JP3255048B2 - 車載機のアンテナ装置、車載機および路車間通信システム - Google Patents
車載機のアンテナ装置、車載機および路車間通信システムInfo
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- JP3255048B2 JP3255048B2 JP31058196A JP31058196A JP3255048B2 JP 3255048 B2 JP3255048 B2 JP 3255048B2 JP 31058196 A JP31058196 A JP 31058196A JP 31058196 A JP31058196 A JP 31058196A JP 3255048 B2 JP3255048 B2 JP 3255048B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はノンストップ自動
料金収受システムに係り、さらに詳しくは料金所のエリ
アに設けた路上機と、車両に設けた車載機との間で通行
料金に係る情報の授受を行う上記車載機のアンテナに関
する。
料金収受システムに係り、さらに詳しくは料金所のエリ
アに設けた路上機と、車両に設けた車載機との間で通行
料金に係る情報の授受を行う上記車載機のアンテナに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、高速道路等においては、磁気カー
ド方式料金収受システムが導入されていた。この収受シ
ステムについては、例えば、東芝レビュー(40巻3
号)昭和60年 P189〜192「磁気カード方式料
金収受システム」、あるいは三菱重工技報VOL.22
NO.6(1985−11)P127〜132「磁気
カード方式料金収受機械におけるシステム技術」に詳述
されている。
ド方式料金収受システムが導入されていた。この収受シ
ステムについては、例えば、東芝レビュー(40巻3
号)昭和60年 P189〜192「磁気カード方式料
金収受システム」、あるいは三菱重工技報VOL.22
NO.6(1985−11)P127〜132「磁気
カード方式料金収受機械におけるシステム技術」に詳述
されている。
【0003】ところでこのような従来のシステムにおい
ては、一般の道路から高速道路に入る場合、反対に高速
道路から一般道路に出る場合にはどうしても料金所で一
旦停止して通行券の受け取りや料金支払いを行う必要が
あり、そのために料金所の手前で多くの車が列をなすこ
とが多い。このような課題を改善するため、かねてから
料金所で一旦停止することなく、料金の収受ができるノ
ンストップ自動料金収受システムが提案されている。
ては、一般の道路から高速道路に入る場合、反対に高速
道路から一般道路に出る場合にはどうしても料金所で一
旦停止して通行券の受け取りや料金支払いを行う必要が
あり、そのために料金所の手前で多くの車が列をなすこ
とが多い。このような課題を改善するため、かねてから
料金所で一旦停止することなく、料金の収受ができるノ
ンストップ自動料金収受システムが提案されている。
【0004】このようなシステムについては、例えば、
三菱重工技報VOL.32 NO.4(1995−7)
P264〜267「高速道路の交通管理システムにおけ
るニーズと技術開発」、NIKKEI BUSINES
S 1995年11月13日号P155〜158「道路
から車に情報“発信”日米欧で主導権争い」、あるいは
公表特許公報平5−508492「電気的車両料金徴収
装置および方法」などに記述されており、特に公表特許
公報平5−508492には具体的に詳述されている。
三菱重工技報VOL.32 NO.4(1995−7)
P264〜267「高速道路の交通管理システムにおけ
るニーズと技術開発」、NIKKEI BUSINES
S 1995年11月13日号P155〜158「道路
から車に情報“発信”日米欧で主導権争い」、あるいは
公表特許公報平5−508492「電気的車両料金徴収
装置および方法」などに記述されており、特に公表特許
公報平5−508492には具体的に詳述されている。
【0005】このようなシステムを実現するためには、
料金所のエリアに設けた路上機と車両に搭載した車載機
との間で情報の伝送を行う必要がある。図9は従来例で
あって、例えば、S.Yacoubi,“An Ele
ctronic Tolland Traffic M
anagement System”,Microwa
ve Journal,pp.64−72,July
1994 に示されたノンストップ料金収受システムの
路上機と車載機の情報伝送を示したものである。図9に
おいては、1は自動車、2はバイク、3a,3bはそれ
ぞれ自動車、バイクに搭載した車載機である。4は路上
機であり、5,6はそれぞれ路上機に設けた送信アンテ
ナ及び受信アンテナ、7は路上機に設けた支柱、8は走
行車線、9は車線を分離するためのアイランドであり、
10は隣接車線である。路上機アンテナと車載機アンテ
ナの間で情報の伝送を行い、一旦停止することなくノン
ストップで料金の収受を行う。
料金所のエリアに設けた路上機と車両に搭載した車載機
との間で情報の伝送を行う必要がある。図9は従来例で
あって、例えば、S.Yacoubi,“An Ele
ctronic Tolland Traffic M
anagement System”,Microwa
ve Journal,pp.64−72,July
1994 に示されたノンストップ料金収受システムの
路上機と車載機の情報伝送を示したものである。図9に
おいては、1は自動車、2はバイク、3a,3bはそれ
ぞれ自動車、バイクに搭載した車載機である。4は路上
機であり、5,6はそれぞれ路上機に設けた送信アンテ
ナ及び受信アンテナ、7は路上機に設けた支柱、8は走
行車線、9は車線を分離するためのアイランドであり、
10は隣接車線である。路上機アンテナと車載機アンテ
ナの間で情報の伝送を行い、一旦停止することなくノン
ストップで料金の収受を行う。
【0006】また、図10(a)はノンストップ料金収
受システムの車載機を例えば自動車内のダッシュボード
に設置した場合の外観図、図10(b)は車載機の構成
図を示す。23,24は車載機内部に設置される送信ア
ンテナ及び受信アンテナ、11は送受信機、12は料金
所の支払金額もしくは残高を表示させるディスプレイ、
13は車内から車載機に得るための供給電源ケーブルで
ある。
受システムの車載機を例えば自動車内のダッシュボード
に設置した場合の外観図、図10(b)は車載機の構成
図を示す。23,24は車載機内部に設置される送信ア
ンテナ及び受信アンテナ、11は送受信機、12は料金
所の支払金額もしくは残高を表示させるディスプレイ、
13は車内から車載機に得るための供給電源ケーブルで
ある。
【0007】次に動作について説明する。車載機アンテ
ナとしては、小型、薄型、低コストが要求される。又、
干渉を低減するため円偏波が採用されている。マイクロ
ストリップアンテナは地導体、誘電体板、放射導体から
なり構成が簡単であり、通常は誘電体基板をエッチング
するだけで容易に製作することができるため、低コスト
化が可能である。ダイポールアンテナ及びスロットアン
テナ等も考えられるが、片方向に放射させるためには反
射板が必要である。一般的にはアンテナ素子と反射板の
間隔は0.25波長、Cバンドでは12.5mmとなり
薄型化を図ることができない。薄型あるいは小型化が要
求されるアンテナに適しているため、車載機アンテナと
して適当である。又、円偏波を励振するためには1点給
電で縮退分離素子を装荷する方法、あるいは2点給電と
し直交した位置に給電線路等で90度に位相差を付けて
励振すればよく、いずれもエッチングで簡単に製作でき
る特長がある。
ナとしては、小型、薄型、低コストが要求される。又、
干渉を低減するため円偏波が採用されている。マイクロ
ストリップアンテナは地導体、誘電体板、放射導体から
なり構成が簡単であり、通常は誘電体基板をエッチング
するだけで容易に製作することができるため、低コスト
化が可能である。ダイポールアンテナ及びスロットアン
テナ等も考えられるが、片方向に放射させるためには反
射板が必要である。一般的にはアンテナ素子と反射板の
間隔は0.25波長、Cバンドでは12.5mmとなり
薄型化を図ることができない。薄型あるいは小型化が要
求されるアンテナに適しているため、車載機アンテナと
して適当である。又、円偏波を励振するためには1点給
電で縮退分離素子を装荷する方法、あるいは2点給電と
し直交した位置に給電線路等で90度に位相差を付けて
励振すればよく、いずれもエッチングで簡単に製作でき
る特長がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ノンストップ自動料金
収受システムは日本国内においては官民共同開発中であ
り、実用化は平成9年度以降とも言われている。一方海
外の一部の国においては、上記公報に示されているよう
なシステムが運用されている。
収受システムは日本国内においては官民共同開発中であ
り、実用化は平成9年度以降とも言われている。一方海
外の一部の国においては、上記公報に示されているよう
なシステムが運用されている。
【0009】ところで、このノンストップ自動料金収受
システムにおいては、料金所のエリアに入った車と料金
所との間で電波を用いて情報の授受が必要であるが、所
望の走行車線のみで送受信するには、隣接車線に干渉が
少ないアンテナが必要である。当然路上に設けた路上機
アンテナは自車線のみを照射する成形ビームを有するこ
とがのぞましいが、しかしながら、ビームの成形を行う
ためにはアンテナ寸法が大きくなるため、実用上限界が
ある。又、仮に−30dB程度のアンテナサイドローブ
を実現したとしてもこの程度の低レベルになると周囲環
境の影響を受けるため、周囲での反射を受け、干渉を抑
えることは難しい。又、隣接車線を大型車両が通過する
だけも干渉が生じてしまう。さらに、車両内部に搭載す
るため、車体、ガラス、ハンドル、ボンネット等で多重
反射が生じるため放射特性が乱れ、隣接車線での干渉が
増えるという問題点があった。この干渉を低減するため
には車載機アンテナも隣接車線からの干渉を低減できる
ビーム成形アンテナが望ましい。しかし、成形するため
にはアンテナ寸法が大きくなり、車載を考えると小型、
低コストが条件であり、アンテナのビーム成形には不可
能である。
システムにおいては、料金所のエリアに入った車と料金
所との間で電波を用いて情報の授受が必要であるが、所
望の走行車線のみで送受信するには、隣接車線に干渉が
少ないアンテナが必要である。当然路上に設けた路上機
アンテナは自車線のみを照射する成形ビームを有するこ
とがのぞましいが、しかしながら、ビームの成形を行う
ためにはアンテナ寸法が大きくなるため、実用上限界が
ある。又、仮に−30dB程度のアンテナサイドローブ
を実現したとしてもこの程度の低レベルになると周囲環
境の影響を受けるため、周囲での反射を受け、干渉を抑
えることは難しい。又、隣接車線を大型車両が通過する
だけも干渉が生じてしまう。さらに、車両内部に搭載す
るため、車体、ガラス、ハンドル、ボンネット等で多重
反射が生じるため放射特性が乱れ、隣接車線での干渉が
増えるという問題点があった。この干渉を低減するため
には車載機アンテナも隣接車線からの干渉を低減できる
ビーム成形アンテナが望ましい。しかし、成形するため
にはアンテナ寸法が大きくなり、車載を考えると小型、
低コストが条件であり、アンテナのビーム成形には不可
能である。
【0010】そこで、隣接車線への干渉が少ない車載機
アンテナ装置を得ることを目的とする。
アンテナ装置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、第1の発明による車載機のアンテナ装置は、路
上に設けられた路上機との間で情報の授受を行う車載機
に設けられた車載機のアンテナ装置において、地導体、
この地導体上に設けられた誘電体基板、及びこの誘電体
基板上に設けられた放射素子から成るマイクロストリッ
プアンテナを2個以上具備し、この2個以上のマイクロ
ストリップアンテナを車線幅方向に配列すると共に、そ
の素子間隔を、路上における隣接車線方向にヌルを形成
させるように配置したものである。
ために、第1の発明による車載機のアンテナ装置は、路
上に設けられた路上機との間で情報の授受を行う車載機
に設けられた車載機のアンテナ装置において、地導体、
この地導体上に設けられた誘電体基板、及びこの誘電体
基板上に設けられた放射素子から成るマイクロストリッ
プアンテナを2個以上具備し、この2個以上のマイクロ
ストリップアンテナを車線幅方向に配列すると共に、そ
の素子間隔を、路上における隣接車線方向にヌルを形成
させるように配置したものである。
【0012】また、第2の発明による車載機のアンテナ
装置は、第1の発明において、マイクロストリップアン
テナの放射素子上部に無給電素子を設けたものである。
装置は、第1の発明において、マイクロストリップアン
テナの放射素子上部に無給電素子を設けたものである。
【0013】また、第3の発明による車載機のアンテナ
装置は、路上に設けられた路上機との間で情報の授受を
行う車載機に設けられた車載機のアンテナ装置におい
て、地導体、この地導体上に設けられた誘電体基板、及
びこの誘電体基板上に設けられた放射素子から成る2個
以上のマイクロストリップアンテナと、この2個以上の
マイクロストリップアンテナの放射素子上部に設けられ
たレドームとを具備すると共に、2個以上のマイクロス
トリップアンテナの素子間隔を、路上における隣接車線
方向にヌルを形成させるように配置したものである。ま
た、第4の発明による車載機のアンテナ装置は、第3の
発明において、上記レドームの裏面あるいは表面に設け
られた無給電素子を具備したものである。
装置は、路上に設けられた路上機との間で情報の授受を
行う車載機に設けられた車載機のアンテナ装置におい
て、地導体、この地導体上に設けられた誘電体基板、及
びこの誘電体基板上に設けられた放射素子から成る2個
以上のマイクロストリップアンテナと、この2個以上の
マイクロストリップアンテナの放射素子上部に設けられ
たレドームとを具備すると共に、2個以上のマイクロス
トリップアンテナの素子間隔を、路上における隣接車線
方向にヌルを形成させるように配置したものである。ま
た、第4の発明による車載機のアンテナ装置は、第3の
発明において、上記レドームの裏面あるいは表面に設け
られた無給電素子を具備したものである。
【0014】また、第5の発明による車載機のアンテナ
装置は、第1から第4の発明において、マイクロストリ
ップアンテナのほぼ直交した2カ所の位置に、マイクロ
ストリップアンテナ線路を用いてほぼ90度の位相差で
給電し、円偏波を励振させるようにしたものである。ま
た、第6の発明による車載機のアンテナ装置は、路上に
設けられた路上機との間で情報の授受を行う車載機に設
けられた車載機のアンテナ装置において、地導体、この
地導体上に設けられた誘電体基板、及びこの誘電体基板
上に設けられた放射素子から成る少なくとも2個以上の
マイクロストリップアンテナとを具備し、2個以上のマ
イクロストリップアンテナを同相で合成し、2個以上の
マイクロストリップアンテナの素子間隔を、路上におけ
る隣接車線方向にヌルを形成させるように配置したもの
である。また、第7の発明による車載機のアンテナ装置
は、料金所のエリアに設けられた路上機との間で、通行
料金に係わる情報の授受を行うものである。
装置は、第1から第4の発明において、マイクロストリ
ップアンテナのほぼ直交した2カ所の位置に、マイクロ
ストリップアンテナ線路を用いてほぼ90度の位相差で
給電し、円偏波を励振させるようにしたものである。ま
た、第6の発明による車載機のアンテナ装置は、路上に
設けられた路上機との間で情報の授受を行う車載機に設
けられた車載機のアンテナ装置において、地導体、この
地導体上に設けられた誘電体基板、及びこの誘電体基板
上に設けられた放射素子から成る少なくとも2個以上の
マイクロストリップアンテナとを具備し、2個以上のマ
イクロストリップアンテナを同相で合成し、2個以上の
マイクロストリップアンテナの素子間隔を、路上におけ
る隣接車線方向にヌルを形成させるように配置したもの
である。また、第7の発明による車載機のアンテナ装置
は、料金所のエリアに設けられた路上機との間で、通行
料金に係わる情報の授受を行うものである。
【0015】また、第8の発明による車載機は、上記第
1から第7の発明のいずれかに記載のアンテナ装置を具
備したものである。
1から第7の発明のいずれかに記載のアンテナ装置を具
備したものである。
【0016】また、第9の発明による路車間通信システ
ムは、車両の通行する複数の走行車線を有する路上で、
各車線に対応して設けられた複数の路上機と、車両に設
けられ通行中の車線に対応した上記路上機との間で通信
を行う車載機とを具備し、この車載機は、その走行車線
に隣接する車線に対応した路上機の方向のアンテナ放射
パターンにヌルを形成したものである。さらにまた、第
10の発明による路車間通信システムは、上記第8の発
明に記載の車載機と、路上に設けられた路上機とを具備
し、上記車載機と上記路上機との間で情報の授受を行う
ものである。
ムは、車両の通行する複数の走行車線を有する路上で、
各車線に対応して設けられた複数の路上機と、車両に設
けられ通行中の車線に対応した上記路上機との間で通信
を行う車載機とを具備し、この車載機は、その走行車線
に隣接する車線に対応した路上機の方向のアンテナ放射
パターンにヌルを形成したものである。さらにまた、第
10の発明による路車間通信システムは、上記第8の発
明に記載の車載機と、路上に設けられた路上機とを具備
し、上記車載機と上記路上機との間で情報の授受を行う
ものである。
【0017】
実施の形態1. 図1はこの発明の実施の形態1を示す概略構成図であ
る。図において、14は誘電体基板、25a,25bは
放射素子、26は地導体であり、これらよりマイクロス
トリップアンテナ27が構成される。15は第2の誘電
体基板、16a,16bはマイクロストリップアンテナ
上部に設けた無給電素子、28は誘電体基板14と第2
の誘電体基板15のスペースである。又、11は送受信
機である。
る。図において、14は誘電体基板、25a,25bは
放射素子、26は地導体であり、これらよりマイクロス
トリップアンテナ27が構成される。15は第2の誘電
体基板、16a,16bはマイクロストリップアンテナ
上部に設けた無給電素子、28は誘電体基板14と第2
の誘電体基板15のスペースである。又、11は送受信
機である。
【0018】次に動作について説明する。マイクロスト
リップアンテナの損失を含まない指向性利得は約6〜7
dB程度であり、ダイポールアンテナあるいはスロット
アンテナよりは利得が高い。しかし、実際には誘電体損
失あるいは導体損失があるため利得が低下する。この損
失は基板の誘電率とtanδから決まるものである。テ
フロン系の基板あるいはセラミック基板は損失が比較的
小さいが、ガラスエポキシ系の基板は損失が大きく、時
には数dBにもなる。よって仮に指向性利得は約7dB
程度であったとしても、基板の損失あるいは周囲での多
重反射のため0dBi程度にまで低下してしまうことが
予想される。
リップアンテナの損失を含まない指向性利得は約6〜7
dB程度であり、ダイポールアンテナあるいはスロット
アンテナよりは利得が高い。しかし、実際には誘電体損
失あるいは導体損失があるため利得が低下する。この損
失は基板の誘電率とtanδから決まるものである。テ
フロン系の基板あるいはセラミック基板は損失が比較的
小さいが、ガラスエポキシ系の基板は損失が大きく、時
には数dBにもなる。よって仮に指向性利得は約7dB
程度であったとしても、基板の損失あるいは周囲での多
重反射のため0dBi程度にまで低下してしまうことが
予想される。
【0019】マイクロストリップアンテナで利得を高く
するためには基板の誘電率を小さくする必要がある。ハ
ニカム基板は低誘導率であり適当であるが高価である。
そこで利得を高くする別な方法として無給電素子を用い
る方法がある。一般的にこの無給電素子は入力インピー
ダンスの広帯域化のために用いられることが多い。無給
電素子をつけることでQが低下し、広帯域特性が得られ
る。ここではこの広帯域化以外に利得を高くすることを
目的としている。無給電素子をつけることで放射は主に
無給電素子から行われると考えられる。従って、無給電
素子の共振周波数は放射素子の誘電体基板14、無給電
素子の第2の誘電体基板15とスペース28の3層の誘
電体層から決まる等価的誘電率により決定される。スペ
ースは一般的に空気層とすることが多く、空気層は誘電
率が1であるため等価的誘電率は急激に低下する。その
値は約1.2程度になり、この等価誘電率から無給電素
子寸法がほぼ求まる。このようにし等価的に低誘電率と
なるためアンテナ開口が大きくなり、ビームがしぼれ利
得が高くなる。
するためには基板の誘電率を小さくする必要がある。ハ
ニカム基板は低誘導率であり適当であるが高価である。
そこで利得を高くする別な方法として無給電素子を用い
る方法がある。一般的にこの無給電素子は入力インピー
ダンスの広帯域化のために用いられることが多い。無給
電素子をつけることでQが低下し、広帯域特性が得られ
る。ここではこの広帯域化以外に利得を高くすることを
目的としている。無給電素子をつけることで放射は主に
無給電素子から行われると考えられる。従って、無給電
素子の共振周波数は放射素子の誘電体基板14、無給電
素子の第2の誘電体基板15とスペース28の3層の誘
電体層から決まる等価的誘電率により決定される。スペ
ースは一般的に空気層とすることが多く、空気層は誘電
率が1であるため等価的誘電率は急激に低下する。その
値は約1.2程度になり、この等価誘電率から無給電素
子寸法がほぼ求まる。このようにし等価的に低誘電率と
なるためアンテナ開口が大きくなり、ビームがしぼれ利
得が高くなる。
【0020】図2(a)は走行車線8を走る自動車1と
隣接車線10及び路上機4と車載機3のようすを示す。
走行車線上の自動車は自車線の路上機とのみ通信を行う
必要があり、隣接車線の路上機からの電波は干渉にな
る。当然路上機に設けたアンテナは自車線のみを照射す
るような成形ビーム特性を持つことが望ましい。そのた
めにはアンテナ寸法が大きくなりある程度の干渉が生じ
てしまう。従って、車載機に設けたアンテナもできるだ
け自車線のみを受信でき、隣接車線方向のレベルが低い
放射特性がのぞましい。この走行車線上に設置した車載
機3から見た隣接車線における路上機4までの隣接角度
は約50゜である。
隣接車線10及び路上機4と車載機3のようすを示す。
走行車線上の自動車は自車線の路上機とのみ通信を行う
必要があり、隣接車線の路上機からの電波は干渉にな
る。当然路上機に設けたアンテナは自車線のみを照射す
るような成形ビーム特性を持つことが望ましい。そのた
めにはアンテナ寸法が大きくなりある程度の干渉が生じ
てしまう。従って、車載機に設けたアンテナもできるだ
け自車線のみを受信でき、隣接車線方向のレベルが低い
放射特性がのぞましい。この走行車線上に設置した車載
機3から見た隣接車線における路上機4までの隣接角度
は約50゜である。
【0021】図2(b)にマイクロストリップアンテナ
の基板の誘電率を変えた場合の走行車線における利得と
50゜方向の利得の計算値を示す。誘電率を高くした場
合、走行車線の利得が低下するが、逆に50゜方向の利
得が大きくなり、すなわち隣接車線との干渉が大きくな
る。一方、低誘電率になると走行車線における利得が高
くなり、50゜方向の利得が低下し、干渉を低減できる
ことがわかる。この図より、無給電素子を用いて低誘電
率にすることで数dB干渉を低減できることがわかる。
尚、この発明は基板の種類、アンテナの形状には依存し
ない。又、給電方法にも依存せず、同軸給電、マイクロ
ストリップ線路、トリプレート線路等の給電線路でもこ
の発明は有効である。
の基板の誘電率を変えた場合の走行車線における利得と
50゜方向の利得の計算値を示す。誘電率を高くした場
合、走行車線の利得が低下するが、逆に50゜方向の利
得が大きくなり、すなわち隣接車線との干渉が大きくな
る。一方、低誘電率になると走行車線における利得が高
くなり、50゜方向の利得が低下し、干渉を低減できる
ことがわかる。この図より、無給電素子を用いて低誘電
率にすることで数dB干渉を低減できることがわかる。
尚、この発明は基板の種類、アンテナの形状には依存し
ない。又、給電方法にも依存せず、同軸給電、マイクロ
ストリップ線路、トリプレート線路等の給電線路でもこ
の発明は有効である。
【0022】実施の形態2. 図3はこの発明の実施の形態2を示す概略構成図であ
る。図において17はレドームである。アンテナの表面
はアンテナを保護するレドームが必要である。無給電素
子を構成するためには実施の形態1のように無給電素子
用の第2の誘電体基板15が必要であったが、ここでは
レドームを無給電素子用の基板と兼用させたものであ
る。これにより第2の基板が不要となり構成の簡略化、
低コスト化を図ることができる。この無給電素子は銅箔
テープあるいはシールのようなものでもよく簡単にレド
ームに張り付けることも可能である。ここでは、円形の
マイクロストリップアンテナの例を示したが、その形状
には依存せず、四角形、三角形、楕円等でもこの発明は
有効である。また、図3では誘電体基板14と第2の誘
電体基板15の間のスペーサをわかりやすくするため誇
張して大きくして示したが、実際はマイクロストリップ
アンテナの寸法より十分小さく、1〜2mm程度であ
り、薄型な形状を保持している。
る。図において17はレドームである。アンテナの表面
はアンテナを保護するレドームが必要である。無給電素
子を構成するためには実施の形態1のように無給電素子
用の第2の誘電体基板15が必要であったが、ここでは
レドームを無給電素子用の基板と兼用させたものであ
る。これにより第2の基板が不要となり構成の簡略化、
低コスト化を図ることができる。この無給電素子は銅箔
テープあるいはシールのようなものでもよく簡単にレド
ームに張り付けることも可能である。ここでは、円形の
マイクロストリップアンテナの例を示したが、その形状
には依存せず、四角形、三角形、楕円等でもこの発明は
有効である。また、図3では誘電体基板14と第2の誘
電体基板15の間のスペーサをわかりやすくするため誇
張して大きくして示したが、実際はマイクロストリップ
アンテナの寸法より十分小さく、1〜2mm程度であ
り、薄型な形状を保持している。
【0023】実施の形態3. 図4はこの発明の実施の形態3を示す概略図である。図
において18a,bはそれぞれ送信用と受信用の円偏波
を励振するための給電回路である。円偏波の励振には1
点給電と2点給電方式がある。1点給電方式は切り欠き
等を設けて直交したモードの縮退を解くことで円偏波を
励振する方式である。この方式は原理的に円偏波の発生
する周波数幅は狭帯域である。車載アンテナの場合、車
内の壁、ガラス、人体による多重反射でアンテナ特性が
大きく劣化する。従って多重反射のある環境においてア
ンテナ特性劣化を最小にする必要がある。そこで、2点
給電による構成を図に示している。2点給電方式は直交
した2点に90度の位相差で励振する方式である。この
方式は1点給電方式に比べ数倍の広帯域化が可能とな
る。よって多重反射の環境においてもアンテナ特性の劣
化が小さくなる。この2点給電方式も1点給電と同様に
エッチングで容易に加工できる。2点給電方式にはT分
岐回路を用いる形式の他にさらに広帯域化が図れるウィ
ルキンソン型給電回路あるいはハイブリッドカップラー
を用いてもこの発明は有効である。
において18a,bはそれぞれ送信用と受信用の円偏波
を励振するための給電回路である。円偏波の励振には1
点給電と2点給電方式がある。1点給電方式は切り欠き
等を設けて直交したモードの縮退を解くことで円偏波を
励振する方式である。この方式は原理的に円偏波の発生
する周波数幅は狭帯域である。車載アンテナの場合、車
内の壁、ガラス、人体による多重反射でアンテナ特性が
大きく劣化する。従って多重反射のある環境においてア
ンテナ特性劣化を最小にする必要がある。そこで、2点
給電による構成を図に示している。2点給電方式は直交
した2点に90度の位相差で励振する方式である。この
方式は1点給電方式に比べ数倍の広帯域化が可能とな
る。よって多重反射の環境においてもアンテナ特性の劣
化が小さくなる。この2点給電方式も1点給電と同様に
エッチングで容易に加工できる。2点給電方式にはT分
岐回路を用いる形式の他にさらに広帯域化が図れるウィ
ルキンソン型給電回路あるいはハイブリッドカップラー
を用いてもこの発明は有効である。
【0024】実施の形態4. 図5はこの発明の実施の形態4を示す概略構成図であ
る。図において20a,bはダイバーシチ用受信アンテ
ナ、21a,bはダイバーシチ用送信アンテナ、19は
それぞれの送受信機であり一体化にて示している。ダイ
バーシチには偏波ダイバーシチ、スペースダイバーシ
チ、指向性ダイバーシチ、周波数ダイバーシチ等があ
り、携帯電話を始めいろいろなシステムに利用されてい
る。自動車内部では金属のボディで覆われており、ガラ
ス、ハンドル等多くの反射体が存在するため、定在波が
生じている。このような環境では約1/2波長毎の定在
波が生じるため、定在波の谷の位置では受信レベルが大
きく低下する。受信レベルの低下は誤り率の増加にな
り、システム上大きな影響を及ぼす。このような環境に
おいてスペースダイバーシチは有効であり、その構成例
を図5に示している。アンテナを半波長程度のある一定
の間隔をおいて2個配置し、それぞれ受信レベルを検出
し、受信レベルの高い方を選択することで、仮に1つの
アンテナが定在波の谷の位置であっても、もう1つのア
ンテナが定在波の山となるため、常にある一定以上のレ
ベルで受信することができる。よって、受信レベルが確
保できるため、誤り率を低下させることができる。この
他のダイバーシチの合成には、等利得合成法、最大比合
成法等があり、この合成はRF帯あるいはIF帯、ベー
スバンドのいずれでも可能である。又、2素子アレーの
例を示したが、3素子以上としてもダイバーシチは有効
であることは言うまでもない。
る。図において20a,bはダイバーシチ用受信アンテ
ナ、21a,bはダイバーシチ用送信アンテナ、19は
それぞれの送受信機であり一体化にて示している。ダイ
バーシチには偏波ダイバーシチ、スペースダイバーシ
チ、指向性ダイバーシチ、周波数ダイバーシチ等があ
り、携帯電話を始めいろいろなシステムに利用されてい
る。自動車内部では金属のボディで覆われており、ガラ
ス、ハンドル等多くの反射体が存在するため、定在波が
生じている。このような環境では約1/2波長毎の定在
波が生じるため、定在波の谷の位置では受信レベルが大
きく低下する。受信レベルの低下は誤り率の増加にな
り、システム上大きな影響を及ぼす。このような環境に
おいてスペースダイバーシチは有効であり、その構成例
を図5に示している。アンテナを半波長程度のある一定
の間隔をおいて2個配置し、それぞれ受信レベルを検出
し、受信レベルの高い方を選択することで、仮に1つの
アンテナが定在波の谷の位置であっても、もう1つのア
ンテナが定在波の山となるため、常にある一定以上のレ
ベルで受信することができる。よって、受信レベルが確
保できるため、誤り率を低下させることができる。この
他のダイバーシチの合成には、等利得合成法、最大比合
成法等があり、この合成はRF帯あるいはIF帯、ベー
スバンドのいずれでも可能である。又、2素子アレーの
例を示したが、3素子以上としてもダイバーシチは有効
であることは言うまでもない。
【0025】実施の形態5. 図6はこの発明の実施の形態5を示す概略構成図であ
る。実施の形態1,2は無給電素子を用いて利得を高く
する方式を示したが、ここではアンテナを2素子を同相
で合成し、正面方向の利得をさらに高くする例を示して
いる。2素子アレーとすることで無給電素子を用いなく
ても利得を高くできるため、非常に薄型化が可能であ
る。2素子アレーとすることで3dB以上の利得を高く
できる。
る。実施の形態1,2は無給電素子を用いて利得を高く
する方式を示したが、ここではアンテナを2素子を同相
で合成し、正面方向の利得をさらに高くする例を示して
いる。2素子アレーとすることで無給電素子を用いなく
ても利得を高くできるため、非常に薄型化が可能であ
る。2素子アレーとすることで3dB以上の利得を高く
できる。
【0026】実施の形態6. 図7はこの発明の実施の形態6を示す概略構成図であ
る。図において22は2素子の素子間隔を示している。
実施の形態5のように2素子アレーとすることで利得を
高くできるが、2素子を車線幅方向に配列し、その素子
間隔を変えると車線幅方向の放射パターンを変えること
ができる。そこで、図8に素子間隔を0.65波長とし
た場合の放射パターンを示す。ピーク利得は10.2d
Bi得られており1素子の場合より約3dB利得が高
い。さらに角度50゜の方向でヌルが形成できている。
この角度は隣接車線の路上機の方向であり、このように
隣接車線の路上機からの干渉を抑圧することができる。
この構成でも当然無給電素子を用いてもよく、さらに干
渉を低減できる。又、この発明は基板の種類、アンテナ
の形状あるいは給電方法には依存せずにいずれの場合に
おいても有効である。
る。図において22は2素子の素子間隔を示している。
実施の形態5のように2素子アレーとすることで利得を
高くできるが、2素子を車線幅方向に配列し、その素子
間隔を変えると車線幅方向の放射パターンを変えること
ができる。そこで、図8に素子間隔を0.65波長とし
た場合の放射パターンを示す。ピーク利得は10.2d
Bi得られており1素子の場合より約3dB利得が高
い。さらに角度50゜の方向でヌルが形成できている。
この角度は隣接車線の路上機の方向であり、このように
隣接車線の路上機からの干渉を抑圧することができる。
この構成でも当然無給電素子を用いてもよく、さらに干
渉を低減できる。又、この発明は基板の種類、アンテナ
の形状あるいは給電方法には依存せずにいずれの場合に
おいても有効である。
【0027】
【発明の効果】第1から第10の発明によれば、無給電
素子を設けたマイクロストリップアンテナを2素子以上
配列したアレーアンテナとし、素子間隔を変えることで
隣接車線方向のヌルを作ることで干渉を抑圧できる効果
がある。 また、第2および第4の発明によれば、送信ア
ンテナと受信アンテナに無給電素子を取り付けたマイク
ロストリップアンテナを用いることで簡単な構成で利得
を高くでき、隣接車線からの干渉を低減できる効果があ
る。
素子を設けたマイクロストリップアンテナを2素子以上
配列したアレーアンテナとし、素子間隔を変えることで
隣接車線方向のヌルを作ることで干渉を抑圧できる効果
がある。 また、第2および第4の発明によれば、送信ア
ンテナと受信アンテナに無給電素子を取り付けたマイク
ロストリップアンテナを用いることで簡単な構成で利得
を高くでき、隣接車線からの干渉を低減できる効果があ
る。
【0028】また、第4の発明によれば、上記送信アン
テナあるいは受信アンテナあるいはその両方のマイクロ
ストリップアンテナを保護するレドームの裏面あるいは
表面に無給電素子を取り付けたマイクロストリップアン
テナを用いることで低コスト化を図れる効果がある。
テナあるいは受信アンテナあるいはその両方のマイクロ
ストリップアンテナを保護するレドームの裏面あるいは
表面に無給電素子を取り付けたマイクロストリップアン
テナを用いることで低コスト化を図れる効果がある。
【0029】また、第5の発明によれば、無給電素子を
設けたマイクロストリップアンテナを2点給電方式とす
ることで軸比の広帯域化が図れる効果がある。
設けたマイクロストリップアンテナを2点給電方式とす
ることで軸比の広帯域化が図れる効果がある。
【0030】また、第6の発明によれば、無給電素子を
設けたマイクロストリップアンテナを2素子以上配列
し、薄型化を図ったままで、高利得が得られ、隣接車線
からの干渉を低減できる効果がある。
設けたマイクロストリップアンテナを2素子以上配列
し、薄型化を図ったままで、高利得が得られ、隣接車線
からの干渉を低減できる効果がある。
【図1】 この発明による車載機アンテナ装置の実施の
形態1を示す概略構成図である。
形態1を示す概略構成図である。
【図2】 この発明による車載機アンテナ装置の実施の
形態1の利得の計算例を示す図である。
形態1の利得の計算例を示す図である。
【図3】 この発明による車載機アンテナ装置の実施の
形態2を示す概略構成図である。
形態2を示す概略構成図である。
【図4】 この発明による車載機アンテナ装置の実施の
形態3を示す概略構成図である。
形態3を示す概略構成図である。
【図5】 この発明による車載機アンテナ装置の実施の
形態4を示す概略構成図である。
形態4を示す概略構成図である。
【図6】 この発明による車載機アンテナ装置の実施の
形態5を示す概略構成図である。
形態5を示す概略構成図である。
【図7】 この発明による車載機アンテナ装置の実施の
形態6を示す概略構成図である。
形態6を示す概略構成図である。
【図8】 この発明による車載機アンテナ装置の実施の
形態6の放射パターンの計算例を示す図である。
形態6の放射パターンの計算例を示す図である。
【図9】 ノンストップで料金を収受する情報伝送シス
テムの概要を示す図である。
テムの概要を示す図である。
【図10】 従来における車載機のアンテナの構成例を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
1 自動車、2 バイク、3 車載機、4 路上機、5
送信アンテナ、6受信アンテナ、7 支柱、8 走行
車線、9 アイランド、10 隣接車線、11 送受信
機、12 ディスプレイ、13 供給電源ケーブル、1
4 誘電体基板、15 第2の誘電体基板、16
(a),(b) 無給電素子、17 レドーム、18
給電回路、19 ダイバーシチ送受信機、20 ダイバ
ーシチ送信アンテナ、21 ダイバーシチ受信アンテ
ナ、22 素子間隔、23 送信アンテナ、24 受信
アンテナ、25(a),(b) 放射素子、26 地導
体、27マイクロストリップアンテナ、28 スペー
ス。
送信アンテナ、6受信アンテナ、7 支柱、8 走行
車線、9 アイランド、10 隣接車線、11 送受信
機、12 ディスプレイ、13 供給電源ケーブル、1
4 誘電体基板、15 第2の誘電体基板、16
(a),(b) 無給電素子、17 レドーム、18
給電回路、19 ダイバーシチ送受信機、20 ダイバ
ーシチ送信アンテナ、21 ダイバーシチ受信アンテ
ナ、22 素子間隔、23 送信アンテナ、24 受信
アンテナ、25(a),(b) 放射素子、26 地導
体、27マイクロストリップアンテナ、28 スペー
ス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01Q 19/00 H01Q 19/00 21/06 21/06 21/24 21/24 (72)発明者 稲毛 章雄 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−221623(JP,A) 特開 平3−74908(JP,A) 特開 平7−307613(JP,A) 特開 平1−144702(JP,A) 特開 平8−56118(JP,A) 特開 平4−190185(JP,A) 特開 平8−146117(JP,A) 特開 平2−141007(JP,A) 特開 平3−62604(JP,A) 特開 平1−290301(JP,A) 特開 昭53−107229(JP,A) 特開 平8−70328(JP,A) 特開 平4−68498(JP,A) 特開 平7−111418(JP,A) 特開 平8−97624(JP,A) 特開 平8−274529(JP,A) 特表 平5−508492(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 13/08 G07B 15/00 G07B 15/00 510 H01Q 1/24 H01Q 1/42 H01Q 19/00 H01Q 21/06 H01Q 21/24 JICSTファイル(JOIS)
Claims (10)
- 【請求項1】 路上に設けられた路上機との間で情報の
授受を行う車載機に設けられた車載機のアンテナ装置に
おいて、地導体、この地導体上に設けられた誘電体基
板、及びこの誘電体基板上に設けられた放射素子から成
るマイクロストリップアンテナを2個以上具備し、この
2個以上のマイクロストリップアンテナを車線幅方向に
配列すると共に、その素子間隔を、路上における隣接車
線方向にヌルを形成させるように配置したことを特徴と
する車載機のアンテナ装置。 - 【請求項2】 上記マイクロストリップアンテナの放射
素子上部に無給電素子を設けたことを特徴とする請求項
1記載の車載機のアンテナ装置。 - 【請求項3】 路上に設けられた路上機との間で情報の
授受を行う車載機に設けられた車載機のアンテナ装置に
おいて、地導体、この地導体上に設けられた誘電体基
板、及びこの誘電体基板上に設けられた放射素子から成
る2個以上のマイクロストリップアンテナと、この2個
以上のマイクロストリップアンテナの放射素子上部に設
けられたレドームとを具備すると共に、上記2個以上の
マイクロストリップアンテナの素子間隔を、路上におけ
る隣接車線方向にヌルを形成させるように配置したこと
を特徴とする車載機のアンテナ装置。 - 【請求項4】 上記レドームの裏面あるいは表面に設け
られた無給電素子を具備することを特徴とする請求項3
記載の車載機のアンテナ装置。 - 【請求項5】 上記マイクロストリップアンテナのほぼ
直交した2カ所の位置に、マイクロストリップアンテナ
線路を用いてほぼ90度の位相差で給電し、円偏波を励
振させるようにしたことを特徴とする請求項1から4の
いずれかに記載の車載機のアンテナ装置。 - 【請求項6】 路上に設けられた路上機との間で情報の
授受を行う車載機に設けられた車載機のアンテナ装置に
おいて、地導体、この地導体上に設けられた誘電体基
板、及びこの誘電体基板上に設けられた放射素子から成
る少なくとも2個以上のマイクロストリップアンテナと
を具備し、上記2個以上のマイクロストリップアンテナ
を同相で合成し、上記2個以上のマイクロストリップア
ンテナの 素子間隔を、路上における隣接車線方向にヌル
を形成させるように配置したことを特徴とする車載機の
アンテナ装置。 - 【請求項7】 料金所のエリアに設けられた路上機との
間で、通行料金に係わる情報の授受を行うことを特徴と
する請求項1から6のいずれかに記載の車載機のアンテ
ナ装置。 - 【請求項8】 上記請求項1から7のいずれかに記載の
車載機のアンテナ装置を具備した車載機。 - 【請求項9】 車両の通行する複数の走行車線を有する
路上で、各車線に対応して設けられた複数の路上機と、
車両に設けられ通行中の車線に対応した上記路上機との
間で通信を行う車載機とを具備し、この車載機は、その
走行車線に隣接する車線に対応した路上機の方向のアン
テナ放射パターンにヌルを形成したことを特徴とする路
車間通信システム。 - 【請求項10】 上記請求項8に記載の車載機と、路上
に設けられた路上機とを具備し、上記車載機と上記路上
機との間で情報の授受を行う路車間通信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31058196A JP3255048B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 車載機のアンテナ装置、車載機および路車間通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31058196A JP3255048B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 車載機のアンテナ装置、車載機および路車間通信システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10154909A JPH10154909A (ja) | 1998-06-09 |
JP3255048B2 true JP3255048B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18006971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31058196A Expired - Fee Related JP3255048B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 車載機のアンテナ装置、車載機および路車間通信システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3255048B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004120130A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc | グランド板付アンテナ及びグランド板付アレーアンテナ |
WO2004066443A1 (ja) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Koichi Ito | 移動体通信用アンテナ |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001251118A (ja) | 2000-03-07 | 2001-09-14 | Nec Corp | 携帯無線機 |
JP4180768B2 (ja) * | 2000-04-10 | 2008-11-12 | Dxアンテナ株式会社 | パッチアンテナ |
JP4147447B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2008-09-10 | 富士通株式会社 | アレーアンテナ装置及びグレーティング抑圧方法 |
JP2003318622A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-11-07 | Tdk Corp | アンテナ装置およびそれを用いた電子装置 |
WO2005099039A1 (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toto Ltd. | マイクロストリップアンテナ |
JP2005348032A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 車載用通信アンテナ |
CN101542840B (zh) * | 2007-04-10 | 2013-11-20 | 日本电气株式会社 | 多波束天线 |
JPWO2009022387A1 (ja) | 2007-08-10 | 2010-11-11 | パナソニック株式会社 | 携帯無線機 |
JP5848848B1 (ja) * | 2015-07-07 | 2016-01-27 | パナソニック株式会社 | アンテナ装置 |
US10535919B2 (en) * | 2016-05-24 | 2020-01-14 | Kymeta Corporation | Low-profile communication terminal and method of providing same |
JP7009031B2 (ja) * | 2017-12-05 | 2022-01-25 | 日本無線株式会社 | 円偏波共用平面アンテナ |
JP2019153926A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | アンテナ装置 |
JP2021182652A (ja) * | 2018-08-07 | 2021-11-25 | ソニーグループ株式会社 | アンテナ装置、無線通信装置およびレーダ装置 |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP31058196A patent/JP3255048B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004120130A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc | グランド板付アンテナ及びグランド板付アレーアンテナ |
WO2004066443A1 (ja) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Koichi Ito | 移動体通信用アンテナ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10154909A (ja) | 1998-06-09 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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