JPS63187708A - デユアルビ−ムアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 この発明はデュアルビームアンテナに関し、さらに詳細
にいえば、道路交通網の予め設定された所定箇所に設け
られた路側装置と車両に搭載された車載装置との間にお
けるデータの授受を行なわせるようにした路側ビーコン
方式において特に好適に使用されるデュアルビームアン
テナに関する。

〈従来の技術〉 従来から、車両に小型のコンピュータとディスプレイ装
置とを搭載し、コンパクトディスク等からなる記憶装置
に記憶させられている道路地図データを読出してディス
プレイ装置に表示させるとともに、車速センサからの車
速データ、および方位センサからの方位データを入力と
して、各時点における車両の位置の算出、および走行方
向の判定を行い、これら算出結果、および判定結果に基
いて、ディスプレイ装置に表示されている道路地図の該
当部分に車両を示す表示を付加するようにした、いわゆ
るナビゲーションシステムが提供されるようになってき
ている。

このようなナビゲーションシステムを使用すれば、車両
の現在位置、および走行方向とを視覚により簡単に識別
することができ、道に迷うことなく、確実に目的地まで
到達することができる。

しかし、上記の構成のナビゲーションシステムにおいて
は、車速センサ、方位センサが必然的に有している誤差
が、走行距離の増加とともに累積され、走行距離が所定
距離以上になるとく但し、この所定距離は各車両におけ
る車速センサ、方位センサの誤差の程度、各センサの配
設位置における雰囲気条件の変動等により定まるもので
あり、必ずしも一定の距離ではない）、ディスプレイ装
置における車両表示位置が実際の車両位置から大幅にず
れ、本来の機能を発揮させることができなくなって、道
に迷ってしまうという状態が発生することになる。

このような問題点を解決する目的で、道路交通網に、上
記累積誤差が所定値以上になる距離よりも短い所定距離
毎に路側アンテナを配設し、この路側アンテナから各種
データを含む信号を、比較的狭い範囲にのみ放射すると
ともに、車両に取付けられたアンテナにより上記信号を
受信してコンピュータに取込み、受信信号に基いて車両
の位置、および走行方向を正しいデータに較正する、い
わゆる路側ビーコン方式の採用が提案されている。

このような路側ビーコン方式を採用すれば、常に誤差の
累積が所定値以下である状態で正確な位置データ、およ
び方位データに基く表示を行なわせることができるので
、ナビゲーションシステムの本来の性能を発揮させるこ
とができ、特に、鉄道線路の近く、踏切等のように方位
センサに大きな誤差を発生させ易い箇所に路側アンテナ
を設置することにより、外的要因に起因する誤差の発生
をも効果的に較正することができるという利点を宵して
いる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の構成の路側ビーコン方式においては、かなり指向
性が高い路側アンテナにより常時各種テデータを含む信
号を放射しているのであり、車両か上記放射信号により
カバーされている領域を通過する場合にのみ信号を送受
信し、受信した信号に基いて必要な較正を行なうことが
できるようにしているのであるから、送受信信号により
カバーされる領域を広くすれば、路側アンテナに対する
信号受信位置のずれが大きくなり、充分な較正効果を達
成することができないという問題点がある。

さらに詳細に説明すると、路側ビーコン方式の基本機能
はあくまで位置データ、および道路方向データを含む信
号をナビゲーションシステムを搭載した車両に与えるこ
とであるが、以下の如き機能をも追加することが、路側
ビーコン方式の有効活用の上で要求される。即ち、 ■　路側アンテナが設置されている箇所の周辺における
道路の混雑情況、工事、その他の道路使用状況等の交通
情報を追加してナビゲーションシステムに与えることに
より、車両のスムーズな運行を補助すること、 ■　路側アンテナが設置されている箇所の周辺における
住宅配置、個人名をも含む詳細な地図情報を追加して、
最終目的地への到達を容易化すること、 ■　路側アンテナが設置されている箇所を含む、ある程
度広い範囲にわたる道路地図情報を追加してナビゲーシ
ョンシステムに与えることにより、ディスプレイ装置に
より表示される道路地図を更新し、遠隔地までの運行を
スムーズに行なわせること 等の追加サービスをも行なわせることが考えられており
、このような追加サービスをも行なわせようとすれば、
路側アンテナから放射される信号による伝送帯域の拡大
、送受信信号によりカバーされる領域の拡大が必須とな
る。

そして、以上のように伝送領域の拡大、および受送信信
号によりカバーされる領域の拡大が行なわれた場合には
、路側アンテナの設置位置に対する信号受信位置のずれ
が大きくなり、本来の目的である車両位置の較正が、上
記ずれの影響を受けて正確には行なえないことになると
いう問題が発生するのである。

また、路側アンテナが設置されている位置の近傍の建築
物等の配置状態、池の車両の走行状態が、時間とともに
、或いは路側アンテナの設置位置毎に大幅に変化し、路
側アンテナから放射される信号が、第７図に示すように
、直接車載アンテナにより受信される他に、建物、路面
、他の車両等により反射された後、車載アンテナにより
受信されることになり、しかも、上記各経路を通って受
信された信号は、それぞれ振幅、位）口が異なるのであ
るから、和動的、或いは差動的に重畳され、第８図に示
すように、路側アンテナからの送信信号の強度分布とは
大幅に異なる強度分布の信号となる（マルチパスによる
フェーディング現象が発生する）ので、受信信号に基く
車両位置の較正等を行なう場合に、予期せぬ誤差が発生
する、即ち、上記重畳信号が、路側アンテナから大幅に
離れた箇所においてレベルが高い部分を存することにな
り、この部分を検出した時点で車両位置、および走行方
向の較正を行なってしまうという問題が発生することに
なる。

そして、このような問題を解消させるために、本件特許
出願人は、接地板に対して共通の短絡板を介して、接地
板と並行に、かつ互に逆方向に延びる同一形状のアンテ
ナ板を取付け、短絡板を中心として対称位置においてア
ンテナ板と接地板との間に給電点を設けてなるデュアル
ビームアンテナについて特許出願を行なっている（昭和
６１年ｌ。

月　７０付特許出願、発明の名称「空中線」参照）。

第９図、および第１０図は上記デュアルビームアンテナ
の構成を示す図であり、接地板（２１）の所定位置に短
絡板（２２）を立設し、短絡板（２２）の上面に支承さ
れた状態で互に逆方向に延びるアンテナ板（２３）を設
けている。そして、上記短絡板（２２）を中心として互
に対称位置において、接地板（２１）に同軸コネクタ（
２４）を取付け、同軸コネクタ（２４）の中心導体（２
４ａ）を上記アンテナ板（２３）の端部に連結している
。しかも、上記接地板（２１）に対する短絡板（２２）
、およびアンテナ板（２３）の取付けは、ボルト（２５
ａ）　、およびナツト（２５ｂ）により達成されていた
。

そして、上記の構成のデュアルビームアンテナにおいて
、上記１対の同軸コネクタ（２４）を通して互に所定の
位相関係を保持させた状態で変調信号を供給することに
より、上記位相関係に基いて定まる指向性で電波を放射
し、或は電波を受信することができる。

しかし、上記の構成のデュアルビームアンテナが実際に
製品として商用に供される場合には、アンテナ板（２３
）を機械的、および電気的に保護するため、および外観
を良好にするためにカバー（２Ｂ）を取付けた状態で使
用されるのであるから、カバー　（２Ｂ）の取付けによ
り部品点数が増加し、コストアップを招くことになる他
、デュアルビームアンテナ全体としての小形化が困難に
なり、車載アンテナとして小形化を図る必要があるにも
拘わらず、十分な小形化を達成することができなくなっ
てしまうという問題がある。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
部品点数の増加を防止するとともに、全体としての小形
化を達成することができ、しがも所期の指向性パターン
を達成することができるデュアルビームアンテナを提供
することを目的としている。

（問題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明のデュアルビー
ムアンテナは、接地板に対して共通の短絡板を介して、
接地板と並行に、かつ互に逆方向に延びる同一形状のア
ンテナ板が取付られ、短絡板を中心として対称位置にお
いてアンテナ板と接地板との間に給電点が設けられてな
り、しかも、接地板、アンテナ板の一方がアンテナカバ
ーの所定位置に形成された導電性薄膜で）に成されてい
るものである。

但し、給電回路を内蔵したケーシングの上面を接地板と
しているとともに、ケーシングの上面の周縁部の少なく
とも一部に上面に対して垂直に立設した導体板をアンテ
ナカバーの所定位置に形成された導電性薄膜で構成して
いるものでありでもよい。

また、上記導電性薄膜としては、金属箔、金属蒸着膜、
金属メツシュ、導電性樹脂、導電性塗料、メタライズド
ファイバの何れかからなるものであってもよい。

く作用〉 以」二の構成のデュアルビームアンテナであれば、両給
電点に対して互に所定の位相関係を保持させた状態で信
号を給電することにより、上記位相関係に基いて定まる
放射指向性で電波を受信することができる。

さらに詳細に説明すると、上記両給電点に互に同相の信
号が給電された場合には、アンテナ板と垂直な平面内に
おいて、短絡板と直角な方向に近い方向が主放１１１Ｊ
方向となり、アンテナ板と平行な面内においてほぼ無指
向性となる放射指向性を得ることができる。

逆に、上記両給電点に互に逆相の信号が給電された場合
には、アンテナ板の法線方向においてビーム状となる放
射指向性を得ることができる。

したがって、互に異なる方式の変調が施された信号を、
それぞれ所定の位相関係で両給電点に対して給電するこ
とにより、互に異なる指向性で放射することができる。

上記デュアルビームアンテナを受信用として使用した場
合にも、同様の指向性を得ることができる。

そして、給電回路を内蔵したケーシングの上面を接地板
としているとともに、ケーシングの上面の周縁部の少な
くとも一部に上面に対して垂直に立設した導体板をアン
テナカバーの所定位置に形成された導電性薄膜で構成し
ているものである場合には、導体板により接地板と金属
板との段差の影響を排除して、より優れた指向性を得る
ことができる。

また、上記導電性薄膜が、金属箔、金属蒸着膜、金属メ
ツシュ、導電性樹脂、導電性塗料、メタライズドファイ
バの何れかからなるものである場合にも、上記と同様の
作用を達成することができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明のデュアルビームアンテナの一実施例
を示す斜視図、第２図は縦断面図であり、内部に図示し
ない給電回路等を収容したケーシング（７）の上面を接
地板（１）としているとともに、接地板（１）を上方か
ら蔽うようにカバー■を設けている。

そして、上記カバー■の、接地板（１）と対向する面に
アンテナ板（３）　（４）を構成する導電性薄膜を設け
ているとともに、アンテナ板Ｇ）　（４）の境界部と接
地板（１）とを接続する短絡板のを設けている。さらに
、短絡板のを中心とする対称位置においてアンテナ板Ｇ
）　（４）と接地板（１）との間に給電点■（■を構成
する同軸コネクタを設けている。尚、（５’）　（６’
）は給電線である。

尚、上記各アンテナ板の形状は、−辺がほぼ１／４波長
に等しい正方形であり、しかも、各アンテナ板と接地板
（１）との間隔、即ち、誘電体板の厚みは、波長に比し
て小さい値に設定されている。

また、上記導電性薄膜としては、ある程度の導電性を有
するものであればよく、誘電体板に接着された金属箔、
金属メツシュ、導電性樹脂膜、導電性塗料膜、メタライ
ズドファイバ、カバー■に直接形成された金属蒸着膜等
が使用可能である。

さらに、上記カバー■としては、例えば従来からアンテ
ナカバーとして使用されているポリカーボネート、ＦＲ
Ｐ、ＡＢＳ樹脂等で形成することが可能である他、放射
電波に対する影響が小さい種種の材料で形成することが
可能である。

第３図は上記の構成の空中線により得られる放射指向性
を示す図であり、両給電点■■に互に同相の信号を給電
した場合には、同図ＡからＣに示すように、アンテナ板
と垂直な面内において、短絡板■と直角な方向に近い方
向が主放射方向となリ、アンテナ板と平行な面内におい
てほぼ無指向性となる放射指向性を得ることができる。

また、再給電点■■に互に逆相の信号を給電した場合に
は、同図り、Ｈに示すように、アンテナ板の法線方向に
おいてビーム状となる放射指向性を得ることができる。

尚、第３図Ａ、Ｅは短絡板■に平行な面（第１図内Ｙ−
Ｙ線参照）内における電界強度分布を示し、同図Ｂ、Ｄ
は再給電点■（■を含む面（第１図内Ｘ−Ｘ線参照）内
における電界強度分布を示し、同図Ｃはアンテナ板と平
行な面内における電界強度分布を示している。また、上
記の測定結果は、自動車の屋根をモデル化した１ｍΦの
金属円板上に設置した状態で測定を行なったものである
。

したがって、上記の構成の空中線において、再給電点■
■に対して互に同相の第１の信号を給電するとともに、
互に逆相の第２の信号を給電することにより、第１の信
号に対しては、第３図ＡからＣに示す放射指向性を達成
することができ、第２の信号に対しては、第３図り、Ｈ
に示す放射指向性を達成することができる。

この結果、上記第１の信号に基く放射指向性をデータ伝
送用として使用することにより、データ伝送領域を広帯
域化することができ、上記第２の信号に基く放射指向性
をボジショニング用として使用することにより、高精度
の位置判定を行なうことができる。

尚、上記第１、第２の信号としては、例えば、一方を振
幅変調を施されたものとし、他方を振幅一定の変調を施
されたものとすることが、両信号同士の干渉を最少限に
抑制することができるので好ましい。

第４図はデュアルビームアンテナの他の実施例を示す縦
断面図であり、上記実施例と異なる点は、カバー■の中
央部に垂下板部（８′）を一体形成し、垂下板部（８′
）の両面に短絡板のを構成する導電性薄膜を設けた点の
みであり、他の部分の構成は同一である。

したがって、この実施例の場合にも、上記実施例のデュ
アルビームと同一の指向性を得ることができる。

第５図はデュアルビームアンテナのさらに他の実施例を
示す縦断面図であり、上記第１図、および第２図の実施
例と異なる点は、接地板（１）と直角なカバー■の周側
内面に、垂直上方に延びる接地板（１′）を構成する導
電性薄膜を設けた点のみであり、他の部分の構成は同一
である。

したがって、この実施例の場合には、接地板（１′）に
より接地板（１）と金属板（図示せず）との段差の影響
を排除することができ、より優れた指向性を得ることが
できる。

第６図はデュアルビームアンテナのさらに他の実施例を
示す斜視図であり、上記実施例と異なる点は、各アンテ
ナ板を半円状とし、短絡板■に連結された状態で両アン
テナ板が全体として円形になるようにした点のみである
。尚、各アンテナ板の弧状外周面の長さはほぼ１波長に
設定されている。

そして、この実施例の場合にも、再給電点に対して互に
同相の信号を給電することにより、アンテナ板と垂直な
面内において、短絡板■と直角な方向に近い方向が主放
射方向となり、アンテナ板と平行な面内においてほぼ無
指向性となる放射指向性を得ることができる。また、再
給電点に互に逆相の信号を給電することにより、アンテ
ナ板の法線方向においてビーム状となる放射指向性を得
ることができる。

そして、上記向れの実施例の場合にも、アンテナ板を構
成する導電性薄膜がカバー■の内面に設けられているの
で、十分な機械的強度を有しているとともに、インピー
ダンスのズレに起因する指向性パターンの変化を抑制す
ることができ、さらには、部品点数を減少させることが
できるとともに、アンテナ板をカバー〇と別個に取付け
る必要がなくなるので、デュアルビームアンテナ全体と
しての小形化を達成することができる。また、カバー■
の中央部が接地板（１）に対して短絡板■により指示さ
れた状態であるから、カバー■の厚みを薄くしても十分
な機械的強度を得ることができ、カバー■の厚みを変化
させなければ、機械的強度を向上させることができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば路側ビーコン方式等の所望の分野においてアン
テナの指向性を変化させる必要がある場合に適用するこ
とにより、簡単に所望の指向性を達成することが可能で
ある他、この発明の要旨を変更しない範囲内において種
々の設計変更を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、共通の短絡板により接地板に
接続された１対のアンテナ板からなるデュアルビームア
ンテナをカバーにより包囲するとともに、アンテナ板、
接地板の少なくとも一方をカバーに設けて導電性薄膜で
形成しているのであるから、初期の指向性を簡単に得る
ことができるとともに、デュアルビームアンテナ全体と
しての小形化を達成することができ、しかも部品数を減
少させることによる製造工程の簡素化を達成することが
できるとともに、カバーを短絡板により補強する状態に
なるので、カバーの厚みを薄くしても十分な機械的強度
を得ることができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のデュアルビームアンテナの一実施例
を示す斜視図、 第２図は縦断面図、 第３図は放射指向性を示す図、 第４図から第５図はそれぞれ他の実施例を示す縦断面図
、 第６図はさらに他の実施例を示す斜視図、第７図は路側
アンテナと車載アンテナとの関係を示す概略図、 第８図は従来例による受信波形を示す図、第９図は先行
例のデュアルビームアンテナの構成を示す斜視図、 第１０図は再給電点を含む面に沿う縦断面図。 （１）・・・接地板、■・・・短絡板、Ｇ）　（４）・
・・アンテナ板、■■・・・給電点、■・・・カバー 第１図 第２図 第７図 第８図 路側アンテナ位置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接地板に対して共通の短絡板を介して、接地板と並
   行に、かつ互に逆方向に延び る同一形状のアンテナ板を取付け、短絡 板を中心として対称位置においてアンテ ナ板と接地板との間に給電点を設けてな るデュアルビームアンテナであって、接 地板、アンテナ板の一方がアンテナカバ ーの所定位置に形成された導電性薄膜で 構成されていることを特徴とするデュア ルビームアンテナ。 ２、給電回路を内蔵したケーシングの上面 を接地板としているとともに、ケーシン グの上面の周縁部の少なくとも一部に上 面に対して垂直に立設した導体板をアン テナカバーの所定位置に形成された導電 性薄膜で構成している上記特許請求の範 囲第１項記載のデュアルビームアンテナ。 ３、導電性薄膜が、金属箔、金属蒸着膜、 金属メッシュ、導電性樹脂、導電性塗料、 メタライズドファイバの何れかからなる ものである上記特許請求の範囲第１項ま たは第２項の何れかに記載のデュアルビ ームアンテナ。