JP2009105613A

JP2009105613A - On-board antenna device, and on-board antenna system

Info

Publication number: JP2009105613A
Application number: JP2007274968A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Miyashita; 功寛宮下
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: JP4877191B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an on-board antenna device using an array antenna such that the position of a key can be detected by a radio communication device arranged at one place. <P>SOLUTION: An array antenna unit 105 is disposed on the ceiling in the cabin of a car and a weight control unit 103 controls amplitudes and phases of signals fed to the array antenna unit 105 to change beam directions of a radio wave radiated from the array antenna unit 105. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、アレーアンテナを用いた車載アンテナ装置及び車載アンテナシステムに関するものである。 The present invention relates to an in-vehicle antenna device and an in-vehicle antenna system using an array antenna.

近年自動車には、利便性やセキュリティの向上のため、手動で鍵の操作をせずにドアの開閉錠、エンジンスタート操作が行えるスマートエントリシステムが普及している。具体的には、使用者が無線通信装置の備わったキーを所持し、車両にも無線通信装置が備えられ、キーが車両に近づき、規定のエリア内に入ると無線通信により認証を行う。認証に成功すると目的とする機能動作（例えばドアの開錠やエンジンスタート）を許可し、最終的にドアハンドルをもつことやエンジンスイッチの操作など使用者が操作をおこなうことにより機能動作が可能となる。 In recent years, smart entry systems that can open / close doors and start an engine without manually operating a key have become widespread in automobiles in order to improve convenience and security. Specifically, the user has a key equipped with a wireless communication device, and the vehicle is also equipped with a wireless communication device. When the key approaches the vehicle and enters a prescribed area, authentication is performed by wireless communication. If the authentication is successful, the target functional operation (for example, unlocking the door or starting the engine) is permitted, and the functional operation is possible when the user finally operates by holding the door handle or operating the engine switch. Become.

また、セキュリティのため、ドアの開錠の場合は使用者が触れた側のドアのみが開錠される必要がある。エンジンスタートの場合は、キーが車内にあるときのみ機能動作を許可する必要がある。つまり、キーが車内、車外のどちらにあるのか、左右どちらのドア近傍にあるのかといった、キーの位置検知をしなければならない。 For security purposes, when unlocking the door, only the door on the side touched by the user needs to be unlocked. In the case of engine start, it is necessary to permit the function operation only when the key is in the car. In other words, it is necessary to detect the position of the key, such as whether the key is inside or outside the vehicle, or near the left or right door.

従来は、車両側の無線通信装置のアンテナを車両の各ドアや車内にそれぞれ設け、どのアンテナが規定の信号強度以上であるかどうかにより位置を検知していた。車両からキーへは１３０ｋＨｚ帯、キーから車両へは３００ＭＨｚ帯の周波数の電波を使用し、上り下りで異なる周波数の電波を使用する方式が一般的に用いられている。位置検知には、周囲環境の影響を受けにくく安定した信号強度が得られる１３０ｋＨｚ帯の周波数の電波を使用していた（例えば、特許文献１参照）。
特許第３８９９５０５号公報 Conventionally, the antenna of the wireless communication device on the vehicle side is provided in each door or in the vehicle, and the position is detected depending on which antenna has a specified signal strength or higher. A system that uses radio waves of a frequency of 130 kHz band from the vehicle to the key and a frequency of 300 MHz band from the key to the vehicle and uses radio waves of different frequencies in the up and down directions is generally used. For position detection, radio waves having a frequency in the 130 kHz band, which is less affected by the surrounding environment and provides a stable signal intensity, are used (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3899505

しかしながら、従来の方法では車両の複数の異なる箇所にアンテナを設置しなければならない、アンテナと送受信回路を接続するためのケーブルの配線が必要である、など設置性が悪いという課題を有していた。 However, in the conventional method, there are problems that installation is poor, such as antennas must be installed at a plurality of different locations of the vehicle, and cable wiring for connecting the antenna and the transmission / reception circuit is necessary. .

本発明は、上記従来の課題に鑑み、１箇所に配置した無線通信装置でキーの位置検知を実現できるアレーアンテナを用いた車載アンテナ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an in-vehicle antenna device using an array antenna that can realize key position detection with a wireless communication device arranged in one place.

上記課題を解決するために、本発明の車載アンテナ装置は、不平衡給電手段に接続され、複数の信号に電力分割して出力する分配器と、前記分配器に接続され、入力される各信号の振幅、位相を独立に制御して出力するウェイト制御部と、前記ウェイト制御部に接続され、入力される各信号の平衡不平衡変換やインピーダンス変換を行い、出力する給電回路部と、前記給電回路部に接続され、形成するループ面が車の室内の天井の面に対して略垂直であるループ状の導体からなるループアンテナ素子を複数配列したアレーアンテナ部とを、備えた車載アンテナ装置であって、前記アレーアンテナ部は、車の室内の天井に配置され、一方のフロントピラーとセンターピラーの間から他方のフロントピラーとセンターピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第１のアレーアンテナと、前記第１のアレーアンテナと平行に、一方のリアピラーとセンターピラーの間から他方のリアピラーとセンターピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第
２のアレーアンテナとを、備え、前記第１のアレーアンテナと前記第２のアレーアンテナの間隔は電波の波長の略半分であり、前記第１のアレーアンテナと前記第２のアレーアンテナに給電される各前記ループアンテナ素子の振幅、位相は互いに略同じであり、前記ウェイト制御部にて前記アレーアンテナ部へ給電する各信号の振幅、位相を制御することにより、前記アレーアンテナ部から放射される電波のビーム方向を切り替える。 In order to solve the above-mentioned problems, an in-vehicle antenna device of the present invention is connected to an unbalanced power feeding means, divides power into a plurality of signals and outputs, and each signal connected to and input to the distributor. A weight control unit that independently controls the amplitude and phase of the output, a power supply circuit unit that is connected to the weight control unit, performs balance / unbalance conversion and impedance conversion of each input signal, and outputs the power supply circuit unit An in-vehicle antenna device comprising: an array antenna unit that includes a plurality of loop antenna elements that are loop-shaped conductors that are connected to a circuit unit and that form a loop surface that is substantially perpendicular to a ceiling surface of a vehicle interior. The array antenna unit is disposed on a ceiling of a vehicle interior, and includes a plurality of front antennas between one front pillar and the center pillar and between the other front pillar and the center pillar. A first array antenna having loop antenna elements arranged therein, and a plurality of the loop antenna elements arranged in parallel with the first array antenna from between one rear pillar and the center pillar to between the other rear pillar and the center pillar A second array antenna, and an interval between the first array antenna and the second array antenna is substantially half of a wavelength of a radio wave, and feeds the first array antenna and the second array antenna. The amplitude and phase of each of the loop antenna elements to be transmitted are substantially the same, and the weight control unit radiates from the array antenna unit by controlling the amplitude and phase of each signal fed to the array antenna unit. Switch the direction of the radio wave beam.

以上のように、本発明は、１箇所に配置した無線通信装置でキーの位置検知ができる車載アンテナ装置を実現できる。 As described above, the present invention can realize an in-vehicle antenna device capable of detecting a key position with a wireless communication device arranged in one place.

第１の発明は、不平衡給電手段に接続され、複数の信号に電力分割して出力する分配器と、前記分配器に接続され、入力される各信号の振幅、位相を独立に制御して出力するウェイト制御部と、前記ウェイト制御部に接続され、入力される各信号の平衡不平衡変換やインピーダンス変換を行い、出力する給電回路部と、前記給電回路部に接続され、形成するループ面が車の室内の天井の面に対して略垂直であるループ状の導体からなるループアンテナ素子を複数配列したアレーアンテナ部とを、備えた車載アンテナ装置であって、前記アレーアンテナ部は、車の室内の天井に配置され、一方のフロントピラーとセンターピラーの間から他方のフロントピラーとセンターピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第１のアレーアンテナと、前記第１のアレーアンテナと平行に、一方のリアピラーとセンターピラーの間から他方のリアピラーとセンターピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第２のアレーアンテナとを、備え、前記第１のアレーアンテナと前記第２のアレーアンテナの間隔は電波の波長の略半分であり、前記第１のアレーアンテナと前記第２のアレーアンテナに給電される各前記ループアンテナ素子の振幅、位相は互いに略同じであり、前記ウェイト制御部にて前記アレーアンテナ部へ給電する各信号の振幅、位相を制御することにより、前記アレーアンテナ部から放射される電波のビーム方向を切り替える車載アンテナ装置である。 The first invention is connected to the unbalanced power supply means, divides the power into a plurality of signals and outputs the signals, and is connected to the distributor and independently controls the amplitude and phase of each input signal. A weight control unit that outputs, and a loop surface that is connected to and formed by the power supply circuit unit that is connected to the weight control unit, performs balance / unbalance conversion and impedance conversion of each input signal, and outputs the signal. Is an in-vehicle antenna device including an array antenna unit in which a plurality of loop antenna elements each formed of a loop-shaped conductor that is substantially perpendicular to a ceiling surface in a vehicle interior are arranged, and the array antenna unit is A first array in which a plurality of the loop antenna elements are arranged from between one front pillar and the center pillar to between the other front pillar and the center pillar. An antenna, and a second array antenna in which a plurality of the loop antenna elements are arranged in parallel with the first array antenna from between one rear pillar and the center pillar to between the other rear pillar and the center pillar, The interval between the first array antenna and the second array antenna is approximately half of the wavelength of radio waves, and the amplitude of each loop antenna element fed to the first array antenna and the second array antenna, A vehicle-mounted antenna device that has substantially the same phase and switches the beam direction of radio waves radiated from the array antenna unit by controlling the amplitude and phase of each signal fed to the array antenna unit by the weight control unit It is.

この構成により、１箇所に配置した無線通信装置でキーの位置検知ができる車載アンテナ装置を実現できる。また、車の天井の金属によるアンテナ利得劣化の影響を受けず、ピラーによる電波の遮蔽や反射の影響を避けることができ、車両の左右方向において位置検知したいエリア以外の不要な方向への放射を抑えたビームを放射できる車載アンテナ装置を実現できる。 With this configuration, it is possible to realize an in-vehicle antenna device capable of detecting the key position with a wireless communication device arranged at one location. In addition, it is not affected by antenna gain deterioration due to metal on the ceiling of the car, it can avoid the influence of radio wave shielding and reflection, and it can emit radiation in unnecessary directions other than the area where position detection is desired in the left and right direction of the vehicle. An in-vehicle antenna device that can emit a suppressed beam can be realized.

第２の発明は、不平衡給電手段に接続され、複数の信号に電力分割して出力する分配器と、前記分配器に接続され、入力される各信号の振幅、位相を独立に制御して出力するウェイト制御部と、前記ウェイト制御部に接続され、入力される各信号の平衡不平衡変換やインピーダンス変換を行い、出力する給電回路部と、前記給電回路部に接続され、形成するループ面が車の室内の天井の面に対して略垂直であるループ状の導体からなるループアンテナ素子を複数配列したアレーアンテナ部とを、備えた車載アンテナ装置であって、前記アレーアンテナ部は、車の室内の天井に配置され、フロントピラーの間からリアピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第３のアレーアンテナと、前記第３のアレーアンテナと平行に、フロントピラーの間からリアピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第４のアレーアンテナとを、備え、前記第３のアレーアンテナと前記第４のアレーアンテナの間隔は電波の波長の略半分であり、前記第３のアレーアンテナと前記第４のアレーアンテナに給電される各前記ループアンテナ素子の振幅、位相は互いに略同じであり、前記ウェイト制御部にて前記アレーアンテナ部へ給電する各信号の振幅、位相を制御することにより、前記アレーアンテナ部から放射される電波のビーム方向を切り替える車載アンテナ装置である。 The second invention is connected to the unbalanced power supply means and divides the power into a plurality of signals and outputs them, and is connected to the distributor and independently controls the amplitude and phase of each input signal. A weight control unit that outputs, and a loop surface that is connected to and formed by the power supply circuit unit that is connected to the weight control unit, performs balance / unbalance conversion and impedance conversion of each input signal, and outputs the signal. Is an in-vehicle antenna device including an array antenna unit in which a plurality of loop antenna elements each formed of a loop-shaped conductor that is substantially perpendicular to a ceiling surface in a vehicle interior are arranged, and the array antenna unit is A third array antenna arranged in a plurality of loop antenna elements from between the front pillars to the rear pillars, in parallel with the third array antenna, A fourth array antenna in which a plurality of the loop antenna elements are arranged between the front pillars and the rear pillars, and the distance between the third array antenna and the fourth array antenna is approximately half the wavelength of the radio wave. Each of the loop antenna elements fed to the third array antenna and the fourth array antenna has substantially the same amplitude and phase, and each signal fed to the array antenna unit by the weight control unit This is an in-vehicle antenna device that switches the beam direction of radio waves radiated from the array antenna unit by controlling the amplitude and phase of the antenna.

この構成により、車両の前後、車内方向において位置検知したいエリア以外の不要な方向への放射を抑えたビームを放射できる車載アンテナ装置を実現できる。 With this configuration, it is possible to realize an in-vehicle antenna device that can emit a beam that suppresses radiation in an unnecessary direction other than an area where position detection is desired in the front-rear and in-vehicle directions of the vehicle.

第３の発明は、第１または第２の発明の車載アンテナ装置とキーアンテナ装置からなる車載アンテナシステムである。 A third invention is a vehicle-mounted antenna system including the vehicle-mounted antenna device and the key antenna device according to the first or second invention.

この構成により、１箇所に配置した無線通信装置でキーの位置検知ができる車載アンテナ装置をもちいた車載アンテナシステムを実現できる。 With this configuration, it is possible to realize an in-vehicle antenna system using an in-vehicle antenna device that can detect a key position with a wireless communication device arranged at one location.

第４の発明は、第３の発明の車載アンテナシステムにおいて、キーアンテナ装置からの信号と、車載アンテナ装置に設けた温度センサにより検出温度と、キーアンテナ装置に設けた温度センサによる検出温度とによって、前記車載アンテナ装置は前記キーアンテナ装置の位置を判定する車載アンテナシステムである。 According to a fourth invention, in the in-vehicle antenna system according to the third invention, a signal from the key antenna device, a detection temperature by a temperature sensor provided in the in-vehicle antenna device, and a detection temperature by a temperature sensor provided in the key antenna device The vehicle-mounted antenna device is a vehicle-mounted antenna system that determines the position of the key antenna device.

この構成により、キーアンテナ装置の車内位置検知の精度を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to improve the accuracy of detecting the position of the key antenna device in the vehicle.

以下、本発明のアンテナを実施するための最良の形態について、図１から図９の各図面に沿って説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the antenna of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

（実施の形態１）
以下に、本発明の車載アンテナ装置の実施の形態１の詳細について説明する。 (Embodiment 1)
Details of Embodiment 1 of the in-vehicle antenna device of the present invention will be described below.

図１は、車載アンテナ装置を用いた通信システムの構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a communication system using a vehicle-mounted antenna device.

図１において、車載アンテナ装置１００は、車両に搭載され、後述するキーアンテナ装置２００と無線通信により認証を行う車載アンテナ装置である。後述するアレーアンテナ部１０５から放射される電波を電子的に走査することにより、後述するキーアンテナ装置２００の位置検知を行う。 In FIG. 1, a vehicle-mounted antenna device 100 is a vehicle-mounted antenna device that is mounted on a vehicle and performs authentication by wireless communication with a key antenna device 200 described later. The position of the key antenna device 200 described later is detected by electronically scanning radio waves radiated from the array antenna unit 105 described later.

制御回路１０６は、車載アンテナ装置１００全体の動作を制御する制御回路であり、後述する送受信回路１０１の送受信動作の制御や送受信データのやり取り、方位情報信号により後述するアレーアンテナ部１０５から放射される電波のビーム方向の制御、後述するキーアンテナ装置２００の位置の判定処理などを行う。 The control circuit 106 is a control circuit that controls the overall operation of the in-vehicle antenna device 100, and is radiated from the array antenna unit 105, which will be described later, by controlling transmission / reception operations of the transmission / reception circuit 101, which will be described later, exchange of transmission / reception data, and direction information signals. Control of the beam direction of radio waves, determination processing of the position of the key antenna device 200 described later, and the like are performed.

送受信回路１０１は、制御回路１０６により制御され、制御回路１０６から入力された送信データから送信信号を生成し出力し、入力された受信信号の電力を測定し、また入力された受信信号を処理して受信データを生成し、制御回路１０６へ出力する送受信回路である。送受信回路１０１から入出力される送受信信号は不平衡信号であり、送受信回路１０１は不平衡給電手段である。なお、送受信回路１０１は、送信回路のみ、または受信回路のみであってもよい。 The transmission / reception circuit 101 is controlled by the control circuit 106, generates and outputs a transmission signal from transmission data input from the control circuit 106, measures the power of the input reception signal, and processes the input reception signal This is a transmission / reception circuit that generates reception data and outputs it to the control circuit 106. The transmission / reception signal input / output from the transmission / reception circuit 101 is an unbalanced signal, and the transmission / reception circuit 101 is an unbalanced power supply means. The transmission / reception circuit 101 may be only a transmission circuit or only a reception circuit.

分配器１０２は、送受信回路１０１から出力された送信信号を、複数の信号に電力分割して後述するウェイト制御部１０３へ出力し、また後述するウェイト制御部１０３から入力される複数の信号を電力合成して送受信回路１０１へ出力する分配器である。また、後述するアレーアンテナ部１０５を構成するすべてのアンテナ素子へ給電する必要がない場合、分配器１０２は制御回路１０６により指定された方位情報に基づいて、後述するウェイト制御部１０３を構成する複数のウェイト制御回路のうちいくつかを選択し、選択されたウェイト制御回路と電力のやりとりを行う。選択されたウェイト制御回路に対応するアンテナ素子のみに給電することになる。これにより、後述するアレーアンテナ部１０５を構成する複数のアンテナ素子のうち、どのアンテナ素子に給電するかを選択する。 The distributor 102 divides the transmission signal output from the transmission / reception circuit 101 into a plurality of signals, outputs the signals to a weight control unit 103 described later, and outputs a plurality of signals input from the weight control unit 103 described later as power. It is a distributor that synthesizes and outputs to the transmission / reception circuit 101. Further, when it is not necessary to supply power to all antenna elements constituting the array antenna unit 105 to be described later, the distributor 102 uses a plurality of components constituting the weight control unit 103 to be described later based on the direction information designated by the control circuit 106. Some weight control circuits are selected, and power is exchanged with the selected weight control circuit. Power is supplied only to the antenna element corresponding to the selected weight control circuit. As a result, the antenna element to be fed is selected from among a plurality of antenna elements constituting the array antenna unit 105 described later.

ウェイト制御部１０３は、制御回路１０６により指定された方位情報に基づいて、分配器１０２もしくは後述する給電回路部１０４から入力される複数の信号それぞれに対して振幅、位相を独立に制御するウェイト制御部である。 The weight control unit 103 performs weight control for independently controlling the amplitude and phase for each of a plurality of signals input from the distributor 102 or a power feeding circuit unit 104 described later based on the azimuth information specified by the control circuit 106. Part.

給電回路部１０４は、後述するアレーアンテナ部１０５へ給電するために、ウェイト制御部１０３とアレーアンテナ部１０５の間にて、平衡不平衡変換やインピーダンス整合などを行う給電回路部である。 The power feeding circuit unit 104 is a power feeding circuit unit that performs balance-unbalance conversion, impedance matching, and the like between the weight control unit 103 and the array antenna unit 105 in order to feed power to the array antenna unit 105 described later.

アレーアンテナ部１０５は、導体からなるアンテナ素子を後述する天井３０７に複数個並べたアレーアンテナ部である。後述する天井３０７は導体であるため、アンテナ素子は導体が近接しても利得が大きく劣化しないアンテナ素子、例えばループアンテナやパッチアンテナ、スロットアンテナ、モノポールアンテナなどから構成される。 The array antenna unit 105 is an array antenna unit in which a plurality of antenna elements made of conductors are arranged on a ceiling 307 to be described later. Since a ceiling 307 to be described later is a conductor, the antenna element is configured by an antenna element whose gain is not greatly deteriorated even when the conductor is close, for example, a loop antenna, a patch antenna, a slot antenna, a monopole antenna, or the like.

キーアンテナ装置２００は、使用者が所持し、車載アンテナ装置１００と無線通信により認証を行うキーアンテナ装置である。キーアンテナ装置２００は、アンテナと、送信信号を生成し出力し、入力された受信信号の電力を測定し、また入力された受信信号を処理する送受信回路と、キーアンテナ装置２００全体の動作を制御する制御回路などを備える。なお、送受信回路は、送信回路のみ、または受信回路のみであってもよい。 The key antenna device 200 is a key antenna device that is carried by a user and performs authentication by wireless communication with the vehicle-mounted antenna device 100. The key antenna device 200 generates and outputs an antenna, a transmission signal, measures the power of the input reception signal, controls the operation of the key antenna device 200 as a whole, and processes the input reception signal. Control circuit and the like. Note that the transmission / reception circuit may be only the transmission circuit or only the reception circuit.

次に車載アンテナ装置１００の配置箇所について説明する。 Next, the arrangement | positioning location of the vehicle-mounted antenna apparatus 100 is demonstrated.

図２ａは、車載アンテナ装置１００の配置を示すＸＹ平面図である。 FIG. 2 a is an XY plan view showing the arrangement of the in-vehicle antenna device 100.

図２ｂは、車載アンテナ装置１００の配置を示すＺＸ平面図である。 FIG. 2 b is a ZX plan view showing the arrangement of the in-vehicle antenna device 100.

図２ｃは、車載アンテナ装置１００の配置を示すＹＺ平面図である。 FIG. 2 c is a YZ plan view showing the arrangement of the in-vehicle antenna device 100.

Ｘ、ＹおよびＺは、各々の座標軸を示す。車両３００は４輪の自動車であり、４本のタイヤ３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄと、タイヤが装着された４本のホイール３０２、前方ドアノブ３０３ａ、３０３ｂ、車体の構成要素であるフロントピラー３０４ａ、３０４ｂ、センターピラー３０５ａ、３０５ｂ、リアピラー３０６ａ、３０６ｂ、導体からなる天井３０７から構成される。図２に示すように車載アンテナ装置１００は、車両３００の室内の天井３０７に配置する。 X, Y, and Z denote the respective coordinate axes. The vehicle 300 is a four-wheeled vehicle, and includes four tires 301a, 301b, 301c, and 301d, four wheels 302 on which the tires are mounted, front door knobs 303a and 303b, a front pillar 304a that is a component of the vehicle body, 304b, center pillars 305a and 305b, rear pillars 306a and 306b, and a ceiling 307 made of a conductor. As shown in FIG. 2, the in-vehicle antenna device 100 is disposed on the ceiling 307 in the room of the vehicle 300.

次にウェイト制御部１０３の構成要素であるウェイト制御回路の構成について説明する。 Next, the configuration of a weight control circuit that is a component of the weight control unit 103 will be described.

図３はウェイト制御回路の構成例を示す図である。入力される方位情報に基づいて、複数の異なる移相量を有する移相器と異なる減衰量もしくは増幅量を有する振幅可変器をスイッチにて切り替えることにより振幅、位相を可変する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the weight control circuit. Based on the input azimuth information, the amplitude and phase are varied by switching between a phase shifter having a plurality of different phase shift amounts and an amplitude variable unit having a different attenuation amount or amplification amount.

振幅、位相が固定で変化させる必要がない場合は、振幅可変器、移相器は１つでよく、入力される方位情報信号とスイッチを省くことができる。 If the amplitude and phase are fixed and do not need to be changed, only one amplitude variable device and phase shifter are required, and the input azimuth information signal and switch can be omitted.

振幅が固定で変化させる必要がない場合は、ウェイト制御回路の入力側もしくは出力側に振幅可変器を１つ設ければよい。 If the amplitude is fixed and does not need to be changed, a single amplitude variable device may be provided on the input side or output side of the weight control circuit.

位相が固定で変化させる必要がない場合は、ウェイト制御回路の入力側もしくは出力側に移相器を１つ設ければよい。 If the phase is fixed and does not need to be changed, a single phase shifter may be provided on the input side or output side of the weight control circuit.

振幅が固定で変化させる必要がない場合は、振幅可変器を省き、分配器１０２にて所定の振幅を得られるように分配比を設定することでも実現できる。 If the amplitude is fixed and does not need to be changed, it can be realized by omitting the amplitude variable device and setting the distribution ratio so that the distributor 102 can obtain a predetermined amplitude.

次に給電回路部１０４の構成要素である給電回路の構成について説明する。 Next, a configuration of a power feeding circuit that is a component of the power feeding circuit unit 104 will be described.

図４（ａ）は、アンテナ素子へ平衡給電する場合の給電回路の構成例を示す図である。 FIG. 4A is a diagram illustrating a configuration example of a power feeding circuit in the case of balanced power feeding to an antenna element.

入力される不平衡信号を平衡不平衡変換回路により平衡信号へ変換し、整合回路によりインピーダンス整合を行い、出力する。 An input unbalanced signal is converted into a balanced signal by a balanced / unbalanced conversion circuit, impedance matching is performed by a matching circuit, and output.

図４（ｂ）は、アンテナ素子へ不平衡給電する場合の給電回路の構成例を示す図である。 FIG. 4B is a diagram illustrating a configuration example of a power feeding circuit when unbalanced power feeding is performed to the antenna element.

入力される不平衡信号を整合回路によりインピーダンス整合を行い、出力する。 The input unbalanced signal is impedance-matched by a matching circuit and output.

次にアレーアンテナ部１０５について説明する。 Next, the array antenna unit 105 will be described.

図５はアレーアンテナ部１０５におけるアンテナ素子の配置を示した図である。車載アンテナ装置１００においてアレーアンテナ部１０５以外の構成要素は省略し、図示しない。 FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of antenna elements in the array antenna unit 105. In the in-vehicle antenna device 100, components other than the array antenna unit 105 are omitted and not shown.

図５において、アレーアンテナ部１０５は、後述するアレーアンテナ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６から構成される。 In FIG. 5, the array antenna unit 105 includes array antennas 401, 402, 403, 404, 405, and 406, which will be described later.

アレーアンテナ４０１は後述するループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８を略１列となるように配列して構成される。 The array antenna 401 is configured by arranging loop antenna elements 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, and 418, which will be described later, in substantially one row.

アレーアンテナ４０２は後述するループアンテナ素子４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８を略１列となるように配列して構成される。 The array antenna 402 is configured by arranging loop antenna elements 421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, and 428, which will be described later, in substantially one row.

アレーアンテナ４０３は後述するループアンテナ素子４３１、４３２を略１列となるように配列して構成される。 The array antenna 403 is configured by arranging loop antenna elements 431 and 432, which will be described later, in substantially one row.

アレーアンテナ４０４は後述するループアンテナ素子４４１、４４２を略１列となるように配列して構成される。 The array antenna 404 is configured by arranging loop antenna elements 441 and 442, which will be described later, in substantially one row.

アレーアンテナ４０５は後述するループアンテナ素子４５１、４５２を略１列となるように配列して構成される。 The array antenna 405 is configured by arranging loop antenna elements 451 and 452 to be described later so as to form approximately one row.

アレーアンテナ４０６は後述するループアンテナ素子４６１、４６２を略１列となるように配列して構成される。 The array antenna 406 is configured by arranging loop antenna elements 461 and 462, which will be described later, so as to form approximately one row.

ループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４３１、４３２、４４１、４４２、４５１、４５２、４６１、４６２は、形成するループ面が天井３０７の面に対して略垂直になるように設けられ、２つの給電端が給電回路部１０４の各給電回路に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ素子である。ループの巻き数は、１回巻きとしているが、いくらでもよい。また、ループの形状は矩形でなくてもよい。形成するループ面が天井３０７の面に対して略垂直になるループアンテナ素子を用いるこ
とで、導体からなる天井３０７へ配置してもアンテナ利得が低下することはない。 Loop antenna elements 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, 418, 421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428, 431, 432, 441, 442, 451, 452, 461, 462 Is a loop antenna element that is formed so that the loop surface to be formed is substantially perpendicular to the surface of the ceiling 307, two power supply ends are connected to each power supply circuit of the power supply circuit unit 104, and is formed of a loop-shaped conductor. is there. The number of windings of the loop is one, but any number may be used. Moreover, the shape of the loop may not be rectangular. By using a loop antenna element in which the loop surface to be formed is substantially perpendicular to the surface of the ceiling 307, the antenna gain does not decrease even if it is disposed on the ceiling 307 made of a conductor.

ループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８をフロントピラー３０４ａ、センターピラー３０５ａの間からフロントピラー３０４ｂ、センターピラー３０５ｂの間にかけてＹ軸方向に配列する。ループの軸方向はＸ軸方向となるように配置する。 The loop antenna elements 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, 418 are arranged in the Y-axis direction from between the front pillar 304a and the center pillar 305a to between the front pillar 304b and the center pillar 305b. It arrange | positions so that the axial direction of a loop may turn into an X-axis direction.

また、ループアンテナ素子４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８をリアピラー３０６ａ、センターピラー３０５ａの間からリアピラー３０６ｂ、センターピラー３０５ｂの間にかけてＹ軸方向に配列する。ループの軸方向はＸ軸方向となるように配置する。 In addition, the loop antenna elements 421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428 are arranged in the Y-axis direction from between the rear pillar 306a and the center pillar 305a to between the rear pillar 306b and the center pillar 305b. It arrange | positions so that the axial direction of a loop may turn into an X-axis direction.

また、ループアンテナ素子４３１、４３２、４４１、４４２、４５１、４５２、４６１、４６２をフロントピラー３０４ａ、３０４ｂの間からリアピラー３０６ａ、３０６ｂの間にかけてＸ軸方向に配列する。ループの軸方向はＹ軸方向となるように配置する。 Further, the loop antenna elements 431, 432, 441, 442, 451, 452, 461, 462 are arranged in the X-axis direction from between the front pillars 304a, 304b to the rear pillars 306a, 306b. It arrange | positions so that the axial direction of a loop may turn into a Y-axis direction.

図５のようにループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４３１、４３２、４４１、４４２をピラーの中間に配列することにより、フロントピラー３０４ａ、３０４ｂ、センターピラー３０５ａ、３０５ｂ、リアピラー３０６ａ、３０６ｂによる電波の遮蔽や反射の影響を避けることができる。 As shown in FIG. 5, loop antenna elements 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, 418, 421, 422, 423, 424, 425, 426, 427, 428, 431, 432, 441, 442 are connected to pillars. By arranging them in the middle, it is possible to avoid the influence of shielding and reflection of radio waves by the front pillars 304a and 304b, the center pillars 305a and 305b, and the rear pillars 306a and 306b.

アレーアンテナ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６のそれぞれを構成するループアンテナ素子数はいくらであってもよい。 Any number of loop antenna elements may be included in each of the array antennas 401, 402, 403, 404, 405, and 406.

アレーアンテナ４０１とアレーアンテナ４０２のＸ軸方向の間隔ａは略半波長とし、アレーアンテナ４０１の各ループアンテナ素子へ給電される振幅、位相は、アレーアンテナ４０２の各ループアンテナ素子へ給電される振幅、位相と略同じとなるように給電する。例えば、ループアンテナ素子４１２とループアンテナ素子４２２に給電される振幅、位相は略同じとなるようにする。 The distance a between the array antenna 401 and the array antenna 402 in the X-axis direction is approximately half wavelength, and the amplitude and phase supplied to each loop antenna element of the array antenna 401 are the amplitude supplied to each loop antenna element of the array antenna 402. The power is supplied so as to be substantially the same as the phase. For example, the amplitude and phase supplied to the loop antenna element 412 and the loop antenna element 422 are made substantially the same.

同様に、アレーアンテナ４０３とアレーアンテナ４０４のＹ軸方向の間隔ｂは略半波長とし、アレーアンテナ４０３の各ループアンテナ素子へ給電される振幅、位相は、アレーアンテナ４０４の各ループアンテナ素子へ給電される振幅、位相と略同じとなるように給電する。例えば、ループアンテナ素子４３２とループアンテナ素子４４２に給電される振幅、位相は略同じとなるようにする。 Similarly, the interval b in the Y-axis direction between the array antenna 403 and the array antenna 404 is approximately half wavelength, and the amplitude and phase fed to each loop antenna element of the array antenna 403 are fed to each loop antenna element of the array antenna 404. Power is supplied so that the amplitude and phase are substantially the same. For example, the amplitude and phase supplied to the loop antenna element 432 and the loop antenna element 442 are made substantially the same.

同様に、アレーアンテナ４０５とアレーアンテナ４０６のＹ軸方向の間隔ｃは略半波長とし、アレーアンテナ４０５の各ループアンテナ素子へ給電される振幅、位相は、アレーアンテナ４０６の各ループアンテナ素子へ給電される振幅、位相と略同じとなるように給電する。例えば、ループアンテナ素子４５２とループアンテナ素子４６２に給電される振幅、位相は略同じとなるようにする。 Similarly, the distance c between the array antenna 405 and the array antenna 406 in the Y-axis direction is approximately half wavelength, and the amplitude and phase fed to each loop antenna element of the array antenna 405 are fed to each loop antenna element of the array antenna 406. Power is supplied so that the amplitude and phase are substantially the same. For example, the amplitude and phase supplied to the loop antenna element 452 and the loop antenna element 462 are set to be substantially the same.

以上のように構成された車載アンテナ装置１００について、その動作を説明する。 The operation | movement is demonstrated about the vehicle-mounted antenna apparatus 100 comprised as mentioned above.

送信の場合、制御回路１０６は、電波を放射したい方向、つまり送信ビーム方向を表す方位情報を分配器１０２、ウェイト制御部１０３へ出力する。送受信回路１０１から出力された送信信号は、入力された方位情報に基づいて分配器１０２により複数の信号に電力分割され、入力された方位情報に基づいてウェイト制御部１０３により各信号の振幅、位相が変化され、給電回路部１０４により平衡不平衡変換、インピーダンス変換され、アレ
ーアンテナ部１０５により送信電波としてキーアンテナ装置２００へ出力する。 In the case of transmission, the control circuit 106 outputs to the distributor 102 and the weight control unit 103 azimuth information indicating the direction in which radio waves are desired to be emitted, that is, the direction of the transmission beam. The transmission signal output from the transmission / reception circuit 101 is power-divided into a plurality of signals by the distributor 102 based on the input azimuth information, and the amplitude and phase of each signal by the weight control unit 103 based on the input azimuth information. Is changed, balance-unbalance conversion and impedance conversion are performed by the power feeding circuit unit 104, and output to the key antenna device 200 as a transmission radio wave by the array antenna unit 105.

受信の場合、制御回路１０６は、電波を受けたい方向、つまり受信ビーム方向を表す方位情報を分配器１０２、ウェイト制御部１０３へ出力する。キーアンテナ装置２００から受信された電波はアレーアンテナ部１０５により電気信号へ変換され、給電回路部１０４により平衡不平衡変換、インピーダンス変換され、入力された方位情報に基づいてウェイト制御部１０３により各信号の振幅、位相を変化され、入力された方位情報に基づいて分配器１０２により複数の信号が１つの信号に合成され、送受信回路１０１に受信信号として入力される。 In the case of reception, the control circuit 106 outputs to the distributor 102 and the weight control unit 103 azimuth information indicating the direction in which the radio wave is desired, that is, the direction of the received beam. The radio wave received from the key antenna device 200 is converted into an electric signal by the array antenna unit 105, converted to balance / unbalance conversion and impedance conversion by the power feeding circuit unit 104, and each signal is output by the weight control unit 103 based on the input azimuth information. Are divided into a single signal by the distributor 102 based on the input azimuth information and input to the transmission / reception circuit 101 as a reception signal.

次に位置検知の手順について説明する。図６は、車載アンテナ装置１００による位置検知エリアの構成例を示す図である。図６において、検知エリア５０１、５０２、５０３、５０４は、位置検知する領域である。検知エリア５０１は車外の右の領域、検知エリア５０２は車外の左の領域、検知エリア５０３は車外の後方領域、検知エリア５０４は車内の領域を指す。検知エリア５０１、５０２は、それぞれ前方ドアノブ３０３ａ、３０３ｂの周囲のエリアとする。４種類のエリアを位置検知する。 Next, the position detection procedure will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a position detection area by the in-vehicle antenna device 100. In FIG. 6, detection areas 501, 502, 503, and 504 are areas for position detection. The detection area 501 indicates the right area outside the vehicle, the detection area 502 indicates the left area outside the vehicle, the detection area 503 indicates the rear area outside the vehicle, and the detection area 504 indicates the area inside the vehicle. The detection areas 501 and 502 are areas around the front door knobs 303a and 303b, respectively. Position detection of 4 types of areas.

車外左右の領域である検知エリア５０１、５０２を検知する場合、アレーアンテナ４０１、４０２に属するループアンテナ素子のみ給電し、他のアレーアンテナ４０３、４０４、４０５、４０６に属するループアンテナ素子には給電しない。 When detecting the detection areas 501 and 502 which are the left and right areas outside the vehicle, only the loop antenna elements belonging to the array antennas 401 and 402 are fed, and the loop antenna elements belonging to the other array antennas 403, 404, 405 and 406 are not fed. .

車外後方の領域である検知エリア５０３を検知する場合、アレーアンテナ４０３、４０４に属するループアンテナ素子のみ給電し、他のアレーアンテナ４０１、４０２、４０５、４０６に属するループアンテナ素子には給電しない。 When detecting the detection area 503 which is the area outside the vehicle, only the loop antenna elements belonging to the array antennas 403 and 404 are fed, and the loop antenna elements belonging to the other array antennas 401, 402, 405 and 406 are not fed.

車内の領域である検知エリア５０４を検知する場合、アレーアンテナ４０５、４０６に属するループアンテナ素子のみ給電し、他のアレーアンテナ４０１、４０２、４０３、４０４に属するループアンテナ素子には給電しない。 When detecting the detection area 504 that is an area in the vehicle, only the loop antenna elements belonging to the array antennas 405 and 406 are fed, and the loop antenna elements belonging to the other array antennas 401, 402, 403, and 404 are not fed.

まず、検知エリア５０１を検知する場合について具体的な給電方法の例を述べる。アレーアンテナ４０１、４０２に属するループアンテナ素子のうち車の右側にあり、検知エリア５０１に距離が近いループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４、４２１、４２２、４２３、４２４のみ給電する。アレーアンテナ４０１、４０２に属するループアンテナ素子すべてに給電しても良いが、検知エリアに距離が近いループアンテナ素子のみを用いたほうが、近接効果の影響のため、より効果的である。 First, an example of a specific power supply method for detecting the detection area 501 will be described. Of the loop antenna elements belonging to the array antennas 401 and 402, only the loop antenna elements 411, 412, 413, 414, 421, 422, 423, and 424 that are on the right side of the vehicle and are close to the detection area 501 are fed. Although power may be supplied to all the loop antenna elements belonging to the array antennas 401 and 402, it is more effective to use only the loop antenna elements that are close to the detection area because of the proximity effect.

図７は検知エリア５０１を検知する場合の車載アンテナ装置１００の具体的な構成例を示す図である。図７は、図１にて示した車載アンテナ装置１００のうち、検知エリア５０１を検知するために必要な構成のみを、より具体的に示している。 FIG. 7 is a diagram illustrating a specific configuration example of the vehicle-mounted antenna device 100 when the detection area 501 is detected. FIG. 7 shows more specifically only the configuration necessary for detecting the detection area 501 in the in-vehicle antenna device 100 shown in FIG.

図７において分配器１０２は、送受信回路１０１から出力された送信信号を電力分割してウェイト制御部１０３へ出力する。ループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４、４２１、４２２、４２３、４２４のみ給電するのでこれらに対応した出力端子に所定の分配比にて電力を分配して給電する。そのほかの出力端子には給電しない。ループアンテナ素子４１１と４２１、ループアンテナ素子４１２と４２２、ループアンテナ素子４１３と４２３、ループアンテナ素子４１４と４２４はそれぞれ給電される電力を等しくする。 In FIG. 7, distributor 102 performs power division on the transmission signal output from transmission / reception circuit 101 and outputs the result to weight control section 103. Since only the loop antenna elements 411, 412, 413, 414, 421, 422, 423, and 424 are fed, power is distributed and fed to the output terminals corresponding to these at a predetermined distribution ratio. No power is supplied to other output terminals. The loop antenna elements 411 and 421, the loop antenna elements 412 and 422, the loop antenna elements 413 and 423, and the loop antenna elements 414 and 424 respectively equalize the supplied power.

ウェイト制御部１０３は、分配器１０２より入力される信号の位相制御をおこなうウェイト制御回路６１１、６１２、６１３、６１４、６２１、６２２、６２３、６２４を備え
、それぞれループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４、４２１、４２２、４２３、４２４に対応する。 The weight control unit 103 includes weight control circuits 611, 612, 613, 614, 621, 622, 623, and 624 for controlling the phase of the signal input from the distributor 102, and loop antenna elements 411, 412, 413, 414, 421, 422, 423, 424.

給電回路部１０４は、ループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４、４２１、４２２、４２３、４２４に対応した平衡不平衡変換やインピーダンス整合などを行う給電回路７１１、７１２、７１３、７１４、７２１、７２２、７２３、７２４を備える。 The power feeding circuit unit 104 includes power feeding circuits 711, 712, 713, 714, 721, 722 that perform balance / unbalance conversion and impedance matching corresponding to the loop antenna elements 411, 412, 413, 414, 421, 422, 423, 424. , 723, 724.

ウェイト制御部１０３は、ループアンテナ素子４１１、４１２、４１３、４１４の隣接アンテナ素子間の位相差が所定の値α度となるように給電するため、ウェイト制御回路６１１、６１２、６１３、６１４の移相量は、α度ずつ異なるように設定される。また、検知エリア５０１の方向に電波のビーム方向が向くように、検知エリア５０１に距離が近いループアンテナ素子ほど位相が遅れるように設定する。また、ループアンテナ素子４２１、４２２、４２３、４２４についても同様である。ループアンテナ素子４１１と４２１、ループアンテナ素子４１２と４２２、ループアンテナ素子４１３と４２３、ループアンテナ素子４１４と４２４はそれぞれ移相量を等しくする。 The weight control unit 103 supplies power so that the phase difference between adjacent antenna elements of the loop antenna elements 411, 412, 413, and 414 becomes a predetermined value α degrees, so that the weight control circuits 611, 612, 613, and 614 are moved. The phase amount is set to be different by α degrees. In addition, the loop antenna element closer to the detection area 501 is set so that the phase is delayed so that the beam direction of the radio wave is directed toward the detection area 501. The same applies to the loop antenna elements 421, 422, 423, and 424. The loop antenna elements 411 and 421, the loop antenna elements 412 and 422, the loop antenna elements 413 and 423, and the loop antenna elements 414 and 424 have the same amount of phase shift.

検知エリア５０２、５０３を検知する場合についても対応するループアンテナ素子に同様の給電を行う。 In the case where the detection areas 502 and 503 are detected, the same power is supplied to the corresponding loop antenna elements.

検知エリア５０４を検知する場合についても対応するループアンテナ素子に同様の給電を行うが、ウェイト制御部１０３にて移相量はすべて０度とし、電波のビーム方向が車内となるようにする。 In the case of detecting the detection area 504, the same power is supplied to the corresponding loop antenna element, but the weight control unit 103 sets all the phase shift amounts to 0 degrees so that the beam direction of the radio wave is in the vehicle.

図８は、検知エリア５０１、５０２、５０３、５０４を検知する場合の車載アンテナ装置１００の放射パターンを示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a radiation pattern of the in-vehicle antenna device 100 when detecting the detection areas 501, 502, 503, and 504.

検知エリア５０１、５０２を検知する場合、アレーアンテナ４０１とアレーアンテナ４０２のループアンテナ素子のループの軸方向、つまり指向性がヌルとなる方向がＸ方向であり、またアレーアンテナ４０１とアレーアンテナ４０２のＸ軸方向の間隔ａは略半波長であり、アレーアンテナ４０１の各ループアンテナ素子へ給電される振幅、位相は、アレーアンテナ４０２の各ループアンテナ素子へ給電される振幅、位相と略同じであるため、Ｙ軸方向の放射は強めあい、Ｘ軸方向の放射は弱めあう。よって、検知エリア以外の不要な方向への放射は小さい。 When detecting the detection areas 501 and 502, the axial direction of the loop antenna elements of the array antenna 401 and the array antenna 402, that is, the direction in which the directivity is null is the X direction, and the array antenna 401 and the array antenna 402 The interval a in the X-axis direction is substantially a half wavelength, and the amplitude and phase fed to each loop antenna element of the array antenna 401 are substantially the same as the amplitude and phase fed to each loop antenna element of the array antenna 402. Therefore, the radiation in the Y-axis direction is strengthened and the radiation in the X-axis direction is weakened. Therefore, radiation in an unnecessary direction other than the detection area is small.

同様に、検知エリア５０３を検知する場合はＸ軸方向の放射は強めあい、Ｙ軸方向の放射は弱めあう。検知エリア５０４を検知する場合はＺ軸方向の放射は強めあい、Ｙ軸方向の放射は弱めあう。 Similarly, when detecting the detection area 503, the radiation in the X-axis direction is strengthened and the radiation in the Y-axis direction is weakened. When detecting the detection area 504, the radiation in the Z-axis direction is strengthened, and the radiation in the Y-axis direction is weakened.

車載アンテナ１００にある制御回路１０６は、検知エリア５０１、５０２、５０３、５０４のそれぞれの領域をカバーする受信ビームの方向を切り替えながら、キーアンテナ装置２００からの送信信号を受信する。受信電力がもっとも高いときの受信ビームがカバーする検知エリアを、キーアンテナ装置２００の存在する位置とすることで位置判定を行う。 The control circuit 106 in the vehicle-mounted antenna 100 receives a transmission signal from the key antenna device 200 while switching the direction of the reception beam that covers the detection areas 501, 502, 503, and 504. The position is determined by setting the detection area covered by the reception beam when the reception power is the highest as the position where the key antenna device 200 exists.

もしくは、車載アンテナ装置１００にある制御回路１０６が送信ビームの方向を切り替えながら送信し、キーアンテナ装置２００にて受信される受信電力がもっとも高いときの送信ビームがカバーする検知エリアを、キーアンテナ装置２００の存在する位置とすることで位置判定を行う。 Alternatively, the control circuit 106 in the in-vehicle antenna device 100 transmits while switching the direction of the transmission beam, and the detection area covered by the transmission beam when the reception power received by the key antenna device 200 is the highest is the key antenna device. The position is determined by setting the position where 200 exists.

以上により、アレーアンテナ部１０５へ給電する振幅、位相を制御することで、天井３
０７に配置した車載アンテナ装置１００の送受信する電波のビーム方向を切り替えることにより、１箇所に配置した無線通信装置でキーアンテナ装置２００の位置検知ができる車載アンテナ装置を実現できる。 As described above, the ceiling 3 is controlled by controlling the amplitude and phase of power feeding to the array antenna unit 105.
By switching the beam directions of radio waves transmitted and received by the in-vehicle antenna device 100 arranged in 07, it is possible to realize an in-vehicle antenna device capable of detecting the position of the key antenna device 200 with a wireless communication device arranged in one place.

（実施の形態２）
以下に、本発明の車載アンテナ装置の実施の形態２の詳細について説明する。 (Embodiment 2)
Details of Embodiment 2 of the vehicle-mounted antenna device of the present invention will be described below.

図９は、車載アンテナ装置を用いた通信システムの構成を示す図である。本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。 FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a communication system using the vehicle-mounted antenna device. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and differences will be mainly described.

実施の形態１と異なるのは、後述する温度センサ８０１、車内温度センサ８０２、車外温度センサ８０３を設けた点である。 The difference from Embodiment 1 is that a temperature sensor 801, an in-vehicle temperature sensor 802, and an outside temperature sensor 803, which will be described later, are provided.

図９において温度センサ８０１は、キーアンテナ装置２００に備えられ、キーアンテナ装置２００がおかれた環境の気温を測定し、得られた温度情報をキーアンテナ装置２００の備える制御回路へ出力する温度センサである。 In FIG. 9, a temperature sensor 801 is provided in the key antenna device 200, measures the temperature of the environment in which the key antenna device 200 is placed, and outputs the obtained temperature information to a control circuit provided in the key antenna device 200. It is.

車内温度センサ８０２は、車載アンテナ装置１００に備えられ、車内の気温を測定し、得られた温度情報を制御回路１０６へ出力する車内温度センサである。 The in-vehicle temperature sensor 802 is an in-vehicle temperature sensor that is provided in the in-vehicle antenna device 100, measures the temperature inside the vehicle, and outputs the obtained temperature information to the control circuit 106.

車外温度センサ８０３は、車載アンテナ装置１００に備えられ、車外の気温を測定し、得られた温度情報を制御回路１０６へ出力する車外温度センサである。 The vehicle exterior temperature sensor 803 is a vehicle exterior temperature sensor that is provided in the vehicle-mounted antenna device 100, measures the temperature outside the vehicle, and outputs the obtained temperature information to the control circuit 106.

以上のように構成された車載アンテナ装置１００について、その動作を説明する。車載アンテナ１００にある制御回路１０６は、検知エリア５０１、５０２、５０３、５０４のそれぞれの領域をカバーする受信ビームの方向を切り替えながら、キーアンテナ装置２００からの送信信号を受信する。受信電力がもっとも高いときの受信ビームがカバーする検知エリアを、キーアンテナ装置２００の存在する位置とすることで位置判定を行う。 The operation | movement is demonstrated about the vehicle-mounted antenna apparatus 100 comprised as mentioned above. The control circuit 106 in the vehicle-mounted antenna 100 receives a transmission signal from the key antenna device 200 while switching the direction of the reception beam that covers the detection areas 501, 502, 503, and 504. The position is determined by setting the detection area covered by the reception beam when the reception power is the highest as the position where the key antenna device 200 exists.

制御回路１０６は、上記位置判定の手順にて、キーアンテナ装置２００が車内つまり検知エリア５０４にあると判定された場合、温度センサ８０１にて測定されたキーアンテナ装置２００のおかれた環境の気温が、車内温度センサ８０２にて測定された車内の気温と略同じ場合のみ、最終的にキーアンテナ装置２００の位置が検知エリア５０４であると判定する。 When it is determined in the position determination procedure that the key antenna device 200 is in the vehicle, that is, in the detection area 504, the control circuit 106 measures the temperature of the environment where the key antenna device 200 is measured, which is measured by the temperature sensor 801. However, it is finally determined that the position of the key antenna device 200 is the detection area 504 only when the temperature inside the vehicle measured by the vehicle temperature sensor 802 is substantially the same.

また、車内と車外の温度差が大きい環境の場合、温度センサ８０１にて測定されたキーアンテナ装置２００のおかれた環境の気温が、車外温度センサ８０３にて測定された車外の気温と異なる場合のみ、最終的にキーアンテナ装置２００の位置が検知エリア５０４であると判定するとしてもよい。 In the case where the temperature difference between the inside and outside of the vehicle is large, the temperature of the environment where the key antenna device 200 measured by the temperature sensor 801 is different from the outside temperature measured by the outside temperature sensor 803. However, it may be determined that the position of the key antenna device 200 is the detection area 504 in the end.

以上により、電波の強度だけでなく温度も位置判定手段に加えることにより、キーアンテナ装置２００の車内位置検知の精度を向上させることができる。 As described above, by adding not only the intensity of the radio wave but also the temperature to the position determination means, it is possible to improve the accuracy of detecting the position of the key antenna device 200 in the vehicle.

本発明の車載アンテナ装置は、車両近辺の無線通信装置の位置検知ができる。よって、本発明の車載アンテナ装置を、スマートエントリシステムとして適用できる。 The vehicle-mounted antenna device of the present invention can detect the position of a wireless communication device near the vehicle. Therefore, the vehicle-mounted antenna device of the present invention can be applied as a smart entry system.

本発明の実施の形態１における車載アンテナ装置を用いた通信システムの構成を示す図The figure which shows the structure of the communication system using the vehicle-mounted antenna apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における車載アンテナ装置１００の配置を示すＸＹ平面図XY top view which shows arrangement | positioning of the vehicle-mounted antenna apparatus 100 in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１における車載アンテナ装置１００の配置を示すＺＸ平面図ZX plan view showing the arrangement of the in-vehicle antenna device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における車載アンテナ装置１００の配置を示すＹＺ平面図YZ top view which shows arrangement | positioning of the vehicle-mounted antenna apparatus 100 in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１におけるウェイト制御回路の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the weight control circuit in Embodiment 1 of this invention. （ａ）本発明の実施の形態１におけるアンテナ素子へ平衡給電する場合の給電回路の構成例を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１におけるアンテナ素子へ不平衡給電する場合の給電回路の構成例を示す図(A) The figure which shows the structural example of the electric power feeding circuit in the case of carrying out balanced electric power feeding to the antenna element in Embodiment 1 of this invention (b) of the electric power feeding circuit in the case of carrying out unbalanced electric power feeding to the antenna element in Embodiment 1 of this invention Diagram showing an example configuration 本発明の実施の形態１におけるアレーアンテナ部１０５におけるアンテナ素子の配置を示した図The figure which showed arrangement | positioning of the antenna element in the array antenna part 105 in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１における車載アンテナ装置１００による位置検知エリアの構成例を示す図The figure which shows the structural example of the position detection area by the vehicle-mounted antenna apparatus 100 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における検知エリア５０１を検知する場合の車載アンテナ装置１００の具体的な構成例を示す図The figure which shows the specific structural example of the vehicle-mounted antenna apparatus 100 in the case of detecting the detection area 501 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における検知エリア５０１、５０２、５０３、５０４を検知する場合の車載アンテナ装置１００の放射パターンを示すＸＹ平面図XY plan view showing a radiation pattern of in-vehicle antenna device 100 when detecting detection areas 501, 502, 503, and 504 according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における検知エリア５０１、５０２、５０３、５０４を検知する場合の車載アンテナ装置１００の放射パターンを示すＹＺ平面図YZ top view which shows the radiation pattern of the vehicle-mounted antenna apparatus 100 in the case of detecting the detection areas 501, 502, 503, and 504 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２における車載アンテナ装置を用いた通信システムの構成を示す図The figure which shows the structure of the communication system using the vehicle-mounted antenna apparatus in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００車載アンテナ装置
１０１送受信回路
１０２分配器
１０３ウェイト制御部
１０４給電回路部
１０５アレーアンテナ部
１０６制御回路
２００キーアンテナ装置
３００車両
３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄタイヤ
３０２ホイール
３０３ａ、３０３ｂ前方ドアノブ
３０４ａ、３０４ｂフロントピラー
３０５ａ、３０５ｂセンターピラー
３０６ａ、３０６ｂリアピラー
３０７天井
４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６アレーアンテナ
４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６、４１７、４１８、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８、４３１、４３２、４４１、４４２、４５１、４５２、４６１、４６２ループアンテナ素子
５０１、５０２、５０３、５０４検知エリア
６１１、６１２、６１３、６１４、６２１、６２２、６２３、６２４ウェイト制御回路
７１１、７１２、７１３、７１４、７２１、７２２、７２３、７２４給電回路
８０１温度センサ
８０２車内温度センサ
８０３車外温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Car-mounted antenna apparatus 101 Transmission / reception circuit 102 Divider 103 Weight control part 104 Feeding circuit part 105 Array antenna part 106 Control circuit 200 Key antenna apparatus 300 Vehicle 301a, 301b, 301c, 301d Tire 302 Wheel 303a, 303b Front door knob 304a, 304b Front Pillar 305a, 305b Center pillar 306a, 306b Rear pillar 307 Ceiling 401, 402, 403, 404, 405, 406 Array antenna 411, 412, 413, 414, 415, 416, 417, 418, 421, 422, 423, 424, 425 426, 427, 428, 431, 432, 441, 442, 451, 452, 461, 462 Loop antenna elements 501, 502, 503, 504 Detection area 611, 612, 613, 614, 621, 622, 623, 624 Weight control circuit 711, 712, 713, 714, 721, 722, 723, 724 Power feeding circuit 801 Temperature sensor 802 In-vehicle temperature sensor 803 In-vehicle temperature sensor

Claims

不平衡給電手段に接続され、複数の信号に電力分割して出力する分配器と、
前記分配器に接続され、入力される各信号の振幅、位相を独立に制御して出力するウェイト制御部と、
前記ウェイト制御部に接続され、入力される各信号の平衡不平衡変換やインピーダンス変換を行い、出力する給電回路部と、
前記給電回路部に接続され、形成するループ面が車の室内の天井の面に対して略垂直であるループ状の導体からなるループアンテナ素子を複数配列したアレーアンテナ部とを、
備えた車載アンテナ装置であって、
前記アレーアンテナ部は、車の室内の天井に配置され、
一方のフロントピラーとセンターピラーの間から他方のフロントピラーとセンターピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第１のアレーアンテナと、
前記第１のアレーアンテナと平行に、一方のリアピラーとセンターピラーの間から他方のリアピラーとセンターピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第２のアレーアンテナとを備え、
前記第１のアレーアンテナと前記第２のアレーアンテナの間隔は電波の波長の略半分であり、前記第１のアレーアンテナと前記第２のアレーアンテナに給電される各前記ループアンテナ素子の振幅、位相は互いに略同じであり、
前記ウェイト制御部にて前記アレーアンテナ部へ給電する各信号の振幅、位相を制御することにより、前記アレーアンテナ部から放射される電波のビーム方向を切り替える車載アンテナ装置。 A distributor connected to the unbalanced power supply means for dividing the power into a plurality of signals and outputting;
A weight controller connected to the distributor and independently controlling and outputting the amplitude and phase of each input signal;
A power feeding circuit unit connected to the weight control unit, performing balanced / unbalanced conversion and impedance conversion of each input signal, and outputting;
An array antenna unit, which is connected to the power feeding circuit unit, and in which a plurality of loop antenna elements formed of loop-shaped conductors, the loop surface of which is formed being substantially perpendicular to the surface of the vehicle interior ceiling,
An in-vehicle antenna device comprising:
The array antenna unit is disposed on a ceiling of a vehicle interior;
A first array antenna in which a plurality of the loop antenna elements are arranged between one front pillar and the center pillar and between the other front pillar and the center pillar;
A second array antenna in which a plurality of the loop antenna elements are arranged in parallel with the first array antenna from between one rear pillar and the center pillar to between the other rear pillar and the center pillar;
The interval between the first array antenna and the second array antenna is approximately half of the wavelength of radio waves, and the amplitude of each loop antenna element fed to the first array antenna and the second array antenna, The phases are almost the same
A vehicle-mounted antenna device that switches the beam direction of radio waves radiated from the array antenna unit by controlling the amplitude and phase of each signal fed to the array antenna unit by the weight control unit.

不平衡給電手段に接続され、複数の信号に電力分割して出力する分配器と、
前記分配器に接続され、入力される各信号の振幅、位相を独立に制御して出力するウェイト制御部と、
前記ウェイト制御部に接続され、入力される各信号の平衡不平衡変換やインピーダンス変換を行い、出力する給電回路部と、
前記給電回路部に接続され、形成するループ面が車の室内の天井の面に対して略垂直であるループ状の導体からなるループアンテナ素子を複数配列したアレーアンテナ部とを、
備えた車載アンテナ装置であって、
前記アレーアンテナ部は、車の室内の天井に配置され、
フロントピラーの間からリアピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第３のアレーアンテナと、
前記第３のアレーアンテナと平行に、フロントピラーの間からリアピラーの間にかけて複数の前記ループアンテナ素子を配列した第４のアレーアンテナとを備え、
前記第３のアレーアンテナと前記第４のアレーアンテナの間隔は電波の波長の略半分であり、前記第３のアレーアンテナと前記第４のアレーアンテナに給電される各前記ループアンテナ素子の振幅、位相は互いに略同じであり、
前記ウェイト制御部にて前記アレーアンテナ部へ給電する各信号の振幅、位相を制御することにより、前記アレーアンテナ部から放射される電波のビーム方向を切り替える車載アンテナ装置。 A distributor connected to the unbalanced power supply means for dividing the power into a plurality of signals and outputting;
A weight controller connected to the distributor and independently controlling and outputting the amplitude and phase of each input signal;
A power feeding circuit unit connected to the weight control unit, performing balanced / unbalanced conversion and impedance conversion of each input signal, and outputting;
An array antenna unit, which is connected to the power feeding circuit unit, and in which a plurality of loop antenna elements formed of loop-shaped conductors, the loop surface of which is formed being substantially perpendicular to the surface of the vehicle interior ceiling,
An in-vehicle antenna device comprising:
The array antenna unit is disposed on a ceiling of a vehicle interior;
A third array antenna in which a plurality of the loop antenna elements are arranged between the front pillars and the rear pillars;
A fourth array antenna in which a plurality of the loop antenna elements are arranged in parallel with the third array antenna from between the front pillars to the rear pillars;
The distance between the third array antenna and the fourth array antenna is substantially half of the wavelength of radio waves, and the amplitude of each loop antenna element fed to the third array antenna and the fourth array antenna, The phases are almost the same
A vehicle-mounted antenna device that switches the beam direction of radio waves radiated from the array antenna unit by controlling the amplitude and phase of each signal fed to the array antenna unit by the weight control unit.

請求項１または２記載の車載アンテナ装置とキーアンテナ装置からなる車載アンテナシステム。 A vehicle-mounted antenna system comprising the vehicle-mounted antenna device according to claim 1 or 2 and a key antenna device.

キーアンテナ装置からの信号と、車載アンテナ装置に設けた温度センサにより検出温度と、キーアンテナ装置に設けた温度センサによる検出温度とによって、前記車載アンテナ装置は前記キーアンテナ装置の位置を判定する請求項３記載の車載アンテナシステム。 The vehicle-mounted antenna device determines the position of the key antenna device based on a signal from the key antenna device, a temperature detected by a temperature sensor provided in the vehicle-mounted antenna device, and a temperature detected by a temperature sensor provided in the key antenna device. Item 4. The in-vehicle antenna system according to Item 3.