特許 5821812 無線通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5821812

(24)【登録日】2015年10月16日

(45)【発行日】2015年11月24日

(54)【発明の名称】無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/10 20060101AFI20151104BHJP

   H01Q 3/26 20060101ALI20151104BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20151104BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20151104BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/10 A

   H01Q3/26 Z

   H04B7/08 D

   H04B7/06

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-193248(P2012-193248)

(22)【出願日】2012年9月3日

(65)【公開番号】特開2014-50028(P2014-50028A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2015年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 忠男

(72)【発明者】

【氏名】杉本 勇次

【審査官】 石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３４５７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２００１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８６９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７７０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２７１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２８９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７２８８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／０２− ７／１２

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアンテナ（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、
前記複数のアンテナを用いてダイバーシティ受信する受信部（２２１、２２２）と、
送信部（２２３）と、
前記複数のアンテナに接続される切り替え回路（１２０Ａ、１２０Ｂ）と、
前記切り替え回路と前記送信部とを接続する伝送線路に配置され、送信時には前記送信部から出力された信号を複数のアンテナに分配する分配器（１３０）と、
その分配器と前記複数のアンテナとをそれぞれ接続する複数の伝送線路のうちのいずれか少なくとも一つの伝送線路に設けられた移相器（１４０）と、
前記移相器の移相量を制御する制御部（２００）とを備え、
車両に搭載されている無線通信装置であって、
車車間通信時であるか路車間通信時であるかを判断する通信種別判断手段（２１０、Ｓ３１）と、
車車間通信時における前記移相器の移相量、および、路車間通信時における前記移相器の移相量を記憶した記憶部（２１２）とを備え、
前記制御部は、前記通信種別判断手段により車車間通信時と判断した場合には前記記憶部から車車間通信時の移相量を読み出して前記移相器の移相量を設定し、前記通信種別判断手段が路車間通信時と判断した場合には前記記憶部から路車間通信時の移相量を読み出して前記移相器の移相量を設定することを特徴とする無線通信装置。

【請求項2】

複数のアンテナ（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、
前記複数のアンテナを用いてダイバーシティ受信する受信部（２２１、２２２）と、
送信部（２２３）と、
前記複数のアンテナに接続される切り替え回路（１２０Ａ、１２０Ｂ）と、
前記切り替え回路と前記送信部とを接続する伝送線路に配置され、送信時には前記送信部から出力された信号を複数のアンテナに分配する分配器（１３０）と、
その分配器と前記複数のアンテナとをそれぞれ接続する複数の伝送線路のうちのいずれか少なくとも一つの伝送線路に設けられた移相器（１４０）と、
前記移相器の移相量を制御する制御部（２００）とを備え、
車両に搭載されている無線通信装置であって、
前記複数のアンテナは、車両の上下方向における位置が異なるように配置されており、
仰角が互いに異なる指向性とすることができる前記移相量を複数記憶するとともに、それぞれの移相量に対応する車両モデルを記憶した記憶部（２１２）と、
前記車両の車両モデルを取得する取得手段（２１０、Ｓ１０１）とを備え、
前記制御部は、前記取得手段が取得した車両モデルに対応する移相量を、前記記憶部から読みだして前記移相器の移相量を設定することを特徴とする無線通信装置。

【請求項3】

請求項２において、
車車間通信時であるか路車間通信時であるかを判断する通信種別判断手段（２１０、Ｓ３１）と、
車車間通信時における前記移相器の移相量、および、路車間通信時における前記移相器の移相量を記憶した記憶部（２１２）とを備え、
前記制御部は、前記通信種別判断手段により車車間通信時と判断した場合には前記記憶部から車車間通信時の移相量を読み出して前記移相器の移相量を設定し、前記通信種別判断手段が路車間通信時と判断した場合には前記記憶部から路車間通信時の移相量を読み出して前記移相器の移相量を設定することを特徴とする無線通信装置。

【請求項4】

請求項１において、
前記複数のアンテナは、車両の上下方向における位置が異なるように配置されており、
電波を送信する複数の仰角に対応した複数の前記移相器の移相量を記憶した記憶部（２１２）を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている複数の移相量から一つの移相量を選択して読み出して前記移相器の移相量を設定することを特徴とする無線通信装置。

【請求項5】

請求項１において、
前記複数のアンテナは、車両の前後方向における位置が異なるように配置されており、
水平面における指向性を互いに異なる指向性とすることができる前記移相量を複数記憶した記憶部（２１２）を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている複数の移相量から一つの移相量を選択して読み出して前記移相器の移相量を設定することを特徴とする無線通信装置。

【請求項6】

請求項５において、
前記記憶部には、水平面における指向性が前記車両の前後方向となる移相量と、水平面における指向性が無指向性となる移相量とを記憶しており、
前記車両が走行している道路が高速道路であるか否かを判断する道路種別判断手段（２１０、Ｓ８２）を備え、
前記制御部は、前記道路種別判断手段が高速道路を走行していると判断した場合には、前記記憶部から、水平面における指向性が前記車両の前後方向となる移相量を読み出して前記移相器の移相量を設定し、前記道路種別判断手段が高速道路を走行してないと判断した場合には、前記記憶部から、水平面における指向性が無指向性となる移相量を読み出して前記移相器の移相量を設定することを特徴とする無線通信装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項において、
前記複数のアンテナと前記分配器との間に、それぞれ増幅器（１６１Ａ、１６１Ｂ）が設けられていることを特徴とする無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線により送信および受信を行なう無線通信装置に関し、特に、受信ダイバーシティを行なうことができる無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

受信ダイバーシティを行なうことができる無線通信装置が広く知られている（たとえば特許文献１）。特許文献１では、２つのアンテナ素子を備えており、切り替えスイッチにより２つのアンテナ素子のうちのいずれを用いて受信を行なうかを切り替えることで、アンテナ全体としての指向性を変化させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−７２７８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、受信ダイバーシティを行なうために２つのアンテナを備えていても、送信に用いるのは、いずれか一つのアンテナのみであり送信性能は十分ではなかった。

【0005】

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、受信ダイバーシティを行なうことができる無線通信装置において送信性能を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

その目的を達成するための第１発明は、複数のアンテナ（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、複数のアンテナを用いてダイバーシティ受信する受信部（２２１、２２２）と、送信部（２２３）と、複数のアンテナに接続される切り替え回路（１２０Ａ、１２０Ｂ）と、切り替え回路と、複数のアンテナと送信部とを接続する伝送線路に配置され、送信時には送信部から出力された信号を複数のアンテナに分配する分配器（１３０）と、その分配器と複数のアンテナとをそれぞれ接続する複数の伝送線路のうちのいずれか少なくとも一つの伝送線路に設けられた移相器（１４０）と、移相器の移相量を制御する制御部（２００）とを備え、車両に搭載されている無線通信装置であって、車車間通信時であるか路車間通信時であるかを判断する通信種別判断手段（２１０、Ｓ３１）と、車車間通信時における移相器の移相量、および、路車間通信時における移相器の移相量を記憶した記憶部（２１２）とを備え、制御部は、通信種別判断手段により車車間通信時と判断した場合には記憶部から車車間通信時の移相量を読み出して移相器の移相量を設定し、通信種別判断手段が路車間通信時と判断した場合には記憶部から路車間通信時の移相量を読み出して移相器の移相量を設定することを特徴とする無線通信装置である。
また、上記目的を達成するための第２発明は、複数のアンテナ（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、複数のアンテナを用いてダイバーシティ受信する受信部（２２１、２２２）と、送信部（２２３）と、複数のアンテナに接続される切り替え回路（１２０Ａ、１２０Ｂ）と、切り替え回路と送信部とを接続する伝送線路に配置され、送信時には送信部から出力された信号を複数のアンテナに分配する分配器（１３０）と、その分配器と複数のアンテナとをそれぞれ接続する複数の伝送線路のうちのいずれか少なくとも一つの伝送線路に設けられた移相器（１４０）と、移相器の移相量を制御する制御部（２００）とを備え、車両に搭載されている無線通信装置であって、複数のアンテナは、車両の上下方向における位置が異なるように配置されており、仰角が互いに異なる指向性とすることができる移相量を複数記憶するとともに、それぞれの移相量に対応する車両モデルを記憶した記憶部（２１２）と、車両の車両モデルを取得する取得手段（２１０、Ｓ１０１）とを備え、制御部は、取得手段が取得した車両モデルに対応する移相量を、記憶部から読みだして移相器の移相量を設定することを特徴とする無線通信装置である。

【0007】

このように、本発明では、送信部を複数のアンテナと接続する分配器を備えており、受信ダイバーシティを行う際に用いる複数のアンテナを送信時にも用いて送信を行なう。しかも、分配器と前記複数のアンテナとをそれぞれ接続する複数の伝送線路のうちのいずれか少なくとも一つの伝送線路には移相器を設けている。この移相器の移相量を調整することで合成指向性を変化させることができるので、設置状態の角度等に応じた適切な指向性とすることができる。よって、送信性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の車両用無線通信装置１の構成図を示す図である。

【図2】車両用無線通信装置１が車両ルーフ２に搭載された状態における部分断面図である。

【図3】図２に示した構成におけるアンテナ１１０Ａおよび１１０Ｂの水平面（Ｘ−Ｙ平面）の指向性をシミュレーションした結果である。

【図4】第１実施形態において合成指向性の水平面の変化を示す図である。

【図5】第１実施形態において合成指向性の垂直面の変化を示す図である。

【図6】第２実施形態のアンテナモジュール１００−１の構成を示す図である。

【図7】第３実施形態のアンテナモジュール１００−２の構成を示す図である。

【図8】第４実施形態の車両用無線通信装置１−１の構成を示す図である。

【図9】第５実施形態の車両用無線通信装置１−２の構成を示す図である。

【図10】第６実施形態で実行する移相量情報記憶のための処理を示すフローチャートである。

【図11】第６実施形態で実行する移相量設定のための処理を示すフローチャートである。

【図12】第７実施形態で実行する移相量情報記憶のための処理を示すフローチャートである。

【図13】第７実施形態で実行する移相量設定のための処理を示すフローチャートである。

【図14】第８実施形態で実行する移相量情報記憶のための処理を示すフローチャートである。

【図15】第８実施形態で実行する移相量設定のための処理を示すフローチャートである。

【図16】第９実施形態で実行する移相量設定のための処理を示すフローチャートである。

【0009】

【図17】第１０実施形態で実行する移相量情報記憶のための処理を示すフローチャートである。

【図18】第１０実施形態で実行する移相量設定のための処理を示すフローチャートである。

【図19】第１１実施形態で実行する移相量情報記憶のための処理を示すフローチャートである。

【図20】第１１実施形態で実行する移相量設定のための処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１の車両用無線通信装置１は、アンテナモジュール１００とＥＣＵ２００とを備えており、車車間通信および路車間通信の両方またはいずれかを行なう無線通信装置である。車車間通信および路車間通信の通信周波数には、たとえば５．９ＧＨｚ帯が用いられる。

【0011】

まず、アンテナモジュール１００の構成を説明する。アンテナモジュール１００は、車車間通信および路車間通信用の構成として、２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂ、３つの切り替え回路１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、分配器１３０、移相器１４０、２つのローノイズアンプ１５０Ａ、１５０Ｂ、パワーアンプ１６０を備える。

【0012】

それ以外に、このアンテナモジュール１００は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems）用アンテナ１７０、ローノイズアンプ１８０、携帯電話回線用アンテナ１９０を備える。ＧＮＳＳ用アンテナ１７０はローノイズアンプ１８０に接続され、そのローノイズアンプ１８０は同軸ケーブル３０に接続されている。電話回線用アンテナ１９０は同軸ケーブル４０に接続されている。

【0013】

２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂは、受信および送信の両方に用いられる。受信時には、切り替え回路１２０Ａにより、アンテナ１１０Ａとローノイズアンプ１５０Ａが接続される。このローノイズアンプ１５０Ａは同軸ケーブル１０によりＥＣＵ２００と接続されている。

【0014】

また、受信時には、切りえ回路１２０Ｂにより、アンテナ１１０Ｂとローノイズアンプ１５０Ｂが接続される。また、受信時は、ローノイズアンプ１５０Ｂは切り替え回路１２０Ｃにより同軸ケーブル２０に接続される。したがって、受信時は、２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂが用いられる。なお、切り替え回路１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、ＥＣＵ２００が備えているアンテナ切り替えスイッチ２４０により接続位置が切り替えられる。

【0015】

送信時は、切り替え回路１２０Ｃは同軸ケーブル２０とパワーアンプ１６０を接続する。パワーアンプ１６０は分配器１３０に接続されている。分配器１３０はパワーアンプ１６０から入力された信号を、アンテナ１１０Ａとアンテナ１１０Ｂへ分配する。

【0016】

分配器１３０とアンテナ１１０Ａの間には、切り替え回路１２０Ａが位置しており、送信時は、切り替え回路１２０Ａは分配器１３０とアンテナ１１０Ａとを接続する。分配器１３０とアンテナ１１０Ｂとの間にも切り替え回路１２０Ｂが設けられており、送信時、切り替え回路１２０Ｂは分配器１３０とアンテナ１１０Ｂとを接続する。

【0017】

また、分配器１３０とアンテナ１１０Ｂとの間には、切り替え回路１２０Ｂに加えて、その切り替え回路１２０Ｂよりも分配器１３０側に移相器１４０が設けられている。この移相器１４０により位相が変化させられた信号がアンテナ１１０Ｂへ送られる。一方、アンテナ１１０Ａと分配器１３０との間には移相器は設けられていない。したがって、アンテナ１１０Ａから送信される電波の位相とアンテナ１１０Ｂから送信される電波の位相は互いに異なった位相となる。

【0018】

次に、ＥＣＵ２００の構成を説明する。ＥＣＵ２００は、演算部２１０、通信チップ２２０、切り替え回路２３０、アンテナ切り替えスイッチ２４０、ＧＮＳＳ受信部２５０、セキュリティアクセスモジュール（ＳＡＭ）２６０、携帯電話送受信部２７０、電源２８０を備える。

【0019】

ＧＮＳＳ受信部２５０は、同軸ケーブル３０を介してＧＮＳＳ用アンテナ１７０と接続されており、ＧＮＳＳ用アンテナ１７０から供給される信号をろ波、増幅、復調して受信データを演算部２１０へ供給する。ＳＡＭ２６０は、車車間通信または路車間通信により送受信する信号を暗号化、復号化する。携帯電話送受信部２７０は、同軸ケーブル４０を介して携帯電話回線用アンテナ１９０と接続されており、携帯電話回線へ接続するための送受信機能を持つ。携帯電話回線への送信データは演算部２１０から入力され、また、携帯電話回線からの受信データは演算部２１０へ出力される。電源２８０は、このＥＣＵ２００の内部の種々の構成部品に電力を供給するとともに、アンテナモジュール１００の構成部品にも電力を供給する。

【0020】

演算部２１０は、ＣＰＵ２１１、メモリ２１２、インターフェース（Ｉ／Ｆ）２１３を備える。このメモリ２１２は不揮発性であり、後述する移相量情報が記憶される。図示していないが、これ以外に揮発性メモリも備えられている。Ｉ／Ｆ２１３は車両内の通信ネットワークであるＣＡＮ３００に接続されている。演算部２１０は、Ｉ／Ｆ２１３およびＣＡＮ３００を介して車両内の種々の情報を取得し、または車両内の機器へ情報提供できる。

【0021】

通信チップ２２０は、２つの受信部２２１、２２２、送信部２２３、ベースバンド部２２４を備える。本実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｐの通信規格により車車間通信および路車間通信を行なう仕様となっている。

【0022】

受信部２２１は、同軸ケーブル１０と接続されており、この同軸ケーブル１０を介してアンテナ１１０Ａが受信した信号が入力される。受信部２２１は、入力される信号をろ波、増幅してベースバンド部２２４へ送る。もう一つの受信部２２２も、機能は上述の受信部２２１と同じである。この受信部２２２は、切り替え回路２３０、同軸ケーブル２０を介してアンテナ１１０Ｂと接続される。

【0023】

送信部２２３も切り替え回路２３０と接続されている。切り替え回路２３０は、受信部２２２と同軸ケーブル２０とが接続された状態と、送信部２２３と同軸ケーブル２０とが接続された状態とを切り替える。この切り替え回路２３０は、アンテナ切り替えスイッチ２４０により接続状態が切り替えられる。アンテナ切り替えスイッチ２４０は通信チップ２２０の通信状態をもとにした送受信の切り替えの機能を持つ。ベースバンド部２２４は、変調、復調を行なう。受信時は、受信ダイバーシティ（ここでは最大比合成ダイバーシティ）が行われる。

【0024】

上記構成の通信チップ２２０は、演算部２１０との間で相互に通信が可能となっている。電波受信時、電波送信時とも、通信チップ２００と演算部２１０との相互の通信が行われる。

【0025】

図２に車両用無線通信装置１の搭載状態を示している。この図はアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂと車両ルーフ２との位置関係を示すための図であり、ＥＣＵ２００やアンテナモジュール１００が備える部品のうちアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂ以外は省略してある。

【0026】

図２に示すように、車両用無線通信装置１は、外観デザイン上の理由により、車両前方から車両後方にかけて流線形を有する形状（いわゆるシャークフィン形状）に形成されている。

【0027】

地板４は、略長方形をなす平面形状であり金属板により構成される。車両用無線通信装置１が車両ルーフ２のルーフ面２ａに搭載された状態では、地板４は車両ルーフ２のルーフ面２ａに沿う。地板４の上面部である地板面４ａには樹脂からなる平面形状の基板５が略垂直（垂直に近い状態も含む）に立設されている。

【0028】

基板５の一方側の面５ａにはアンテナグランド６が導体パターン（導体膜）により形成されていると共に、アンテナグランド６と地板４とを電気的に接続する接続部７が導体パターンにより形成されている。すなわち、アンテナグランド６は、地板４の地板面４ａから所定間隔を存して形成されており、接続部７により地板４と同電位となっている。なお、アンテナグランド６は、垂直方向および水平方向の双方にある程度の幅を有する矩形状に形成されている。

【0029】

アンテナグランド６の上端部６ａにアンテナ１１０Ａが接続されている。アンテナ１１０Ａは、垂直偏波を送受信する直線形状のモノポール型であり、基端部１１０Ａａが電気的に接続されている。

【0030】

アンテナ１１０Ａは、その基端部１１０Ａａから先端部１１０Ａｂに向かうにしたがってアンテナグランド６から略垂直方向に離れるように接続されている。アンテナ１１０の長さ（エレメント長）は、電気的に「１／４」波長であり、例えば５．９ＧＨｚ帯の電波の波長に対して「１／４」を乗じ、更に基板５の材質の比誘電率による波長短縮率を乗じた長さである。

【0031】

また、アンテナ１１０の基端部１１０Ａａにはアンテナ１１０に電力を供給する給電点９が設けられている。アンテナ１１０Ａは、地板面４ａから基端部１１０Ａａまでの高さが約４０［ｍｍ］となる位置に設けられている。

【0032】

同様に、アンテナグランド６の下端部６ｂには、アンテナ１１０Ｂが接続されている。アンテナ１１０Ｂも、垂直偏波を送受信する直線形状のモノポール型であり、基端部１１０Ｂａが電気的に接続されている。

【0033】

アンテナ１１０Ｂは、その基端部１１０Ｂａから先端部１１０Ｂｂに向かうにしたがってアンテナグランド６から略垂直方向に離れるように接続されている。アンテナ１１０Ｂの長さ（エレメント長）も、電気的に「１／４」波長であり、例えば５．９ＧＨｚ帯の電波の波長に対して「１／４」を乗じ、更に基板５の材質の比誘電率による波長短縮率を乗じた長さである。

【0034】

また、アンテナ１１０Ｂの基端部１１０Ｂａにはアンテナ１１０Ｂに電力を供給する給電点１２が設けられている。アンテナ１１０Ｂは、地板面４ａから基端部１１０Ｂａまでの高さが約２０［ｍｍ］となる位置に設けられている。

【0035】

アンテナ１１０Ａ、１１０Ｂのそれぞれの軸は、アンテナグランド６の中心部６ｃから水平方向にずれている。アンテナグランド６の水平方向の幅は、例えば５．９ＧＨｚ帯の電波の波長に対して「１／４」を乗じ、更に基板５の材質の比誘電率による波長短縮率を乗じた長さよりも広いことが望ましい。また、給電点９および１２同士の間隔は、空間ダイバーシティとしてのアンテナ１１０および１１同士の相関を抑制するように、例えば５．９ＧＨｚ帯の電波の波長に対して「１／２」を乗じ、更に基板５の材質の比誘電率による波長短縮率を乗じた長さよりも広いことが望ましい。

【0036】

図３には、図２に示した構成におけるアンテナ１１０Ａおよび１１０Ｂの水平面指向性のシミュレーション結果を示す。ただし、本実施形態では、図３にそれぞれ指向性を示したアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂを択一的に用いて送信を行なうのではなく、移相器１４０により位相差が生じるようにしつつ、２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂから電波を放射する。

【0037】

移相器１４０によりアンテナ１１０Ｂから放射する位相を調整することにより、２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂからの放射を合成した合成放射特性（合成指向性）を変化させることができる。

【0038】

また、図２に示すように、２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂは、水平方向の位置が互いに異なり、且つ、車両前後方向の位置も互いに異なる。このように２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂが配置されていると、移相器１４０で位相差を生じさせることにより、水平面の指向性および垂直面の指向性をともに変化させることができる。

【0039】

図４に水平面の指向性の変化を示す。また、図５に垂直面の指向性の変化を示す。なお、図４、図５では、いずれも下側のアンテナ１１０Ｂの位相を進めている。図４から分かるように、移相器１４０により位相差を調整することで、水平面の指向性を、前方指向性としたり、無指向性としたり、後方指向性としたりすることができる。なお、無指向性とは、完全な無指向性にかぎらず、それに近い状態とみなせるものも含む。

【0040】

また、図５から分かるように、移相器１４０により位相差を調整することで、垂直面の指向性を仰角小としたり、仰角大としたりすることもできる。

【0041】

このように、第１実施形態の車両用無線通信装置１は、分配器１３０を備えており、受信ダイバーシティを行う際に用いる２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂを、ともに送信時にも用いて送信を行なっている。しかも、一方のアンテナ１１０Ｂと分配器１３０との間に移相器１４０を設けており、この移相器１４０の移相量を調整することで合成指向性を変化させて、設置状態の角度等に応じた適切な指向性とすることができる。よって、送信性能が向上する。

【0042】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。なお、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の要素である。

【0043】

図６に示す第２実施形態のアンテナモジュール１００−１は、第１実施形態のアンテナモジュール１００の構成を全て備えている。加えて、ＤＣカップリング部１１２、電源部１１４、３つのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２２、１２４、１２６、送信電力検出部１２８、キャリアセンス部１３２、切り替え制御部１３４を備えている。また、アンテナ１１０Ａ（図６には図示せず）と切り替え回路１２０Ａとの間は同軸ケーブル５０で接続され、アンテナ１１０Ｂ（図６には図示せず）と切り替え回路１２０Ｂとの間は同軸ケーブル６０で接続されている。

【0044】

ＤＣカップリング部１１２は切り替え回路１２０Ｃと同軸ケーブル２０との間の信号線路に接続されており、上記伝送線路の信号がＤＣカップリング部１１２を介して電源部１１４に入力される。

【0045】

バンドパスフィルタ１２２、１２４、１２６は、いずれも、アンプ１５０Ａ、１５０Ｂ、１６０とアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂとの間に設けられており、不要な輻射を抑制あるいは受信帯域外信号による被干渉を抑制するためのものである。送信電力検出部１２８は、送信電力モニター信号をＥＣＵ２００内の通信チップ２２０へ送信する。通信チップ２２０はこの送信電力モニター信号に応じて出力電力を調整する。

【0046】

切り替え制御部１３４は切り替え回路１２０Ａ〜Ｃの接続状態を切り替える制御を行う。キャリアセンス部１３２は、同軸ケーブル２０により入力される送信信号を検出し、送信中かどうかの判断を行う。切り替え制御部１３４はキャリアセンス部１３２の判断結果を用いて切り替え回路１２０Ａ〜Ｃの接続状態を制御する。なお、第２実施形態では、この切り替え制御部１３４により切り替え回路１２０Ａ〜Ｃの接続状態が切り替えられるので、ＥＣＵ２００には、アンテナ切り替えスイッチ２４０は備えられていない。

【0047】

（第３実施形態）
図７のアンテナモジュール１００−２において、移相器１４０は電子的に移相量が制御可能な構成である。この移相器１４０に、ＥＣＵ２００から移相量を指示する制御値が入力される。その他の構成は図６と同じである。

【0048】

この第３実施形態では、移相器１４０の移相量をＥＣＵ２００が制御することができるので、車両に搭載された後、通信環境に応じた適切な指向性で電波を送信することができるようになる。

【0049】

（第４実施形態）
図８に第４実施形態の車両用無線通信装置１−１の構成を示す。図８に示すように、第１実施形態ではアンテナモジュール１００が備えていた切り替え回路１２０Ａ、１２０Ｂ、分配器１３０、移相器１４０、ローノイズアンプ１５０Ａ、１５０Ｂ、パワーアンプ１６０を、この第４実施形態ではＥＣＵ２００−１が備える。

【0050】

この第４実施形態のように、分配器１３０、移相器１４０、送受信アンプ（ローノイズアンプ１５０Ａ、１５０Ｂ、パワーアンプ１６０）等を、ＥＣＵ２００−１が備える構成でもよい。

【0051】

（第５実施形態）
図９に示す第５実施形態では、移相器１４０は電子的に移相量が制御可能な構成である。この移相器１４０に、演算部２１０から移相量を指示する制御値が入力される。

【0052】

また、アンテナモジュール１００−２は、これまでの実施形態と同じように、２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂを備えており、それら２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂに対して、それぞれ、４つの切り替え回路１２０Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、１つのローノイズアンプ１５０Ｃ、１５０Ｄ、１つのパワーアンプ１６１Ａ、Ｂを備える。

【0053】

なお、この図９では省略しているが、４つの切り替え回路１２０Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、いずれも、ＥＣＵ２００−１のアンテナ切り替えスイッチ２４０により切り替え制御される。

【0054】

各アンテナ１１０Ａに対してそれぞれ備えられている２つの切り替え回路１２０Ｄ、ＥＦ、Ｇにより、送信時は、アンテナ１１０Ａ、１１０Ｂは、パワーアンプ１６１Ａ、１６１Ｂに接続される。

【0055】

送信時に、２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂにそれぞれパワーアンプ１６１Ａ、１６１Ｂが接続されることにより、総送信電力を容易に上げることができる。なお、このように構成すると、同軸ケーブル１０、２０の長さやパワーアンプ１６１Ａ，１６１Ｂの特性の違いにより移相量が変化してしまう。そこで移相器１４０の移相量の調整を演算部２１０が行なうように構成している。

【0056】

（第６実施形態）
以下の実施形態は、移相器１４０の移相量の設定方法を示す実施形態である。これまでに説明した実施形態のうち、移相器１４０の位相量を調整可能な構成であれば、どの構成でも、以下の実施形態において用いることができる。また、以下に説明するフローチャートの各ステップは、移相量情報を入力するステップを除き、ＥＣＵ２００の演算部２１０が実行する。

【0057】

第６実施形態では、製造時、取り付け時など、通信前に図１０に示す処理を行い、実際の通信時に図１１に示す処理を行なう。図１０において、ステップＳ１では、移相量情報を作業者が所定の入力装置から入力する。入力した移相量情報はメモリ２１２に記憶される（ステップＳ２）。

【0058】

通信時には、図１１に示すように、移相量情報をメモリ２１２から読み出して（ステップＳ１１）、その読み出した移相量情報に基づいて、移相量制御のための制御値を設定する（ステップＳ１２）。この制御値を移相器１４０へ入力する。

【0059】

（第７実施形態）
第７実施形態では、前述の図１０、図１１に代えて、図１２、図１３に示す処理を実行する。図１２は、図１０と同様、通信前に予め行なう。ステップＳ２１では、路車間通信用の移相量情報を入力する。入力した路車間通信用の移相量情報はメモリ２１２に記憶される（ステップＳ２２）。

【0060】

次いで、車車間通信用の移相量情報を入力する（ステップＳ２３）。入力した車車間通信用の移相量情報もメモリ２１２に記憶される（ステップＳ２４）。なお、路車間通信用の移相量情報および車車間通信用の移相量情報は、予め実験に基づいてどのような値がよいかを決定しておく。

【0061】

通信時には、図１３に示すように、まず、路車間通信か否かを判断する（ステップＳ３１）。この判断は、たとえば、送信する信号の種類により行なう。他車両に対する信号であればこの判断がＮＯになり、路側機に対する信号であればこの判断がＹＥＳになる。なお、送信する信号が定まる前に、種々の条件（たとえば、場所、受信信号の送信装置が車載機であるか路側機であるかなど）で、この判断を行なってもよい。

【0062】

路車間通信であれば（Ｓ３１：ＹＥＳ）、路車間通信用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す（ステップＳ３２）。一方、車車間通信であれば（Ｓ３１：ＮＯ）、路車間通信用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す（ステップＳ３３）。

【0063】

ステップＳ３２あるいはＳ３３を実行したら、読み出した移相量情報に基づいて、移相量制御のための制御値を設定する（ステップＳ３４）。

【0064】

このようにすれば、車車間通信の場合も、路車間通信の場合も、同じアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂを用いつつ、それぞれの通信に適した送信指向性で電波を送信することができる。

【0065】

（第８実施形態）
第８実施形態では、前述の図１０や図１２に代えて図１４に示す処理を実行し、図１１や図１３に代えて図１５に示す処理を実行する。

【0066】

図１４において、ステップＳ４１では、仰角大通信用の移相量情報を入力する。入力した仰角大通信用の移相量情報はメモリ２１２に記憶される（ステップＳ４２）。ステップＳ４３では、仰角小通信用の移相量情報を入力する。入力した仰角小通信用の移相量情報もメモリ２１２に記憶される（ステップＳ４４）。なお、仰角大および仰角小は、一方が他方に対して仰角大あるいは小であることを意味し、仰角大通信用の移相量情報および仰角小通信用の移相量情報は、たとえば、図５に示す位相差３０°、２７０°である。

【0067】

通信時には、図１５に示すように、まず、ＣＡＮ３００とＩ／Ｆ２１３を介して車速情報を読み込む（ステップＳ５１）。そして、その車速情報から、所定車速を超える高速走行中か否かを判断する（ステップＳ５２）。

【0068】

高速走行中と判断すれば（Ｓ５２：ＹＥＳ）、ステップＳ５３に進んで仰角小用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。一方、高速走行中でないと判断すれば（Ｓ５２：ＮＯ）、ステップＳ５４に進んで仰角大用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。

【0069】

ステップＳ５５では、ステップＳ５３あるいはＳ５４で読み出した移相量情報に基づいて、移相量制御のための制御値を設定する。なお、高速走行中か否かは市街地を走行中か否かを判断するために行なっている。高速走行中（市街地ではない場所を走行中）である場合に仰角小とし、低速走行中（市街地を走行中）は仰角大とするのは、市街地では仰角大のほうが良好に通信できることを実験により発見したからである。

【0070】

また、移相量情報を仰角大通信用と仰角小通信用の２種類に限定せず、仰角が異なる３種類以上の移相量情報をメモリ２１２に記憶しておき、それら３種類以上の移相量情報を車速に応じて設定してもよい。

【0071】

（第９実施形態）
第９実施形態では、第８実施形態おける図１５に代えて図１６を実行する。図１４の処理は第９実施形態でも行なう。

【0072】

通信時には、図１６に示すように、まず、ＣＡＮ３００とＩ／Ｆ２１３を介してカメラセンサ情報を読み込む（ステップＳ６１）。そして、そのカメラセンサ情報から、すぐ前方に大型車が存在するか（１台前の車が大型車であるか）を判断する（ステップＳ６２）。

【0073】

前方に大型車が存在すると判断すれば（Ｓ６２：ＹＥＳ）、ステップＳ６３に進んで仰角大用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。一方、前方に大型車が存在しないと判断すれば（Ｓ６２：ＮＯ）、ステップＳ６４に進んで仰角小用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。

【0074】

ステップＳ６５では、ステップＳ６３あるいはＳ６４で読み出した移相量情報に基づいて、移相量制御のための制御値を設定する。このようにすれば、前方に大型車が存在する場合にも、その大型車による電波の遮蔽の影響を抑制して良好な通信が行える。また、前方に大型車が存在しない場合には仰角小とするので、仰角大とする場合よりも通信距離を確保できる。

【0075】

なお、第９実施形態でも、仰角が異なる３種類以上の移相量情報をメモリ２１２に記憶しておいてもよい。この場合、それら３種類以上の移相量情報を、前方車両の高さに応じて設定する。また、前方車両の高さに加えて前方車両までの距離も考慮し、前方車両の高さが高いほど、また、前方車両までの距離が近いほど、大きな仰角の移相量情報を用いるようにしてもよい。

【0076】

（第１０実施形態）
第１０実施形態では、通信前に予め行なう処理として図１７に示す処理を行なう。図１７において、ステップＳ７１では、無指向性型の移相量情報を入力する。入力した無指向性型の移相量情報はメモリ２１２に記憶される（ステップＳ７２）。ステップＳ７３では、前方指向性型の移相量情報を入力する。入力した前方指向性型の移相量情報もメモリ２１２に記憶される（ステップＳ７４）。なお、無指向性型の移相量情報および前方指向性型の移相量情報は、たとえば、図４に示す位相差９０°、１８０°である。

【0077】

通信時には、図１８に示すように、まず、ＣＡＮ３００とＩ／Ｆ２１３を介して車速情報を読み込む（ステップＳ８１）。そして、その車速情報をもとにして、高速道路走行中か否かを判断する（ステップＳ８２）。なお、車速情報に代えて、地図情報と現在位置情報から高速道路走行中か否かを判断してもよい。

【0078】

高速走行中と判断すれば（Ｓ８２：ＹＥＳ）、ステップＳ８３に進んで前方指向性型の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。一方、高速走行中でないと判断すれば（Ｓ８２：ＮＯ）、ステップＳ８４に進んで無指向性型の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。

【0079】

ステップＳ８５では、ステップＳ８３あるいはＳ８４で読み出した移相量情報に基づいて、移相量制御のための制御値を設定する。高速道路を走行中である場合に前方指向性型とするのは、高速道路走行中は前後方向にしか通信対象（車両や路側機）が存在しないので、交差方向への電波送信は不要だからである。

【0080】

この第１０実施形態では、高速道路走行中か否かで水平方向の指向性を変化させていることから、高速道路走行中も、高速道路以外を走行中も、良好な送信性能が確保できる。

【0081】

（第１１実施形態）
第１１実施形態では、製造時に図１９に示す処理を行なう。図１９において、ステップＳ９１では、車両モデルＸ用の移相量情報を入力する。入力した車両モデルＸ用の移相量情報はメモリ２１２に記憶される（ステップＳ９２）。ステップＳ９３では、車両モデルＹ用の移相量情報を入力する。この車両モデルＹ用の移相量情報もメモリ２１２に記憶される（ステップＳ９４）。さらに、車両モデルＺ用の移相量情報も入力する（ステップＳ９５）。この車両モデルＺ用の移相量情報もメモリ２１２に記憶される（ステップＳ９６）。なお、この図１９では、３つの車両モデルＸ、Ｙ、Ｚの移相量情報を入力、記憶しているが、２つ、あるいは、４つ以上の車両モデルの移相量情報を記憶するようにしてもよい。

【0082】

この実施形態では、実際の通信時に図２０の処理を行なう。図２０において、ステップＳ１０１では、ＣＡＮ３００とＩ／Ｆ２１３を介して車両モデル情報を読み込む。

【0083】

続いて、読み込んだ車両モデルが何であったかを判断する。読み込んだ車両モデルがＸであればステップＳ１０３へ進み、車両モデルＸ用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。読み込んだ車両モデルがＹであればステップＳ１０４へ進み、車両モデルＹ用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。読み込んだ車両モデルがＺであればステップＳ１０５へ進み、車両モデルＺ用の移相量情報をメモリ２１２から読み出す。

【0084】

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０３、１０４、１０５のいずれかで読み出した移相量情報に基づいて、移相量制御のための制御値を設定する。

【0085】

このようにすれば、車両モデルにより異なるルーフ傾斜に応じた適切な指向性を設定することができる。

【0086】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、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することができる。

【0087】

たとえば、前述の実施形態では、２つのアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂは、車両前後方向の位置が相違し、且つ、上下方向の位置も相違していた。しかし、２つのアンテナを、上下方向の位置は同じとして前後方向の位置のみを異ならせてもよい（変形例１）。これ以外にも、２つのアンテナの相対的位置関係は種々変更してもよい。また、アンテナの数は３つ以上でもよい（変形例２）。また、前述の実施形態は車両用であったが、本発明は車両用以外にも適用できる。

【符号の説明】

【0088】

１：車両用無線通信装置、 ２：車両ルーフ、 １００：アンテナモジュール、 １１０：アンテナ、 １２０：切り替え回路、 １３０：分配器、 １３４：切り替え制御部、 １４０：移相器、 １６０：パワーアンプ、 １６１：パワーアンプ、 ２００：ＥＣＵ（制御部）、 ２１２：メモリ（記憶部）、 ２２０：通信チップ、 ２２１：受信部、 ２２２：受信部、 ２２３：送信部、 ２２４：ベースバンド部、 ２３０：切り替え回路、 ２４０：アンテナ切り替えスイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】