ２）が互いに並列になっている、複数のＨブリッジ回路（１６）と、１つの前記Ｈブリッジ回路が備える前記第１スイッチ列の２つの前記スイッチ素子間と、当該Ｈブリッジ回路の前記第２スイッチ列の２つの前記スイッチ素子間とに接続されたアンテナエレメントである単独接続型アンテナエレメントと、前記第１スイッチ列が備える２つの前記スイッチ素子間と、他の前記Ｈブリッジ回路の前記第２スイッチ列が備える２つの前記スイッチ素子間とに接続されたアンテナエレメントである複合接続型アンテナエレメントと、を備える。

Description

アンテナ装置 関連出願の相互参照

　本出願は、２０１９年３月２７日に出願された日本国特許出願２０１９－６１６９８号に基づくものであり、ここにその記載内容を参照により援用する。

　アンテナ装置に関し、特に、複数のアンテナエレメントを備えるアンテナ装置に関する。

　アンテナを駆動する駆動回路としてＨブリッジ回路を用いることがある。特許文献１には、Ｈブリッジ回路でＬＦアンテナを駆動させる技術が開示されている。

ＪＰ　５７２６３５３　Ｂ

　特許文献１に記載された装置は、１つのアンテナエレメントに対して１つのＨブリッジ回路を備えている。したがって、アンテナエレメントの数が増えるとＨブリッジ回路が多くなってしまう。

　本開示は、アンテナエレメントの数よりもＨブリッジ回路の数が少ないアンテナ装置を提供することを目的とする。

　本開示の一態様によれば、アンテナ装置は、
　直列に接続された２つのスイッチ素子を備えるスイッチ列が２組構成され、１つのスイッチ列である第１スイッチ列と他のスイッチ列である第２スイッチ列が互いに並列になっているＨブリッジ回路を複数備え、
　１つのＨブリッジ回路が備える第１スイッチ列の２つのスイッチ素子間と、そのＨブリッジ回路の第２スイッチ列の２つのスイッチ素子間とに接続されたアンテナエレメントである単独接続型アンテナエレメントと、
　第１スイッチ列が備える２つのスイッチ素子間と、他のＨブリッジ回路の第２スイッチ列が備える２つのスイッチ素子間とに接続されたアンテナエレメントである複合接続型アンテナエレメントと、を備える。

　このアンテナ装置は、単独接続型アンテナエレメントが接続されているＨブリッジ回路に、複合接続型アンテナエレメントも接続されている。したがって、アンテナエレメントの数よりもＨブリッジ回路の数を少なくすることができる。

　単独接続型アンテナエレメントは、１つのＨブリッジ回路の第１スイッチ列と第２スイッチ列に接続されているので、その１つのＨブリッジ回路を用いて単独接続型アンテナエレメントに双方向に電流を流せば、単独接続型アンテナエレメントに交流電流が流れる。単独接続型アンテナエレメントに交流電流が流れることで、単独接続型アンテナエレメントをアンテナとして機能させることができる。

　一方、複合接続型アンテナエレメントは、１つのＨブリッジ回路（第１のＨブリッジ回路とする）の第１スイッチ列と、他のＨブリッジ回路（第２のＨブリッジ回路とする）の第２スイッチ列に接続されている。この接続構成により、複合接続型アンテナエレメントは、第１のＨブリッジ回路が備える第１スイッチ列と第２のＨブリッジ回路が備える第２スイッチ列とにより構成される第３のＨブリッジ回路に接続されていることになる。この第３のＨブリッジ回路を用いて複合接続型アンテナエレメントに双方向に電流を流せば、複合接続型アンテナエレメントをアンテナとして機能させることができる。

　本開示についての目的、特徴や利点は、添付図面を参照した下記詳細な説明から、より明確になる。添付図面において、
アンテナ装置の構成を示す図である。 ＥＣＵの構成を示す図である。 Ｈブリッジ回路の構成を説明する図である。 アンテナエレメントのみから電波を送信する場合のオンオフ制御を示す図である。 アンテナエレメントのみから電波を送信する場合のオンオフ制御を示す図である。 アンテナエレメントから電波を送信する場合のオンオフ制御を示す図である。 アンテナエレメントから電波を送信する場合のオンオフ制御を示す図である。 アンテナエレメントから電波を送信する場合のオンオフ制御を示す図である。 アンテナ装置の構成を示す図である。 ＣＰＵが実行する断線検出処理を示すフローチャートである。 ＣＰＵが実行する断線検出処理を示すフローチャートである。

　（第１実施形態）
　以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態のアンテナ装置１の構成を示す図である。アンテナ装置１は、車両２に搭載されている。アンテナ装置１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１０と、６つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆを備える。これら６つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆを区別しないときはアンテナエレメント３０と記載する。

　ＥＣＵ１０は、車両２が停車状態であるなど、所定の動作開始条件が成立している場合に、アンテナエレメント３０の通信範囲に正規の電子キー３が存在しているかどうかを判断する。この判断のために、ＥＣＵ１０は、アンテナエレメント３０から、正規の電子キー３が存在していることを検出するための信号を送信させる。

　アンテナエレメント３０の電気長は、本実施形態では、ＬＦ帯の電波を送受信する電気長である。アンテナエレメント３０は、単一の素子である必要はなく、複数のエレメントを備えた構成でもよい。アンテナエレメント３０において電波を放射する部分の形態は、コイル型、線状型など種々の形態とすることができる。また、アンテナエレメント３０は、電波を放射する部分の他に、コンデンサ、インピーダンス調整抵抗などを備えることもできる。

　アンテナエレメント３０ａの配置位置は、車両２の右ドアのドアハンドルである。アンテナエレメント３０ｂの配置位置は、車両２の後端面である。アンテナエレメント３０ｃの配置位置は、車両２の左ドアのドアハンドルである。これら３つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｂ、３０ｃが配置されている付近の車両２のボディは金属製である。したがって、これら３つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｂ、３０ｃの通信範囲は、車両２の外側に形成される。図１において、アンテナエレメント３０ａ、３０ｂ、３０ｃを中心とする略半径形状の破線が、それらアンテナエレメント３０ａ、３０ｂ、３０ｃの通信範囲を概念的に示している。

　アンテナエレメント３０ｄの配置位置は車室前端である。アンテナエレメント３０ｅの配置位置は車室中央付近である。アンテナエレメント３０ｆは車室後端付近である。これらのアンテナエレメント３０ｄ、３０ｅ、３０ｆの通信範囲は車室内である。

　アンテナ装置１は、車室内または車両２の周辺に存在する電子キー３を検出する車載システムの一部を構成している。車載システムは、アンテナ装置１が備えるアンテナエレメント３０から、所定の順番で１つずつ、あるいは複数のアンテナエレメント３０から同時に、電子キー３に応答を求めるリクエスト信号を送信させる。電子キー３はリクエスト信号を受信すると、レスポンス信号を返信する。レスポンス信号はＲＦ帯の電波で送信される。車載システムはレスポンス信号を受信するためのアンテナを備える。

　なお、アンテナエレメント３０の数および位置は、図１に示した数および位置に限られない。アンテナエレメント３０の数および位置は、車室内または車両２の周辺に存在する電子キー３を検出できるようになっていればよい。

　図２にＥＣＵ１０の構成を示す。図２に示すように、ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、変調回路１４、スイッチ制御回路１５、および３つのＨブリッジ回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃを備えている。３つのＨブリッジ回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃを区別しないときは、Ｈブリッジ回路１６と記載する。

　ＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１１が実行するプログラムが格納されている。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３の一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、種々の機能を実現する。ＣＰＵ１１が実現する機能の１つは、変調回路１４へベース信号を出力することである。ベース信号は、搬送波により搬送される信号である。前述したリクエスト信号は、ベース信号の１つである。

　変調回路１４は、搬送波の周波数で振動する搬送波信号を生成し、生成した搬送波信号によりベース信号を変調する。変調方式は、たとえばＡＳＫ方式である。搬送波信号の信号レベルにハイとローがあるため、変調回路１４により変調された信号は、ハイ信号とロー信号が繰り返される信号になる。ハイ信号とロー信号が繰り返されるこの信号が、スイッチ制御回路１５に入力される。スイッチ制御回路１５は、Ｈブリッジ回路１６が備えるトランジスタＴｒを、１つずつ別々にオンオフ制御することができる。スイッチ制御回路１５は、たとえばマイクロコントローラにより実現できる。

　Ｈブリッジ回路１６の構成を図３を用いて説明する。図３には、Ｈブリッジ回路１６ａを示しているが、他のブリッジ回路１６ｂ、１６ｃも同じ構成である。図３に示すように、Ｈブリッジ回路１６ａは、スイッチ素子である４つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４を備えている。これら４つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４は、いずれのＭＯＳＦＥＴである。また、図３に示すＨブリッジ回路１６では、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４は、いずれもＮ型ＭＯＳＦＥＴである。ただし、ハイサイドのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ３にＰ型ＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。

　Ｈブリッジ回路１６ａは、第１スイッチ列Ｌ１、第２スイッチ列Ｌ２の２組のスイッチ列を備えている。第１スイッチ列Ｌ１は、互いに直列接続されているトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を備えており、第２スイッチ列Ｌ２は互いに直列接続されているトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４を備えている。これら第１スイッチ列Ｌ１と第２スイッチ列Ｌ２は互いに並列である。

　トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ３は、電源に接続されているハイサイドのトランジスタである。一方、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ４はグランドに接続されているローサイドのトランジスタである。

　アンテナエレメント３０ａの一方の端は、トランジスタＴｒ１のソース端子とトランジスタＴｒ２のドレイン端子の間に接続されている。なお、アンテナエレメント３０ｆの一方の端もトランジスタＴｒ１のソース端子とトランジスタＴｒ２のドレイン端子の間に接続されているが、図３では省略している。

　アンテナエレメント３０ａの他方の端は、出力調整抵抗３１ａを介して、トランジスタＴｒ３のソース端子とトランジスタＴｒ４のドレイン端子の間に接続されている。出力調整抵抗３１ａは、アンテナエレメント３０ａから送信される電波の出力を、アンテナエレメント３０別に調整するための抵抗である。

　スイッチ制御回路１５は、ハイ信号が入力され、かつ、Ｈブリッジ回路１６ａが駆動対象となっている場合、Ｈブリッジ回路１６ａが備えるトランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオンにし、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオフにする。これにより、アンテナエレメント３０ａには、図３において上から下に向かう方向に電流が流れる。一方、ロー信号が入力され、かつ、Ｈブリッジ回路１６ａが駆動対象になっている場合、Ｈブリッジ回路１６ａが備えるトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオンにし、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオフにする。このときは、アンテナエレメント３０ａには、図３において下から上に向かう方向に電流が流れる。したがって、スイッチ制御回路１５に入力されるハイ信号とロー信号に対応して、アンテナエレメント３０ａに交流が流れるので、アンテナエレメント３０ａからＬＦ帯の電波が送信される。

　説明を図２に戻す。アンテナエレメント３０ａは、一方の端がＨブリッジ回路１６ａの第１スイッチ列Ｌ１の２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の間に接続され、他方の端が第２スイッチ列Ｌ２の２つのトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の間に接続されている。

　このアンテナエレメント３０ａは、両端が、同じＨブリッジ回路１６ａに接続されている。両端が同じＨブリッジ回路１６に接続されているアンテナエレメント３０を単独接続型アンテナエレメントとする。残りの５つのアンテナエレメント３０のうち、アンテナエレメント３０ｃ、３０ｅも単独接続型アンテナエレメントである。アンテナエレメント３０ｃは、一方の端がＨブリッジ回路１６ｂのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の間に接続され、他方の端がＨブリッジ回路１６ｂの２つのトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の間に接続されている。アンテナエレメント３０ｅは、一方の端がＨブリッジ回路１６ｃのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の間に接続され、他方の端がＨブリッジ回路１６ｃの２つのトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の間に接続されている。

　残りの３つのアンテナエレメント３０ｂ、３０ｄ、３０ｆは、一方の端が接続されているＨブリッジ回路１６と他方の端が接続されているＨブリッジ回路１６が相違する。このようなアンテナエレメント３０を複合接続型アンテナエレメントとする。

　アンテナエレメント３０ｂは、一方の端がＨブリッジ回路１６ｂの第１スイッチ列Ｌ１の２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の間に接続されている。また、アンテナエレメント３０ｂの一方の端は、Ｈブリッジ回路１６ｂにアンテナエレメント３０ｃが接続されている線路から分岐しているとも言える。この分岐している点を、以下、分岐点３２ｂｃとする。アンテナエレメント３０ｂの他方の端は、Ｈブリッジ回路１６ｃの第２スイッチ列Ｌ２の２つのトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の間に接続されている。アンテナエレメント３０ｂの他方の端は、Ｈブリッジ回路１６ｃにアンテナエレメント３０ｅが接続されている線路から分岐しているとも言える。この分岐している点を、以下、分岐点３２ｂｅとする。

　アンテナエレメント３０ｄは、一方の端がＨブリッジ回路１６ｃの第１スイッチ列Ｌ１の２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の間に接続されている。また、アンテナエレメント３０ｄの一方の端は、Ｈブリッジ回路１６ｃにアンテナエレメント３０ｅが接続されている線路から分岐しているとも言える。この分岐している点を、以下、分岐点３２ｄｅとする。アンテナエレメント３０ｄの他方の端はＨブリッジ回路１６ａの第２スイッチ列Ｌ２の２つのトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の間に接続されている。アンテナエレメント３０ｄの他方の端は、Ｈブリッジ回路１６ａにアンテナエレメント３０ａが接続されている線路から分岐しているとも言える。この分岐している点を、以下、分岐点３２ａｄとする。

　アンテナエレメント３０ｆは、一方の端がＨブリッジ回路１６ａの第１スイッチ列Ｌ１の２つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２の間に接続されている。また、アンテナエレメント３０ｆの一方の端は、Ｈブリッジ回路１６ａにアンテナエレメント３０ａが接続されている線路から分岐しているとも言える。この分岐している点を、以下、分岐点３２ａｆとする。アンテナエレメント３０ｆの他方の端はＨブリッジ回路１６ｂの第２スイッチ列Ｌ２の２つのトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の間に接続されている。アンテナエレメント３０ｆの他方の端は、Ｈブリッジ回路１６ｂにアンテナエレメント３０ｃが接続されている線路から分岐しているとも言える。この分岐している点を、以下、分岐点３２ｃｆとする。以下、６つの分岐点３２ｂｃ、３２ｂｅ、３２ｄｅ、３２ａｄ、３２ａｆ、３２ｃｆを区別しないときは分岐点３２と記載する。

　全部のアンテナエレメント３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆには、それぞれ、出力調整抵抗３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｆが直列接続されている。これら出力調整抵抗３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｆを区別しないときは、出力調整抵抗３１と記載する。いずれの出力調整抵抗３１も、分岐点３２よりもアンテナエレメント３０側の線路に配置されている。

　この図２に示すように、アンテナ装置１は、アンテナエレメント３０の数よりも、アンテナエレメント３０を駆動するＨブリッジ回路１６の数が少ない。具体的には、Ｈブリッジ回路１６の数はアンテナエレメント３０の数の半分である。しかし、このようにアンテナエレメント３０の数よりもＨブリッジ回路１６の数が少なくても、アンテナ装置１は、全部のアンテナエレメント３０から、個別に電波を送信することができる。

　（単独送信作動）
　全部のアンテナエレメント３０から個別に電波を送信するために、スイッチ制御回路１５が実行するトランジスタＴｒのオンオフ制御を説明する。

　１つの単独接続型アンテナエレメントのみから電波を送信する場合にスイッチ制御回路１５が実行するトランジスタＴｒのオンオフ制御を説明する。このときの制御を単独制御とする。図４には、単独接続型アンテナエレメントであるアンテナエレメント３０ａのみから電波を送信する場合にスイッチ制御回路１５が実行する単独制御を示している。

　図４に示すように、アンテナエレメント３０ａのみから電波を送信する場合、Ｈブリッジ回路１６ｂ、１６ｃが備えるトランジスタＴｒは全部オフ状態を継続する。一方、スイッチ制御回路１５は、Ｈブリッジ回路１６ａについては、ハイ信号が入力されたときは、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオンさせ、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３はオフする。そして、ロー信号が入力されたときは、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオンさせ、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４はオフする。これにより、アンテナエレメント３０ａには、ＬＦ帯の周波数で変動する交流が流れるので、アンテナエレメント３０ａからＬＦ帯の電波が送信される。また、その他のアンテナエレメント３０からは電波が送信されない。なお、図４に示す太線は、アンテナエレメント３０ａに交流電流が流れる場合の電流経路を示している。図５以下の太線も、各図に記載されているオンオフ制御により電流が流れる経路を示している。

　以下の説明では、ハイ信号が入力されたときにオンさせるトランジスタＴｒをハイ側のトランジスタＴｒとし、ロー信号が入力されたときにオンさせるトランジスタＴｒをロー側のトランジスタＴｒとする。

　アンテナエレメント３０ｃから電波を送信する場合には、次の２つの状態を交互に繰り返す。１つの状態は、そのアンテナエレメント３０ｃが接続されているＨブリッジ回路１６ｂのハイ側のトランジスタＴｒをオンにしロー側のトランジスタＴｒをオフにする状態である。もう１つの状態は、ロー側のトランジスタＴｒをオンにしハイ側のトランジスタＴｒをオフにする状態である。

　アンテナエレメント３０ｅから電波を送信する場合には、次の２つの状態を交互に繰り返す。１つの状態は、そのアンテナエレメント３０ｅが接続されているＨブリッジ回路１６ｃのハイ側のトランジスタＴｒをオンにしロー側のトランジスタＴｒをオフにする状態である。もう１つの状態は、ロー側のトランジスタＴｒをオンにしハイ側のトランジスタＴｒをオフにする状態である。

　１つの複合接続型アンテナエレメントのみから電波を送信する場合にスイッチ制御回路１５が実行するトランジスタＴｒのオンオフ制御を説明する。このときの制御を複合制御とする。図５には、複合接続型アンテナエレメントであるアンテナエレメント３０ｂのみから電波を送信する場合にスイッチ制御回路１５が実行する複合制御を示している。

　図５に示すように、アンテナエレメント３０ｂのみから電波を送信する場合、Ｈブリッジ回路１６ａが備えるトランジスタＴｒは全部オフ状態を継続する。また、Ｈブリッジ回路１６ｂの第２スイッチ列Ｌ２が備える２つのトランジスタＴｒ、および、Ｈブリッジ回路１６ｃの第１スイッチ列Ｌ１が備える２つのトランジスタＴｒもオフ状態を継続する。

　一方、スイッチ制御回路１５は、Ｈブリッジ回路１６ｂの第１スイッチ列Ｌ１およびＨブリッジ回路１６ｃの第２スイッチ列Ｌ２についてはオンオフ状態を切り替える。具体的には、ハイ信号が入力されたときは、Ｈブリッジ回路１６ｂのトランジスタＴｒ１とＨブリッジ回路１６ｃのトランジスタＴｒ４をオンにし、Ｈブリッジ回路１６ｂのトランジスタＴｒ２とＨブリッジ回路１６ｃのトランジスタＴｒ３をオフにする。一方、ロー信号が入力されたときは、スイッチ制御回路１５は、Ｈブリッジ回路１６ｂのトランジスタＴｒ２とＨブリッジ回路１６ｃのトランジスタＴｒ３をオンにする。また、それとともに、Ｈブリッジ回路１６ｂのトランジスタＴｒ１とＨブリッジ回路１６ｃのトランジスタＴｒ４をオフにする。これにより、アンテナエレメント３０ｂには、ＬＦ帯の周波数で変動する交流が流れるので、アンテナエレメント３０ｂからＬＦ帯の電波が送信される。また、その他のアンテナエレメント３０からは電波が送信されない。

　アンテナエレメント３０ｄから電波を送信する場合には、そのアンテナエレメント３０ｄの一方の端が接続されているＨブリッジ回路１６ｃの第１スイッチ列Ｌ１および他方の端が接続されているＨブリッジ回路１６ａの第２スイッチ列Ｌ２をオンオフ動作する。オンオフ動作のさせ方は、アンテナエレメント３０ｂから電波を送信する場合と同じである。アンテナエレメント３０ｄの両端がそれぞれ接続されているＨブリッジ回路１６は別々のＨブリッジ回路１６である。しかし、アンテナエレメント３０ｄの両端は、第１スイッチ列Ｌ１および第２スイッチ列Ｌ２に接続されている。したがって、アンテナエレメント３０ｄの両端がそれぞれ接続されている第１スイッチ列Ｌ１、第２スイッチ列Ｌ２を１つのＨブリッジ回路と見ることができる。このＨブリッジ回路が備えるトランジスタＴｒをオンオフ制御することで、アンテナエレメント３０ｄから電波を送信することができる。

　アンテナエレメント３０ｆから電波を送信する場合、そのアンテナエレメント３０ｆの一方の端が接続されているＨブリッジ回路１６ａの第１スイッチ列Ｌ１と他方の端が接続されているＨブリッジ回路１６ｂの第２スイッチ列Ｌ２をオンオフ動作すればよい。

　以上の説明で、各アンテナエレメント３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆのそれぞれを単独で動作させて電波を送信できることを説明した。

　（同時送信作動）
　アンテナ装置１は、複数のアンテナエレメント３０から同時に電波を送信させることもできる。図６には、１つの単独接続型アンテナエレメントと、１つの複合接続型アンテナエレメントから同時に電波を送信させる場合のトランジスタＴｒのオンオフ作動を示している。

　図６に示す例は、単独接続型アンテナエレメントがアンテナエレメント３０ａであり、複合接続型アンテナエレメントがアンテナエレメント３０ｂである。これら２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｂを動作させるトランジスタＴｒは重複していない。また、これら２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｂを動作させるためにトランジスタＴｒをオンさせても他のアンテナエレメント３０に電流は流れない。したがって、これら２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｂから同時に電波を送信させる場合、２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｂに流れる電流の位相は問題にならない。

　アンテナエレメント３０ａとアンテナエレメント３０ｂから同時に電波を送信させる場合、スイッチ制御回路１５は、アンテナエレメント３０ａから電波を送信させるために、第１同時制御を実行する。この第１同時制御とともに、スイッチ制御回路１５は、アンテナエレメント３０ｂから電波を送信させるために、第２同時制御を実行する。

　第１同時制御は、図４を用いて説明した単独制御とほぼ同じである。第１同時制御は、同時に、第２同時制御を実行する。したがって、第１同時制御では第２同時制御でオンオフするトランジスタＴｒについてはオンオフ制御しない。この点のみが、第１同時制御と単独制御との違いである。

　第２同時制御は、図５を用いて説明した複合制御とほぼ同じである。第２同時制御では第１同時制御でオンオフするトランジスタＴｒについてはオンオフ制御しない。この点のみが、第２同時制御と複合制御との違いである。

　図６に示している例では、アンテナエレメント３０ａに接続されているトランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオンにするとき、アンテナエレメント３０ｂに接続されているトランジスタＴｒ１、Ｔｒ４をオンにしている。また、アンテナエレメント３０ａに接続されているトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオンにするとき、アンテナエレメント３０ｂに接続されているトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３をオンにしている。このようにする場合、アンテナエレメント３０ａ、３０ｂから送信される電波の位相は同相になる。

　図７、図８には、２つの単独接続型アンテナエレメントから同時に電波を送信させる場合の作動を示している。スイッチ制御回路１５は、２つの単独接続型アンテナエレメントから同時に電波を送信させる場合、逆相同時制御を実行する。図７、図８は、ともに単独接続型アンテナエレメントであるアンテナエレメント３０ａ、３０ｃから同時に電波を送信させる場合の逆相同時制御を説明している図である。

　これら２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｃを動作させるトランジスタＴｒを含んだＨブリッジ回路１６は、Ｈブリッジ回路１６ａ、１６ｂである。Ｈブリッジ回路１６ａは第１Ｈブリッジ回路に相当し、Ｈブリッジ回路１６ｂは第２Ｈブリッジ回路に相当する。

　アンテナエレメント３０ａ、３０ｃだけでなく、アンテナエレメント３０ｂも、これら２つのＨブリッジ回路１６ａ、１６ｂが備えるトランジスタＴｒを動作させて電波を送信させるアンテナエレメント３０である。したがって、２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｃのみから電波を送信させたい場合には、アンテナエレメント３０ａに流れる電流と、アンテナエレメント３０ｃに流れる電流を逆相にする必要がある。図７に示す状態と図８に示す状態を繰り返すことで、アンテナエレメント３０ａに流れる電流と、アンテナエレメント３０ｃに流れる電流を逆相にすることができる。

　スイッチ制御回路１５はハイ信号が入力された場合に図７に示す状態にする。図７に示す状態では、アンテナエレメント３０ａが接続されているＨブリッジ回路１６ａの第１スイッチ列Ｌ１のハイサイドのトランジスタＴｒ１およびそのＨブリッジ回路１６ａの第２スイッチ列Ｌ２のローサイドのトランジスタＴｒ４をオンにしている。このとき、アンテナエレメント３０ｃが接続されているＨブリッジ回路１６ｂについては、第１スイッチ列Ｌ１のローサイドのトランジスタＴｒ２およびそのＨブリッジ回路１６ｂの第２スイッチ列Ｌ２のハイサイドのトランジスタＴｒ３をオンにしている。

　このようにすることで、アンテナエレメント３０ａ、３０ｃには、それぞれ図７の矢印に示す向きに電流が流れる。このとき、アンテナエレメント３０ｆにも、図７において破線の矢印で示す向きに電流が流れるようにも思える。アンテナエレメント３０ｆが接続されている分岐点３２ａｆ、３２ｃｆにも電流が流れるからである。

　しかし、図７に示す状態では、Ｈブリッジ回路１６ｂのトランジスタＴｒ３から出力調整抵抗３１ｃまでの間の線路の電圧は、出力調整抵抗３１ｆから分岐点３２ｃｆまでの電圧よりも高くなる。したがって、アンテナエレメント３０ｆには電流は流れない。

　スイッチ制御回路１５はロー信号が入力された場合に図８に示す状態にする。図８に示す状態では、アンテナエレメント３０ａが接続されているＨブリッジ回路１６ａの第１スイッチ列Ｌ１のローサイドのトランジスタＴｒ２およびそのＨブリッジ回路１６ａの第２スイッチ列Ｌ２のハイサイドのトランジスタＴｒ３をオンにしている。このとき、アンテナエレメント３０ｃが接続されているＨブリッジ回路１６ｂについては、第１スイッチ列Ｌ１のハイサイドのトランジスタＴｒ１およびそのＨブリッジ回路１６ｂの第２スイッチ列Ｌ２のローサイドのトランジスタＴｒ４をオンにしている。

　このようにすることで、アンテナエレメント３０ａ、３０ｃには、それぞれ図８の矢印に示す向きに電流が流れる。このとき、アンテナエレメント３０ｆにも、図８において破線の矢印で示す向きに電流が流れるようにも思える。しかし、図８に示す状態では、Ｈブリッジ回路１６ａのアンテナエレメント３０ａからトランジスタＴｒ２からまでの間の線路の電圧は、アンテナエレメント３０ｆから分岐点３２ａｆまでの電圧よりも高くなる。したがって、図８に示す状態のときもアンテナエレメント３０ｆには電流は流れない。

　図７、図８を用いて説明したように、アンテナエレメント３０ａに流れる電流と、アンテナエレメント３０ｃに流れる電流を逆相にすることで、これら２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｃのみから電波を送信することができる。

　以上、説明した第１形態のアンテナ装置１は、６つのアンテナエレメント３０を備えているが、Ｈブリッジ回路１６は、アンテナエレメント３０の数の半分の３つである。このように、アンテナエレメント３０の数よりもＨブリッジ回路１６の数を少なくできている。

　単独接続型アンテナエレメントであるアンテナエレメント３０ａ、３０ｃ、３０ｅを駆動させる場合、アンテナエレメント３０ａ、３０ｃ、３０ｅがそれぞれ接続されているＨブリッジ回路１６を対象として、図４を用いて説明した単独制御を実行すればよい。

　また、複合接続型アンテナエレメントであるアンテナエレメント３０ｂ、３０ｄ、３０ｆを駆動させる場合、アンテナエレメント３０ｂ、３０ｄ、３０ｆが接続されている第１スイッチ列Ｌ１および第２スイッチ列Ｌ２を対象として、図５を用いて説明した複合制御を実行すればよい。これら単独制御および複合制御を実行することで、Ｈブリッジ回路１６の数がアンテナエレメント３０の数よりも少なくても、全部のアンテナエレメント３０を個別に駆動することができる。

　加えて、アンテナ装置１は、図６を用いて説明したように、第１同時制御と第２同時制御を同時に実行することで、１つの単独接続型アンテナエレメントと１つの複合接続型アンテナエレメントから同時に電波を送信することができる。また、アンテナ装置１は、図７、図８を用いて説明したように、逆相同時制御を実行することで、２つの単独接続型アンテナエレメントから同時に電波を送信することもできる。したがって、アンテナ装置１は、任意の２つのアンテナエレメント３０から同時に電波を送信することができる。２つのアンテナエレメント３０から同時に電波を送信することで、早期に電子キー３を検出することができるなど、種々の応用制御が可能である。

　また、アンテナ装置１は、分岐点３２よりもアンテナエレメント３０側に、そのアンテナエレメント３０の出力を調整する出力調整抵抗３１を備えている。出力調整抵抗３１を分岐点３２よりもアンテナエレメント３０側に配置することで、各アンテナエレメント３０から送信させる電波の電力を、アンテナエレメント３０毎に調整することができる。

　（第２実施形態）
　第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

　図９に、第２実施形態のアンテナ装置１００の構成を示す。アンテナ装置１００は、３つの断線検出回路４０ａ、４０ｂ、４０ｃを備えている点が第１実施形態のアンテナ装置１と相違する。これら３つの断線検出回路４０ａ、４０ｂ、４０ｃを区別しないときは断線検出回路４０と記載する。なお、図示の都合上、ＥＣＵ１０とは別に断線検出回路４０を備えているが、ＥＣＵ１０の内部に断線検出回路４０が備えられていてもよい。

　断線検出回路４０ａは、接続点３３ａの電圧を検出する。接続点３３ａは、分岐点３２ａｄよりも、２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｄから遠い側である。２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｄが動作するときは、いずれも、接続点３３ａに電流が流れる。よって、接続点３３ａの電圧を検出することで、断線検出回路４０ａは、２つのアンテナエレメント３０ａ、３０ｄがＨブリッジ回路１６に接続されている線路に生じている断線を検出することができる。

　断線検出回路４０ｂは、接続点３３ｂの電圧を検出する。接続点３３ｂは、分岐点３２ｃｆよりも、２つのアンテナエレメント３０ｃ、３０ｆから遠い側である。２つのアンテナエレメント３０ｃ、３０ｆが動作するときは、いずれも、接続点３３ｂに電流が流れる。よって、接続点３３ｂの電圧を検出することで、断線検出回路４０ｂは、２つのアンテナエレメント３０ｃ、３０ｆがＨブリッジ回路１６に接続されている線路に生じている断線を検出することができる。

　断線検出回路４０ｃは、接続点３３ｃの電圧を検出する。接続点３３ｃは、分岐点３２ｂｅよりも、２つのアンテナエレメント３０ｂ、３０ｅから遠い側である。２つのアンテナエレメント３０ｂ、３０ｅが動作するときは、いずれも、接続点３３ｃに電流が流れる。よって、接続点３３ｃの電圧を検出することで、断線検出回路４０ｃは、２つのアンテナエレメント３０ｂ、３０ｅがＨブリッジ回路１６に接続されている線路に生じている断線を検出することができる。

　図１０に、アンテナエレメント３０ａがＨブリッジ回路１６に接続されている線路に生じている断線を検出するために、ＣＰＵ１１が実行する断線検出処理を示す。図１０に示す断線検出処理は、ＥＣＵ１０の起動中、断線検出周期毎に実行する。断線検出周期は任意に設定可能である。

　Ｓ１では、スイッチ制御回路１５にアンテナエレメント３０ａを駆動する指示を出力する。Ｓ２では、断線検出回路４０ａを作動させる。Ｓ３では、断線検出回路４０ａから検出結果を取得し、その検出結果に基づいて、断線があるか否かを判断する。断線があると判断した場合にはＳ４に進む。Ｓ４では、アンテナエレメント３０ａの接続線を断線とする。断線であると判断した場合には、車両２のインストルメントパネルに設けられた警告灯を表示させるなど、所定の断線検出時処理を実行する。Ｓ３の判断において断線はないと判断した場合にはＳ４を実行することなく、図１０に示す処理を終了する。

　ＣＰＵ１１は、アンテナエレメント３０ｃ、３０ｅについての同様の処理を実行して、アンテナエレメント３０ｃ、３０ｅがＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線を検出する。アンテナエレメント３０ａ、３０ｃ、３０ｅがＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線を検出する処理は、互いに異なる時間帯に実行してもよいし、同時に実行してもよい。

　図１１に示す処理もＣＰＵ１１が実行する断線検出処理である。図１１に示す断線検出処理は、アンテナエレメント３０ｂがＨブリッジ回路１６に接続されている線路に生じている断線を検出するために、ＣＰＵ１１が実行する処理である。アンテナエレメント３０ｄ、３０ｆがＨブリッジ回路１６に接続されている線路に生じている断線を検出するための断線検出処理も図１１と同様である。

　図１１に示す断線検出処理も、ＥＣＵ１０の起動中、断線検出周期毎に実行する。ただし、アンテナエレメント３０ａがＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線検出処理を実行しているときは、アンテナエレメント３０ｄがＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線検出処理は実行しない。また、アンテナエレメント３０ｃがＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線検出処理を実行しているときは、アンテナエレメント３０ｆがＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線検出処理は実行しない。また、アンテナエレメント３０ｅがＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線検出処理を実行しているときは、アンテナエレメント３０ｂがＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線検出処理は実行しない。

　Ｓ１１では、スイッチ制御回路１５にアンテナエレメント３０ｂを駆動する指示を出力する。Ｓ１２では、断線検出回路４０ｃを作動させる。Ｓ１３では、断線検出回路４０ｃから検出結果を取得し、その検出結果に基づいて、断線があるか否かを判断する。断線があると判断した場合にはＳ１４に進む。Ｓ１４では、アンテナエレメント３０ｂの接続線を断線とする。Ｓ４の判断において断線はないと判断した場合にはＳ１４を実行することなく、図１１に示す処理を終了する。

　この第２実施形態のアンテナ装置１００は、６つのアンテナエレメント３０を備えているが、断線検出回路４０は、アンテナエレメント３０の数の半分の３つである。この３つの断線検出回路４０を図９に示した接続点３３ａ、３３ｂ、３３ｃに接続し、図１０、図１１に示した断線検出処理を実行することで、６つのアンテナエレメント３０がそれぞれＨブリッジ回路１６に接続されている線路の断線を検出することができる。

　以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

　（変形例１）
　たとえば、アンテナ装置１、１００が備えていたアンテナエレメント３０はＬＦ帯の電波を送信していた。しかし、アンテナエレメント３０が送信する電波の周波数は、ＬＦ帯以外でもよい。

　（変形例２）
　アンテナ装置１、１００のアンテナエレメント３０の数は６つであり、Ｈブリッジ回路１６の数はその半分であった。しかし、アンテナエレメント３０の数は複数であれば、６以外の数でもよい。また、Ｈブリッジ回路１６の数も、アンテナエレメント３０よりも少なければよく、アンテナエレメント３０の数の半分でなくてもよい。

　（変形例３）
　実施形態では、全部のアンテナエレメント３０に対して出力調整抵抗３１が設けられていた。しかし、出力調整抵抗３１は、一部のアンテナエレメント３０に対してのみ設けられていてもよい。

　（変形例４）
　実施形態では、断線検出処理をＣＰＵ１１が実行していた。しかし、断線検出処理をスイッチ制御回路１５が実行してもよい。

　（変形例５）
　実施形態では、同時送信作動として、２つのアンテナエレメント３０から同時に電波を送信する作動を説明した。しかし、３つ以上のアンテナエレメント３０から同時に電波を送信するようにしてもよい。

　（変形例６）
　図６を用いて説明した同時送信作動は、２つのアンテナエレメント３０から送信される電波の位相が問題にならない。したがって、２つのアンテナエレメント３０から送信される電波の位相が逆相になるようにトランジスタＴｒのオンオフを制御してもよい。

　（変形例７）
　本開示に記載のＥＣＵ１０およびＥＣＵ１０が実行する手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載のＥＣＵ１０およびＥＣＵ１０が実行する手法は、専用ハードウエア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載のＥＣＵ１０およびＥＣＵ１０が実行する手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウエア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。ハードウエア論理回路は、たとえば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡである。

　また、コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体はＲＯＭ１２に限られず、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていればよい。たとえば、フラッシュメモリに上記プログラムが記憶されていてもよい。

　ここで本願に記載されるフローチャート、あるいは、フローチャートの処理は、複数のステップ（あるいはセクションと言及される）から構成され、各ステップは、たとえば、Ｓ１と表現される。さらに、各ステップは、複数のサブステップに分割されることができる、一方、複数のステップが合わさって一つのステップにすることも可能である。

　以上、本開示の一態様に係るアンテナ装置の実施形態、構成、態様を例示したが、本開示に係る実施形態、構成、態様は、上述した各実施形態、各構成、各態様に限定されるものではない。例えば、異なる実施形態、構成、態様にそれぞれ開示された技術的部を適宜組み合わせて得られる実施形態、構成、態様についても本開示に係る実施形態、構成、態様の範囲に含まれる。

 

Claims (8)

1. 　直列に接続された２つのスイッチ素子を備えるスイッチ列が２組構成され、１つの前記スイッチ列である第１スイッチ列（Ｌ１）と他の前記スイッチ列である第２スイッチ列（Ｌ２）が互いに並列になっているＨブリッジ回路（１６）を複数備え、
   　１つの前記Ｈブリッジ回路が備える前記第１スイッチ列の２つの前記スイッチ素子間と、当該Ｈブリッジ回路の前記第２スイッチ列の２つの前記スイッチ素子間とに接続されたアンテナエレメントである単独接続型アンテナエレメントと、
   　前記第１スイッチ列が備える２つの前記スイッチ素子間と、他の前記Ｈブリッジ回路の前記第２スイッチ列が備える２つの前記スイッチ素子間とに接続されたアンテナエレメントである複合接続型アンテナエレメントと、を備えるアンテナ装置。
2. 　ハイ信号とロー信号が入力され、前記スイッチ素子をオンオフ制御するスイッチ制御回路（１５）を備え、
   　前記スイッチ制御回路は、前記単独接続型アンテナエレメントが接続されている１つの前記Ｈブリッジ回路に対して、前記ハイ信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のハイサイドのスイッチ素子と前記第２スイッチ列のローサイドのスイッチ素子とをオンさせ、他の前記スイッチ素子はオフにし、前記ロー信号が入力されたときは、前記第２スイッチ列のハイサイドのスイッチ素子と前記第１スイッチ列のローサイドのスイッチ素子とをオンにし、他の前記スイッチ素子はオフにすることで、前記単独接続型アンテナエレメントに対して双方向に交互に電流を流す単独制御を実行する、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 　前記スイッチ制御回路は、前記複合接続型アンテナエレメントが接続されている前記第１スイッチ列および前記第２スイッチ列に対して、前記ハイ信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子をオンさせ、他の前記スイッチ素子はオフにし、前記ロー信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子をオンさせ、他の前記スイッチ素子はオフにすることで、前記複合接続型アンテナエレメントに対して双方向に交互に電流を流す複合制御を実行する、請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 　前記スイッチ制御回路は、
   　前記単独接続型アンテナエレメントが接続されている１つの前記Ｈブリッジ回路に対して、前記ハイ信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のハイサイドのスイッチ素子と前記第２スイッチ列のローサイドのスイッチ素子とをオンさせ、前記ロー信号が入力されたときは、前記第２スイッチ列のハイサイドのスイッチ素子と前記第１スイッチ列のローサイドのスイッチ素子とをオンすることで、前記単独接続型アンテナエレメントに対して双方向に交互に電流を流し、
   　前記複合接続型アンテナエレメントが接続されている前記第１スイッチ列および前記第２スイッチ列に対して、前記ハイ信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子をオンさせ、前記ロー信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子をオンする、請求項２または３に記載のアンテナ装置。
5. 　前記単独接続型アンテナエレメントが接続されている前記Ｈブリッジ回路を２つ以上備え、
   　１つの前記単独接続型アンテナエレメントが接続されている前記Ｈブリッジ回路を第１Ｈブリッジ回路とし、
   　他の前記単独接続型アンテナエレメントが接続されている前記Ｈブリッジ回路を第２Ｈブリッジ回路としたとき、
   　前記スイッチ制御回路は、
   　前記ハイ信号が入力されたときは、前記第１Ｈブリッジ回路に対して、前記第１スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子をオンにし、前記第２Ｈブリッジ回路に対して、前記第１スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子をオンにし、残りの前記スイッチ素子をオフにし、
   　前記ロー信号が入力されたときは、前記第１Ｈブリッジ回路に対して、前記第１スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子をオンにし、前記第２Ｈブリッジ回路に対して、前記第１スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子をオンにし、残りの前記スイッチ素子をオフにする、
   　逆相同時制御を実行する、請求項２～４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 　前記Ｈブリッジ回路は、前記単独接続型アンテナエレメントが接続されている線路から、前記複合接続型アンテナエレメントが接続されている線路が分岐する分岐点（３２）を備え、
   　前記分岐点よりも前記単独接続型アンテナエレメント側の線路および前記分岐点よりも前記複合接続型アンテナエレメント側の線路の少なくとも一方に、出力調整抵抗（３１）が配置されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
7. 　前記Ｈブリッジ回路は、前記単独接続型アンテナエレメントが接続されている線路から、前記複合接続型アンテナエレメントが接続されている線路が分岐する分岐点（３２）を備え、
   　前記分岐点よりも前記単独接続型アンテナエレメントおよび前記複合接続型アンテナエレメントから遠い側の線路に断線検出回路（４０）が接続されている、請求項１～６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
8. 　ハイ信号とロー信号が入力され、前記スイッチ素子をオンオフ制御するスイッチ制御回路（１５）を備え、
   　前記スイッチ制御回路は、
   　前記単独接続型アンテナエレメントが接続されている１つの前記Ｈブリッジ回路に対して、前記ハイ信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のハイサイドのスイッチ素子と前記第２スイッチ列のローサイドのスイッチ素子とをオンさせ、前記ロー信号が入力されたときは、前記第２スイッチ列のハイサイドのスイッチ素子と前記第１スイッチ列のローサイドのスイッチ素子とをオンすることで、前記単独接続型アンテナエレメントに対して双方向に交互に電流を流し、
   　前記複合接続型アンテナエレメントが接続されている前記第１スイッチ列および前記第２スイッチ列に対して、前記ハイ信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子をオンさせ、前記ロー信号が入力されたときは、前記第１スイッチ列のローサイドの前記スイッチ素子と前記第２スイッチ列のハイサイドの前記スイッチ素子をオンする、請求項１に記載のアンテナ装置。
    
   
    

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