特許 5874780 アンテナシステムおよびアンテナユニット

(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】5874780

(24)【登録日】2016年1月29日

(45)【発行日】2016年3月2日

(54)【発明の名称】アンテナシステムおよびアンテナユニット

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/28 20060101AFI20160218BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20160218BHJP

   H01Q 1/42 20060101ALI20160218BHJP

   H01Q 1/22 20060101ALI20160218BHJP

   H01Q 1/32 20060101ALI20160218BHJP

【ＦＩ】

   H01Q21/28

   H01Q21/24

   H01Q1/42

   H01Q1/22 A

   H01Q1/32 Z

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-105556(P2014-105556)

(22)【出願日】2014年5月21日

(65)【公開番号】特開2015-97377(P2015-97377A)

(43)【公開日】2015年5月21日

【審査請求日】2015年6月8日

(31)【優先権主張番号】特願2013-210328(P2013-210328)

(32)【優先日】2013年10月7日

(33)【優先権主張国】JP

(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

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(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】杉本 勇次

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 忠男

(72)【発明者】

【氏名】柚木▲崎▼ 穏宗

【審査官】 岩井 一央

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１７９９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１８６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０６０５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５６６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５０１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８６９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２４５６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０９７７５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００−１１／２０

Ｈ０１Ｑ ２１／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケース（１１１、１１１Ａ）と、
前記ケースに収容された第１通信システム用アンテナ（１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ）と、
前記ケースに収容され、第２通信システムに用いられる偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであって、前記第１通信システム用アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置されたケース内直交アンテナ（１１５、１１５Ａ、１１５Ｂ）と、
前記ケースの外に配置され、前記ケース内直交アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置された偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであるケース外アンテナ（１２２）とを含み、
前記ケースは、
車両のボディ上面に配置されるものであり、車両前後方向の長さが車両幅方向の長さよりも長い形状であり、
前記ケース内に収容され、前記車両の前後方向に沿って配置されている基板（１１３、１１３Ａ）を備え、
前記第１通信システム用アンテナおよび前記ケース内直交アンテナはモノポールアンテナであり、前記第１通信システム用アンテナのエレメントと前記ケース内直交アンテナのエレメントが前記基板に沿う方向に配置されていることを特徴とするアンテナシステム（１０）。

【請求項2】

ケース（１１１、１１１Ａ）と、
前記ケースに収容された第１通信システム用アンテナ（１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ）と、
前記ケースに収容され、第２通信システムに用いられる偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであって、前記第１通信システム用アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置されたケース内直交アンテナ（１１５、１１５Ａ、１１５Ｂ）と、
前記ケースの外に配置され、前記ケース内直交アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置された偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであるケース外アンテナ（１２２）と、
前記ケース内に収容され、車両の前後方向に沿って配置されている基板（１１３）とを備え、
前記第１通信システム用アンテナおよび前記ケース内直交アンテナはモノポールアンテナであり、
前記第１通信システム用アンテナのエレメントが鉛直方向に延びており、
前記ケース内直交アンテナのエレメントが、水平面内において、前記基板の基板面から垂直に突き出していることを特徴とするアンテナシステム。

【請求項3】

請求項１において、
前記第１通信システム用アンテナのエレメントは、鉛直方向に延びており、
前記ケース内直交アンテナのエレメントの延長方向が車両前後方向であることを特徴とするアンテナシステム。

【請求項4】

請求項１または３において、
前記ケース内直交アンテナ（１１５）、前記ケース外アンテナ（１２２）からなる一対の偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナに加え、
前記ケース内に収容された偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナ（１１５Ｃ、１１５Ｄ）と、前記ケース外に配置された偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナ
（１２２Ｃ、１２２Ｄ）とからなる少なくとも一対の偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナを備え、
前記ケースに収容されている複数の偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナ（１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄ）は、周波数が第１通信システムで用いられる周波数に近いほど、前記第１通信システム用アンテナに対して主放射偏波面が直交に近くなるように配置され、最も周波数が前記第１通信システムで用いられる周波数に近い偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナが、前記ケース内直交アンテナとして、前記第１通信システム用アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置されていることを特徴とするアンテナシステム。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナシステムに用いられ、
前記ケースと、前記第１通信システム用アンテナと、前記ケース内直交アンテナとを備えるアンテナユニット（１１、１１Ａ、１１Ｂ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のアンテナを備えたアンテナシステムおよびそのアンテナシステムに用いられるアンテナユニットに関し、特に、複数種類の通信を行うために複数のアンテナを備えるアンテナシステムおよびアンテナユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

複数種類の通信システムに対応し、複数のアンテナを備えたアンテナシステムが知られている。これら複数の通信システムにそれぞれ対応したアンテナ間が互いに近接していると、通信システム間の電波干渉が問題となる。

【0003】

特許文献１では、２つの通信システムに用いる２つのアンテナのアイソレーションを確保するために、一方のアンテナの放射エレメントと、他方のアンテナの放射エレメントをねじれの関係になるように配置している。

【0004】

すなわち、特許文献１では、一方のアンテナを基板に直交する平面内において基板に対して４５度傾けて配置する。他方のアンテナは、基板に直交し、上記一方のアンテナを含む平面とは離隔した平面内において、一方のアンテナとは反対方向に４５度傾けて配置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−４３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

通信システムの一方が偏波ダイバーシティを用いる通信システム（以下、偏波ダイバーシティ型通信システム）である場合、複数の通信システム間のアイソレーションを高くするだけでなく、偏波ダイバーシティ型通信システムの通信性能も確保する必要がある。

【0007】

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、複数の通信システム間のアイソレーションを高くするとともに、偏波ダイバーシティ型通信システムの通信性能も確保することができるアンテナシステム、および、そのアンテナシステムに用いるアンテナユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

その目的を達成するためのアンテナシステム（１０）に係る第１発明は、ケース（１１１、１１１Ａ）と、ケースに収容された第１通信システム用アンテナ（１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ）と、ケースに収容され、第２通信システムに用いられる偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであって、第１通信システム用アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置されたケース内直交アンテナ（１１５、１１５Ａ、１１５Ｂ）と、ケースの外に配置され、ケース内直交アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置された偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであるケース外アンテナ（１２２）とを含み、ケースは、車両のボディ上面に配置されるものであり、車両前後方向の長さが車両幅方向の長さよりも長い形状であり、ケース内に収容され、車両の前後方向に沿って配置されている基板（１１３、１１３Ａ）を備え、第１通信システム用アンテナおよびケース内直交アンテナはモノポールアンテナであり、第１通信システム用アンテナのエレメントとケース内直交アンテナのエレメントが基板に沿う方向に配置されていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するためのアンテナシステム（１０）に係る第２発明は、ケース（１１１、１１１Ａ）と、ケースに収容された第１通信システム用アンテナ（１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ）と、ケースに収容され、第２通信システムに用いられる偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであって、第１通信システム用アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置されたケース内直交アンテナ（１１５、１１５Ａ、１１５Ｂ）と、ケースの外に配置され、ケース内直交アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置された偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであるケース外アンテナ（１２２）と、ケース内に収容され、車両の前後方向に沿って配置されている基板（１１３）とを備え、第１通信システム用アンテナおよびケース内直交アンテナはモノポールアンテナであり、第１通信システム用アンテナのエレメントが鉛直方向に延びており、ケース内直交アンテナのエレメントが、水平面内において、基板の基板面から垂直に突き出していることを特徴とする。

【0009】

これらアンテナシステムに係る発明によれば、第１通信システム用アンテナと同じケースに収容されている偏波ダイバーシティ型通信システム（すなわち第２通信システム）用アンテナであるケース内直交アンテナは、第１通信システム用アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置されている。よって、ケースが小さく、それら第１通信システム用アンテナとケース内直交アンテナとが近接配置されることになっても、それらのアンテナ間のアイソレーションが高くなる。よって、第１通信システムと第２通信システム間のアイソレーションが高くなり、それらの通信システム間の電波干渉が抑制できる。

【0010】

また、他方の偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナであるケース外アンテナは、ケースの外に配置されるので、ケースの大きさの制約を受けない。よって、ケース内の第１通信システム用アンテナから離れた位置に配置することにより、アイソレーションを高くすることができる。さらに、ケース外アンテナはケース内直交アンテナに対して主放射偏波面が直交するように配置されていることから、偏波ダイバーシティ型通信システムの通信性能も確保できる。

【0011】

また、上記目的を達成するためのアンテナユニットの発明は、本発明のアンテナシステムに用いられ、ケースと、第１通信システム用アンテナと、ケース内直交アンテナとを備える。

【0012】

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態となるアンテナシステム１０を含む通信装置１の概略構成図である。

【図2】アンテナユニット１１のケース１１１の上面図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図4】実施形態１のアンテナユニット１１の構成図である。

【図5】実施形態１のアンテナユニット１２の構成図である。

【図6】実施形態２のアンテナユニット１１の構成図である。

【図7】実施形態３のアンテナユニット１１の構成図である。

【図8】実施形態３のアンテナユニット１１の構成図である。

【図9】実施形態４のアンテナユニット１１の構成図である。

【図10】実施形態５のアンテナユニット１１の構成図である。

【図11】実施形態５のアンテナユニット１１の構成図である。

【図12】実施形態６のアンテナユニット１１Ａの構成図である。

【図13】実施形態７のアンテナユニット１１Ｂの構成図である。

【図14】実施形態７のアンテナユニット１２の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１の概略構成図に示すように、実施形態１のアンテナシステム１０を含む通信装置１は、アンテナシステム１０と、Ｖ２Ｘ無線機２０と、電話用無線機３０とを備える。

【0015】

アンテナシステム１０は、アンテナユニット１１とアンテナユニット１２とを備え、アンテナユニット１１は、車両のボディ上面の一部である屋根部上面において、屋根部後端部分に配置される。もう一方のアンテナユニット１２は、車室前端付近に配置される。

【0016】

Ｖ２Ｘ無線機２０は、車車間通信システムおよび路車間通信システムのいずれか一方または両方を行う通信システム（以下、車車間、路車間通信システム）のための公知の無線機である。このＶ２Ｘ無線機２０は、送信のための変調等を行う送信部、受信した信号の復調等を行う受信部、それらを制御する通信制御部などを備える。車車間、路車間通信システムは、請求項の第１通信システムに相当する。このＶ２Ｘ無線機２０とアンテナユニット１１とは同軸ケーブル４０で相互に接続されている。

【0017】

電話用無線機３０は、携帯電話回線を利用した通信システム（以下、電話用通信システム）のための無線機である。電話用通信システムは請求項の第２通信システムに相当する。

【0018】

電話用無線機３０は、携帯電話回線を利用した通信を行うために、公知の送信部、受信部、通信制御部などを備え、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式で通信を行う。ＭＩＭＯでは相関の少ない複数のアンテナが送受信用に必要となるが、ここでは特に相関を少なくする構造として偏波ダイバーシティ構造のアンテナを用いる。すなわち、電話用通信システムの基地局は、水平偏波と垂直偏波のアンテナを用いていることから、本電話用通信システムは、偏波ダイバーシティ型通信システムとする。

【0019】

電話用無線機３０は、同軸ケーブル５０によりアンテナユニット１１と接続されており、同軸ケーブル６０によりアンテナユニット１２とに接続されている。

【0020】

（アンテナユニット１１の構成）
図２に示すケース１１１は、シャークアンテナ、ドルフィンアンテナなどと呼ばれ、サメやイルカのヒレに似た形状である。具体的には、ケース１１１は上面視が流線型状であり、幅方向長さは、車両前側（図左側）が車両後側（図右側）よりもやや狭くなっている。

【0021】

このケース１１１は、車両前後方向の長さが車両幅方向の長さよりも長くなっており、特に、図３に示すように、ケース１１１の幅方向長さ（図３の左右方向）は、底側に比べ、上側が狭くなっている。

【0022】

ケース１１１は、長手方向が車両前後方向となるように配置されており、流線型であることから、ケース１１１の内部空間も車両前後方向の長さが、車両幅方向の長さに比べると長くなっている。また、このケース１１１は樹脂製である。

【0023】

なお、図３は、ケース１１１の形状を説明する図であるため、ケース１１１に収容されている部材は省略している。

【0024】

アンテナユニット１１は、図４に示すように、ケース１１１に全体が覆われている。ケース１１１は、車両後ろ方向（図右方向）ほど高くなる形状である。ケース１１１の内部に形成された空間に、地板１１２、プリント基板１１３、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４（第１通信システム用アンテナに相当）、電話用アンテナ１１５（ケース内直交アンテナに相当）などが収容されている。なお、図４は、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４と、電話用アンテナ１１５の位置関係を示すための図であり、その他の構成の一部は省略している。

【0025】

プリント基板１１３は、ケース１１１の幅方向ほぼ中央において、グランドパターン１１６が形成されている面が車両屋根部の前後方向に沿うように配置されている。なお、車両屋根部の前後方向は、車両の前後方向に平行である。グランドパターン１１６は、プリント基板１１３に銅箔により形成されている。このグランドパターン１１６の一部を形成する接続部１１６ｆは地板１１２と接続している。

【0026】

Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４は、モノポールアンテナのアンテナエレメントであり、グランドパターン１１６の下端に設けられた給電点１１７と接続している。なお、本明細書では、アンテナエレメントを単にアンテナと記載している。

【0027】

グランドパターン１１６とこのＶ２Ｘ用アンテナ１１４とによりモノポールアンテナが構成される。給電点１１７には同軸ケーブル４０の先端も接続され、これにより、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４はＶ２Ｘ無線機２０と接続される。

【0028】

Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４は、プリント基板１１３の基板面に配置されている。また、このＶ２Ｘ用アンテナ１１４は、アンテナユニット１１を搭載した車両が水平な地面に位置している状態で、かつ、車両屋根部が地面対して水平である場合において、給電点１１７から鉛直下方向に延びている。この方向に延びるＶ２Ｘ用アンテナ１１４は、換言すれば、軸線方向が、車両屋根部の前後方向に対して垂直、且つ車両屋根部の幅方向（すなわち車両の左右方向）に対しても垂直である。なお、鉛直方向には、厳密な鉛直方向のみではなく、ほぼ鉛直である方向も含む。また、以下では、基準を明示しないで用いる垂直は、大地を基準とする垂直、すなわち、鉛直を意味する。また、本明細書では、水平、垂直も、厳密な水平、垂直のみではなく、ほぼ水平、ほぼ垂直も含む意味である。また、本明細書において、車両の傾きを明示しないで垂直、鉛直、水平を用いている場合は、車両は水平な地面に位置しているものとする。

【0029】

Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４が給電点１１７から鉛直下方向に延びているので、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４が送受信する電波は主として垂直偏波となる。車車間通信や路車間通信では垂直偏波を用いることとされていることから、このＶ２Ｘ用アンテナ１１４を用いることにより良好に車車間通信や路車間通信を行うことができる。なお、実施形態１における車車間通信、路車間通信は５．９ＧＨｚ帯で行うものとし、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４は、この周波数に基づいてエレメント長が設定されている。

【0030】

電話用アンテナ１１５も、モノポールアンテナのアンテナエレメントであり、グランドパターン１１６の車両後側端かつ上部に設けられた給電点１１８と接続している。グランドパターン１１６とこの電話用アンテナ１１５とによりモノポールアンテナが構成される。グランドパターン１１６自体がケース１１１内において上方に位置し、かつ、給電点１１８がグランドパターン１１６の上部に設けられていることから、電話用アンテナ１１５は、ケース１１１の内部において上方に配置されていることになる。

【0031】

給電点１１８には同軸ケーブル５０の先端も接続され、これにより、電話用アンテナ１１５は電話用無線機３０と接続される。

【0032】

電話用アンテナ１１５は、プリント基板１１３の基板面に配置されており、かつ、給電点１１８からの延長方向が車両屋根部前後方向となっている。車両屋根部は通常地面に対してほぼ水平であるので、車両が水平な地面に位置している状態において、電話用アンテナ１１５が送受信する電波は主として水平偏波となる。また、電話用アンテナ１１５はＶ２Ｘ用アンテナ１１４と直交するように配置されていることになる。

【0033】

実施形態１では電話用通信システムの基地局は一方の偏波に水平偏波を用いている。よって、この電話用アンテナ１１５は基地局との通信に適合した配置となっている。なお、実施形態１における電話用通信システムは車車間通信、路車間通信よりも低い周波数を用いる。たとえば、８００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、１８００ＭＨｚ帯、２．１ＧＨｚ帯のいずれかを用いる。電話用アンテナ１１５は、この周波数に基づいてエレメント長が設定されているため、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４よりもエレメント長が長くなっている。

【0034】

（アンテナユニット１２の構成）
図５は、もう一方のアンテナユニット１２の構成図である。アンテナユニット１２は、ケース１２１の内部に、電話用アンテナ１２２が配置されている。電話用アンテナ１２２も、モノポールアンテナのアンテナエレメントであり、図示しない基板に形成されたグランドパターン１２３の上端に設けられた給電点１２４と接続している。グランドパターン１２３とこの電話用アンテナ１２２とによりモノポールアンテナが構成される。図５には図示していないが、この給電点１２４には同軸ケーブル６０が接続され、これにより、電話用アンテナ１２２は電話用無線機３０と接続される。

【0035】

電話用アンテナ１２２は、請求項のケース外アンテナに相当し、他方の電話用アンテナ１１５に対して直交するように配置されている。すなわち、電話用アンテナ１２２は、上記給電点１２４から垂直上方向に延びており、車両が水平な地面に位置している状態では電話用アンテナ１２２の軸線方向は鉛直方向となる。よって、電話用アンテナ１２２が送受信する電波は主として垂直偏波となる。アンテナユニット１１側の電話用アンテナ１１５が水平偏波のアンテナであることから、偏波ダイバーシティ構造による通信の性能を確保することができる。なお、電話用アンテナ１１５、１２２は、請求項の偏波ダイバーシティ型通信システム用アンテナに相当する。

【0036】

（実施形態１の効果）
以上、説明した実施形態１では、同一のケース１１１の中に収容されているＶ２Ｘ用アンテナ１１４と電話用アンテナ１１５は、互いに直交するように配置されている。すなわち、これらのアンテナ１１４、１１５がそれぞれ要素となるモノポールアンテナは主放射偏波面が直交する。したがって、ケース１１１が小さく、それらＶ２Ｘ用アンテナ１１４と電話用アンテナ１１５とが近接配置されていても、それらのアンテナ間のアイソレーションが高くなる。よって、車車間、路車間通信システムと電話用通信システムとの間のアイソレーションが高くなり、それらの通信システム間の電波干渉が抑制できる。

【0037】

また、電話用アンテナ１２２は、ケース１１１の外に配置されている。具体的には、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４、電話用アンテナ１１５を備えるアンテナユニット１１が車両屋根部後端に配置されているのに対して、電話用アンテナ１２２を備えるアンテナユニット１２は車室前端付近に配置されている。つまり、電話用アンテナ１２２は、使用する電波の波長を考えると、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４、電話用アンテナ１１５から十分に離れた位置に配置されていることになる。よって、電話用アンテナ１２２のアイソレーションも高くすることができる。

【0038】

さらに、電話用アンテナ１２２は、電話用アンテナ１１５に対して直交するように配置されていることから、偏波ダイバーシティ型通信システムである電話用通信システムの通信性能を確保することもできる。

【0039】

しかも、電話用アンテナ１１５を、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４と同様、プリント基板１１３の基板面に配置しつつも、ケース１１１内の空間が車両屋根部幅方向の長さに比べて車両屋根部前後方向の長さが長いことを利用し、電話用アンテナ１１５を車両前後方向に配置する。これにより、電話用アンテナ１１５とＶ２Ｘ用アンテナ１１４を直交させている。これにより、ケース１１１の車両屋根部幅方向長さを短くすることができるので、空気抵抗を低減できる。

【0040】

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

【0041】

図６に示すように、実施形態２では、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４の配置が実施形態１と相違する。実施形態２では、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４Ａは、地板１１２に配置されている。そのため、給電点１１７も地板１１２に設けられている。Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４は、この給電点１１７から垂直上方向に延びており、車両が水平な地面に位置しており、かつ、車両屋根部が地面に対して水平である場合、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４の軸線方向は鉛直方向となる。

【0042】

このようにＶ２Ｘ用アンテナ１１４を配置する場合にも、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４が送受信する電波は主として垂直偏波となる。そのため、実施形態１と同様、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４と電話用アンテナ１１５とが近接配置されていても、アンテナ間のアイソレーションが高くなる。よって、車車間、路車間通信システムと電話用通信システムとの間のアイソレーションが高くなり、それらの通信システム間の電波干渉が抑制することができる。また、偏波ダイバーシティ型通信システムである電話用通信システムの通信性能を確保することもできる。

【0043】

（実施形態３）
実施形態３では、モノポールアンテナを構成していた実施形態１の電話用アンテナ１１５に代えて、図７、図８に示すように、ループ状アンテナである電話用アンテナ１１５Ａを使用する。よって、実施形態３では、この電話用アンテナ１１５Ａが請求項のケース内直交アンテナに相当する。

【0044】

図７、図８に示す電話用アンテナ１１５Ａは、実施形態１の電話用アンテナ１１５と同じ位置に配置されている。また、この電話用アンテナ１１５Ａは、車両が水平な地面に位置している状態において、給電点１１８から水平面内において車両屋根部後方に延びている。この方向に延びる電話用アンテナ１１５は、換言すれば、車両屋根部の前後方向に対して平行、且つ車両屋根部の幅方向に対しても平行である。車両屋根部は通常地面に対してほぼ水平であるので、車両が水平な地面に位置している状態において、この電話用アンテナ１１５Ａが送受信する電波も主として水平偏波となる。

【0045】

実施形態３においても、実施形態１、２と同様、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４と同一のケース１１１に収容されている電話用アンテナ１１５Ａは、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４に対して直交配置されているため、それらのアンテナのアイソレーションが高くなる。よって、車車間、路車間通信システムと電話用通信システムとの間のアイソレーションが高くなり、それらの通信システム間の電波干渉が抑制できる。また、電話用アンテナ１１５Ａと電話用アンテナ１２２も直交関係にある。よって、偏波ダイバーシティ型通信システムである電話用通信システムの通信性能を確保することもできる。

【0046】

（実施形態４）
実施形態４では、図９に示すように、アンテナユニット１１は、実施形態１のＶ２Ｘ用アンテナ１１４に加え、もう１本のＶ２Ｘ用アンテナ１１４Ａを備える。

【0047】

実施形態４のグランドパターン１１６Ａは、実施形態１のグランドパターン１１６よりも上端が低くなっており、そのグランドパターン１１６Ａの上端に給電点１１７Ａが設けられている。Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４Ａはこの給電点１１７Ａに接続されており、給電点１１７Ａから垂直上方向に延びており、車両が水平な地面に位置しており、かつ、車両屋根部が地面に対して水平である場合、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４Ａの軸線方向は鉛直方向となる。また、給電点１１７Ａには同軸ケーブル４１も接続されている。この同軸ケーブル４１は、同軸ケーブル４０と同様、Ｖ２Ｘ無線機２０に接続されている。

【0048】

実施形態４では、アンテナユニット１１が、主として垂直偏波を送受信する２本のＶ２Ｘ用アンテナ１１４、１１４Ａと、電話用アンテナ１１５を備えている。電話用アンテナ１１５は、２本のＶ２Ｘ用アンテナ１１４、１１４Ａのいずれとも、直交する配置となっている。

【0049】

実施形態４においても、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４、１１４Ａと同一のケース１１１に収容されている電話用アンテナ１１５は、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４、１１４Ａに対して直交配置されているため、それらのアンテナのアイソレーションが高くなる。よって、車車間、路車間通信システムと電話用通信システムとの間のアイソレーションが高くなり、それらの通信システム間の電波干渉が抑制できる。また、一対の電話用アンテナ１１５、１２２も直交関係にある。よって、偏波ダイバーシティ型通信システムである電話用通信システムの通信性能を確保することもできる。

【0050】

（実施形態５）
実施形態５では、図１０、図１１に示すように、アンテナユニット１１が備える電話用アンテナ１１５Ｂの位置が実施形態４とは相違する。電話用アンテナ１１５Ｂは、実施形態４の電話用アンテナ１１５に代えて備えられているものであり、実施形態５では、この電話用アンテナ１１５Ｂが請求項のケース内直交アンテナに相当する。

【0051】

実施形態５では、図１０に示すように、同軸ケーブル５０が接続されている給電点１１８がグランドパターン１１６Ａの中央付近に設けられている。電話用アンテナ１１５Ｂは、モノポールアンテナのアンテナエレメントであり、その給電点１１８に接続されている。グランドパターン１１６Ａとこの電話用アンテナ１１５Ｂによりモノポールアンテナが構成される。

【0052】

車両が水平な地面に位置している状態では、この電話用アンテナ１１５Ｂは、給電点１１８から水平方向に延びている。また、図１１に示すように、プリント基板１１３の基板面に対して垂直に突き出している。なお、もちろん、電話用アンテナ１１５Ｂの位置におけるケース１１１の幅方向（図１１上下方向）の長さは電話用アンテナ１１５Ｂが配置できる長さである。

【0053】

電話用通信システムの使用周波数が８００ＭＨｚであると、λ／４が９ｃｍ程度になるのでケース１１１の幅方向長さが長くなってしまう。しかし、電話用通信システムの周波数として、３ＧＨｚなどより高い周波数も検討されており、３ＧＨｚであればλ／４が２．５ｃｍ程度になることから、ケース１１１の幅方向長さはそれほど長くならない。

【0054】

電話用アンテナ１１５Ｂは、実施形態４の電話用アンテナ１１５とは車両屋根部前後方向に配置されているか車両屋根部幅方向に配置されているかの違いはあるが、実施形態４と同様、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４、１１４Ａに対して直交配置されている。よって、それらのアンテナのアイソレーションが高くなるので、車車間、路車間通信システムと電話用通信システムとの間のアイソレーションが高くなり、それらの通信システム間の電波干渉が抑制できる。また、一対の電話用アンテナ１１５Ｂ、１２２も直交関係にある。よって、偏波ダイバーシティ型通信システムである電話用通信システムの通信性能を確保することもできる。

【0055】

（実施形態６）
実施形態６では、図１２に示すように、アンテナユニット１１Ａ内において、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４Ｂ、電話用アンテナ１１５Ｂ（ケース内直交アンテナに相当）が地板１１２に対して４５度傾斜して配置されている。

【0056】

より詳しくは、アンテナユニット１１Ａの中に収容されているプリント基板１１３Ａには、五角形状にグランドパターン１１６Ｂが形成され、そのグランドパターン１１６Ｂの２つの傾斜辺に、給電点１１７、１１８が配置されている。なお、図１２には図示していないが、これら給電点１１７、１１８には、同軸ケーブル４０、５０が接続されている。

【0057】

一方の給電点１１７にはＶ２Ｘ用アンテナ１１４Ｂが接続され、他方の給電点１１８には電話用アンテナ１１５Ｂが接続されている。これらＶ２Ｘ用アンテナ１１４Ｂ、電話用アンテナ１１５Ｂはモノポールアンテナのアンテナエレメントであり、いずれも、プリント基板１１３Ａの基板面に沿って配置されている。なお、電話用アンテナ１１５Ｂは請求項のケース内直交アンテナに相当する。

【0058】

Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４Ｂは地板１１２に対して４５度傾斜している。一方、電話用アンテナ１１５ＢはＶ２Ｘ用アンテナ１１４Ｂとは反対方向に地板１１２に対して４５度傾斜している。

【0059】

すなわち、実施形態６においてもＶ２Ｘ用アンテナ１１４Ｂと電話用アンテナ１１５Ｂも互いに直交するように配置されている。よって、それらのアンテナのアイソレーションが高くなる。よって、車車間、路車間通信システムと電話用通信システムとの間のアイソレーションが高くなり、それらの通信システム間の電波干渉が抑制できる。なお、図示していないが、アンテナユニット１２が備える電話用アンテナ１２２は、電話用アンテナ１１５Ｂと直交するように配置する。これにより、電話用通信システムの通信性能を確保することもできる。

【0060】

また、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４Ｂと電話用アンテナ１１５Ｂは、ともに、プリント基板１１３Ａの基板面に沿って、互いに直交するように配置されている。よって、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４Ｂと電話用アンテナ１１５Ｂとを直交配置としつつも、ケース１１１Ａの車両幅方向長さを短くすることができるので、空気抵抗を低減できる。

【0061】

（実施形態７）
実施形態７では、図１３に示すように、アンテナユニット１１Ｂは、これまでの実施形態と同じＶ２Ｘ用アンテナ１１４を備える。この実施形態７でもＶ２Ｘ用アンテナ１１４は、給電点１１７から垂直上方向に延びている。給電点１１７は、グランドパターン１１６Ｃに設けられている。

【0062】

また、アンテナユニット１１Ｂは、いずれもモノポールアンテナのアンテナエレメントである３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄを備える。各電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄは、それぞれ、グランドパターン１１６Ｄに設けられた給電点１１８、１１８Ａ、１１８Ｂに接続されている。なお、実施形態７では、２つのグランドパターン１１６Ｃ、１１６Ｄが形成されているが、これらを一体としてもよい。

【0063】

３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄは、プリント基板１１３の基板面に沿って配置されている点では共通するが、角度は互いに相違する。

【0064】

車両が水平な地面に位置している状態では、電話用アンテナ１１５は水平面内において車両屋根部後方に延びている。また、この電話用アンテナ１１５が接続している給電点１１８は、グランドパターン１１６Ｄの車両後側端に形成されており、電話用アンテナ１１５は、３本の電話用アンテナ１１５の中で最もＶ２Ｘ用アンテナ１１４から遠い位置に配置されている。

【0065】

これに対して、電話用アンテナ１１５Ｄは、その電話用アンテナ１１５Ｄが接続される給電点１１８Ｂがグランドパターン１１６Ｄの上辺に設けられており、電話用アンテナ１１５Ｄは、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４と同様、垂直上方向に延びている。

【0066】

電話用アンテナ１１５Ｃは、上記２本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｄの間に配置され、また、角度も上記２本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｄの中間の角度となっている。すなわち、電話用アンテナ１１５Ｃは、給電点１１８Ａに基端が接続され、先端へ向かうに従い、電話用アンテナ１１５を含み車両屋根部幅方向に平行な平面に対して４５度の角度でＶ２Ｘ用アンテナ１１４から離隔する角度で配置されている。

【0067】

これら３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄは、使用周波数が互いに異なる。具体的には、電話用アンテナ１１５が最もＶ２Ｘ用アンテナ１１４の使用周波数に近く、たとえば、２．１ＧＨｚである。Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４から最も近い位置に配置されている電話用アンテナ１１５Ｄは、使用周波数は、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４の使用周波数と最も離れており、たとえば８００ＭＨｚである。これらの間に配置されている電話用アンテナ１１５Ｃの使用周波数は、上記２つの電話用アンテナ１１５、１１５Ｄの使用周波数の間であり、たとえば１．８ＧＨｚである。

【0068】

図１４に、実施形態７におけるアンテナユニット１２Ａの構成を示す。このアンテナユニット１２Ａは、実施形態１のアンテナユニット１２と同じ位置に配置される。

【0069】

アンテナユニット１２Ａには、図１３に示したアンテナユニット１１Ｂの３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄとそれぞれ対となる３本の電話用アンテナ１２２、１２２Ｃ、１２２Ｄが備えられている。これら３本の電話用アンテナ１２２、１２２Ｃ、１２２Ｄもモノポールアンテナのアンテナエレメントである。

【0070】

電話用アンテナ１２２は、実施形態１と同じであり、グランドパターン１２３の上端に設けられた給電点１２４から垂直上方向に延びている。電話用アンテナ１２２Ｄは、グランドパターン１２３の車両後側の辺に設けられた給電点１２６から、車両屋根部前後方向において車両後方に延びている。

【0071】

電話用アンテナ１２２Ｃは、上記２本の電話用アンテナ１２２、１２２Ｄが接続する給電点１２４、１２６の間に設けられた給電点１２５に接続されている。そして、電話用アンテナ１２２Ｃは、電話用アンテナ１２２、１２２Ｄの間の角度で配置されている。すなわち、電話用アンテナ１２２Ｃは、電話用アンテナ１２２を含み車屋根部幅方向に平行な平面に対して４５度の角度で配置されている。

【0072】

以上、説明した実施形態７では、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４が垂直に配置されており、このＶ２Ｘ用アンテナ１１４と同じケース１１１に３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄが収容されている。３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄのうち、最もＶ２Ｘ用アンテナ１１４に使用周波数が近い電話用アンテナ１１５が周波数の観点では、最もＶ２Ｘ用アンテナ１１４との間の干渉が生じやすい。しかし、本実施形態では、この電話用アンテナ１１５を、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４に対して直交する配置としている。すなわち、これらのアンテナ１１４、１１５がそれぞれ要素となるモノポールアンテナは主放射偏波面が直交する。よって、電話用アンテナ１１５を用いる電話用通信システムとＶ２Ｘ用アンテナ１１４を用いる車車間、路車間通信システムとの間の電波干渉を効果的に抑制することができる。さらに、電話用アンテナ１１５は最もＶ２Ｘ用アンテナ１１４から遠い位置に配置されている。この点でも、両システム間の電波干渉が抑制できる。

【0073】

なお、電話用アンテナ１１５ＤはＶ２Ｘ用アンテナ１１４と同じ垂直偏波となるが、３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄでは最も使用周波数がＶ２Ｘ用アンテナ１１４の使用周波数から離れている。よって、これら電話用アンテナ１１５ＤとＶ２Ｘ用アンテナ１１４の干渉は比較的少ない。

【0074】

以上のことから、この実施形態７では、互いに異なる３種類の周波数を用いる電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄと、Ｖ２Ｘ用アンテナ１１４と同じケース１１１に収容しつつ、それらのアンテナのアイソレーションを高くすることができる。その結果、本実施形態においても、電話用通信システムと車車間、路車間通信システムとの間の電波干渉が抑制できる。

【0075】

また、車室前端に配置されたアンテナユニット１２Ａには、上記３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄと対となる３本の電話用アンテナ１２２、１２２Ｃ、１２２Ｄが備えられている。水平に配置されている電話用アンテナ１１５と対となる電話用アンテナ１２２は垂直に配置されていることから、これら電話用アンテナ１１５、１２２の組み合わせにより、偏波ダイバーシティ型通信システムである電話用通信システムの通信性能が確保できる。また、垂直に配置されている電話用アンテナ１１５Ｄと対となる電話用アンテナ１２２Ｄは水平に配置されていることから、これら電話用アンテナ１１５Ｄ、１２２Ｄの組み合わせも、電話用通信システムの通信性能が確保できる。

【0076】

最後の電話用アンテナ１１５Ｃ、１２２Ｃの組み合わせは、どちらのアンテナも４５度の角度であることから、それぞれのアンテナ１１５Ｃ、１２２Ｃがそれぞれ水平偏波、垂直偏波をある程度、送受信できる。よって、これら電話用アンテナ１１５Ｃ、１２２Ｃの組み合わせも、電話用通信システムの通信性能が確保できる。

【0077】

以上のことから、実施形態７の構成では、電話用通信システムを３種類の周波数で行うための３本の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５ＤをＶ２Ｘ用アンテナ１１４と同じケース１１１に収容しつつも、電話用通信システムの通信性能を確保することができる。

【0078】

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。

【0079】

（変形例１）
実施形態７では、偏波ダイバーシティ型通信システムを行うための３対の電話用アンテナ１１５、１１５Ｃ、１１５Ｄ、１２２、１２２Ｃ、１２２Ｄを備えていた。しかし、３対に限られず、２対、あるいは、４対以上の偏波ダイバーシティ型通信システムを行うためのアンテナを備えていてもよい。

【0080】

（変形例２）
前述の実施形態では、偏波ダイバーシティ型通信システムとして電話通信システムを例示したが、電話以外の用途の偏波ダイバーシティ型通信システムでもよい。

【0081】

（変形例３）
前述の実施形態では、アンテナユニット１２、１２Ａが備えている電話用アンテナ１２２、１２２Ｃ、１２２Ｄはモノポールアンテナのアンテナエレメントであったが、これに代えてループアンテナを用いてもよい。

【符号の説明】

【0082】

１ 通信装置、 １０ アンテナシステム、 １１、１１Ａ、１１Ｂ アンテナユニット、 １２、１２Ａ アンテナユニット、 ２０ Ｖ２Ｘ無線機、 ３０ 電話用無線機、 １１１、１１１Ａ ケース、 １１３、１１３Ａ プリント基板、 １１４、１１４Ａ、１１４Ｂ Ｖ２Ｘ用アンテナ、 １１５、１１５Ａ、１１５Ｂ 電話用アンテナ（ケース内直交アンテナ）、 １１５Ｃ、１１５Ｄ 電話用アンテナ、 １２１ ケース、 １２２ 電話用アンテナ（ケース外アンテナ）、 １２２Ｃ、１２２Ｄ 電話用アンテナ

【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】